Vanne pneumatique à membrane

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Qu'est-ce qu'une vanne à membrane pneumatique?

Une vanne à membrane pneumatique est une vanne qui fonctionne à l'aide d'un actionneur pneumatique. L'actionneur est placé au-dessus de la vanne et son travail consiste à fournir le couple dont la vanne a besoin pour ouvrir et fermer le débit de fluide. L'actionneur utilise de l'air comprimé pour produire la force qui actionne la vanne. Une vanne à membrane pneumatique utilise un composant à membrane pour réguler le débit de fluide. Le diaphragme est relié à l'actionneur par l'intermédiaire d'un compresseur et d'une tige. Cette vanne peut fonctionner sur différents types de fluides allant des solides, des gaz, et liquides. Le diaphragme fonctionne en faisant un mouvement linéaire vers le haut et vers le bas. Les fabricants de vannes à membrane pneumatiques produisent cette vanne en utilisant différents matériaux métalliques, caoutchouc, et plastiques. Le choix du matériau utilisé pour fabriquer la vanne dicte le domaine d'application. Certaines des applications de ces vannes sont les aliments, secteurs sidérurgiques et autres industries, produits chimiques, agriculture, fabrication électronique, et l'approvisionnement en eau entre autres.

Construction d'une vanne à membrane pneumatique

Une vanne à membrane pneumatique est composée d'un actionneur pneumatique et de la vanne elle-même. La vanne se compose de différentes parties parmi lesquelles le corps de la vanne, bonnet, tige, compresseur, et une large gamme d'applications qui vous aideront à sélectionner le bon type de vanne selon vos besoins, orifices de soupape, joints, éléments de liaison, et joints. Le corps et le chapeau sont les composants utilisés pour loger les pièces internes de la vanne. Le corps contient les orifices d'entrée et de sortie. Les ports ont des éléments pour connecter la vanne au tuyau. Les éléments de connexion sont principalement des filetages de vis, boulons et écrous.

Le chapeau est placé sur le dessus du corps de vanne comme indiqué sur la figure ci-dessous. Le capot sert à loger les pièces internes qui ne sont pas mouillées par le fluide comme la tige, scellés, et compresseur. La tige est reliée à l'actionneur et son travail consiste à transmettre la puissance de l'actionneur au diaphragme à travers le compresseur. Les fabricants de vannes à membrane pneumatiques conçoivent la tige avec des filetages. Ces filetages fournissent le mouvement rotatif nécessaire pour améliorer le mouvement de haut en bas du diaphragme pour faire fonctionner la vanne. La tige a son extrémité inférieure reliée à un composant de compresseur. Cela aide le compresseur à obtenir la puissance nécessaire pour faire fonctionner le diaphragme à partir de l'actionneur via la tige.

Comment fonctionne une vanne à membrane pneumatique?

Cette vanne fonctionne à l'aide d'air comprimé. L'air est comprimé dans un actionneur pneumatique. L'actionneur est composé de chambres à air et d'un piston ou d'un diaphragme. L'air comprimé force le diaphragme ou le piston à se déplacer, ce qui entraîne un mouvement de rotation. Ce mouvement de rotation ou couple est ensuite transmis via la tige et le compresseur au diaphragme où la vanne est forcée de s'ouvrir ou de se fermer. Pour ouvrir la vanne, la tige est tournée dans le sens des aiguilles d'une montre. Cela force le compresseur et le diaphragme à se déplacer vers le haut. La vanne devient alors ouverte pour l'écoulement de fluide. Pour fermer la vanne, l'actionneur inverse le sens de rotation forçant le diaphragme à se déplacer vers le bas pour créer un joint étanche avec le corps. Cela empêche alors tout autre écoulement de fluide. Pour étrangler le débit de fluide, le diaphragme se soulève légèrement pour permettre à une certaine quantité de fluide de s'écouler à travers la valve.

Types de vanne à membrane pneumatique

Vanne à membrane pneumatique de type déversoir

Il s'agit de la vanne à membrane pneumatique la plus couramment utilisée. Cette vanne est conçue avec une lèvre surélevée. La lèvre surélevée fournit une surface sur laquelle le diaphragme repose lorsque la vanne est fermée pour créer un joint étanche contre l'écoulement du fluide. Les fabricants de vannes à membrane pneumatiques conçoivent la membrane de cette vanne avec des matériaux solides pour lui permettre de résister aux applications à haute pression et à vide. La raison pour laquelle ce type de vanne est très courant est sa fiabilité à fournir une étanchéité étanche contre l'écoulement du fluide. Cette vanne est également très efficace pour étrangler le débit de fluide grâce à sa fermeture à membrane fiable.

