BE518838A - - Google Patents

Description

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  APPAREIL FORMANT FILTRE ET PURGEUR AUTOMATIQUE APPLICABLE NOTAMMENT A UNE
CONDUITE DE GAZ COMPRIME. 



   La présente invention concerne un appareil formant filtre applicable à une conduite d'air ou de gaz comprimé et constituant également un purgeur automatique, celui-ci étant commandé par un flotteur, cet appareil permettant notamment de séparer les matières étrangères entraînées par une veine de gaz en mouvement. 



   L'appareil, objet de l'invention, a été conçu en vue de séparer ou d'éliminer les matières étrangères entraînées par une veine de gaz sous pression parcourant une conduite desservant divers postes d'utilisation. Une fonction importante de cet appareil est l'élimination des parcelles d'un liquide entraîné par la veine de gaz pendant son passage à travers la conduite. 



  L'appareil est spécialement utile pour éliminer les parcelles d'eau entraînées et plus généralement les parcelles de liquides charriées dans les veines d'air comprimé qui parcourent des canalisations et pour les évacuer automatiquement hors du système à air comprimé avec une déperdition minimum d'air. Cet appareil fournit, en outre, le moyen d'éliminer les particules de liquides   entraî-   nées par une veine de gaz tout en constituant un réservoir d'accumulation apte à retenir les particules de liquide ainsi séparées. Cet appareil constitue en même temps un purgeur commandé par un flotteur capable d'évacuer rapidement et efficacement le liquide accumulé mais seulement après qu'une quantité suffisante de ce liquide s'est ainsi rassemblée. 



   Cet appareil a été conçu, en outre, pour éliminer les matières étrangères solides qui se trouvent dans la veine de gaz ainsi que le liquide entraîné. Il comporte un réservoir d'accumulation contenant un flotteur dont le mouvement actionne un obturateur de commande, en faisant par là même entrer du gaz sous pression dans le mécanisme distributeur pour faciliter l'ouverture du purgeur et par voie de   conséquence   l'évacuation du liquide qui s'y est accumulé, 

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Une autre particularité de l'appareil, objet de l'invention, réside dans son purgeur automatique capable de fonctionner avec l'efficacité désirable aussi bien-dans des conditions statiques que dans des conditions   dynamiques.   Ce purgeur a été conçu, en effet,

   pour se vider du liquide qui s'y est accumulé quand le système se trouve sous pression alors qu'aucune veine de gaz ne le traverse aussi bien que quand une veine de gaz parcourt le système. Cette possibilité est précieuse dans les cas où un système parcouru par du gaz comprimé reste au repos pendant une période de temps prolongée tout en demeurant soumis à la pression. Si l'appareil, objet de l'invention, est installé dans un pareil système sous pression,   l'humidité   de condensation accumulée dedans est, en effet, évacuée pendant la période de repos du système, de sorte que celui-ci est toujours prêt à fonctionner immédiatement. 



   D'autres caractéristiques et avantages de cet appareil ressortent de la suite de ce texte et du dessin schématique annexé. 



   La figure unique est une vue en coupe verticale transversale passant par le plan central de cet appareil. 



   L'appareil qui fait l'objet de l'invention est essentiellement destiné à séparer les matières   étrangères   entraînées dans une veine de gaz (tel que de l'air) circulant dans une conduite en faisant intervenir de façon conjuguée un élément filtrant qui sépare initialement ces matières étrangères solides et un dispositif produisant un tourbillonnement qui sépare le liquide entraîné. Cet appareil constitue en même temps un réservoir d'accumulation pour capter le liquide séparé et un purgeur commandé par un flotteur et formant un ensemble incorporé à l'appareil, le rôle de ce purgeur étant   d'éva-   cuer automatiquement le liquide accumulé hors du système parcouru par le gaz. 



   Comme le montre le dessin, l'ensemble de l'appareil est désigné par 11; il est muni d'une partie principale 12 formant son corps qui sert de logement au filtre et au dispositif de séparation du liquide. La tête 13 du filtre qui est fixée au corps 12 comporte un orifice d'entrée 14 et un orifice de sortie 16 pour raccorder l'appareil à une conduite parcourue par le gaz. 



