Clapet anti-retour à ressort

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

Un clapet anti-retour à ressort est un type de vanne qui est utilisé pour empêcher l’inversion du flux de fluide dans différentes applications industrielles. Un clapet anti-retour à ressort est également connu sous le nom de clapet anti-retour à ressort. Ce nom vient du fait que ces vannes sont idéalement conçues pour garantir que le fluide s’écoule dans une seule direction et qu’il ne peut pas revenir en arrière. Les fabricants de clapets anti-retour à ressort produisent ces clapets pour qu’ils fonctionnent automatiquement sans avoir besoin d’un actionneur ou d’un opérateur. Comme leur nom l’indique, les clapets anti-retour à ressort fonctionnent grâce à un ressort qui aide à ouvrir et à fermer la vanne. Ces vannes fonctionnent en fonction de la différence de pression, c’est-à-dire qu’elles s’ouvrent lorsque la pression d’aspiration est élevée et se ferment lorsque la pression d’aspiration est inférieure à la pression de sortie. Le ressort aide à ramener l’élément de fermeture de la vanne à sa position de repos en utilisant l’énergie potentielle créée lorsque le fluide force son passage à travers les clapets anti-retour à ressort. Les fabricants de clapets anti-retour à ressort produisent différents types de ces clapets pour une utilisation à différents niveaux de pression et de température ainsi que pour des produits corrosifs et non corrosifs.

Figure : Clapet anti-retour à ressort.

Les composants d’un clapet anti-retour à ressort ?

Corps de la valve

Il s’agit d’un composant externe d’un clapet anti retour à ressort qui est utilisé pour enfermer les parties internes de la vanne. Le corps du clapet peut être fabriqué à partir de différents matériaux, mais ce matériau doit être capable de garantir des niveaux élevés d’intégrité structurelle afin de s’assurer que le clapet ne peut pas se briser ou fuir du fluide en raison de dommages dus à un impact ou à une pression élevée respectivement. Les matériaux solides qui peuvent être utilisés pour fabriquer des corps de vanne sont l’acier inoxydable, l’acier au carbone, le laiton, le bronze, la fonte et la fonte ductile.

Bonnet

Il s’agit du composant d’un clapet anti-retour à ressort qui est placé sur le dessus du corps de la vanne pour aider à couvrir les composants internes. Le chapeau est relié au corps de la vanne à l’aide d’éléments de connexion tels que des boulons et des écrous ou des vis. Le chapeau est également utilisé lorsque la vanne doit être inspectée. Les éléments de connexion sont alors ouverts pour retirer le chapeau, ce qui permet de voir facilement les pièces internes. Cependant, tous les clapets anti-retour à ressort n’ont pas de chapeau.

Elément d’ouverture/fermeture

Les fabricants de clapets anti-retour à ressort utilisent un disque ou une bille pour ouvrir ou fermer le passage du fluide dans la vanne. L’élément de fermeture fonctionne avec l’appui du ressort pour aider à fermer la vanne immédiatement après l’arrêt de la pompe ou lorsque la pression d’aspiration diminue.

Printemps

Il s’agit du composant d’un clapet anti-retour à ressort qui aide le disque ou la bille à fermer la vanne. Le ressort est comprimé par la pression du fluide d’aspiration, ce qui force le disque à s’ouvrir. La capacité du ressort à s’ouvrir dépend de certains paramètres tels que la résistance, le diamètre et la rigidité du matériau.

Siège

C’est la partie d’un clapet anti-retour à ressort qui est utilisée pour fournir une surface d’appui au disque ou à la bille. Le siège permet également d’assurer l’étanchéité entre le disque/boule et le corps du robinet afin d’éviter toute fuite de fluide.

Figure : Composants d’un clapet anti-retour à ressort.

Comment fonctionne un clapet anti-retour à ressort ?

Un clapet anti-retour à ressort fonctionne en utilisant le principe de la différence de pression. En effet, si la pression d’aspiration est suffisamment élevée, elle force le passage à travers le disque ou la bille de la soupape en comprimant le ressort de la soupape. Une fois que le disque/boule de la soupape s’ouvre, le fluide continue de s’écouler jusqu’à ce que la pression d’aspiration commence à diminuer ou que la pompe soit arrêtée. Lorsque la pompe est arrêtée, le fluide tente de s’écouler vers l’arrière car la pression d’aspiration est inférieure à la pression de sortie. Cependant, avant que le fluide ne s’écoule vers l’arrière, le ressort de la soupape, qui avait été comprimé par la pression du fluide d’aspiration, s’étire à nouveau jusqu’à sa longueur d’origine, forçant le disque/la bille à revenir en position de repos. Ainsi, le mécanisme à ressort garantit qu’il n’y a pas d’inversion du fluide. Les fabricants de soupapes à ressort ont pour objectif de s’assurer qu’il n’y a pas d’inversion du fluide vers l’arrière, en particulier lorsque la soupape est utilisée dans des applications critiques telles que le traitement des eaux usées, les aliments et les boissons qui peuvent causer une contamination.

