Qu’est-ce qu’un clapet anti-retour ?
Le clapet anti-retour (en anglais : non-return valve) est une vanne qui contrôle l’écoulement d’un fluide dans une canalisation dans un seul sens et empêche l’écoulement dans le sens opposé.
Utilisations des clapets anti-retour
Les clapets anti-retour, comme l’écrit le terme check valve, sont utilisés lorsque l’on ne veut pas que le fluide s’écoule à l’envers. Les utilisations de base du clapets anti-retour sont les suivantes
- Empêcher le mélange de deux fluides
- Empêcher le reflux
- Contrôle de la direction de l’écoulement
- Prévention des coups de bélier
Lorsqu’il est installé à la jonction de deux fluides, il empêche les deux fluides de se mélanger et veille à ce qu’un seul d’entre eux s’écoule.
Lorsqu’il est installé dans la partie ascendante de la tuyauterie du côté du refoulement de la pompe, le fluide s’écoule pendant que la pompe fonctionne et le clapet anti-retour se ferme après l’arrêt de la pompe, empêchant ainsi le fluide présent dans la tuyauterie à un niveau plus élevé en aval de la pompe de remonter vers cette dernière.
Dans les conduites de vapeur, il est également utilisé pour éviter les coups de bélier. Le coup de bélier est un phénomène dans lequel la pression dans une conduite augmente et diminue temporairement en raison d’un changement soudain de la vitesse du fluide. Le clapet anti-retour est utilisé comme mesure préventive contre les coups de bélier, qui peuvent endommager les pompes et les tuyauteries.
Principe du clapet anti-retour
Le clapet anti-retour s’ouvre et se ferme lorsque la différence de pression entre l’entrée (côté primaire P1) et la sortie (côté secondaire P2) du fluide provoque l’action du disque (clapet de vanne). La différence de pression et l’action du clapet sont les suivantes
- Ouverture : la pression à l’entrée (côté primaire P1) est supérieure à la pression à la sortie (côté secondaire P2) P1 > P2
- Fermeture : pression du côté entrée (côté primaire P1) inférieure à celle du côté sortie (côté secondaire P2) P1 < P2
Lorsque la pression du côté de la sortie (côté secondaire P2) est plus élevée, le disque est pressé contre la surface du siège par la contre-pression et adhère étroitement, empêchant le retour du fluide. Cette différence de pression entraîne l’ouverture et la fermeture automatiques du disque, ce qui permet au fluide de “s’écouler” ou de “ne pas s’écouler”.
Types de clapets anti-retour
Il existe cinq types différents de clapets anti-retour. Les caractéristiques de chacun d’entre eux sont les suivantes
1. Clapet anti-retour à battant
Les clapets anti-retour à battant ont un écoulement de fluide rectiligne et sont montés directement sur un bras ou un disque, le disque étant fixé à un mécanisme de charnière. Le disque tourne (pivote) sur la charnière en tant que point d’appui en raison de la différence de pression dans le fluide et ouvre ou ferme le clapet.
Caractéristiques
- En général, lorsque le disque est complètement ouvert à l’orifice maximal, il ne bloque pas la voie d’écoulement et la perte de charge est faible.
- Le plein orifice signifie que la voie d’écoulement dans le corps du clapet a un diamètre égal ou supérieur à celui de l’alésage de la conduite.
- Pour les disques plus lourds, la différence de pression minimale pour l’ouverture de la vanne et la pression de fissuration seront plus importantes. Pour les disques plus légers, la différence de pression minimale pour ouvrir la soupape et la pression de fissuration seront plus faibles.
- La pression de fissuration est la différence de pression pour un débit donné.
- Comme le disque tourne sur un arbre articulé, l’arbre et le côté palier sont sujets à l’usure en raison des longues périodes d’utilisation et des manœuvres fréquentes. Il peut en résulter une mauvaise action d’ouverture et de fermeture du disque et une réduction de l’étanchéité entre le disque et le siège.
- Comme le disque a un angle de rotation relativement important entre la fermeture et l’ouverture complète, sa réponse aux changements de pression soudains est réduite. Les disques lourds présentent également le problème d’un impact plus important sur le siège lorsque le robinet est soudainement fermé.
