Clapet anti-retour à soupape

Un clapet anti-retour à soupape est un type de soupape utilisé pour empêcher l'inversion du flux de fluide. Ce type de soupape combine la conception d'un robinet à soupape et d'un clapet anti-retour pour produire une superbe soupape qui ne peut pas permettre l'écoulement en sens inverse. Le clapet anti-retour à soupape utilise un disque pour contrôler le débit du fluide. Le disque du robinet empêche l'inversion du flux. Ce type de vanne possède deux ouvertures dans le corps de la vanne. L'une des ouvertures est celle par laquelle le fluide entre dans le clapet et l'autre est celle par laquelle le fluide sort du clapet. Dans la plupart des cas, les robinets à soupape fonctionnent automatiquement, c'est-à-dire qu'ils sont rarement contrôlés par une personne. Ces vannes sont utilisées dans différentes applications telles que les systèmes de refroidissement et de chauffage, les chaudières et les systèmes d'eau, entre autres. Dans la plupart des cas, comme dans les applications de chaudières, ces vannes empêchent automatiquement le reflux de vapeur. Les clapets anti-retour à soupape sont destinés à améliorer la sécurité des canalisations en évitant les inversions de fluide susceptibles d'endommager la pompe. Ils servent à ouvrir et à arrêter le flux de fluide. Ces vannes ne sont pas utilisées comme vannes de régulation. 

Figure : Clapet anti-retour à soupape.

 

Composants du clapet anti-retour à soupape 

Corps de vanne 

Le corps de vanne est le principal composant d'un clapet anti-retour à soupape. En effet, le corps de vanne abrite les composants internes du clapet anti-retour à soupape, tels que le ressort, le disque et le siège. La vanne doit être solide pour résister à la pression associée au fluide. Si la résistance du corps de vanne est inférieure aux contraintes internes dues à la pression du fluide, le corps de vanne peut être endommagé. Il faut donc être certain, lors de l'achat du clapet anti-retour à soupape, qu'il résistera à la pression interne du flux de fluide. En outre, le corps du clapet doit être suffisamment solide pour résister aux températures associées au fluide. Cela est particulièrement nécessaire pour ce clapet anti-retour à soupape, car il est souvent utilisé dans les chaudières où les températures de la vapeur peuvent être très élevées. Si le corps du clapet est fabriqué dans un matériau résistant aux basses températures, il risque de céder aux températures et de se déformer thermiquement. 

Bonnet 

Le chapeau d'un clapet anti-retour à soupape sert de couvercle au corps de la soupape. Le chapeau est relié au corps de la vanne à l'aide de boulons et d'écrous ou de vis. Lors de l'assemblage du clapet anti-retour à soupape, les composants internes de la soupape sont d'abord assemblés dans le corps de la soupape, puis le chapeau est fixé au corps de la soupape. Cela permet de maintenir le corps du robinet et les composants internes ensemble de manière étanche. Lorsque l'opérateur du robinet doit vérifier les composants internes du robinet, il doit d'abord déboulonner/dévisser le chapeau pour accéder à ces composants. 

Siège 

Le siège d'un clapet anti-retour à soupape est un composant interne qui entre en contact avec le disque de la soupape pour assurer l'étanchéité. Le siège peut être dur ou souple. Le siège dur est constitué d'un matériau métallique et a tendance à présenter un certain degré de fuite. Le siège souple est constitué de matériaux souples tels que les élastomères et le PTFE, en fonction de la température maximale du fluide. Les sièges souples présentent rarement des fuites lorsqu'ils sont fermés, mais ils sont limités aux opérations à haute température. 

Disque

Il s'agit d'un composant mobile de la vanne qui ferme la vanne pour empêcher le fluide de s'écouler dans le sens inverse. Le disque se déplace linéairement pour fermer le passage du fluide. 

Orifices d'entrée et de sortie 

Il s'agit des passages où le fluide entre dans la valve et où le fluide sort de la valve. Entre la soupape d'entrée et la soupape de sortie se trouve le disque. Le clapet anti-retour à soupape est raccordé aux systèmes de tuyauterie par l'intermédiaire de ces orifices. Les méthodes de raccordement utilisées sont, entre autres, les brides, le filetage, les raccords à compression et le soudage. 

