Comprendre la conception, la fonctionnalité et les configurations des vannes à bille 3 voies

 

 

Dans les systèmes de contrôle des fluides, comprendre le fonctionnement d’une vanne à bille 3 voies est crucial pour optimiser la performance, la sécurité et l’efficacité spatiale. Les vannes à bille à 3 voies offrent des avantages uniques par rapport aux configurations traditionnelles à deux voies. Leur capacité à dévier, mélanger ou couper le flux entre plusieurs ports les rend inestimables dans des applications industrielles où l’optimisation de l’espace, la sécurité opérationnelle et la polyvalence sont essentielles. Bonomi Industries, un leader mondial dans la production de composants de contrôle de débit haute performance, y compris les vannes à bille, propose des vannes à trois voies hautement techniques conçues pour dépasser les exigences du marché, tant en termes de performance que de qualité de construction.

 

Composants principaux des vannes à bille à 3 voies

Avant de se plonger dans les principes de fonctionnement des vannes à bille à 3 voies, il est important d’identifier les composants mécaniques clés qui constituent la base de leur fonction. Toutes les vannes à bille, y compris les configurations à trois voies, partagent les mêmes composants fondamentaux :

• Corps : la structure principale contenant de la pression, souvent en laiton, acier inoxydable ou d’autres matériaux robustes. Dans les vannes RuB, le corps est usiné avec précision pour des tolérances serrées et une excellente étanchéité.
• Tige : relie la poignée ou l’actionneur à la balle et permet sa rotation.
• Système d’étanchéité : comprenant des sièges et des joints toriques, les joints assurent un fonctionnement étanche aux fluides. Bonomi Industries utilise des matériaux de haute qualité pour maximiser la compatibilité chimique et la résistance à la pression.
• Connexions filetées : les bornes des valves sont filetées pour les pipelines standard.
• Interface poignée ou actionneur : manual versions are fitted with a lever, while versions with ISO 5211 flanges can be automated using pneumatic or electric actuators.

 

Comment fonctionnent les vannes à bille à 3 voies

Après avoir examiné les composants mécaniques principaux d’une vanne à bille à trois voies, il est important de comprendre comment ces éléments fonctionnent ensemble pour contrôler le débit. Une vanne à bille à 3 voies fonctionne en faisant tourner une bille perforée à l’intérieur du corps de la vanne pour rediriger le flux entre trois orifices différents. L’orientation de l’alésage à bille détermine quels ports sont connectés. Lorsque la poignée ou l’actionneur tourne la tige, la bille pivote pour aligner son passage interne avec les orifices souhaités. Selon la conception du port (L-port ou T-port), la vanne peut soit dévier le flux d’une entrée vers deux sorties possibles, soit mélanger les flux de deux entrées dans une seule sortie.

 

Configurations de flux dans les vannes à bille à 3 voies : port L vs port T

En s’appuyant sur le principe de fonctionnement de base décrit dans la section précédente, il est important d’explorer comment les configurations d’écoulement interne impactent la fonctionnalité d’une vanne à bille à 3 voies. Ces différences fonctionnelles dans les vannes à bille à trois voies sont définies par l’alésage interne de la bille, qui régit le flux du milieu entre les sorties. Cette configuration détermine si la vanne servira de dérivation ou de mélange, donnant lieu aux deux types principaux : conceptions en L et en T, chacune adaptée aux besoins spécifiques de l’application.

 

Conception L-Port (fonction de déviation)

Le design du port en L, nommé d’après l’alésage en forme de L à l’intérieur de la bille, est un type de vanne à bille à 3 voies utilisée spécifiquement pour les applications de déviation. Il permet de diriger le fluide d’une entrée vers l’une des deux sorties. Cette configuration est couramment utilisée lorsqu’un système nécessite que le flux soit dirigé entre deux lignes distinctes. Un exemple typique serait de détourner le flux vers l’un des deux réservoirs.

La série RuB S.7600 est une vanne à 2 sièges avec géométrie en L. La bille fait une rotation de 90° pour alterner le sens du flux. Il n’y a pas de position « off »  — à tout moment donné, une entrée et une sortie sont connectées. Grâce à leur structure interne simplifiée avec seulement deux sièges et un capuchon d’extrémité, les vannes RuB réduisent le nombre de points de fuite potentiels par rapport aux modèles traditionnels à trois places sur le marché.

