Un clapet anti-retour à ressort empêche le reflux grâce à un disque assisté par ressort qui se ferme avant même que le flux ne s'inverse. C'est là la principale différence avec un clapet anti-retour à battant. Les clapets anti-retour à battant attendent le reflux pour fermer le disque. Les clapets à ressort, quant à eux, se ferment dès que la vitesse du flux diminue. Ce décalage temporel est à l'origine du coup de bélier dans un cas et l'empêche dans l'autre.
Qu'est-ce qu'un clapet anti-retour à ressort ?
Un clapet anti-retour à ressort est un clapet unidirectionnel dont le disque est maintenu contre son siège par un ressort comprimé en l'absence de flux direct. La pression directe, en surmontant la force du ressort, ouvre le clapet. Lorsque le flux direct chute en dessous de la pression d'ouverture, le ressort repousse le disque contre son siège avant que le flux inverse ne puisse se développer.
La pression d'ouverture est la pression minimale en amont nécessaire pour ouvrir la vanne contre le ressort. La plupart des applications industrielles fonctionnent entre 0,5 et 5 PSI. Une pression d'ouverture plus faible convient aux systèmes à faible débit. Une pression plus élevée convient aux systèmes où la contre-pression est importante et où une étanchéité parfaite à un débit quasi nul est essentielle.
Fonctionnement du mécanisme à ressort
Un ressort est placé entre le disque et le corps de vanne aval. En position fermée : le ressort maintient le disque contre son siège. Lorsque la pression d'entrée dépasse la pression d'ouverture, le disque se soulève et le fluide s'écoule dans l'espace qui l'entoure. Si la pompe s'arrête ou que la pression d'entrée chute, le ressort commence à refermer le disque avant que le flux ne s'inverse.
C'est là le point crucial. La fermeture du clapet anti-retour se produit avant l'inversion du flux, et non à cause d'elle. Un clapet anti-retour oscillant reste ouvert jusqu'à ce que le flux inverse le ferme physiquement. À ce moment-là, le pic de pression est déjà en formation. Le clapet, actionné par le ressort, se ferme déjà alors que le flux direct continue de décélérer. Le pic de pression n'a donc pas encore le temps de se développer.
La raideur du ressort est importante. Un ressort plus rigide se ferme plus rapidement, ce qui entraîne une pression d'ouverture plus élevée, une plus grande résistance à l'écoulement et une chute de pression plus importante. Un ressort plus souple se ferme plus lentement, ce qui entraîne une pression d'ouverture plus faible et une chute de pression moindre. La raideur optimale du ressort dépend de la vitesse d'écoulement, de la chute de pression admissible et du risque de coup de bélier que le système peut supporter.
Clapet anti-retour à ressort vs clapet anti-retour à battant : clapet anti-retour à ressort vs clapet anti-retour à ressort
Non slam La comparaison entre un clapet anti-retour à ressort et un clapet anti-retour à ressort est celle à laquelle les ingénieurs font appel lorsqu'ils doivent choisir entre les deux modèles pour une application spécifique.
Le tableau ci-dessous indique la place de chaque type parmi les facteurs qui déterminent la décision de sélection.
| Facteur | Clapet anti-retour à ressort | Clapet anti-retour oscillant |
| Mécanisme de fermeture | À ressort, se ferme avant l'inversion | Dépendance à la gravité et au flux inverse |
| risque de coup de bélier | Faible | Plus haut, le disque s'enclenche par reflux. |
| chute de pression | Plus élevée en raison de la résistance du ressort | Voie d'écoulement inférieure et dégagée |
| orientation d'installation | Toute orientation | Horizontal ou vertical spécifique uniquement |
| Entretien | Inspection périodique du printemps nécessaire | Plus simple, moins de composants |
| Idéal pour | Refoulement de la pompe, conduites verticales, débit pulsé | Débit horizontal élevé, faible risque de coup de bélier |
La conception du ressort réduit considérablement les coups de bélier dans la plupart des applications. Leur élimination complète dépend de facteurs liés au système, au-delà de la vanne. La longueur de la conduite, la vitesse d'écoulement et la fréquence d'arrêt de la pompe y contribuent. La vanne ferme le disque de manière proactive. La conception du système détermine si cette fermeture est suffisante.
Réduction du bruit et des coups de bélier
Le coup de bélier est la surpression qui se produit lorsqu'une colonne de fluide en mouvement s'arrête ou s'inverse brusquement. Le clapet anti-retour reste ouvert jusqu'à l'inversion du flux, puis se referme brutalement. Ce claquement crée une onde de pression qui se propage dans la tuyauterie sous forme de bruit et de contraintes mécaniques sur chaque raccord et joint du système.