Printemps 

Le ressort est utilisé pour déplacer le disque vers le siège de la valve afin de s'assurer que la valve est fermée et que le fluide ne peut pas s'inverser. En cas de pression excessive, le ressort est comprimé, ce qui force la soupape à s'ouvrir. Les ressorts utilisés sont des ressorts hélicoïdaux. Ces ressorts sont fabriqués à partir de matériaux tels que l'acier inoxydable et l'acier zingué, qui sont solides et peuvent résister à des températures élevées. 

Garniture 

La garniture fait référence aux composants internes de la soupape. Ces composants comprennent le siège, le ressort, la surface d'appui, le disque, la bague et d'autres surfaces en contact avec le fluide. Toutes ces pièces sont très importantes car elles travaillent ensemble pour garantir que le clapet anti-retour à soupape fonctionne efficacement et sans fuite. 

Figure : Composants d'un clapet anti-retour à soupape.

 

Comment fonctionne un clapet anti-retour à soupape ? 

Lorsque le fluide circule dans le clapet anti-retour à soupape, comme le montre la flèche ci-dessous, le disque se soulève du siège. Dans ce cas, la pression du fluide permet au fluide d'avancer. Dans le sens inverse, le fluide et le ressort poussent le disque sur le siège du clapet et celui-ci ferme la connexion, empêchant le fluide de s'écouler vers l'arrière. 

Figure : Clapet anti-retour à soupape fonctionnant uniquement pour améliorer l'écoulement vers l'avant.

 

Un clapet à soupape a besoin d'une pression différentielle minimale entre l'entrée et la sortie (pression amont) pour ouvrir la soupape et permettre au fluide de s'écouler. Lorsque la pression en amont tombe en dessous d'un certain niveau ou en cas de contre-pression, la soupape se ferme. En fonction de la robinet à soupape Le mécanisme de fermeture peut être assisté par un ressort. La contre-pression pousse le disque contre l'orifice pour l'obturer.

 

Types de clapets anti-retour à soupape

Clapet anti-retour à soupape de type Y

Il s'agit d'un clapet anti-retour à soupape dont le corps est conçu en forme de Y. Le ressort et le disque sont installés à un certain angle. Le ressort et le disque sont installés à un certain angle. Ces vannes peuvent être réparées et nettoyées sans être démontées. Ce type de clapet anti-retour nécessite un espace plus important pour l'installation.

Figure : Clapet anti-retour à soupape de type Y.

 

Clapet anti-retour en fonte 

Il s'agit d'un clapet anti-retour à soupape également connu sous le nom de clapet anti-retour à soupape en fonte grise. Les fabricants de clapets anti-retour à soupape fabriquent ce clapet à partir d'un alliage de fer, de carbone et de silicone. Ce type de clapet présente une bonne résistance aux températures élevées, puisqu'il peut supporter des températures très élevées, de l'ordre de 1150^o. Ces vannes sont également très résistantes. Il existe deux types de clapets anti-retour en fonte en fonction de la classe de pression : la classe 250 et la classe 125. Le clapet de classe 125 peut fonctionner à une pression de 150 psi et 200 psi tandis que le clapet de classe 250 peut fonctionner à des pressions plus élevées de 300 psi à 500 psi. Les clapets anti-retour en fonte sont très résistants et peuvent être soumis à des vibrations intenses sans être endommagés. Le principal problème de ces robinets est qu'ils ne sont pas ductiles, ce qui les rend inutilisables dès qu'ils sont légèrement pliés. Toutefois, les clapets anti-retour en fonte ne sont pas chers par rapport à d'autres vannes. 

Clapets anti-retour à soupape en acier forgé

Il s'agit de clapets anti-retour à soupape fabriqués selon la méthode du forgeage. Le processus de forgeage est surtout connu pour rendre les vannes extrêmement solides et résistantes. Des clapets anti-retour à soupape aussi résistants sont nécessaires dans des applications telles que les centrales à vapeur pour contrôler le débit de vapeur et d'eau dans une seule direction. Les robinets à soupape en acier forgé conviennent aux applications impliquant des pressions et des températures élevées. Cependant, les robinets à soupape fabriqués selon cette méthode sont de plus petite taille. Pour les vannes de grande taille, il faut les fabriquer pièce par pièce, puis les assembler ou les souder pour obtenir un clapet anti-retour à soupape en acier forgé complet. 