 

Conception T-Port (fonction de mélange ou de distribution)

La configuration du port en T démontre une autre façon dont une vanne à bille à 3 voies fonctionne—soit en mélangeant deux flux d’entrée, soit en distribuant le flux vers deux sorties. Il peut connecter les trois ports simultanément, mélanger des fluides de deux entrées dans une sortie, ou distribuer le flux d’une entrée à deux sorties, selon l’orientation de la bille.

La série RuB S.7300 de Bonomi Industries illustre cette configuration. Ces vannes à 4 sièges offrent plusieurs voies d’écoulement et jusqu’à 180° ou 360° rotation de la bille, ce qui les rend adaptées aux applications complexes de mélange ou de distribution. Contrairement à de nombreux concurrents, Bonomi Industries intègre la bride de l’actionneur directement dans le corps, conformément à la norme ISO 5211, éliminant ainsi le besoin de supports de montage et réduisant l’espace d’installation.

 

Conception à deux sièges vs Conception à quatre sièges en vannes à bille à 3 voies

Lors de l’évaluation du fonctionnement d’une vanne à bille à 3 voies, le nombre de sièges dans la vanne est un facteur crucial influençant à la fois les performances et l’adéquation de l’application. Bonomi Industries propose deux conceptions distinctes dans sa gamme de vannes à bille 3 voies : la configuration 2 places (série S.76) et la configuration 4 places (série S.73), chacune adaptée aux exigences spécifiques du contrôle de flux.

• Vannes à 2 sièges (série S.76) : avec un design simple, ces vannes sont optimales pour les tâches de déviation d’écoulement. Leur taille compacte, leur rentabilité et leurs performances fiables les rendent idéaux pour les opérations industrielles standard impliquant des trajets de flux L-port. 

 

• Vannes à 4 sièges (série S.73) : conçues pour des applications plus exigeantes, ces vannes prennent en charge des schémas de débit complexes tels que les configurations T-port. La conception à quatre places améliore l’intégrité de l’étanchéité et permet un contrôle plus précis dans les systèmes multidirectionnels.

Une innovation clé qui distingue Bonomi Industries sur le marché des vannes à boisseau sphérique à 3 voies est la conception à bouchon unique. Contrairement à la plupart des concurrents qui utilisent trois capuchons de bout—chacun ajoutant des points de fuite potentiels — les soupapes RuB n’en comportent qu’un seul. Cela minimise considérablement le nombre d’interfaces d’étanchéité, améliorant la fiabilité globale, réduisant le risque de fuite et diminuant les demandes de maintenance tout au long du cycle de vie de la vanne.

 

Options opérationnelles : vannes à bille manuelles et automatisées 3 voies

Un aspect clé pour comprendre comment fonctionne une vanne à bille à 3 voies réside dans sa méthode d’actionnement. Bonomi Industries propose des options manuelles et automatisées, offrant une flexibilité pour un large éventail d’applications industrielles. La large sélection de configurations disponibles peut être explorée dans la gamme de produits dédiée aux vannes RuB, qui comprend des vannes à bille 3 voies et des modèles prêts pour les actionneurs.

• Version manuelle avec levier : idéale pour un contrôle direct sur site, cette configuration permet aux opérateurs de faire tourner manuellement la bille pour atteindre le chemin d’écoulement souhaité, que ce soit en dérivation ou en mélange.

• Version prête à l’emploi : conçue avec une bride ISO 5211 intégrée, ces vannes à bille 3 voies peuvent être facilement connectées à des actionneurs pneumatiques ou électriques. Cela simplifie l’installation et permet une opération à distance ou un contrôle automatisé dans des environnements à haut cycle ou difficiles d’accès.
   

En offrant les deux types d’actionnement dans sa gamme de produits de vanne à bille 3 voies, Bonomi Industries assure une intégration transparente dans des systèmes complexes tout en maintenant la performance et la fiabilité requises dans des scénarios critiques de contrôle des fluides.

Si Vous cherchez une solution de haute qualité et que Vous souhaitez en savoir plus sur le fonctionnement d’une vanne à bille 3 voies dans votre application spécifique, contactez l’équipe technique de Bonomi Industries dès aujourd’hui. Nous sommes là pour Vous aider à trouver la configuration idéale pour les besoins de Votre système.