Purgeur thermostatique : principe de fonctionnement, guide de sélection et défaillances courantes

Les purgeurs de vapeur thermostatiques fonctionnent sur la base d'une idée simple : la vapeur est plus chaude que le condensat et l'air. Le purgeur utilise cette différence de température pour s'ouvrir lorsque le condensat/l'air est plus froid et se fermer lorsque la vapeur vive atteint l'élément. C'est pourquoi les purgeurs thermostatiques sont largement utilisés là où l'élimination de l'air de démarrage et les charges de condensat légères à moyennes dominent.

Les purgeurs de vapeur sont généralement classés en types mécaniques, thermodynamiques et thermostatiques en fonction de leur principe de fonctionnement, tel qu'il est communément défini dans les ouvrages de référence en génie industriel tels que Vue d'ensemble des purgeurs de vapeur sur Wikipédia .

Meilleur ajustement (typique) :
- Traçage de la vapeur
- Serpentins de chauffage et aérothermes
- Stérilisateurs / petits réchauffeurs de processus
- Systèmes à vapeur à faible charge où l'évacuation de l'air est essentielle

Avantage principal :
Excellente évacuation de l'air lors du démarrage à froid (réduit le blocage de l'air et améliore la stabilité de l'échauffement).

Limitation du noyau :
Les purgeurs thermostatiques évacuent le condensat à une température inférieure à celle de la vapeur saturée (sous-refroidissement). Pour les tâches nécessitant une évacuation immédiate du condensat sans engorgement, le purgeur thermostatique n'est pas forcément le meilleur choix.

Vous souhaitez obtenir un guide complet de tous les types de purgeurs de vapeur et de leurs applications ? Consultez notre Vue d'ensemble et guide d'achat des purgeurs de vapeur, Les purgeurs de vapeur thermostatiques, thermodynamiques, à flotteur inversé et à flotteur sphérique pour les systèmes de vapeur industriels.

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Comparaison rapide : Thermostatique vs Thermodynamique vs Seau inversé

Type de purgeur de vapeur	Principe de base	Applications les mieux adaptées	Ventilation de l'air	Style de décharge	Tolérance de contre-pression (typique)	Résistance au gel (typique)	Tendance à l'échec primaire
Purgeurs de vapeur thermostatiques	Différence de température entre la vapeur et le condensat/air refroidi	Traçage, serpentins, stérilisateurs, aérothermes	Excellent	Intermittent ; débit inférieur à la saturation	Pression équilibrée : moyenne ; Bimétallique : plus élevée	Modèles bimétalliques : forts	Fermeture en cas de contre-pression ou d'installation incorrecte ; fuite en cas d'usure du siège ou de présence de saletés.
Thermodynamique (disque)	Vapeur d'éclair / disque de fermeture de vitesse	Fosses d'égouttage pour réseau de vapeur, haute pression pour l'extérieur	Moyen	Explosion intermittente“	Moyenne (en fonction du système)	Bonne (si elle s'égoutte bien)	Cyclage fréquent à faible charge ; les performances varient en fonction de la contre-pression.
Purgeurs à flotteur inversé	Flottabilité / différence de densité (mécanique)	Service sale, service process robuste, tolérance aux coups de bélier	Modéré	Mécanique intermittente	Plus élevé dans de nombreux systèmes	Modérée à faible (en fonction du drainage)	Perte d'amorçage / défaut d'ouverture si l'aération ou la tuyauterie est incorrecte

Explorer les pages connexes (lectures recommandées) :
- Vue d'ensemble des purgeurs de vapeur (Hub) : https://ntgdvalve.com/steam-trap/
- Purgeur thermodynamique : https://ntgdvalve.com/thermodynamic-steam-trap/
- Purgeur de vapeur à flotteur inversé : https://ntgdvalve.com/inverted-bucket-steam-trap/

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Règles de sélection en 60 secondes (Engineering Quick Pick)

Choisissez un purgeur de vapeur thermostatique lorsque :
- L'élimination de l'air au démarrage est importante (la fixation de l'air entraîne une sous-chauffe et un contrôle instable).
- La charge de condensats est faible à moyenne (fréquente dans les traçages et les serpentins).
- Un certain sous-refroidissement est acceptable

Éviter ou revérifier la sélection lorsque :
- Les équipements ne supportent pas l'engorgement (échangeurs critiques, certains réseaux d'évacuation).
- La contre-pression de la conduite de retour est élevée ou instable
- L'installation ne peut pas fournir une jambe de refroidissement appropriée là où c'est nécessaire

