Aperçu des clapets anti-retour à ressort

Figure 1 : Clapet anti-retour à ressort

Les clapets anti-retour à ressort empêchent le reflux, sont relativement silencieux, minimisent les coups de bélier et peuvent être installés horizontalement ou verticalement. Ce type de clapet anti-retour possède un disque relativement large qui est fermé par la force du ressort. Les clapets anti-retour à ressort sont choisis par rapport à d'autres types de vannes en raison de leur installation polyvalente (verticale et horizontale), de leur capacité à minimiser les coups de bélier et de leur étanchéité exceptionnelle due à la force du ressort.

Avantages

• Polyvalence : Avec des réglages de ressort appropriés, les clapets anti-retour à ressort peuvent être installés dans n'importe quelle orientation. Ces clapets fonctionnent bien dans les emplacements de tuyauterie verticale. Ils dépendent de l'énergie potentielle du ressort pour fermer la vanne. Par conséquent, la vanne se ferme indépendamment sans attendre que le fluide force son retour dans la tuyauterie.
• Facilité d'installation : En raison de leur polyvalence, les clapets anti-retour à ressort sont plus susceptibles de s'adapter au système sans nécessiter de réagencement des configurations de tuyauterie.
• Contrôle du bruit : Si un coup de bélier se produit, les clapets anti-retour à ressort sont plus aptes à atténuer les bruits perturbateurs. Ils sont considérés comme des clapets anti-retour silencieux.
• Étanchéité : Avec le support du ressort, les clapets anti-retour peuvent assurer une étanchéité complète sans reflux.

Inconvénients

Les clapets anti-retour à ressort ont une capacité de débit inférieure à celle des clapets anti-retour à battant en raison du disque de contrôle qui bloque le flux. Les clapets anti-retour à battant ont une voie d'écoulement largement ouverte. Pour en savoir plus, consultez notre article sur les clapets anti-retour à battant vs les clapets anti-retour à ressort.

Table des matières

• Composants d'un clapet anti-retour à ressort
• Comment fonctionne un clapet anti-retour à ressort ?
• Directives d'installation
• Matériaux
• Critères de sélection
• Avantages et inconvénients
• FAQ

Composants d'un clapet anti-retour à ressort

Comment fonctionne un clapet anti-retour à ressort ?

Le fonctionnement d'un clapet anti-retour à ressort est simple. Dans des conditions normales d'écoulement, le fluide exerce une pression sur un disque (Figure 2, élément D) ou un clapet à l'intérieur de la vanne. Lorsque cette force dépasse la tension du ressort (Figure 2, élément B), la vanne s'ouvre, permettant au fluide de passer. Le ressort est calibré pour fournir juste assez de force pour fermer la vanne contre le joint d'étanchéité (Figure 3, élément C) lorsque le débit ralentit ou s'arrête, mais pas au point d'empêcher l'ouverture de la vanne dans des conditions normales d'écoulement. Le corps du clapet anti-retour (Figure 2, élément A) garantit que tous les composants décrits ci-dessus sont protégés de l'environnement.

Figure 2 : Composants d'un clapet anti-retour à ressort : corps (A), ressort (B), joint d'étanchéité (C) et disque (D).

Pression d'ouverture

La pression d'ouverture est la différence de pression minimale requise pour vaincre la force du ressort et ouvrir légèrement le clapet anti-retour. Il existe un équilibre technique entre la pression d'ouverture et l'efficacité de l'étanchéité d'un clapet anti-retour à ressort. Plus la force du ressort est élevée, plus la pression d'ouverture est importante et meilleure est l'étanchéité. Il n'est pas toujours idéal d'avoir une pression d'ouverture élevée, car certains systèmes ont des débits relativement faibles.

Perte de charge

La perte de charge d'un clapet anti-retour à ressort est la réduction de pression lorsque le fluide le traverse. Le fluide doit contourner le disque et ce changement de direction provoque la perte de charge. Une perte de charge plus faible signifie moins de résistance à l'écoulement, rendant le système plus efficace. Dans un clapet anti-retour à ressort, une taille de vanne plus grande réduit la perte de charge en offrant un passage plus important au fluide, ce qui diminue la résistance à l'écoulement. Un débit plus faible réduit la perte de charge en diminuant la vitesse du fluide et la résistance. À l'inverse, une tension de ressort plus élevée augmente la perte de charge en nécessitant plus de pression pour ouvrir la vanne.

Symbole du clapet anti-retour à ressort

Comme illustré dans la Figure 3, le symbole du clapet anti-retour à ressort présente un Y horizontal qui s'ouvre dans le sens de l'écoulement. À l'opposé du Y horizontal se trouve une ligne horizontale traversée par une ligne en zigzag. Cette ligne en zigzag représente le ressort, et le cercle indique que le clapet anti-retour est assisté par un ressort.