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

Types de clapets anti-retour à ressort

Clapet anti-retour à ressort en ligne

Il s’agit d’un clapet anti-retour à ressort dans lequel le ressort et le disque/boule sont orientés à 0^o degrés par rapport au corps du clapet. Ce type de clapet peut être installé dans le sens vertical ou horizontal. Les clapets anti-retour à ressort en ligne sont très courants sur le marché en raison de leur conception simple et compacte. Ce type de vanne a une courte distance de déplacement pour le disque/boule grâce au ressort. Cela permet d’améliorer le temps de fermeture rapide et d’éviter toute inversion du flux de fluide.

Figure : Clapet anti-retour en ligne à ressort.

Clapet anti-retour à ressort en forme de Y

Il s’agit d’un clapet anti-retour à ressort dans lequel le siège et le disque sont orientés par rapport à l’axe du tuyau selon un angle d’environ 45^o degrés. Le principe de fonctionnement de ce type de vanne est le même que celui de la vanne en ligne. Les fabricants de clapets anti-retour à ressort visent à fabriquer ce type de clapet pour une utilisation lorsqu’il est nécessaire d’ouvrir le clapet pour une inspection sans le déconnecter du système de tuyauterie. Cependant, ce type de clapet anti-retour à ressort prend plus de place que le type en ligne.

Figure : Clapet anti-retour à ressort en forme de Y.

Soupape de retenue à ressort de levage

Il s’agit d’un clapet anti-retour à ressort dans lequel le fluide s’écoule par la face inférieure du siège de soupape et du disque. Le ressort est orienté perpendiculairement au siège de soupape. Ce type de clapet fonctionne sur le même principe de différence de pression, la pression du fluide entrant devant être suffisamment élevée pour forcer le disque vers le haut. Le mouvement vers le haut du disque laisse de l’espace pour que le fluide s’écoule à travers la valve. Le disque de la vanne se déplace vers le bas lorsque la pression du fluide diminue en utilisant l’énergie potentielle du ressort et la force gravitationnelle. Ce type de vanne ressemble à un clapet anti-retour à soupape, mais il n’est pas équipé d’un volant ou d’un actionneur de vanne.

Figure : Soulever le clapet anti-retour à ressort.

Clapet anti-retour silencieux à ressort

Il s’agit d’un clapet anti-retour à ressort conçu non seulement pour empêcher l’inversion du flux de fluide mais aussi pour éliminer les coups de bélier et les problèmes qui y sont associés. Un coup de bélier est un phénomène qui se produit lorsqu’une vanne se ferme brusquement ou lorsque la pompe s’arrête soudainement. Le coup de bélier provoque des contraintes mécaniques sur le système de tuyauterie, ce qui peut nuire à l’intégrité structurelle des tuyaux et des appareils de plomberie. Les fabricants de clapets anti-retour à ressort conçoivent ces vannes de manière à ce qu’elles puissent se fermer lentement, ce qui élimine les coups de bélier et les vibrations et empêche également l’inversion du flux de fluide. Le ressort de ce type de clapet sert à ramener lentement le disque à sa position de repos lorsque la pression du fluide commence à diminuer.

Figure : Clapet anti-retour silencieux à ressort.

Clapet anti-retour Wafer à ressort

Il s’agit d’un clapet anti-retour à ressort conçu avec un corps fin mais solide. Ce type de clapet convient aux applications qui nécessitent une faible longueur de prise. En raison de leur petite taille, ces clapets sont légers. Les clapets anti-retour à ressort de type Wafer utilisent deux plaques pivotant au centre d’un axe de charnière. Des ressorts sont utilisés pour maintenir les plaques en position. Les ressorts sont fixés sur l’axe d’articulation et ne peuvent pas tourner librement grâce à un axe monté parallèlement à l’axe d’articulation. La pression du fluide comprime les ressorts et force les plaques à ouvrir le clapet anti-retour à ressort. Le degré d’ouverture des plaques dépend de la pression du fluide, c’est-à-dire que plus la pression du fluide est élevée, plus les plaques s’ouvrent, permettant au fluide de s’écouler.

Figure : Clapet anti-retour à ressort de type wafer.

Clapet anti-retour à bille et à ressort

Il s’agit d’un clapet anti-retour à ressort qui utilise une bille pour ouvrir et fermer le flux de fluide. La bille est placée près de l’orifice dans la section d’entrée. Le siège est conçu pour aider à guider la bille dans l’orifice et ainsi assurer une fermeture étanche lorsque le fluide tente d’inverser le sens du débit. Les fabricants de clapets anti-retour à bille à ressort conçoivent cette vanne de manière à ce que la bille se déplace lorsque la pression d’aspiration est supérieure à la force du ressort. Le ressort se comprime lorsqu’il éloigne la bille de l’entrée et permet ainsi au fluide de s’écouler dans et à travers la vanne. Le ressort et la bille reviennent à leur position initiale lorsque la pompe s’arrête ou lorsque la pression du fluide diminue.

Figure : Clapet anti-retour à ressort à bille.

