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L'invention se rapporte à une installation de filtrage pour l'épuration des liquides, et notamment de l'eau, compor- tant plusieurs compartiments ou champs de filtrage couplés en parallèle, des canaux collecteurs pour l'arrivée et le départ du liquide par exemple de l'eau non traitée, de l'eau épurée, de l'eau de ringage et des eaux boueuses oude décan- tation, de même que de l'air de balayage et les canaux qui y sont raccordés (canaux de liaison) en communication chacun avec un champ de filtrage.
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Dans les installations de filtrage rapide connues, de ce genre, pour eaux épurées, les canaux collecteurs et les . canaux de liaison sont reliés entre eux par l'intermédiaire de tuyaux spéciaux qui sont conduits dans une cave de tuyau- teries et sont pourvus dans la zone de cette cave d'organes tels que vannes, soupapes, etc., de telle sorte que tous les organes se trouvent dans une ou plusieurs caves à tuyauteries.
Par contre, l'invention consiste en ce qu'au moins un canal collecteur et les canaux de liaison afférents possèdent des parois communes et que des organes agissant sur le débit et commandés à distance sont montés dans les parois mêmes et permettent de raccorder les canaux de liaison au canal collecteur, De, préférence tous les canaux collecteurs avec les canaux de liaison correspondants possèdent des parois communes qui reçoivent les organes mentionnés. Parmi les organes destinés à agir sur les débitas il faut comprendre ici les organes obturateurs, les registres, les vannes, les organes régulateurs, etc.
Dans l'installation suivant, l'invention, les tuyaute- ries entre les canaux collecteurs et les canaux de liaison sont évitées. Par conséquent, on peut supprimer les caves de tuyauteries entre les canaux collecteurs et les canaux de liaison qui dans les installations connues sont indispensa- bles pour permettre en tout temps l'accès aux tuyauteries et aux organes, appropriés aux pressions, qui doivent agir sur les débits, afin de pouvoir lès protéger contre la corrosion.
Jusqu'à présent on atteignait ce but en enduisant régulière- ment de couleurs appropriées les tuyauteries et partiellement en climatisant la cave de tuyauteries; on établit aussi dans cette dernière, au-dessous des tuyauteries des rigoles spé- ciales d'eau de condensation au moyen desquelles l'eau de condensation peut être évacuée d'une façon ccntinue. L'inven- tion est basée sur ce qu'en réalité pour les faibles diffé- rences de pression d'environ 2 à 8 m. de la collonne d'eau
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entre les canaux collecteurs et les canaux de liaison il n'y a aucune nécessité d'utiliser des vannes ou des soupapes d'ar- rêt construites pour des différences de pression notablement plus élevées qui nécessitent de fréquentes révisions et ne peuvent être montées que dans les tuyauteries.
D'autres caractéristiques de l'invention ressorti- ront des revendications et de la description donnée ci-après à titre d'exemple d'une forme d'exécution de l'invention comparée à une installation du type connu représentée également sur le dessin annexé.
Fig. 1 est une coupe verticale d'une installation de filtrage rapide de type connu, suivant la ligne A-A de la fig.2.
Fig. 2 est une vue en plan correspondante des champs de filtrages.
Fig. 3 est une coupe verticale suivant 'la ligne B-B da la fig. 4 d'une installation de filtrage rapide exécutée suivant l'invention.
Fig. 4 est une vue en plan correspondante des com- partiments ou champs de filtrage, et
Fig. 5 est une coupe d'une soupape employée en plu- sieurs endroits de l'installation suivant les figs, 3 et 4.
Quatre pairesde champs de filtrage au sable ou com- partiments de filtrage de forme rectangulaire en plan 2,3; 4,5; 6,7; 8,9 sont aménagées dans une construction en béton. Les paires de champsde filtrage sont couplées en parallèle et sont pourvues chacune d'une rigole d'amenée d'eau brute 12 formée entre deux murs 10, 11 et par dessus le bord supérieur .13 de laquelle l'eau brute à épurer est déversée dans les deux champs de filtrage afférents. Chaque rigole d'amenée 12 constitue en même temps une rigole d'évacuation des eaux boueuses. Chaque compartiment 2 à 9 est rempli de sable de filtrage qui repose
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sur un fond 15, présentant un grand nombre de lumière ou ajutages pour le passage de l'eau épurée.
