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Installation des soupapes


Nombre de soupapes

On cherche dans le cas général à n'installer qu'une seule soupape capable d'évacuer à elle seule la totalité du débit à décharger.
Cependant, si une soupape unique est insuffisante, plusieurs soupapes peuvent être installées en parallèle.
Quel que soit le débit excédentaire à évacuer, une soupape ouverte débite à son débit maximum. Elle se refermera lorsque la pression génératrice sera retombée en dessous du seuil de re fermeture (généralement 10% en dessous de la pression de tarage). Contrairement à une vanne de régulation de pression, une soupape fonctionne en mode tout ou rien.
Pour éviter des mouvements trop fréquents pour des débits à évacuer inférieurs à la capacité de l'ensemble des soupapes installées, les pressions d'ouverture peuvent être étagées. Dans ce cas la valeur de réglage la plus élevée sera au plus égale à la pression maximale admissible dans l'installation à protéger.

Tuyauterie d'entrée

Elle doit être la plus courte possible et la perte de charge engendrée par l'écoulement ne doit pas dépasser 3% de la pression de début d'ouverture de la soupape.
Si cette perte de charge est trop importante, elle risque de faire battre le clapet (ouvertures et fermetures rapides), ce qui provoquera sa détérioration rapide.
La section de la tuyauterie ne peut être inférieur à celle du raccordement de la soupape (ISO  4126-1).

Si on craint un quelconque encrassement de la soupape pouvant entraver l'écoulement et diminuer sa capacité effective d'évacuation, on peut la protéger en installant en amont un disque de rupture.

Tuyauterie d'échappement

La section de la tuyauterie ne peut être inférieur à celle du raccordement de la soupape (ISO  4126-1).
Elle ne doit transmettre aucune contrainte à la soupape.

Pour les soupapes conventionnelles sans soufflet d'équilibrage, la contre pression engendrée par l'écoulement doit être limitée à 10% de la pression de début d'ouverture. Si la contre pression est supérieure, celle-ci provoquera la re fermeture du clapet. Cette contre pression disparaîssant avec la disparition de l'écoulement, la soupape s'ouvrira à nouveau immédiatement si la pression génératrice est toujours présente. On dit alors que la soupape bat. Ce phénomène peut se reproduire rapidement et longtemps ce qui provoquera inévitablement une détérioration rapide de la soupape. La contre pression variable engendrée par l'écoulement peut être réduite en augmentant le diamètre et en utilisant des coudes à grand rayon (mini 2,5D). Si la contre pression variable ne peut être réduite à une valeur inférieure à 10% de la pression de tarage, le clapet de la soupape doit être équipé d'un soufflet d'équilibrage qui isolera la face arrière du clapet de la pression aval.

Dans certaines conditions opératoires, l'écoulement dans la tuyauterie d'échappement peut atteindre la vitesse du son. Si l'échappement débouche à l'atmosphère, il génèrera un bruit important. Le bruit peut être atténué en équipant l'échappement d'un silencieux.

Pour les liquides, il est recommandé d'orienter l'écoulement vers le bas.
Pour la vapeur, il est recommandé d'orienter l'écoulement vers le haut. Un point de purge des condensats ou de l'eau de pluie doit être ménagé en partie basse du coude.

Collecteur d'échappements

Si l'échappement de plusieurs soupapes rejoignent un même collecteur, la contre-pression engendrée par le débit total des décharges simultanées, soit inférieure à la plus basse des contre-pressions admissibles.
Des collecteurs séparés sont généralement prévus pour les fonctionnements à haute et basse pression.

Montage

Une soupape doit toujours être installée en position verticale.
Les piquages sur lesquels sont montés les soupapes doivent pouvoir supporter l'effort de réaction généré par l'échappement.
Si elle doit évacuer un gaz ou de la vapeur, la soupape sera montée en partie haute de l'installation à protéger.

Pour les exigences aseptiques extrêmement élevées, il existe des formes de construction spéciale sans espace mort pour montage direct sur réservoir ou sur tuyauterie. Ainsi la soupape de sûreté n'est plus un accessoire de tuyauterie perturbant et un mal nécessaire mais devient un composant à part entière de l'installation qu'elle protège de façon sûre en respectant toutes les exigences d'hygiène.
Les champs d'application sont entre autres les bio réacteurs, les autoclaves, l'industrie des boissons, les fermenteurs et la protection des conduites, lorsqu'une sécurité directe des réservoirs n'est pas possible.


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