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" DISPOSITIF DE SECURITE POUR UN APPAREIL DE CHAUFFAGE
ALIMENTE AU GAZ "
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La présente invention est relative à un dispo- sitif de sécurité pour un appareil de chauffage alimen- té au gaz, comportant un brûleur principal et au moins un brûleur auxiliaire pour une¯flamme-veilleuse, lequel dispositif est équipé d'une vanne ou soupape 'de sécurit commandée par une membrane ou autre paroi mobile et montée dans la conduite d'amenée de gaz, cette vanne étant fermée automatiquement lorsque la pression du gaz dans une chambre de réglage délimitée par la membrane s'écarte dans un sens.déterminé d'une valeur donnée,
la chambre de réglage étant en communication avec la con- duite aboutissant au brûleur auxiliaire en un endroit situé entre une ouverture d'étranglement éventuellement réglable prévue dans cette conduite et un canal se trou- vant sous la commande de la flamme-veilleuse et prévu dans ladite conduite, ledit canal laissant passer, par unité de temps, pour une différence de pression donnée, une quantité de gaz qui dépend fortement de la tempéra* ture.
Un dispositif de ¯sécurité de ce genre est connu par le brevet allemand n 651.407 (figure 8).
Dans ce dispositif connu, on fait usage, comme disposi- tif de commande dépendant de la température, d'une con- duite étroite, qui est chauffée par les flammes du brû- leur principal. Grâce à cet échauffement, le gaz se dilate dans, cette conduite, ce quia pour effet d'aug- menter la résistance à l'écoulement. Le canal, dans lequel la résistance à l'écoulement est fonction de la température, peut également être formé par une soupape à aiguille, qui est commandée par une lame ou plaquette
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bimétallique chauffée par la flamme-veilleuse. D'au- tres dispositifs de commande dépendant de la températu- re peuvent encore être utilisés. L'inconvénient de ces dispositifs de commande chauffés par flamme réside dans le fait que leur action est lente.
L'invention a pour objet un dispositif de sé- cur'ité du genre évoqué'plus haut, dont la vanne ou sou- pape de sécurité est fermée à une vitesse accélérée, lorsque le dispositif de commande dépendant de la tem- pérature entre en action. Conformément à l'invention, la chambre de réglage est.en liaison avec un canal, dans lequel est montée une vanne ou soupape d'arrêt auxiliaire qui est commandée également par la membrane ou autre paroi mobile et qui immédiatement après la mise en mouvement de la membrane pari suite de l'extinc- tion ou d'une diminution importante de la flamme-veil- leuse,
met le canal dans un état tel qu'augmente la vitesse avec laquelle la pression de gaz change dans la chambre de réglage dans le sens nécessaire pour assu- rer la fermeture de la vanne ou soupape de sécurité.
L'invention, qui consiste donc à appliquer des moyens accélérant fortement la fermeture de la vanne ou soupa, pe d'arrêt lorsque se présente une situation dangereuse peut être mise en oeuvre de diverses manières. Ceci apparaîtra au cours de la description suivante des di- verses formes dtexécution du dispositif de sécurité, qui sont représentées schématiquement et à titre d'e- xemples seulement sur les figures 1, 2, 3 et 4 des des- sins ci-annexés.
A la figure 1, les notations 1, 1' désignent la conduite d'amenée de gaz, qui est reliée par l'in- termédiaire d'une vanne ou soupape de sécurité avec une
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soupape 2 et un siège coopérant 3; à des brûleurs prin- cipaux 4. La soupape 2 est commandée par une petite membrane 5 et une grande membrane,6,, qui délimitent une chambre de réglage 7. Si la.pression décroît dans la chambre de réglage, la soupape 2 est appliquée con- tre son siège.3 et l'amenée de gaz aux brûleurs princi- paux 4 est interrompue. La chambre dé réglage 7 est en liaison par une conduite 8 avec une chambre 9 d'un boîtier.10, dans lequel se trouvent deux soupapes 11 et 12.
Les soupapes 11 et 12 sont toutes deux fixées à une tige 13 avec un bouton de pression 14. Un res- sort 15 sert à maintenir les soupapes Il et 12 respec- tivement fermée et ouverte 'en service. Par l'intermé- 'diaire de la soupape-11, la chambre 9 communique avec une chambre 16, tandis que par l'intermédiaire de la soupape 12, la chambre 9 est en liaison avec une cham- bre 17. La chambre 16 est reliée à la conduite d'ame- née de gaz 1 par une conduite 18 présentant une ouver- ture d'étranglement 19.
