Comment fonctionnent les clapets anti-retour
Figure 1 : Clapet anti-retour
Un clapet anti-retour permet aux liquides et à l'air de circuler dans une seule direction et empêche le reflux. Le reflux peut entraîner une contamination des médias en amont, des dommages aux équipements, une inefficacité du système, une augmentation des coûts de maintenance et des problèmes de conformité réglementaire. Par exemple, une conduite d'égout sera équipée d'un clapet anti-retour pour garantir que les eaux usées puissent quitter un système (par exemple, un système de plomberie résidentiel) mais ne puissent pas y revenir.
Table des matières
- Comment fonctionne un clapet anti-retour ?
- À quoi sert un clapet anti-retour ?
- Types de clapets anti-retour
- Matériaux des clapets anti-retour
- Critères de sélection
- Symbole du clapet anti-retour
- FAQ
Comment fonctionne un clapet anti-retour ?
Pression d'ouverture
Un clapet anti-retour nécessite une différence de pression minimale entre l'entrée et la sortie pour s'ouvrir, permettant ainsi au fluide de le traverser. Cette pression amont minimale est appelée pression d'ouverture ou différence de pression minimale du clapet anti-retour. De nombreux clapets anti-retour ont une pression d'ouverture de 1 bar (14,5 psi) ou moins. Cependant, certains ont des pressions d'ouverture plus élevées pour des applications nécessitant une pression amont plus importante avant l'ouverture de la vanne (par exemple, les applications hydrauliques).
Fermeture
Si la différence de pression tombe en dessous de la pression d'ouverture (Figure 2) ou s'il y a une contre-pression (flux se déplaçant de la sortie vers l'entrée), le clapet anti-retour se fermera. Les clapets anti-retour peuvent avoir une vanne, une bille, un diaphragme ou un disque pressé contre un siège de vanne pour fermer la vanne et bloquer le flux. La gravité ou un ressort peut faciliter le processus de fermeture.
Figure 2 : Le clapet anti-retour se ferme lorsque la pression différentielle est inférieure à la pression d'ouverture de la vanne. Il s'ouvre lorsque la pression dépasse la pression d'ouverture.
Orientation de l'installation
Un clapet anti-retour unidirectionnel ne permet l'écoulement que dans une seule direction. Généralement, une flèche sur le boîtier de la vanne indique le sens d'écoulement. S'il n'y a pas de flèche, utilisez votre doigt ou une tige étroite pour pousser et ouvrir la vanne afin de comprendre son sens d'ouverture. Si la vanne est installée à l'envers, le fluide ne peut pas circuler dans le système, et l'accumulation de pression qui en résulte peut causer des dommages.
À quoi sert un clapet anti-retour ?
Les applications typiques des clapets anti-retour sont :
- Protéger les équipements en aval contre les dommages dus au reflux
- Prévenir la contamination due au flux inverse
- Empêcher le siphonnage
- Maintenir un joint sous vide
Les clapets anti-retour sont utilisés dans presque tous les secteurs industriels. On les trouve sur des appareils électroménagers courants, tels que les lave-vaisselle, les machines à laver et les canalisations d'eaux usées. Dans les environnements industriels, ils sont utilisés sur les chaudières, les fours, les systèmes de gaz, les applications de pompage, les systèmes de vide, etc. Ils sont également fréquemment utilisés comme clapets anti-retour pour aquariums sur les conduites d'eau et de CO2.
Clapets anti-retour pour l'eau
Un clapet anti-retour pour l'eau est utilisé dans les applications d'eau potable, d'eaux usées et d'irrigation. Les clapets anti-retour de plomberie pour les applications d'eau potable garantissent qu'aucun fluide extérieur (du côté de la sortie de la vanne) ne peut pénétrer dans le système et contaminer l'eau potable propre.
Pour les applications d'eaux usées, ils garantissent que les eaux usées ne peuvent pas réintégrer le système et provoquer un débordement ou une contamination supplémentaire.
Une crépine de pied est souvent utilisée pour les applications de pompage d'eau afin d'empêcher l'entrée de débris dans la conduite et de maintenir la pression interne pour l'amorçage.
Les clapets anti-retour de pompe de puisard garantissent que l'eau évacuée ne retourne pas vers la pompe de puisard par gravité lorsque la pompe est arrêtée.
Types de clapets anti-retour
Il existe différents types de clapets anti-retour, chacun conçu pour des applications spécifiques.
Clapets anti-retour en ligne à ressort
Les clapets anti-retour en ligne à ressort utilisent un mécanisme à ressort pour faciliter la fermeture. Le ressort assure une réponse rapide aux changements de direction du flux, minimisant ainsi le risque de reflux. Ils sont compacts, peuvent être installés dans n'importe quelle orientation et conviennent aux systèmes à faibles différentiels de pression.
Figure 3 : Clapet anti-retour en ligne à ressort ouvert (à gauche) et fermé (à droite). Les composants fonctionnels sont le corps de vanne (A), le disque (B), le ressort (C) et le guide (D).
