Les vannes de régulation de la pression maintiennent la pression qui règne au sein d’un système de tuyauterie à une valeur préalablement définie, soit à l’entrée de la vanne (vannes de maintien de pression), soit à sa sortie (vannes de réduction de pression).
La combinaison de trois facteurs permet de corriger les variations de pression indésirables qui affectent le fluide considéré:
- itinéraire particulier qu’emprunte le fluide à travers la vanne
- réglage du ressort
- position de la membrane de régulation au sein de la vanne
1. Itinéraire qu’emprunte le fluide à travers la vanne
L’itinéraire qu’emprunte le fluide à travers une vanne dépend de la forme et de la fonction de cette vanne. La morphologie interne d’une vanne est le fruit de l’expérience et de l’évolution des connaissances en hydrodynamique et en mécanique des fluides. La vanne considérée a été conçue en fonction de la nature du fluide à véhiculer et de l’usage auquel cette dernière était destinée.
2. Réglage du ressort de la vanne de régulation de la pression
Le ressort qu’abrite la vanne ne subit qu’un seul réglage effectué en agissant sur une vis de réglage et en se référant à un manomètre (monté parfois sur la canalisation, parfois sur la vanne en tant que telle). La mise sous tension mécanique du ressort lui permet d’exercer sa force de rappel sur la membrane. La tension mécanique du ressort et la position de la membrane à l’intérieur de la vanne permettent de compenser les variations de pression auxquelles le fluide est soumis. L’animation ci-après met en évidence le fonctionnement de cette vanne.
Fonctionnement, sens d’écoulement et mise au point d’une vanne à réglage automatique ou vanne de régulation de la pression GF type 582 ou GF type 586
3. Position de la membrane de régulation au sein de la vanne
Les vannes de régulation commercialisées à l’heure actuelle sont de deux types : vannes à membrane classiques et vannes dont le fonctionnement repose sur l’utilisation de pastilles/cartouches interchangeables (voir illustrations ci-après). Leur permutation éventuelle permet de modifier le fonctionnement de ces vannes en transformant, en un tournemain, une vanne de maintien de pression en vanne de réduction de pression ou inversement. Avantage : l’exécution de toute réparation éventuelle est plus rapide et plus précise. En effet, la simplicité des opérations de montage et de démontage réduit sensiblement les risques d’erreur. En raison de leur structure, leur section maximale de ces vannes s’élève généralement à DN50.
Ci-après figurent deux écorchés d’un réducteur et d’un détendeur de pression. À cet égard, il convient d’observer que la structure générale de ces vannes est identique, mais qu’elles doivent leur fonctionnement distinct à la spécificité de leur pastille interchangeable
Écorché d’une vanne de réduction de pression GF du type V582
Écorché d’une vanne de maintien de pression GF du type V586
La structure des vannes de régulation de la pression dont la section se situe entre DN65 et DN100 est sensiblement différente, comme le montre l’illustration ci-après. Ces vannes reposent sur l’utilisation d’une autre sorte de membrane et de piston.
Selection de la vanne
La sélection de la vanne la plus appropriée à une application spécifique revêt une grande importance. Le matériau constitutif de la vanne doit être compatible avec les facteurs suivants : nature du fluide à traiter, conditions de température et de pression, écoulement souhaité, précision de réglage, plage des pressions d’entrée et de sortie, mode de fonctionnement et dimensionnement. Cet aspect de la question est souvent négligé, comme en atteste la sélection fréquente d’une vanne de même section que la canalisation, dont l’installation se traduit souvent par un mauvais fonctionnement de la vanne et du processus de régulation.
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