Clapet anti-retour à chapeau boulonné

Il s'agit d'un clapet anti-retour à soupape dans lequel le chapeau/plaque de recouvrement est monté sur le corps de la vanne à l'aide de boulons et d'écrous. Il s'agit de l'un des types les plus courants de clapets anti-retour à soupape. Ce type de soupape utilise un joint pour assurer l'étanchéité entre le chapeau et le corps. 

Clapet anti-retour à chapeau vissé 

Il s'agit d'un clapet anti-retour à soupape qui utilise des vis pour relier le chapeau/plaque de recouvrement et le corps du clapet. Ce type de vanne présente une structure simple et est utilisé dans les applications de débit de fluide à faible coût. 

Clapet anti-retour à chapeau soudé 

Il s'agit d'un clapet anti-retour à soupape dans lequel le couvercle et le corps sont reliés par soudage. Ce type de soupape est conçu de manière à éviter les fuites, même à très haute pression. C'est pourquoi ce clapet est utilisé dans les applications à haute température et à haute pression. 

 

Quels sont les éléments à prendre en compte lors de la sélection/de l'achat d'un clapet anti-retour à soupape ?

Les médias 

Il s'agit du fluide ou des solides qui sont censés passer à travers la soupape. Il s'agit d'un facteur essentiel à prendre en compte car certains fluides peuvent être destructeurs pour la soupape ou ne pas être compatibles. Certains fluides acides peuvent provoquer la corrosion des composants internes de la soupape qui entrent en contact avec elle. Par conséquent, avant de sélectionner/acheter le clapet anti-retour, il faut s'assurer qu'il est compatible avec le fluide. 

Température maximale

Il s'agit de la température la plus élevée à laquelle la soupape est soumise pendant son fonctionnement. La capacité de la soupape à fonctionner à différentes températures dépend de ses matériaux de construction. Des matériaux comme la fonte peuvent résister à une température d'environ 1150 ^oC, tandis que des matériaux comme l'acier inoxydable peuvent résister à environ 427 ^oC. D'autres matériaux comme le PTFE et les élastomères peuvent supporter des températures plus basses que leurs homologues métalliques. Par conséquent, lorsque l'on vérifie la capacité de la soupape à fonctionner à des températures élevées, il faut d'abord vérifier les matériaux de construction. 

Pression maximale 

C'est la pression la plus élevée que le globe clapet anti-retour peut supporter. Tout comme la température maximale, la pression la plus élevée dépend des matériaux de construction. En effet, les matériaux n'ont pas tous la même résistance aux contraintes internes résultant de la pression interne des fluides. Des matériaux comme la fonte peuvent supporter une pression très élevée d'environ 500 psi par rapport à l'acier inoxydable. Si le corps de la vanne n'est pas assez résistant, il peut y avoir des fuites de fluide à travers les joints ou les articulations. De plus, une pression très élevée peut endommager le corps de la valve et donc la valve entière. 

Exigences en matière d'entretien 

Certains clapets anti-retour à soupape sont destinés à être utilisés dans des applications où le colmatage est susceptible de se produire fréquemment. Le modèle de vanne utilisé doit donc être facile à nettoyer. Les robinets à soupape soudés sont difficiles à nettoyer car ils sont complètement étanches. Les robinets à chapeau vissé ou boulonné sont plus faciles à nettoyer, car l'opérateur peut retirer la plaque de couverture/le chapeau et éliminer la saleté dans le robinet.

 

Applications des clapets anti-retour à soupape 

• Ces vannes sont utilisées dans les industries pétrolières. 
• Ils sont utilisés dans les industries de traitement chimique. 
• Procédés de fabrication de médicaments dans les processus pharmaceutiques. 
• Utilisé pour contrôler l'eau ou la vapeur dans les chaudières pour la production d'électricité. 
• Approvisionnement en eau des municipalités ou des entreprises. 
• Systèmes de chauffage, de ventilation et de climatisation. 
• Ils sont utilisés dans les systèmes d'irrigation.

