Clapets anti-retour pour applications hydrauliques

Clapets anti-retour pour applications hydrauliques

Clapet anti-retour en ligne

Figure 1 : Clapet anti-retour en ligne

Un clapet anti-retour hydraulique permet l'écoulement du fluide dans une seule direction et protège les composants importants du système hydraulique. Lorsqu'il est correctement installé, un clapet anti-retour hydraulique peut empêcher le fluide potentiellement contaminé de se mélanger au réservoir de fluide, maintenir le système amorcé et relâcher la pression. Cet article examine le rôle essentiel des clapets anti-retour dans les systèmes hydrauliques. Pour une compréhension complète des clapets anti-retour, lisez notre article sur les clapets anti-retour.

Table des matières

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Qu'est-ce qu'un système hydraulique ?

Un système hydraulique utilise un fluide incompressible, généralement de l'huile, pour transmettre une force d'un point à un autre. Comme le fluide est incompressible, la force ne diminue pas dans le système. Des pistons de tailles différentes à différents endroits du système permettent de multiplier (ou de diviser) la force. À titre d'exemple, considérons un système simple à deux pistons : le piston 1 et le piston 2. Le piston 2 a une surface trois fois plus grande que le piston 1. Si une force de 100 kilogrammes vers le bas est appliquée au piston 1, une force de 300 kilogrammes vers le haut apparaît dans le piston 2.

La figure 2 montre un système hydraulique de base. Le fluide incompressible s'écoule du réservoir (figure 2 étiquetée A) au moyen d'une pompe manuelle (figure 2 étiquetée B) ou d'une pompe motorisée (figure 2 étiquetée C). Les clapets anti-retour (figure 2, étiquette D) situés au point de refoulement de chaque pompe empêchent le fluide de retourner dans la pompe en fonctionnement. Le fluide sous pression se déplace vers le cylindre d'actionnement (figure 2, repérée F), où il convertit l'énergie du fluide hydraulique en énergie mécanique. La soupape de surpression (figure 2 étiquetée E) reste fermée à moins que la pression du système ne dépasse la pression de rupture de la soupape. Dans ce cas, la soupape de décharge s'ouvre, ce qui permet au fluide de retourner vers le réservoir et de réduire la pression dans le système. Enfin, le filtre (Figure 2 étiqueté G) permet de s'assurer que les éventuelles impuretés ramassées par le fluide ne pénètrent pas dans le réservoir.

Un système hydraulique de base avec ses composants : réservoir (A), pompe manuelle (B), pompe motorisée (C), clapets anti-retour (D), soupape de surpression (E), vérin de commande (F) et filtre (G). Les trois lignes sont l'aspiration (bleu), la pression (rouge) et le retour (vert).

Figure 2 : Un système hydraulique de base avec ses composants : réservoir (A), pompe manuelle (B), pompe motorisée (C), clapets anti-retour (D), soupape de surpression (E), vérin de commande (F) et filtre (G). Les trois lignes sont l'aspiration (bleu), la pression (rouge) et le retour (vert).

Fonctions des clapets anti-retour hydrauliques

Comme nous l'avons vu dans la section précédente, une des fonctions essentielles d'un clapet anti-retour hydraulique est d'empêcher le retour du fluide vers la pompe qui l'aspire du réservoir. Les autres fonctions essentielles sont :