Pour éviter les coups de bélier, on trouve des dispositifs à ressort sur les conduites de refoulement des pompes, les colonnes montantes et les systèmes où les cycles de démarrage et d'arrêt sont fréquents. Dans les systèmes de chauffage, ventilation et climatisation (CVC) et les installations techniques du bâtiment, où le bruit se propage par la tuyauterie dans les espaces occupés, la différence entre un claquement sec et une fermeture silencieuse peut engendrer des problèmes d'exploitation.
Quelle est la différence entre un clapet anti-retour silencieux et un clapet anti-retour à battant standard ?
Un clapet anti-retour silencieux utilise un ressort de fermeture pour fermer le disque avant l'inversion du flux. Un clapet anti-retour à battant standard s'appuie sur la gravité et la pression inverse du flux pour fermer le disque. Le clapet anti-retour silencieux élimine le claquement du disque et la surpression qui en résulte. Le modèle à battant est plus simple et présente une perte de charge plus faible, mais génère du bruit et des coups de bélier à la fermeture. Pour les systèmes où le bruit et les coups de bélier sont des facteurs critiques, le modèle à ressort est la solution appropriée.
Applications
Les clapets anti-retour à ressort apparaissent partout où la prévention des inversions de flux et la maîtrise des coups de bélier sont toutes deux requises.
Les conduites de refoulement des pompes constituent l'application principale. À chaque arrêt d'une pompe centrifuge, la colonne d'écoulement ralentit et tend à refluer à travers la roue. Un dispositif de fermeture à ressort empêche ce phénomène avant même qu'il ne se produise. Il protège la pompe contre le retournement et la tuyauterie contre les surpressions.
Les canalisations verticales nécessitent l'assistance d'un ressort car les clapets anti-retour à battant fonctionnent uniquement par gravité et ne peuvent pas fonctionner correctement en cas d'écoulement vertical descendant. Le ressort assure la force de fermeture quelle que soit l'orientation, ce qui explique pourquoi les modèles à ressort sont la norme pour les colonnes montantes verticales.
Les circuits d'eau glacée et d'eau chaude des systèmes de chauffage, ventilation et climatisation utilisent des clapets anti-retour silencieux pour empêcher l'écoulement par thermosiphon lorsque les pompes sont arrêtées et pour éliminer le bruit dans les bâtiments où le bruit des systèmes mécaniques constitue une véritable source de plaintes opérationnelles.
Les systèmes d'injection de produits chimiques utilisent des clapets anti-retour à piston à ressort pour empêcher le fluide de traitement de pénétrer dans les conduites des pompes doseuses. La pression d'ouverture définit un seuil en dessous duquel le clapet reste fermé, quelles que soient les fluctuations de pression en aval.
CTGV fabrique clapets anti-retour à passage intégral et clapets anti-retour de levage en acier inoxydable Conformes aux normes API 6D, API 594 et ASME B16.34, les clapets anti-retour à levée CTGV sont conçus pour les systèmes nécessitant une fermeture assistée par ressort. Ils offrent une fermeture à disque guidé avec joints métal-métal ou souples, pour les classes ANSI 150 à 4500. Contactez-nous pour obtenir une recommandation technique sous 48 heures.
Classe de pression : CLASSE 150-CLASSE 2500 (PN10-PN420)
Questions fréquemment posées
À quoi sert un clapet anti-retour à ressort ?
Empêche le reflux dans les conduites de refoulement des pompes, les tuyauteries verticales, les circuits de climatisation et les systèmes d'injection de produits chimiques. Le ressort ferme le disque avant que le flux ne s'inverse, protégeant ainsi les pompes contre la rotation inverse et évitant les coups de bélier, contrairement aux clapets anti-retour à battant qui se fermeraient brutalement.
Comment fonctionne une soupape à ressort ?
La pression directe surmonte la force du ressort et ouvre le disque. Lorsque le débit direct chute en dessous de la pression d'ouverture, le ressort referme le disque avant que le flux inverse ne se produise. La fermeture a lieu avant l'inversion, et non à cause d'elle. Ce décalage temporel élimine la surpression.
Quand faut-il utiliser un clapet anti-retour ?
Utilisez un clapet anti-retour dès que le reflux risque d'endommager l'équipement, de contaminer le fluide en amont ou de créer un danger. Les situations à risque incluent les conduites de refoulement de pompe, les colonnes montantes verticales, les systèmes à zones de pression multiples et tout endroit où un flux inverse provoque un coup de bélier ou une inversion de rotation de la pompe.
Quelle est l'utilisation la plus courante d'une vanne à ressort ?
Protection contre le refoulement de la pompe. Le ressort ferme le disque lorsque la pompe décélère, empêchant ainsi le reflux à travers la roue et la surpression qui se produit lorsqu'un clapet anti-retour se referme brutalement contre une colonne de fluide en mouvement inverse.