Quant à la chambre 17, elle est reliée, par une conduite 20 présentant une ouver- ture d'étranglement 21 et une vanne d'arrêt auxiliaire. constituée d'une bille 22 et d'un siège 23 coopérant avec celle-ci, à un endroit de la conduite d'amenée de gaz 1, 1', situé derrière la vanne d'arrêt de sécuri- té 2, 3. La bille 22 est suspendue à un fil flexible 24 qui est'fixé, éventuellement de manière réglable, à la membrane 6. La chambre de réglage 7 communique librement par une conduite 25 avec un brûleur 26 pour un certain nombre de flammes-veilleuses et avec un tuyau mince 27, qui est chauffé par les flammes-veil- leuses et conduit à un brûleur 28 pour la flamme d'al- lumage.
Ce dispositif fonctionne somme suit :
Si la vanne de sécurité 2, 3 est fermée, ni
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les brûleurs principaux 4, ni les brûleurs auxiliaires
26, 28 ne sont alimentés. Etant donné que la section du siège 3 est plus grande que celle de la membrane 5, la, soupape 2 est maintenue fermée par la pression de gaz régnant dans la conduite 1, dans cette position du dispositif. Si l'on désire alors allumer les brûleurs auxiliaires, il faut appuyer sur le bouton 14, ce qui à pour effet d'ouvrir la soupape 11, en sorte que du 'gaz s'écoule par la conduite 18, la chambre 16, la chambre 9, la conduite 8, la chambre de réglage 7 et la conduite 25, tant par le tube 27 vers le brûleur
28 pour la flamme d'allumage que vers le brûleur 26 pour les flammes-veilleuses.
Les brûleurs auxiliaires pour la flamme d'allumage et les flammes-veilleuses peuvent alors être allumés. Les flammes-veilleuses chauffent le tube 27, en sorte que la résistance que subit le gaz s'écoulant vers le brûleur pour la flamme d'allumage est accrue. Il s'ensuit qu'il se produit dans la chambre de réglage 7 une augmentation de pres- sion qui,a pour effet, lorsqu'elle est suffisamment grande,.de déplacer la membrane 6 vers le haut et de soulever la soupape 2 par rapport à son siège 3. Les brûleurs.principaux 4 sont alors également alimentés' en gaz et allumés à l'aide de la flamme d'allumage.
Dans la position la plus élevée de la soupape,2,-'la bille 22 de' la vanne auxiliaire est à peine levée de son siège 23. Ainsi, une communication est établie entre la conduite d'amenée de gaz 1 et la chambre 17, par la conduite 20 dans laquelle est prévue l'ouvertu- re d'étranglement 21. Dès que cette communication est établie, on peut lâcher le bouton 14, en sorte que la soupape 11 se ferme et que la soupape 12 s'ouvre
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sous l'effet du ressort 15, tandis que la chambre de réglage 7 n'est plus alimentée par la conduite 18, mais bien par la conduite 20.
L'ouverture d'étranglement 21 est choisie de façon que, lors d'un échauffement du tube 27,' la pres- sion dans la chambre 7 devient suffisamment élevée pour maintenir la soupape 2 de la vanne de sécurité dans sa position la plus élevée. Cependant, si les flammes- veilleuses s'éteignent et si, par conséquent, le tube 27 se refroidit, à tel point que la résistance à l'écou- lement y devient plus petite, la pression régnant dans la chambre 7 diminue et la membrane 6 se met à descen- dre avec la soupape 2.
Immédiatement après la mise en mouvement de la membrane 6, la bille 22 vient s'appli- quer contre son siège 23 et la chambre de réglage 7 n'est plus alimentée,-en sorte que la pression qui y règle est rapidement ramenée à la valeur de la pression atmosphérique et que la soupape 2 de la vanne de sécu- rité est fermée à une allure accélérée.
