Terminologie liée aux vannes de régulation à tige montante

montante

La terminologie suivante s'applique aux caractéristiques physiques et fonctionnelles des vannes de régulation à tige montante équipées d'une membrane ou d'actionneurs à piston. Certains termes, et en particulier ceux qui font référence aux actionneurs, sont également applicables aux vannes de régulation rotatives. Bon nombre des définitions présentées sont conformes à la Terminologie des vannes de régulation ANSI/

ISA-75.05.01, et elles comprennent également d'autres termes communs. Pour les termes plus complexes, une explication supplémentaire est proposée. Les sections supplémentaires de ce chapitre suivent cette terminologie spécifique pour les vannes de régulation rotatives, le contrôle de procédé général, ainsi que les fonctions et les caractéristiques d'une vanne de régulation.

Manuel de la vanne de régulation | Chapitre 1 : Introduction aux vannes de régulation

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Figure 1.2 Vanne de régulation à tige montante 1. Chapeau 2. Boîte à garniture 3. Cage ou siège

Retenue de bague 4. Tige de vanne 5. Clapet de vanne 6. Corps de vanne 7. Bague de siège 8. Passage

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Figure 1.3 Vanne de régulation à tige montante

Ressort de l'actionneur : ressort ou groupe de ressorts qui sont englobés dans l'arcade, le boîtier de l'actionneur ou le cylindre du piston, et qui ont pour fonction de déplacer la tige d'actionneur dans le sens opposé à celui qui est généré par la pression d'alimentation.

Tige de l'actionneur : pièce qui relie l'actionneur à la tige de vanne et transmet le mouvement (la force) de l'actionneur à la vanne.

Rallonge de tige d'actionneur : rallonge de la tige d'actionneur à piston qui permet de transmettre le mouvement du piston au positionneur de vanne.

Force de la tige de l'actionneur : force nette d'un actionneur disponible pour l'actionne-ment réel du clapet de la vanne, en référence à la course de la vanne.

Vanne d'équerre : conception d'une vanne selon laquelle la voie d'entrée et la voie de sortie sont perpendiculaires l'une à l'autre.

Voir aussi Robinet à soupape.

Figure 1.4 Vanne d'équerre

Chapeau à soufflet : chapeau qui utilise un soufflet pour assurer l'étanchéité aux fuites autour de la tige de l'obturateur. Voir la Figure 1,5.

Chapeau : partie de la vanne qui contient la boîte à garniture et le joint de la tige ; il permet de guider la tige de vanne. Il constitue la principale ouverture de la cavité du corps pour l'assemblage des pièces internes, et peut également faire partie intégrante du corps de vanne. Il peut permettre de raccorder l'action-neur au corps de vanne. Les chapeaux sont généralement vissés, fileté, soudés, soudés sous pression ou ils peuvent faire partie intégrante du corps. Ce terme est souvent utilisé pour désigner le chapeau et les garnitures dont il est équipé. Il serait plus approprié de désigner ce groupe de pièces comme l'ensemble chapeau.

Ensemble chapeau (communément appelé Chapeau et plus précisément Ensemble chapeau) : ensemble comprenant la pièce à travers laquelle la tige de vanne se déplace et qui assure également l'étanchéité aux fuites le long de la tige. Il permet généralement d'installer l'actionneur et de charger l'ensemble de garnitures, tout en maintenant le bon alignement du clapet sur le reste de l'ensemble de régulation. Voir la Figure 1,6.

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Figure 1.5 Chapeau à soufflet

1. Chapeau 2. Garniture 3. Boîte à garniture 4. Soufflet 5. Tige de vanne

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Figure 1.6 Ensemble chapeau

1. Chapeau 2. Garniture 3. Boîte à garniture 4. Tige de vanne

Couvercle inférieur : pièce qui ferme le corps de vanne en face de l'ouverture du chapeau.

Elle peut comprendre une rondelle de guidage et/ou permettre d'inverser l'action de la vanne.

Fouloir : dispositif qui retient et/ou guide les pièces mobiles telles que les tiges de vanne et les clapets.

Cage : partie de l'équipement interne de la vanne qui entoure l'obturateur et permet de caractériser un débit et/ou la portée d’étanchéité. Elle assure également la stabilité, le guidage, l'équilibre, l'alignement, et facilite l'assemblage d'autres pièces sur l'équipement interne de la vanne. Les parois de la cage comprennent des ouvertures qui déterminent généralement les caractéris-tiques du débit de la vanne de régulation. Voir la figure 1.7.

Obturateur : partie mobile de la vanne qui est placée dans le débit afin de le moduler à travers la vanne.

