Il existe cinq styles généraux de corps de robinets à bille : corps simple, corps en trois parties, corps fendu, entrée par le haut et soudé. La différence est basée sur la façon dont les pièces de la vanne – en particulier le boîtier qui contient la boule elle-même – sont fabriquées et assemblées. Le fonctionnement de la vanne est le même dans chaque cas.
En outre, il existe différents styles liés à l’alésage du mécanisme à bille lui-même. Et en fonction de la pression de travail, les vannes à bille sont catégorisées en vannes à bille basse pression et vannes à bille haute pression. Dans la plupart des industries, les vannes à bille dont la pression de service est supérieure à 3000 psi sont considérées comme des vannes à bille haute pression. Habituellement, la pression de service maximale des robinets à boisseau sphérique haute pression est de 7500 psi, et selon la structure, les dimensions et les matériaux d’étanchéité, la pression de service maximale des robinets à boisseau sphérique haute pression peut atteindre 15000 psi. Les robinets à boisseau sphérique haute pression sont principalement utilisés dans des applications sous haute pression telles que les systèmes hydrauliques, ils sont donc connus sous le nom de robinets à boisseau sphérique hydrauliques également.
Les robinets à boisseau sphérique dans les tailles jusqu’à 2 pouces viennent généralement dans des conceptions d’une seule pièce, deux ou trois pièces. Les vannes à bille d’une pièce sont presque toujours à alésage réduit, sont relativement peu coûteuses et sont généralement jetables. Les robinets à tournant sphérique en deux pièces ont généralement un alésage légèrement réduit (ou standard), ils peuvent être jetés ou réparés. La conception en 3 pièces permet de retirer facilement de la canalisation la partie centrale de la vanne contenant la boule, la tige &les sièges. Cela facilite le nettoyage efficace des sédiments déposés, le remplacement des sièges et des garnitures de presse-étoupe, le polissage des petites rayures sur la sphère, tout cela sans retirer les tuyaux du corps de la vanne. Le concept de conception d’un robinet en trois pièces est qu’il soit réparable.
Port intégralEdit
Un robinet à boisseau sphérique à port intégral ou plus communément appelé à passage intégral a un boisseau surdimensionné de sorte que le trou dans le boisseau est de la même taille que la canalisation, ce qui entraîne une perte de friction plus faible. Le débit n’est pas limité mais la vanne est plus grande et plus coûteuse, donc cela n’est utilisé que lorsque le débit libre est requis, par exemple dans les pipelines qui nécessitent un raclage.
Port réduit ou alésage réduitEdit
Dans les vannes à bille à port réduit (plus communément appelé alésage réduit), le débit à travers la vanne est d’une taille de tuyau plus petite que la taille du tuyau de la vanne, ce qui entraîne une zone de débit plus petite que le tuyau. Comme le débit reste constant et est égal à la surface d’écoulement (A) multipliée par la vitesse (V), A 1 V 1 = A 2 V 2 {\displaystyle A_{1}V_{1}=A_{2}V_{2}}.
la vitesse augmente avec la réduction de la surface d’écoulement.
V portEdit
Une vanne à bille à port en V possède soit une bille en forme de ‘v’, soit un siège en forme de ‘v’. Cela permet d’obtenir des caractéristiques d’écoulement linéaires et même à pourcentage égal. Lorsque la vanne est en position fermée et que l’ouverture est commencée, la petite extrémité du ‘v’ est ouverte en premier, ce qui permet un contrôle stable du débit pendant cette étape. Ce type de conception nécessite une construction généralement plus robuste en raison des vitesses plus élevées des fluides, qui pourraient endommager une vanne standard. Lorsqu’elles sont usinées correctement, ce sont d’excellentes vannes de contrôle, offrant des performances de fuite supérieures.
Remplissage de la cavitéEdit
De nombreuses industries rencontrent le problème des résidus dans la vanne à bille. Lorsque le fluide est destiné à la consommation humaine, les résidus peuvent également constituer un danger pour la santé, et lorsque le fluide change de temps en temps, la contamination d’un fluide avec un autre peut se produire. Les résidus sont dus au fait qu’en position semi-ouverte du robinet à boisseau sphérique, un espace est créé entre l’alésage du boisseau et le corps, dans lequel le fluide peut être piégé. Pour éviter que le fluide ne pénètre dans cette cavité, il faut la boucher, ce qui peut être fait en allongeant les sièges de manière à ce qu’ils soient toujours en contact avec la boule. Ce type de robinet à boisseau sphérique est connu sous le nom de robinet à boisseau sphérique de remplissage de cavité.
Il existe quelques types de robinets à boisseau sphérique liés à la fixation et au mouvement latéral de la bille :
Tourillon, flottant et actionnéEdit
Un robinet à boisseau sphérique à tourillon a un ancrage mécanique supplémentaire de la bille en haut et en bas, adapté aux robinets plus grands et à pression plus élevée (disons, au-dessus de 10 cm et 40 bars).
Une vanne à bille flottante est une vanne où la bille n’est pas maintenue en place par un tourillon. En fonctionnement normal, cela entraîne un léger flottement de la bille en aval. Cela entraîne la compression du mécanisme d’assise sous la bille qui appuie sur lui. En outre, dans certains types, dans le cas d’une certaine force entraînant la dissipation du mécanisme de siège (comme la chaleur extrême d’un feu à l’extérieur de la vanne), la bille flottera jusqu’au corps métallique qui est conçu pour sceller contre la bille fournissant une conception quelque peu à sécurité intégrée.
Les vannes à bille à commande manuelle peuvent être fermées rapidement et il existe donc un danger de coup de bélier. Certaines vannes à bille sont équipées d’un actionneur qui peut être pneumatique, hydraulique ou motorisé. Ces vannes peuvent être utilisées soit pour la marche/arrêt, soit pour le contrôle du débit. Une vanne de régulation de débit pneumatique est également équipée d’un positionneur qui transforme le signal de commande en position de l’actionneur et en ouverture de la vanne en conséquence.
MultiportEdit
- Les trois et quatre voies ont un trou en forme de L ou de T au milieu. Les différentes combinaisons de flux sont représentées sur la figure. Il est facile de voir qu’une vanne en T peut connecter n’importe quelle paire d’orifices, ou les trois, ensemble, mais la position à 45 degrés qui pourrait déconnecter les trois ne laisse aucune marge d’erreur. La vanne en L peut connecter l’orifice central à l’un des orifices latéraux, ou les déconnecter tous les trois, mais elle ne peut pas connecter les orifices latéraux ensemble.
- Les vannes à bille à orifices multiples avec 4 voies, ou plus, sont également disponibles dans le commerce, la voie d’entrée étant souvent orthogonale au plan des sorties. Pour des applications particulières, comme le passage de moteurs pneumatiques de la marche avant à la marche arrière, l’opération est réalisée par la rotation d’une vanne à quatre voies à levier unique. Le robinet à boisseau sphérique à 4 voies comporte deux orifices en forme de L dans le boisseau qui ne sont pas interconnectés, parfois appelés orifices « × ».