Clapet anti-retour à disque

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

Un clapet anti-retour à disque est un type de vanne qui utilise un composant en forme de disque pour ouvrir et fermer le fluide en veillant à ce qu’aucun fluide ne puisse s’écouler dans le sens inverse. Ce type de clapet fonctionne sur la base d’une différence de pression, la pression d’entrée devant être suffisamment élevée pour fournir l’énergie nécessaire à l’ouverture du clapet. Les fabricants de clapets anti-retour à disque utilisent différentes idées pour concevoir et fabriquer ces clapets destinés à être utilisés dans différentes applications, l’objectif principal étant d’empêcher l’écoulement inverse du fluide. Le fluide dans un système de tuyauterie a tendance à refluer lorsque la pompe est arrêtée ou lorsque la pression d’aspiration diminue. Le fluide s’écoulant en sens inverse peut provoquer une contamination, par exemple, de l’eau douce destinée à la consommation humaine. De même, l’écoulement du fluide en sens inverse peut endommager d’autres appareils de plomberie comme les pompes ou les chaudières. Ainsi, un clapet anti-retour à disque, bien qu’il utilise une technologie simple, sert à prévenir les pertes dans différentes applications. Différents matériaux sont utilisés pour fabriquer ces clapets et les propriétés de ces matériaux déterminent la pression et la température de fonctionnement. En général, les fabricants de clapets anti-retour à disque fournissent un manuel d’utilisation contenant des instructions sur l’installation, la réparation et les conditions de fonctionnement.

Figure : Clapet anti-retour à disque.

Comment fonctionne un clapet anti-retour à disque ?

Un clapet anti-retour à disque fonctionne en fonction de la quantité de pression d’aspiration. Lorsque la pression d’aspiration est élevée, l’énergie nécessaire pour forcer le disque à s’ouvrir est suffisante. Lorsque le disque s’ouvre, le fluide continue de s’écouler jusqu’au moment où la pression d’entrée commence à diminuer ou lorsque la pompe s’arrête. Lorsque la pression d’aspiration diminue, le fluide change de sens d’écoulement vers l’orifice d’entrée de la vanne. Si les vannes ne se ferment pas, le fluide peut retourner dans le système de tuyauterie ou dans le réservoir de stockage ou la chaudière, ce qui peut entraîner une contamination ou des dommages. Pour fermer le flux de fluide, les fabricants de clapets anti-retour à disque conçoivent ces vannes de manière à ce qu’elles soient très sensibles aux changements de pression. Le disque du clapet ferme alors le clapet, empêchant l’inversion du flux de fluide.

Figure : Fonctionnement d’un clapet anti-retour à disque.

Types de clapets anti-retour à disque

Clapet anti-retour à disque à ressort

Il s’agit d’un type de clapet anti-retour à disque qui utilise un ressort pour aider à ramener le disque en position de repos lorsque la vanne se ferme. Ce type de clapet présente l’avantage de pouvoir être installé en position verticale ou horizontale, car il ne dépend pas de la force gravitationnelle pour se fermer. Le ressort utilisé est conçu avec une force proportionnelle à la pression du fluide attendue. Si le ressort est très fort, il faudra beaucoup de pression pour l’ouvrir. Le fonctionnement de ce clapet anti-retour à disque est tel que la pression du fluide d’aspiration force le ressort à se comprimer lorsqu’il ouvre le clapet. Le disque est ensuite maintenu ouvert grâce à la pression du fluide jusqu’à ce que la pression diminue. À ce moment-là, le ressort se détend pour conserver sa longueur. Il ramène le disque de la vanne dans sa position de siège, ce qui contribue à empêcher le fluide de refluer en raison d’une faible pression d’aspiration. Deux types de clapets anti-retour à disque à ressort sont les clapets anti-retour à ressort en ligne et les clapets anti-retour à disque à ressort en Y. La différence entre ces deux types est que le ressort du clapet en ligne est colinéaire à l’axe du tuyau tandis que le ressort du clapet en Y est orienté à un angle d’environ 45^o degrés par rapport à l’axe du tuyau. Le clapet anti-retour à disque avec ressort en forme de Y occupe plus d’espace que le type en ligne. Le clapet anti retour à disque à ressort en forme de Y facilite également l’inspection, le nettoyage et la réparation car il peut être ouvert sans être déconnecté de la canalisation.

Figure : Clapet anti-retour à disque à ressort en ligne et clapet anti-retour à disque à ressort en Y.