Au-dessous du fond à ajutages 15 se trouve pour chacun des champs de filtrage une chambre de matelassage 26 pour l'air de balayage, ainsi qu'un fond 16 pourvu de fentes 17 pour l'eau épurée et l'eau de rin- çage ou de curage et en-dessous de ce fond, également pour cha- que champ de filtrage, un canal d'évacuation de l'eau épurée servant aussi de canal d'amenée 18 de l'eau de curage . Les canaux 18 sont des canaux de liaison au moyen desquels les différents champs ou compartiments de filtrage 2 à émeuvent. être reliés d'une part à un canal collecteur-évacuateur d'eau épurée, d'autre part à un canal collecteur-adducteur d'eau de curage, ainsi qu'il'sera décrit plus complètement .ci-dessous.
A chaque canal 18 est raccordée,comme le montre la fig, 1 du côté gauche, une conduite 19 reliée à une cave de : tuyauteries 20, qui est aménagée sur l'un des côtés frontaux de tous les champs de filtrage 2 à 9. Dans cette cave, la conduite
19 se bifurque en deux conduites 21,22. La conduite 21 est' la conduite d'amenée d'eau de curage ourinçage; elle comprend une vanne 27 et est reliée à un canal collecteur(-adducteur d'eau de rinçage 25. La conduite 22 est la conduite d'évacuation de l'eau . épurée, qui comprend un organe régulateur de débit23 et débouche dans un canal collecteur-évacuateur 24 d'eau épurée.
Au-dessous de chaque canal d'amenée d'eau brute 12 débouche une conduite d'amenée d'air de balayage 28 qui comprend un organe d'arrêt 29 et provient d'un canal collecteur-alimen- tateur d'air de balayage 63. Le canal à air de balayage située en-dessous de chaque rigole 12 et dans lequel débouche la con- . duite 28, communique avec les deux chambres de matelassage 26 afférentes à la paire considérée de champs de filtrage et dans lesquelles se recueille l'air de balayage au commencement de l'opération de rinçage avant qu'il ne s'élève au travers du sa- ble de filtrage 14 et lui transmette un mouvement de tourbillon-
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nement conjointement avec l'eau de rinçage.
Les canaux d'air de balayage disposés au-dessous des rigoles 12 forment les canaux de liaison entre les différentes paires de champs de filtrage d'une part et le canal collecteur-alimentateur d'air de balayage 63 d'autre part.
Un canal collecteur-adducteur d'eau brute, disposé sur le côte frontal des champs 2 à 9 opposé à celui où se trouve la cave à tuyauteries 20, se compose de deux canaux partiels 30,31 qui sont séparés l'un de l'autre par une paroi 32 pourvue d'un bord à déversoir 33. Le niveau de l'eau dans le canal partiel 31 est maintenu entièrement horizontal sur toute sa longueur par le bord 33, de telle sorte que le canal 31 joue le rôle d'un canal de stabilisation. Un conduit d'admission d'eau brute 35 pourvu d'un organe obturateur 34 se rend de ce c anal 31 dans chaque rigole 12 des paires de champs de filtrage. Les rigoles 12 constituent les canaux de liaison entre les champs de filtrage 2 à 9 d'une part et le canal collecteur-alimentateur d'eau brute 30,31 d'autre part.
Les conduites 35 sont amenées- dans une cave de tuyauteries 36, située en-dessous du canal 30,31; les organes 34 y sont également montés.
Des rigoles 12, qui sont en même temps des rigoles d'évacuation des eaux boueuses, partent des conduites d'évacuation des eaux boueuses 37, pourvues chacune d'un organe obturateur 38, qui sont également amenées dans la cave 36. L'organe obturateur 38 se trouve également dans la cave 36 des tuyauteries. Les conduites 37 débouchent dans un canal collecteur-évacuateur des eaux bourbeuses 39 dans lequel s'ouvrent aussi les conduites de décharge 65 du premier produit de filtrage, venant des canaux.
