Un puits a-t-il besoin d'un clapet de pied ?

Figure 1 : Clapet de pied en laiton

Un clapet de pied de puits, installé à l'extrémité de la conduite d'aspiration d'un puits, empêche l'eau de refluer dans le puits et maintient l'amorçage de la pompe. Sans clapet de pied, une pompe non amorcée peut surchauffer ou être endommagée en fonctionnant à sec. Un clapet de pied est équipé d'un tamis pour filtrer les contaminants et les empêcher d'entrer dans le système. Cet article traite du principe de fonctionnement, du modèle et de l'installation des clapets de pied de puits.

Table des matières

• Principe de fonctionnement du clapet de pied de puits
• Modèle du clapet de pied de puits
• Matériaux
• Installation du clapet de pied de puits
• Problèmes liés au clapet de pied de puits
• Entretien du clapet de pied de puits
• Applications du clapet de pied de puits
• Avantages du clapet de pied de puits
• FAQ

Principe de fonctionnement du clapet de pied de puits

Un clapet de pied est un clapet anti retour auquel on a ajouté une crépine sur son orifice de sortie. La pompe de puits se met en marche, créant une aspiration qui tire l'eau du puits à travers le clapet vers la pompe. Lorsque la pompe s'arrête, l'eau dans la conduite d'aspiration retombe vers le puits sous l'effet de la gravité. La pression du reflux ferme le clapet de pied, empêchant la colonne d'eau de retourner dans le puits.

La caractéristique principale d'un clapet de pied de puits est la crépine installée sur son orifice d'entrée. Cette crépine empêche les gros débris d'entrer dans le clapet et de le bloquer en position ouverte ou de l'endommager. De plus, en bloquant ces débris, la crépine protège également les équipements en aval.

Modèle du clapet de pied de puits

La figure 2 illustre le modèle typique d'un clapet de pied de puits. Elle n'inclut pas la crépine.

• Raccordement (A) : Les raccords filetés sont courants. Des raccords à bride sont également disponibles. Voir la section sur les types de raccordement ci-dessous.
• Corps (B) : Le corps du clapet protège les composants internes.
• Disque de contrôle du débit (C) : Le disque de contrôle du débit s'ouvre et se ferme pour réguler le débit à travers le clapet.
• Ressort (D) : Le ressort fournit une tension pour que le clapet s'ouvre à une pression d'ouverture spécifique. Il assure également une meilleure étanchéité.
• Siège du clapet (E) : Le disque de contrôle du débit se ferme contre le siège du clapet pour assurer une étanchéité parfaite.

Figure 2 : Schéma d'un clapet de pied (sans crépine). Raccord fileté (A), corps (B), disque de contrôle de débit (C), ressort (D) et siège de clapet (E).

Crépine

Un clapet de pied est équipé d'une crépine, également appelée filtre ou tamis, installée sur son côté d'entrée. La crépine empêche les débris plus grands que la taille du filtre d'entrer dans le clapet et de le bloquer en position ouverte. De plus, elle protège les équipements en aval, comme la pompe, contre les dommages.

Taille du filtre

Deux tailles de filtre sont disponibles : 1 micromètre et 1,8 micromètres. Pour la grande majorité des applications de clapets de pied de puits, il n'y a pas de différence significative entre ces deux tailles. L'argile est la seule particule constamment plus petite que 2 micromètres. S'il y a une quantité importante d'argile en suspension dans l'eau, une crépine de 1 micromètre en bloquera beaucoup plus qu'une crépine de 1,8 micromètre.

Types de raccordement

Il existe deux types de raccordement courants utilisés avec les clapets de pied : fileté et à bride.

• Fileté : Une différence significative entre les clapets de pied et les clapets anti retour est que les clapets de pied n'ont de filetage que du côté sortie. Le côté entrée est équipé d'une crépine. Il existe trois types de filetage. Pour en savoir plus sur chaque type, consultez notre article sur les modèles de filetage.
  • Femelle : Fileté à l'intérieur pour se connecter à des tuyaux filetés à l'extérieur.
• À bride : Les raccords à bride conviennent mieux aux applications industrielles à haute pression. Leur taille varie de DN50 à DN100.

