Choisissez le bon actionneur de vanne pour votre système

Les actionneurs de vannes sont un élément essentiel de l'industrialisation. Cela explique pourquoi, selon Future Market Insights, le marché mondial des actionneurs pneumatiques atteindra à lui seul une valeur marchande de 16 milliards de dollars en 2023. Bien que les actionneurs de vannes se présentent sous diverses formes, ils ne fonctionnent comme prévu que dans des applications spécifiques. Cet article examine les actionneurs de vannes pneumatiques, électriques et hydrauliques et fournit les avantages et les inconvénients de chacun pour faciliter le parcours d'achat.

Comme leur nom l'indique, les actionneurs de vannes pneumatiques utilisent l'énergie générée par l'air comprimé en mouvement mécanique rotatif ou linéaire. L'utilisation typique des actionneurs de vannes pneumatiques rotatives concerne les vannes à boisseau, papillon et à bille, et les deux principaux types sont les actionneurs de vannes pneumatiques à étrier et à pignon et crémaillère. Les deux peuvent fonctionner en version simple ou double, en s'appuyant soit sur un rappel par ressort, soit sur une action directe (simple ou double). Dans les actionneurs à double effet, la configuration nécessite l'apport d'air pour entraîner les pistons dans le sens de fonctionnement principal et dans le sens de fonctionnement inverse.

Alternativement, les actionneurs à rappel par ressort ne nécessitent que l'air fourni pour entraîner l'action des pistons dans une direction et s'appuient plutôt sur la force mécanique d'un ressort pour ramener les pistons dans leur position d'origine. Cette configuration à ressort de rappel donne par conséquent une position de sécurité intégrée, une orientation désignée à laquelle l'actionneur ramènera la vanne de course lors de la perte d'alimentation en air de l'actionneur. Les actionneurs à pignon et crémaillère à double effet fournissent des sorties de couple linéaires, offrant une cohérence tout au long de la course de la vanne. Cependant, un actionneur à culasse fournirait une courbe de sortie de couple reflétant sa capacité à fournir ses sorties de couple maximales au début et à la fin de sa course avec un couple diminué à mi-course.

Pour s'assurer qu'un utilisateur sélectionne le bon type de vanne pneumatique pour son application, il doit tenir compte de caractéristiques telles que la méthode d'actionnement de la vanne, la configuration de la vanne, la capacité de débit, le type d'action de retour et les moyens de contrôle. La configuration de la vanne peut signifier opter pour des vannes à 2, 3 ou 4 voies, et un utilisateur peut choisir une vanne à rappel par ressort ou à actionnement direct. Le gaz ou le liquide utilisé pour contrôler la vanne et la façon dont l'utilisateur actionnera la vanne jouent également un rôle central dans le processus de sélection.

Un dispositif d'actionnement électrique convertit l'électricité en énergie cinétique ou mécanique qui peut commander des vannes quart de tour à papillon et à bille. La plupart utilisent un moteur qui peut se déplacer dans les deux sens et un interrupteur de fin de course qui l'éteint lorsqu'il atteint la position finale. Il existe deux types de base d'actionneurs de vannes électriques : rotatifs et linéaires. Les actionneurs électriques rotatifs peuvent être utilisés avec des vannes à boisseau, à bille et papillon qui tournent de 90 degrés (quart de tour) d'ouverture à fermeture, généralement utilisées dans l'industrie de l'emballage. Les actionneurs de vannes électriques linéaires fonctionnent mieux avec les vannes à membrane, à pincement, à guillotine, d'angle et à soupape nécessitant une tige coulissante pour ouvrir ou fermer la vanne. Ceux-ci fonctionnent bien lorsque des tolérances serrées sont l'objectif.

Pour bien sélectionner un actionneur électrique, un utilisateur doit tenir compte du profil de mouvement. C'est-à-dire la force nécessaire pour déplacer la charge, la distance parcourue et les vitesses minimale et maximale requises. De plus, ils doivent tenir compte de la charge, du cycle de service/taux de cycle et des exigences de précision de position.

Ceux-ci utilisent les mêmes principes de fonctionnement que les actionneurs pneumatiques, sauf que les vannes à actionneur hydraulique utilisent un liquide à la place de l'air. Par conséquent, un actionneur hydraulique convertit l'énergie de la pression du fluide en mouvement mécanique linéaire, rotatif ou oscillatoire. Puisqu'ils utilisent un fluide incompressible, ils sont idéaux pour les charges lourdes. Les actionneurs hydrauliques se présentent sous plusieurs formes, notamment les vannes rotatives, linéaires, d'étranglement, start-stop et semi-rotatives. Les actionneurs à piston ont l'utilisation la plus répandue. Contrairement aux autres actionneurs, les utilisateurs ont besoin de plusieurs composants pour faire fonctionner les actionneurs hydrauliques. Par exemple, un actionneur à piston contient un cylindre, un ressort, une tige, un piston, une soupape de commande, un fluide hydraulique et une conduite d'alimentation et de retour hydraulique.

L'actionneur hydraulique le plus adapté dépendra de son cas d'utilisation. Les utilisateurs devront tenir compte de facteurs tels que la plage de pression de fonctionnement, la force et la direction de la force et le style de montage du vérin. D'autres facteurs incluent le temps d'actionnement (le temps qu'il faut pour s'ouvrir et se fermer), l'amplitude de mouvement, la poussée d'étanchéité et la force de l'actionneur et le nombre de tours.

Gilbert Welsford et Jason Welsford sont des entrepreneurs de troisième génération de l'industrie des vannes. Au début de leur carrière, chacun a fait sa marque dans d'autres industries, mais "est revenu à la maison" dans l'entreprise de distribution de vannes que son grand-père a créée en 1965. Ensemble, ils dirigent à la fois valveman.com et FS Welsford Co., un distributeur de vannes dans le grand Philadelphie et les grands marchés de New York.