Il n'est pas nécessaire que le brûleur 26 soit alimenté par l'intermédiaire de.la chambre de ré- glage 7. Les ouvertures d'étranglement 19 et 2L peu- vent être réunies en une seule ouverture d'étrangle- ment 19' prévue dans la conduite 8 et.cette dernière conduite peut être reliée directement par la conduite 8' (dessinée en traits interrompus) au brûleur 26.
L'influence du tube 27, dans lequel la résistance à l'écoulement dépend de la température, sur la pression régnant dans la chambre de réglage peut alors être plus grande.
Le dispositif selon la figure 2 correspond à maints égards à celui selon la figure 1. Dans ce cas
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également, l'augmentation de pression dans la chambre de réglage 7, à la suite de l'augmentation de la ré- sistance à l'écoulement dans le tube 27 pendant l'é- chauffement de celui-ci, a pour.effet d'ouvrir la vanne ou soupape de sécurité 2, 3. La chambre de réglage 7 communique avec un 'canal d'évacuation 29 de grande sec- tion, qui est' ' 'fermé par une s'oupape à bille
30. Cette soupape est relevée, à rencontre d'un fai- ble ressort' 31, lors de 'élévation de la membrane 6.
Cette soupape est fixée à une tête conique 32, qui est pressée, pendant le soulèvement de la soupape 30, entre deux lames de ressort 33 pliées en forme de crochet.
Si,, par suite de l'extinction ou d'une forte diminution des flammes-veilleuses, il se produit dans la chambre de réglage 27 une diminution de pression telle que la membrane 6 amorce un mouvement dp descente, les lames de ressort 33 maintiennent fixement la tête 32, en sorte que la soupape 30 n'est pas entraînée vers le bas, Ainsi, le canal 29 est ouvert et l'évacuation du gaz hors de,la chambre de réglage 7 est accélérée dans une mesure telle que la membrane 6 revient brusquement à sa position de repos et que la vanne de sécurité 2, 3 se ferme à grande vitesse. Dans ce cas,,contrairement à ce qui se passe avec les dispositifs selon la figure 1, l'amenée du gaz à la chambre de réglage 7 n'est plus interrompue, mais le gaz est évacué plus rapidement de cette chambre.
Après la fermeture de la soupape de sé- curité 2, la soupape auxiliaire 30 doit être à nouveau fermée. A cette fin, les lames de ressort 33 doivent être quelque peu écartées l'une de l'autre, ce qui est possible grâce à une pièce tournante 34, en sorte que la soupape 30 est à nouveau libérée et peut être appli-
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quée sur son siège.
Le brûleur 28 des figures 1 et 2 peut Gtre exécuté selon le principe du brûleur Bunsen.
Le dispositif de sécurité selon la figure 3 est exécuté de façon que lorsque, dans la chambre de réglage 37 délimitée par les membranes 35 et 36, la pression tombe en dessous d'une valeur déterminée, la soupape de sécurité 38 s'ouvre. Dans la position de repos, dans laquelle tous les brûleurs sont coupés de la conduite d'amenée de gaz, la chambre de réglage 37 est reliée à la conduite d'amenée de gaz 1 par l'inter- médiaire de la conduite 39, du tube 40, dans lequel la résistance à l'écoulement est fonction de la tempéra- ture, et de la conduite 41. Par la surpression du gaz, la membrane 36 est relevée et la soupape de sécu- rité 38 est maintenue fermée.
La conduite 39 communi- que avec une chambre 42, qui est séparée d'une chambre 44 par une soupape 43, cette chambre 44 communiquant librement, par l'intermédiaire d'une conduite 45, avec le brûleur auxiliaire 46 pour la flamme-veilleuse. Cet- te flamme chauffe le tube 40, afin d'y provoquer une augmentation de la résistance ;1 l'écoulement du gaz.
La soupape 43 est maintenue fermée par un ressort 47 et est montée en parallèle avec une soupape 48, qui est maintenue appliquée sur son siège par un ressort 49 et qui peut être ouverte à la main grâce à un bouton de pression 50. La soupape 48 peut assurer une communica- tion directe entre les conduites 39 et 45. Dans la conduite 45 est prévue une ouverture d'étranglement 51.
