Aperçu des clapets anti retour à ressort
Figure 1 : Clapet anti retour à ressort
Les clapets anti retour à ressort assurent la prévention du reflux et garantissent un flux unidirectionnel. Ces clapets se caractérisent par leur mécanisme simple mais efficace et leur polyvalence, et peuvent être installés dans n'importe quelle orientation. Ils sont disponibles avec différents types de raccordements pour s'adapter à diverses applications. Ils sont couramment utilisés dans les systèmes CVC, les systèmes de gicleurs et les pompes de puisard, où la prévention du reflux est cruciale. Malgré leur coût plus élevé par rapport à d'autres clapets anti retour, leur fiabilité et leurs capacités de contrôle du bruit en font un choix privilégié dans de nombreuses applications à faible risque.
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
- Applications
- FAQ
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Composants d'un clapet anti retour à ressort
Le corps d'un clapet anti retour à ressort (Figure 2 étiquette A) protège les composants internes de l'environnement. Le disque (Figure 2 étiquette B) s'ouvre et se ferme pour permettre ou empêcher le flux à travers le clapet. Le ressort (Figure 3 étiquette C) contrôle la pression d'ouverture du clapet et le ferme. Enfin, le guidage (Figure 2 étiquette D) maintient le disque correctement aligné pour assurer une étanchéité complète lorsqu'il est fermé.
Figure 2 : Composants d'un clapet anti retour à ressort : corps (A), disque (B), ressort (C) et guidage (D). Lorsque le fluide s'écoule dans la direction du flux du clapet (à gauche), la pression du flux ouvre le clapet. Lorsque la pression chute suffisamment ou qu'il y a un reflux (à droite), le ressort ferme le clapet.
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 pousse contre un disque ou un clapet à l'intérieur de la vanne. Cette force surmonte la tension du ressort, provoquant l'ouverture du clapet et permettant au fluide de passer. Le ressort est calibré pour fournir juste assez de force pour fermer le clapet lorsque le flux s'arrête, mais pas trop pour ne pas empêcher l'ouverture du clapet dans des conditions normales d'écoulement. La tension du ressort peut souvent être ajustée pour s'adapter à différentes applications.
La pression minimale requise pour surmonter la force du ressort et ouvrir le clapet est connue sous le nom de pression d'ouverture, qui est un paramètre critique dans la conception et l'application du clapet. Lorsque le flux de fluide s'arrête ou tente de s'inverser, le ressort repousse le disque ou le clapet dans son siège, fermant le clapet et empêchant tout reflux de fluide.
Perte de pression
La perte de pression d'un clapet anti retour à ressort est la réduction de pression lorsque le fluide le traverse. Une perte plus faible signifie moins de résistance à l'écoulement, rendant le système plus efficace. Dans un clapet anti retour à ressort, une taille de clapet plus grande réduit la perte de pression en offrant un passage plus important pour le fluide, ce qui diminue la résistance à l'écoulement, tandis qu'un débit plus faible réduit la perte de pression en diminuant la vitesse du fluide et la résistance. À l'inverse, une tension de ressort plus élevée augmente la perte de pression en nécessitant plus de pression pour ouvrir le clapet.
Symbole du clapet anti retour à ressort
Comme on peut le voir sur la Figure 3, le symbole du clapet anti retour à ressort comporte un Y horizontal qui s'ouvre dans le sens du flux. À l'opposé du Y horizontal se trouve une ligne horizontale avec une ligne en zigzag qui la traverse. 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
Lors de l'installation d'un clapet anti retour assisté par ressort, il faut tenir compte de l'orientation du clapet et des raccordements. Tout d'abord, le clapet doit être installé dans la bonne direction pour que le fluide puisse le traverser. Généralement, une flèche est estampillée sur le corps du clapet pour indiquer le sens d'écoulement.