Figure 3 : Symbole P&ID du clapet anti-retour à ressort

Directives d'installation

• Orientation de la vanne et sens d'écoulement : Assurez-vous que la vanne est orientée correctement pour permettre au fluide de la traverser. Généralement, une flèche est gravée sur le corps de la vanne pour indiquer le sens d'écoulement. Si vous installez la vanne dans le mauvais sens, l'écoulement correct sera bloqué.
• Raccords d'extrémité : Assurez-vous que les raccords d'extrémité de la vanne sont correctement adaptés à la tuyauterie. Les filetages de tuyaux courants sont NPT (en Amérique du Nord), BSP et métrique. Les clapets anti-retour sont également disponibles avec un raccord à compression, un raccord à bague coupante, un raccord push-in, et plus encore. Voir le Tableau 1 pour plus d'informations.
• Orientation d'installation : Les clapets anti-retour à ressort peuvent être installés dans n'importe quelle orientation. Cependant, pour une installation verticale, la gravité aura un impact sur la pression d'ouverture. La colonne de fluide au-dessus du clapet anti-retour influencera la pression d'ouverture pour une installation avec écoulement ascendant.

Lisez notre article sur l'installation des clapets anti-retour pour des informations plus détaillées.

Critères de sélection

Plusieurs variables sont à prendre en compte lors du choix du clapet anti-retour à ressort le plus adapté à une application :

Matériau du corps

• Acier inoxydable : Supporte des températures élevées jusqu'à 200 °C et des pressions jusqu'à 400 bar. Idéal pour les applications industrielles exigeantes.
• Laiton : Convient aux conditions modérées, résistant à des températures jusqu'à 180 °C et des pressions jusqu'à 25 bar. Courant dans les systèmes de plomberie et de CVC.
• Laiton nickelé : Offre une résistance à la température jusqu'à 130 °C et peut supporter des pressions jusqu'à 20 bar.
• Laiton rouge : Gère des températures jusqu'à 100 °C et des pressions jusqu'à 20 bar. Utilisé dans les systèmes d'alimentation en eau pour sa résistance à la corrosion.
• Acier : Résiste à des températures jusqu'à 200 °C et des pressions jusqu'à 400 bar. Utilisé dans les environnements industriels.
• Plastique : Les clapets anti-retour à ressort en plastique sont disponibles dans différents matériaux :
  • Polypropylène : Convient le mieux aux températures jusqu'à 80 °C et aux pressions jusqu'à 6 bar. Idéal pour les applications de traitement chimique et de l'eau.
  • PVC (polychlorure de vinyle) : Les clapets anti-retour à ressort en PVC conviennent aux températures jusqu'à 60 °C et aux pressions d'environ 16 bar. Couramment utilisés dans la plomberie résidentielle et commerciale en raison de leur rentabilité et de leur résistance chimique.
  • PA (polyamide/nylon) : Peut supporter des températures jusqu'à 90 °C et des pressions d'environ 6 bar. Connu pour sa résistance et sa résistance à l'abrasion, le rendant adapté aux applications industrielles.

Matériau du joint

• EPDM (éthylène-propylène-diène monomère) : Excellente résistance à la chaleur, à l'ozone et aux intempéries. Bonne résistance aux substances polaires et à la vapeur. Faible résistance aux fluides à base de pétrole.
• NBR (caoutchouc nitrile butadiène) : Bonne résistance aux huiles, carburants et autres produits chimiques. Résistance modérée à la température. Faible résistance à l'ozone et aux intempéries.
• FKM (fluoroélastomère, communément connu sous la marque Viton) : Excellente résistance à la chaleur et aux produits chimiques. Bonne résistance aux huiles, carburants et à une large gamme de produits chimiques. Stabilité à haute température.
• PTFE (Téflon, polytétrafluoroéthylène) : Résistance chimique exceptionnelle, faible friction et stabilité à haute température. Propriétés non réactives et antiadhésives.
• FEP (éthylène propylène fluoré) : Similaire au PTFE mais avec une flexibilité améliorée. Excellente résistance chimique et performance à haute température. Transparent et peut être soudé.

Fluides recommandés

Ce qui suit décrit divers fluides et leurs matériaux de boîtier et de joint compatibles.

• Acides et bases dilués : Acier inoxydable avec joint FKM
• Acides et bases forts : Acier inoxydable avec joint FKM
• Solvants : Laiton nickelé avec joint FKM
• Alcools : Laiton avec joint NBR, Acier inoxydable avec joint EPDM ou NBR
• Gaz combustibles : Acier inoxydable avec joint NBR ou FKM
• Eau de mer : Acier inoxydable avec tout type de joint
• Eau déminéralisée : Acier inoxydable avec joint EPDM ou FEP
• Air : Laiton avec joint NBR ou FKM, acier inoxydable avec tout type de joint sauf EPDM
• Dioxyde de carbone : Acier inoxydable avec tout type de joint sauf NBR
• Huile : Laiton avec NBR ou FKM, acier inoxydable avec NBR, FKM ou Téflon
• Carburant : Laiton avec joint FKM, Acier inoxydable avec FKM, Téflon ou FEP
• Lubrifiant : Laiton avec NBR ou FKM, Acier inoxydable avec NBR, FKM, Téflon ou FEP
• Eau : Laiton, PP, PVC, PA ou Acier inoxydable avec tout type de joint
• Vapeur : Acier inoxydable avec EPDM, Téflon ou FEP, ou Laiton rouge avec Téflon

Pression maximale

Il est nécessaire de choisir un clapet anti-retour avec une pression nominale suffisamment élevée pour gérer la pression de fonctionnement normale du système. Si la pression du système dépasse la pression de fonctionnement du clapet, cela peut entraîner une défaillance du clapet, des fuites ou d'autres problèmes. Les clapets anti-retour à ressort sont disponibles avec des pressions de fonctionnement maximales allant de 4 à 40 bar (58 à 580 psi).

