Clapet anti-retour à clapet

Qu’est-ce qu’un clapet à battant ?

Il s’agit d’un clapet anti-retour qui utilise un disque basculant pour ouvrir et fermer le flux de fluide. Le fluide s’écoule de l’entrée à travers le disque et quitte la vanne par la sortie. Le disque est fixé à une extrémité et l’autre extrémité est libre. La pression du fluide force l’extrémité libre, ce qui ouvre le disque et permet l’écoulement du fluide. Les fabricants de clapets à battant utilisent la gravité ou la force du ressort pour fermer la vanne lorsque la pression du fluide commence à diminuer. Le plan vertical et le siège sont orientés selon un angle d’assise compris entre 0^o et 45^o degrés. Les clapets à battant sont automatiques et n’ont donc pas besoin de mécanismes de contrôle comme un actionneur ou un volant. Les fabricants de clapets à battant produisent différentes variétés de ces vannes destinées à différents niveaux de pression et de température. D’autres clapets à battant sont adaptés aux applications corrosives, comme le contrôle du flux d’acides. Les matériaux utilisés pour fabriquer le clapet déterminent la meilleure application. Les fabricants de clapets à battant fournissent un manuel d’utilisation concernant l’installation et l’utilisation du clapet.

Figure : Clapet anti-retour à clapet.

Composants d’un clapet anti-retour à battant

Corps de la valve

Le corps du clapet est l’une des parties externes d’un clapet à battant. Cette partie est responsable du logement des pièces internes de la vanne. Les fabricants de clapets à battant construisent le corps du clapet en utilisant des matériaux métalliques solides comme l’acier, la fonte et la fonte ductile. Ces matériaux métalliques robustes sont destinés à transmettre leur grande résistance au clapet à battant afin qu’il puisse supporter des pressions et des températures élevées et résister aux chocs causés par la chute d’objets.

Chapeau de soupape

Il s’agit d’une autre partie externe d’un clapet à battant. Cette partie est placée sur le dessus du corps du clapet. Le corps et le chapeau sont reliés à l’aide de boulons et d’écrous ou de vis afin d’améliorer la solidité de la connexion et d’éviter les fuites. Le corps et le chapeau sont fabriqués dans le même matériau pour éviter que l’une des parties ne se casse lorsque les boulons sont serrés. Le chapeau est également destiné à compléter le corps de la vanne et à servir de barrière de pression.

Disque

Le disque est le composant utilisé pour ouvrir et fermer la vanne afin de permettre et de bloquer le flux de fluide respectivement. Le disque a une extrémité pivotante et l’autre extrémité est libre. C’est sur l’extrémité libre que le fluide appuie pour ouvrir la valve.

Siège

Il s’agit d’une partie d’un clapet anti retour à battant où le disque s’appuie pour fermer la vanne. Le siège permet également d’éviter les fuites de fluide entre le disque et l’intérieur du corps. Le siège est un composant très important car il détermine la température de fonctionnement du clapet à battant en fonction du matériau de construction.

Printemps

Les fabricants de clapets à battant conçoivent également certains de ces clapets avec des ressorts. Le ressort est utilisé pour aider le disque à revenir à sa position de repos lorsque la pression du fluide d’aspiration diminue.

Figure : Composants d’un clapet à battant.

Comment fonctionne un clapet anti-retour à battant ?

Un clapet à battant utilise le principe de la pression différentielle. C’est-à-dire que le disque du clapet s’ouvre en fonction du niveau de pression d’aspiration. La pression d’entrée doit être élevée pour fournir la force nécessaire à l’ouverture du disque. La pression d’aspiration est fournie par la pompe. Une fois que le clapet s’ouvre, le fluide continue de s’écouler à travers le clapet à battant jusqu’au moment où la pression de la pompe commence à diminuer. Au moment où la pression du fluide diminue ou que la pompe s’arrête, le disque du clapet revient à sa position de repos où il empêche tout écoulement inverse du fluide. L’écoulement inversé du fluide peut endommager les équipements de tuyauterie tels que les pompes ou les chaudières et contaminer les fluides tels que l’eau et les boissons.

Figure : Fonctionnement d’un clapet à battant.

Types de clapets anti-retour à battant

Clapet anti-retour à clapet droit

Il s’agit d’un clapet à battant avec un disque circulaire et un axe d’articulation où le disque s’ouvre et se ferme pour laisser passer le fluide. Le clapet à battant droit est monté en position horizontale. Le fluide s’écoule de l’entrée à l’orifice de sortie en passant par le disque jusqu’à ce que la pression d’aspiration diminue, ce qui fait revenir le disque en position de fermeture. Les fabricants de clapets à battant droit conçoivent cette vanne avec une bague de siège qui aide le disque à reposer sur celle-ci lorsqu’elle se ferme, ce qui permet d’obtenir un joint étanche et uniforme. La surface d’appui est orientée selon un léger angle de sorte qu’elle puisse s’ouvrir à basse pression, créer un joint positif et réduire le choc de la soupape lorsqu’elle se ferme.

