françaisComment choisir le bon clapet anti-retour pour votre système
Même avec une compréhension des différents types de clapets anti-retour , il peut toujours être difficile de sélectionner celui qui convient le mieux à une application spécifique, car chaque modèle est conçu pour répondre à des besoins différents.
Cet article décrit les types courants de clapets anti-retour et discute des critères de sélection typiques. Ces critères peuvent aider à affiner les options et à identifier la meilleure solution de clapet anti-retour pour répondre aux exigences d'une application spécifique.
- Clapet anti-retour silencieux
- Clapet anti-retour à bille
- Clapet anti-retour à double disque
- Clapet anti-retour à battant
- Clapet anti-retour à disque incliné
Clapet anti-retour silencieux
Les clapets anti-retour silencieux sont couramment utilisés dans les immeubles de grande hauteur et les applications à haute pression en raison de leurs caractéristiques de fermeture silencieuses. Ils se composent d'un corps de vanne fileté, à plaquette ou à bride, d'un siège résistant à la corrosion et d'un disque avec tige intégrée.
Lorsque le fluide commence à s'écouler, le disque est poussé vers la droite, ce qui permet un écoulement vers l'avant. Lorsque la pompe s'arrête, un ressort comprimé à l'intérieur de la soupape la ferme avant que le fluide ne puisse s'inverser, assurant ainsi une fermeture silencieuse. Avec une course linéaire courte de seulement un quart du diamètre, le clapet anti-retour silencieux peut se fermer rapidement en environ 0,1 seconde.
Cependant, comme le disque se trouve toujours dans le trajet d'écoulement, les clapets anti-retour silencieux présentent une perte de charge relativement élevée et sont donc principalement adaptés aux applications à haute charge avec de l'eau propre.
Clapet anti-retour à bille
Les clapets anti-retour à bille présentent une conception simple et compacte, ce qui en fait un choix économique pour les pompes à eau ou les systèmes de pompage des eaux usées de petite et moyenne taille.
Ces vannes sont constituées d'un corps fileté ou à bride avec une conception interne qui guide une bille recouverte de caoutchouc pour entrer et sortir du siège dans le sens du débit. Pendant le fonctionnement, la bille roule, offrant un certain degré de capacité d'auto-nettoyage.
L'orifice d'entretien à accès par le haut de la vanne permet un entretien facile sans retirer la vanne de la canalisation. Les clapets anti-retour à bille peuvent être utilisés dans les systèmes d'eau et d'eaux usées, mais sont sujets aux coups de bélier dans les applications à haute pression ou les systèmes de pompes parallèles en raison de l'inertie plus importante de la bille et de sa distance de déplacement plus longue.
Dans les systèmes à pompe unique et à faible hauteur de chute, les clapets anti-retour à bille fonctionnent généralement bien et offrent une faible perte de charge.
Clapet anti-retour à double disque
Cette vanne est dotée d'une conception de type plaquette (installée entre deux brides de tuyau) avec un axe de charnière et deux disques opposés en forme de D qui tournent autour de l'axe.
De plus, il comprend un composant appelé goupille d'arrêt, qui centre et stabilise les disques dans le trajet d'écoulement lorsque la vanne est complètement ouverte.
Dans les applications pratiques, la vanne peut subir une usure due aux vibrations. Il convient donc d'ajouter des billes stabilisatrices aux extrémités de l'axe de charnière pour éviter les vibrations. Le siège élastique est généralement moulé directement sur le corps de la vanne et le support de support qui enjambe la vanne.
Étant donné que le support est situé dans le trajet d'écoulement, des débris peuvent s'accumuler, ce qui rend les clapets anti-retour à double plaque inadaptés aux eaux usées contenant des solides.
Le passage d'écoulement de la vanne représente environ 80 % du diamètre du tuyau, il faut donc tenir compte de la perte de charge. La fermeture est assistée par des ressorts de torsion autour de l'axe de charnière, qui appliquent une force à l'arrière des disques, offrant une excellente résistance aux coups de bélier.
Comme les clapets anti-retour mentionnés ci-dessus, ce type n'a pas d'indicateurs de position ouvert/fermé, mais grâce au mécanisme à ressort, il offre une protection supérieure contre les coups de bélier.
Clapet anti-retour à battant
Les clapets anti-retour à battant ont toujours été le type de clapet anti-retour le plus courant utilisé dans les systèmes de pompage d'eau et d'eaux usées.
