Clapet anti-retour à papillon

Qu’est-ce qu’un clapet anti-retour à papillon ?

Un clapet antiretour à papillon est un type de vanne utilisé pour empêcher l’inversion du flux de fluide dans différentes applications. Ces vannes utilisent une disposition des sièges similaire à celle utilisée dans les vannes papillon. Les caractéristiques d’écoulement des clapets anti-retour à papillon sont similaires à celles des vannes papillon. C’est pourquoi ces vannes sont souvent utilisées dans les systèmes de tuyauterie qui utilisent des vannes papillon. Les clapets anti-retour à papillon fonctionnent automatiquement grâce au principe de la différence de pression. Selon ce principe, le disque de la vanne s’ouvre lorsque la pression d’aspiration est supérieure à la pression de sortie. La vanne se ferme lorsque la pression d’aspiration diminue, lorsqu’il y a un reflux ou lorsque la pompe s’arrête. La fermeture d’un clapet papillon permet d’empêcher le fluide de s’écouler en sens inverse. L’écoulement du fluide en sens inverse peut contaminer le fluide, notamment dans les applications d’approvisionnement en eau et les applications alimentaires. De même, l’écoulement inversé du fluide peut endommager les équipements de tuyauterie tels que les pompes et les chaudières. Les fabricants de clapets anti-retour papillon produisent différents types de ces vannes pour une utilisation dans diverses applications industrielles allant de la corrosion à la non-corrosion, de la basse à la haute pression et de la température. Le matériau utilisé par le fabricant de clapets anti-retour à papillon pour construire la vanne détermine le domaine d’application.

Figure : Clapet de retenue à papillon.

Construction et composants d’un clapet de retenue à papillon

Les fabricants de clapets antiretour à papillon construisent ces vannes avec un espace suffisant pour permettre le libre mouvement du disque de la vanne. Le disque de la vanne est constitué de deux plaques qui basculent autour d’une charnière. Cette vanne n’a pas besoin d’espace. La conception d’un clapet de retenue à papillon utilise un élément d’étanchéité flexible avec l’alésage de la vanne orienté à environ 45^o degrés. Cette conception permet de raccourcir la distance de déplacement du disque entre l’ouverture et la fermeture complètes, ce qui contribue à réduire l’effet de claquement fréquent dans les autres clapets de retenue. Ces vannes sont de conception simple, ce qui permet aux fabricants de vannes papillon de les produire dans de grandes dimensions, jusqu’à environ 72 pouces. Voici quelques-uns des composants les plus courants des clapets anti-retour à papillon.

Corps de la valve

Il s’agit de la partie d’un clapet de retenue à papillon utilisée pour loger les composants internes. Le corps de la vanne est très résistant aux chocs et aux hautes pressions. Cette résistance élevée est renforcée par l’utilisation de matériaux métalliques solides tels que la fonte, la fonte ductile, l’acier inoxydable et l’acier au carbone, entre autres. Le corps de la vanne contient également les orifices qui relient la vanne à la conduite.

Disque de soupape

Il s’agit de la partie d’un clapet papillon utilisée pour ouvrir le flux de fluide et également utilisée pour empêcher le flux inverse de fluide. Le disque de la vanne fonctionne à l’aide d’un ressort.

Printemps

C’est le composant du clapet papillon qui aide le disque du clapet à se rabattre pour permettre l’écoulement du fluide. Le ressort maintient sa position étirée en raison de la pression d’aspiration jusqu’à ce que la pression diminue et qu’il revienne en arrière, permettant au disque de retrouver sa position de repos.

Siège

Il s’agit de la partie d’un clapet papillon placée entre le corps du clapet et le disque du clapet pour empêcher les fuites de fluide et fournir la surface sur laquelle le disque du clapet repose.

Joint d’étanchéité

Il s’agit de la partie placée entre les faces d’accouplement de la vanne et du tuyau pour améliorer l’étanchéité sans fuite de fluide.

Figure : Pièces d’un clapet de retenue à papillon.

Comment fonctionne un clapet de retenue à papillon ?

Un clapet de retenue à papillon fonctionne sur la base d’une pression différentielle. C’est le cas lorsque la vanne utilise la pression d’aspiration pour s’ouvrir et se fermer automatiquement. Les fabricants de clapets papillons conçoivent ces vannes sans actionneur ni volant. Ces vannes ouvrent le disque de la vanne lorsque la pression d’aspiration est supérieure à la pression du fluide de sortie. La pression d’aspiration fournit l’énergie nécessaire pour forcer le ressort et le disque à s’ouvrir. Ainsi, le disque crée un espace pour que le fluide puisse s’écouler à travers la vanne. Le disque de la vanne reste ouvert et le fluide s’écoule à travers le clapet papillon jusqu’à ce que la pompe soit arrêtée ou qu’il y ait un reflux. Dans ce cas, le ressort de la vanne est soulagé pour se détendre et permettre au disque de revenir à sa position de repos.

