Vannes et actionneurs thermoplastiques : tout ce que vous devez savoir

L'industrie des pompes comporte un grand nombre d'opérations qui nécessitent le contrôle du débit de divers fluides dans différents processus.

Depuis plus de 50 ans, les vannes thermoplastiques sont de plus en plus acceptées comme choix efficace par rapport aux vannes métalliques dans de nombreuses applications. Les avantages des vannes thermoplastiques comprennent :

Les vannes thermoplastiques ont l’avantage d’être légères, résistantes à la corrosion, aux produits chimiques et non toxiques. Ils ne s’écaillent pas, ne rouillent pas et ont une faible conductivité thermique. Couramment utilisé dans les systèmes d'alimentation en produits chimiques municipaux et industriels, le matériau thermoplastique est robuste et a fait ses preuves pour les applications industrielles lorsqu'il est utilisé dans les limites des spécifications du matériau. Les vannes thermoplastiques équipées d'actionneurs électriques ou pneumatiques permettent également un contrôle automatisé et un accès à distance par les opérateurs.

Matériaux de vannes thermoplastiques Les matériaux les plus couramment utilisés dans la fabrication de vannes thermoplastiques sont le PVC, le CPVC, le GFPP et le PVDF. Les deux matériaux fonctionnent intrinsèquement différemment à la même température de fonctionnement, pression, impact et exposition aux UV.

Le corps de la vanne thermoplastique est moulé avec précision à partir du matériau de base. Les ensembles de vannes thermoplastiques comportent en outre des composants plus petits fabriqués dans différents matériaux qui interagissent également avec le processus liquide. Tous ces matériaux nécessitent une attention particulière lors de la sélection des vannes en raison de leur compatibilité chimique potentielle. Une sélection incorrecte des matériaux, en particulier des joints toriques et des revêtements, peut entraîner une défaillance prématurée de la vanne.

Les robinets à tournant sphérique utilisent des joints toriques en élastomère en EPDM ou FMP. Ceux-ci sont situés dans les connexions d'extrémité et la tige pour créer une surface d'étanchéité entre les composants en plastique. Les sièges en PTFE de chaque côté de la balle offrent un déplacement fluide et une surface d'étanchéité sur laquelle la balle peut rouler et s'asseoir. Les vannes papillon thermoplastiques sont dotées d'un revêtement en élastomère dans lequel le disque se ferme hermétiquement et de joints toriques en EPDM, Viton ou Nitrile. Une vanne papillon thermoplastique possède également un arbre en acier inoxydable ou en titane qui maintient l'ensemble chemise et disque en place dans le corps de la vanne.

Lors de la spécification d'une vanne pour une application potentiellement corrosive, la consultation d'un tableau de résistance chimique pour la compatibilité chimique des matériaux thermoplastiques et élastomères garantira la sélection correcte des matériaux. Le caoutchouc EPDM est un élastomère recommandé pour l'eau, la vapeur, les acides dilués, les alcalis dilués et les alcools.

La pression de fonctionnement de tous les matériaux thermoplastiques diminue à mesure que la température augmente. La pression de fonctionnement maximale d'un robinet à tournant sphérique de 2 pouces peut être de 250 psi à 70°F, sans choc. Les courbes de pression et de température sont différentes pour le PVC et le CPVC. Le même robinet à tournant sphérique en PVC de programme 80 aura une pression maximale de 130 psi à 145°F.

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Un actionneur de vanne est le dispositif qui « actionne » ou déplace une vanne ouverte ou fermée. Il se fixe et fonctionne conjointement avec deux parties : le corps de la vanne et le pilote de la vanne.

Types d'actionneurs

Lorsqu’on envisage d’actionner une vanne thermoplastique, les points suivants doivent être identifiés :

Électrique ou pneumatique Les actionneurs pneumatiques nécessitent de l'air fourni par l'usine et sont disponibles en version à double effet ou à rappel par ressort. Les options incluent un solénoïde (AC ou DC), un filtre/régulateur d'air, un positionneur (4-20 mA), des interrupteurs de fin de course auxiliaires, un indicateur visuel et une commande manuelle débrayable.

Le temps de cycle de l'actionneur est le temps nécessaire à un actionneur pour passer de l'ouverture à la fermeture. Il est important pour éviter les coups de bélier résultant d'une ouverture ou d'une fermeture trop rapide de la vanne. Le temps de cycle de l'actionneur électrique HRSN2 de Hayward pour un robinet à tournant sphérique de 4 pouces est d'environ 9 à 13 secondes. Le temps de cycle pour une vanne papillon de 12 pouces est d'environ 39 secondes. Pour les actionneurs électriques, cette vitesse est fixe.

La vitesse d'un actionneur pneumatique est régie par un ensemble solénoïde qui s'ouvre ou se ferme sur commande et régule le débit d'air entrant et sortant du cylindre du piston de l'actionneur. Les actionneurs à double effet sont alimentés en air aux cylindres d'ouverture et de fermeture. En cas de perte d'air soufflé, une vanne double effet restera en dernière position. Les actionneurs à ressort de rappel à sécurité intégrée sont utilisés dans les applications qui nécessitent qu'une vanne se déplace vers une position d'ouverture complète ou de fermeture complète en cas de perte d'alimentation en air. La position de sécurité est sélectionnée lors de la spécification de l'actionneur mais peut être modifiée sur place, si nécessaire.