Clapet en Y

Qu’est-ce qu’un clapet en Y ?

Il s’agit d’un clapet de retenue qui est une modification d’un clapet de retenue standard dans lequel le disque/boule du clapet est monté à un angle par rapport à l’axe du tuyau. Cet angle du disque par rapport au tuyau crée un clapet en forme de Y. C’est pourquoi on l’a appelé le “clapet anti-retour en Y”. Ce type de vanne est utilisé pour empêcher le fluide de s’inverser dans le système de tuyauterie. L’écoulement du fluide en sens inverse se produit lorsque la pompe s’arrête ou lorsqu’il y a un reflux de fluide. La prévention de l’inversion du flux de fluide est très importante car elle permet d’éviter la contamination d’applications telles que les aliments et l’eau, ainsi que d’éviter d’endommager des équipements tels que les chaudières et les pompes. Les fabricants de clapets anti-retour en Y conçoivent différents types de ces clapets avec certaines propriétés matérielles qui leur permettent d’être utilisés dans un domaine d’application spécifique. Les vannes disponibles sur le marché sont accompagnées d’un manuel d’utilisation fourni par le fabricant de clapets anti-retour en Y, illustrant le mode d’utilisation de la vanne ainsi que les paramètres de fonctionnement tels que la température, la pression et la vitesse, entre autres. Le respect de ces paramètres par le fabricant de clapets anti-retour en Y permet à la vanne de fonctionner pendant une longue période.

Figure : Clapet anti-retour en Y.

Composants du clapet en Y

Corps

Le corps d’un clapet anti-retour en Y est utilisé pour couvrir les pièces internes. Les fabricants de clapets anti-retour en Y conçoivent le corps avec des matériaux solides pour garantir une résistance élevée qui peut protéger les pièces internes contre les impacts. Le corps est également fabriqué de manière à pouvoir résister aux niveaux de pression élevés du fluide qui circule. Le fabricant de clapets anti-retour en Y fabrique le corps avec les orifices d’entrée et de sortie de la vanne, où le fluide entre et sort respectivement.

Bonnet

Il s’agit d’un composant d’un clapet anti retour en Y qui est placé au-dessus du corps du clapet. Le chapeau est fabriqué dans le même matériau que le corps afin de renforcer sa résistance. La connexion entre le chapeau et le corps peut être réalisée à l’aide de boulons, de filets ou de soudure. Chacune de ces méthodes de connexion a ses avantages et ses inconvénients.

Disque

C’est la partie responsable de l’ouverture et de la fermeture du flux de fluide. Le disque s’ouvre lorsque la pression d’aspiration est élevée et il se ferme lorsque cette pression diminue ou qu’il y a un reflux.

Siège

Il s’agit d’un composant d’un clapet anti-retour en Y où le disque/boule repose lors de la fermeture du clapet. Le siège est monté entre l’intérieur du corps et le disque pour éviter les fuites lorsque le clapet empêche le flux inverse.

Printemps

Il s’agit d’un composant d’un clapet anti-retour en Y qui est utilisé pour aider le disque ou la bille du clapet à revenir en position de fermeture lorsque la pompe est arrêtée ou lorsqu’une chute de pression se produit. Les fabricants de clapets anti-retour en Y conçoivent le ressort du clapet avec une force directement proportionnelle à la pression de service du clapet afin que le disque puisse s’ouvrir facilement.

Figure : Composants d’un clapet en Y.

Comment fonctionne un clapet en Y ?

Un clapet anti-retour en Y permet l’écoulement d’un fluide en utilisant la différence de pression. La différence de pression est obtenue en ayant une pression d’aspiration plus élevée que la pression de sortie. Avec une telle différence de pression positive, le fluide peut créer une force qui agit sur le disque/boule de la vanne pour le tirer vers le haut, vers le chapeau de la vanne. Cela permet au fluide de créer un chemin libre où il s’écoule à travers la soupape en Y. Avec une pression d’aspiration élevée, le disque/boule de la vanne reste ouvert jusqu’à ce que la pompe soit arrêtée ou que la pression du fluide diminue. Dans ce cas, le ressort de la soupape est soulagé et il commence à revenir en arrière, forçant le disque à se mettre en position de repos. Tant que le disque/boule est en position de repos, il empêche le fluide de refluer. D’autres fabricants de clapets anti-retour en Y conçoivent le clapet sans ressort. Dans ces vannes, le disque est forcé par gravité ou par refoulement à rejoindre le siège de la vanne ( ck).

Types de clapets anti-retour en Y

Clapet anti-retour en Y à ressort

Il s’agit d’un clapet anti-retour en Y qui utilise un composant à ressort pour ouvrir et fermer le flux de fluide. Les fabricants de clapets anti-retour en Y orientent le ressort du clapet selon un angle par rapport à la conduite. Ce type de clapet anti-retour en Y s’ouvre lorsque la pression élevée du fluide d’entrée agit sur le disque du clapet en comprimant le ressort qui se déplace vers le haut le long du chapeau du clapet, laissant un passage libre pour l’écoulement du fluide. Ce type de vanne peut être installé en position verticale ou horizontale et fonctionner sans caler.