   La   tête 13   du filtre est pourvue d'un appendice axial 21 percé d'un canal 19 dont la paroi est partiellement taraudée et qui sert d'orifice de sortie au corps filtrant. Un organe   17   formant chicane fixé dans ce canal par une partie filetée 18 d'un bossage 23 de cette chicane est traversé par un canal 22 servant l'orifice de sortie à l'air provenant de la chambre 24 délimitée par la chicane et s'écoulant au dehors. Une bague d'étanchéité 26 logée dans une creusure 27 du bossage 23 forme un joint hermétique entre la chicane 17 et la tête 13 du filtre. 



   Un élément filtrant 31 placé entre la tête 13 du filtre et le pourtour de la chicane 17 est invariablement maintenu par un épaulement 28 de cette chicane, et par une creusure correspondante 29 ménagée dans la tête 13 du filtre. L'élément filtrant 31 est constitué, de préférence, par du bronze fritté. Cependant une gaze métallique ou un élément équivalent peut également donner des résultats satisfaisants. Un plateau 32 formant organe directeur d'écoulement est logé dans un canal cylindrique 33 ménagé entre l'élément filtrant 31 et le corps 12 du filtre.

   Le plateau 32 repose sur l'épaulement   28;   il est maintenu sur lui par l'élément filtrant 31 Le plateau 32 est percé d'un certain nombre de trous et pourvu de palettes 36 assujetties à lui et dont le rôle est de diriger l'air traversant le filtre pour lui imposer un trajet circulaire de haut'en bas le long de la paroi 37 de la chambre de tourbillonnement 34 Un autre   plateau 39   qui a la forme d'un dôme obture sensiblement le fond du corps du filtre et ménage une surface lisse pour dévier l'air vers l'orifice de sortie.

   Ce plateau 39 a pour mission de contribuer à inverser doucement l'écoulement de l'air dans la chambre de tourbillonnement   34.   En effet, toute turbulence du fluide en ce point aurait tendance à capter les petites particules de liquide qui adhèrent au fond de la chambre de tour-   billonnement.   



   La direction d'échappement de l'air hors de la chambre de tourbil-   lonnement 34 est ascendante ; emprunte le canal 22. Un disque 38 formant   

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 chicane placé dans le voisinage de l'embouchure inférieure de ce canal empé - che que l'air provenant de la chambre de tourbillonnement 34 et gagnant l'orifice de sortie ne forme une veine de balayage allongée. Le disque 38 formant 
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 chicane dévie latéralemert la veine d'air pour contribuer à dissocier toute parcelle de matière entraînée par elle. 



   La plateau bombé 39 est maintenu en position contre un anneau de 
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 rétention 41 par le pourtour supérieur d'une cuve 41. Ce plateau 39. est percé de trous 44 voisins de son pourtour. Ces trous assurent un passage pour le liquide séparé dans la chambre de tourbillonnement 34 vers l'intérieur de la 
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 cuve 43. délimitant un réservoir 6. 



   Toute quantité de liquide qui   s'accumule   dans le réservoir 46 est évacuée hors du système par un purgeur commandé à la fois par un dispositif à flotteur et par -un diaphragme. Ce purgeur est supporté à l'intérieur du 
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 réservoir par un carter r7. Celui-ci est maintenu dans le réservoir dans la position convenable par un raccord 48 monté sur la tubulure de sortie   54 de   ce carter. Cette tubulure est reliée normalement à un système de purge soumis à la pression atmosphérique. Le carter 47 s'appuie sur un joint d'étanchéité 49; il est maintenu hermétiquement contre lui par le raccord 48.

