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Valve d'irrigation séquentielle.
La présente invention concerne une installation d'irri- ' gation du type séquentiel et, plus particulièrement, les valves de débit utilisées dans ces installations.
Des installations du type auquel la présente invention se rapporte comprennent une conduite d'eau dans laquelle sont branchées des valves séquentielles disposées en rangées, ces valves portant des pommes d'arrosage qui sont alimentées successivement, une à une, par les valves séquentielle.s.Deux ou plusieurs con- duites munies de valves peuvent être prévues et sont chacune raccordées à une conduite d'alimentation ou à une source de pression.
Le fonctionnement des valves d'irrigation séquentielles
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dans une conduite sera maintenant brièvement décrit. L sque .de l'eau sous pression est initialement introduite dn l'installation, la première valve, c'est-à-dire la valve la plu:, proche de la source de pression, ferme la section de la condi;.te située en aval de la valve et la lumière de débit ou d' roage de la première valve est ouverte. Un poste de command+ raccordé à la conduite d'alimentation est prévu pour diminuer ;emporairement la pression régnant dans la conduite à valves afin de produire une action de transfert à une valve suivante et pour rétablir ensuite la pression de travail normale afir d'amorcer l'arrosage au départ de la valve suivante dans la série.
Lorsque la pression dans la conduite a été temporairement diminuée puis rétablie pour la première fois, la lumière de débit de la première valve dans la conduite est automatiquement fermée et une sortie de liquide dans la première valve est ouverte pour raccorder la source de pression à la seconde valve qui assume alors sa fonction d'arrosage. Comme la pression est modifiée cycliqùement au poste de commande, ce mode de fonctionnement se poursuit d'une manière séquentielle le long de la conduite jusqu'à ce que chaque valve ait été actionnée séparément pour arroser d'abord la surface qui 7,'entoure puis pour fermer la lumière de débit et d'arrosage et mettre la source en communication avec la valve suivante.
Au cours d'un fonctionnement normal, une fois que la valve ferme sa lumière de débit, cette lumière reste fermée pendant les cycles d'arrosage successifs 'des valves branchées sur la conduite.
Une valve destinée à être utilisée dans une telle in- stallation est décrite en détail dans le brevet belge de la Demanderesse de même date intitulé "Valve d'irrigation séquen- tielle", à laquelle le valve de la présente invention apporte un perfectionnement. La valve d'irrigation séquentielle du type auquel l'invention se rapporte comprend un clapet ayant la forme d'une bille en caoutchouc qui obture d'abord la lumière de sortie
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En bref, suivant :laavt.on les jnertes aau w1a les suintements goutte à goutte qui peuvent autremmt se pendant le fonctionnement d'une valve du, type décrit memt ré- duits au minimum en prévoyant des organes de guidage pour Le clapet dans le corps de la valve qui maintiennent saca.erar le clapet tout près de l'une ou des deux lumières de la valve rut non contre celle -CI,Aînai, lorsque la pression deem est raétam )j bliee le clapet occupe une position dans laquelle 11* peut obturer instantanément la lumière correspondante avec un minimm de
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perte d'eau ou de suintement.
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L'invention a également pour but de récurer une valve dont le fonctionnement soit sûr en dépit des efets cumulatifs des pertes de charge qui se produisent inévi ablement au niveau de chaque valve lorsque plusieurs valves sont tranchées en série dans une seule conduite.
D'autres buts'et avantages de l'invention ressortiront clairement de la description donnée ci-après avec.référence aux dessins annexs,dans lesquels : la Fig. 1 est une vue en perspective schématique d'une partie d'une installation,d'irrigation séquentielle dont les valves de débit sont conformes à la présente invention; la Fig. est une vue en perspective à plus grande échelle d'une des valves de l'invention, des parties de la conduite étant représentées et le raccordement de la pomme d'arrosage étant arraché; la Fig.3 est une vue en élévation de côté, à plus petite échelle, de la valve de la Fig. 2 considérée du coté de .son chapeau ;
la Fig. 4 est une coupe horizontale médiane suivant la ligne 4-4 de la Fig. 3 montrant la position de repos ou inactive du clapet; la Fig. 5 est une vue semblable à la Fig. 4 montrant une première position de travail du clapet, dans laquelle la section aval de la conduite est fermée et la lumière de débit ouverte ; la Fig. 6 est une coupe verticale suivant la ligne 6-6 de la Fig. 3 montrant une position de travail intermédiaire du clapet dans laquelle le clapet s'est déplacé vers la lumière de débit sans toutefois l'obturer;
la Fig. 7 est une vue'semblable à la Fig. 6 mais mon- ' tre la lumière de débit obturée,. et la Fig. 8 est une coupe semblable à la Fig. 7 mais montre une variante de la valve dans laquelle la'lumière de débit
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comporte une saillie intérieure formant un siège incliné pour le clapet.
