Un cône de vanne est le composant de fonctionnement et de définition d’une vanne à cône. De forme conique, un cône de vanne peut être soit dynamique, pouvant être tourné ou déplacé dans un corps de vanne pour ajuster et contrôler le débit d’un fluide ou d’un gaz, ou il peut être fixe, monté dans une position unique en permanence pour ajouter un propriété à l’écoulement d’un fluide. Les vannes à cône dynamique sont couramment utilisées dans les systèmes de plomberie haut de gamme ou pour contrôler avec précision le débit de divers gaz. Les cônes de vannes fixes sont utilisés presque exclusivement pour les systèmes de contrôle de drainage haut de gamme.
Dans un type de vanne à cône dynamique, l’extrémité pointue du cône de vanne s’étend dans un trou rond ou siège à travers lequel le fluide arrive dans la vanne. Tourner la poignée ou le bouton de la vanne soulève ou abaisse le cône de la vanne dans l’ouverture. Lors de l’abaissement du cône dans la vanne, le diamètre toujours plus large du cône restreint de plus en plus le débit jusqu’à ce qu’il appuie contre le siège de la vanne, le coupant complètement. De même, le fait de relever le cône fait que l’ouverture devient de plus en plus grande, permettant un plus grand débit à travers la vanne. Ce type de vanne conique peut être réglé très précisément, ce qui le rend utile pour contrôler les gaz et autres fluides, comme dans les systèmes de réfrigération ou d’oxygène.
Il existe un autre type de vanne à cône dynamique ; cependant, dans ce type, le cône est fixé dans le siège et est traversé par un trou, un peu comme un robinet à tournant sphérique. Le réglage de la poignée ou du bouton fait tourner le cône dans le siège, révélant le trou, qui permet aux fluides de passer à travers la vanne. Si la poignée est tournée à nouveau, le trou dans le cône sera retourné dans le corps de la vanne, cachant le trou et arrêtant l’écoulement du fluide. Comme les vannes à boisseau sphérique, la poignée de ce type de vanne conique ne peut être tournée que de 90 degrés et est souvent utilisée dans un système de plomberie haut de gamme comme vanne de coupure d’eau.
Le dernier type de vanne conique est la vanne conique fixe. Une vanne à cône fixe n’est pas réglable, mais est plutôt placée dans un système de fluide, généralement près de l’extrémité ou de la sortie, pour affecter l’écoulement du fluide. Dans ce type de vanne, le cône de vanne est fixé à l’intérieur d’un cylindre de plus grand diamètre, avec la pointe du cône dirigée à l’opposé de l’écoulement du fluide. Lorsque le fluide s’écoule à travers la vanne à un faible débit ou à une faible pression, il se déplace facilement autour du cône de la vanne et continue son chemin sans être affecté.
Si le débit ou la pression du fluide augmente, il devient restreint par le cône de soupape et est forcé autour de la base du cône, ce qui augmente la pression d’une manière similaire à un moteur à réaction. Lorsque le fluide quitte la vanne, il le fait dans un état très agité qui provoque la dispersion du fluide dans un spray, qui dissipe une grande partie de l’énergie d’écoulement du fluide. Ce type de vanne conique est généralement très grand et est le plus souvent utilisé dans un système de drainage à grande échelle. Dans ce type de système, la dispersion du débit d’eau causée par la vanne à cône fixe réduit ou élimine l’érosion du sol qui se produirait si l’eau était autorisée à sortir du système de drainage en un seul flux à haute pression.