Installation Si la tuyauterie est horizontale, le système est utilisé lorsque la tuyauterie est verticale et que le fluide s’écoule du bas vers le haut. Il ne peut pas être utilisé si l’écoulement se fait de haut en bas.
2. Clapets anti-retour à levage
Les clapets anti-retour à levage sont des mécanismes où le fluide circule en forme de S et où le disque monté sur l’arbre monte et descend. Le disque monte et descend en fonction de la différence de pression et ouvre ou ferme le clapet.
Caractéristiques
- La trajectoire du flux est en forme de S et la perte de charge est importante.
- En raison du poids élevé du disque, la différence de pression minimale pour l’ouverture de la vanne et la pression de fissuration sont importantes.
Installation
Limité à la mise à la terre uniquement lorsque la tuyauterie est horizontale. Ne peut être utilisé si la tuyauterie est verticale et que le fluide s’écoule verticalement.
3. Clapets anti-retour à ailettes
Les clapets de non-retour à ailettes sont des clapets en forme de galette, dont le corps est pris en sandwich entre des brides et qui sont installés avec des boulons et des écrous serrés. L’écoulement du fluide est approximativement linéaire et comprend deux disques semi-circulaires avec un mécanisme de charnière.
Les deux disques tournent et ouvrent la valve en raison de la différence de pression du fluide au niveau du point d’appui de la charnière, et tournent dans la direction opposée et ferment la valve au moyen de ressorts hélicoïdaux attachés aux disques.
Caractéristiques
- La trajectoire du flux est presque rectiligne et la perte de charge est faible.
- Le corps en forme de galette est mince et généralement léger.
- Peut être monté directement sur les pompes et autres équipements.
- Le disque est forcé de tourner par un ressort et peut être fermé immédiatement, ce qui réduit le phénomène de coup de bélier.
- Haute performance d’étanchéité et haute performance d’étanchéité.
- Ils peuvent être un peu moins réactifs et moins résistants à la cavitation et au déséquilibre de l’écoulement des fluides.
- Certains sont dotés d’un circuit de dérivation intégré, ce qui élimine la nécessité de vidanger le fluide résiduel ou d’installer une tuyauterie de dérivation pour l’amorçage.
Installation
La tuyauterie peut être utilisée dans différentes orientations, notamment horizontale, verticale et inclinée. Si la tuyauterie est verticale, le fluide peut être utilisé dans le sens vertical ou horizontal.
4. Clapets anti-retour à bille
Le clapet anti-retour à bille est un mécanisme dans lequel l’écoulement du fluide est en forme de S et la bille du clapet monte et descend. La bille monte et descend en fonction de la différence de pression, ce qui permet d’ouvrir et de fermer le clapet.
Caractéristiques
- La voie d’écoulement est en forme de S ou droite et la perte de charge n’est pas très élevée.
- L’action du disque n’est pas limitée, ce qui permet de tolérer la présence de corps étrangers dans le fluide.
- Ne permet pas d’éviter les coups de bélier.
Installation
La tuyauterie est disponible pour les applications horizontales et verticales ; la version verticale s’ouvre et se ferme sous le poids de la bille et ne peut pas être utilisée si le fluide s’écoule de bas en haut.
5. Clapets anti-retour à disque à ressort
Dans les clapets anti-retour à disque à ressort, l’écoulement du fluide est en forme de S autour du disque et le disque monté sur l’arbre monte et descend. Le disque monte en raison de la différence de pression et la force du ressort provoque l’action descendante pour ouvrir et fermer le clapet.
Caractéristiques
- La trajectoire du flux est en forme de S et s’écoule autour du disque, ce qui entraîne une perte de charge importante.
- Le disque est léger et la pression différentielle minimale pour l’ouverture du clapet ainsi que la pression de fissuration sont faibles.
- La distance de fonctionnement entre l’ouverture et la fermeture complète est faible et la réponse est excellente.
Installation
La tuyauterie peut être utilisée dans des orientations horizontales et verticales. Si la tuyauterie est verticale, le fluide peut être utilisé dans le sens vertical ou horizontal.