18 et pourvues d'organes obturateurs 51, par l'intermédiaire des- quelles. l'eau épurée recueillie immédiatement après le rinçage dans les canaux 18, qui n'est à ce moment pas encore, suffisam- ment pure et n'est par conséquent par utilisable, est évacuée dans le canal collecteur 3Q. Au-dessus de la cave de tuyauteries
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20 se trouve une chambre de commandes 71.
Le fonctionnement du dispositif connù suivant les figs. 1 et 2 se fait comme suit. Pendant le service de filtrage les organes 34 et 23 sont ouverts, les organes 38, 27 et 29 fermés. L'eau brute amenée au canal collecteur 30,31 passe par les conduites 35 dans les rigoles 12 et par-dessus les bords 13 dans les champs 2 à 9, où elle traverse le sable 14 et ensuite le fond à ajutages 15, la chambre de matelassage 26 et le fond percé de fentes 16. Ensuite, elle pénètre au-dessous de chaque champ dans le canal afférent 18 d'où elle passe par les con- duites 19,22 dans le canal collecteur 24 d'où elle est conduite aux endroits de consommation, par exemple le réseau de distri- bution de l'eau d'une ville.
Pendant le rinçage ou le curage au cours duquel la boue accumulée au-dessus et à l'intérieur du sable de filtrage
14 est enlevée, on ferme les organes 34,23 et on ouvre les organes 29, 27 et 38, L'air de balayage passe alors de. la con- duite 63 par les conduites 28 dans les canaux situés en-dessous des rigoles 12 et dans les chambres de matelassage 26 où il se forme un matelas d'air qui repousse vers le bas le niveau de l'eau qui s'y trouve.
L'eau de curage passe par les conduites 25, 21, 19 dans les canaux 18 et de là par les fentes 17 dans la chambre de matelassage, d'où elle passe conjointement avec l'air de balayage par le fond à ajutages 15 et à travers le sable 14 auquel un mouvement de tourbillonnement est imprimé par l'air de balayage et l'eau de curage agissant conjointement et qui est ainsi nettoyé. L'eau de curage contenant les boues ou les impuretés - appelée dès lors eau boueuse - tombe par-dessus le bord 13 dans les rigoles 12 d'où elle est envoyée par les conduites 37 dans le canal collecteur évacuateur des eaux boueu- ses 39 pour être envoyée à l'extérieur.
L'installation suivant les figs. 3 à 5 comprend quatre compartiments ou champs de filtrage 40 à 43 dont chacun présente à peu près la même capacité qu'une paire de champs de
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filtrage du type de construction connu, suivant les figs. 1 et 2. QUI' l'une des faces frontales sont disposées.les caniveaux. d'amenée de l'eau brute 44 et sur l'autre face frontale les caniveaux d'évacuation des eaux boueuses 45. Chaque caniveau 44 possède un bord déversoir 46 au-dessus duquel l'eau brute à épurer passe dans le champ de filtrage. Au-dessus de chaque bord 46 est monté un clapet 47 qui permet d'évitér que pendant l'opération de rinçage ou de curage, le sable de filtrage et les eaux sales chargées de boues ne puissent passer du champ de filtrage dans le caniveau 44.
Sur la face frontale opposée, chaque caniveau 45 est pourvu d'un bord déversoir 48 au-dessus duquel l'eau boueuse peut être évacuée du champ de filtrage.
Au-dessus du bord 48 se trouve un clapet au moyen duquel on évite que le sable de filtrage ne'soit entraînée.
Au-dessous des caniveaux 44 se trouve un canal collec- teur-adduc.teur d'eau brute 50, avec lequel chaque caniveau 44 possède une paroi commune 52 qui comprend un organe obturateur commandé à distance, dont la construction est décrite plus complètement ci-après avec référence à la fig. 5. Les caniveaux 44 constituent les canaux de liaison entre les différents champs de filtrage 40 à 43 et le .canal collecteur 50.
