Le clapet anti-retour papillon à fermeture lente, à commande hydraulique, est un équipement de contrôle de canalisations de pointe, utilisé aussi bien en Chine qu'à l'étranger. Il est principalement installé à l'entrée de la turbine des centrales hydroélectriques, où il sert de vanne d'admission. Il peut également être installé à la sortie des pompes de drainage et d'adduction d'eau dans les réseaux hydrauliques, électriques et de distribution d'eau, en remplacement des clapets anti-retour et des vannes à guillotine. En fonctionnement, le clapet, en interaction avec le moteur principal de la canalisation, assure, grâce à un processus de transition hydraulique et à des cycles d'ouverture et de fermeture prédéfinis, une coupure fiable de la canalisation. Il élimine ainsi efficacement les coups de bélier et contribue à la sécurité du réseau.

Principe de fonctionnement

L'énergie de fermeture réservée d'un clapet anti-retour à fermeture lente à commande hydraulique par marteau lourd correspond à l'énergie potentielle du marteau lourd. Cette énergie se divise en deux catégories : le clapet anti-retour à fermeture lente à commande hydraulique par marteau lourd à maintien de pression automatique (ci-après dénommé « à marteau lourd à maintien de pression ») et le clapet anti-retour à fermeture lente à commande hydraulique par marteau lourd à verrouillage (ci-après dénommé « à marteau lourd à verrouillage »). Les conditions de service comprennent principalement les pompes centrifuges, les pompes axiales et les turbines.

Conditions de fonctionnement d'une pompe centrifuge avec ouverture de vanne (y compris une pompe centrifuge à flux mixte) : démarrer d'abord la pompe, puis ouvrir la vanne après avoir retardé le temps prévu.

Conditions de fonctionnement d'une pompe à flux axial à vanne ouverte (y compris une pompe à flux mixte axial) : ouvrir simultanément la vanne de la pompe, ou ouvrir d'abord la vanne à un certain angle, puis démarrer la pompe.

Conditions de fonctionnement de la turbine à ouverture de vanne : ouvrir d’abord la vanne de dérivation pour équilibrer la pression, puis ouvrir la vanne, et enfin ouvrir la turbine.

Il est généralement nécessaire de fermer la vanne simultanément à l'arrêt ou à la panne de courant dans diverses conditions de travail.

Le principe de fonctionnement électrohydraulique de base est le suivant :

Lors de l'ouverture de la vanne, l'électrovanne s'inverse, la pompe à huile démarre et l'huile hydraulique pénètre dans le vérin via le régulateur de débit et le flexible haute pression. L'huile pousse le piston et actionne le levier qui soulève le marteau pour ouvrir la vanne. Une fois la vanne ouverte, le système de maintien de pression automatique se met en marche et le moteur continue de charger l'accumulateur. Lorsque la pression atteint le seuil de consigne, la pompe à huile s'arrête. La durée d'ouverture de la vanne est réglable de 10 à 90 secondes à l'aide de la molette du régulateur de débit.

Lorsque le système fuit et que la pression chute jusqu'au point de consigne de basse pression, le moteur de la pompe à huile démarre automatiquement et s'arrête une fois le point de consigne de haute pression atteint.

Lors de la fermeture de la vanne, l'électrovanne s'inverse, l'huile sous pression du vérin retourne au réservoir via le raccord rapide/lent, le flexible haute pression et l'électrovanne. Le coup de bélier s'abat et la bielle actionne le papillon, fermant ainsi la vanne et coupant rapidement le débit d'eau sur environ 70 % de sa course initiale. Les 30 % restants s'effectuent en douceur. L'angle de fermeture rapide et lente, ainsi que le temps d'amortissement de chaque phase, sont réglables en fonction des conditions de fonctionnement de la canalisation afin d'éliminer efficacement les coups de bélier. Le temps de réglage est de 2 à 25 secondes pour la fermeture rapide et de 6 à 90 secondes pour la fermeture lente.

Lors de l'ouverture et de la fermeture, la vanne peut être arrêtée à n'importe quelle position intermédiaire grâce au bouton d'arrêt. Cette fonction d'arrêt est principalement utilisée pour le dépannage du système.

La pompe manuelle sert principalement au dépannage du système. En cas de panne de courant ou de dysfonctionnement de la pompe à huile, son actionnement permet d'ouvrir la vanne et de maintenir la pression du système. L'ouverture de la vanne d'arrêt normalement fermée, sous l'effet de l'énergie potentielle du marteau et du couple hydrodynamique, entraîne la rotation du papillon par la bielle, fermant ainsi la vanne.