vannes de réglage

Download Vannes de réglage

Post on 02-Jul-2015

457 views

Category:

Documents

8 download

Embed Size (px)

TRANSCRIPT

Les Vannes de rglageI. Gnralits :1/ Schmatisation :

Vanne Vanne manuelle

Electrovan ne

Vanne pneumatique

Vanne pneumatiq ue avec positionne ur

2/ Situation : La vanne de rgulation est utilise comme organe de rglage dans diffrentes boucles de rgulation. a/ Rgulation de niveau :

Rgulation de niveauLe niveau varie en fonction du dbit d'alimentation et du dbit utilisateur. La grandeur rgle est le niveau, il doit suivre la consigne du rgulateur. La vanne de rglage "LCV" (Level Controle Vanne) est l'lment de la chane de rgulation permettant de faire varier le dbit d'alimentation en fonction de la consigne. b/ Rgulation de pression : La cuve est sous pression Po (air comprim par exemple). Po est la grandeur rgler. La grandeur rglante est le dbit d'alimentation. Les perturbations proviennent de l'utilisation.

3/ Contraintes dues au fluide et l'environnement : La vanne de rglage devra tre conue et fabrique de manire fonctionner correctement, et avec un minimum d'entretien, malgr un certain nombre de problmes poss par le fluide et par son environnement. Le fluide qui passe dans la vanne de rglage peut tre : Corrosif (attaque chimique des matriaux) ; Charg de particules solides (rosion, encrassement de la vanne) ; Charg de bulles gazeuses, ou constitu d'un mlange de liquides et de gaz non homognes ; Visqueux (exemple de l'huile) ; Inflammable ou explosif en prsence de l'air, d'une tincelle ; Un liquide qui se solidifie lorsque la temprature baisse (cristallisation) ; Un liquide qui se vaporise lorsque la temprature augmente ou que la pression diminue ; Une vapeur qui de condense lorsque la temprature baisse ou que la pression augmente ; Sous forte pression ou sous vide ; 4/ lments constituants la vanne de rglage : La vanne est constitue de deux lments principaux : Lactionneur (servomoteur,arcade) : c'est l'lment qui assure la conversion du signal de commande en mouvement de la vanne ; Le corps de vanne : c'est l'lment qui assure le rglage du dbit.

5/ Type de corps de vanne : Vanne simple sige :

Vanne double sige :

Vanne cage :

Vanne papillon :

Vanne boisseau sphrique:

Vanne membrane:

II. Caractristiques des vannes de rgulation :1/ Sens daction : Le sens daction pour lactionneur associ une vanne est dtermin par: Le signe de variation du dbit pour un accroissement du signal de commande.

Quelle doit-tre la position de la vanne lors de la coupure dnergie ? Normalement Ouverte NO (Ouverte par Manque dAir - OMA) Normalement ferme NF (Ferme par Manque dAir - FMA) Ce genre de choix demande une connaissance approfondie du procd. Exemples : Combustible (gaz) vers bruleur NF. Eau de refroidissement dun changeur NO. 2/ Caractristique intrinsque de dbit : C'est la loi entre le dbit Q et le signal de commande de la vanne Y, la pression diffrentielle P aux bornes de la vanne tant maintenue constante. On distingue essentiellement trois types de caractristiques intrinsques de dbit : Linaire ; gal en pourcentage ; Tout ou rien (ou Quick Opening). a/ Dbit linaire PL : Des accroissements gaux du signal vanne provoquent des accroissements gaux de dbit.

b/ Dbit gal en pourcentage EQP : La caractristique est une exponentielle. Des accroissements gaux du signal vanne provoquent des accroissements gaux de dbit relatif.

Pour une mme variation de la course, la variation du dbit est, en tous points de la courbe, le mme pourcentage du dbit prcdent. Exemple : Pour une variation de 10% de la course : 100 x1.5 = 50 % . - entre 20 et 30%, le dbit passe de 3 4,5, la variation est de 1,5 ce qui reprsente : 3 100 x 20 = 51 % - entre 80 et 90%, le dbit passe de 39 59, la variation est de 20 ce qui reprsente : 39 c/ Dbit tout ou rien PT : Cette caractristique prsente une augmentation rapide du dbit en dbut de course pour atteindre alors environ 80% du dbit maximum.

d/ Modlisation de la relation EQP : C'est la relation entre le dbit d'une vanne et sa commande, lorsque sa caractristique intrinsque est de type gal pourcentage.

QminYm in

qEQP

Qmax

y

Ymx a

Y :signal de commande. Q : dbit. On dmontre :

y Ymin ( q Qmin ) /( q + Qmin ) = Ymax Ymin (Qmax Qmin ) /( Qmax + Qmin)

3/ Capacit de dbit d'une vanne : a/ Rappel : Il a t tabli que la loi liant le dbit Q_v la section de passage Sp et la &Delta P est la suivante :Qv = K S p P

avec :

P : Perte de charge du fluide dans la vanne en Pa ; Sp : Section de passage entre le sige et clapet en m2 ; : Masse volumique du fluide en kg/m3 ; K : coefficient dpendant du profil interne de la vanne . Nous constatons que : Le dbit varie proportionnellement la section de passage ; Le dbit est proportionnel la racine carre de la perte de charge ; Le dbit volumique est inversement proportionnel la racine carre de la masse volumique. Pour un liquide, lorsque la temprature ne varie que de quelques degrs, sa masse volumique est peu prs constante, donc, le dbit ne varie qu'en fonction de la perte de charge et de la section de passage.b/ Dimensionnement dune vanne :

Qv : Dbit volumique en m3/s ;

On dsire choisir une vanne capable de rgler une pression de 2 bars, un dbit maximum de 50 m3 / h deau froide. La pression darrive peut varier de 6 9 bars. Rp : Le P le plus dfavorable (minimal) : P =6-2=4 bars. Il faut chercher sur le catalogue une vanne pouvant rgler 50 m3 / h sous une diffrence de pression de 4 bars. Or les constructeurs indiquent seulement le dbit mesur dans des conditions dessai prcises.

Par exemple, avec de leau , P =1bar, le dbit obtenu est appel K V de la vanne. (2.5 mtres cubes en une heure correspondent K V =2.5). Lorifice de la vanne que nous cherchons doit laisser passer 50 m3 / h sous P =4 bars. K V ? On a : Qv = K S p P

=K ' . P

50 = K '.. 4 K ' = 25 .

Pour un P =1 bar, QV = 25 1 = 25 m3 / h

KV = 25 .

Certains constructeurs indiquent le dbit deau en Gallons par minute pour une diffrence de pression de 1PSI (vanne grande ouverte comme pour Kv).

Ce dbit particulier sappelle le CV de la vanne. CV : coefficient de dbit de la vanne. CV = 1.16 KV On peut dduire : Par dfinition, le coefficient CV est le nombre de gallons U.S. d'eau 15 C, traversant en une minute une restriction lorsque la chute de pression au passage de cette restriction est de 1 PSI. On a : P , d :densit par rapport leau. QV = CV d c/ Cv quivalent de plusieurs vannes en parallle :

Pour un montage de deux vannes en parallles. Dbit quivalent = Q1 + Q2 ; P = P = P2 1CVeq = CV 1 + CV 2

d/ Cv quivalent de plusieurs vannes en srie : Pour un montage de deux vannes en srie. Dbit quivalent =Q1=Q2 ; P = P + P2 1( 1 2 1 2 1 2 ) =( ) +( ) CVeq CV 1 CV 2

Annexe : Vue en coupe dune vanne

Recommended

View more >