Technologies des vannes de contrôle en thermoplastique

Comment un ingénieur décide-t-il du type de vanne à sélectionner ? Quelles sont les différences entre toutes les options ? Quel est l’impact de ce choix sur le coût du projet et sur le coût de la durée de vie ? Quel sera l’impact sur le schéma de contrôle ? Cet article, qui présente la gamme de produits d’Asahi/America et notre expertise en matière d’ingénierie, peut vous aider à prendre une décision.

Asahi/America Vannes papillon de type 57 montées sur la Série 92 assurent un contrôle robuste pendant des décennies dans des installations à travers le pays. La vanne à boisseau sphérique Type-21 et l’actionneur pneumatique actionneur pneumatique de la série 79 offrent un service fiable aux OEM et aux fabricants du monde entier. La vanne à membrane vanne à membrane Type-14 permet de contrôler le débit dans les boues critiques, les environnements abrasifs et les applications de dosage. Notre gamme de vannes en PTFE répond aux exigences de performance de nos clients les plus exigeants et de leurs processus d’application critiques.

Technologies des vannes de contrôle en thermoplastique

L’évolution et la complexité croissantes des processus entraînent la nécessité de disposer de commandes de processus plus avancées, y compris de vannes de contrôle. Les ingénieurs et les opérateurs sont constamment à la recherche de solutions qui optimisent leur processus en vue d’une production efficace, d’un débit fiable et d’une augmentation des revenus. Les ingénieurs doivent également étudier les coûts de la mise à niveau ou de l’automatisation de leurs opérations et s’assurer que leur investissement sera rentable. Par rapport aux industries dans lesquelles les thermoplastiques sont souvent spécifiés et excellent, les meilleures pratiques incluent de nouvelles technologies, des schémas de contrôle complets et une norme de plus en plus élevée pour un contrôle précis du débit.

Les ingénieurs doivent se poser quelques questions lorsqu’ils examinent les options des vannes de contrôle :

• Qu’est-ce qu’une vanne de régulation et à quoi sert-elle ?
• Comment spécifier une vanne de contrôle ?
• Quelles sont les options ou les technologies disponibles ?

Qu’est-ce qu’une vanne de régulation et quel est son rôle dans le processus ?

Les vannes de régulation sont utilisées dans les processus où des variables telles que le débit, la pression ou la température ont un impact direct sur le résultat final. La conception de base de la vanne permet de manipuler le flux de fluide en faisant varier ou en changeant la taille du passage du flux ou de la vena contracta. La vena contracta est le point du flux de fluide où le diamètre du flux est au minimum. Une vanne est conçue pour ajuster ce point en déplaçant l’élément de fermeture. Il peut s’agir d’une bille, d’un disque ou d’un clapet. Les vannes sont souvent considérées comme l’élément de contrôle final en raison de leur influence physique directe sur les fluides du processus.

Comment spécifier une vanne de contrôle ?

Un certain nombre de facteurs doivent être pris en compte lors de la spécification d’une vanne de régulation, mais il est tout d’abord nécessaire de comprendre la boucle de régulation.

• Quelle est la variable manipulée ?
  • Exemple : pression, température, niveau
• Quelles sont les mesures nécessaires ?
• Quel est le type de système de contrôle utilisé ?
  • Exemple : solénoïde, PLC, DCS
• Quelle est la source d’énergie utilisée ?
  • Exemple : pneumatique, électrique

Un exemple de boucle de contrôle peut ressembler à l’image de droite, avec un contrôleur pneumatique, une vanne pneumatique et un transmetteur de débit clairement identifiés.

Il est important de comprendre les exigences de débit de l’application et la quantité de débit nécessaire. Comme nous l’avons vu précédemment, la variation de la vena contracta permet de manipuler le débit. Le dimensionnement d’une vanne de régulation nous intéresse pour savoir quel débit passera à travers la vanne à une position donnée lorsque son élément se ferme et la pression différentielle (DP) créée au cours de ce processus.

La relation entre le DP et le débit à travers une vanne est exprimée par un coefficient de débit (Cv). Le Cv est défini comme le nombre de gallons par minute (GPM) de débit qui passeront à travers une vanne complètement ouverte à 60° F, avec un DP de 1psi. Ainsi, une vanne ayant un Cv de 10 laissera passer 10 gallons d’eau en une minute avec une chute de pression de 1 psi. Pour les fluides incompressibles comme l’eau, l’équation de gauche s’applique.

L’équation montre que le débit varie comme la racine carrée de la pression différentielle dans la vanne de régulation. Plus la perte de charge est importante, plus le débit est élevé. La chute de pression à travers une vanne est fortement influencée par la surface, la forme, la trajectoire et la rugosité de la vanne, c’est-à-dire sa construction ou son type.