- Au-dessous des caniveaux 45 se trouve un canal collecteur-évacuateur 55 d'eaux boueuses avec lequel chaque caniveau 45 possède une paroi commune 56 qui renferme égale- ment un organe obturateur 57.commandé à distance conforme à celui représenté sur la fig.5. A côté du canal collecteur 55 pour l'eau boueuse à évacuer, se trouve un canal collecteur 58 pour l'air de balayage à introduite. En-dessous de chaque fond à ajutages 15, dans la chambre de matelassage 26 est dis- posé un, canal d'admission d'air de balayage 60'pourvu d'orificas de sortie. Chaque canal 60 possède avec. le canal collecteur 58 une paroi commune 61 qui est à son tour pourvue d'un organe 62 du môme type de construction que celui de la fig. 5.
Les canaux
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60 sont les canaux de liaison entre les différents champs de filtrage 40 à 43 et le canal collecteur 58. Les' caniveaux 45 sont les canaux de liaison entre le canal collecteur 55 et - les champs de filtrage 40 à 43.
Au-dessous des canaux collecteurs 55, 58 se trouve enfin un canal collecteur d'évacuation de l'eau épurée 64 avec- lequel chaque canal d'extraction d'eau épurée 18 (fig.3) présen- tant des ouvertures de passage possède une paroi commune 6? dans laquelle est monté un organe obturateur 66 suivant la fig, 5. Les canaux 18 sont des canaux de liaison entre le canal collecteur 64 et les champs 40 à 43.
A côté des canaux collecteurs 55, 58 et des caniveaux 45 se trouve un couloir d'inspection. 70 au-dessus duquel est située la chambre des commandes 71; au-dessus des caniveaux 44 se trouve un couloir d'inspection 72. '
Dans chacune des parois 52, 56, 61 et 67 est enchâs- sée,une bague de support 75, 75a pourvue d'alésages taraudés 74 (fig.5) et sur laquelle est vissé , comme il a déjà été dit, un organe obturateur hydraulique commandé à distance. Par l'emploi d'autres bagues 76,77 et des boulons filetés 78 un siège de vanne ou soupape 79 est fixé à la bague 75 et coopère avec un -plateau de soupape 80 qui porte une bague d'étanchéité 81.
Le plateau est monté sur une tige de piston 82 qui porte à son extrémité supérieure, comme le montre la fig. 5, un piston 83 susceptible de glisser dans un cylindre 84 et possèdant une garniture d'étanchéité 85. Le cylindre 84 est fermé au moyen d'un couvercle 86. La tige 82 est guidée d'une part en 90 par une plaque bombée 87 maintenue au moyen d'entretoises ou pièces d'écartement 97 à un certaine distance de la bague 77 et d'autre part par un guide 89 maintenu par trois bras ou nervures 88.
Une tige 91 fixée au plateau 80 de la soupape et passant par une ouverture 92 de la plaque 87 a pour effet de maintenir tou- jours le plateau. 80 dans la même position angulaire par rapport
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aux autres pièces. Le piston 83 est alimenté d'une part par une conduite raccordée en 94-et d'autre part par une conduite raccordée -en 95. On introduit de l'eau sous pression par le , raccord 94 pour fermer la soupape et par le raccord 95 pour l'ouvrir. L'axe de la soupape suivant la fig.5 peut être vertical comme dans le cas des parois 52, 56 et 61 ou horizontal} comme dans le cas de la paroi 67.
Le fonctionnement de l'installation suivant les figs.
3 à 5 se fait comme suit. Pendant l'opération de filtrage, les organes 53, 47, 49 et 66 sont ouverts et les organes 57 et
62 fermés. L'eau brute à épurer est envoyée par le canal col- lecteur 50 à travers l'organe 50 dans le caniveau. 44 et de 1à par le bord de. déversoir 46 dans ;les champs de filtrage 40 à 43 où elle peut s'élever jusque près; du bord supérieur 96. Elle passe à travers le sable 14, du fond à ajutages 15 'et dans la : - chambre de matelassage 26 et parvient à l'état épuré dans le canal d'évacuation d'eau épurée 18, De là. elle passe par l'or- gane 66 dans le canal collecteur-évacuateur 64 d'eau épurée d'ou elle .est envoyée aux points de consommation.