Non négociable dans les projets réels :
- Évaluer la pression différentielle (ΔP) en utilisant la pression d'entrée moins la contre-pression de la ligne de retour
- Installer une crépine en amont lorsque des salissures ou du tartre sont attendus.
- Confirmer la direction de l'installation, l'accès pour l'entretien et la logique de drainage

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Spécifications

Gamme de tailles	DN15-DN300
Classe de pression	ANSI 150LB / 300LB ; PN10-PN64
Norme de conception	ASME B16.34 ; DIN 3202
Raccordement d'extrémité	Brides / BW / Filetage
Matériaux typiques	Acier au carbone, acier inoxydable, bronze

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Qu'est-ce qu'un purgeur thermostatique ?

Un purgeur de vapeur thermostatique est un purgeur qui s'ouvre et se ferme en fonction de la différence de température entre la vapeur et le condensat/l'air plus froid. Lorsque la vapeur atteint l'élément, celui-ci se dilate et ferme la vanne. Lorsque le condensat/l'air refroidit l'élément, celui-ci se contracte et ouvre la vanne pour évacuer le condensat et ventiler l'air.

La plus grande valeur pratique est la purge d'air au démarrage : les purgeurs thermostatiques peuvent aider à éliminer les gaz non condensables qui bloqueraient autrement le transfert de chaleur.

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Comment fonctionne un purgeur thermostatique ? (Principe de fonctionnement)

 

1) Soufflet à pression équilibrée / Type de capsule (le plus courant)

Démarrage à froid :
- Élément contracté → vanne ouverte en grand
- L'air et les condensats froids s'évacuent librement

Approche de la vapeur :
- Élément chauffé → le fluide interne se vaporise → l'élément se dilate → la vanne se ferme

Refroidissement :
- Élément de condensation/refroidissement de l'air → l'élément se contracte → la vanne s'ouvre à nouveau

Pourquoi c'est important :
Ce cycle est excellent pour l'évacuation de l'air, mais le purgeur peut rester fermé jusqu'à ce que la température des condensats soit inférieure de plusieurs degrés à la température de saturation (sous-refroidissement).

2) Type thermostatique bimétallique

Un élément bimétallique se plie lorsqu'il est chauffé et revient lorsqu'il est refroidi :
- Conception plus robuste
- Tolérance de pression plus large dans de nombreuses installations réelles
- Souvent préférable pour les systèmes de retour à l'extérieur/à risque de gel et à haute contre-pression.

3) Type de dilatation de liquide (vidange d'arrêt / service spécial)

Ce type de système utilise la dilatation des liquides avec un point de consigne de température de refoulement fixe (généralement entre 60 et 100°C) :
- Fort comportement de vidange à froid
- Généralement utilisé pour le drainage d'arrêt ou le drainage de démarrage dans des systèmes spécifiques
- N'est pas destiné à remplacer universellement les modèles à pression équilibrée ou bimétalliques.

Pour une explication visuelle du fonctionnement des différents types de purgeurs de vapeur, vous pouvez également vous référer à cette vidéo éducative.

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Concept d'ingénierie profonde 1 : sous-refroidissement (pourquoi les purgeurs thermostatiques se déchargent en dessous de la saturation)

Le sous-refroidissement est la différence de température entre la température de la vapeur saturée et la température d'évacuation du condensat. Les purgeurs thermostatiques ont besoin d'un sous-refroidissement pour déclencher l'ouverture de l'élément.

Signification pratique :
- Sous-refroidissement plus élevé → meilleure récupération d'énergie mais drainage plus lent
- Sous-refroidissement plus faible → drainage plus rapide, mais peut augmenter le risque de perte de vapeur en cas de choix inapproprié

Conseils typiques :
- Le traçage et le chauffage d'unité peuvent tolérer plus de sous-refroidissement.
- Certaines tâches de chauffage de processus exigent un contrôle plus strict de la température et peuvent tolérer moins d'engorgement, de sorte que la sélection doit être prudente.

Si un utilisateur dit que “le siphon ne se vidange pas assez vite”, la cause n'est souvent pas le siphon lui-même, mais l'un ou l'autre :
- des conditions de sous-refroidissement/de jambe de refroidissement insuffisantes, ou
- une forte contre-pression réduisant le ΔP effectif.

