Clapet anti-retour - Fonctions anti-claquement et anti-compression

1. La fonction du clapet anti-retour est de garantir que le fluide s'écoule dans un seul sens. Les pièces mobiles exercent généralement une pression contre le siège de la soupape pour assurer l'étanchéité. Une légère pression doit être appliquée sur ces pièces pour ouvrir la soupape. Une fois ouverte, la force hydraulique générée permet d'ouvrir davantage la soupape. Le débit de fluide doit s'interrompre pour que la soupape se ferme. La dynamique des fluides créée par le débit empêche la fermeture complète de toutes les soupapes. Un ressort peut être utilisé pour contrôler l'ouverture et faciliter la fermeture. Certains clapets anti-retour fonctionnent uniquement par gravité. Ces clapets doivent être installés conformément aux instructions du fabricant. Si des canalisations horizontales sont prévues, la pente d'un tronçon de canalisation local doit être modifiée. Les clapets anti-retour à battant fonctionnent par gravité. À mesure que le clapet s'ouvre, la force nécessaire pour le manœuvrer augmente. Un déséquilibre entre le poids du disque et les forces hydrodynamiques empêche l'ouverture complète du clapet. Une augmentation du débit peut engendrer des dommages imprévus dus à la corrosion ou à l'érosion ; par conséquent, les clapets à gravité doivent impérativement respecter les conditions de fonctionnement. Lorsque la vanne est complètement ouverte, la course du disque ou du piston doit être limitée par une butée. Une vanne complètement ouverte, mais non retenue, est sujette aux vibrations. Ces vibrations peuvent entraîner une usure rapide des axes de la chaîne en ammonium ou du piston. Les vannes à ressorts peuvent subir une défaillance prématurée de ces derniers (due à la fatigue). Les vibrations peuvent être causées par des tourbillons ou des perturbations. Lorsque le fluide présente une certaine viscosité, l'amortissement par fluide peut atténuer les vibrations. Les vannes à ressorts peuvent être configurées avec des ressorts de rigidité variable. Ceci peut constituer un amortisseur de vibrations efficace si la butée de fin de course inclut une compression pour empêcher le rebond après un démarrage rapide. 2. Les différents modèles de clapet anti-retour visent à optimiser son fonctionnement. Le système de compression comprend un siège et une plaque ou un piston qui empêche la fermeture brutale du clapet anti-retour. L'ajout de matière sur le siège crée deux zones de compression. On tente d'évacuer le fluide de ces zones, ralentissant ainsi la fermeture du clapet. Cependant, ce système présente un inconvénient : la zone de jeu réduite accrue est propice à l'accumulation de petites particules solides. La protection contre la compression par fermeture contrôlée peut engendrer des problèmes supplémentaires dus à l'accumulation de solides si l'espace de compression est insuffisant pour les évacuer. Les solides fragiles, comme le charbon, peuvent être écrasés par un joint étroit. La zone de compression tend à augmenter la largeur effective du siège et à réduire la capacité du clapet à écraser les solides. Cet effet doit être pris en compte, en considérant toutes les propriétés pertinentes des solides. Les vannes à bille ont souvent des sièges très étroits et peuvent retenir les solides pour une étanchéité plus efficace. Les problèmes de vibrations peuvent se limiter aux petites vannes. Lorsque la vanne est plus grande, l'inertie des pièces mobiles augmente. Cette inertie accrue peut amortir les vibrations et entraîner un arrêt retardé après le début du reflux. L'amortissement du siège de soupape devient alors primordial. Pour toutes les vannes, la section du passage du fluide doit être vérifiée et les débits calculés pour les conditions de fonctionnement nominales. La surface du disque et du piston est aussi importante que celle de l'orifice principal. Les sections de passage réduites sont sensibles à la corrosion et à l'usure par cavitation. Pour certaines fonctions, le corps de la vanne anti-retour peut comporter des raccords auxiliaires, tels que des évents et des purges. Les vannes destinées aux applications thermiques peuvent parfois être équipées d'une vanne de dérivation permettant au système de se réchauffer à faible débit.