Figure : Clapet anti-retour à clapet droit.

Clapet anti-retour à clapet basculant

Il s’agit d’un clapet anti-retour à battant conçu avec un élément de fermeture en forme de disque. Ce disque bat autour d’un pivot situé entre le bord et le centre du disque. Le clapet à battant est conçu de telle sorte que le disque peut se soulever du siège lorsque la vanne s’ouvre et qu’il peut retomber dans le siège lorsqu’elle se ferme. Ces clapets fonctionnent très rapidement par rapport aux autres clapets car le centre de gravité du disque a un court chemin entre les états ouvert et fermé. Ces clapets sont plus difficiles à réparer et plus chers que les clapets droits. Les fabricants de clapets à battant recommandent l’utilisation de ces clapets dans les zones où les autres clapets à battant ne peuvent pas être utilisés.

Figure : Clapet anti-retour à disque basculant.

Clapet anti-retour à clapet en Y

Il s’agit d’un clapet anti-retour à battant conçu en forme de Y pour faciliter l’accès et l’inspection des pièces internes du clapet sans avoir à le déconnecter de la conduite. Bien que ce clapet ait une forme en Y, le fluide s’écoule en ligne droite à travers le clapet, de la même façon qu’il s’écoule à travers un clapet à battant droit. La partie de la vanne comportant une ouverture où la vanne est ouverte pour inspection est orientée selon un angle d’environ 45^o degrés par rapport à l’axe de la conduite. La partie supérieure de cette partie oblique est connectée à l’aide de boulons ou de filets. L’inspection des pièces internes de la vanne se fait en ouvrant cette partie. Le clapet anti-retour à battant en forme de Y occupe un espace plus important par rapport aux autres clapets.

Figure : Clapet anti-retour à clapet en Y.

Clapet anti-retour à clapet à extrémité bridée

Il s’agit d’un clapet anti-retour à battant fabriqué avec des brides aux extrémités. Les brides sont destinées à faciliter le raccordement du clapet au tuyau. Les brides sont situées sur les deux orifices du clapet et sont munies de trous. Ces clapets sont reliés aux tuyaux à l’aide de boulons et d’écrous. L’extrémité de la conduite connectée au clapet à battant à bride doit avoir une bride avec des trous. Entre les brides de la conduite et la vanne se trouve un joint utilisé pour améliorer l’étanchéité et éviter les fuites. Les fabricants de clapets à battant à brides recommandent l’utilisation de ces clapets dans les applications à haute pression car leurs raccords sont très étanches en raison du nombre de boulons et d’écrous utilisés ainsi que du joint. En raison des boulons et des écrous ainsi que des extrémités à bride utilisés dans ces clapets, ils finissent par être plus lourds que les autres clapets.

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

Clapet anti-retour à clapet à extrémité filetée

Il s’agit d’un clapet anti-retour à battant qui est raccordé au tuyau à l’aide de filets. Les fabricants de clapets à battant produisent ce clapet avec des filetages mâles ou femelles. L’extrémité du tuyau à raccorder au clapet est également filetée. Si le clapet anti-retour à battant à extrémité filetée a un filetage femelle, le tuyau doit avoir un filetage mâle et vice versa. Les clapets à battant à extrémité filetée sont plus petits que les clapets à bride. De plus, ces clapets sont plus légers que les clapets à brides. Les fabricants de clapets à battant à extrémité filetée recommandent ces clapets pour les applications à moyenne pression. Cependant, en fonction des matériaux internes utilisés sur des pièces telles que le disque et le siège, le clapet peut être utilisé pour des applications à basse ou haute température.

Figure : Clapet anti-retour à clapet à extrémité filetée

Applications des clapets à battant

• Les clapets à battant sont utilisés dans le traitement des eaux usées et des effluents.
• Ils sont utilisés dans les systèmes d’approvisionnement en eau douce des ménages et des entreprises.
• Les clapets à battant sont utilisés dans les applications de lutte contre les incendies.
• Ils sont utilisés dans les usines de transformation des aliments.
• Ces vannes sont utilisées dans la fabrication de différents types de produits chimiques.
• Les clapets à battant sont utilisés dans les applications pharmaceutiques.
• Ils sont utilisés pour ouvrir et fermer le flux de fluide dans les centrales électriques à vapeur.
• Ils sont utilisés dans les systèmes de chaudières pour contrôler le débit de la vapeur et de l’eau d’alimentation.
• Ils sont utilisés dans les applications minières.