Matériaux

Un clapet de pied reste immergé dans l'eau pendant toute sa durée de vie. Par conséquent, le matériau choisi doit être résistant à la rouille et à la corrosion. Les matériaux courants pour les clapets de pied sont l'acier inoxydable et le laiton.

• Acier inoxydable
  • Des clapets de pied en acier inoxydable 304 et 316 sont disponibles.
  • Ils fonctionnent jusqu'à 150 °C (302 °F). Leur pression de service peut atteindre 16 bar (232 psi).
  • Convient à l'eau de mer
• Laiton
  • Ils fonctionnent jusqu'à 60 °C (140 °F).
  • Leur pression de service dépend de leur taille. 1/2" à 1" (25 bar/362 psi). 1" à 2" (18 bar/261 psi)
  • Ne convient pas à l'eau de mer
  • Plus économique que l'acier inoxydable

Installation d'un clapet de pied de puits

Les clapets de pied conviennent aux puits peu profonds et profonds, qu'ils utilisent une pompe à jet à une ou deux lignes (Figure 3). De plus, les pompes submersibles utilisent des clapets anti retour. Lisez notre article sur les clapets anti retour pour pompes de puits pour plus d'informations sur les clapets anti retour dans les puits en général.

Avant d'installer un clapet de pied de puits :

1. Assurez-vous que le clapet de pied est de la bonne taille pour les conditions de débit, et non pour la taille du tuyau. Généralement, les clapets de pied fonctionnent mieux à des débits inférieurs à 1,5 mètre par seconde. Des vitesses plus élevées peuvent entraîner la cavitation du clapet de pied et une défaillance précoce.
2. Prenez en compte la pression de l'ensemble du système, pas seulement le réglage de pression de la pompe.
3. Nettoyez les sédiments accumulés. Projetez de l'eau à haute pression dans le fond du puits pour pousser les sédiments vers le haut et hors du puits. Attendez que l'eau sortant du puits soit claire.
4. Assurez-vous que la partie intérieure du clapet de pied est exempte de corps étrangers tels que copeaux métalliques, scories de soudure et calamine. Ceux-ci peuvent empêcher le mouvement du disque et endommager le disque ou le siège.

Figure 3 : Une pompe à jet.

Lors de l'installation du clapet de pied de puits :

5. Assurez-vous que la flèche sur le clapet soit orientée dans le sens du flux d'eau (vers le haut)
6. Installez le clapet de pied en position verticale
7. Pour les puits peu profonds, le clapet de pied doit être au maximum à 7,6 mètres verticaux (25 pieds verticaux) en dessous de l'entrée de la pompe
8. Pour les puits profonds utilisant une pompe submersible, veillez à installer des clapets anti retour pour réduire la contrainte sur le clapet de pied. Le premier clapet anti retour doit être installé à environ 6 mètres (20 pieds) de la pompe. Ensuite, installez un clapet anti retour tous les 60 mètres (200 pieds) de tuyauterie.
9. Assurez-vous que la crépine ne soit pas au fond du puits, mais plutôt à 3 à 6 mètres (10 à 20 pieds) en dessous du niveau de pompage minimum (le niveau auquel l'eau descend pendant le fonctionnement de la pompe).

Problèmes liés au clapet de pied de puits

Une perte de pression d'eau provenant d'une pompe ne signifie pas nécessairement un problème avec le clapet de pied. Il est également possible qu'il y ait des dommages à la tuyauterie entre le clapet et la pompe, laissant entrer de l'air dans l'aspiration. Cependant, comme tous les composants sont souterrains, la résolution de ces problèmes nécessitera de remonter la tuyauterie et le clapet de pied.