A la membrane 36 est assujettie une tige 52, à l'aide de laquelle la soupape 43 est ouverte, lorsque la sou- pape de sécurité 38 approche de sa position d'ouvertu-
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re maximum. Le dispositif décrit ci-dessus fonctionne comme suit :
Si l'on désire allumer les brûleurs, on doit, bien entendu après avoirouvert le robinet principal, pousser sur le bouton 50, de manière à ouvrir la soupa- pe 48. Dans ce cas, le brûleur auxiliaire 46 pour la flamme-veilleuse, qui constitue en même temps la flamme d'allumage, est alimenté en gaz par la conduite 41, le tube 40, dans lequel la résistance à l'écoulement est fonction de la température, la conduite 39, la soupape 48 et le tube 45 dans lequel est ménagée une ouverture d'étranglement 51.
Le brûleur auxiliaire peut alors être allumé. Par suite de l'échauffement du tube 40, on obtient un effet d'étranglement, qui tend à réduire l'amenée de gaz à la chambre 37. Il s'ensuit que la pression diminue dans cette chambre, que la membrane 36 descend et que la soupape 38 s'ouvre, à tel point que les brûleurs principaux 33 sont alimentés en gaz et sont allumés par la flamme-veilleuse.
Lorsque la soupape 38 approche de sa position dtouverture maximum, la 'tige 52 vient heurter la soupape 43 et celle-ci s'ouvre dans une mesure juste suffisante pour assurer une communication entre les conduites 38 et. 49. Si dans ce cas, le brûleur auxiliaire 47'.est alimenté par l'intermédiaire de la soupape 43, le bouton de pres- sion 50 peut être libéré, en sorte que la soupape 48 peut à nouveau se fermer.
Le ressort 54 sert uniquement à compenser le poids de la membrane 36, de la soupape 38 et de la ti- ge 52.
Il est clair que seule la soupape 38 s'ouvre, lorsque l'effet d'étranglement du tube 40, lors d'un
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échauffement de celui-ci, et l'effet d'étranglement de l'ouverture 51 sont réglés l'un par rapport à l'autre, de façon qu'en marche normale la pression de réglage 37.soit inférieure à celle régnant dans la chambre 55 de la vanne de sécurité.
Si,:pour une raison ou une autre, on éteint la flamme-veilleuse, en sorte que le tube 40 se,refroi- dit et que l'effet d'étranglement de ce tube est réduit la pression régnant dans la chambre de réglage 37 doit augmenter dans une mesure suffisante pour que la mem- brane 36 et la soupape 38 se déplacent vers le haut.
Dès que là membrane 36 s'élève avec la soupape 38, la soupape 43 se ferme et l'évacuation de gaz vers le brû- leur auxiliaire 46 cesse. Il s'ensuit que la pression augmente rapidement dans la chambre de réglage 37 et que la soupape 38 se :terme rapidement. L'effet du tube 40 sur lé déplacement de la membrane 36 et de la soupape 38 est donc accéléré par la fermeture brusque de la soupape 43.
..Une variante du dispositif selon la figure 3 estreprésentée à la. figure 4. Dans le dispositif se- ion la figure 3,,pendant la fermeture accélérée de la Soupape de sécurité 38, l'accès de gaz à la chambre 'de réglage 37 est déterminé par le tube 40, dans lequel la résistance à l'écoulement est fonction de.la tempéra- ture. Ce tube 40, dont la section doit être relative- ment petite, offre,.même.après l'extinction du brûleur 46, une résistance indésirable au gaz s'écoulant vers la,chambre de réglage 37. Le but du dispositif illus- tré à la figure 4 est de supprimer cette résistance pendant la fermeture de la soupape de sécurité 38.
Ce but est¯atteint 4i'aide d'une seconde soupape auxiliai.
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re 56, qui est montée dans une conduite 57 établie en parallèle par rapport au tube 40. La conduite 57 pré- sente en tous points une grande section de passage, en sorte qu'immédiatement après la.mise en mouvement ae la membrane 36 avec la soupape 38 ét après l'ouverture de la soupape 56 par la conduite 57, le gaz peut s'écou- ler.'sans rencontrer de résistance appréciable vers la chambre de réglage 37 et que la pression peut très ra- pidement s'établir, dans cette dernière chambre, à la valeur nécessaire pour la fermeture de la soupape 38.