Clapets anti-retour à battant
Les clapets anti-retour à battant comportent un disque articulé qui s'ouvre avec le flux direct. Ils sont simples à construire et conviennent aux tuyaux de grand diamètre. Ils offrent une résistance minimale à l'écoulement et une faible chute de pression lorsqu'ils sont complètement ouverts. Les clapets anti-retour à battant se ferment par gravité, ils ne doivent donc être installés qu'horizontalement.
Figure 4 : Clapet anti-retour à battant. Chapeau boulonné (A), charnière ou tourillon (B), corps de vanne (C), disque (D), joint d'étanchéité (E).
Clapets anti-retour à bille
Les clapets anti-retour à bille utilisent une bille comme mécanisme de fermeture. Une conception courante comporte une bille d'un diamètre légèrement inférieur à celui du canal dans lequel elle repose. Lorsque le fluide entre dans la vanne, il pousse la bille loin du siège et s'écoule autour d'elle. Cette conception existe avec ou sans ressort.
Un clapet anti-retour à bille avec ressort (Figure 5) peut être installé dans n'importe quelle orientation. Un clapet anti-retour à bille sans ressort doit être installé verticalement, avec l'orifice opposé à la bille orienté vers le haut. Le principal avantage d'un clapet à bille sans ressort est qu'il comporte une pièce de moins susceptible de s'user ou de dysfonctionner. La Figure 6 montre que l'orifice fileté extérieurement est le côté le plus éloigné de la bille.
Figure 5 : Une soupape de retenue à bille avec un ressort. Cette soupape peut être installée dans n'importe quelle orientation.
Figure 6 : Une soupape de retenue à bille sans ressort. Cette soupape doit être installée verticalement et ne doit être utilisée que pour un flux ascendant.
Clapets de retenue à levée
Les clapets de retenue à levée possèdent un disque ou un piston qui se soulève verticalement pour permettre l'écoulement. Ils nécessitent une installation horizontale. Ils comportent un minimum de pièces mobiles et conviennent aux applications intensives nécessitant des cycles fréquents. De plus, ils sont adaptés à la vapeur saturée jusqu'à 9 bar (130,5 psi).
Figure 7 : Conception et fonctionnement d'un clapet de retenue à levée. Les composants principaux sont le corps (A), le disque (B) et le siège (C). En cas de reflux (à gauche), le disque se ferme. Lors d'un flux normal (à droite), le disque s'ouvre.
Clapets de retenue en Y
Les clapets de retenue en Y ont un chemin d'écoulement incliné ressemblant à la lettre "Y". Ces soupapes réduisent la turbulence et la chute de pression, ayant une résistance à l'écoulement plus faible que les soupapes en ligne. Leur conception permet à l'utilisateur d'ouvrir la soupape et d'inspecter les pièces internes sans retirer la soupape de la ligne.
Figure 8 : Les clapets de retenue en Y à ressort se ferment lorsque la pression différentielle est faible (à gauche) et s'ouvrent lorsque la pression en amont dépasse la pression d'ouverture de la soupape. Ces soupapes offrent un écoulement presque direct.
Matériaux des clapets de retenue
Clapet de retenue en acier inoxydable
Les clapets de retenue en acier inoxydable sont idéaux pour les environnements exigeants car ils résistent à la corrosion, à la chaleur et aux basses températures. En raison de leurs excellentes propriétés mécaniques, notamment leur haute résistance et leur durabilité, ils ont une longue durée de vie. Ces soupapes conviennent parfaitement aux applications impliquant des températures et des pressions élevées, telles que le traitement industriel, les usines chimiques et les industries pétrolières et gazières.
Les clapets de retenue en acier inoxydable sont disponibles en différentes nuances - 304 et 316 sont les plus courantes. L'acier inoxydable de grade 316 offre une résistance accrue aux chlorures et autres substances corrosives. Il convient aux applications marines et côtières. Bien que les clapets de retenue en acier inoxydable offrent des performances exceptionnelles, ils sont moins rentables que ceux en laiton et en plastique.
Caractéristiques principales
- Résistance à la corrosion : Excellente résistance à divers milieux corrosifs, y compris les acides, les alcalis et les chlorures. Consultez notre guide de résistance chimique pour en savoir plus.
- Tolérance à la température : Capable de résister à des températures extrêmes, aussi bien élevées que basses, de -25 °C à 200 °C (-13 °F à 392 °F).
- Résistance mécanique : Haute résistance et durabilité, adaptées aux applications à haute pression jusqu'à 400 bar (5 800 psi).
- Polyvalence : Disponible en différentes nuances pour répondre aux exigences spécifiques des applications.