Figure : Clapet anti-retour en Y à ressort.

Clapet anti-retour en Y à commande par bille

Il s’agit d’une vanne à clapet en Y dans laquelle l’élément de fermeture qui empêche l’inversion du flux de fluide est une bille. Ce type de vanne peut être assisté par un ressort ou fonctionner sans ressort. Les vannes à ressort peuvent être installées en position verticale ou horizontale sans caler. Les vannes sans ressort peuvent se fermer en utilisant le reflux ou la force de gravité. La bille se déplace le long du chapeau de la vanne pour ouvrir la vanne. La bille commence à se déplacer vers le bas, vers le siège de la vanne, lorsque la pression d’entrée diminue. Les fabricants de clapets anti-retour en Y actionnés par bille conçoivent la bille à partir de différents matériaux, ce qui permet de travailler avec différents types de médias. Certaines billes sont revêtues de matériaux résistants afin d’éviter l’usure par abrasion et de résister à des températures élevées. Ces clapets anti-retour en Y à bille peuvent être utilisés dans des applications avec des boues ainsi que dans des applications de vapeur.

Figure : Clapet anti-retour en Y actionné par une bille.

Clapet en Y en plastique

Il s’agit d’un type particulier de clapet anti-retour en Y, fabriqué en matière entièrement plastique. Les fabricants de clapets anti-retour en Y conçoivent ces clapets pour une utilisation uniquement à basse température, en dessous de 60^o C. Les clapets anti-retour en Y en plastique sont très efficaces lorsqu’il s’agit de milieux corrosifs. En effet, les matériaux plastiques résistent beaucoup mieux à la corrosion que leurs homologues métalliques. Les matériaux plastiques sont également moins chers que les matériaux métalliques, ce qui rend ces vannes moins chères. Les clapets anti-retour en Y en plastique sont fabriqués à partir de matériaux tels que le chlorure de polyvinyle et le propylène, entre autres. Un clapet anti-retour en Y fabriqué en plastique est plus léger qu’un clapet métallique en raison de la faible densité associée aux plastiques. Cependant, les clapets anti-retour en Y en plastique ont une faible résistance par rapport aux clapets métalliques et ne peuvent donc être utilisés qu’à des niveaux de pression faibles à modérés. Une pression très élevée peut endommager la vanne ou provoquer des fuites de fluide à travers les raccords.

Figure : Clapet anti-retour en Y de Platsic.

Clapet anti-retour en Y à bride

Il s’agit d’un clapet anti-retour en Y qui est raccordé au tuyau à l’aide de boulons et d’écrous. Les fabricants de clapets anti-retour en Y conçoivent ce type de vanne avec des brides à l’entrée et à la sortie. L’extrémité du tuyau à raccorder au clapet anti-retour en Y est également fabriquée avec une extrémité à bride. Cette extrémité à bride comporte des trous. Les boulons sont insérés dans ces trous. Le fabricant de clapets anti-retour en Y conçoit ce type de vanne pour une utilisation dans des applications à haute pression. L’utilisation de plusieurs boulons et écrous rend le raccordement très étanche et sans fuite de fluide, ce qui est recommandé pour une utilisation à haute pression.

Le fabricant de clapets anti-retour en Y à brides utilise des matériaux métalliques solides comme l’acier inoxydable et la fonte ductile pour fabriquer ces vannes. Des matériaux souples sont également utilisés pour fabriquer les pièces internes telles que les sièges et les bagues. Cependant, ces vannes avec des matériaux souples sont recommandées pour une utilisation dans des applications à basse température. Bien que les clapets anti-retour en Y à brides soient très solides et offrent un joint étanche, ils sont de grande taille et lourds. Le poids élevé provient de l’utilisation de plusieurs boulons et écrous et du matériau supplémentaire utilisé pour fabriquer les brides.

Figure : Clapet anti-retour en Y à extrémité bridée.

Clapet anti-retour en Y à extrémité filetée

Il s’agit d’un type de clapet anti-retour en Y qui est raccordé au tuyau à l’aide de filets. Le chapeau et le corps de ce type de vanne peuvent également être reliés par des filets ou soudés ensemble. Les fabricants de clapets anti-retour en Y à extrémité filetée produisent ce type de vanne pour les applications à moyenne pression. En fonction du matériau utilisé pour fabriquer les pièces internes, la vanne peut être utilisée de basse à haute température, conformément aux instructions du fabricant de clapets anti-retour en Y. L’un des avantages de l’utilisation d’un clapet anti-retour en Y à extrémité filetée est qu’il est plus léger et de plus petite taille que le type boulonné. Ce type de vanne peut être ouvert pour le nettoyage, l’inspection et la réparation.

Figure : Clapet anti-retour en Y à extrémité filetée.

Applications des clapets anti-retour en Y

• Les clapets anti-retour en Y sont utilisés dans la production d’aliments et de boissons.
• Ils sont utilisés dans les systèmes d’approvisionnement en eau douce.
• Ils sont utilisés dans le traitement des eaux usées.
• Les clapets anti-retour en Y sont utilisés dans les raffineries de pétrole et de gaz.
• Ils sont utilisés dans les applications chimiques et pétrochimiques.
• Ces vannes sont utilisées dans les centrales électriques à vapeur.
• Ils sont utilisés dans les applications de lutte contre les incendies.

