Qu'est-ce qu'un clapet anti-retour à ressort ?
Un clapet anti-retour à ressort est un type de clapet anti-retour utilisés pour empêcher l'inversion du sens de circulation d'un fluide. Les clapets anti-retour à ressort sont à sens unique et automatiques. Les fabricants de clapets anti-retour à ressort conçoivent ces clapets avec un orifice d'entrée et un orifice de sortie. Le clapet anti-retour à ressort est également appelé clapet anti-retour à ressort ou clapet unidirectionnel à ressort, car il ne peut laisser passer que le fluide qui s'écoule vers l'avant et arrête tout fluide qui tente de s'écouler vers l'arrière. Comme son nom l'indique, un clapet anti-retour à ressort utilise un ressort pour empêcher l'écoulement inverse du fluide. Le retour de fluide n'est pas souhaitable car il peut contaminer le fluide en amont ou endommager des équipements tels que les pompes. Les clapets anti-retour à ressort sont fabriqués dans différents matériaux et de différentes tailles pour être utilisés dans différentes applications industrielles. Certains clapets anti-retour à ressort sont utilisés dans des applications à haute pression et à haute température et sont fabriqués dans des matériaux métalliques tels que l'acier au carbone, l'acier inoxydable, la fonte ductile, la fonte grise, le laiton et le bronze. Les fabricants de clapets anti-retour à ressort produisent le clapet avec une étiquette indiquant le sens d'écoulement du fluide. Cette flèche permet d'installer le clapet anti-retour à ressort dans le bon sens, sinon le fluide ne s'écoulera pas à travers le clapet.
Figure : Clapet anti-retour à ressort.
Comment fonctionne un clapet anti-retour à ressort ?
Un clapet anti-retour à ressort fonctionne sur le principe de la différence de pression entre les orifices d'entrée et de sortie. Lorsque la pression en amont est égale à la pression de rupture, le disque de la soupape est forcé d'ouvrir le clapet anti-retour à ressort, ce qui permet au fluide de s'écouler à travers la soupape. Le fluide continue à s'écouler vers l'avant jusqu'à ce que la pression en amont redevienne inférieure à la pression de fissuration, ce qui oblige le fluide à s'écouler vers l'arrière dans l'orifice d'entrée. Dans ce cas, le disque de la soupape revient à sa position de fermeture immédiatement avant que le fluide ne commence à s'écouler vers l'arrière. Ce phénomène est favorisé par la grande sensibilité du clapet anti-retour à ressort aux variations de pression. Le niveau de pression de rupture d'un clapet anti-retour à ressort dépend du type de clapet, des caractéristiques du ressort, de la construction du clapet et de son orientation par rapport à la conduite. La pression de rupture est exprimée en PSI, PSIG ou bars.
Figure : Fonctionnement d'un clapet anti-retour à ressort.
Types de clapets anti-retour à ressort
Clapet anti-retour en ligne à ressort
Il s'agit d'un clapet anti-retour à ressort dans lequel le ressort et le disque sont disposés en ligne. Les clapets anti-retour en ligne à ressort sont faciles à utiliser et de conception simple. Les fabricants de clapets anti-retour à ressort conçoivent ces clapets de telle sorte que lorsque le fluide tente de pénétrer dans l'orifice d'entrée du clapet, la pression en amont est suffisante pour surmonter la pression de fissuration et la force du ressort. Une fois que la pression en amont a surmonté la pression de fissuration, le fluide force le disque de la soupape à s'ouvrir et le fluide s'écoule alors à travers la soupape. Le fluide continue de s'écouler à travers la valve jusqu'à ce que la pression d'entrée devienne inférieure à la pression de fissuration lorsque le fluide tente de s'écouler vers l'arrière. À ce moment-là, la pression de fissuration et la force du ressort déplacent le disque dans la direction opposée, ce qui ferme le clapet de non-retour à ressort. Les clapets anti-retour en ligne à ressort ont une courte distance de déplacement du ressort, ce qui améliore le temps de réponse du clapet lors de la fermeture ou de l'ouverture. Ce type de clapet à ressort peut être installé horizontalement ou verticalement.
Figure : Clapet anti-retour en ligne à ressort.
Clapet anti-retour en Y à ressort
Il s'agit d'un clapet anti-retour à ressort qui fonctionne de la même manière que le clapet anti-retour à ressort en ligne. Les fabricants de clapets à ressort produisent ce clapet avec le ressort et le disque orientés selon un certain angle, ce qui donne au clapet une forme de Y, d'où le nom de clapet à ressort en Y. L'un des avantages de ce clapet est qu'il n'a pas besoin d'être démonté de la conduite pour être nettoyé ou réparé. Cependant, ces vannes ont un poids élevé et leur installation nécessite beaucoup d'espace dans le système de tuyauterie.