   Ce carter 47 comporte un certain nombre d'orifices 51 voisins de son pourtour et dont le rôle est de laisser entrer l'eau accumulée provenant du réservoir dans la chambre de distribution 52   délimitée^par   le carter. 
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  Le carter 2 comporte un siège nervuré 52 qui s'étend sur une faible distance dans la chambre de distribution . Un organe de retenue 56 adossé à un disque obturateur 67 peut ouvrir et fermer l'orifice de sortie du carter .7. La tige 21 de l'obturateur traverse cet organe de retenue 56; elle comporte une courte partie 64 qui dépasse au delà de cet organe J6. L'orifice de sortie 54 est pourvu d'une embouchure d'entrée renflée 53 formant le guide 
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 du. prolongement de la tige 63. Ce prolongement est de forme carrée en sec- tion droite, de sorte qu'un canal est constamment ménagé entre lui et ladite embouchure d'entrée. 
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 L'organe 56 de retenue de l'obturateur fil demeure en position con- tre l'épaulement 66 sous l'action de la tige 63.

   Celle-ci est, pour plus de commodité, établie en deux parties, sa partie inférieure 64 étant emboîtée dans sa partie supérieure 63, ledit organe de retenue étant immobilisé entre les deux parties en question. 
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  Une bague d'étanchéité placée contre l'épaulement 52. du carter 4Z entoure la tige 5¯âe et une autre bague d'étanchéité placée entre le bossa- ge axial 61 et la tige 63 permet entre eux un mouvement de va-et-vient et entretient un joint hermétique qui s'oppose à tout passage d'air. Un diaphrag- 
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 me 68 est fixé à la tige 63. par un écrou de blocage entre une plaque inférieure d'appui 2 et une plaque supérieure d'appui 21. Le pourtour du diaphrag- me 68 s'appuie contre la bague d'étanchéité et est maintenu en position par 
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 un chapeau fil qui coiffe le carter .7. Un léger ressort il. est arcbouté contre la plaque d'appui 12 formant l'adossement du diaphragme 68. Ce ressort fournit un léger effort qui maintient le disque obturateur 57 contre son siège. 



  Le chapeau   fil   se prolonge vers le haut par un tube   !il   dans lequel plonge une courte portion de la tige de l'obturateur. Une bague 84 formant joint assure l'étanchéité autour du tube partant de la chambre 77 contenant le ressort 74 au-dessus du diaphragme. Celui-ci est constitué par un   dique   flexible apte à permettre le mouvement de va-et-vient de la tige de l'obturateur par déformation; il est formé, de préférence, d'un caoutchouc synthétique tel par exemple que celui connu sous le nombre de "Néoprène". 
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  La tige de l'obturateur est munie d'un canal vetticalr21 et d'un canal latéral 94 assurant une communication entre la chambre 9,5 délimitée par le diaphragme 68 et le canal 82. Ces canaux constituent un conduit à air qui place la chambre 95 sous une certaine pression et qui ensuite ouvre l'obturateur. Une série de canaux est ménagée dans la tige pour empêcher' la consti- 
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 tution d'une pression dans la chambre 22. du ressort 74 et par conséquent pour empê-cher l'obturateur de fonctionner. La série des canaux 78. 79. et 81 se  - gorgent directement dans l'orifice de sortie 54, de sorte que la chambre du 

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 ressort 74 demeure à une pression sensiblement égale à la pression atmosphérique. 



   Un flotteur 92 est monté sur le tube 83 pour pouvoir exécuter un mouvement alternatif libre. Ce flotteur est constitué, de préférence, par du caoutchouc cellulaire mais on peut également prévoir n'importe quel autre type de flotteur. Une pièce tubulaire axiale 88 est implantée dans le flotteur 92 et emmanchée sur le tube 83 en vue de permettre un libre mouvement' du flotteur par rapport à ce tube. Cette pièce tubulaire implantée 88 s'étend au delà du flotteur et est obturée à sa partie supérieure par un clapet 89 goupillé sur elle. Ce clapet est muni d'un siège faisant corps avec lui et destiné à obturer hermétiquement l'extrémité du tube 83 quand le flotteur 92 se trouve en position normale c'est-à-dire quand il ne flotte pas.

