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Clapet anti-retour

June 4, 2022

Qu’est-ce qu’un clapet anti-retour ?

Un clapet anti-retour est un type de vanne utilisé pour permettre l’écoulement d’un fluide dans une seule direction. Le fluide ne peut s’écouler que dans le sens de la marche et la valve se ferme dès que le fluide tente de revenir. L’ouverture ou la fermeture de la vanne dépend de la différence de pression entre les orifices d’entrée et de sortie de la vanne. Les fabricants de clapets anti-retour conçoivent ce type de vanne sans actionneur ni volant, car elle fonctionne automatiquement en permettant au fluide de s’écouler vers l’avant et en bloquant le retour du fluide. Le fait d’empêcher l’écoulement inverse du fluide permet d’éviter la contamination du fluide, comme dans les applications alimentaires et de l’eau. Ce clapet évite également d’endommager les pompes et les chaudières, ce qui pourrait se produire en cas d’inversion du fluide. Les clapets anti-retour peuvent être utilisés à des températures basses ou élevées ainsi que dans des milieux corrosifs ou non. Le domaine d’application dépend fortement du matériau utilisé pour la construction de la vanne et surtout de ses pièces internes.

Figure : Clapet anti-retour.  

 

Composants d’un clapet anti-retour

Corps

Il s’agit d’une partie externe d’un clapet anti-retour qui sert à loger les pièces internes de la vanne. Les fabricants de clapets anti-retour à battant conçoivent le corps avec des matériaux robustes comme la fonte ductile, l’acier inoxydable et la fonte ductile, entre autres, afin de rendre le corps du clapet solide et de lui permettre de résister à la pression du fluide. La grande résistance du corps a également pour but de rendre le clapet sûr contre les impacts d’objets tombants ainsi que contre les températures élevées. Le corps contient les orifices d’un clapet anti-retour.

Bonnet/couverture

Il s’agit d’une autre partie d’un clapet anti-retour qui est placée sur le dessus du corps pour protéger les pièces internes. Le corps et le couvercle sont reliés à l’aide de différents éléments tels que des boulons, des filets, des soudures ou des joints à pression. Cela permet de garantir l’absence de fuites pouvant entraîner une perte de pression ou des dommages à l’environnement. Le corps et le couvercle sont fabriqués dans le même matériau métallique afin de renforcer leur résistance.

Disque

Il s’agit du composant d’un clapet anti-retour qui est utilisé pour empêcher l’inversion du flux de fluide. Le disque fonctionne à l’appui du ressort. Cependant, certains fabricants de clapets anti-retour n’utilisent pas de ressort et la valve dépend du reflux pour empêcher l’inversion du flux de fluide.

Siège

Il s’agit d’un composant placé à l’intérieur du corps de la vanne pour empêcher les fuites entre le corps et le disque lorsque la vanne se ferme. Le siège constitue la surface d’appui sur laquelle repose le disque pour empêcher l’inversion du flux de fluide.

Printemps

Cette pièce est utilisée pour aider le disque à fermer la vanne immédiatement après la réduction de la pression d’aspiration ou lorsque la pompe est arrêtée. Les fabricants de clapets anti-retour conçoivent le ressort avec une force proportionnelle à l’aspiration pour s’assurer que le fluide sera capable d’ouvrir le clapet. Si le ressort est très résistant, le fluide risque de ne pas pouvoir ouvrir le disque.

Joint d’étanchéité

C’est l’une des pièces d’un clapet anti retour utilisé pour empêcher les fuites de fluide. Il est placé entre les surfaces d’accouplement du corps de la vanne et du chapeau et du corps et du tuyau. Les joints sont fabriqués dans différents matériaux qui déterminent le domaine d’application du clapet anti-retour.

Figure : Composants d’un clapet anti-retour.

 

Comment fonctionne un clapet anti-retour ?

Le principe de fonctionnement d’un clapet anti-retour dépend de la pression différentielle. Le clapet s’ouvre lorsque la pression du fluide amont dépasse la pression du fluide aval. Cette pression fournit la force qui agit sur le disque de la valve pour pousser le clapet vers l’avant. Ainsi, un espace libre est créé permettant au fluide de s’écouler à travers le clapet anti-retour. Une fois le disque ouvert, le fluide continue de s’écouler vers l’avant jusqu’à ce que la pompe soit arrêtée ou que le flux de fluide soit inversé. Le disque est forcé de fermer le clapet par un ressort de soupape lorsque la pression d’aspiration diminue ou lorsqu’il y a un reflux. Cela empêche le reflux du fluide, évitant ainsi la contamination du fluide en amont ainsi que l’endommagement des équipements du système de tuyauterie tels que les chaudières ou les pompes.

Figure : Fonctionnement d’un clapet anti-retour.

