Vannes à boisseau sphérique et vannes à soupape : quelle est la différence ?

Quelle est la différence entre les robinets à tournant sphérique et les robinets à soupape ?

Les robinets à tournant sphérique offrent un fonctionnement quart de tour rapide et un chemin d'écoulement direct. En revanche, les vannes à soupape offrent un contrôle précis du débit mais avec un chemin d'écoulement plus restreint.

Comprendre ces différences clés peut vous aider à sélectionner la vanne adaptée à votre application spécifique. Continuez à lire pour en savoir plus sur les avantages et les inconvénients de chaque type de vanne.

Qu'est-ce qu'un robinet à tournant sphérique

Les vannes à bille sont des vannes quart de tour qui utilisent une bille creuse et perforée pour contrôler le débit du fluide. Le corps de la vanne abrite la bille qui tourne entre deux sièges. Une tige relie la boule à un actionneur ou une poignée externe. La boule a un alésage en son centre qui s'aligne avec le chemin d'écoulement lorsqu'elle est ouverte.

Comment fonctionne le robinet à tournant sphérique

Les robinets à tournant sphérique fonctionnent via un simple mécanisme quart de tour. La tige de valve se connecte à un levier ou à une poignée à l'extérieur.

Tourner cette poignée fait tourner la bille à l’intérieur du corps de la vanne. En position ouverte, l'alésage de la bille s'aligne avec le tuyau, permettant un débit complet. Une rotation de la balle de 90 degrés place la partie solide de la balle sur le chemin d'écoulement, arrêtant complètement l'écoulement.

Cette conception permet une ouverture et une fermeture rapides avec une chute de pression minimale lorsqu'elle est complètement ouverte.

Avantages du robinet à tournant sphérique

• Conception compacte et vitesses de cycle rapides: Vannes quart de tour améliorant l’efficacité opérationnelle.
• Des chutes de pression plus faibles: Chemin d'écoulement simplifié par rapport aux vannes à soupape.
• Durée de vie plus longue: Plus grande résistance à la corrosion et aux dommages, exigences d’entretien minimales.
• Confirmation visuelle facile: La conception simple de la boule permet des contrôles rapides de la position.
• Capacités d'étanchéité serrées: Excellent pour les applications d'arrêt, même après une utilisation prolongée.

Inconvénients du robinet à tournant sphérique

• Capacité de limitation limitée: Contrôle du débit moins précis par rapport aux vannes à soupape, notamment pour les réglages fins.
• Régulation du débit moins précise: Moins bon contrôle en position partiellement ouverte par rapport aux vannes à soupape.
• Coût plus élevé pour les grandes tailles: Plus cher que les vannes à soupape équivalentes, en particulier pour les plus grandes tailles nécessitant des actionneurs plus gros.
• Usure accrue lors de l'étranglement: Moins adapté aux services d'étranglement fréquents par rapport aux vannes à soupape.
• Risque de cavitation plus élevé: Certaines conceptions sont plus sujettes aux problèmes de cavitation que les vannes à soupape.
• Caractéristiques de débit limitées: Moins de flexibilité dans les profils de débit par rapport aux vannes à soupape avec diverses options de garniture.
• Des réparations difficiles: Pièces plus difficiles à entretenir et à remplacer que les robinets à soupape.
• Limites de température: Peut ne pas fonctionner aussi bien que les robinets à soupape dans des conditions de températures extrêmes.

Qu'est-ce qu'un robinet à soupape

Les vannes à soupape se caractérisent par leur corps sphérique, contenant un disque ou un bouchon mobile qui se trouve au sommet de la tige de la vanne. Lorsque la tige de la vanne est tournée, le disque se rapproche ou s'éloigne du siège de la vanne, régulant ainsi le débit.

Comment fonctionne le robinet à soupape

Les vannes à soupape utilisent un mécanisme de mouvement linéaire. La rotation du volant ou de l'actionneur déplace le disque perpendiculairement au flux de fluide, permettant un contrôle précis.

Lorsqu'il est complètement ouvert, le fluide s'écoule autour du disque, tandis qu'en position fermée, le disque se ferme hermétiquement contre le siège, arrêtant complètement l'écoulement.

Avantages du robinet à soupape

• Contrôle précis du débit: Fournit une régulation précise du débit
• Applications de limitation: Mieux adapté au contrôle de débit réglable
• Systèmes haute pression: Offre des performances supérieures dans les environnements à haute pression
• Coefficient de débit: Permet une détermination plus précise
• Joint étanche: Fournit une meilleure étanchéité avec un risque de fuite réduit
• Prévention des coups de bélier: Plus efficace pour prévenir ce problème
• Gestion polyvalente des médias: Idéal pour les substances corrosives, visqueuses ou à température extrême
• Entretien facile: Offre un entretien plus simple grâce à la conception à entrée par le haut
• Opération fréquente: Mieux adapté à un réglage et à une utilisation régulière
• Confirmation visuelle de la position: Fournit une indication claire de l’état de la vanne

Inconvénients du robinet à soupape

• Chute de pression plus élevée: En raison d'un chemin d'écoulement interne plus complexe
• Plus grand et plus lourd: Pour une capacité de débit équivalente à celle des robinets à boisseau sphérique
• Plus cher: Que des robinets à tournant sphérique de taille similaire
• Plus de tours requis: Pour ouvrir ou fermer complètement
• Capacité de débit inférieure: Comparé aux robinets à tournant sphérique
• Plus sujet à l'usure: Probabilité accrue de fuite au fil du temps
• Des actionneurs plus gros sont nécessaires: Pour un fonctionnement automatisé
• Pas pour un arrêt rapide: Ne convient pas aux applications de fermeture rapide
• Défis de maintenance: Plus difficile à nettoyer et à entretenir
• Risque de cavitation: Risque plus élevé dans certaines conditions d'écoulement
• Moins efficace: Pour boues ou fluides à haute viscosité
• Durée de vie plus courte: Généralement moins durable que les robinets à tournant sphérique

Sélection de robinets à soupape et de robinets à tournant sphérique

Capacités de contrôle de flux et de limitation

Vannes à soupape: Les vannes à soupape excellent dans le contrôle précis du débit et l'étranglement. Leur mouvement linéaire permet des ajustements fins, ce qui les rend idéaux pour les applications nécessitant une régulation précise du débit.