Etant donné que',-dans la position de repos, la soupape 56 est ouverte et la chambre 37 est ainsi mise directement en communication (c'est-à-dire sans tronçon de conduite à effet d'étranglement) avec la conduite principale 1, la pression dans la chambre de réglage ne serait pas influencée, si le tube 40 était chauffé. Il est par conséquent nécessaire de prévoir dans la conduite 57 une soupape 58 manoeuvrable à la main et pouvant être fermée temporairement lors de l'allumage de la flamme-veilleuse. A cette fin, la soupape-58 est reliée à la soupape 40. Pendant l'allu- mage du brûleur auxiliaire 46, la soupape 58 est fermée et la seconde soupape auxiliaire 56 n'a plus d'effet,' en sorte que le dispositif selon la figure 4 fonctionne alors exactement de la même manière que celui de la fi- gure 3.
Lorsque les brûleurs sont allumés, la'soupa- pe auxiliaire 56 est fermée et la soupape 58, qui est montée en série avec la soupape 56, peut être à nou- veau ouverte, c'est-à-dire que le bouton de pression 50 peut être libéré. Cependant!, lors de l'extinction de la flamme-veilleuse l'amenée de gaz par le tube 40 est accrue, la membrane 36 se déplace vers le haut avec
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la soupape de sécurité 38 et la soupape 56 s'ouvre immédiatement, tandis que la soupape 43 se ferme direc- tement de la manière décrite en référence à la figure 1. Il s'ensuit que l'amenée de gaz à la chambre ae ré- glage 37 est fortement accrue et que l'ouverture d'éva- cuation de cette chambre est fermée.
La pression s'é- lève alors très rapidement et la soupape 38 est par conséquent fermée rapidement.
Dans certains cas, il est possible de se pas- ser de la. soupape 43 dans le dispositif selon la figu- re 4. Cependant, un inconvénient de cette omission réside dans le fait que, même lorsque la soupape de sécurité est fermée, le gaz continue à s'échapper du .brûleur auxiliaire 47.
Dans les formes d'exécution illustrées aux figures 3 et 4, le tube 40, dans lequel la résistance à l'écoulement est fonction de la température, est monté dans le canal d'alimentation du brûleur auxiliai- re 46, dont la flamme sert non seulement de flamme- veilleuse servant. à chauffer le tube 40, mais sert éga- lement de flamme d'allumage pour les brûleurs princi- paux 51.. Le tube 40 règlé dôme aussi la flamme chauf- fante, en sorte qu'un effet de stabilisation est obte- nu.
Au lieu du tbe 40, on peut faire usage atune -soupape d'arrêt, telle qu'une soupape à aiguille, dont l'ouverture de passage est commandée par une plaquette ou lamelle bimétallique chauffée par la flamme-veil- leuse. On peut également faire usage d'une soupape qui présente un petit trou servant d'ouverture d'é- tranglement dans la. position de fermeture de la soupa- pe. Cette dernière peut également être commandée par
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Un élément sensible à la chaleur, qui ferme la soupape lorsqu'il est chauffé et qui la maintient ouverte lors- qu'il est froid ou vice-versa, ceci dépendant de l'en- droit du canal où la résistance à l'écoulement dépend de la température dans le dispositif de sécurité.
: REVENDICATIONS
1. Dispositif de sécurité pour un appareil de chauffage alimenté au gaz, comportant un brûleur princi- pal et au moins un brûleur'auxiliaire pour une flamme- veilieuse, lequel dispositif est équipé d'une vanne ou soupape de sécurité commandée par une membrane ou autre paroi mobile et montée dans la conduite d'amenée de gaz, cette vanne étant fermée automatiquement lorsque la pres sion du gaz dans une chambre de réglage délimitée par la membrane s'écarte dans un sens déterminé d'une valeur donnée, la chambre de réglage étant en communication avec la conduite aboutissant au brûleur auxiliaire en un endroit situé entre une ouverture d'étranglement éven- tuellement réglable prévue dans cette conduite et un canal se trouvant sous la commande de la flamme-veilleuse et prévu dans ladite conduite, ledit canal laissant passer,
par unité de temps, pour une différence de pres- sion donnée, une quantité de gaz qui dépend fortement' dq la température, caractérisé en ce que,la chambre¯de ré- glage est en liaison avec un canal, dans lequel est montée une vanne ou soupape d'arrêt auxiliaire, qui est commandée également par la membrane ou autre paroi mobi. le et qui immédiatement après la mise en mouvement de la membrane, par suite de l'extinction ou d'une diminu- tion importante de la flamme-veilleuse, met le canal dans un état tel qu'augmente la vitesse avec laquelle la pression de gaz change dans la chambre de réglage dans le sens nécessaire pour assurer la fermeture de la
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vanne ou soupape de sécurité.
