Les vannes à globe, les vannes à guillotine, les vannes papillon, les clapets anti-retour et les vannes à boisseau sphérique sont des éléments de régulation indispensables dans de nombreux systèmes de tuyauterie. Chaque vanne se distingue par son apparence, sa structure et même son fonctionnement. Cependant, la vanne à globe et la vanne à guillotine présentent certaines similitudes et ont toutes deux pour fonction d'interrompre le passage dans la canalisation. De ce fait, il arrive fréquemment que des personnes peu familières avec les vannes les confondent. En réalité, à y regarder de plus près, la différence entre la vanne à globe et la vanne à guillotine est loin d'être négligeable.
- Structure
En cas d'espace d'installation limité, il convient de prêter une attention particulière au choix de :
La vanne à guillotine peut être fermée hermétiquement grâce à la pression du fluide, garantissant ainsi l'absence de fuites. Lors de l'ouverture et de la fermeture, le tiroir et le siège de la vanne sont constamment en contact et frottent l'un contre l'autre, ce qui provoque une usure prématurée du joint. Lorsque la vanne est presque fermée, la différence de pression importante entre l'avant et l'arrière de la canalisation accentue cette usure.
La structure d'une vanne à guillotine est plus complexe que celle d'une vanne à soupape. Visuellement, à diamètre égal, la vanne à guillotine est plus haute et la vanne à soupape plus longue. De plus, la vanne à guillotine se décline en deux versions : à tige claire et à tige foncée. La vanne à soupape, quant à elle, n'en possède pas.
- Travail
Lorsqu'on ouvre ou ferme une vanne à globe, il s'agit d'une vanne à tige montante : la rotation du volant entraîne la rotation et la levée de la tige. Pour une vanne à guillotine, la rotation du volant provoque la levée de la tige, tandis que la position du volant reste fixe.
Les débits varient : les vannes à guillotine nécessitent une fermeture complète, contrairement aux vannes à globe. La vanne à globe possède un sens d’entrée et de sortie spécifié, tandis que la vanne à guillotine n’en a pas.
De plus, la vanne à guillotine ne possède que deux états : complètement ouverte ou complètement fermée. L'amplitude de son mouvement d'ouverture et de fermeture est importante, et le temps d'ouverture et de fermeture est long. La course du clapet de la vanne à globe est beaucoup plus courte, et ce clapet peut être arrêté à une position précise pour ajuster le débit. La vanne à guillotine ne sert qu'à la coupure et n'a aucune autre fonction.
- Performance
La vanne à globe peut être utilisée pour la troncature et la régulation de débit. La résistance à l'écoulement de la vanne à globe est relativement importante, ce qui rend son ouverture et sa fermeture plus laborieuses. Cependant, la faible distance entre le clapet et la surface d'étanchéité réduit la course d'ouverture et de fermeture.
Étant donné que la vanne à guillotine ne peut être que complètement ouverte ou complètement fermée, lorsqu'elle est complètement ouverte, la résistance à l'écoulement du fluide dans le canal du corps de vanne est presque nulle, l'ouverture et la fermeture de la vanne à guillotine sont donc très peu laborieuses, mais la plaque de la guillotine est éloignée de la surface d'étanchéité, et le temps d'ouverture et de fermeture est long.
- sens d'installation et d'écoulement
L'effet d'une vanne à guillotine est identique quel que soit le sens d'écoulement (entrée/sortie), et son installation ne requiert aucune contrainte. Le fluide peut circuler dans les deux sens. En revanche, une vanne à globe doit être installée en respectant scrupuleusement le sens indiqué par la flèche sur le corps de la vanne. Le sens d'entrée et de sortie du fluide est clairement défini, et en Chine, le sens d'écoulement d'une vanne à globe « trois vers » est de haut en bas.
Le robinet à soupape a une entrée basse et une sortie haute, et de l'extérieur, on distingue clairement des tuyaux non alignés. Le coulisseau du robinet à guillotine est horizontal. La course du robinet à guillotine est supérieure à celle du robinet à soupape.
Du point de vue de la résistance à l'écoulement, celle d'une vanne à guillotine est faible lorsqu'elle est complètement ouverte, tandis que celle d'une vanne d'arrêt est importante. Le coefficient de résistance à l'écoulement d'une vanne à guillotine classique est d'environ 0,08 à 0,12, l'effort d'ouverture et de fermeture est faible et le fluide peut circuler dans les deux sens. La résistance à l'écoulement des vannes d'arrêt classiques est 3 à 5 fois supérieure à celle des vannes à guillotine. Lors de l'ouverture et de la fermeture, une force est nécessaire pour assurer l'étanchéité. Le tiroir d'une vanne à globe n'est en contact avec le joint d'étanchéité que lorsqu'il est complètement fermé, ce qui réduit considérablement l'usure de ce dernier. L'effort principal requis pour l'écoulement étant nécessaire, un actionneur doit être ajouté. Le réglage du mécanisme de contrôle du couple de la vanne à globe doit être effectué avec soin.
La vanne à globe peut être installée de deux manières : soit le fluide pénètre par le bas du tiroir. L’avantage est que, vanne fermée, la garniture n’est pas sous pression, ce qui prolonge sa durée de vie et permet de la remplacer sous pression dans la canalisation en amont de la vanne. L’inconvénient est que le couple moteur est élevé (environ une fois celui du débit amont), la force axiale sur la tige est importante et cette dernière est susceptible de se tordre.
Par conséquent, cette méthode convient généralement uniquement aux vannes à globe de petit diamètre (DN50 ou moins), et les vannes à globe de diamètre supérieur à DN200 sont sélectionnées pour une alimentation en fluide par le haut. (Les vannes d'arrêt électriques utilisent généralement une alimentation en fluide par le haut.) L'inconvénient de l'alimentation par le haut est exactement l'inverse de celui de l'alimentation par le bas.
- Scellage
La surface d'étanchéité d'une vanne à globe est une petite portion trapézoïdale du noyau (observez attentivement la forme du noyau). Si le noyau se détache, la vanne se ferme (en cas de forte différence de pression, la fermeture n'est pas absolue, mais l'effet inverse est acceptable). L'étanchéité d'une vanne à guillotine est assurée par la plaque latérale du noyau, ce qui la rend moins performante. De plus, le noyau ne risque pas de se détacher.
Date de publication : 1er avril 2022