Figure : Clapet anti-retour à ressort en forme de Y.
Clapet anti-retour à bille et ressort
Il s'agit d'un clapet anti-retour à ressort qui utilise une bille pour fermer et ouvrir le passage du fluide. La bille est positionnée près de l'orifice d'entrée. Un siège d'étanchéité est utilisé pour guider la bille afin de créer un joint étanche. Le clapet anti-retour à ressort à bille s'ouvre lorsque la pression d'entrée devient supérieure à la force du ressort qui retient la bille. Le fluide commence alors à s'écouler à travers le clapet. Le ressort force la bille à fermer l'orifice d'entrée pour empêcher l'inversion du flux de fluide lorsque la pression d'entrée est réduite.
Figure : Clapet anti-retour à bille à ressort.
Clapet anti-retour à ressort de levage
Il s'agit d'un clapet anti-retour à ressort dans lequel un ressort est utilisé pour pousser le disque verticalement ou horizontalement afin d'ouvrir ou de fermer l'écoulement du fluide. Les fabricants de clapets anti-retour à ressort recommandent l'utilisation de ces clapets dans les conduites de vapeur, de gaz, d'air, d'eau et de vapeur. Le fluide pénètre dans la soupape sous le siège de la soupape et soulève le disque du siège pour ouvrir le passage du fluide. Lorsque le fluide tente d'inverser le sens de circulation, le disque est forcé de revenir à sa position par le reflux ou par la gravité.
Figure : Clapet anti-retour à ressort de levage à l'état ouvert (côté gauche) et à l'état fermé (côté droit).
Clapet anti-retour à ressort sans clapet
Il s'agit d'un clapet anti-retour à ressort destiné à fermer et à ouvrir le passage des fluides sans créer de pression excessive ou d'effet de claquement. Certains clapets anti-retour à ressort ferment le disque d'une manière qui provoque des claquements. Le claquement produit une onde de pression qui résonne dans le système de tuyauterie et qui réduit l'efficacité du système. Clapet anti-retour utilise un ressort positionné contre la pression du débit. Si la pression du fluide est très élevée, le ressort comprime et tire le disque de la valve en douceur et sans à-coups. Le disque de la valve revient sur la surface d'assise lorsque le fluide commence à ralentir ou lorsque le débit s'arrête avant de changer de direction vers l'orifice d'entrée.
Figure : Clapet anti-retour à ressort sans clapet.
Clapet anti-retour silencieux à écoulement axial
Il s'agit d'un clapet anti-retour à ressort dans lequel un ressort maintient et centre le disque afin d'améliorer la fermeture et l'ouverture immédiates ainsi que la fluidité de l'écoulement du fluide. Le disque et le ressort sont au centre de la canalisation et le fluide s'écoule autour du disque. Ce type de clapet anti-retour à ressort est différent des autres clapets à ressort qui tirent complètement le disque pour laisser la canalisation entièrement ouverte. La conception employée par les fabricants de clapets anti-retour à ressort pour fabriquer ce type de clapet augmente son coût par rapport aux autres clapets anti-retour à ressort. Malgré leur prix élevé, ces clapets ont une durée de vie plus longue, puisqu'ils peuvent être utilisés pendant plus de trois ans sans être remplacés. Les fabricants de clapets anti-retour à ressort conçoivent ces clapets de telle sorte que lorsque la pression en amont commence à diminuer lentement, le clapet commence à se fermer lentement jusqu'à ce que le clapet soit complètement fermé afin de garantir qu'aucun fluide ne s'inverse par l'orifice d'entrée.
Figure : Clapet anti-retour silencieux à écoulement axial.
Facteurs à prendre en compte lors de l'achat ou de la sélection d'un clapet anti-retour à ressort
Type de média
Les propriétés du fluide qui doit passer à travers un clapet anti-retour à ressort déterminent le matériau utilisé pour fabriquer ce clapet. Pour les fluides corrosifs et agressifs, le plastique est un très bon matériau car il est très résistant à la corrosion. Lorsque le clapet anti-retour à ressort est destiné à être utilisé à des températures élevées, un clapet anti-retour à ressort à siège métallique est préférable car il résiste à la fois aux hautes températures et aux hautes pressions.
Conditions des demandes
Le clapet anti-retour à ressort choisi doit pouvoir supporter le débit, la pression et la température du fluide. Si le clapet n'est pas correctement dimensionné, il causera des problèmes techniques dans la tuyauterie ou sur le clapet lui-même. Les fabricants de clapets anti-retour à ressort recommandent à l'acheteur de connaître le débit, la pression et la température auxquels le clapet sera soumis afin de pouvoir sélectionner facilement le clapet adéquat.