2. Dispositif de sécurité suivant la revendica- tion 1, caractérisé en ce que la soupape de sécurité est ouverte lorsqu'augmente la pression du gaz dans la chambre de réglage, tandis que lasoupape auxiliaire et.ltouverture d'étranglement, considérées dans la di- rection d'écoulement du gaz sont montées devant l'en- droit et que le canal, dans lequel la résistance à l'é- coulement est fonction de la température, est monté derrière l'endroit où la chambre de réglage est raccor- dée à la conduite allant au brûleur auxiliaire, dans cette dernière conduite, et en ce que la soupape auxi- liaire est fermée immédiatement après la mise en mou- vement de la membrane, lors de la chute de la pression dans la chambre de réglage (figure 1).
3.. Dispositif de sécurité suivant la revendica- tion 1, caractérisé en ce que la soupape de sécurité est ouverte lorsqu'augmente la pression du gaz dans la chambre de réglage, en ce que l'ouverture d'étrangle- ment, considérée dans la direction d'écoulement du gaz, est montée devant l'endroit et le canal, dans lequel la résistance à l'écoulement dépend de.la température, est montée derrière l'endroit où la chambre de réglage est raccordée à la conduite allant au 'brûleur auxiliai- re, dans cette conduite, et en'ce que la soupape auxi- liaire est montée dans un canal raccordé à la chambre de réglage et débouchant librement à l'extérieur, cette soupape auxiliaire étant ouverte, dès que; sous l'effet de la chute de pression dans la chambre de réglage, la membran.e est mise en mouvement (figure 2).
4.' Dispositif de sécurité suivant l'une ou l'au- tre des revendications 2 et 3, caractérisé en ce que la conduite menant au brûleur auxiliaire est raccordée à la
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conduite d'amenée de gaz derrière la soupape de sécuri- té et en ce que la partie de la conduite. menant au brû- leur auxiliaire, qui est située, devant la chambre de réglage, est pontée par une conduite raccordée à la conduite principale devant la soupape de sécurité et munie d'une soupape, qui est maintenue fermée par un ressort, mais peut être ouverte à la main (figures 1 et 2).
5. Dispositif de sécurité suivant la revendica- tion 1, caractérisé en ce que la soupape de sécurité est ouverte lorsque la pression du gaz diminue dans la chambre de réglage, en ce que le canal, dans lequel la résistance à l'écoulement est fonction de la tempéra- ture, ce canal étant considéré dans la direction dtécou. lement du gaz, est monté 'devant l'endroit, tandis que la soupape auxiliaire et l'ouverture d'étranglement sont montées derrière l'endroit'où la chambre de régla- ge est raccordée à la conduite allant au brûleur auxi- liaire, dans cette dernière conduite, en ce que la con- duite allant au brûleur auxiliaire est reliée à la con- duite d'amenée de gaz devant la soupape de sécurité, et en ce que la soupape auxiliaire,' est fermée, dès que,
sous l'effet de l'augmentation de la pression dans la chambre de réglage, la membrane' est mise en mouvement (figure 3)* 6. Dispositif de sécurité suivant la revendica- tion 5, caractérisé en cque la soupape auxiliaire est pontée par un canal comportant une soupape maintenue fermée par un ressort, mais pouvant être ouverte à la main.
7. Dispositif de sécurité suivant l'une ou l'au- tre des revendications 5 et 6, caractérisé en ce que le canal, dans lequel la résistance à l'écoulement dépend
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de la température, est ponté par une conduite compor- tant une seconde soupape auxiliaire, qui est ouverte, dès que, sous l'effet de l'augmentation de la pression dans la chambre de réglage, .,-membrane est mise en mouvement (figure 4).
8. Dispositif de sécurité suivant la revendica- tion 7, caractérisé en ce que dans la conduite de pon- tage comportant la seconde soupape auxiliaire, on pré- voit encore une soupape maintenue ouverte par un res- sort, mais pouvant être fermée à la main.