Avantages des clapets à battant

• Les clapets à battant fonctionnent automatiquement en utilisant les différences de pression pour s’ouvrir et se fermer. En tant que tels, ils permettent de réduire le coût de l’actionneur ou de l’opérateur de vanne.
• Les clapets à battant sont utilisés dans différentes applications industrielles, ce qui en fait l’une des vannes industrielles les plus polyvalentes.
• Ces valves sont durables car elles peuvent être réparées pour être réutilisées lorsqu’elles tombent en panne.
• Ces vannes ne présentent aucune fuite de fluide, ce qui permet de les utiliser avec des fluides dangereux comme les acides.
• Ils n’ont pas besoin d’être lubrifiés.
• Les clapets à battant peuvent maintenir le niveau de pression requis dans leurs domaines d’application.
• Ces vannes ont une faible chute de pression, ce qui permet d’améliorer l’efficacité du pompage.
• Les clapets anti-retour à battant sont fabriqués dans différents matériaux adaptés aux applications à basse ou haute température.
• Ces vannes fonctionnent plus rapidement que d’autres vannes comme les robinets à soupape ou les robinets-vannes.
• Les clapets à battant ne permettent pas l’inversion du flux de fluide.
• Ils sont faciles à installer et à réparer.

Inconvénients du clapet anti-retour à battant

• Les clapets à battant sont sujets aux coups de bélier.
• Les fabricants de clapets anti-retour à battant ne recommandent pas l’utilisation de ces clapets en cas d’écoulement pulsé du fluide.
• Ces vannes ne peuvent pas permettre l’écoulement du fluide dans les deux sens.

Dépannage des clapets anti-retour à battant

Fuite de fluide par les raccords de la valve

• Joint d’étanchéité endommagé. Remplacez le joint d’étanchéité.
• Joints toriques usés. Remplacez les joints toriques.
• Boulons ou filetages desserrés. Serrez les boulons ou les vis au niveau de couple recommandé par le fabricant du clapet anti-retour à battant.

Pas d’écoulement de fluide à travers le clapet anti-retour à battant

• Le tuyau alimentant le clapet anti-retour à battant est obstrué. Vérifiez le tuyau et retirez les matériaux qui causent l’obstruction.
• Le clapet anti-retour du volet est bouché et fermé. Ouvrez le clapet et retirez toute matière causant un blocage.
• La pression d’aspiration est faible. Augmentez la pression d’aspiration.
• La vanne aval est fermée. Assurez-vous que la vanne aval est ouverte.
• Le clapet a été installé dans le mauvais sens. Installez le clapet en respectant le sens d’écoulement indiqué par le fabricant du clapet anti-retour à battant. Cette flèche est indiquée sur le clapet et sur le manuel d’utilisation.

Le clapet anti-retour à battant ne se ferme pas

• Des débris ont bloqué le disque en position ouverte. Ouvrez le clapet et retirez tout matériau qui le bloque.

Résumé

Le clapet à battant est un type de vanne qui utilise un disque qui “bat” à un certain angle pour ouvrir et fermer le flux de fluide. Ces clapets sont utilisés dans différentes applications industrielles sans actionneur ou opérateur de clapet puisqu’ils fonctionnent automatiquement en utilisant la différence de pression. Lorsque la pression d’aspiration est suffisamment élevée, elle force l’extrémité libre du disque de la vanne à s’ouvrir. Comme le disque est pivoté à une extrémité à l’aide d’un axe, l’extrémité libre a besoin d’une légère force pour que le fluide passe à travers la vanne. Les fabricants de clapets à battant produisent ces vannes pour une utilisation à différents niveaux de température et de pression. Il existe des clapets destinés à être utilisés à des températures basses et d’autres destinés à être utilisés à des températures élevées. Si la vanne est utilisée conformément aux instructions du fabricant du clapet à battant, elle dure plus longtemps et ses coûts de maintenance sont faibles. Il existe plusieurs types de clapets, notamment le clapet à battant droit, le clapet à battant à disque inclinable, le clapet à battant en Y, le clapet à battant à bride et le clapet à battant à filetage. Ces clapets sont utilisés dans différentes applications telles que l’approvisionnement en eau douce, le traitement des eaux usées, les applications alimentaires, pharmaceutiques, chimiques, minières et les systèmes de chaudières, entre autres. Les avantages de l’achat d’un clapet à battant sont les suivants : facilité d’installation, polyvalence, durabilité, absence de fuite, fonctionnement automatique, faible chute de pression, absence de lubrification et capacité à maintenir le niveau de pression.