Les clapets de pied présentent trois problèmes courants : l'érosion par fil, le battement du disque et l'accumulation de sédiments dans la crépine. Les deux premiers problèmes nécessitent une réparation du clapet de pied, mais le troisième peut être résolu sans remonter la tuyauterie. Par conséquent, essayer de résoudre le problème d'accumulation de sédiments peut être la meilleure première étape à entreprendre.

Érosion par fil

L'érosion par fil se produit lorsque de l'eau ou des sédiments à haute vitesse passent sur un siège de clapet en caoutchouc. Avec le temps, une rainure se creuse dans le siège. Lorsque le clapet se ferme, la rainure persiste et de petits écoulements s'échappent du clapet, provoquant une augmentation progressive de la pression (augmentation de la pression de sortie). Pour atténuer cette augmentation de pression, ouvrez un robinet connecté au puits. Cependant, des problèmes plus importants peuvent survenir dans les systèmes qui ne fonctionnent pas souvent.

Pour éviter l'érosion par fil, choisissez le plus petit clapet de pied possible capable de gérer le débit de fluide dans le système. Les clapets plus petits s'ouvrent plus largement, éloignant les sédiments du siège et réduisant la vitesse d'écoulement à travers le clapet.

Battement du disque

Le battement du disque se produit lorsqu'un clapet de pied est utilisé à une petite fraction de sa capacité totale, ce qui provoque une usure excessive au fil du temps. Ce problème peut également être atténué en sélectionnant soigneusement le plus petit clapet possible pour gérer le débit de fluide.

Accumulation de sédiments sur la crépine

L'accumulation de sédiments sur la crépine peut obstruer le filtre et réduire considérablement le débit à travers le clapet anti retour. Le pistonnage du puits est une méthode standard pour prévenir l'accumulation excessive de sédiments dans la crépine du clapet de pied. L'utilisation d'un piston de pistonnage ou d'une benne preneuse est une mesure préventive à prendre. De l'air comprimé peut être pompé dans le puits pour élever le niveau d'eau. Lorsque le niveau d'eau atteint le haut du tubage du puits, l'air est coupé pour permettre au niveau d'eau de baisser rapidement. Cette action peut détacher certains sédiments du clapet de pied, mais n'est pas aussi fiable que l'utilisation d'un piston de pistonnage.

Entretien du clapet de pied de puits

Après avoir sorti un clapet de pied d'un puits, profitez de l'occasion pour le démonter et déterminer si quelque chose à l'intérieur du clapet est réparable. Cependant, avant de démonter le clapet, vérifiez si le fabricant annulera la garantie du clapet s'il est démonté.

Le démontage d'un clapet de pied est un processus simple. Tout d'abord, retirez la crépine et le siège, puis retirez le disque. Une fois le disque retiré :

1. Examinez l'intérieur de la vanne pour vérifier sa propreté.
2. Éliminez les dépôts de tartre sur la tige et le guidage de la tige à l'aide de vinaigre blanc.
3. Assurez-vous qu'il n'y a pas d'usure elliptique sur la tige ou les guidages. Si c'est le cas, remplacez l'un ou l'autre, ou les deux.
4. Vérifiez que le passage d'écoulement est libre et dégagé.

FAQ

Un clapet de pied est-il nécessaire pour un puits ?

Les clapets de pied peuvent ne pas être nécessaires pour les puits peu profonds (moins de 4 mètres), mais leur avantage est que la pompe sera toujours amorcée et protégée des débris dans le puits.

Comment vérifier si un clapet de pied fonctionne ?

Si la pompe du puits ne reste pas amorcée, il y a probablement un problème avec la tuyauterie ou le clapet de pied, et les deux doivent être examinés.

Quelle est la différence entre un clapet de pied et un clapet anti retour ?

Un clapet anti retour est fileté des deux côtés tandis qu'un clapet de pied est fileté d'un côté et comporte une crépine de l'autre.