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APPAREIL PNEUMO-PULSEUR ELEVATEUR D'EAU.
La présente invention a pour objet un appareil élévateur d'eau dit pneumo-pulseur parce que 1-'élévation de 1-'eau est obtenue par des pulsa- tions produites à 1?aide de jets successifs d'air comprimé.
Conformément à l'invention, une cloche immergée dans 1-'eau à élever, comporte une ouverture dentrée d'eau à sa partie inférieure, une soupape contrôlant cette entrée et pouvant être appliquée sur son sipge pour la fermer lorsqu'une pression suffisante est engendrée dans la cloche, une colonne.montante pour Peau sélevant à travers la partie supérieure de la cloche., une soupape contrôlant l'entrée danscette colonne montante pouvant être .soulevée de son siège lorsqu-une pression suffisante est engendrée dans la cloche,, une source d'air comprimée un distributeur comportant un cylin- dre relié à cette source d'air comprimée à la cloche et à l'atmosphère,
puis contenant un tiroir contrôlant ces communications, de fagon à assurer alter- nativement l'admission d'air comprimé dans-'la cloche et la mise à l'atmos- phère de.la cloche;, et une commande imprimant le mouvement de va-et-vient intermittent nécessaire à ce tiroir, pour assurer ses fonctions.
Suivant une forme de réalisation,, le tiroir est commandé par un électro-aimant, et un interrupteur assure alternativement la fermeture et la coupure du circuit alimentant l'électro-à-aimant,
Suivant une variante la cloche immergée comporte deux chambres de refoulement de 12 eau qui y parvient en communication avec deux conduits dair comprimé reliés à un distributeur à tiroir à mouvement alternatif., dans lequel débouche un conduit d'arrivée d'air comprimé de façon que des impul- sions successives d'air comprimé soient produites dans lesdites chambres al- ternativement par chacun des deux conduits;
le cylindre du distributeur est relié à ses deux extrémités à des ..conduits contenant une colonne de liquide
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incompressible relés à un distributeur fournissant alternativement de l'air comprimé à chacun de ces conduits pour repousser par ladite colonne liquide le distributeur alternativement d'un côté et de l'autre du cylindre; le ti- roir distributeur ainsi mis en mouvement alternatif dans le cylindre présen- te deux décolletages assurant alternativement la communication du conduit d'arrivée d'air comprimé avec l'un des conduits menant à la cloche et de 1' autre conduit relié à la cloche avec un échappement à 1-'atmosphère.
Suivant un' développement, l'invention crée une installation com- prenant plusieurs cloches semblables montées en série, dont la première est immergée et reliée à celle placée au-dessus, elle-même reliée à une troisiè- me et ainsi de suites
Des formes de réalisation de l'objet de l'invention sont repré- sentées, à titre d'exemple, au dessin annexé.
La fig. 1 est une coupe-élévation schématique d'une première for- me de réalisation.
La fig. 2 est une coupe-élévation schématique d'une deuxième forme de réalisation à la fin de l'une des deux phases de travail.
La fige 3 est une coupe-élévation schématique correspondant à celle de la fige 2 à la fin de l'autre phase de travail.
La fige 4 est une élévation partie en coupe de l'ensemble de l'ap- pareil
La fige 5 est une élévation d'un dispositif de l'appareil.
La fige 6 est une coupe sensiblement suivant la ligne III-III de la fige 5.
La fig. 7 est une élévation partie en coupe d'une variante du dis- positif de la fige 5.
La fige 8 est une élévation partie en coupe d'une variante de l'un des organes de l'appareil.
A la fige 1., 1 et 2 désignent deux cloches immergées dans l'eau. d'un puits ou dune rivière 3. Chacune de ces cloches est munie à sa base d'une soupape 4 et elles comportent chacune un trou 5 sur lequel est .fixé un tuyau 6.
Un deuxième tuyau 7, qui pénètre dans chacune des cloches par un trou 8, est partiellement ouvert à sa base. Une bille 9, d'un diamètre sensi- blement inférieur à celui du tuyau 7, est placée à la base de ce dernier et obture normalement son ouverture inférieure.
Les deux tuyaux 6 sont raccordés à leur partie supérieure à un cylindre 10 terminé à ses deux extrémités par des boites 11, 12 dans lesquel- les sont logés des électro-aimants 13, 14. Le cylindre 10est en communica- tion avec l'atmosphère par deux tubes 15, 16 et avec une source d'air com- primé par le tuyau 17.
Un tiroir 18, 18a 18b peut coulisser dans le cylindre 10 sous l'impulsion des noyaux 19, 20 sur lesquels sont fixées des tiges 21, 22 pous- sant les pistons 18a, 18b.