Applications du clapet anti-retour à ressort

• Les clapets anti-retour à ressort sont utilisés dans les installations d’approvisionnement en eau douce et de traitement des eaux usées.
• Ces vannes sont utilisées dans les usines de fabrication de produits chimiques.
• Ils sont utilisés dans les industries de transformation des aliments et des boissons.
• Les clapets anti-retour à ressort sont utilisés dans les applications pharmaceutiques.
• Ils sont utilisés pour contrôler l’eau d’alimentation et la vapeur dans les chaudières.
• Ces vannes sont utilisées dans les systèmes de chauffage, de ventilation et de climatisation.
• Les clapets anti-retour à ressort sont utilisés dans les industries de traitement du pétrole et du gaz.
• Ces vannes sont utilisées dans les applications minières.

Avantages des clapets anti-retour à ressort

• Les clapets anti-retour à ressort fonctionnent automatiquement, ce qui permet d’économiser sur les coûts d’actionnement du clapet.
• Les clapets anti-retour à ressort ont une faible chute de pression, ce qui améliore l’efficacité du pompage.
• Ces vannes peuvent maintenir la pression de service dans le système de tuyauterie.
• Ils sont durables car ils utilisent des matériaux solides qui améliorent leur durée de vie, surtout lorsqu’ils sont utilisés conformément aux instructions données par le fabricant du clapet anti-retour à ressort.
• Les clapets anti-retour à ressort peuvent être installés en position verticale ou horizontale car ils dépendent de la force du ressort pour se fermer lorsque la pression du fluide diminue.
• Ces valves sont exemptes de fuites de fluide.
• Ils n’ont pas besoin d’être lubrifiés.
• Ces vannes fonctionnent très rapidement, contrairement à d’autres vannes comme les robinets-vannes et les robinets à soupape.
• Les clapets anti-retour à ressort ne permettent pas l’inversion du flux de fluide.

Inconvénients des clapets anti-retour à ressort

• Les clapets anti-retour à ressort ne conviennent pas aux systèmes qui présentent un débit de fluide pulsé.
• Certains des clapets anti-retour à ressort provoquent des problèmes de coups de bélier.
• Ces vannes ne peuvent pas permettre l’écoulement du fluide dans les deux sens. 
• Ils ne peuvent pas être inspectés pendant leur fonctionnement.

Dépannage des clapets anti-retour à ressort

Aucun fluide ne circule dans la valve

• La vanne a été installée dans le mauvais sens. Installez la vanne selon le sens indiqué sur la vanne ou dans le manuel du fabricant du clapet anti-retour à ressort.
• Le tuyau transportant le fluide à travers la vanne est bloqué. Vérifiez la vanne et retirez les matériaux qui provoquent le blocage.
• La pression du fluide d’aspiration n’est pas assez élevée pour ouvrir le disque ou la bille de la vanne. Augmentez la pression d’aspiration.

Fuite de fluide lorsque la vanne est complètement fermée

• Joints toriques endommagés ou usés. Remplacez les joints toriques.
• Des particules solides sont obstruées dans la valve. Ouvrez le clapet anti-retour à ressort et retirez toute matière obstruée.

Fuite de liquide externe

• Raccordement desserré des vis ou des boulons. Serrez les boulons ou les vis au couple recommandé par le fabricant du clapet anti-retour à ressort.
• Joints toriques usés ou endommagés. Remplacez les joints toriques.
• Joint usé ou endommagé. Remplacez le joint d’étanchéité.

Résumé

Le clapet anti-retour à ressort est une vanne utilisée pour empêcher l’inversion du flux de fluide dans différentes applications. Cette vanne fonctionne sur le principe de la pression différentielle. Selon ce principe, la soupape s’ouvre lorsque la pression d’aspiration du fluide est suffisamment élevée pour comprimer le ressort et ouvrir la soupape. Une fois la valve ouverte, le fluide continue de s’écouler jusqu’au moment où la pression d’aspiration chute, ce qui donne au ressort l’énergie nécessaire pour revenir à sa position de repos. La capacité du disque/boule de la valve à s’ouvrir ou à se fermer dépend de la force du ressort. Plus le ressort est fort, plus la pression du fluide nécessaire à l’ouverture est importante et plus il est facile de fermer le clapet. Les fabricants de clapets anti-retour à ressort produisent différents types de ces ressorts, notamment les clapets anti-retour à ressort en ligne, les clapets anti-retour à ressort en Y, les clapets anti-retour à ressort à plaquette, les clapets anti-retour à ressort silencieux, les clapets anti-retour à ressort de levage et les clapets anti-retour à ressort à boule. Ces clapets sont utilisés dans diverses applications industrielles telles que l’approvisionnement en eau, les produits chimiques, les aliments et les boissons, les produits pharmaceutiques, les centrales à vapeur et les applications minières, entre autres. Les avantages des clapets anti-retour à ressort sont, entre autres, le fonctionnement automatique, la faible chute de pression, la polyvalence, l’absence de fuites, la durabilité, l’absence d’inversion du flux de fluide, l’absence de lubrification et la rapidité de fonctionnement.