Une vanne pneumatique est un robinet à commande motorisé dont le mécanisme de fermeture et d’ouverture est actionné par un servomoteur à gaz comprimé (habituellement de l’air).
Domaines d’application d’une vanne pneumatique
Les vannes pneumatiques entrent dans l’élaboration de systèmes d’automatisation ou à commandes déportées. À ce titre, on les retrouve dans tous les secteurs de l’industrie, de la machine-outil, de la chimie, de la pétrochimie, du médical, de la pharmacie, de l’agroalimentaire, des transports, etc.
Elles trouvent également des applications dans les collectivités : chauffages à eau chaude, à air ou à vapeur, climatisation, transport de combustibles liquides ou gazeux, lutte contre l’incendie….
Deux techniques de fonctionnement pour les servomoteurs
Il existe de nombreux systèmes de manœuvres, progressifs ou contrôlés, mais la majorité des vannes pneumatiques fonctionne selon le principe du tout ou rien (fermé ou ouvert). Un vérin pousse directement l’obturateur ou le clapet (mouvement linéaire), ou est couplé à une crémaillère (mouvement rotatif).
Vérin à simple effet
Dans la technique de vérin à simple effet, l’unique entrée d’air du vérin (située sur l’une des extrémités du cylindre), ne permet la poussée du piston que dans un sens (ouverture ou fermeture). Le mouvement inverse est purement mécanique : un ressort, comprimé pendant la phase motrice, se détend dès que la pression est relâchée.
Vérin à double effet
Dans la technique à double effet, le cylindre du vérin comporte une entrée d’air à chaque extrémité. On peut donc, à loisir, fermer, ouvrir ou réguler le débit de la vanne, en injectant de l’air à l’une ou l’autre des extrémité. La puissance de poussée est indépendante du sens de manœuvre, mais la gestion des mouvements est plus complexe.
Tous les types de vannes sont proposés en version pneumatique
Les actionneurs pneumatiques peuvent être adaptés à tous les types de vannes. Il en existe un grand nombre de variétés : à 2, 3 ou 4 voies, à températures de service (TS) entre de -40 à +250 °C, à pressions de service (PS) de 0,5 à 200 bars (ou plus), à pression négative ;en ligne, en équerre, à tête inclinée, à segment demi-sphérique, micrométrique, à simple ou double siège (vanne à clapet), à cage, à membrane, à diaphragme, à guillotine (ou à tiroir), à disque, à soufflet, à sphère,, à disque excentré (vanne papillon)…
Ces deux dernières catégories sont les plus fabriquées, mais inadaptées aux fluides très chargés.
Les diamètres nominaux (DN), s’étalent de 8 à 300 mm. Les sorties (ou voies) peuvent être filetées (de 1/4’’ à 2 1/2’’) ou à brides, pour répondre à toutes les configurations.
Comportement de la vanne pneumatique en cas de panne d’air
Les règles élémentaires de sécurité imposent de choisir avec discernement le statut d’ouverture de la vanne pneumatique, en cas de panne d’air moteur.
Ce choix est souvent imposé par le rôle du fluide transporté. En cas de manque d’air, Il est préférable, par exemple, de fermer la vanne de coupure d’un circuit d’alimentation en combustible. Si la vanne obture un circuit de refroidissement, il est au contraire plus prudent qu’elle reste ouverte. Une troisième option consiste à éviter une variation brutale du rythme d’écoulement, en bloquant le dispositif dans la position qu’il occupe lorsque survient la panne.
Prix des vannes pneumatiques
Les prix de vannes pneumatiques sont aussi diversifiés que le nombre de types de vannes.
- Vanne sphérique corps et sphère laiton, 2 voies, DN 1’’ taraudées G, PS 16 bars, TS entre -10 et +100 °C, actionneur simple effet 6 à 10 bars : entre 180 et 200 € TTC.
- Même vanne, avec actionneur double effet 6 à 10 bars : entre 130 et 200 € TTC.
- Vanne sphérique, raccord à brides, corps fonte, sphère laiton chromé, 2 voies, DN 80 mm, PS 10 bars, TS maxi +90 °C, actionneur simple effet 6 bars : entre 700 et 900 € TTC.
- Même vanne, avec actionneur double effet 6 à 10 bars : entre 450 et 650 € TTC.
- Vanne à papillon, montage entre brides, double excentration, corps et papillon acier inox 316, DN 80 mm, PS maxi 25 bars, TS -10 à +210 °C, actionneur simple effet 6 à 20 bars : entre 950 et 1 050 € TTC.