On s'est référé plus haut au problème des pertes d'eau et on commencera par décrire la solution que l'invention apporte avant d'examiner les détails de construction de l'inven- tion, Dans une valve qui va recevoir de l'eau sous . pression pour la première fois, le clapet est normalement placé devant la lumière de la tubulure de sortie, prête à obturer cette lumière lorsque l'eau sous pression pénètre initialement dans ve et le clapet sphérique se déplace vers,une position située devant la lumière de débit en vuede l'obturer lors d'une diminution tempo- raire ultérieure de la pression dans la conduite, Finalement, le clapet répond,au rétablissement de la pression dans la con- duite pour obturer'à ce moment la lumière de débit.
Comme les clapets sont virtuellement équilibrés à la pression dans la cham- bre de valve, et nomme ils ne sont pas sollicités par des ressorts ' mais au contraire déplacés par une augmentation de la pression dans la conduite, une quantité d'eau considérable fuit initialement . autour des clapets de toutes les valves pendant le temps .qui leur est néssaire pour se fermer. Cette circulation culation d'eau retarde la montée de la pression dans l'installa- tion.
L'invention réduit au minimum la quantité de fluide qui t'écoule ou fuit autour des clapets pendant la partie du cy- cle dans laquelle la pression augmente, et cette augmentation de la pression presse les divers clapets contre leur siège. Habituel- lement, certains clapets sont placés devant leurs lumières de débit et les autres devant les lumières des tubulures. On suppose, par exemple que dans une conduite donnée, il se trouve un groupe formé de trois ou quatre valves qui ont été préalablement ame- nées (une à une) dans leur position d'arrosage de sorte que les clapets sont placés en face de leurs lumières de débit. On suppose également que la pression dans la conduite a été temporai-
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rement diminuée et est maintenant rétablie afin de fermer'.es lumières de débit de ce groupe de valves.
Cela signifie que leslumières de débit de tout le groupe de valves doivent être complètement fermées avant que la pression normale de la :on- duite puisse être rétablie. D'autre part, une seule lum e de tubulure doit être fermée,à savoir la lumière située di.ns la première valve qui suit immédiatement le groupe, ce@ e valve devant recevoir de l'eau sous pression pour la premièri fois.
Pendant que l'eau avance dans la conduite et passe par les lumières des tubulures du groupe de valves précité, les fuites 'qui se produisent entre les clapets et les lumières de débit des valves respectives de ce groupe retardent d'une manier! séquentielle la montée normale de la pression, ce retard ainsi que le total des fuites étant proportionnels au nombre de talves du groupe.
Les effets des fuites ou des suintements à la lumière de débit d'une valve donnée 'du groupe sont multipliés par le nombre de valves du groupe et,pour cette raison, la diminution de ces fuites au niveau des lumières de.débit peut être considérée comme étant plus importante que la diminution des fuites aux lumières des tubulures parce qu'à un moment donné, une seule lumière de tubulure doit être fermée. En fait, un excès de fuite aux lumières de débit est capable de limiter sérieusement le nombre de valves qui peuvent être branchées dans une. conduite don- - née.
D'autre part, des fuites aux lumières de tubulres peuvent causer des difficultés dans le cas d'une valve située près de l'extrémité d'une longue série de valves où. la friction de la circulation due à la perte de charge qui se produit inévitable- ment dans un grand nombre de valves diminue la vitesse et la pression de l'eau. Suivant l'invention, les fuites qui se produi- sent à l'endroit- des lumières de débit peuvent être éliminées ou rendues sans effet et, si on le désire, toutes les fuites qui se produisant éventuellement aux lumières des tubulures peuvent
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également être diminuées.
