L'importance d'un démarrage progressif pour les applications critiques nécessitant une haute précision

Oct 25, 2023

1 mai 2023 Par contenu sponsorisé

Lors de la sélection d'une vanne, de nombreux paramètres doivent être pris en compte, mais lorsqu'un équipement sensible est impliqué et que la précision est essentielle à l'application, comme dans les analyses de fluides, les caractéristiques du décollage du débit doivent être prises en compte car le débit initial peut avoir un impact surprenant sur la durée de vie et le fonctionnement du système dans son ensemble. Par exemple, si une vanne permet une brusque augmentation du débit, elle peut provoquer un choc hydraulique (également appelé coup de bélier ou coup de bélier). Cela peut être vu dans le schéma 1 où la zone encerclée montre une forte pointe de débit se produisant au décollage ou à l'ouverture de la vanne.

Causes courantes des décollages brusques

Les décollages brusques sont généralement dus à la façon dont la surface d'étanchéité interne de l'entrée (généralement une buse) s'engage avec la surface d'étanchéité d'actionnement de la vanne, qui, le plus souvent, est un clapet avec du caoutchouc collé à sa surface. Malheureusement, la nature du caoutchouc (Viton, EPDM, etc.) se prête au collage, à la déformation et à la dégradation, ce qui, dans certaines circonstances, conduit le clapet à s'accrocher à la buse avant de se dégager brusquement. Des irrégularités mécaniques peuvent également provoquer ou contribuer à une augmentation soudaine du débit, mais celles-ci sont très spécifiques à la conception de la vanne, comme les forces de ressort ou même de frottement.

Certains types de vannes ont des caractéristiques qui les rendent mieux adaptées pour réduire le soulèvement du débit ou les surtensions et les coups de bélier, comme les vannes à vanne, les vannes à bille ou les vannes à pointeau. Pour limiter le débit d'appel dans votre application, l'orifice de travail de la vanne doit être variable dans sa zone libre. Une vanne de régulation typique, telle qu'un clapet ou un distributeur à tiroir, a un orifice fixe et, par conséquent, le soulèvement sur la face du joint s'exerce sur toute la circonférence de l'orifice. Il en résulte un pic initial de débit. Par exemple, un orifice de 0,006 avec une portance contrôlée de 0,001 représenterait un débit total de 6,5 %, ce qui équivaut à un décollage ou un saut brusque.

Impact du flux sur le système et l'application

Un choc hydraulique peut entraîner des vibrations, du bruit et même une rupture/défaillance du tuyau ou du joint. Pour les systèmes sensibles en particulier, il est essentiel d'assurer un décollage régulier et constant du débit, et pas seulement pour la durée de vie ou le calendrier de maintenance de la machine. Des changements soudains de débit, aussi brefs soient-ils, peuvent être particulièrement préjudiciables et coûteux dans les applications critiques de contrôle, comme les médicaments ou le contrôle de la ventilation, mais aussi dans les cas où l'instrumentation est utilisée pour mesurer les aspects d'un système, comme les brassards de tensiomètre miniatures. Un pic soudain de débit peut être trop élevé et trop rapide pour qu'une jauge puisse mesurer et relayer dans le temps, ce qui entraînera une lecture inexacte ou incomplète.

Diagramme 1 : Décollage brusque

Schéma 2 : Démarrage progressif

Impact du débit sur le support

Des pics de débit prononcés peuvent également signifier des quantités prématurées ou excessives de fluides entrant dans les lignes, ce qui, pour les applications critiques, telles que l'extraction d'échantillons, peut gaspiller des réactifs/solvants coûteux ou même entraîner des analyses inexactes. Il faut également prendre en compte l'état du milieu lui-même, comme le sang ou d'autres fluides sensibles susceptibles d'hémolyse ou de fission homolytique, dans lesquels les cellules ou les composés du fluide se décomposent. La turbulence augmente le relâchement des liaisons chimiques, donc minimiser les perturbations ou les secousses dans le flux empêchera la destruction ou la ruine d'échantillons délicats. Ainsi, une vanne pour les applications délicates doit fournir un profil d'écoulement qui minimise l'écoulement turbulent, protégeant les composants, l'instrumentation interne et la composition du fluide contre les dommages. Pour ce faire, des "démarrages en douceur" sont recommandés (voir schéma 2). Contrairement aux décollages précédents illustrés, un "démarrage en douceur" fournit une introduction douce du débit avant de passer en douceur à un débit proportionnel (par courant ou pas fournis).

Cohérence de la courbe

S'assurer que la courbe de débit suit la même tendance d'une vanne à l'autre, en particulier les caractéristiques de décollage, est important pour la cohérence de la production et pour créer la confiance dans le produit ; après tout, un contrôle bas de gamme supérieur qui permet des microlitres de débit n'est supérieur que s'il est reproductible. Cependant, il faut également reconnaître qu'aucune vanne ne fonctionnera exactement de la même manière car il n'y en a pas deux parfaitement identiques ; ainsi, il devrait y avoir une plage dans laquelle toutes les vannes fonctionneront à la place. Lors de la sélection d'une vanne, cette plage doit être connue et comprise afin que toutes les vannes d'un lot donné soient suffisamment uniformes et puissent fonctionner comme prévu dans une application donnée. Cela peut concerner notamment les décollages.

Par conséquent, lors de la sélection d'une vanne, il est important de garder à l'esprit les caractéristiques de soulèvement de la vanne et de déterminer si elle soutiendra ou entravera l'application.

Vanne d'isolement proportionnelle "Eclipse" de Clippard

Utilisant l'actionneur linéaire miniature le plus robuste et le plus puissant de l'industrie, la vanne d'isolement à glissière en céramique brevetée à démarrage progressif Eclipse est à la pointe de l'industrie en termes de performances et de durabilité. Cette vanne primée est idéale dans les applications critiques pour la distribution de liquides et de gaz, l'automatisation médicale, analytique et industrielle nécessitant une résolution ultra-fine et une excellente répétabilité. De plus, la conception unique permet des profils de débit personnalisés.

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