Un interrupteur à mercure 23 est monté oscillant autour d'un axe 24; cet interrupteur comporte trois contacts 25, 26, 27. Le contact 25 est relié au réseau 28,tandis que les contacts 26, 27 sont reliés aux électro- aimants 13, 14. En générale les oscillations de l'interrupteur 23 sont com- mandées par un excentrique (non représenté) recevant son mouvement d'un moteur
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à air comprimée du compresseur ou de tout autre dispositif.
Une démultiplica- tion convenable peut être interposée entre l'excentrique et le moteur.
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L-9appareil fonctionne de la façon suivante s
L'interrupteur 23 étant actionné et de l'air comprimé arrivant en permanence au cylindre 10 du distributeur par le tuyau 17, lorsque l'une des cloches, celle de droite par exemple? est pleine d'eau, le tiroir 18 occupe la position représentée à la fig. 1 ;
1-'air comprimé arrivant du tuyau 17 pas-
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se dans le cylindre 10 entre les pistons 18 et 18.129 puis dans le tube 6 pour . arriver dans la cloche 1 et chasser l'eau qu'elle'contient par le tuyau 7, la bille 9 ¯'Soulevée de son siège par la pression qui ferme également la sou- pape 4.
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Lorsque l'excent ique a fait un demi-;'Pour, l'interrupteur 23 oc=; cupe la position représentée en traits interrompus ; lemercure qu'il contient ferme le circuit entre le contact 25 et le contact 26; le courant passe de l'un à l'autre et excite la bobine 13, qui attire le noyau 19. Celui-ci étant solidaire de la tige 21 est en contact avec le tiroir 18 qu'il repousse vers la droite.
@ Le tiroir 18 coupe alors la communication entre la source d'air
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comprimé et la cloche 1 qui est mise â P atmosphère par le tuyau 6 le cylin- dre 10 et le tube 16..
La cloche 2 par contre est mise en communication par le cylindre
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10 et le tuyau 6 avec 1-'air comprimé arrivant toujours au cylindre 10 par le tuyau 17. 1'7air comprimé chasse alors Peau de la cloche 2 dans le tuyau 7.
L'excentrique continuant son mouvement ramène ensuite l'interrup - teur 23 à sa position premièreo Durant le temps pendant lequel la cloche 2
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était sous la pression de l'air comprimé., la cloche i, qui était à laatmosphè- re, s'est remplie d9earz suivant le principe des vases communicants; le cycle complet des opérations déjà décrites recommence.
Pour monter l'eau d'une nappe profonde., on emploie plusieurs grou- pes de cloches qui fonctionnent en alternance. Par exemple., deux autres clo- ches, telles que l'et 2, sont montées à une certaine hauteur sur les tuyaux 7 et actionnées, comme .il vient d'être décrit pour refouler dans deux autres colonnes montantes 7 et ainsi de suite.
A la figo 2, la cloche 30, qui est immergée dans l'eau d'un puits
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ou dune rivière 31, comporte à sa partie inférieure une ouverture 329 qui est obturée par un clapet 33 Un trou 34 est percé à la partie supérieure:de la cloche et un tuyau 35 est raccordé a la cloche sur le trou 34. 36 désig- ne un tuyau descendant dans la cloche 30;
ce tuyau, qui est partiellement ouvert à sa base;, contient une bille 37 qui ferme normalement son entréeo
Le tuyau 35 est raccordé à sa partie supérieure à un cylindre 38, terminé à 1-'une de ses extrémités par une boite 39 et ouvert à son autre ex- trémité,
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Un tube 40 %mène en permanence l'ait comPrimé au cylindre .38, dans lequel est logé un tiroir 41, 41â solidaire d'u.rle' tige 42 terminée par un noy- au plongeur 43..
Le piston 41 a un diamètre plus petit-que celui du piston 41a pour faciliter la manoeuvre décrite plus loin.
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Un interrupteur' à'1D.eroure 44 est monté oscillant autour d'un axe 45 supporté par une tige 46 fixée à la cloche 300
L'interrupteur comporte deux contacts 47, 48; lecontact 47 est
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relié au réseau dJ! a1.ilnentatiôns' tandis que le contact 48 est relié à la bobi- ne 49 d'un électro-aimant logé dans la boite 39.
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A une extrémité de l'interrupteur 44 est fixée une tige rigide 50 supportant deux flotteurs 5le 52. tandis qu'à son autre extrémité est fixée une masse additionnelle 53,dont le poids est égal à une fois et demie la-de- mie-somme du poids des deux flotteurs 51, 52. Le poids du mercure contenu dans l'interrupteur 44 est égal à la moitié de la différence entre le poids de la masse additionnelle et le poids d'un des flotteurs.