Avantages des clapets anti-retour à soupape 

• Ils aident à prévenir les dommages au compresseur et à la pompe en empêchant les retours d'eau. 
• Leur entretien est peu coûteux.
• Action rapide. 
• Ces vannes empêchent l'inversion du flux. 
• Large gamme de températures. 
• Ils ont une large plage de pression de fonctionnement.
• Automatique.

Inconvénients des clapets anti-retour à soupape 

• Permettre l'écoulement dans une seule direction. 
• Ces vannes ne peuvent pas être utilisées dans les applications d'étranglement.

Dépannage des clapets anti-retour à soupape 

Le clapet anti-retour à soupape vibre ou cliquette 

• Cela peut être dû à une vitesse élevée. Lorsque la vanne produit beaucoup de bruit, cela peut être dû à une faible pression en aval, à une vitesse élevée ou à une dilatation en amont. Assurez-vous que la vitesse d'écoulement du fluide est conforme aux recommandations du globe. fabricant de clapets anti-retour. 

Pas de passage de fluide dans la valve

• Suivre le sens de la flèche d'écoulement sur le corps. 
• S'assurer que la vanne en aval est ouverte.
• Vérifier s'il y a un blocage en aval et l'éliminer le cas échéant. 

Clapet anti-retour à soupape

• Retirer le clapet anti-retour pour inspecter le ressort hélicoïdal. 
• Essayez de meubler le ressort s'il fonctionne sur des applications à hauteur de chute élevée. 
• Si le problème persiste, consulter l'expert technique du robinet à soupape. 

Fuite dans le clapet anti-retour 

• Le capot est desserré. Serrer les écrous/vis du capot.
• Corps de valve cassé. Cela peut être dû à un impact externe ou à une pression de fluide élevée. Remplacer le corps de la valve. 
• Joint cassé. Remplacer le joint. 
• Anneaux de selle usés. Remplacer les bagues de siège. 
• Accumulation de saletés sur la surface d'étanchéité. Nettoyer la saleté. 
• Surface d'étanchéité endommagée. Remplacer le siège ou le disque.

Résumé 

Le clapet anti-retour à soupape est un type de soupape conçu pour empêcher le fluide de s'écouler vers l'arrière. Cela permet de s'assurer que la vanne est fermée avant que la pompe ne s'arrête complètement. Il permet d'éviter les coups de bélier et les coups de bélier associés à la fermeture de la vanne. La plupart des vannes sont automatisées. La plupart des clapets anti-retour à soupape sont dotés d'un ressort et de doubles guides qui garantissent que le disque de la soupape s'ouvre lorsque la pompe démarre et que la soupape se ferme avant que le fluide ne reflue à l'arrêt de la pompe. Les fabricants de clapets anti-retour à soupape conçoivent les composants des clapets et les assemblent de manière à faciliter les réparations et l'entretien régulier.

Il existe plusieurs types de robinets à soupape, notamment les robinets à soupape en forme de Y, les robinets à soupape en fonte, les robinets à soupape en acier forgé, les robinets à soupape à chapeau soudé, les robinets à soupape boulonnés et les robinets à soupape vissés. Chacun de ces robinets présente des caractéristiques et des avantages qui le rendent adapté à une application spécifique. Il est donc nécessaire de prendre en compte certains facteurs lors de l'achat d'un clapet anti-retour à soupape, à savoir la température et la pression maximales, le type de fluide et les exigences en matière de maintenance.

La conception d'un clapet anti-retour à soupape fait appel à la conception d'un clapet à soupape et d'un clapet anti-retour. Ce clapet utilise un disque chargé de veiller à ce que le fluide ne s'écoule pas vers l'arrière. Il ne permet au fluide de s'écouler que dans une seule direction, c'est-à-dire vers l'avant, d'une canalisation à l'autre. Les clapets anti-retour à soupape sont conçus avec deux orifices : l'orifice d'entrée et l'orifice de sortie. Les clapets anti-retour à soupape sont utilisés dans différentes applications telles que le chauffage, la ventilation et la climatisation (HVAC), les systèmes de chaudières, l'approvisionnement en eau municipale, l'irrigation, les industries pharmaceutiques, etc. Les avantages du clapet anti-retour à soupape sont l'absence d'inversion de flux, une maintenance peu coûteuse, la protection de la pompe et du compresseur, une large plage de température et de pression de fonctionnement.