Comme décrit en détail dans la partie du mémoire qui suit, on guide à cet effet le clapet à la lumière de débit pour amener le clapet tout près de la lumière. Le clapet n'obture pas fermement ou hydrauliquement la lumière mais il se trouve tout proche de celle-ci,prêt à l'obturer tors du rétablissement de la pression dans la conduite et il est encore libre à tout moment d'occuper n'importe quelle position correspondant à un fonctionnement approprié et normal du dispositif. Des moyens de guidage de ce genre peuvent être prévus à la lumière de sor- tie et à la lumière de débit delà valve ou â une seulement de ces lumières.
En tout cas, les pertes et les suintements pendant un fonctionnement commandé à distance par la pression d'eau sont diminués de sorte que le nombre de valves qui peuvent être branchées en série dans une cond '. te n'est pas limité .
La construction des valves suivant,l'invention sera maintenant décrite en détail, Sur la Fig. 1, une installation d'ir-
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rigation séquentielle est représentée en partie.L'instsllation¯cot prend une conduite principale 10 et plusieurs conduites de branche- ment latérales parallèles espacées 11a. llb, 11c, etc. Des valves
12 combinées avec des pommes d'arrosage sont placées le long de chaque conduite et sont espacées les unes des autres. L'alimen- tation d'eau de l'installation est commandée par un, mécanisme horaire automatique 13 qui, dans la vue schématique de la Fig.l, comprend une pompe 14 de construction classique et une valve à temps automatique 18.
La valve 18 qui est également de construc- tion classique diminue temporairement et périodiquement la près- sion de l'eau dans l'installation.. -
Un tube ascendant 20 est raccordé à chaque valve 12 et chaque,tube ascendant 20 porte à son extrémité supérieure une pomme.. d'arrosage 22. Les pommes d'arrosage 22 peuvent être de n'importe quel type approprié. Comme les valves 12 sont toutes de construction identique, la description d'une valve servira
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pour toutes les autres.
Sur les Fig. 2 et 3, la valve 12 représentée comprend un boîtier ou corps creux en T comportant une partie transversale --comprenant une tubulure d'entre 24 et une tubulure de sortie 26 qui servent à raccorder la valve dans une conduite telle que la conduite latérale 11,a Le tube ascendant 20, qui porte une pomme' d'arrosage 22 (Fig. l),est raccorde au 28 du corps. Comme le montre la Fig. 4, le fût une chambre de valve 30 communiquant avec les tubulures d'entrée et de sortie 24 et fût contient
Une tubulure de débit 32 (Fig. 2, 6 et 7) se visse dans le tube ascendant 20 et communique également avec la chambre de valve 30.
Sur la Fig. 26. la chambre 30 est fermée au moyen d'un chapeau 33 qui est vissé sur l'extrémité 34 du fût 28. Le chapeau 33 est percé d'un évent 35 et est pourvu' d'un épaule- ment annulaire 36 qui coopère avec la face d'extrémité annulaire du 4, 28 pour porter un opercule circulaire rigide 38, un dia- phragme en caoutchouc 40 et une bride annulaire 43. La bride 43 sert à monter une cuvette flexible,,44 dans la chambre 30.
La fût vette 44 et l'opercule 38 coopèrent pour former une chambre de liquide inférieure 45. Comme le montrent les Fig. 5 à 7, le dia- phragme 40 s'étire pour former avec l'opercule 38 une chambre de liquide supérieure 40a tandis que le diaphragme est représenté affaissé sur la Fig.4. Le diaphragme 40 présente une partie cen- trale 41 bombée par rapport à sa partie périphérique 42.
La cuvette flexible 44 est en matière élastique telle que du caoutchouc et comporte une paroi dont la surface cylindrique extérieure 44a s'ajuste étroitement dans un contre-alésage 30a formé dans le corps de la valve. La cuvette 44 est pourvue d'une partie intérieure à paroi mince 44b. La chambre 45 contient un fluide visqueux incompressible 45a tel qu'un liquide à base de silicone.