L'appareil fonctionne de la fagon suivante
La cloche étant vide et le mercure occupant la position représen- tée à la figo 2, le poids des flotteurs 51 et 52 s'additionne au poids du mer- cure.
La cloche est à l'atmosphère puisque le circuit électrique de 1'électro-aimant est ferré, L'eau. entre dans la cloche, immerge le flotteur 52 puis monte et atteint le flotteur 51.
La poussée exercée par l'eau en se retranchant du poids des flot- teurs et du poids du mercure fait réaliser l'équilibre entre le poids de la masse additionnelle et le poids résiduel des flotteurs et du mercure. Celui- ci se déplace alors dans l'interrupteur 44 vers la masse additionnelle et provoque le basculement de l'interrupteur suivant la flèche F (fig, 2).
L'interrupteur occupe alors la position représentée à la fig. 3. La cloche est pleine à ce moment. Le circuit électrique de Il'électro-aimant est ouvert car le mercure est placé à l'extrémité de l'interrupteur qui ne comporte pas les contacts (fig. 3).
L'air comprimé arrivant par la conduite 40 pousse le piston 41a, qui se déplace vers la droite du dessin, en découvrant ainsi le tuyau 35.. tan- dis qu'il obture l'ouverture terminale du cylindre 38. L'eau est chassée de la cloche et monte dans le tuyau 36.
Lorsque la cloche est vide, le poids des flotteurs 51, 52 fait pivoter l'interrupteur à mercure 44 qui prend la position représentée à la fig. 2. Le circuit de 1'électro-aimant est fermé par le mercure contenu dans l'interrupteur, le mercure venant se placer sur les contacts 47, 48. La bo- bine 49 appelle le noyau 43, qui tire le tiroir 41, 41a vers la gauche du dessin (fig. 2). La communication entre le tube 40 et le tuyau 35 est coupée par le piston 41a. La cloche est à l'atmosphère par le tube 35 et l'extré- mité ouverte du cylindre 38. L'eau remplit de nouveau la cloche 30 et, lors- . que cette dernière opération est effectuée, le cycle des opérations'recommen- ce.
Pour monter l'eau d'une nappe profonde, on emploie, plusieurs clo- ches 30, disposées d'étage en étage comme expliqué ci-dessuset qui fonction- nent en alternance.
Les fils des circuits électriques alimentant les électro-aimants de l'installation sont en général logés dans les tubes d'amenée de l'air com- primé et sont ainsi parfaitement protégés tout en étant dans des conditions de fonctionnement parfaites, l'air comprimé étant sec, exempt de poussières et refroidissant constamment ces conducteurs.
A la fig. 4, 61 désigne une cloche immergée dans l'eau d'une ri- vière ou d'un puits 61a. Cette cloche comporte une chambre inférieure 62 com- muniquant avec le milieu ambiant par l'ouverture 63. Deux chambres 64, 65 sont séparées de la première par des soupapes 66, 67. Un deuxième groupe de soupa- pes 68, 69 met en. communication les chambres 64, 63 avec une chambre centrale 70. Un couvercle- 71, maintenu par des vis 72, ferme la cloche 61. Le couver- cle 71 est percé en son centre d'un trou taraudé 73, dans lequel se visse l'ex- trémité filetée d'un tuyau 74.
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Deux trous 75, 76, percés dans le couvercle 7le mettent la cloche 61 en communication avec des conduites r17 z78.
Une conduite 79 amène Pair soue-pressiong une conduite 80 relie la conduite 79 à un robinet 81 rez volet tournant 81bo Un tube 81â permet la mise à 1'atnosphère d.l'U1l partie du obinet 81- '
Deux conduits 83, 84 sont raccordés à des distributeurs 85, 86 constitués par des cylindres 87, 87 dans lesquels peuvent coulisser des ti-
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roirs 88, 8La., 88b$ 8EP, 88eap 88'bo
Les distributeurs 85, 86 comportent deux tubes 89, 90, 89', 90' de mise à 1-*atmosphère; un tube 91 relie le distributeur 85 à la conduite 79, tandis qu'un tube 92 relie le distributeur 86 à un obturateur automatique 93
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en communication avec la conduite ,'l9 par un tube 94.
Lobtu..rateur 93 est constitué par un boîtier 93a et un'" clapet 93b présentant en son centre un trou conique 93c
Une cloche 95, semblable à la cloche 61 et portant les mêmes réfé-
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rences avec prime, est reliée par son ouverture 63 au tuyau zozo Des tubes 77 78 relient le distributeur 86 aux chambres 64 -et 65 de la cloche 95.