 

Types de clapets anti-retour

Clapet anti-retour droit

Comme son nom l’indique, ce clapet anti-retour est conçu pour que le fluide s’écoule directement à travers la vanne. Cette vanne est conçue avec un disque circulaire. Le disque se rabat sur un axe d’articulation pour ouvrir et fermer l’écoulement du fluide. Les fabricants de clapets anti-retour conçoivent ces clapets de telle sorte que lorsque le fluide s’écoule en amont, il pousse le disque vers le haut, laissant un espace pour l’écoulement du fluide. Cette vanne sans ressort se ferme lorsque la pression diminue et que le disque est ramené à sa position de repos par le reflux du fluide. Sur le corps se trouve une bague de siège sur laquelle le disque s’adapte lorsqu’il se ferme, empêchant ainsi l’écoulement inverse du fluide. Les fabricants de clapets anti-retour à battant conçoivent le clapet avec la surface d’appui orientée selon un léger angle pour que le disque s’ouvre même à des niveaux de pression faibles. Cela permet également de fournir un joint étanche et de réduire les chocs lorsque le disque se ferme.

Figure : Clapet anti-retour droit.

Clapet anti-retour à Wafer

Il s’agit d’un clapet anti-retour conçu avec des plaques qui servent à ouvrir et fermer le flux de fluide. Il existe deux types de ce clapet, à savoir le clapet à plaque unique et le clapet à double plaque. La caractéristique commune de ces deux types est qu’ils ont des corps minces. Le clapet anti-retour à lamelles à plaque unique utilise une seule plaque. La plaque qui sert de disque de soupape est articulée d’un côté et libre de l’autre. Le fluide circulant dans la valve agit sur l’extrémité libre de la plaque, la forçant à se rabattre vers le haut et ouvrant ainsi le passage du fluide. Le clapet anti-retour à lamelles à double plaque utilise deux plaques appelées demi-disques. Les disques/plaques pivotent sur un montant monté au centre de la valve. Le montant central est appelé axe de charnière. Des ressorts sont utilisés pour maintenir les plaques/disques en position fermée contre les sièges de soupape et le corps. Cela empêche les plaques de tourner librement, sauf si elles sont forcées par le fluide qui s’écoule vers l’avant. Lorsque la pression d’aspiration diminue ou qu’il y a un reflux, les plaques sont ramenées en position de repos par les ressorts de la valve.

   

Figure : Clapet anti-retour à gaufrette (type à plaque simple à gauche et type à plaque double à droite).

Clapet anti-retour à corps divisé

Il s’agit d’un clapet anti-retour conçu avec un corps en deux parties. Les deux parties du corps sont reliées par des boulons et des écrous. La méthode de boulonnage crée un joint étanche, ce qui permet d’utiliser ces clapets dans des applications à haute pression. Les fabricants de clapets anti-retour à battant conçoivent ces vannes de manière à ce que le disque soit orienté selon un certain angle. Cette conception permet de réduire la perte de pression et de fermer le disque sans claquement.

Figure : Clapet anti-retour à corps divisé.

 

Facteurs à prendre en compte lors de la sélection/l’achat de clapets anti-retour

Type de média

Les fabricants de clapets anti-retour à battant conçoivent des clapets destinés à être utilisés dans différentes applications. Cependant, chaque clapet est destiné à être utilisé pour un ou plusieurs fluides donnés. Certains clapets sont destinés à des fluides à faible viscosité tandis que d’autres sont destinés à des fluides à haute viscosité. D’autres clapets anti-retour sont utilisés pour des fluides corrosifs tels que les acides, tandis que d’autres sont destinés à être utilisés pour des fluides non corrosifs. L’utilisation du clapet conformément aux instructions du fabricant du clapet anti-retour permet d’augmenter sa durée de vie.

Vitesse d’écoulement et pression

Les fabricants de clapets anti-retour à battant conçoivent chaque clapet pour une utilisation dans une certaine plage de vitesse du fluide. L’utilisation de la valve pour une vitesse très élevée entraîne un claquement ou un bruit important. De même, les fabricants de clapets anti-retour à battant conçoivent ces clapets pour une utilisation dans certaines plages de pression. L’utilisation de la valve à une pression très élevée par rapport à ce qui est recommandé peut provoquer une fuite de fluide, ce qui peut entraîner une pollution environnementale ou d’autres pertes. De même, si la pression du fluide est faible, il peut être impossible d’ouvrir le disque de la valve. En conclusion, il est très important d’utiliser la valve pour la vitesse et la pression indiquées par le fabricant du clapet anti-retour.