Clapet anti-retour à disque de levage

Il s’agit d’un clapet anti-retour à disque dans lequel le fluide traverse la vanne par le bas du disque. Tout comme les autres clapets anti-retour à disque, ce clapet utilise une pression amont élevée pour soulever le disque de son siège et permettre l’écoulement du fluide. Lorsque la pression amont diminue ou que la pompe est arrêtée, le clapet utilise la force gravitationnelle ou un ressort pour ramener le disque dans sa position de repos, ce qui empêche l’inversion du flux de fluide. Les fabricants de clapets anti-retour à disque conçoivent ces vannes avec une courte distance de déplacement pour atteindre leur position d’ouverture complète. Les fabricants de clapets anti-retour à disque utilisent généralement une trajectoire guidée pour s’assurer que le disque repose exactement sur la surface d’appui afin d’éviter toute fuite. Cependant, les guides ont tendance à s’encrasser, ce qui réduit l’efficacité du clapet ou endommage le siège du clapet. La saleté peut également bloquer le disque du clapet en position grande ouverte et permettre l’inversion du flux de fluide. Les clapets de retenue à disque de levage sont installés en position verticale et utilisent la force gravitationnelle lors de la fermeture.

Figure : Clapet anti-retour à disque de levage.

Clapet anti-retour à disque Wafer

Un clapet anti-retour à disque gaufré est un clapet anti-retour conçu avec une longueur de sortie courte. Ce clapet utilise deux demi-disques, également appelés plaques. Les plaques pivotent sur un poteau central qui est un axe de charnière. Les demi-disques sont maintenus dans leur position par des ressorts. Les ressorts sont également montés sur l’axe de charnière. La pression du fluide ouvre le clapet en forçant les ressorts à travers les plaques, ce qui entraîne l’ouverture de la plaque et permet l’écoulement du fluide. Les fabricants de clapets anti-retour à disque cherchent à faire en sorte que cette vanne s’ouvre en fonction de la pression du fluide. Ainsi, le degré d’ouverture de la plaque est directement proportionnel à la pression du fluide et au volume du fluide, c’est-à-dire que plus le fluide est important, plus les plaques s’ouvrent. L’un des avantages de l’utilisation d’un clapet anti-retour à disque en gaufre est sa petite taille, qui permet de réduire son poids.

Figure : Clapet anti-retour à disque Wafer.

Clapet anti-retour à disque silencieux

Il s’agit d’un type spécial de clapet anti-retour à disque qui est utilisé pour empêcher les coups de bélier et l’inversion du flux de fluide. Le coup de bélier est un phénomène qui se produit lorsqu’un clapet anti-retour à disque se ferme brusquement. Les coups de bélier peuvent causer d’énormes pertes car ils peuvent nuire à l’intégrité structurelle des canalisations et autres appareils de plomberie. Les fabricants de clapets anti-retour à disque silencieux utilisent un mécanisme qui permet au disque de commencer à se fermer dès qu’il détecte une réduction de la pression d’aspiration. Les clapets anti-retour silencieux utilisent un ressort en ligne pour aider le disque à revenir en position de repos. Comme ces clapets utilisent un ressort pour se fermer, ils peuvent être installés en position verticale ou horizontale, car ils ne dépendent pas de la gravité pour se fermer.

Figure : Clapet anti-retour à disque silencieux.

Facteurs à prendre en compte lors de l’achat d’un clapet anti-retour à disque

Conditions d’écoulement

Cela concerne le débit du fluide et les niveaux de pression. Pour que le disque de la vanne fonctionne bien, il doit transmettre le débit indiqué par le fabricant du clapet anti-retour à disque. Si le débit est très élevé, la vanne risque de vibrer et de faire beaucoup de bruit. Si la pression de fonctionnement est inférieure à la pression nominale de la vanne, le fluide peut ne pas être en mesure d’ouvrir le clapet anti-retour à disque. De plus, une pression de fluide excessive est dangereuse car elle peut provoquer une fuite de fluide à travers le raccord vanne-tuyau ou les raccords chapeau-corps de vanne.

Type de média

Les fabricants de clapets anti-retour à disque produisent différentes variétés de ces clapets pour une utilisation dans différents fluides. Il existe des clapets destinés à être utilisés avec des fluides à faible viscosité et d’autres destinés à être utilisés avec des fluides à forte viscosité. D’autres clapets anti-retour à disque sont destinés à être utilisés dans des milieux corrosifs tels que les acides qui, s’ils ne sont pas utilisés correctement, peuvent endommager le clapet en quelques jours d’utilisation. En tant que tel, le type de milieu doit être connu avant l’achat de la vanne afin que le fabricant ou le fournisseur de clapets anti-retour à disque puisse connaître la vanne spécifique la mieux adaptée à cette application.

Température de fonctionnement

La température de fonctionnement d’un clapet anti-retour à disque dépend du matériau utilisé pour construire ce clapet. Certains clapets ont un disque ou un siège en matériaux souples comme le caoutchouc et le plastique, tandis que d’autres sont en matériaux métalliques comme l’acier. Les clapets anti-retour à disque à siège souple ne sont pas censés être utilisés à des températures supérieures à 60^o C car ils ne peuvent pas résister à la chaleur thermique au-dessus de cette température. Les clapets anti-retour à disque à siège métallique fonctionnent bien à des températures inférieures ou supérieures à 60^o C car ils ne peuvent pas être endommagés par la chaleur thermique. Cependant, si la température dépasse 200^o C, il est important de consulter un fabricant de clapets anti-retour à disque pour qu’il vous conseille sur le meilleur clapet anti-retour à disque à siège métallique. En effet, à des températures supérieures à 200^o C, certains matériaux métalliques réagissent et peuvent être endommagés.