Le volet tournant 81b est actionné, soit par un moteur pneuma- tique prélevant 1-'air comprimé sur la conduite 79 lorsque 11' on dispose d'une installation dair comprimée soit par l'un des dispositifs représentés aux
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fige 5, 6 et 7 lorsque 1-'installation de lg appareil pneumo-pulséur comporte un compresseur:.
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Aux fig. 5 et 6, l'axe 100 du volet tournant 8lia du robinet 81 porte un rochet 101 claveté sur lui en 101 q. Une bielle 102 montée folle sur l'axe 10 est articulée en 103 à un bras 1042 dont le pied 105 est monté sur un excentrique 106 fixé par une vis 107 sur 1 extrémité de l'arbre 108 du compresseur de'alimentation de 1-9appareil pneamo pu3.sen.r Un cliquet 109 est monté fou sur un axe 110 solidaire de la bielle 102, La fige 7 montre un autre dispositif d',entraînement du volet z du robinet 81. Un rochet 111 est monté sur l'axe 100 du robinet 81b.
Une boite 1.2 contenant un diaphragme 113$ est mise en communication avec la tête dun cylindre du compresseur d'alimentation de l'appareil p,!eumo-pulseur par un tube .J1 Le diaphragme 113 commande une tige 115 coulissant dans un palier 116. Un cliquet 117 est articulé sur un axe 118 à l'extrémi- té de la tige 115.
La fig. 8 montre un distributeur pendulaire pouvant remplacer 1-'obturateur à volet tournant. Un pendule 120 est articulé sur un axe 121 et muni d'un contrepoids réglable 122. Il est.commandé par un double piston 123 coulissant dans deux cylindres 124, 125 ; un axe 126, solidaire du piston
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123g engagé dans une boutonnière 127 percée dans l'extrémité 12Qa du pendu- le 120e constitue la liaison entre le piston 123 et le pendule 120. , Un .double tiroir .2$s I2$ap coulissant dans des cylindres 129, 130e est comman- dé par le pendule 120 au. moyen d'un ergot 131 du double tiroir 128, 128' enga- gé dans une boutonnière 132 percée dans le pendule 120.
Le tube 133' relie le dispositif à la conduite d'air comprimé 79 (figo. 4) Les cylindres 124 et 125 sont reliés aux tubes 83, 84 tandis que les tubes 134, 135 permettent respectivement la mise à l'atmosphère de la partie droite et gauche du distributeur pendulaire,
L'appareil fonctionne de la façon suivante
Un liquide aussi, incompressible que possible remplit les con-
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duits 83e $.9 ainsi qu-'une .1 pàrtie des distributeurs 85' 86 (figo 4).
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Une source d'air comprimé quelconque alimente la conduite 79.
Un moteur à air comprimé entraîne le volet 81b du robinet 81, ce qui permet ';: la distribution alternative de Pair comprimé aux colonnes 83 et 84 comman- dant les distributeurs 85, 86.
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Dans le cas représenté à la fig. 4, 1-oau du puits 6la entrant par l'ouverture 63 dans la chambre 62 passe par la soupape 67 et entre dans la chambre 65 suivant la loi des vases communicants. Il en est de même pour la chambre 64.
Le robinet 81 mettant en communication la conduite 79 d'air comprimé avec la colonne liquide contenue dans le tube 83 par l'intermédiaire du tube 80,une certaine quantité d'air comprimé agit sur la colonne liquide qui pousse le piston 88 du distributeur 85. De 1-'air comprimé, arrivant par la conduite 79 à travers le tube 91, passe dans la conduite 78 et pousse l'eau contenue dans la chambre 65dans la chambra centrale 70 de la cloche 61.
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Pendant ce temps;,- le volet 8lb du robinet 8lê entraîné par le moteur sus-nom- mé, a-effectué une rotation de 'S# . Le tube 83 est alors mis â, l'atmosphère par le tube 81a: 1?air comprimé arrivant par le tube 80 est envoyé dans le tube 84: la colonne liquide contenue dans ce tube repousse alors le piston 88 dans le distributeur 85;
1?air comprimé arrivant par le tube 91 passe par le tube 77 et agit sur l'eau. contenue dans la chambre 64, qui entre dans la chambre 70 de la cloche 61,. Pendant ce temps., le tube 78 est mis à l'at- mosphère par le tube 89 porté par le distributeur 85. Le mouvement inverse se reproduit ensuite, le'voleta 8112,,du robinet 81 ayant encore effectué une
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rotation de -S- . L'eau monte alors dans le tuyau 74 et . arrive dans la chambre inférieure 63 puis dans les chambres 641 et 65 de la cloche 95.