Les fabricants de vannes à membrane pneumatiques recommandent l'utilisation de cette vanne pour contrôler le débit de fluides dangereux tels que les fluides radioactifs et corrosifs. La conception d'une telle vanne utilise des ensembles de chapeau avec des connexions étanches. Une telle conception garantit qu'aucun fluide ne sera exposé à l'environnement en cas de rupture du diaphragme. Cette vanne est également auto-drainante, ce qui la rend adaptée à une utilisation dans des applications nécessitant des niveaux d'hygiène élevés comme la transformation des aliments.. Cependant, lorsque cette vanne est utilisée pour la manipulation de solides et de fluides visqueux, elle entraîne un blocage dû aux couvercles surélevés. En tant que tel, cette vanne fonctionnerait bien lors de la manipulation de liquides et de gaz homogènes et propres.

Chiffre: Vanne à membrane pneumatique de type déversoir.

Directement à travers la vanne à membrane pneumatique

Il s'agit d'une vanne à membrane pneumatique dont le corps est plat au fond et n'a pas de lèvre surélevée. Le fluide s'écoule directement à travers la vanne. La vanne se ferme complètement lorsque le diaphragme s'étend pour toucher la partie intérieure la plus basse du corps. Pour aider la vanne à avoir des joints étanches, les fabricants de vannes à membrane pneumatiques utilisent un matériau plus flexible pour fabriquer la membrane. Ce diaphragme est remplacé fréquemment car sa durée de vie est courte. Cette vanne est efficace pour gérer les solides et les liquides visqueux qui ne nécessitent aucune obstruction sur leur chemin d'écoulement. L'absence de lèvre surélevée rend la vanne adaptée à une utilisation dans de telles applications de solides et de fluides visqueux car il n'y a pas d'obstructions ou d'interférences lorsque le chemin d'écoulement est inversé.

Chiffre: Vanne à membrane pneumatique à passage direct.

Vanne à membrane pneumatique en plastique

Il s'agit d'un type spécial de vanne à membrane pneumatique en matières plastiques. Ces matières plastiques comprennent le chlorure de polyvinyle et le polytétrafluoroéthylène. Ce type de vanne est utilisé en raison de son excellente résistance à la corrosion et de sa légèreté (en raison de la faible densité des plastiques). En tant que tel, cette vanne peut être utilisée dans des applications impliquant des produits corrosifs comme les acides et où un poids léger est requis. Cependant, cette vanne est faible contre les températures élevées et les fabricants de vannes à membrane pneumatiques en plastique recommandent donc son utilisation uniquement à basses températures.

Chiffre: Vanne à membrane pneumatique en plastique.

Vanne à membrane pneumatique à angle droit

Il s'agit d'une vanne à membrane pneumatique dont les orifices d'entrée et de sortie sont alignés à angle droit. Cette vanne est utilisée lorsque le sens d'écoulement doit être tourné à un angle de 90^o degrés. Il peut également être utilisé pour servir de joint de tuyau et de valve en même temps, réduisant ainsi le coût d'achat de la valve et du joint.

Chiffre: Vanne à membrane pneumatique à angle droit.

Vanne à membrane pneumatique revêtue de caoutchouc

Il s'agit d'une vanne à membrane pneumatique dont l'intérieur est recouvert d'un matériau en caoutchouc. La plupart des fabricants de vannes à membrane pneumatiques conçoivent la membrane à partir de matériaux en caoutchouc. Cette vanne convient à une utilisation à basse température et dans des milieux corrosifs. Le principe de fonctionnement de cette vanne est le même que celui des autres vannes à membrane pneumatiques. La vanne peut être à passage direct ou de type déversoir.

Méthodes de connexion des vannes à membrane pneumatiques

Utiliser des fils

C'est la méthode dans laquelle l'extrémité de la vanne est conçue avec des filetages extérieurs ou intérieurs pour permettre le vissage du tuyau. Il s'agit de l'une des conceptions les plus simples et les plus couramment utilisées de vannes à membrane pneumatiques.

Joint de surface métallique

Un joint de surface métallique est utilisé avec un joint entre deux raccords. Le joint crée des joints faciaux sur les deux côtés des raccords.

Raccords à compression

Il s'agit de la méthode de raccordement d'un tuyau sans utiliser de filetage ni de soudure. Le joint est créé lorsqu'un écrou est serré et une rondelle comprimée autour du deuxième tuyau pour créer un joint étanche.

Soudage par emboîture

C'est la méthode de soudage du tuyau et de la vanne à membrane pneumatique ensemble. Cette méthode est très fiable car elle garantit l'absence de fuite. Une telle vanne peut être utilisée pour contrôler le débit de fluides hautement dangereux et corrosifs sans possibilité de fuite.

Bride de boulon

Il s'agit de la méthode d'utilisation de boulons et d'écrous pour serrer le tuyau et la vanne pneumatique ensemble. La vanne et le tuyau ont des extrémités à bride avec des trous où les boulons sont insérés. Il offre un joint étanche adapté à une utilisation dans des applications à haute pression.

