De quelle vanne ai-je besoin ?

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Comment choisir une vanne en fonction de l'application de vide requise

La technologie du vide impose d'importantes exigences en matière de fonctionnement et de fiabilité des vannes, qui sont souvent nécessaires en grand nombre dans une usine. Ces exigences ne sont satisfaites que si des dispositifs d'arrêt corrects sont installés pour chaque application, en fonction de la méthode de construction, du mode de fonctionnement et de la taille. De plus, dans le cadre de la construction et de l'exploitation des centrales de vide, des facteurs tels que la conductance du débit et l'étanchéité des vannes revêtent une grande importance.

Construction des vannes

Les vannes sont construites de manière à ne pas réguler la vitesse de pompage. Par conséquent, lorsqu'elles sont complètement ouvertes, leur conductance dans les zones de vide grossier et moyen est égale à celle des composants tubulaires correspondants. Par exemple, la conductance d'une vanne à angle droit sera égale à la conductance d'un tube coudé présentant le même alésage nominal et le même angle. De même, la conductance de la vanne pour le débit moléculaire (c'est-à-dire dans les zones de vide poussé et très poussé) est si élevée qu'aucune régulation significative ne se produit. Les valeurs réelles de conductance des différents composants sont indiquées dans le catalogue.

Pour répondre aux exigences strictes en matière d'étanchéité, les vannes à vide de haute qualité sont conçues de manière que les molécules de gaz adhérant à la surface de l'arbre de la vanne ne soient pas transférées de l'atmosphère extérieure vers le vide pendant le fonctionnement. Ces vannes sont donc équipées de soufflets métalliques permettant d'isoler l'arbre de la vanne de l'atmosphère, ou bien sont entièrement encapsulées, c'est-à-dire que seuls des joints statiques existent entre l'atmosphère et le vide. Ce groupe comprend toutes les vannes à vide moyen et poussé de Leybold à commande manuelle ou électropneumatique (Fig. 2.80) et (Fig. 2.79). Le taux de fuite de ces vannes est inférieur à 10^-9 mbar · l/s.

Fig. 2.79 Vanne de vide à angle droit avec actionneur d'électrovanne

Carter
Disque de clapet
Ressort à compression
Bobine d'électrovanne

Fig. 2.80 Vanne de vide à angle droit avec actionneur électropneumatique.

Carter
Disque de clapet
Soufflets
Production d'air comprimé
Piston

Utilisation de vannes lubrifiées

Les vannes étanches à l'huile ou à la graisse peuvent être utilisées pour respecter des exigences très strictes. Leur taux de fuite est également d'environ 10^-9 mbar · l/s. Le robinet-vanne de type pendulaire constitue toutefois un cas particulier. Malgré son joint recouvert de graisse, le taux de fuite entre le vide et l'atmosphère extérieure est pratiquement le même que pour les vannes à soufflets étanches car, lorsque la vanne fonctionne, l'arbre effectue uniquement un mouvement rotatif de sorte qu'aucune molécule de gaz n'est transférée dans le vide.

Choix d'une vanne en fonction de la pression

Pour les pressions de service inférieures à 10^-7 mbar, les vannes de conception standard suffisent, car leurs joints et les matériaux du corps sont tels que la perméation et le dégazage sont insignifiants pour le procédé réel. Si des pressions inférieures à 10^-9 mbar sont requises, un étuvage jusqu'à 200 °C (392 °F) est généralement nécessaire, ce qui requiert des matériaux d'étanchéité résistants à la chaleur (par exemple VITILANh) ainsi que des matériaux à forte résistance mécanique, avec des surfaces (internes) préparées et un faible taux de dégazage. Ces vannes sont généralement fabriquées en acier inoxydable. Les raccords à bride sont scellés par des joints en aluminium, ce qui permet d'éviter les problèmes de perméation des joints en élastomère. Dans la gamme de vide très poussé, ces problèmes revêtent une importance particulière, de sorte qu'il convient d'utiliser des joints principalement métalliques. Les molécules de gaz liées à la surface des matériaux ont, à des pressions inférieures à 10^-9 mbar, une très grande influence. Elles ne peuvent être pompées dans un délai raisonnable qu'au moyen d'un dégazage simultané. Les températures de dégazage pouvant atteindre 500 °C (932 °F) requises dans les systèmes de vide très poussé présentent des exigences spéciales par rapport aux matériaux d'étanchéité et à l'ensemble de la géométrie d'étanchéité. Il convient d'utiliser des joints en or ou en cuivre.

Choix d'une vanne en fonction de l'application de vide

Les différentes applications requièrent des vannes comportant différentes commandes, c'est-à-dire des vannes à commande manuelle, électropneumatique ou magnétique, ainsi qu'à commande motorisée, telles que les vannes à fuite variable. La variété est encore renforcée par les différentes conceptions de corps. Outre les différents matériaux utilisés, des vannes à angle droit et à passage direct sont nécessaires. En fonction de leur largeur nominale et de l'application prévue, les brides montées sur les vannes peuvent être petites (KF), à collier (ISO-K), boulonnées (ISO-F) ou à vide très poussé (CF).

Outre les vannes à vide, qui remplissent uniquement une fonction d'isolation (position complètement ouverte - complètement fermée), des vannes spéciales sont nécessaires pour les fonctions spéciales. Les vannes à fuite variable sont typiques ; elles couvrent une plage de fuite allant de 10^-10 cm³/s (NTP) à 1,6 · 10³ cm³/s (NTP). Ces vannes sont généralement motorisées et peuvent être commandées à distance. Lorsqu'elles sont raccordées à un manomètre, il est possible de définir et de maintenir les pressions du procédé. D'autres vannes spéciales remplissent des fonctions de sécurité, telles que la coupure rapide et automatique des pompes à diffusion ou des systèmes de vide en cas de coupure de courant. Les vannes SECUVAC, par exemple, appartiennent à ce groupe. En cas de coupure de courant, elles coupent le système de vide du système de pompage et évacuent le système de vide primaire. Le système de vide n'est réactivé qu'après avoir atteint une certaine pression minimale (environ 200 mbar), une fois le courant rétabli.

Lorsque des gaz ou des vapeurs agressifs doivent être pompés, on utilise généralement des vannes en acier inoxydable et scellées avec du produit d'étanchéité VITILAN ®. Pour la technologie nucléaire, des vannes scellées par des joints spéciaux en élastomère ou en métal ont été développées. Si vous souhaitez en savoir plus sur une application spécifique, veuillez nous contacter. Nous serons ravis de vous fournir de plus amples informations sur la conception pour votre domaine d'application.

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