One tige de clapet 46 en matière flexible élastique s'étend dans la chambre 30 à partir de la partie 44b du cu- diaphmagme
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et est entourée par un manchon cylindrique 47 fait en une ma- tiare semi-rigide résistant à la corrosion telle que.du Nylon.
Le manchon 47 est refendu longitudinalement d'un coté pour faci- liter son installation sur la tige 46. Une saillie 48 part de] l'extrémité de la tige et s'étend sur une courte distance dans la chambre 45. L'extrémité extérieure de la saillie 48 est pour- vue de plusieurs protubérances 49 qui empêchent tout effet de ventouse entre la saillie 48 et l'opercule 38.
Un clapet sphérique 50 est fixé à l'extrémité intérieure de la tige 46 et la cuvette 44, la tige 46 et le clapet 50 sont de préférence moulés d'une pièce en caoutchouc ou en matière analogue.
L'opercule 38 est percé d'un orifice étranglé 52 placé entre son centre et son bord circonférentiel.
Le corps de la valve est pourvu d'une lumière de sortie formant siège pour le clapet 53 à l'extrémité intérieure de la tubulure 26, d'une lumière d'entrée 54 à l'extrémité intérieure de la tubulure 24 et d'une lumière de débit pour la pomme d'arro- sage 55 à l'extrémité intérieure de la tubilure 32. Par suite de la nature flexible de la cuvette 34 et de la tige 46, le clapet 50 peut être tellement écarté quelque peu de sa position de repcs ou inactive (représentée sur,la Fig. 3) dans laquelle il se trouve devant la lumière de sortie 53 mais sans l'ob- turer,vers une position (Fig. 5) dans laquelle il est pressé - contre la lumière de sortie 53 de manière à l'obturer.
Le clapet peut également occuper une position (représentée sur la Fig. 6) dans laquelle il se trouve devant la lumière de débit
55 sans toutefois l'obturer et dont il peut être écarté légèrement vers une position (Fig. 7) dans laquelle il obture la lumière de débit 55.
Comme mentionné plus haut, des moyens sont prévus suivant l'invention pour diminuer les suintements ou les fuites lorsque la pression de la conduite est rétablie ou ramenée à la normale après une diminution de pression temporaire pour presser
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le clapet contre son siège. Sur les Fig. 4 à 7. deux rampes latéralement espacées 56 sont moulées dans le corps de la valve , en face de la lumière 53 et comportent des surfaces de rampe ou de guidage inclinées 57.
Lorsque le clapet 50 est dans sa position de repos ou inactive représentée sur la Fig. 4 (c'est-à-dire avant que l'eau sous pression ait pénétré dans la conduite et avant que le mécanisme d'actionnement de la valve ait été actionné . ou "armé"). les surfaces de guidage 57 des rampes 56 maintiennent le clapet tout près de la lumière de sortie 53 mais non en con- tact d'étanchéité avec celle-ci.
Comme le montre la Fig. 6, dans la valve décrite, une seule rampe 58 comportant une surface de guidage inclinée
59 est placée en face de la lumière de débit 57. La surface 59 est,inclinée vers la lumière de sortie 55. La rampe 58 amène le clapet 50 tout près de la lumière de débit 55 mais non en con- tact-étanche au fluide avec celle-ci,lorsque le clapet est placé contre cette lumière et lorsque,la pression dans la con- duite a été diminuée.
Le fonctionnement du dispositif des Fig. 4 à 7 sera maintenant décrit plus en détail. Sur la Fig. 4, la valve .est représentée dans sa position inactive ou de repos, c'est-à-dire la position qu'elle occupe jusqu'au moment où. l'eau sous pres- sion atteint la valve pour la première fois. Dans cet état, le fluide contenu dans le diaphragme a été transféré de la chambre 'supérieure 40a dans la chambre inférieure 45 par l'action élasti- que du diaphragme 40. Le clapet sphérique 50 est maintenu près de la lumière de sortie 53 de la valve par los rampes 56 comme le montre clairement la Fig. 4 mais le clapet n'est pas hydrauli- quement pressé contre cette lumière.