Applications des vannes pneumatiques à membrane

Les vannes à membrane pneumatiques sont utilisées dans les aliments, laitier, et boissons.
Ces vannes sont utilisées pour contrôler le débit de différents produits dans les usines pharmaceutiques.
Ils sont utilisés dans l'approvisionnement en eau municipale.
Les vannes pneumatiques à membrane sont utilisées dans les applications de traitement des eaux usées.
Ces vannes sont utilisées dans la fabrication de différents produits chimiques tels que les acides et les alcalins.
Ils sont utilisés pour contrôler le flux des médias pendant la fabrication du papier et de la pâte.
Les vannes à membrane pneumatiques sont utilisées pour contrôler le débit d'eau dans la lutte contre l'incendie.
Ces vannes sont utilisées dans les raffineries de pétrole.
Ils sont utilisés dans la fabrication d'engrais.

Avantages des vannes pneumatiques à membrane

Ils peuvent fonctionner seuls.
Ces vannes sont bidirectionnelles permettant un écoulement de fluide dans les deux sens du pipeline.
Les vannes pneumatiques à membrane conviennent à de nombreuses applications industrielles.
Ils sont exempts de contamination, ce qui les rend adaptés à une utilisation dans la transformation des aliments.
Ces vannes ont des joints étanches qui empêchent les fuites de liquide.
Ils peuvent être utilisés pour contrôler le flux de semi-solides, des gaz, et liquides.
Ils sont résistants à la corrosion et aux produits chimiques.
Les vannes à membrane pneumatiques sont faciles à nettoyer et à réparer.
Ils sont de conception simple et compacte.
Ils conviennent à une utilisation dans des applications d'étranglement.

Inconvénients des vannes pneumatiques à membrane

Les vannes à membrane pneumatiques sont chères par rapport aux types manuels.
Le diaphragme a tendance à s'user rapidement lorsqu'il est utilisé pour un étranglement important.
La lèvre surélevée de certaines de ces vannes provoque une accumulation de saleté.

Dépannage des vannes à membrane pneumatiques

Fuite du siège alors que la vanne est fermée

Diaphragme endommagé. Remplacer le diaphragme.
Surface d'étanchéité du corps endommagée. Remplacer le corps.
Impuretés obstruées entre le corps et le diaphragme. Ouvrez et fermez la vanne à membrane pneumatique sous haute pression pour nettoyer la saleté.

Fuite par le trou témoin du capot

Diaphragme endommagé. Remplacer le diaphragme.

Fuite entre la carrosserie et le capot

Boulons desserrés. Serrez les boulons pour atteindre le couple mentionné par le fabricant de la vanne à membrane pneumatique.
Surpression de travail. Réduire la pression du fluide ou remplacer la vanne par une autre pouvant supporter une pression plus élevée.

Fuite via le raccordement corps-tuyauterie

Joint endommagé ou usé. Remplacer le joint.
Connexion lâche. Serrer les éléments de raccordement au couple recommandé par le fabricant de la vanne à membrane pneumatique.

L'actionneur ne fonctionne pas

Mauvais actionneur utilisé. Remplacez l'actionneur par celui recommandé par le Ces vannes sont capables d'un contrôle de pression discret et variable et peuvent être actionnées manuellement ou par un actionneur automatisé.
Basse pression du système. Assurez-vous que la pression du système est au niveau recommandé.
Pas d'alimentation électrique de l'actionneur. Connecter l'alimentation.
Alimentation basse tension. Assurez-vous que la tension d'alimentation est conforme aux recommandations du fabricant de la vanne à membrane pneumatique.

Résumé

Une vanne à membrane pneumatique est un type de vanne à membrane qui fonctionne à l'aide d'un actionneur pneumatique. L'actionneur est chargé de fournir la puissance utilisée pour faire fonctionner la vanne. Les fabricants de vannes à membrane pneumatiques conçoivent cette vanne avec un système automatisé qui garantit que la vanne peut démarrer et s'arrêter d'elle-même selon les besoins. Les vannes à membrane pneumatiques fonctionnent à l'aide d'un composant à membrane qui fonctionne avec l'aide d'une tige et d'un compresseur pour créer un mouvement vertical linéaire. Ce mouvement est responsable du démarrage et de l'arrêt de l'écoulement du fluide. La vanne s'ouvre lorsque le diaphragme monte et se ferme lorsque le diaphragme descend pour créer un joint étanche avec le corps.

Les fabricants de vannes à membrane pneumatiques conçoivent plusieurs types parmi lesquels une vanne à membrane pneumatique de type déversoir, vanne à membrane pneumatique à passage direct, vanne à membrane pneumatique doublée de caoutchouc, et vanne à membrane pneumatique en plastique entre autres. Les applications de ces vannes incluent les industries du papier et de la pâte à papier, traitement chimique, aliments et boissons, pompiers, approvisionnement en eau, et le traitement des eaux usées entre autres. Les avantages de l'utilisation d'une vanne à membrane pneumatique sont l'absence de fuite, polyvalent, flux bidirectionnel, réparation et nettoyage faciles, opération automatique, et un design simple et compact.