Caractéristiques du contrôle du débit

Lorsque vous évaluez le type de vanne à utiliser dans votre boucle de régulation, il est également essentiel de comprendre les caractéristiques de régulation du débit de la vanne. Toutes les vannes possèdent une caractéristique de débit inhérente qui définit la relation entre la position de l’élément de fermeture (disque, bille) et le débit sous pression. Cette caractéristique est fonction de la position relative de l’organe de fermeture par rapport au siège. Des exemples de caractéristiques différentes sont présentés à droite, les différentes technologies de vannes offrant un éventail de caractéristiques de débit. Les robinets à papillon et les robinets à tournant sphérique à passage intégral, par exemple, sont considérés comme des robinets à récupération élevée, car le taux de contrôle effectif entre un certain pourcentage d’ouverture et une ouverture totale est relativement faible. Un robinet à soupape possède une caractéristique quasi-linéaire, offrant un contrôle régulier, fiable et reproductible sur toute sa course.

Des aspects tels que le schéma de commande et la technologie d’actionnement peuvent avoir un impact à la fois sur le processus et sur la décision d’investissement. L’un des schémas les plus courants est l’automate programmable (PLC) avec un positionneur 4-20 mA et une boucle de contrôle par retour d’information. Parmi les autres options, citons les boucles manuelles, où un opérateur règle la vanne en fonction des informations en aval, les électrovannes fonctionnant sur un changement de tension, ou les systèmes de contrôle distribués (DCS) avec une programmation et des protocoles de communication avancés. Il existe également des considérations relatives à la actionnement de la vanne. Le système actuel est-il contrôlé par une commande pneumatique ou électrique ? Quel type de positionneur est nécessaire ? Pour réussir, il est essentiel de trouver une vanne de régulation qui réponde à la fois aux besoins du processus et à ceux du système de régulation.

Quelles sont les options ou les technologies disponibles ?

Alors que les vannes papillon, les vannes à bille, les robinets à soupape et les robinets à membrane sont disponibles et utilisés dans les applications de contrôle depuis des années, les récentes améliorations apportées aux technologies de vannes et d’actionnement relatives aux thermoplastiques ont permis d’accroître les capacités et la souplesse en matière de contrôle des flux. Les progrès réalisés au niveau des actionneurs, des commandes et de la conception générale ont permis d’accroître la fiabilité, offrant ainsi aux ingénieurs et aux opérateurs une plus grande flexibilité et un plus grand choix dans leur processus d’application. Un exemple de cette amélioration est l’ajout récent de la vanne de régulation de débit Type-21a SST. vanne de régulation de débit Type-21a SST à la gamme Asahi.

Cette vanne est conçue avec toute la fiabilité et l’agilité du Type-21 standard et comprend des caractéristiques de débit à pourcentage égal modifié, offrant un excellent contrôle du débit sur l’ensemble de la course. Le Type-21a SST offre ces avantages à un prix avantageux et sa facilité d’entretien est également plus intéressante que celle des autres vannes.

Lorsqu’il est associé à notre Série 19 le Type-21a SST fournit un contrôle de débit fiable et reproductible avec une grande précision du point de consigne, un retour de position et une capacité de sécurité.

Les ingénieurs sont à la recherche de technologies et d’équipements qui servent l’objectif fondamental du contrôle des processus dans leurs installations et de fournisseurs qui peuvent fournir l’expertise et les produits qui maximisent la productivité et résolvent les problèmes qui contribuent à la perte de temps de fonctionnement et de rentabilité. Qu’une boucle ait besoin d’une simple vanne papillon avec un opérateur à levier, d’un ensemble de vannes à bille automatisées avec un positionneur pneumatique ou d’une vanne à membrane spécialisée, Asahi/America peut fournir l’ingénierie et l’expertise nécessaires à votre application. Votre installation dispose-t-elle d’une application dont les performances sont inférieures aux attentes ? Cherchez-vous à mettre à niveau ou à améliorer votre système actuel de contrôle du débit ? Contactez-nous dès aujourd’hui.

Apprenez-en plus sur la qualité légendaire de nos vannes et prenez le temps d’y réfléchir. Type-21 et relevez le défi du Type-21.

AVIS DE L’ÉDITEUR : Veuillez noter que les informations contenues dans cet article sont uniquement destinées à des fins éducatives et ne remplacent pas les informations techniques ou les spécifications des produits d’Asahi/America.
Veuillez consulter le service technique d’Asahi/America au 1-800-343-3618 ou à l’adresse [email protected] pour toutes les applications de produits en ce qui concerne la sélection des matériaux en fonction de la pression, de la température, des facteurs environnementaux, des produits chimiques, des médias, de l’application, etc.