Dans une construction typi- que,avec un, clapet sphérique de 1 3/16 pouce (30,2 ma) de diamè- tre, l'intervalle entre le clapet et la lumière est de l'ordre de 1/32 1/16 de pouce (0,8 à 1,6 mm).
On suppose qu'au départ de l'eau sous pression pénètre
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dans la tubulure d'entrée 24 de la valve. En premier lieu, l'intervalle entre le clapet 50 et la lumière 53 de la valve est fermé,. par suite des effets de choc et de pression du fluide lorsqu'il rencontre le clapet sphérique. Toute faible quantité d'eau qui arrive à franchir le clapet sphérique avant qu'il soit pressé contre son siège nettoie le siège formé par la lumière 53, ce qui assure l'obtention d'un bon joint d'étanchéité.
Aussitôt que le clapet sphérique atteint le siège 53, il est maintenu pressé contre ce dernier par la pression dû fluide,,- mais .du fluide peut s'écouler par la lumière de débit 55. Comme une seule pomme d'arrosage dans une conduite débite de l'eau et comme la pomme d'arrosage 22 constitue une sortie relativement étranglée, une pression se forme aussitôt dans le corps de.la valve et maintient la lumière de sortie de la valve fermée.
Comme le montre la Fig. 5, à mesure que la pression augmente dans la conduite pendant la phase d'arrosage, outre qu'elle maintient le clapet sphérique pressé contre son siège, elle arme le mécanisme d'actionnement de la valve. La pression
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d'eau qui agit sur le dessous du iaphragme 44b'soilioite le diaphragme vers l'opercule 38. A mesure que le diaphragme se rapproche de l'opercule, du fluide 45a est transféré de la chambre inférieure 45, par l'orifice 52,dans la chambre supérieure 40a. Ce transfert étire la tige en caoutchouc et exerce une traction sur le clapet qui reste cependant appliqué contre la lumière . de sortie 53 par suite de l'engagement mécanique établi entre le clapet et la lumière 53 qui l'entoure.
Le résultat est que l'action d'armement ou d'actionnement étire simplement la tige élastique 46 quoique cette extension exerce une certaine sollici- tation sur le clapequi est transversale à l'axe de circulation du fluide entre la tubulure d'entrée et la tubulure de sortie et à la ligne d'application de la pression d'étanchéité.
Ensuite, le mécanisme d'actionnement étant armé,
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lorsque la pression dans la conduite est diminuée au/niveau de la valve (par exemple par l'action du mécanisme à temps 13) plus rien n'empêche le clapet de s'écarter de la lumière de sortie 53 et de passer dans une position en ligne avec la lumière de débit 55. A mesure que le clapet se rapproche de la lumière de débit, il est en partie contenu par la surface de came ou de rampe 59 sur la rampe 58 qui déplace le clapet latéralement c'est-à-dire vers la gauche sur le dessin. Lorsque le clapet s'arrête, il se trouve tout près de la lumière de débit 55 mais un joint d'étanchéité hy- draulique avec cette lumière de débit n'est toutefois pas établi.
Cet état de chose est représenté sur-la Fig. 6..Mais le clapet est presque instantanément pressé de façon tanche contre cette lumière lorsque la pression dans lp conduite est rétablie et cette phase du fonctionnement de la valve est représentée sur la Fig. 7.
Lorsque l'état de la Fig. 7 a été atteint, des diminu- tions temporaires de la pression dans la conduite se produisent ultérieurement à la suite de quoi les clapets 50 contenus dans les valves 12 situées en aval dans la conduite lla sont successi- vement amenés dans des positions correspondant à celle repré- sentée sur la Fig. 7. Mais une fois que les clapets ont occupé la position de la Fig. 7, ces diminutions temporaires ultérieures de la pression ne ramènent pas les clapets dans la position de la Fig. 5.
La raison,en est que ces diminutions ultérieures . de la pression ne sont maintenues que pendant des périodes de temps qui sont trop courtes pour qu'une quantité substantielle quelconque du liquide 45a contenu dans la chambre supérieure 40a revienne par l'orifice étranglé 52 dans la chambre inférieure 45.
