Comment fonctionne une vanne à boisseau sphérique ?
Une vanne à boisseau sphérique, également appelée robinet à boisseau sphérique, est une vanne d'arrêt utilisée pour contrôler le débit d'un fluide (eau, gaz, substances chimiques...) sur un réseau. Elle se compose essentiellement d'un boisseau sphérique (une bille) percé d'un orifice traversant. Lorsque la vanne est ouverte, l'orifice est aligné avec la tuyauterie, permettant ainsi le passage du fluide. Lorsque la vanne est fermée, le boisseau est tourné de manière à bloquer l'orifice, interrompant ainsi le débit. Un axe fixé directement à la sphère permet d'ouvrir ou fermer la vanne d'un simple mouvement quart de tour.
Structure de la vanne
Une vanne à boisseau sphérique est un dispositif de contrôle de débit simple mais efficace, dont le mécanisme interne repose principalement sur une bille (boisseau sphérique) avec un orifice traversant. Voici une explication détaillée du mécanisme interne :
Composition du robinet à tournant sphérique
- Corps de la vanne
Le corps de la vanne constitue son enveloppe extérieure qui contient tous les autres composants. - Boisseau sphérique (bille)
Le boisseau sphérique est une bille perforée qui permet le passage du fluide à travers la vanne. - Siège de vanne
Le siège de la vanne se compose d'anneaux généralement en matériau souple (comme le PTFE) qui entourent la bille pour assurer l'étanchéité. - Tige (ou axe)
Connectée à la sphère, la tige, aussi appelée axe permet de faire tourner celle-ci. - Actionneur
L'actionneur constitue le mécanisme utilisé pour tourner la tige et donc la sphère. L'actionneur peut être manuel via un réducteur manuel ou une poignée (manette). Il peut également s'agir d'une motorisation pneumatique, électrique ou hydraulique. - Joints
Les joints sont situés autour de la tige et des sièges pour prévenir les fuites.
Principe de la vanne d'arrêt
Le robinet à tournant sphérique s'actionne sur le principe du tout ou rien, c'est à dire en position ouverte ou fermée. Il s'agit d'une vanne d'arrêt. Pour le réglage plus précis d'un débit, nous vous conseillerons les vannes de réglage (robinets à pointeau, robinets à soupape, vannes de régulation, vannes à membrane ou robinets à flotteur).
- Position ouverte : Lorsque l'orifice de la bille est aligné avec la direction de l'écoulement du fluide, le fluide peut passer à travers la vanne sans obstruction.
- Position fermée : Lorsque la bille est tournée de 90 degrés, l'orifice n'est plus aligné avec l'écoulement du fluide, et la partie pleine de la bille bloque le passage, arrêtant ainsi le débit.
Mécanisme interne de la vanne à sphère
- Rotation de la bille
La rotation de la bille est effectuée via la tige connectée à un actionneur. Lorsque l'actionneur est activé, par une poignée pour les actionneurs manuels, ou par un signal pour les actionneurs automatiques, il tourne la tige. La tige est généralement équipée d'un dispositif de verrouillage pour maintenir la bille en position fermée ou ouverte. - Siège de vanne
Le siège de la vanne, souvent souple, s'adaptent étroitement à la surface de la bille pour prévenir les fuites lorsque la vanne est en position fermée. Ce siège est conçu pour être légèrement compressible afin de s'ajuster parfaitement à la bille. - Joints
Des joints toriques et autres dispositifs d'étanchéité sont utilisés autour de la tige et dans le corps de la vanne pour éviter les fuites. Les joints autour de la tige permettent également à la vanne de fonctionner correctement sous pression. - Conception de la tige
La tige est conçue pour être résistante et souvent renforcée pour éviter tout risque de rupture. Sur certaines vannes, la tige est équipée d'un dispositif anti-éjection pour prévenir les accidents en cas de surpression.
Variantes et spécificités
- Vannes Trunnion
Dans les vannes à boisseau sphérique Trunnion, la bille est supportée par plusieurs axes, en haut et en bas, ce qui réduit le couple nécessaire pour tourner la bille, surtout utile dans les grandes tailles et hautes pressions. - Vannes multivoies
Ces vannes possèdent plusieurs orifices dans la bille pour rediriger le fluide dans différentes directions, ce qui permet une plus grande flexibilité de flux.
Avantages de la vanne à boisseau sphérique
La vanne à sphère (ball valve) présente plusieurs avantages majeurs.
Étanchéité
Grâce à sa sphère et à ses joints, le robinet à tournant sphérique maintient de manière générale une excellente étanchéité même après de nombreuses utilisations.
Facilité d'utilisation
La facilité d'utilisation du robinet à tournant sphérique est indéniable. Un simple quart de tour suffit pour passer de la position ouverte à la position fermée.