Avantages des clapets anti-retour en Y

• Les clapets anti-retour en Y peuvent être inspectés, nettoyés ou réparés sans qu’il soit nécessaire de les retirer du raccord.
• Ces vannes sont actionnées automatiquement par la différence de pression entre l’entrée et la sortie.
• Les clapets anti-retour en Y sont exempts de fuites de fluide grâce aux joints étanches utilisés.
• Ces vannes ont une faible perte de pression, ce qui permet d’améliorer l’efficacité du pompage.
• Les clapets anti-retour en Y sont exempts de toute lubrification.
• Ces vannes maintiennent la pression de service pendant leur fonctionnement.
• Les clapets anti-retour en Y ne permettent pas l’inversion du flux de fluide.
• Ils peuvent être utilisés dans des applications à basse et haute température.
• Les clapets anti-retour en Y agissent rapidement lors de l’ouverture ou de la fermeture du flux de fluide.
• Ces vannes sont polyvalentes car elles sont utilisées dans différentes applications allant des milieux corrosifs aux milieux non corrosifs.

Inconvénients des clapets anti-retour en Y

• Ces vannes occupent plus d’espace que les autres clapets anti-retour.
• Les clapets en Y ne peuvent permettre l’écoulement du fluide que dans une seule direction.
• Ces vannes ne sont pas adaptées à une utilisation dans un flux de fluide pulsé. 

Dépannage des clapets anti-retour en Y

Niveaux élevés de vibrations ou de bruit

• Vitesse élevée du fluide. Assurez-vous que la vitesse d’écoulement correspond à la valeur recommandée par le fabricant du clapet en Y.

Inversion de l’écoulement du fluide

• La vanne n’est pas complètement fermée. Ouvrez le robinet et vérifiez si le disque/boule peut être bloqué par des matériaux étrangers. Retirez les matériaux.

Fuite de liquide dans la valve

• Joints toriques usés/endommagés. Remplacez les joints toriques.
• Siège endommagé ou usé. Remplacez le siège.
• Débris à l’intérieur de la valve. Nettoyez les débris.

Fuite de fluide à travers les connexions de la valve

• Le capot est desserré. Serrez les boulons ou les vis d’assemblage.
• Connexion vanne-tuyau desserrée. Serrez les boulons ou les vis.
• Joint d’étanchéité endommagé. Remplacez le joint d’étanchéité.

Flux de fluide nul à travers le clapet en Y

• Pression de fluide faible. Augmentez la pression du fluide jusqu’à la valeur requise par le fabricant de la soupape de retenue en Y pour vous assurer que la force est suffisante pour ouvrir le disque/boule.
• Mauvais sens d’installation. Réinstallez la vanne en vous assurant que le sens du débit est le même que celui indiqué par la flèche sur le corps de la vanne.
• Blocage de la tuyauterie. Vérifiez que le tuyau qui achemine le fluide vers la vanne en Y n’est pas bouché. S’il est bloqué, retirez le matériau de blocage.
• Vanne aval fermée. Vérifiez la vanne en aval si elle est ouverte et sinon ouvrez-la.

Résumé

Un clapet anti-retour en Y est un type de vanne dont le siège est orienté selon un angle par rapport à l’axe du tuyau. Ce type de vanne fonctionne sur le principe de la différence de pression, le fluide entrant poussant le disque/boule de la vanne vers le haut le long du chapeau. Le déplacement du disque vers le haut laisse un espace où le fluide s’écoule à travers la vanne. Les clapets anti-retour en Y ne sont pas actionnés manuellement ou à l’aide d’actionneurs, mais ils sont conçus pour s’ouvrir et se fermer tout seuls. La vanne se ferme lorsque la pression d’aspiration diminue ou lorsque la pompe s’arrête. Les fabricants de clapets anti-retour en Y conçoivent ces vannes avec différents matériaux. C’est le matériau utilisé pour fabriquer la vanne qui désactive les conditions et les domaines d’application. Certaines vannes sont destinées aux produits corrosifs, à la haute pression, à la haute température et aux boues, tandis que d’autres ne le sont pas. Il est donc recommandé de consulter des experts ou des fabricants de vannes pour connaître la meilleure vanne pour cette application.

Les fabricants de clapets anti-retour en Y produisent différents types de ces vannes, notamment des clapets anti-retour en Y à bride, des clapets anti-retour en Y à filetage, des clapets anti-retour en Y en plastique, des clapets anti-retour en Y à ressort et des clapets anti-retour en Y à bille. Les clapets anti-retour en Y sont utilisés dans différentes industries telles que le pétrole et le gaz, les produits chimiques, les aliments et le traitement des eaux usées, entre autres. L’utilisation de clapets anti-retour en Y présente des avantages tels que le fonctionnement automatique, l’absence de lubrification, l’absence de fuites, une efficacité élevée, un fonctionnement rapide, l’absence d’inversion du flux de fluide et la polyvalence.