Prévention du coup de bélier lors de la fermeture de la vanne

Le coup de bélier dû à la fermeture de la vanne est malheureusement un risque courant, car la fermeture de la vanne réduit considérablement le débit, « bloquant » ainsi le passage de l’eau. Dans ce court article, nous examinons le problème et les solutions recommandées.

Problème :

Coup de bélier causé par la fermeture brutale de la vanne. 

• Vanne : série IR-2″-100, commandée par pression externe (aucune application spécifique n’est précisée)
• Pression de service : 50 mètres / 73 psi
• Pression de commande : Non spécifiée
• Débit : 4 l/s (14,4 m³/h) / 63,4 gpm
• Vitesse d’écoulement : 2 m/s / 6,5 f/s  

Cause possible :

D’après les informations disponibles, il est supposé que le coup de bélier est causé par l’une ou les deux raisons suivantes :

•  La pression de commande est bien supérieure à la pression d’entrée de la vanne
• Commande pneumatique 

Solution :

Nous proposons d’ajouter la fonctionnalité n°49 (prévention de la montée de pression amont à la fermeture) au circuit de contrôle existant illustré ci-dessous :

Le pilote limitera le débit entrant dans la chambre de contrôle à mesure que la pression en amont s’approche du point de consigne (la coupant complètement si elle dépasse le point de consigne).

Caractéristiques et avantages :

• Vitesse de fermeture dynamique en réponse à une augmentation de pression (une pression amont plus élevée = une restriction de débit plus importante à travers le pilote et une vitesse de fermeture plus lente)
• Blocage de la manœuvre de fermeture si la pression amont dépasse le point de consigne (le pilote coupera momentanément le flux de pression de commande jusqu’à ce que la pression amont revienne aux valeurs autorisées)
• La manœuvre de fermeture reprend dès que la pression amont descend en dessous du point de consigne.
• Vitesse de fermeture non limitée pendant la majeure partie de la course de l’actionneur – effet minimal sur la durée totale de la manœuvre de fermeture (tant que la pression amont reste dans les paramètres normaux, la vitesse de fermeture n’est pas limitée, contrairement à une solution basée sur une vanne à pointeau qui limite le débit indépendamment des fluctuations de pression)
• Risque réduit d’obstruction du circuit (pour un faible volume de déplacement de la chambre de contrôle – une solution basée sur un robinet à pointeau offrira une section de passage très étroite qui peut être obstruée par des particules plus petites que le filtre d’entrée du circuit. Un pilote ne réduira le passage qu’en cas de montée de pression, ouvrant le passage une fois la pression stabilisée, ce qui permet d’évacuer les particules piégées hors du circuit)

 Considérations de réglage :

• En boucle 3 voies avec commande à distance – Le réglage du pilote doit être supérieur à la pression statique amont maximale (pour permettre l’ouverture de la vanne) ; sinon, des éléments supplémentaires doivent être ajoutés au circuit de contrôle
• Le réglage du pilote doit être inférieur à la pression nominale de l’installation (définie par l’élément ayant la pression nominale la plus basse installé en amont de la vanne)

 Boucles de contrôle :

Cela peut être réalisé à l’aide de 3 pilotes différents – tous équipés de détection à distance :

1. PC-2-R : Réducteur de pression 2 voies avec détection à distance
2. #2PB-R : Pilote de réduction de pression 2 voies avec détection à distance
3. PC-S-R : Pilote servo 2/3 voies avec détection à distance 

Les schémas ci-dessous présentent la solution utilisant PC-2-R ou #2PB-R, avec commande locale ou à distance (la pression de commande est externe dans les deux cas).

Vous souhaitez savoir comment les vannes de contrôle de débit maintiennent un débit maximal constant prédéfini, indépendamment des variations de la demande ou de la pression du système ? Lisez le blog pour en savoir plus sur les vannes et les applications de contrôle de débit dans les systèmes d’irrigation.