Guide de l'obturateur : partie de l'obturateur qui aligne son mouvement dans une cage, une bague de siège (guidage par le passage), un chapeau, un couvercle inférieur, une tige, ou deux de ces éléments.

Cylindre : chambre d'un actionneur à piston dans laquelle le piston se déplace.

Joint d'étanchéité du cylindre : élément d'étanchéité posé au point de raccorde-ment entre le cylindre de l'actionneur à piston et l'arcade.

Membrane : élément flexible, réactif à la pression, qui transmet de la force à la plaque de membrane et à la tige d'action-neur.

Actionneur de membrane : dispositif actionné par le fluide dans lequel ce dernier (généralement de l'air comprimé, voir Pression d'alimentation) agit sur un composant flexible (la membrane), pour produire une force qui permet d'actionner l'obturateur.

Boîte à membrane : logement constitué d'une section supérieure et d'une section inférieure qui permet de retenir une membrane et de former une ou deux chambres de pression.

Figure 1.7 Cages (de gauche à droite) : linéaire, égal pourcentage, ouverture rapide

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Plaque de membrane : plaque rigide et concentrique par rapport à la membrane qui permet de transmettre une force à la tige d'actionneur.

Actionneur à action directe : actionneur dont la tige se rallonge en fonction de l'augmentation de la pression d'alimenta-tion : Voir la Figure 1,9.

Extension de chapeau : chapeau dont les dimensions entre la boîte à garniture et la bride du chapeau sont plus importantes, de façon à ce qu'il soit adapté au service chaud ou froid.

Figure 1.8 Robinet à soupape à trois voies

Robinet à soupape : vanne équipée d'un obturateur à mouvement linéaire, à un passage ou plus, et d'un corps qui se distingue par la forme sphérique de sa cavité autour de la région du passage. Les robinets à soupape peuvent plus précisé-ment se distinguer en : deux passages une voie (Figure 1.3) ; deux passages deux voies ; d'équerre ou à trois passages (Figure 1.8).

Pression d'alimentation : le fluide (générale-ment de l'air comprimé) appliqué sur la membrane ou le piston dans un actionneur pneumatique.

Vanne désaxée : conception de vanne dont les raccordements d'entrée et de sortie se trouvent sur plusieurs plans, mais à 180 degrés l'un par rapport à l'autre.

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1. Pression d'alimentation Connexion 2. Boîte à membrane : 3. Membrane 4. Plaque de membrane 5. Ressort de l'actionneur 6. Tige de l'actionneur 7. Siège du ressort 8. Tendeur de ressort 9. Connecteur de tige 10. Tige de vanne 11. Arcade

Figure 1.9 Actionneur à action directe

Boîte à garniture (ensemble) : partie de l'ensemble chapeau utilisée pour assurer l'étanchéité aux fuites autour de la tige de l'obturateur. L'ensemble complet de la boîte à garniture comprend les différentes combinai-sons de certains des composants suivants (ou tous) : garniture, support de garniture, écrou de garniture, lanterne, ressort de garniture, bride de garniture, goujons et boulons de la bride de garniture, écrous de la bride de garniture, bague de garniture, joint racleur de la garniture, feutre du joint racleur, ressorts Belleville, bague anti-extrusion. Voir la Figure 1,11.

Piston : élément rigide, réactif à la pression, qui transmet la force à la tige d'actionneur à piston.

Figure 1.10 Actionneur à piston

Actionneur à piston : dispositif actionné par un fluide (généralement de l'air comprimé) qui agit sur un piston mobile afin de donner le mouvement de la tige d'actionneur et de générer la force d'appui à la fermeture. Les actionneurs à piston sont classés en deux catégories : à double effet, afin de permettre à la totalité de la puissance de se développer dans les deux sens, et à ressort de sécurité, ce qui permet à l'actionneur de déplacer la vanne dans le sens de la course en cas de perte de puissance. Voir la figure 1.10.

Passage : l'orifice qui permet de réguler le débit à travers la vanne de régulation.

Bague de retenue : bague à encoche utilisée pour maintenir une bride détachable sur le corps de la vanne.

Actionneur à action inversée : actionneur dont la tige se rallonge en fonction de l'augmentation de la pression d'alimentation : Les actionneurs à action inversés sont munis d'une rondelle d'étanchéité à l'extrémité supérieure de l'arcade, ce qui évite les fuites de la pression d'alimentation le long de la tige d'actionneur. Voir la Figure 1,12.

Gaine en caoutchouc : dispositif de protection qui évite que des corps étrangers ne pénètrent dans la rondelle d'étanchéité de l'actionneur à piston et ne l'endommagent.