Le nom « clapet anti-retour à battant » vient de sa conception, qui se compose généralement d'un corps de vanne et d'un élément de fermeture (ou disque) qui tourne autour d'un axe de charnière. L'angle de pivotement est généralement compris entre 60 et 90 degrés.
En raison de la longue distance de déplacement, combinée à l'inertie du disque et au frottement dans la garniture, ce type de vanne peut rencontrer des problèmes de coup de bélier lorsqu'il est utilisé dans des systèmes à pompes multiples ou des installations de tuyaux verticaux.
De ce fait, ces vannes sont souvent équipées de divers accessoires, les plus courants étant un levier et un poids.
Bien qu'il soit communément admis que le poids accélère la fermeture de la vanne, sa fonction première est de limiter la course du disque, réduisant ainsi le coup de bélier. Cependant, cela peut augmenter considérablement la perte de charge en contrepartie.
Clapet anti-retour à disque incliné
Avec une section d'écoulement atteignant 140 % et une conception de disque similaire à celle d'une vanne papillon, le fluide peut passer des deux côtés du disque, ce qui entraîne une perte de charge extrêmement faible.
Le clapet anti-retour à disque basculant est doté d'un siège en métal bronze aluminium durable et offre des amortisseurs d'huile montés en haut ou en bas en option. Ces amortisseurs assurent un contrôle efficace de la vanne et aident à gérer les fluctuations de pression dans les systèmes de tuyauterie de longueur moyenne.
Comme les autres clapets anti-retour à battant, le clapet anti-retour à disque inclinable fonctionne de manière entièrement automatique, ne nécessitant aucune alimentation externe ni aucun signal électrique provenant des systèmes de contrôle de la pompe.
De plus, cette vanne comprend un indicateur de position externe. Cependant, comme l'axe de charnière s'étend dans le trajet d'écoulement et peut recueillir des débris, elle ne convient qu'aux systèmes d'eau propre ou d'eaux usées traitées.
Critères de sélection et importance des clapets anti-retour
Coûts initiaux et coûts de maintenance
Le coût d’achat de divers clapets anti-retour peut être facilement obtenu auprès des distributeurs ou des fabricants locaux, les prix variant considérablement en fonction de la fonctionnalité et de la qualité.
Il est toutefois important de noter que le coût d’achat ne représente qu’une partie du coût initial, car les coûts d’installation et de maintenance peuvent parfois dépasser le coût d’achat.
Certains clapets anti-retour, tels que les clapets à plaquette, sont très compacts mais nécessitent une section de tuyau droite en amont qui est 3 à 5 fois le diamètre du tuyau.
Certaines vannes peuvent ne pas convenir à la tuyauterie verticale, ce qui nécessite une tuyauterie horizontale supplémentaire pour l'installation.
De plus, certains types de clapets anti-retour, ainsi que la plupart des grands clapets anti-retour, nécessitent une certaine forme de support de poids.
En résumé, le coût initial d’un clapet anti-retour doit tenir compte de facteurs tels que sa longueur face à face, la longueur de tuyau requise, les coûts d’installation, les coûts de maintenance et les frais de structures de support.
Caractéristiques non slam
Dès le premier jour de fonctionnement, les systèmes de pompage sont souvent perturbés par le claquement des clapets anti-retour et les fluctuations de pression qu'il provoque dans le système.
Le claquement des clapets anti-retour est un processus en deux étapes :
- Après l'arrêt de la pompe, le fluide s'écoule vers l'arrière à travers le clapet anti-retour alors que le clapet n'est pas encore complètement fermé.
- L'élément de fermeture coupe brusquement le flux inverse.
Il est donc essentiel de comprendre les caractéristiques de fermeture dynamique des différents clapets anti-retour automatiques. La meilleure façon d'éviter le claquement est de s'assurer que la vanne se ferme rapidement. Alors, quels sont les facteurs qui permettent à une vanne de se fermer rapidement ?
1. Position de l'élément de fermeture
Si l'élément de fermeture (par exemple, un disque) reste dans le trajet d'écoulement (comme dans les clapets anti-retour silencieux), le flux inverse agit immédiatement sur lui, le poussant à se fermer rapidement.
Si l'élément de fermeture est à l'extérieur du trajet d'écoulement (comme dans les clapets anti-retour à bille), le flux inverse a un impact moins direct, ce qui entraîne une fermeture plus lente.