Pendant l'opération de rinçage ou de curage, les organes 53, 47 et d'abord aussi,les organes 49, 57, 66 sont .fermée, tandis que l'organe 62 est ouvert. Le canal 64 sert alors de canal collecteur adducteur d'eau de curage et les ca- neux 18 servent de canaux de liaison d'eau de curage entre le canal collecteur 64 et les différents champs de filtrage à nettoyer 40 à 43. L'eau de curage est d'abord conduite du canal
58 dans les canaux 60 et de ceux-ci dans les chambres de mate- lassage ou de rembourrage 26, de telle sorte que le niveau de l'eau qui s'y trouve descend. Aussitôt qu'il s'est formé dans chaque chambre 26 un matelas d'air uniforme qui s'étend sur tout le fond à ajutages 14, on ouvre aussi l'organe 66 et l'eau de curage est envoyée du canal collecteur 64 dans les canaux de liaison 18.
Elle parvient par les chambres 26 et les fonda à
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ajutage 15 en même temps que l'air''de ..balayage dans la couche de sable 14 qui est soumise a un mouvement de tourbillonnement et est nettoyée par l'eau de curage et l'air de balayage. L'eau - qui est alors devenue l'eau boueuse - s'élève d'abord jusqu'à peu près au bord supérieur 96; Au bout d'un certain temps, on ouvre les organes 49, 67 de telle sorte que l'eau est envoyée par dessus les bords de déversoir 48 et par les caniveaux 45 dans le canal collecteur-évacuateur d'eau 55 d'où elleest conduite à l'extérieur.
Dans la forme d'exécution considérée, il peut être avantageux, pour une raisonquelconque, de ne pas établir tous les canaux collecteurs et les canaux de liaison afférents de ma- nière qu'ils aient des parois communes, mais bien de telle façon qu'il n'y ait de paroi commune qu'entre le canal collecteur- adducteur d'eau brute et les canaux de liaison afférents par exemple de même qu'entre le canal collecteur-évacuateur d'eau épurée et les canaux de liaison, c'est-à-dire en quelque sorte dans deux cas des canaux collecteurs et de canaux de liaison' associés ou éventuellement dans un seul de ces cas, tandis que les autres communications entre les canaux collecteurs et ' les canaux de liaison afférents seraient établies comme jusqu'à .présent par des conduites,
passant dans les caves de tuyauteries et possédant dans les zones de ces caves des organes agissant sur les débits. Il appartiendra donc de décider dans chaque cas particulier de l'opportunité de faire application du principe suivant l'invention de l'établissement de parois communes avec incorporation dans les parois mêmes d'organes commandés à distance pour le réglage des débits, dans tous les cas entrant en consi- dération, de canaux collecteurs et canaux de liaison affé- l'enta, pu seulement dans certains cas ou dans un seul cas.
REVENDICATIONS.
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1.- Installation de filtrage pour l'épuration de li- quides et notamment de l'eau, comportant plusieurs compartimenta
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ou champs de filtrage couplés en parallèle, des canaux collec- teurs pour l'adduction et l'évacuation des liquides, par exemple l'eau brute, l'eau épurée, l'eau de curage ou de rinçage et, l'eau chargée d'impuretés, ainsi que de l'air de balayage, et des canaux (canaux de liaison) qui y sont raccordés et commu- niquent chacun avec un champ de filtrage, caractérisée en ce qu'au, moins un canal collecteur (50.
55' 58, 64) et les canaux de liaison correspondants 44, 45, 60, 18) possèdent des parois communes (52, 56, 61, 67) et en ce que dans les parois mêmes sont incorporés des organes (53,57, 62, 66) commandés à distance pour agir aur les débits et par l'intermédiaire desquels les canaux de liaison sont raccordables au canal collecteur.
2.- Installation suivant la revendication 1, pourvue de champs de filtrage de section transversale horizontale rec= tangulaire et pour chacun de ceux-ci d'un caniveau ou rigole d'amenée d'eau brute faisant fonction de canal de liaison entre le c anal collecteur-adducteur d'eau brute et chacun des champs de filtrage, caractérisée en ce que le caniveau d'amenée dé l'eau brute (44) est établi sur un côté frontal de chaque champ de filtrage (40 à 43) et en ce que le canal collecteur-adducteur d'eau brute (50) est situé en-dessous de ce caniveau.