Température

Les fabricants de clapets anti-retour conçoivent différents clapets avec différentes valeurs de températures de fonctionnement. Certains clapets sont fabriqués avec des sièges souples, c’est-à-dire des sièges en plastique ou en caoutchouc. Ces matériaux sont recommandés pour une utilisation à des températures inférieures à 60o C. D’autres sièges sont fabriqués dans des matériaux métalliques très résistants aux hautes températures et sont recommandés pour une utilisation à des températures supérieures à 60o C. L’utilisation de la vanne en dehors de la plage de température indiquée par le fabricant du clapet anti-retour peut endommager la vanne ou provoquer une réaction chimique du fluide avec le matériau de la vanne.

 

Applications des clapets anti-retour

  • Les clapets anti-retour sont utilisés dans l’approvisionnement en eau douce.
  • Ils sont utilisés dans le traitement des eaux usées.
  • Les clapets anti-retour sont utilisés dans la fabrication de différents produits chimiques.
  • Ils sont utilisés dans les usines de fabrication de papier et de pâte à papier.
  • Ils sont utilisés dans les systèmes de raffinage du gaz et du pétrole.
  • Les clapets anti-retour sont utilisés dans les centrales à vapeur.
  • Ils sont utilisés dans les applications alimentaires et les boissons.

 

Avantages des clapets anti-retour

  • Les clapets anti-retour fonctionnent sur le principe de la différence de pression. Ils ouvrent et ferment automatiquement le passage du fluide.
  • Ces valves sont exemptes de fuites de fluide.
  • Ils ne permettent pas l’inversion du flux de fluide.
  • Ces vannes ont un rendement élevé car le disque de la vanne provoque une faible chute de pression.
  • Ces vannes peuvent être utilisées à des pressions et des températures élevées ou basses.
  • Ils sont polyvalents dans la mesure où ils peuvent servir dans différents types de médias.
  • Les clapets anti-retour agissent rapidement.
  • Ces valves n’ont pas besoin d’être lubrifiées.
  • Ils peuvent maintenir la pression nominale du fluide.

 

Inconvénients des clapets anti-retour

  • Les clapets anti-retour sont sujets à des problèmes de claquement et de coups de bélier.
  • Ils ne sont pas adaptés à une utilisation dans des fluides pulsés.

 

Dépannage des clapets de non-retour

Fuite de liquide externe

  • Connexion lâche. Serrez les éléments de connexion en respectant les valeurs de résistance recommandées par le fabricant du clapet antiretour.
  • Joint d’étanchéité usé. Remplacez le joint d’étanchéité.

Fuite de fluide interne

  • Siège usé. Remplacez le siège.
  • Joints toriques usés. Remplacez les joints toriques.
  • Particules solides dans la valve. Ouvrez la vanne conformément aux instructions du fabricant du clapet anti-retour et éliminez les matières étrangères.

La vanne ne s’ouvre pas

  • Faible pression d’aspiration. Assurez-vous que la pression d’aspiration atteint le niveau recommandé par le fabricant du clapet anti-retour.
  • La vanne aval n’est pas ouverte. Vérifiez la vanne aval.
  • Le clapet anti-retour est mal installé. Installez la valve de façon à ce que le sens d’écoulement du fluide depuis la source corresponde à la flèche d’écoulement indiquée sur le corps de la valve à clapet anti-retour.

La valve fait beaucoup de bruit ou de vibrations

  • La vitesse d’écoulement du fluide est très élevée. Assurez-vous que la vitesse du fluide correspond à la plage de vitesse du fluide indiquée par le fabricant du clapet anti-retour.

 

Résumé

Un clapet anti-retour est un type de vanne utilisé pour empêcher l’inversion du flux de fluide. Ces vannes n’ont pas de mécanismes de contrôle tels que des actionneurs ou un volant à main car elles fonctionnent automatiquement en utilisant la différence de pression entre l’entrée et la sortie. La vanne s’ouvre lorsque la pression du fluide est élevée pour fournir une force qui agit sur le disque pour l’ouvrir et permettre l’écoulement du fluide. Le disque se ferme en cas de reflux ou lorsque la pompe est arrêtée. Les fabricants de clapets anti-retour à battant conçoivent ces vannes avec des matériaux métalliques résistants qui leur permettent d’être utilisées dans des applications à basse et haute pression ainsi qu’à haute et basse température. Il existe plusieurs types de clapets, notamment les clapets anti-retour droits, les clapets anti-retour à galette et les clapets anti-retour à corps divisé. Avant d’acheter le clapet, il est important de prendre en compte certains facteurs tels que la température de fonctionnement, la vitesse et la pression du fluide et le type de média. Les applications des clapets anti-retour à battant incluent les produits chimiques, les aliments et les boissons, l’approvisionnement en eau, le pétrole et le gaz, le papier et la pâte à papier, et les chaudières à vapeur, entre autres. Les avantages de l’achat d’un clapet anti-retour sont le fonctionnement automatique, l’absence de lubrification, l’absence de fuites, la haute efficacité, la polyvalence, la durabilité, la haute résistance, l’absence d’inversion du flux de fluide et un fonctionnement très rapide.

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