2. Longueur de la course de fermeture
Plus la distance de déplacement de l'élément de fermeture est courte, plus la fermeture est rapide. Par exemple :
- Les clapets anti-retour silencieux et les clapets anti-retour à buse ont une course de fermeture d'environ un quart du diamètre du tuyau.
- Les clapets anti-retour à bille ont une course de fermeture beaucoup plus longue, égale au diamètre total du tuyau.
- Dans les clapets anti-retour à battant, les conceptions de charnières résilientes se ferment à un angle de seulement 35 degrés, par rapport aux 60 à 90 degrés des clapets anti-retour à battant traditionnels.
3. Poids de l'élément de fermeture
Les éléments de fermeture plus légers réagissent plus rapidement aux changements de dynamique des fluides, tandis que les plus lourds nécessitent plus de force et de temps pour se déplacer.
4. Orientation de l'installation
La résistance au claquement d'un clapet anti-retour peut être influencée par son sens d'installation. Quelle que soit la conception, tous les clapets anti-retour peuvent être installés en position horizontale, même si la canalisation est légèrement inclinée.
Cependant, une attention particulière est nécessaire pour les installations verticales :
Dans un écoulement vertical ascendant, l'écoulement inverse peut aggraver les problèmes de claquement. Avec le disque dans un plan vertical et sans assistance gravitationnelle pour la fermeture, une inertie accrue peut provoquer un claquement violent du disque dans le siège par un écoulement inverse rapide, malgré les mécanismes de levier qui tentent d'équilibrer le disque.
Pour les applications de tuyaux verticaux, le meilleur choix est une vanne à course linéaire courte ou à siège incliné.
Perte de charge et coûts énergétiques
La perte de charge désigne l'énergie perdue par un fluide lorsqu'il circule dans des canalisations, des vannes ou d'autres raccords en raison du frottement, de la turbulence et de l'impact. Cette perte s'exprime généralement sous la forme d'une chute de pression, ce qui entraîne une augmentation de la consommation d'énergie. La perte de charge est un indicateur de performance clé pour les clapets anti-retour.
Cv : Coefficient de débit
Actuellement, divers coefficients de débit et formules de perte de charge sont largement utilisés pour évaluer les performances de perte de charge des vannes. Le coefficient de débit le plus courant pour les vannes à eau est le coefficient de débit Cv. Plus la valeur Cv est élevée, plus la vanne est efficace.
Kv : Coefficient de résistance
Un autre coefficient de débit utilisé pour évaluer la perte de charge d'une vanne est le coefficient de résistance Kv, qui est appliqué dans les formules générales de débit des vannes et des raccords. Kv est un paramètre critique qui mesure la résistance générée lorsque le fluide traverse la vanne, ce qui permet une évaluation plus précise des performances de la vanne et de la perte de charge du système.
Compatibilité des fluides
Le type de fluide de canalisation est un facteur critique lors du choix d'un clapet anti-retour. Bien que tous les clapets anti-retour du marché puissent traiter de l'eau propre ou des eaux usées traitées, de nombreux clapets deviennent inadaptés lorsque le fluide passe de l'eau potable à l'eau brute, aux eaux usées, aux eaux usées filtrées ou aux eaux usées non traitées.
Lors de la sélection d'un clapet anti-retour, les aspects suivants doivent être pris en compte :
- Le siège de soupape peut-il maintenir une étanchéité adéquate si des solides en suspension sont présents ?
- Y a-t-il des composants tels que des arbres, des tiges, des rayons ou des disques dans le trajet d'écoulement ? Ces composants peuvent obstruer le passage des solides dans le milieu.
- Géométrie du corps de la vanne : existe-t-il des espaces ou des zones où des solides pourraient s'accumuler, entravant potentiellement le fonctionnement normal de la vanne ?
- Conception de l'alésage : plus la concentration de solides en suspension est élevée, plus une conception à alésage complet devient importante pour éviter les blocages.
Si la vanne présente un trajet d'écoulement droit et régulier, le risque de colmatage est considérablement réduit. Sur la base de ces considérations, les types de clapets anti-retour suivants ne conviennent pas aux eaux usées contenant de fortes concentrations de solides :
- Clapet anti-retour de buse
- Clapet anti-retour silencieux
- Clapet anti-retour à double disque
- Clapet anti-retour à disque incliné
Il est essentiel de comprendre les critères de sélection de base des clapets anti-retour pour choisir le type le plus adapté à votre système de fluides. Cela joue un rôle crucial dans l'amélioration de l'efficacité de votre système de fluides.
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