Une vanne à passage intégral
L'un des autres avantages à l'utilisation d'un robinet à tournant sphérique est qu'il génère une faible perte de charge. Lorsqu'il est ouvert, il offre un passage quasiment sans résistance, minimisant ainsi la perte de pression dans le système.
Des robinets à tournant sphériques variés
Enfin, l'un des derniers avantages du robinet à tournant sphérique réside dans la diversité des matériaux disponibles et le large choix de dimensions concernant le diamètre de raccordement (DN). Ce type de possibilités permet aux vannes à sphère de s'adapter à une grande variété d'applications et de conditions de service.
Utilisations courantes
La vanne à boisseau sphérique est largement utilisée dans l'industrie. GMI Robinetterie vous propose une large gamme de robinets à tournant sphérique afin de couvrir différents types d'applications.
Vanne à sphère monobloc
La vannes à boisseau sphérique sont conçues pour une installation dans divers secteurs d'activité, incluant les réseaux d'eau, d'air comprimé et de chauffage, particulièrement pour les petits diamètres.
Ces robinets à tournant sphérique sont disponibles sous tout type de raccordement : taraudé (BSP et ou NPT), à souder (SW ou BW) ou à brides.
Vous trouverez également dans notre gamme des modèles de robinets à tournant sphérique spécialement adaptés aux réseaux à haute pression. Pour vos installations peu exigeantes, la vanne à boisseau sphérique monobloc en Laiton est tout indiquée.
Vanne hydraulique : haute pression
La vanne à boisseau sphérique haute pression est spécialement conçue pour les réseaux hydrauliques et les systèmes de distribution d'huile, pouvant supporter des pressions élevées allant jusqu'à 500 bar (400 bar pour les 3 voies). Le raccordement s'effectue en BSP (NPT sur demande).
Vanne 3 pièces
La vanne à boisseau sphérique en Acier ou Inox est un robinet à 2 voies idéal pour les industries chimiques, pharmaceutiques et pétrolières, ainsi que pour les réseaux d'air comprimé, de gaz et les installations hydrauliques. Le raccordement de ces robinets 3 pièces peut se faire à brides, à souder (SW ou BW) ou taraudé BSP et/ou NTP. La construction en 3 pièces de ces robinets leur confère une maintenance et une installation aisées.
Vanne Sandwich
La vanne à boisseau sphérique sandwich est spécialement conçue pour répondre aux besoins des industries chimiques, pharmaceutiques et pétrochimiques, ainsi que pour les réseaux d'eau, de vapeur et d'air comprimé. Cette vanne est particulièrement recommandée lorsque l'encombrement entre deux brides est faible.
Vanne 2 pièces split body
Ces vannes à passage intégral avec leur construction en 2 pièces pour une maintenance aisée permettent de répondre à une large gamme de besoins industriels. Que ce soit pour des applications liées à l'eau, au gaz ou à d'autres fluides, notre gamme offre une solution complète adaptée à divers contextes industriels. La plage de températures de fonctionnement de cette gamme assure de bonnes performances dans des environnements variés.
Le raccordement de ces robinets 2 pièces se fait via un montage sur brides.
Vanne Trunnion
Les vannes à sphère Trunnion de GMI sont des vannes à 2 voies spécialement conçues pour des secteurs tels que l'industrie électrique, pétrolière, gazière et chimique. Ces vannes d'envergure sont par exemple très prisées pour un montage sur des barrages hydro-électriques.
Sur demande, nous pouvons vous fournir ces vannes avec les certifications NACE ou ATEX.
Le raccordement de ces vannes Trunnion peut se faire via un montage sur brides ou à souder.
3 voies et plus
Dans cette gamme de vannes 3 voies ou plus, vous retrouverez les vannes en Laiton, idéales pour les applications nécessitant une compatibilité avec divers fluides courants. Ces vannes à boisseau sphérique en Laiton sont parfaites pour les systèmes nécessitant une lumière en L ou en T.
Les robinets à boisseau sphérique de cette gamme, avec une lumière en L ou en T, sont polyvalents et performants dans divers domaines, y compris l'industrie pétrochimique, les installations hydrauliques, les systèmes de chauffage, la distribution d'air et d'eau, ainsi que les réseaux de produits chimiques.
Pour vous aider à choisir le produit le plus adapté à vos besoins, votre conseiller dédié est à votre disposition pour évaluer vos conditions de service, telles que la nature du fluide, la pression et la température.
En fonction du type d'installation dont vous disposez, votre expert GMI pourra vous proposer nos autres gammes de vannes d'arrêt, telles que les robinets vanne (vannes à opercule), les vannes papillon, les vannes guillotine, les vannes à manchon... Ainsi, vous recevrez une offre de prix sur-mesure.
Nos conseillers sont à votre disposition