Exigences en matière d'entretien
La vanne choisie ne doit pas nécessiter d'entretien fréquent. Une maintenance fréquente finira par être très coûteuse. Il convient donc de prendre en compte des facteurs tels que le fluide utilisé et de savoir s'il contient des boues susceptibles de provoquer un blocage de la vanne ou une obstruction du fluide.
Applications du clapet anti-retour à ressort
- Utilisé dans les pompes centrifuges pour empêcher le reflux des fluides afin d'éviter d'endommager la pompe.
- Ils sont utilisés dans l'approvisionnement en eau douce.
- Systèmes de raffinage du pétrole et du gaz.
- Utilisé dans les chaudières pour empêcher le reflux de vapeur ou d'eau.
- Industries alimentaires et boissons.
- Centrales de production d'électricité à partir de la vapeur.
- Production de divers produits chimiques.
- Transport des eaux usées.
Avantages des clapets anti-retour à ressort
- Chute de pression.
- Ces vannes peuvent maintenir la pression de fluide requise.
- Peut être utilisé pendant une longue période sans être remplacé.
- Polyvalents car ils sont utilisés dans différentes applications pour ouvrir et fermer le flux de fluide.
- Ces vannes ont une efficacité élevée par rapport à d'autres vannes telles que robinet à soupape et vanne à membrane
- Les clapets anti-retour à ressort sont automatiques.
- Ils sont exempts de fuites de liquide.
- Peut être installé à la verticale ou à l'horizontale selon les besoins.
Inconvénients du clapet anti-retour à ressort
- Permettre l'écoulement du fluide dans une seule direction.
- Il n'est pas possible de l'inspecter en cours de fonctionnement, à moins d'arrêter la circulation du fluide et d'ouvrir ensuite la vanne pour l'inspecter.
- Ne convient pas lorsque le système présente un débit de pulsation.
Dépannage du clapet anti-retour à ressort
Fuite du clapet anti-retour à ressort externe
- Boulons et écrous ou vis desserrés. Serrez les boulons et les écrous ou les vis au couple recommandé par le fabricant du clapet anti-retour à ressort.
- Joints toriques usés. Remplacer les joints toriques.
Fuite de produit lorsque la vanne est complètement fermée
- Joints toriques endommagés ou usés. Remplacer les joints toriques.
- Des corps étrangers se sont logés à l'intérieur du clapet anti-retour à ressort. Démontez la soupape conformément aux instructions données par le fabricant du clapet anti-retour à ressort et retirez tous les matériaux étrangers. Nettoyez le clapet après avoir retiré les corps étrangers.
Le clapet anti-retour à ressort ne fonctionne pas
- Le clapet anti-retour à ressort a été installé dans le mauvais sens. Modifiez l'installation de la soupape et suivez les instructions du fabricant de la soupape de retenue à ressort lors de l'installation.
- La conduite alimentant la vanne est obstruée. Inspecter la vanne pour vérifier qu'il n'y a pas d'obstruction et retirer les matériaux qui la bloquent.
- La pression en amont est très faible. Augmenter la pression en amont.
Résumé
Un clapet anti-retour à ressort est un type de clapet anti-retour destiné à empêcher l'inversion du sens d'écoulement d'un fluide. Il s'agit de vannes automatiques qui permettent au fluide de s'écouler dans une seule direction. Chaque fois que le fluide tente d'inverser le sens de l'écoulement, le clapet anti-retour à ressort ferme l'orifice d'entrée. Le clapet utilise un ressort pour soutenir le disque du clapet afin de fermer ou d'ouvrir le passage du fluide. Les fabricants de clapets anti-retour à ressort conçoivent ces clapets pour qu'ils fonctionnent sur le principe de la différence de pression. Lorsque la pression en amont est supérieure à la pression en aval, le fluide force le disque à s'ouvrir. Le clapet commence à se fermer dès que la pression en amont commence à diminuer. Ces vannes sont des vannes simples qui ont été utilisées pour résoudre des problèmes potentiels dans différentes industries. En empêchant le reflux des fluides, ces vannes contribuent à prévenir la contamination des fluides et l'endommagement des équipements de tuyauterie tels que les pompes.
Il existe différents types de clapets anti-retour à ressort, notamment les clapets anti-retour en ligne à ressort, les clapets anti-retour en Y à ressort, les clapets anti-retour à bille à ressort, les clapets anti-retour à ressort de levage, les clapets anti-retour à ressort sans clapet et les clapets anti-retour silencieux à écoulement axial. Les applications des clapets anti-retour à ressort comprennent notamment les raffineries de pétrole et de gaz, l'approvisionnement en eau douce, les produits alimentaires et les boissons, les produits chimiques et les centrales électriques à vapeur. Les avantages des clapets anti-retour à ressort sont une faible chute de pression, un rendement élevé, la capacité de maintenir la pression, l'absence de fuite de fluide, la durabilité, la polyvalence, l'automaticité et la possibilité de les installer verticalement ou horizontalement.