Rondelled'étanchéité : rondelles supérieure et inférieure qui assurent l'étanchéité aux fuites du cylindre de l'actionneur à piston. Des joints toriques en caoutchouc synthétique sont placés dans les rondelles afin d'assurer l'étanchéité du cylindre, de la tige d'actionneur et de la rallonge de tige d'actionneur.

Figure 1.11 Garniture 2. Support de garniture 3. Adaptateur femelle 4. Bague en V

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Siège : surface de contact entre l'obturateur et sa surface d'appui qui garantit l'étanchéité de la vanne.

Effort sur le siège : force de contact nette entre l'obturateur et le siège aux conditions statiques établies. Dans la pratique, la sélection d'un actionneur pour une vanne de régulation donnée sera basée sur la valeur de la force nécessaire à contrecarrer le déséqui-libre statique de la tige et dynamique avec une tolérance admise pour l'effort sur le siège adéquat.

Bague de siège : partie de l'ensemble du corps de vanne qui assure la portée d'étan-chéité de l'obturateur et qui peut constituer une partie de l'orifice de contrôle du débit.

Bride séparable : bride à placer sur le raccordement de débit d'un corps de vanne.

Elle est généralement maintenue en place à l'aide d'une bague de retenue.

Tendeur de ressort : un raccord, générale-ment fileté et vissé sur la tige d'actionneur ou sur l'arcade, qui permet de réguler la compression du ressort (voir le réglage sur banc dans les Fonctions et caractéristiques de la vanne de régulation et dans la Terminologie des caractéristiques).

Siège du ressort : plaque qui permet de garder le ressort en position et de fournir une surface plane pour le contact avec le tendeur de ressort.

Déséquilibre statique : force nette produite sur la tige de vanne par la pression du fluide de procédé qui agit sur l'obturateur et la tige lorsque le fluide est au repos et aux condi-tions de pression indiquées.

Connecteur de tige : dispositif qui relie la tige d'actionneur à la tige de vanne.

Équipement interne : les composants internes de la vanne, qui modulent le débit du fluide contrôlé. Dans un robinet à soupape, l'équipement interne comprend générale-ment l'obturateur, la bague de siège, la cage, la tige et la goupille de tige.

Équipement interne à siège souple : équipement interne de vanne où un élastomère, du plastique ou tout autre matériau hautement déformable est utilisé pour le composant de fermeture ou la bague de siège afin d'assurer l'étanchéité complète aux forces minimales de l'actionneur.

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1. Pression d'alimentation Connexion 2. Boîte à membrane : 3. Membrane 4. Plaque de membrane 5. Rondelle d'étanchéité 6. Ressort de l'actionneur 7. Tige de l'actionneur 8. Siège du ressort 9. Tendeur de ressort 10. Connecteur de tige 11. Tige de vanne 12. Arcade :

Figure 1.12 Actionneur à action directe

Corps de vanne : limite de pression principale de la vanne, qui constitue également les extrémités de raccordement des conduites, le passage du débit de fluide, sur laquelle reposent les portées d'étanchéité et l'obtura-teur de la vanne. Les conceptions les plus communes de corps de vanne comprennent : les corps de vanne à une voie qui ont un passage et un clapet de vanne, les corps de vanne à deux voies qui ont deux passages et un clapet de vanne, les corps de vanne à deux voies avec deux raccords de débit (une entrée et une sortie), les vannes à trois voies à trois passages de débit (deux entrées et une sortie pour la convergence et le mélange des débits, ou une entrée et deux sorties, pour la séparation et la répartition). Le terme « corps de vanne », ou simplement « corps » est souvent utilisé pour désigner le corps de la vanne, l'ensemble chapeau et l'équipement interne ensemble. Il serait plus approprié de désigner cet ensemble de composants par le terme « ensemble du corps de vanne ».

Ensemble du corps de vanne (communé-ment Corps de vanne ou Vanne, plus précisé-ment Ensemble du corps de vanne) : ensemble constitué du corps de vanne, de l'ensemble chapeau, du couvercle inférieur (s'il est employé) et des éléments de l'équipement interne. L'équipement interne comprend l'obturateur, qui ouvre, ferme ou obstrue partiellement un ou plusieurs passages.

Clapet de vanne (Clapet): terme souvent utilisé pour désigner l'obturateur d'une vanne à tige montante.

Tige de vanne : sur une vanne à mouvement linéaire, élément qui raccorde la tige d'actionneur à l'obturateur.

Arcade : structure qui relie de manière rigide l'unité d'alimentation de l'actionneur à la