Choisissez le bon actionneur de vanne pour votre système

Nov 04, 2023

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 présente les avantages et les inconvénients de chacun pour vous aider dans le parcours d'achat.

Comme leur nom l'indique, les actionneurs pneumatiques de vannes utilisent l'énergie générée par l'air comprimé pour réaliser un mouvement mécanique rotatif ou linéaire. L'utilisation typique des actionneurs de vannes pneumatiques rotatifs concerne les vannes à boisseau, à papillon et à bille, et les deux types principaux sont les actionneurs de vannes pneumatiques à scotch yoke et à crémaillère et pignon. 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 que l'air fourni entraîne les pistons dans le sens de fonctionnement principal et dans le sens de fonctionnement réciproque.

Alternativement, les actionneurs à ressort de rappel nécessitent uniquement 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 à leur position d'origine. Cette configuration à ressort de rappel produit par conséquent une position de sécurité, une orientation désignée vers laquelle l'actionneur ramènera la vanne de course en cas de perte d'alimentation en air vers l'actionneur. Les actionneurs à crémaillère et pignon 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 scotch yoke 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 garantir qu'un utilisateur sélectionne le bon type de vanne pneumatique pour son application, il doit prendre en compte des 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 impliquer d'opter pour des vannes à 2, 3 ou 4 voies, et un utilisateur peut choisir une vanne à ressort de rappel ou à actionnement direct. Le gaz ou le liquide utilisé pour contrôler la vanne et la manière dont l'utilisateur actionnera la vanne jouent également un rôle central dans le processus de sélection.

Un dispositif d'actionneur électrique convertit l'électricité en énergie cinétique ou mécanique qui peut contrôler les 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 à papillon qui tournent de 90 degrés (quart de tour) pour s'ouvrir et se fermer, 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, à angle et à soupape nécessitant une tige coulissante pour ouvrir ou fermer la vanne. Ceux-ci fonctionnent bien lorsque l’objectif est des tolérances strictes.

Pour bien choisir un actionneur électrique, l'utilisateur doit prendre en compte le profil de mouvement. C'est-à-dire la force requise pour déplacer la charge, la distance de déplacement et les vitesses minimales et maximales requises. De plus, ils doivent prendre en compte les exigences de charge, de rapport cyclique/taux de cyclage et de précision de positionnement.

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 sont les plus utilisés. Contrairement aux autres actionneurs, les utilisateurs ont besoin de plusieurs composants pour faire fonctionner les actionneurs hydrauliques. Par exemple, un actionneur de type 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.