Un avantage principal des clapets anti retour à ressort est qu'ils peuvent être installés dans n'importe quelle orientation. Cela signifie que l'installation verticale d'un clapet anti retour à ressort est possible, que le sens d'écoulement soit vers le bas ou vers le haut, car le ressort peut maintenir le clapet fermé contre la force de gravité.
Types de raccordements
Des applications spécifiques nécessitent certains types de raccordements. Les clapets anti retour à ressort sont très polyvalents et disposent de nombreux types de raccordements différents (voir Tableau 1).
Tableau 1 : Raccordements d'extrémité et leurs directives d'installation
| Raccordement d'extrémité | Description | Directives d'installation | Facteurs affectant l'installation |
|---|---|---|---|
| Raccords filetés | Polyvalents avec filetages intérieurs (NPT, BSP, BSPP-G, BSPT-Rp, métrique) et extérieurs | Convient aux applications basse pression (laiton) et haute pression (acier inoxydable) | Choix du matériau en fonction de la pression ; compatibilité du type de filetage |
| Raccords à bride | Utilise des joints entre la vanne et les brides de tuyau ; idéal pour les grandes vannes | Démontage facile pour l'entretien ; excellente étanchéité | Qualité du joint ; alignement de la bride et couple de serrage des boulons |
| Bague de compression | Joint étanche sans soudure ; applications à moyenne pression | Permet un démontage et un remontage faciles | Alignement et serrage corrects ; compatibilité des matériaux |
| Raccords à manchon à coller | Joint permanent et étanche ; utilisé dans les systèmes plastiques basse pression | Assurer un temps de séchage approprié pour la colle ; installation permanente | Type de colle et conditions de séchage ; compatibilité des matériaux |
| Raccords de tuyau | Pour les fixations de tuyaux flexibles ; basse à moyenne pression | Convient aux systèmes nécessitant une déconnexion fréquente | Matériau et taille du tuyau ; pression nominale |
| Raccords push-in | Installation rapide sans outils ; applications basse pression | Courant dans les systèmes pneumatiques ; assurer un ajustement correct | Taille et matériau du tube ; pression nominale |
| Raccords à bague coupante | Joint fiable pour les applications haute pression ; utilisé en hydraulique | Assurer une installation correcte de la bague coupante pour une connexion étanche | Technique d'assemblage appropriée ; pression nominale et compatibilité des matériaux |
| Raccords Victaulic | Système de couplage rainuré pour un assemblage/désassemblage rapide. | Convient à divers matériaux ; utilisé dans la protection incendie, l'industrie et le commercial. | Alignement des rainures ; état du joint ; limites de pression et de température. |
Matériaux
Le matériau approprié pour un clapet anti retour à ressort dépend du fluide, de la température et de la pression du système. Pour plus d'informations sur la résistance chimique des matériaux, consultez notre guide de résistance chimique.
Corps de vanne
- Acier inoxydable : Supporte des températures élevées jusqu'à 815°C (1500°F) et des pressions supérieures à 138 bar (2000 psi). Idéal pour les applications industrielles exigeantes.
- Laiton : Convient pour des conditions modérées, résistant à des températures jusqu'à 204°C (400°F) et des pressions d'environ 41 bar (600 psi). Courant dans les systèmes de plomberie et de CVC.
- Laiton nickelé : Offre des caractéristiques de température et de pression similaires au laiton ordinaire mais avec une résistance à la corrosion améliorée.
- Laiton rouge : Gère des températures jusqu'à 260°C (500°F) et des pressions d'environ 41 bar (600 psi). Utilisé dans les systèmes d'approvisionnement en eau pour sa résistance à la corrosion.
- Polypropylène (PP) : Convient le mieux pour des températures plus basses jusqu'à 82°C (180°F) et des pressions jusqu'à 10 bar (150 psi). Idéal pour les applications de traitement chimique et de l'eau.
- Acier : Résiste à des pressions élevées supérieures à 207 bar (3000 psi) et des températures jusqu'à 427°C (800°F). Utilisé dans les environnements industriels.