   Le tube 83 est pourvu d'une pièce insérée 86 qui ménage, d'un part, une surface formant siège au clapet 89 et, d'autre part, d'un canal longitudinal 87. 



  Des orifices radiaux 91 pratiqués dans la pièce 88 assurent l'accès au mécanisme distributeur de l'air pressurisé dans le système quand le flotteur est soulevé. 1 
Au cours du fonctionnement, l'appareil est branché par exemple sur une conduite d'air comprimé au moyen de l'orifice d'entrée 14 et de l'orifice de sortie   16.   La veine d'air comprimé s'écoule à travers le canal d'entrée et passe dans la chambre du filtre, puis à travers l'élément filtrant 31. 



  Toutes les matières solides qui peuvent être entraînées sont interceptées et retenues dans la chambre du filtre et soustraites au contact du mécanisme distributeur, L'air traverse l'élément filtrant 31 pour gagner le canal cylindrique 33 puis traverse les orifices du plateau de guidage d'écoulement 32. Ce plateau de guidage refoule l'air en cercle vers le bas le long de la paroi de la chambre de tourbillonnement 34. L'humidité entraînée est projetée contre la paroi par le passage de l'air, et l'eau qui est séparée   s'écou- .   le dans la cuve 43 en passant par les trous 44 du plateau 39. L'air épuré résultant s'échappe en contournant 1a chicane 38 et en passant par le canal 22, puis dans le circuit pour s'échapper par l'orifice de sortie 16. 



   L'intérieur 46 de la cuve 43 est complètement pressurisé puisqu'il. est en communication ouverte avec la chambre de tourbillonnement 34, Toutefois la chambre porte-ressort 77 se trouve à la pression atmosphérique puisqu'elle communique directement avec   1?'extérieur   par les divers canaux purgeurs   78,   79, 81.' La chambre 95 délimitée par le diaphragme 68 se trouve de même à la pression atmosphérique quand le clapet 89 du flotteur 92 est fermé grâce à un orifice calibreur grêle 97 communiquant avec le canal 78. 



   Quand une quantité d'eau suffisante s'est accumulée dans 1a cuve 43, le flotteur 92 s'élève, en ouvrant le canal 87, ce qui permer à l'air coin-primé de pénétrer dans le canal 82. L'air comprimé passe par les canaux 93, 94 dans la chambre 95 située sous le diaphragme 68. La pression dans la chambre 95 s'élève rapidement jusqu'à ce qu'elle surmonte la force élastique descendante s'exerçant sur le diaphragme, la différence de pression en'.travers de l'obturateur   fil.   provoquant une montée du diaphragme 68 qui bande le ressort. 



  En montant, le diaphragme entraîne avec lui la tige 63. L'organe de retenue 56 et-le disque obturateur 67 se trouvent ainsi soulevés à l'écart du siège 57. et l'eau qui s'est accumulée est refoulée au dehors par la gravité et la pression d'air dans la cuve 43 L'eau qui se trouve dans la cuve a accès à l'obturateur par les orifices 51. de sorte que l'eau est normalement évacuée en s'écoulant jusqu'à un niveau correspondant à peu près à la base des orifices 51. L'eau se trouve ainsi rapidement épuisée de la cuve 43, et le flotteur revient à sa position normale non flottante en obturant le canal 87. 



  L'orifice calibreur 97 réduit la pression dans la chambre 95 voisine du diaphragme 68. L'orifice a une section plus faible que les canaux 87, 93 et 94, de sorte que l'air pénètre dans la chambre 95 selon un débit plus rapide qu'il ne s'échappe par l'orifice 97. Il en résulte que la pression monte dans la chambre 95 en surmontant la tension du ressort et la différence des pressions en travers de l'obturateur   fil.   en déplaçant le diaphragme. Quand le canal   87   est fermé, il n'entre plus d'air dans la chambre 95 voisine du diaphragme 

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   68   mais l'air qui se trouve dans la chambre continue à s'échapper.