Figure : Fonctionnement d’un clapet de retenue à papillon.

Types de clapets anti-retour à papillon

Clapets anti-retour à papillon avec contrepoids

Comme son nom l’indique, il s’agit d’un clapet de retenue à papillon conçu avec un mécanisme de contrepoids. Ce type de clapet anti retour papillon améliore la fiabilité en régulant le temps nécessaire à la fermeture de la vanne. Ce mécanisme est doté d’un levier qui facilite le système anti-coup de bélier et un cylindre à huile ralentit le mouvement de fermeture, réduisant ainsi le claquement et le bruit. Les fabricants de clapets anti-retour à papillon utilisent ce système d’amortissement pour éviter les effets de coup de bélier grâce à un temps d’amortissement réduit. Les clapets de retenue à papillon avec contrepoids s’ouvrent dans le sens de la marche et se ferment en cas de reflux ou de chute de pression d’aspiration.

Figure : Clapet de retenue à papillon avec contrepoids.

Clapet anti-retour à papillon à bride

Il s’agit d’un clapet de retenue à papillon conçu avec des brides au niveau des orifices. Les brides sont munies de trous. Les trous sont utilisés pour maintenir les boulons qui relient la vanne au tuyau. Le tuyau est également fabriqué avec des extrémités à brides de la même taille et avec les mêmes trous que le clapet papillon. Les fabricants de clapets anti-retour à papillon à brides produisent ces vannes pour les applications à haute pression, car ces vannes peuvent supporter une pression élevée grâce à leur raccordement étanche. L’étanchéité de la connexion est renforcée par l’utilisation de plusieurs boulons et écrous et d’un joint placé entre les surfaces d’accouplement de la vanne et du tuyau. En fonction du matériau utilisé pour fabriquer les pièces internes, cette vanne peut être utilisée à la fois à basse et à haute température. Les clapets anti-retour papillon à brides sont faciles à installer et à déconnecter de la conduite. Cependant, ces vannes sont plus lourdes que les types à extrémités soudées et filetées. Ce poids élevé est dû à l’utilisation de boulons et d’écrous ainsi qu’aux extrémités à brides.

Figure : Clapet anti-retour à papillon à extrémité bridée.

Clapet anti-retour à papillon à extrémité filetée

Il s’agit d’un clapet anti-retour à papillon qui est raccordé au tuyau à l’aide de filets. Ce type de vanne est livré par le fabricant de clapets anti-retour à papillon avec les filetages usinés. Les filetages sont soit mâles, soit femelles. Si le fabricant de clapets anti-retour à papillon a produit le clapet avec des filetages mâles, l’extrémité de la conduite doit avoir des filetages femelles et vice versa. Les clapets anti-retour à papillon à extrémité filetée sont utilisés dans les applications à basse et moyenne pression. Cependant, en fonction du matériau utilisé pour fabriquer la vanne, elle peut être utilisée de basses à hautes températures. Ce type de vanne occupe moins d’espace et est léger par rapport au type boulonné.

Clapet anti-retour à papillon à extrémité soudée

Il s’agit d’un clapet de retenue à papillon qui est relié à la conduite par la méthode de soudage. L’extrémité de la vanne et le tuyau sont soudés ensemble. Cela garantit qu’il n’y a aucune possibilité de fuite de fluide à travers le joint de connexion vanne-tuyau. Les fabricants de clapets anti-retour à papillon recommandent l’utilisation de ces vannes lorsque des réparations et des inspections fréquentes ne sont pas nécessaires. Ces vannes sont également utilisées pour le transport de fluides dangereux, tels que le pétrole, le gaz et les acides, dans lesquels la moindre fuite peut entraîner des pertes considérables. Ce type de vanne convient aux applications à haute pression, car la haute pression ne provoque pas de fuite de fluide. Cependant, les clapets anti-retour papillon à extrémité soudée ne peuvent pas être réparés lorsqu’ils se trouvent dans le système de tuyauterie. Lorsque la vanne présente un problème mécanique, il faut d’abord retirer la soudure. Ces vannes ne sont pas non plus conçues pour être utilisées dans des applications sanitaires telles que les produits alimentaires et pharmaceutiques, car elles doivent être nettoyées fréquemment.

Applications des clapets anti-retour à papillon

• Les clapets antiretour papillon sont utilisés dans l’approvisionnement en eau douce.
• Ils sont utilisés dans les applications de traitement des eaux usées.
• Les clapets de retenue à papillon sont utilisés dans les applications minières.
• Ils sont utilisés dans les industries pétrochimiques.
• Ces vannes sont utilisées dans le traitement des aliments et des boissons.
• Les clapets anti-retour papillon sont utilisés dans les systèmes de chauffage, de ventilation et de conditionnement d’air.
• Ils sont utilisés dans les chaudières pour empêcher l’eau d’alimentation ou la vapeur de refluer.
• Les clapets antiretour à papillon sont utilisés dans les applications pétrolières et gazières.