-
Plastique : Les clapets anti retour à ressort en plastique sont disponibles dans différents matériaux :
- Polypropylène : Convient le mieux pour des températures plus basses jusqu'à 82°C (180°F) et des pressions jusqu'à 10 bar (150 psi). Idéal pour les applications de traitement chimique et de l'eau.
- PVC (polychlorure de vinyle) : Les clapets anti retour à ressort en PVC conviennent pour des températures jusqu'à 60 °C (140 °F) et des pressions d'environ 10 bar (150 psi). Couramment utilisés dans la plomberie résidentielle et commerciale en raison de leur rapport coût-efficacité et de leur résistance chimique.
- PA (polyamide/nylon) : Peut supporter des températures jusqu'à 120 °C (248 °F) et des pressions d'environ 20 bar (290 psi). Connu pour sa résistance et sa résistance à l'abrasion, le rendant adapté aux applications industrielles.
Joint de vanne
- 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.
- Métal : Haute résistance, durabilité et résistance à la température. Peut être fabriqué à partir de divers métaux, notamment l'acier inoxydable, le cuivre et l'aluminium.
Critères de sélection
Il y a plusieurs variables à prendre en compte lors du choix du clapet anti retour à ressort le plus adapté à une application :
- Fluide : Choisissez un clapet anti retour à ressort fabriqué dans le matériau qui convient le mieux aux propriétés du fluide et au budget.
- Température du système : La température est un facteur critique lors de l'utilisation de clapets anti retour en PVC. Cependant, lors de l'utilisation de clapets anti retour en métal, concentrez-vous sur les limites de température du joint en caoutchouc.
- Pression du système : Assurez-vous que la pression du système surmontera la pression d'ouverture du clapet et pourra l'ouvrir complètement.
- Vitesse de fermeture : Le réglage du ressort influence la rapidité de fermeture du clapet. Si le clapet se ferme trop rapidement, un coup de bélier peut se produire.
Avantages et inconvénients
Avantages
- Polyvalence : Avec des réglages de ressort corrects, les clapets anti retour à ressort peuvent être installés dans n'importe quelle orientation. Les clapets anti retour à ressort fonctionnent bien dans les emplacements de tuyauterie verticale. Ces clapets dépendent de l'énergie potentielle du ressort pour se fermer. Par conséquent, le clapet 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 réorganiser les 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 sont généralement plus coûteux que les autres clapets anti retour (par exemple, les clapets à battant) et ont une capacité de débit inférieure. En savoir plus dans notre article clapets à battant vs clapets anti retour à ressort.
Applications
Les clapets anti retour à ressort conviennent aux applications à faible risque nécessitant un reflux nul. Par exemple :
- Systèmes CVC
- Systèmes de gicleurs
- Pompes de puisard
Les applications à haut risque nécessitant un reflux nul, par exemple les systèmes d'eau potable connectés aux sources d'eau publiques, nécessitent des dispositifs anti-retour.
Découvrez d'autres clapets anti retour dans notre article sur les différents types de clapets anti retour.
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 du clapet. Il permet l'écoulement du fluide dans une direction et empêche le reflux.
Quelle est la différence entre un clapet à battant et un clapet anti retour à ressort ?
Un clapet anti retour à ressort utilise un ressort pour forcer la fermeture du clapet. Un clapet à battant a un battant qui permet le passage du flux mais revient à sa position d'origine lorsqu'il s'arrête.
Quelle pression est nécessaire pour ouvrir un clapet anti retour à ressort ?
Il faut 0,07 à 0,3 bar pour surmonter la pression d'ouverture du clapet.
Un clapet à battant ou un clapet anti retour à ressort est-il meilleur ?
Les clapets anti retour à ressort sont plus polyvalents que les clapets à battant et ont de meilleures propriétés d'étanchéité. Cependant, les clapets anti retour à ressort coûtent plus cher que les clapets à battant.
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 du clapet peut faire face à n'importe quelle direction.