  • Bloquer les pics de pression : Les valves de contrôle directionnel des systèmes hydrauliques peuvent être fermées pour bloquer le débit. Cela entraîne la mort de la pompe, ce qui signifie que la pompe fonctionne mais n'est pas en mesure de déplacer le fluide. La pression augmente rapidement dans le système, et un clapet anti-retour peut empêcher le fluide sous pression de retourner vers la pompe et de l'endommager.
  • Garder la primeur : L'intérieur d'une pompe doit contenir du liquide pour que la pompe puisse fonctionner sans risquer d'être endommagée. Un clapet anti-retour empêche le fluide de s'écouler de la pompe lorsque le système est arrêté.
  • Prévenir le backspin : Un accumulateur hydraulique est un composant que certains systèmes hydrauliques utilisent. Il maintient le fluide sous pression lorsque le système est arrêté. Les clapets anti-retour empêchent le fluide sous pression de retourner à la pompe et de provoquer un retour en arrière.
  • Protection de plusieurs pompes : La figure 2 montre un système hydraulique à deux pompes, qui est une configuration typique. Des clapets anti-retour aux points de refoulement de chaque pompe empêchent la pompe en fonctionnement d'envoyer du fluide dans la pompe qui ne fonctionne pas.
  • Contrôle de la pression : Les clapets anti-retour à action directe et les clapets anti-retour pilotés sont adaptés pour fonctionner comme des soupapes de décharge dans un système hydraulique.
    • Un rôle direct : Un ressort maintient un clapet anti-retour hydraulique à action directe normalement fermé et détermine la pression d'ouverture du clapet. La valve commence à s'ouvrir lorsque la pression du système dépasse la pression de craquage. L'ouverture totale de la soupape est appelée pression totale de la soupape de décharge.
    • Actionné par un pilote : Les clapets anti-retour hydrauliques pilotés sont des clapets à deux étages conçus pour les systèmes à haute pression. Pour un même débit, ils sont plus petits que les clapets de retenue à action directe. Le premier étage utilise un piston à ressort plus petit. Lorsque la pression du système augmente suffisamment pour surmonter le petit piston, une petite quantité de fluide peut s'écouler à travers la valve. Cela crée une chute de pression qui permet au plus grand piston de s'ouvrir, permettant un débit total à travers la valve.

Symboles des clapets anti-retour hydrauliques

La figure 3 montre les symboles schématiques de p&id pour les clapets anti-retour hydrauliques : clapet anti-retour avec ressort (A), clapet anti-retour sans ressort (B), et clapet anti-retour piloté (C).

Symboles du schéma p&id du clapet anti-retour hydraulique : clapet anti-retour avec ressort (A), clapet anti-retour sans ressort (B), et clapet anti-retour piloté (C). hydraulic-check-valve-pid

Figure 3 : Symboles des schémas p&id des clapets anti-retour hydrauliques : clapet anti-retour avec ressort (A), clapet anti-retour sans ressort (B) et clapet anti-retour piloté (C).

Matériaux

Tenez compte des matériaux du corps et du joint de la vanne pour choisir un clapet anti-retour adapté à une application hydraulique. Pour plus d'informations sur les matériaux, lisez notre guide sur la résistance chimique.

Les matériaux appropriés pour les corps de clapets anti-retour hydrauliques sont les suivants :

  • En laiton : Pas couramment utilisé, mais avantageux dans les environnements corrosifs.
  • Acier inoxydable : Considéré comme extrêmement adapté aux environnements hautement corrosifs.
  • Fonte : Convient aux applications hydrauliques qui nécessitent de nombreux cycles et aux applications à haute pression.
  • En aluminium : Résistant à la corrosion et adapté aux applications à basse pression.

Les matériaux appropriés pour les joints de clapets anti-retour sont :

  • Élastomères thermoplastiques : Les élastomères de polyuréthane (PU) et de polyester thermoplastique (TPC) présentent une résistance chimique et à l'hydrolyse, une résistance à l'usure et à la pression, ainsi qu'une élasticité et une flexibilité.
  • Caoutchouc : Le caoutchouc nitrile (NBR), le caoutchouc nitrile hydrogéné (HNBR) et le caoutchouc fluorocarboné (FKM, FPM) résistent à divers fluides hydrauliques, peuvent fonctionner dans une large gamme de températures, résistent aux rayons UV et aux intempéries, et résistent à l'usure.
  • Teflon : Le téflon présente une résistance chimique, un faible coefficient de friction et une résistance à l'usure.
  • Thermoplastiques : Les thermoplastiques sont nécessaires lorsque les joints doivent avoir une résistance mécanique élevée.

FAQs

Que fait un clapet anti-retour hydraulique ?

Un clapet anti-retour hydraulique permet au fluide sous pression d'un système hydraulique de s'écouler dans une seule direction. Cela protège la ou les pompes du système et empêche la contamination de pénétrer dans le réservoir du système.

Comment fonctionne un clapet anti-retour hydraulique ?

Lorsque la pression du système dépasse la pression de rupture du clapet, celui-ci s'ouvre pour libérer la pression dans le système et protéger les composants précieux.

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