   Quand la forme provenant de la pression régnant dans la chambre 95 est ainsi réduite au-dessous de la tension du ressort et de la différence de pression se mani- festant en travers du purgeur, le diaphragme est ramené à sa position non distendue. Le mouvement de retour du diaphragme ramène le purgeur contre son siège. L'air qui se trouve dans la chambre 95 continue à s'échapper après la fermeture du purgeur jusqu'a ce qu'il y ait équilibre entre lui et la pression atmosphérique. Le purgeur est alors prêt pour un autre cycle d'évacuation. 



   Le purgeur constitue un intercepteur entre la pression dans le réservoir 46 et la pression atmosphérique qui règne dans la tubulure de sortie, de sorte qu'il existe une différence de pression en travers du purgeur, qu'il soit ou- vert ou fermé. Cette différence de pression en travers du purgeur fermé doit êtr,e surmontée pour ouvrir ce purgeur. Quand celui-ci est ouvert, il y a encore une différence de pression entre la cuve et la tubulure de sortie, et cette différence de pression ferme le purgeur quand la pression dans la   cham-   bre 95 est réduite. Le ressort 74 est calculé de façon à constituer une for- ce d'actionnement initiale agissant sur le diaphragme. Il suffit donc que ce ressort 74 soit faible.. La purge effective se déroule en une fraction de seconde. La perte de pression d'air à partir du système est donc négligeable. 



   On voit par ce qui précède que l'appareil, objet de l'invention, possède de nombreux avantages précieux. On remarquera que certaines de ses particularités sont adaptables à diverses variantes ainsi qu'à d'autres applications. des détails de construction peuvent être modifiés, sans s'écarter de l'invention, dans le domaine des équivalences   mé-caniques.   



   REVENDICATIONS. 



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1. Appareil formant à la fois filtre et purgeur automatique se branchant dans une conduite transportant du gaz comprimé et comprenant un corps muni d'orifices d'entrée et de sortie raccordables à cette conduite,ce corps contenant un organe apte à séparer les matières solides étrangères et le liquide entraîné par le gras comprimé, et un dispositif purgeur automatique monté dans ce corps pour évacuer ce liquide, ce purgeur comportant une cuve d'accumulation de ce liquide, cette cuve étant munie d'un clapet à flotteur et d'un clapet d'évacuation reliés à un diaphragme actionné par le gaz, de sorte que la montée ou la descente du liquide accumulé ouvre et ferme respectivement le flotteur pour actionner le diaphragme et ouvrir ou fermer selon le cas le purgeur.

Claims (1)

1. 2. Appareil suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les organes servant à séparer du gaz les matières étrangères et les parcelles de liquide entraînées par lui comprennent respectivement un élément formant filtre et un élément formant chicane.

   3. Appareil suivant la revendication 2, caractérisé en ce que l'organe formant chicane est constitué par une cuvette retournée pendant sous la tubulure de sortie placée centralement au sommet du corps de l'appareil, de façon à délimiter une chambre de chicanage dans laquelle le gaz provenant de l'orifice d'entrée est dirigé avant de traverser 1'élément filtrant qui est supporté à la périphérie de l'organe formant chicane, ce filtre déposant toutes les matières étrangères séparées du gaz dans la chambre de chicanage.

   4. Appareil suivant la revendication 3, caractérisé en ce qu'il comprend un deuxième organe formant chicane supporté à la périphérie du premier organe formant chicane, ce second organe comportant des palettes pour diriger le gaz vers le bas de la paroi interne du corps du distributeur dans une chambre de tourbillonnement ménagée dedans.

   5. Appareil suivant la revendication 4, caractérisé en ce qu'il comprend un troisième organe formant chicane placé au-dessus du fond de la chambre de tourbillonnement et affectant la forme d'un dôme pour inverser l'écoulement du gaz dans cette chambre ou diriger ce gaz vers le haut dans la direction de la face inférieure du premier organe formant chicane. <Desc/Clms Page number 6>

   6. Appareil formant filtre et purgeur automatique combiné suivant la revendication 5, caractérisé en ce qu'il comprend un quatrième organe fa mant chicane ayant la forme d'un disque et supporté centralement et vers le bas de l'entrée de l'orifice de sortie.