Température

Les clapets anti-retour ont une plage de température minimale et maximale. Il est nécessaire de maintenir le clapet dans cette plage pour éviter tout dommage. Les clapets anti-retour à ressort fonctionnent entre -25 et 200 °C (-13 à 392 °F).

Homologation

Les homologations des clapets anti-retour indiquent pour quelles applications un clapet répond aux exigences. Les clapets anti-retour à ressort ont les homologations suivantes :

• Eau potable : Cette homologation indique que le clapet anti-retour convient aux applications d'eau potable.
• NSF ANSI 61 :NSF ANSI 61 est une autre homologation pour l'eau potable utilisée aux États-Unis.
• WRAS :WRAS définit les exigences pour les applications d'eau au Royaume-Uni.

Valeur Kv

La valeur Kv, ou coefficient de débit, est une mesure de la capacité d'un clapet à permettre l'écoulement du fluide ; elle représente le débit en mètres cubes par heure (m³/h) d'eau avec une chute de pression de 1 bar à travers le clapet. Choisir la bonne valeur Kv est essentiel car un clapet surdimensionné avec une valeur Kv élevée peut entraîner un mauvais contrôle et une instabilité, tandis qu'un clapet sous-dimensionné avec une faible valeur Kv peut restreindre le débit, causant des chutes de pression et des inefficacités dans le système. Pour en savoir plus, consultez notre calculateur Kv, qui utilise les unités métriques, ou notre calculateur Cv, qui utilise les unités impériales.

Caractéristiques

• Goupille renforcée : Une goupille renforcée est conçue pour améliorer la durabilité et la fiabilité de la vanne en renforçant les pièces mobiles, réduisant ainsi le risque de défaillance mécanique.
• Dispositif anti-retour de type EA : Il s'agit d'un dispositif anti-retour de type EA selon la norme EN 1717, ce qui signifie qu'il convient aux installations d'eau potable et d'eau chaude telles que les machines à café et distributeurs automatiques, les machines à glace et les fours à vapeur.
• Usage intensif : Cela indique que la vanne est construite pour résister à des conditions exigeantes, telles que des pressions ou températures élevées, la rendant adaptée aux applications industrielles.
• Raccord d'alimentation en air : Un raccord d'alimentation en air permet d'intégrer la vanne dans des systèmes où l'air est utilisé comme fluide, facilitant le contrôle du débit d'air à travers la vanne.
• Haute pression : Cette caractéristique signifie que la vanne est capable de fonctionner dans des conditions de haute pression, assurant une performance fiable dans les systèmes à niveaux de pression élevés.
• Écoulement vers le filetage : Le fluide entre dans la vanne du côté opposé au raccord fileté.
• Écoulement depuis le filetage : Le fluide entre dans la vanne du côté du raccord fileté.
• Vide : Cette caractéristique signifie que la vanne est conçue pour fonctionner efficacement dans des systèmes où des conditions de vide sont présentes, empêchant le reflux dans des environnements à basse pression.
• Fermeture automatique : Une fonction de fermeture automatique permet à la vanne de se fermer automatiquement lorsque le débit s'arrête ou s'inverse, offrant une couche de sécurité supplémentaire et empêchant un écoulement indésirable.

Différence de pression minimale

La différence de pression minimale correspond à la pression d'ouverture de la vanne. Consultez la section Pression d'ouverture ci-dessus pour en savoir plus.

FAQ

Qu'est-ce qu'un clapet anti-retour à ressort ?

Un clapet anti-retour à ressort possède un ressort qui applique une pression et scelle le disque de la vanne. Il permet l'écoulement du fluide dans une direction et empêche le reflux.

Quelle est la différence entre un clapet anti-retour à battant et un clapet anti-retour à ressort ?

Un clapet anti-retour à ressort utilise un ressort pour forcer la fermeture de la vanne. Un clapet anti-retour à battant possède un clapet qui permet le passage du flux mais revient à sa position d'origine lorsqu'il s'arrête.

Un clapet anti-retour à battant ou à ressort est-il meilleur ?

Les clapets anti-retour à ressort sont plus polyvalents que les clapets anti-retour à battant et possèdent de meilleures propriétés d'étanchéité.

Un clapet anti-retour à ressort peut-il être installé horizontalement ?

Oui, un clapet anti-retour à ressort peut être installé horizontalement et verticalement. Avec les propriétés de ressort appropriées, la direction d'écoulement de la vanne peut être orientée dans n'importe quelle direction.