Pendant la période où l'eau n'est pas encore arrivée dans les cham-
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bres 64 et 65g de la cloche 95, le distributeur 86 commandé en synchronisme avec le distributeur 85 par les colonnes de liquide 83e 8l, n$a distribué qu une faible quantité d'air comprimé, le robinet automatique 93 étant fermé.
En effet ., 1-'air comprimé arrivant par le tube 94 a appliqué fortement le volet 93b contre la face supérieure du carter 93a: seule une fai-
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ble quantité d-air comprimé a pu passer dans la conduite 92 par un trou conique 93a du volet 9312.
Lorsque l'eau remplit les chambres E4', xyz de la cloche 95, la petite quantité d9air comprimé passant à travers le trou conique 93a du volet z constitue un matelas à'air obligeant le volet 93b à prendre la position représentée en traits pointillés.
La cloche 95 fonctionne alors comme la cloche 61 et 1?eau peut
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monter dans le tuyau. 74' jusqu'à 1-'ëtage supérieur où se trouve soit une autre cloche., soit un réservoir d9eauo
Le dispositif représenté aux fige 5 et 6 permet la suppression du moteur, pneumatique entraînant le volet 81b du robinet 81 prévu dans le premier fonctionnement. Ce dispositif est utilisé lorsque 1'appareil pneumo-pulseur
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est muni deun groupe compresseur d-'air indépendant.
Lôexcentrique 106 est monté sur l'extrémité 108 de l'arbre du compresseur et entraîne les deux bras 102, 104. Le cliquet 109 s'engage à chaque tour de Pexcentrique dans une dent suivante du rochet 101,qui entraîne à son tour le volet 81b du robinet 81.
La fige 7 montre une variante du dispositif précédent. Le tube 114 et la boite 112 sont remplis d'un liquide aussi incompressible que pos-
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sible. L;extrémité supérieure du tube 114 est branchée sur la tête d'un des cylindres du compresseur. A chaque fin de course de compression du pis- ton du compresseur;, une impulsion est transmise à la membrane 113 par le liquide. La tige 115 effectue un mouvement vers la droite du dessin, le cli- quet 117 s'engage dans une des dents du rochet 111 et le fait tourner.
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Le volet 81b du robinet 81 qui en est solidaire par l'axe 100 est entraîné en même temps.
Le dispositif' représenté à la figo 8 permet de remplacer. dans . leinstallat ion représentée à la figo 4? le robinet 81 et le moteur ou dis- .. positif deantrainment du volet 8112.
L$air comprimé arrivant par le tube 133 passe par .le tube 84n et pousse le piston 123 vers la gauche du dessin, ce qui entraîne le pendule 120; de plus, l'air comprimé arrive sur la colonne liquide contenue dans le
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tube $, qui à son tour., commande les distributeurs 85, 86. Lorsque le pendule 120 arrive à la position 120% le tiroir 128 est fermé et le tiroir 128 ouvert. L'air comprimé arrive au tube 83 et produit le même travail que- précédemment" Pendant ce temps., le cylindre 125 et le tube 84 sont mis à 1-'atmosphè--re par le tube 134, le tiroir 128' étant alors convenablement dis- posé.
Ce mode de commande de 1-'appareil pneumo-pulseur est utilisable avec une conduite générale d'air comprimé ou avec un compresseur compris dans
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1?ensemble de 1-'installation et commandé par un moteur thermique, électrique hydraulique ou éolien. fiiEND2CATT4NS 1 - Appareil pneumo-pulseur élévateur dJeau.
oaractêsé en ce aucune cloche immergée dans Peau à élever, comporte une ouverture d'entrée d'eau à sa partie inférieure une soupape contrôlant cette entrée et pouvant être bloquée sur son siège pour la fermer lorsqu'une pression suffisante est engendrée dans la cloche, une colonne montante pour Peau s$élevant à travers la partie supérieure de la cloche, une soupape contrôlant 1-'entrée dans cette colonne montante pouvant être soulevée de son siège lorsqu'une pression suf- fisante est engendrée dans la cloche..
une source d'air comprimée un distri- buteur comportant un cylindre relié à cette source d'air comprimée à la clo- che et à l'atmosphère, puis contenant un tiroir contrôlant ces communications
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de façon â assurer alternativement l'admission à'air comprimé dans la cloche et la mise à 1-'atmosphère de la cloche, une commande imprimant le mouvement de va-et-vient intermittent nécessaire à ce tiroir, pour assurer ses fonctions.