   7. Appareil formant filtre et purgeur automatique combiné suivant les revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'il comprend des orifices placés au fond de la chambre de tourbillonnement pour permettre au liquide séparé du gaz de s'écouler par eux dans la cuve ainsi qu'à travers d'autres oriflces dans une chambre de distribution ménagée dans la vanne d'écoulement, ce liquide étant normalement empêché de s'écouler hors de l'appareil en empruntant un orifice de sortie dans cette chambre par un organe de retenue appuyé dans le voisinage de son fond.

   8. Appareil formant filtre et purgeur automatique combiné suivant la revendication 7, caractérisé en.ce que l'organe de retenue est monté sur une partie de tige supportant un diaphragme horizontalement et centralement à une chambre à diaphragme dans la vanne d'écoulement, cette tige étant montée pour pouvoir coulisser dans un organe tubulaire se dressant au-dessus de la vanne d'écoulement, ce tube servant à 1?encastrement d'une partie d'un organ e formant flotteur monté coulissant sur lui de façon que le flotteur se trouve à sa partie supérieure et empêche normalement le gaz sous pression de pénétrer dans le tube.

   9. Appareil formant filtre et purgeur automatique combiné suivant la-revendication 8, caractérisé en ce qu'il comprend un ressort logé dans la partie supérieure de la chambre à diaphragme pour presser vers le bas sur le diaphragme et la tige afin de maintenir normalement l'organe de retenue dans une position appuyée dans la chambre de distribution et d'empêcher le liquide de s'échapper par l'orifice de sortie de la vanne.

   10. Appareil formant filtre et purgeur automatique suivant la revendication 9, caractérisé en ce qu'il comprend des orifices pratiqués dans la partie formant tige pour permettre une communication au gaz entre la moitié inférieure de la chambre à diaphragme et l'organe tubulaire.

   Il. Appareil formant filtre et purgeur automatique suivant la revendication 10,caractérisé en ce que le clapet placé au sommet du flotteur est en contact avec une surface formant siège de façon à étanchéiser normalement le sommet de l'organe tubulaire, ce flotteur étant percé d'orifices voisins de ladite surface formant siège, de sorte que le gaz sous pression est admis dans le tube quand une quantité suffisante de liquide s'est accumulée dans la cuve pour soulever le flotteur et son clapet à l'écart de la surface formant siège, ce gaz s'écoulant vers le bas de l'organe tubulaire et des orifices ménagés dans la tige pour exercer une pression sur la face inférieure du diaphragme afin de surmonter la pression du ressort,

   de soulever la tige et de décoller l'organe de retenue pour permettre au liquide de s'écouler par l'orifice d'échappement jusqu'à ce que le flotteur s'abaisse suffisamment pour fermer le clapet du flotteur, de sorte que le diaphragme et ledit organe de retenue regagnent leurs positions normales.

   12. Appareil formant filtre et purgeur automatique suivant les revendications 10 et 11, caractérisé en ce qu'il comprend des orifices d'écoulement ménagés dans la tige afin de permettre une communication de gaz entre la moitié supérieure de la chambre à diaphragme et l'orifice de sortie, de façon à maintenir ladite chambre à une pression sensiblement égale à la pression atmosphérique.

   13. .Appareil formant filtre et purgeur automatique suivant la revendication 12, caractérisé en ce qu'il comprend un canal calibreur ménagé dans la tige pour permettre une communication entre les orifices d'écoulement et la moitié inférieure de la chambre à diaphragme, de manière à égaliser lentement les pressions entre eux après la fermeture du clapet du flotteur et à permettre à la pression du ressort sur le diaphragme de faciliter l'action de la pression de gaz sur l'organe de retenue pour ramener cet organe de retenue à sa position fermée et arrêter l'écoulement du liquide par l'orifice de <Desc/Clms Page number 7> sortie du purgeur, ce canal calibreur ayant un diamètre plus petit que les orifices ménagés dans la tige et communiquant avec l'organe tubulaire.