Vannes à bille: Les robinets à tournant sphérique, bien que capables de contrôler le débit, sont mieux adaptés aux opérations marche/arrêt rapides.

La chute de pression

Vannes à bille: Les robinets à tournant sphérique ont généralement des pertes de charge plus faibles que les robinets à tournant sphérique lorsqu'ils sont complètement ouverts. Le chemin d'écoulement direct des robinets à tournant sphérique entraîne une restriction de débit minimale.

Vannes à soupape: Les vannes à soupape, de par leur conception, provoquent un changement de direction du fluide, entraînant des pertes de charge plus élevées.

Performances d'arrêt et d'étanchéité

Vannes à bille: Les robinets à bille offrent d'excellentes capacités d'arrêt et une étanchéité parfaite, même après une utilisation prolongée. Ils constituent le choix privilégié pour les applications nécessitant une fermeture étanche aux bulles.

Vannes à soupape: Les robinets à tournant sphérique peuvent obtenir une bonne fermeture mais peuvent ne pas égaler les performances d'étanchéité des robinets à tournant sphérique, en particulier dans les grandes tailles.

Entretien

Vannes à bille: Les robinets à tournant sphérique nécessitent généralement moins d'entretien en raison de leur conception simple. Les principaux composants d’usure sont les sièges et les joints.

Vannes à soupape: Les robinets à soupape peuvent nécessiter un entretien plus fréquent, en particulier pour la garniture de tige et le siège. Cependant, les sièges de robinets à tournant sphérique sont souvent plus faciles à remplacer ou à remettre à neuf que les composants des robinets à tournant sphérique.

Température

Vannes à soupape: Les vannes à soupape peuvent gérer une large plage de températures.

Vannes à bille: Les robinets à tournant sphérique peuvent gérer une large plage de températures mais fonctionnent souvent mieux dans des conditions de températures extrêmes. Les matériaux utilisés dans la construction des robinets à tournant sphérique, tels que les sièges métal sur métal, permettent de meilleures performances dans les applications à haute température.

Coût

Vannes à bille: Les robinets à tournant sphérique sont généralement moins chers que les robinets à soupape, en particulier dans les plus grandes tailles. La conception plus simple des robinets à tournant sphérique contribue à réduire les coûts de fabrication.

Vannes à soupape: Les robinets à soupape, avec leurs composants internes plus complexes, ont tendance à être plus chers, en particulier lorsqu'ils sont équipés d'options de garniture haute performance.

Quand utiliser le robinet à soupape :

• Pour des applications précises de contrôle de débit et d’étranglement
• Dans les systèmes nécessitant un ajustement fréquent des débits
• Pour les applications avec des chutes de pression élevées
• Dans les installations à vapeur et les centrales électriques
• Lorsqu’un contrôle de débit linéaire est nécessaire

Quand utiliser le robinet à bille :

• Pour les applications à arrêt rapide avec une chute de pression minimale
• Dans les systèmes nécessitant une étanchéité étanche et un fonctionnement fiable
• Pour les conditions de haute pression et haute température
• Dans les applications de l'industrie pétrolière et gazière
• Quand le design économique et compact est la priorité

FAQ

Les robinets à tournant sphérique ou les robinets à soupape sont-ils plus faciles à utiliser ?

Les robinets à tournant sphérique sont généralement plus faciles à utiliser, ne nécessitant qu'un quart de tour (90 degrés) pour s'ouvrir ou se fermer complètement.

Quel type de vanne est le plus compact ?

Les robinets à tournant sphérique sont généralement plus compacts que les robinets à soupape, ce qui les rend adaptés aux applications avec des contraintes d'espace.

Les robinets à bille ou les robinets à soupape sont-ils meilleurs pour les applications haute pression ?

Les deux peuvent être conçus pour des applications à haute pression, mais les robinets à tournant sphérique ont souvent des pressions nominales plus élevées en raison de leur construction robuste.

Quel type de vanne est le plus sujet aux fuites ?

Les robinets à soupape sont généralement plus sujets aux fuites que les robinets à bille, en particulier après une utilisation prolongée ou dans des applications à cycle élevé.

Comment identifier un robinet à soupape et un robinet à tournant sphérique ?

Les vannes à soupape ont une forme de corps arrondie. Recherchez un volant sur le dessus relié à une tige. Le chemin d’écoulement change de direction à l’intérieur de la vanne.

Les robinets à tournant sphérique ont un corps compact avec une poignée quart de tour. Cherchez une boule sphérique à l’intérieur avec un trou à travers.

En conclusion

Les robinets à tournant sphérique et les robinets à soupape ont chacun leurs forces et leurs faiblesses. Le choix entre eux dépend de l'application spécifique, en tenant compte de facteurs tels que le contrôle du débit, la maintenance et le coût.

Consultez un professionnel pour déterminer le type de vanne le mieux adapté à vos besoins et garantir des performances optimales du système.