Avantages des clapets anti-retour à papillon

• Les clapets anti-retour à papillon fonctionnent automatiquement sans utiliser d’actionneur de vanne ou de volant à main.
• Ces vannes sont durables car elles peuvent être utilisées pendant une longue période sans être remplacées. De plus, ces vannes peuvent être réparées, ce qui augmente leur durée de vie.
• Les clapets anti-retour papillon sont efficaces car ils ont une faible chute de pression, contrairement à d’autres vannes comme les robinets à soupape.
• Ces valves sont exemptes de fuites de fluide.
• Ils ne permettent pas l’inversion du flux de fluide.
• Les clapets de retenue à papillon peuvent maintenir la pression de service.
• Ces vannes utilisent un ressort pour fermer le flux de fluide et peuvent donc être installées dans une orientation verticale, oblique ou horizontale.
• Les clapets de retenue à papillon peuvent prévenir les effets de coup de bélier.
• Ces valves sont exemptes de fuites de fluide.
• Ils ont une courte distance de déplacement pour s’ouvrir et se fermer, ce qui les rend rapides.
• Ces vannes peuvent être utilisées dans des applications à basse et haute pression et température.

Inconvénients des clapets de retenue à papillon

• Les clapets anti-retour à papillon ne peuvent pas être inspectés pendant leur fonctionnement.
• L’écoulement du fluide dans ces vannes ne peut se faire que dans un seul sens.

Dépannage des clapets anti-retour à papillon

Aucun fluide ne circule dans la valve

• La vanne a été installée dans le sens inverse. Réinstallez la vanne en respectant le sens d’écoulement indiqué sur le corps de la vanne ou sur le manuel d’utilisation.
• Pression d’aspiration faible. Augmentez la pression d’aspiration jusqu’au niveau recommandé par le fabricant de la vanne papillon.
• Blocage du tuyau relié à la vanne papillon. Vérifiez que le tuyau ne contient pas de matériaux provoquant une obstruction et retirez-les.
• La vanne aval est toujours fermée. Ouvrez la vanne aval pour permettre une différence de pression.

La vanne papillon ne se ferme pas

• Le disque du robinet a été bloqué en position ouverte par des matériaux étrangers. Ouvrez le robinet et vérifiez que le disque ou le ressort ne contient pas de matière qui empêche le disque de s’ouvrir. Retirez tout matériau étranger.

Fuite de fluide interne

• Joints toriques usés. Remplacez les joints toriques.
• Siège endommagé. Remplacez le siège de la vanne.
• Débris à l’intérieur de la vanne papillon. Ouvrez la vanne conformément aux instructions du fabricant du clapet anti-retour à papillon et nettoyez les débris.

Fuite de liquide externe

• Joints toriques usés ou endommagés. Remplacez les joints toriques.
• Joint d’étanchéité usé. Remplacez le joint d’étanchéité.
• Connexion desserrée. Serrez les éléments de connexion que sont les filets ou les boulons au couple recommandé par le fabricant du clapet anti-retour à papillon.

Résumé

Un clapet anti-retour à papillon est un type de clapet anti-retour utilisé dans diverses applications industrielles pour empêcher l’inversion du flux de fluide. Ce type de vanne a des caractéristiques d’écoulement similaires à celles des vannes papillon et est donc souvent utilisé dans les systèmes de tuyauterie avec des vannes papillon. Ce type de vanne est fabriqué pour fonctionner automatiquement en utilisant la différence de pression. La vanne ouvre l’écoulement du fluide lorsque la pression d’aspiration est supérieure à la pression de sortie. Le disque de la vanne est composé de deux plaques qui s’écartent l’une de l’autre pour permettre au fluide de s’écouler à travers la vanne. Une fois la vanne ouverte, le fluide continue de s’écouler à travers la vanne, sauf si la pompe est arrêtée ou s’il y a un reflux. Les fabricants de clapets anti-retour à papillon utilisent différents types de matériaux pour fabriquer ces vannes. Le type de matériau utilisé pour fabriquer la vanne détermine le domaine d’application. Les fabricants de clapets anti-retour à papillon produisent différents types de vannes, notamment des clapets anti-retour à papillon avec contrepoids, des clapets anti-retour à papillon à extrémité filetée, des clapets anti-retour à papillon à extrémité bridée et des clapets anti-retour à papillon à extrémité soudée. Les applications de ces vannes comprennent le pétrole et le gaz, les produits chimiques, les aliments et les boissons, le traitement des eaux usées, les applications de chaudière et les produits pharmaceutiques, entre autres. L’utilisation d’un clapet anti-retour à papillon présente de nombreux avantages tels que le fonctionnement automatique, la haute efficacité, la polyvalence, la durabilité, l’absence de fuite de fluide, le maintien de la pression de service et la rapidité d’exécution.