Applications des clapets anti-retour à disque

• Les clapets anti-retour à disque sont utilisés dans l’approvisionnement en eau propre ainsi que dans le traitement des eaux usées.
• Ils sont utilisés dans les usines de transformation des aliments.
• Ces vannes sont utilisées dans la fabrication de produits chimiques.
• Ils sont utilisés dans les applications minières.
• Les clapets de retenue à disque sont utilisés dans les applications de vapeur, comme les centrales à vapeur, pour empêcher le reflux de la vapeur ou de l’eau.
• Ces vannes sont utilisées dans les applications pharmaceutiques.

Avantages des clapets anti-retour à disque

• Ces valves ont une faible perte de pression.
• Les clapets anti-retour à disque peuvent maintenir les niveaux de pression de conception.
• Ils sont durables car ils peuvent être utilisés pendant une longue période sans être remplacés.
• Ils ne nécessitent pas de lubrification comme les robinets-vannes.
• Les clapets anti-retour à disque peuvent être utilisés dans différentes applications industrielles.
• Ces vannes ne présentent aucune fuite de fluide si elles sont utilisées conformément aux instructions du fabricant du clapet anti-retour à disque.
• Elles fonctionnent automatiquement sans qu’il soit nécessaire d’avoir recours à un opérateur de vanne ou à un actionneur.
• Ils sont faciles à installer et à réparer.

Inconvénients des clapets anti-retour à disque

• Ces vannes ne sont pas recommandées pour les applications où le débit du fluide présente des pulsations.
• Ils sont susceptibles de provoquer des coups de bélier.
• Ils peuvent se coincer et causer des dommages ou une contamination dans la zone d’application.

Dépannage du clapet anti-retour à disque

Pas de débit de fluide à travers le clapet anti-retour à disque

• Blocage à l’intérieur de la vanne. Ouvrez la soupape et retirez les matériaux qui provoquent un blocage. Nettoyez le siège de soupape, le guide du disque et le ressort.
• Le clapet a été installé dans le sens inverse. Retirez la vanne du système de tuyauterie et installez-la conformément aux instructions du fabricant du clapet anti-retour à disque.
• Le tuyau reliant la valve est bloqué. Inspectez le tuyau d’alimentation en fluide de la valve pour vérifier qu’il n’est pas bouché et retirez les matériaux qui le bloquent.

Fuite de fluide à travers le raccord tuyau-vanne

• Les éléments de connexion dont les filets ou les boulons sont desserrés. Serrez les filets ou les boulons au niveau de couple indiqué par le fabricant du clapet anti-retour à disque.
• Le joint d’étanchéité est endommagé. Remplacez le joint d’étanchéité.

La vanne produit des vibrations ou un bruit excessif

• Débit excessif du fluide. Assurez-vous que le débit est compris dans la plage recommandée par le fabricant du clapet anti-retour à disque.

Fuite de fluide interne

• Joints toriques usés. Remplacez-les.
• Matériaux étrangers à l’intérieur de la valve. Retirez les matériaux et nettoyez le siège de la vanne.

Résumé

Le clapet anti-retour à disque est un type de vanne qui utilise un composant à disque pour empêcher l’inversion du flux de fluide. Le clapet fonctionne en ouvrant le disque de clapet lorsqu’il y a une certaine quantité de pression d’aspiration et il se ferme lorsque la pression d’aspiration diminue ou que la pompe est arrêtée. Les fabricants de clapets anti-retour à disque conçoivent ces vannes avec une grande sensibilité aux changements de pression, ce qui les fait se fermer immédiatement après une réduction de la pression. Les clapets à disque fonctionnent automatiquement et n’ont donc pas besoin de volant ou d’actionneur pour fonctionner. Certains clapets anti-retour à disque se ferment en utilisant la force gravitationnelle tandis que d’autres utilisent le concept de mécanisme à ressort ou une combinaison de ressort et de gravité. Il existe différents types de ces clapets, notamment les clapets anti-retour à disque silencieux, les clapets anti-retour à ressort, les clapets anti-retour à disque en gaufre et les clapets anti-retour à disque élévateur. Les facteurs à prendre en compte avant d’acheter un clapet anti-retour à disque sont le type de fluide, la température de fonctionnement, le débit et la pression. Les clapets anti-retour à disque sont utilisés dans de nombreuses applications, notamment dans l’industrie chimique, pharmaceutique, alimentaire, le traitement des eaux usées, les chaudières et l’industrie minière. Les avantages d’un clapet anti-retour à disque sont, entre autres, sa grande durabilité, sa polyvalence, son efficacité élevée, sa capacité à maintenir la pression, l’absence d’inversion du flux de fluide, l’absence de fuite, l’absence de lubrification et son fonctionnement automatique.