Qu'est-ce qu'une vanne de régulation pneumatique ?
Une vanne de régulation pneumatique est un type de vanne qui utilise de l'air comprimé pour réguler le débit des fluides dans les procédés industriels. Elle se compose d'un corps de vanne, d'un actionneur et d'accessoires, et est reconnue pour sa précision dans la régulation du débit et sa robustesse en environnements difficiles.
La vanne de régulation pneumatique est un instrument de contrôle des procédés industriels largement utilisé dans des entreprises des secteurs du pétrole, de la chimie, de l'énergie et de la métallurgie. Son principe de fonctionnement repose sur l'utilisation de l'air comprimé comme source d'énergie, de vérins comme actionneurs et d'accessoires tels que des positionneurs de vannes électriques, des convertisseurs, des électrovannes et des vannes de maintien pour actionner les vannes et réaliser un réglage par commutation ou proportionnel. Le système de contrôle d'automatisation industrielle reçoit des signaux de commande permettant d'ajuster divers paramètres de procédé, tels que le débit, la pression et la température du fluide dans la canalisation. Les vannes de régulation pneumatiques se caractérisent par une commande simple, une réponse rapide et une sécurité intrinsèque, ne nécessitant aucune mesure antidéflagrante supplémentaire.
I. Quelles sont les caractéristiques et les utilisations des vannes de régulation pneumatiques dans le manuel des vannes de régulation pneumatiques ?
1. Application et utilisation caractéristique de la vanne de régulation pneumatique : De conception à angle droit inversé, elle est utilisée avec un dispositif de positionnement de vanne pour un réglage précis. Le noyau de vanne en V est particulièrement adapté à diverses applications de régulation, grâce à son coefficient de débit nominal élevé, son rapport de réglage ajustable, son excellente étanchéité, sa grande flexibilité de régulation, son faible encombrement et sa capacité d'installation verticale ou horizontale. Elle convient à la manipulation de fluides tels que les gaz, les vapeurs et les liquides.
2. Caractéristiques de la vanne de régulation pneumatique : Il s’agit d’une vanne à angle droit inversée, composée d’un corps de vanne en forme de V, d’un actionneur pneumatique, d’un dispositif de positionnement et d’autres accessoires ; Son débit intrinsèque est d’environ 100 % ; Grâce à sa conception à double palier, elle offre un faible couple de démarrage, une excellente flexibilité et une vitesse d’induction élevée ; et une capacité de cisaillement exceptionnelle.
3. L'actionneur pneumatique à piston utilise l'air comprimé comme source d'énergie. Le mouvement du piston entraîne la rotation du bras de manivelle de 90 degrés, permettant ainsi l'ouverture et la fermeture de la vanne. Ses composants comprennent : des vis de réglage, un boîtier d'actionneur, un bras de manivelle, un bloc-cylindres, un arbre de cylindre, un piston, une bielle et un arbre à joint universel.
4. Principe de fonctionnement d'une vanne de régulation pneumatique : La vanne de régulation pneumatique est composée d'un actionneur et d'un mécanisme de régulation. L'actionneur, qui fournit la poussée nécessaire à l'actionnement du mécanisme de régulation, génère une force proportionnelle à l'amplitude du signal de commande. Le corps de la vanne, en contact direct avec le fluide régulé, permet de contrôler son débit.
Manuel de la vanne de régulation pneumatique - Explication du fonctionnement, de l'inspection et de la maintenance de la vanne de régulation pneumatique.
II. Bien que des introductions aux vannes de régulation pneumatiques aient déjà été présentées, elles ne permettent pas encore de dresser un tableau complet de ce produit. Par conséquent, il est essentiel, notamment pour les apprenants, de poursuivre et d'approfondir leurs connaissances sur ce sujet. Nous allons donc aborder ci-dessous les notions fondamentales relatives aux vannes de régulation pneumatiques, afin que chacun puisse mieux les comprendre.
- Opération
(1) Avant d’utiliser des vannes de commande pneumatiques, un étalonnage systématique doit être effectué.
(2) Lors du fonctionnement des vannes de régulation pneumatiques, toutes les vannes de dérivation doivent être fermées et la vanne de régulation doit se trouver dans sa plage de fonctionnement normale. Il est strictement interdit de modifier la position de la tige de vanne et du ressort de compression. Toute anomalie fera l'objet de sanctions immédiates.
- inspections régulières
(1) L'important est de vérifier la pression de la source d'air, les fixations et les instruments de la vanne de commande pneumatique pour détecter tout signe de desserrage, de fuite, etc. Le cas échéant, ils doivent être traités en temps opportun.
(2) Tous les composants de connexion doivent être inspectés pour vérifier l'étanchéité, le frottement, les rayures et la déformation.
(3) Quel est l'environnement de protection du trajet de l'instrument et l'environnement d'étanchéité au point d'étanchéité est-il excellent ?.
(4) Le fonctionnement de la tige de soupape n'est-il pas chaotique et y a-t-il des signes de rouille sur la soupape ?.
- Inspection étanche
La première étape consiste à vérifier si le port de câblage de l'instrument est humide, car il peut y avoir des signes d'infiltration d'eau.