Convient pour
- Acides et bases dilués et concentrés
- Solvants
- Alcools
- Gaz combustibles
- Eau de mer
- Eau déminéralisée
- Air
- Dioxyde de carbone
- Huile
- Carburant
- Lubrifiant
- Eau
- Vapeur
Clapet anti-retour en plastique
Les clapets anti-retour en plastique sont fréquemment utilisés dans les systèmes d'irrigation et de gestion de l'eau. Trois matériaux courants pour le corps sont le PVC, le PP et le PA. Ils résistent à la corrosion de la plupart des milieux corrosifs, tels que l'eau de mer, les acides, les bases, les solutions chlorées et les solvants organiques. Cependant, il convient d'être prudent lors de l'utilisation d'hydrocarbures aromatiques et chlorés ; vérifiez attentivement si le matériau du clapet résiste à l'hydrocarbure spécifique.
Caractéristiques principales
- Résistance à la corrosion : Excellente résistance à une large gamme de milieux corrosifs, y compris l'eau de mer, les acides, les bases et les solutions chlorées.
-
Tolérance à la température
- PVC : Capable de résister à des températures allant jusqu'à 60 °C (140 °F).
- PA : Capable de résister à des températures allant jusqu'à 90 °C (194 °F).
- PP : Capable de résister à des températures allant jusqu'à 80 °C (176 °F).
- Résistance mécanique : Résistance adéquate pour les applications à basse et moyenne pression.
- Polyvalence : Adapté à une variété de systèmes de gestion de l'eau et d'irrigation.
- Coût : Plus économique que le laiton et l'acier inoxydable.
Convient pour
- Alcools
- Gaz combustibles
- Eau de mer
- Air
- Huile
- Lubrifiant
- Eau
Clapet anti-retour en laiton
Les clapets anti-retour en laiton sont excellents pour les applications d'air, d'eau, d'huile ou de carburant. Cependant, ils ne résistent pas à l'eau de mer ou à l'eau chlorée. Par rapport à l'acier inoxydable, le laiton est moins résistant à la chaleur et à la corrosion. Il est généralement utilisé pour des applications à basse pression.
Caractéristiques principales
- Résistance à la corrosion : Résistance modérée à la corrosion, mais ne convient pas à l'eau de mer ou à l'eau chlorée.
- Tolérance à la température : Tolérance limitée à la température, généralement adaptée aux applications à basse température. La plupart des clapets en laiton fonctionnent jusqu'à 100 °C (212 °F), mais certains peuvent fonctionner à des températures plus élevées.
- Résistance mécanique : Résistance adéquate pour les applications à basse pression.
- Polyvalence : Adapté à une variété d'applications impliquant l'air, l'eau, l'huile ou le carburant.
- Coût : Plus économique que l'acier inoxydable.
Applications
- Alcools
- Air
- Huile
- Carburant
- Lubrifiant
- Eau
Critères de sélection
Les clapets anti-retour ont les critères suivants à prendre en compte lors de la sélection pour une application :
- Matériau du corps : Différents matériaux ont des propriétés chimiques et physiques significativement différentes. Comprenez ces différences pour vous assurer que le matériau choisi convient à votre application. Lisez la section ci-dessus pour plus d'informations.
- Matériau du joint : Les matériaux de joint courants pour les clapets anti-retour sont l'EPDM, le NBR, le FKM, le Téflon, le FEP et le métal. Tout comme le matériau du corps, le matériau du joint doit être adapté au fluide de l'application.
- Taille de la ligne pour les points de connexion : Sélectionnez un clapet avec une taille de connexion identique au système dans lequel vous l'installerez. Si le clapet a une taille différente, vous aurez besoin d'un adaptateur, ce qui augmente la turbulence et la chute de pression à travers le clapet.
Symbole du clapet anti-retour
Le symbole P&ID pour les clapets anti-retour est illustré à la Figure 9.
Figure 9 : Le symbole P&ID du clapet anti-retour pointe dans l'orientation qui permet l'écoulement avec une ligne verticale montrant qu'il ne permet pas le reflux.
Découvrez d'autres types de vannes dans notre article sur les principes fondamentaux des vannes.
FAQ
Qu'est-ce qu'un clapet anti-retour ?
Un clapet anti-retour est une vanne unidirectionnelle qui laisse passer le fluide dans une direction mais empêche tout écoulement dans la direction opposée.
Quelle est la fonction d'un clapet anti-retour ?
La fonction principale d'un clapet anti-retour dans un système est d'empêcher le reflux, qui pourrait endommager l'équipement ou contaminer le fluide en amont.
Quels sont les problèmes courants des clapets anti-retour ?
Les problèmes courants des clapets anti-retour sont le bruit, le coup de bélier, les vibrations, le reflux, le blocage, les fuites et l'usure ou l'endommagement des composants.
Un clapet anti-retour peut-il arrêter le coup de bélier ?
Un clapet anti-retour peut prévenir le coup de bélier s'il est à action rapide, comme un clapet anti-retour à ressort. Cela empêche les pics de pression qui créent des ondes de choc dans le fluide.
