"boule flottante" et "boule de tourillonCe sont des concepts généralement utilisés. Mais quelles sont les différences exactes entre ces deux conceptions et quand utiliser l'une ou l'autre ?
La différence la plus importante entre ces deux modèles réside dans la construction de la bille et son mode d'assemblage à l'intérieur du corps de la vanne. boule de tourillon La tige de soupape est fixée et centrée à l'intérieur du corps de soupape par un axe supérieur (la tige de soupape) et un axe inférieur (le tourillon). Une bille flottante est fixée au corps de soupape uniquement par la tige de soupape. De ce fait, la bille flottante « flotte » dans les sièges de soupape.
Dans un boule flottante Dans ce type de vanne, la bille est plaquée contre le siège aval par la pression en ligne, assurant ainsi l'étanchéité. Lors de la manœuvre de la position fermée à la position ouverte, la bille doit tourner contre la pression en ligne (∆p) et le frottement des sièges. Autrement dit, le couple nécessaire à la manœuvre de la vanne est généré à la fois par la pression en ligne et par la nature des sièges. Ce couple augmente significativement avec la pression de service (∆p) et/ou la taille de la vanne, et/ou lorsque le siège est plus robuste. Ce dernier point s'applique notamment aux vannes à siège métallique.
Conception de boule flottante
Dans une conception à tourillon, la bille est insérée dans un axe central inférieur appelé tourillon. La bille est fixée entre la tige et le tourillon, ce qui garantit son positionnement fixe et centré. La pression en ligne plaque les sièges contre la bille, assurant ainsi l'étanchéité. De ce fait, en fonctionnement, la bille n'a pas à exercer une rotation contre la pression en ligne (∆p) et les sièges de soupape, mais uniquement contre la pression de ces derniers.
conception de la rotule de tourillon
En conséquence, le couple requis d'un vanne à bille montée sur tourillon Le couple requis est généralement inférieur à celui d'une vanne à boisseau sphérique flottante comparable. Par exemple, une vanne à boisseau sphérique flottante à siège métallique DN200 nécessiterait un actionneur nettement plus puissant qu'une vanne à tourillon DN200 équivalente, ce qui réduirait considérablement le coût global de l'ensemble. De plus, la conception à tourillon offre généralement une meilleure stabilité, la rendant plus adaptée aux conditions extrêmes et notamment aux variations de pression.
Ainsi, la vanne à bille montée sur tourillon est plus adaptée aux applications haute pression et présente des dimensions plus importantes que la vanne à bille à tourillon. boule flottanteUn autre avantage de la conception à tourillon par rapport à la conception flottante réside dans le fait qu'elle intègre généralement un raccord de purge, ce qui la rend apte à fonctionner comme un dispositif à double sécurité. De plus, elle fait office de soupape de décharge automatique lorsque la pression dans la cavité centrale dépasse la force des ressorts des sièges. Dans ce cas, les ressorts des sièges se détendent automatiquement afin d'évacuer la surpression vers la conduite principale. C'est pourquoi la conception à tourillon est couramment utilisée dans les applications offshore et pétrolières et gazières, où les conditions extrêmes sont la norme.
Bien entendu, un inconvénient majeur du tourillon par rapport au système flottant réside dans son coût, nettement supérieur. De ce fait, les tourillons ne sont utilisés qu'en cas de nécessité.
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