3.- Installation suivant la revendication 2, carac- térisée en ce qu'entre chaque caniveau d'amenée d'eau brute (44) et le champ de filtrage correspondant se trouve un déver-' soir (-46) pour l'eau brute s'écoulant du caniveau dans le champ de filtrage, ce déversoir pouvant être fermé par un organe ob- turateur (47).
4.- Installation suivant les revendications 1 à 3, pourvue de champs de filtrage de section transversale horizon- tale rectangulaire et pour chacun d'eux d'un caniveau d'évacua- tion des eaux boueuses servant de canal de liaison entre le danal collecteur-évacuateur des eaux boueuses et chaque champ de filtrage, caractérisée en ce que le caniveau d'évacuation
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(45) des eaux boueuses est établie par un côté frontal de chaque champ de filtrage et en ce que le canal collecteur-évacuateur (55) des eaux boueuses est situé en-dessous de ce caniveau.
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5.- Installation suivant la revendication 4, caracté- risée en ce qu'entre chaque champ de filtrage et le caniveau d'évacuation (45) des eaux boueuses se trouve un déversoir (48) pour les eaux boueuses s'écoulant du champ de filtrage dans le caniveau, ce déversoir pouvant être fermé par un organe obtura- teur (49).
6. - Installation suivant les revendications 1 à 5, comportant en-dessous de chaque champ de filtrage un canal d'évacuation de l'eau épurée en même temps canal d'amenée d'eau de curage faisant fonction de canal de liaison entre le canal collecteur-évacuateur d'eau épurée et chaque champde filtrage ainsi qu'entre le canal collecteur-adducteur d'eau de curage ;
et chaque champ de filtrage, caractérisée en ce que le canal collecteur-évacuateur (64) d'eau épurée est situé essentielle- ment à la même hauteur que le canal de liaison (18) évacuateur d'eau épurée adducteur d'eau de curage et s'étend perpendicu- lairement à chaque canal de liaison (18) et à chaque champ de filtrage,
7.- Installation suivant les revendications 1 à 6, caractérisée en ce que chaque canal d'amenée de l'air de balayage (60) employé comme canal de liaison entre un canal collecteur amenant l'air de balayage.
(58) et un champ de fil- trage est disposé au-dessous du champ de filtrage afférent et en ce qu'en'outre, le .canal collecteur d'amenée de l'air de balayage est. situé .pratiquement à lamême hauteur que
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chaque # canal. dà'.liàisqh "d'air, de balayage (60) et s'étend perpendiculairement, à chaque canal de liaison (60) et à chaque champ de ±.iltrage,:. # ##'#'-' ..8,r, InaGal.ationsuivant les revendications 1 à 7$ caractérisée en/ce que. dans chaque paroi commune (52, 56, 61, 67( est enchâssée, une bague de support (75, 75a) sur laquelle
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est fixée une vanne ou soupape commandée hydrauliquement et dont les organes obturateurs (80. 79) ne sont pas enfermés dans un corps de vanne, c'est-à-dire qu'ils soht découverts. de toute part..
9. - Installation suivant la revendication 8, carac- térisée en ce qu'il est fait usage d'une soupape à plateau, dont le siège (79) est adapté directement à la bague de support (75, 75a) et dont le plateau (80) est monté sur une tige de piston (82) qui est guidée dans une plaque (87) fixée à la bague de support au moyen de pièces d'écartement (97) et portant en même temps un cylindre à pression (84).
10.- Installation suivant la revendication 9, carac- térisée en ce qu'une tige de guidage supplémentaire (91) traversant la plaque de support (87) est fixée au plateau (80) de la soupape.
11.- Installation suivant les revendications 9 ou 10, caractérisée en ce qu'un dispositif de guidage rectili- gne supplémentaire (89) de la tige de piston (82) est aménagé dans un croisillon à nervures (88) maintenu dans l'ouverture de passage de la soupape.