- Entretien et maintenance
(1) Nettoyez et lubrifiez chaque composant afin de prolonger la durée de vie de la vanne de commande pneumatique.
(2) La vanne de commande pneumatique doit être purgée et lubrifiée selon le calendrier prévu, et le niveau d'huile dans l'injecteur doit être suffisant. Si le niveau est insuffisant, il convient de le compléter sans délai.
III. Solutions aux problèmes de bruit et de cavitation dans l'application des vannes de régulation pneumatiques.
En pratique, le bruit des vannes de régulation pneumatiques est la principale source de pollution dans la production pétrochimique. La cavitation et le bruit sont les deux principaux problèmes des vannes de régulation utilisées pour contrôler les fluides à haute pression différentielle. Quelles sont donc les causes de ces deux problèmes majeurs ? Comment y remédier ? Le guide du fabricant de vannes de régulation pneumatiques répondra à vos questions une à une.
1. Vibrations mécaniques - par exemple, lorsque le tiroir de la vanne de commande pneumatique se déplace horizontalement à l'intérieur du manchon, l'espace entre le tiroir et le manchon peut être minimisé ou un manchon à surface dure peut être utilisé.
2. Fluidité mécanique du fluide – Lorsque le fluide circule dans des canalisations ou des vannes de régulation pneumatiques, il émet également du bruit. Nous n'entrerons pas dans les détails de ce phénomène, car la cavitation peut aussi produire du bruit.
3. Vibrations à fréquence naturelle : les composants tels que le tiroir d’une vanne de commande pneumatique, qui présentent une fréquence de vibration naturelle, peuvent être modifiés par un traitement spécial de fonderie ou de forgeage afin d’en changer les caractéristiques. Au besoin, d’autres types de tiroirs peuvent également être utilisés.
4. Lorsque la cause est l'instabilité du noyau de la vanne – si le bruit est généré par les fluctuations de pression du fluide dues au déplacement oscillatoire du noyau –, ce problème est généralement dû à des facteurs d'amortissement tels que le réglage de l'actionneur du circuit. Pour y remédier, le coefficient d'amortissement peut être réajusté ou des dispositifs d'amortissement des vibrations peuvent être ajoutés dans le sens du déplacement du noyau de la vanne.
IV. Que faut-il prendre en compte lors du choix des vannes de régulation pneumatiques ?
Il n'existe pas de différence fondamentale entre les vannes de régulation pneumatiques et électriques, la principale différence résidant dans l'actionneur. Les premières nécessitent une source d'air comprimé, tandis que les secondes se contentent d'une source d'alimentation électrique, ce qui est plus pratique. Les vannes de régulation pneumatiques requièrent des équipements tels que des compresseurs, qui présentent l'avantage d'être antidéflagrantes, faciles d'entretien et fiables. C'est pourquoi, dans des secteurs comme la chimie et la pétrochimie, leur champ d'application est bien plus vaste que celui des vannes de régulation électriques.
Les vannes de régulation pneumatiques se classent en plusieurs catégories selon leur structure : vannes à simple siège, à manchon, à double siège, à trois voies, à cage, à angle, à boisseau sphérique en V, à papillon, etc. Elles sont principalement équipées d’actionneurs à membrane ou à piston, les premiers offrant une précision de régulation légèrement supérieure. Selon le type de positionneur électrique, on distingue les vannes pneumatiques mécaniques et intelligentes. Ces dernières présentent une précision de régulation plus élevée.
Selon le fluide utilisé, le choix des matériaux du corps de vanne varie également. On peut opter pour l'acier au carbone, des matériaux résistants à la corrosion comme l'acier inoxydable 304, 316 ou 316L, ou encore des vannes de régulation à revêtement fluoré. Il existe aussi plusieurs types spécifiques de vannes de régulation pneumatiques : vannes basse température, vannes haute température, vannes haute pression, vannes de régulation de faible débit, etc. Une vanne de régulation à simple siège convient aux applications avec de faibles différences de pression. En cas de différence de pression importante, on peut choisir une vanne de régulation à manchon ou à double siège. Cependant, la vanne à double siège présentant un risque de fuite élevé, elle n'est pas adaptée aux applications exigeant une faible fuite.
Une vanne de régulation à trois voies permet de combiner deux flux de fluide en un seul ou de diviser un flux en deux. Lorsque la différence de pression est particulièrement importante et sujette à la cavitation ou à la vaporisation instantanée, une vanne de régulation à cage multi-étages peut être utilisée pour réduire progressivement la pression du fluide haute pression et obtenir une régulation stable. La vanne à boisseau sphérique pneumatique en V est adaptée aux fluides contenant des particules, comme la pulpe. Grâce au cisaillement de ses composants internes, ses caractéristiques d'écoulement sont sensiblement égales et son rapport de réglage est bien supérieur à celui des vannes de régulation classiques à simple siège ou à manchon. De ce fait, son champ d'application s'élargit considérablement. Les vannes papillon électriques sont plus adaptées aux applications de grand diamètre et offrent un meilleur rapport coût-efficacité.
En résumé, les utilisateurs doivent choisir correctement les vannes de régulation pneumatiques en fonction de leurs besoins réels afin d'obtenir de bons résultats d'utilisation.