Lorsque toutes les pommes d'arrosage 22 dans les dif- férentes conduites latérales lla, llb, llc, etc., ont été actionnées . et lorsque tous les clapets'sphériques 50 ont été amenés dans des positions correspondant à celles de la Fig. 7, comme décrit plus haut, l'alimentation d'eau doit être complètement coupée. Cela
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étant, le diaphragme 40, la cuvette44, la tige 46 et le clapet sphérique 50 de chaque valve 12 reviennent dans leur position inactive dans laquelle le clapet se trouve devant la lumière de sortie de la valve mais est légèrement espacé de celle-ci, comme le montre la Fig. 4.
Lorsque toutes les valves 12 sont revenues dans leurs positions inactives comme décrit plus haut, l'installation est prête pour un nouveau cycle de fonctionnement. Le mécanisme ho- raire 13 peut être conçu de manière à amorcer automatiquement le cycle de fonctionnement suivant à n'importe quel moment voulu lorsque toutes les valves 12 ont été ainsi apprêtées.
Il est à remarquer que,pendant le transfert, le clapet sphérique se déplace transversalement à l'axe de circulation du fluide qui passe par les lumières d'entrée et de sortie de la valve] , et par la lumière de débit de sorte que tout corps étranger qui s'accumule auxsièges de la valve est évacué et n'est pas retenu contre les sièges comme cela serait le cas si le clapet se dé- plaçait dans le sens de la circulation du fluide.
Mais, plus important est le fait que quoique le clapet.soit parfaite- ment libre de se déplacer entre ses deux positions actives, il est guidé par les rampes 56 et 58 respectivement-et vient se placer tout près de l'un ou de l'autre siège delà valve de sorte que,lorsque la pression d'eau est rétablie et que le clapet est pressé contre le siège, la fuite d'eau est très faible.
Dans la variante de l'invention représentée Aur la
Fig. 8, la construction utilisée pour obturer la lumière de débit est légèrement différente de celle de la première forme d'exécution. Dans cette forme d'exécution, le corps de valve
12a comporte une tubulure de débit 32a qui présente une saillie '
61 retendant à l'intérieur du corps de la valve. La surface intérieure de cette saillie est inclinée ou chanfreinée pour produi re une lumière ou un siège de débit inclina 55a qui est tourné dans 'un sens opposé au mécanisme d'actionnement du clapet. Le corps 12a
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et la tubulure 32 a sont faits séparément en une matière plastique rigide et la tubulure est collée en place dans le corpd lorsque , le clapet a été installé.
Comme dans les autres formes d'exécu- tion, dans la construction de la Fig. 8, lorsque le clapet est placé devant le siège 55a et lorsque la valve n'est soumise à aucune pression, une petite aisance sépare le clapet du siège.
Le fonctionnement de la forme d'exécution de la Fig. 8 est semblable à celui des autres formes d'exécution. Lorsque la pression dans la conduite est diminuée après l'armement du mécanisme d'actionnement du clapet, le clapet est sollicité par sa tige étirée 46 jusqu'à ce qu'il soit placé en face du siège 55a formant la lumière de débit. Crâce à le saillie 61 dans laquelle est formé le sièe 55a, le clapet est maintenu.par la paroi opposée du corps 12a de sorte qu'il est placé tout près du siégera mais ne le touche, pas et ainsi une très faible ' quantité de fluide s'échappe de la lumière de débit lorsque la pression est rétablie dans la conduite. La construction permet également au clapet 50 de se déplacer librement entre ses deux positions dans la chambre de la valve comme dans l'autre forme d'exécution.
Dans certaines installations, il peut être inté- ressant d'omettre les rampes inférieures 56 (représentées sur les Fig. 4 à 7). Comme mentionné plus haut, les rampes des lumières d'entrée et de sortie de la valve peuvent n'avoir une certaine Importance que dans les valves situées près d'une extrémité de la conduite. Une construction sans rampe est repré- santée sur la Fig. 8.
Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux dé- tails d'exécution décrits auxquels des changements et modifica- tions peuvent être apportés sans sortir de son cadre.