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ΔP et contre-pression (la raison #1 des plaintes concernant les “pièges qui ne se déchargent pas”)

Sur le terrain, la capacité et le comportement de décharge dépendent fortement de la pression différentielle :

ΔP (pression différentielle) = Pression d'entrée - Contre-pression de la conduite de retour

Ce que la contre-pression change :
- Réduit ΔP → réduit la capacité de décharge
- Peut faire basculer le piège dans un comportement “reste fermé plus longtemps”.
- Peut provoquer une décharge intermittente, un blocage de l'air ou une perception de sous-chauffe.

Contrôles rapides pour confirmer les problèmes de contre-pression :
- La conduite de retour est-elle soulevée verticalement après le purgeur ? (crée une hauteur statique et une contre-pression)
- Le collecteur de retour des condensats est-il fréquemment pressurisé par de la vapeur de revaporisation ?
- Y a-t-il une condition de vide ou une ligne de retour instable ?

Si votre ligne de retour est un système à haute contre-pression, les purgeurs thermostatiques bimétalliques sont souvent préférés aux modèles standard à pression équilibrée.

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Guide de sélection des purgeurs thermostatiques (à soufflet, bimétalliques ou à dilatation de liquide)

Étape 1 - Définir les intrants de service (incontournables de l'appel d'offres)

Pour que la taille et la sélection soient correctes, il faut fournir :
- Pression de la vapeur : minimale / normale / maximale
- Charge de condensat : pic de démarrage et charge normale
- Système de retour : contre-pression, élévation, méthode de récupération
- Risque de saleté/échelle et accès pour l'entretien
- Environnement d'installation : intérieur/extérieur, risque de gel, risque de coup de bélier
- Raccordement et matériel nécessaires

Étape 2 - Choisir le type d'application

La pression équilibrée (capsule/soufflet) est optimale lorsque :
- La performance de l'aération est la priorité absolue
- Charge légère à moyenne
- Vous avez besoin d'un fonctionnement stable à des pressions industrielles courantes

Le bimétallique est le meilleur quand :
- La contre-pression de la conduite de retour est élevée
- Risque de gel à l'extérieur
- Une résistance plus robuste aux abus sur le terrain et aux coups de bélier est requise.

L'expansion des liquides est optimale lorsque
- Vous avez besoin d'un drain d'arrêt ou d'un comportement de décharge à température fixe dans une conception de système spécifique.

Étape 3 - Vérifier les limites du système (éviter les erreurs d'application)

- Confirmer le ΔP dans les conditions minimales d'utilisation
- Confirmer le comportement de la contre-pression dans la conduite de retour au cours du démarrage et à charge constante.
- Éviter de choisir en fonction de la seule taille de la ligne (taille de la ligne ≠ capacité requise).
- Installer la crépine et assurer l'accès à la purge là où des salissures sont attendues.

Étape 4 - Règle de dimensionnement (simple, sûre sur le terrain)

Capacité requise du purgeur = Charge réelle de condensats × facteur de sécurité

Facteurs de sécurité typiques :
- 1,5× pour un fonctionnement normal stable
- 2-3× pour la charge de pointe au démarrage
- Facteur plus élevé lorsque la pression fluctue fortement ou que la contre-pression est instable

Cette règle simple permet d'éviter le sous-dimensionnement (mauvais drainage) et le surdimensionnement (cyclisme excessif et usure du siège).

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Tableau de sélection rapide des charges pour les purgeurs de vapeur (correspondance rapide par fonction)

Modèle de charge / de service	Type de thermostat recommandé	Pourquoi cela convient-il ?	Principaux points à surveiller
Faible charge + beaucoup d'air au démarrage (courant)	Pression équilibrée (capsule/soufflet)	Meilleure évacuation de l'air et meilleure performance au démarrage	Vérifier les conditions de la contre-pression et de la jambe de refroidissement
Utilisation en extérieur / risque de gel / retour à une pression plus élevée	Bimétallique	Robuste, bon comportement de drainage et meilleure tolérance dans de nombreux systèmes de retour	Vérifier encore le ΔP et le drainage de l'installation
Approche par vidange d'arrêt / température de refoulement fixe	Expansion du liquide	Le comportement du point de consigne fixe prend en charge la logique de vidange spéciale	Il ne s'agit pas d'un remplacement universel du drainage de processus
La charge de pointe au démarrage est très élevée	Pression équilibrée + dimensionnement correct (souvent avec un facteur de sécurité de 2-3×)	Mise à l'air libre au démarrage et débit initial élevé	Filtre en amont obligatoire ; éviter de le surdimensionner

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Défaillances courantes des purgeurs thermostatiques de vapeur

Symptôme observé	Causes principales les plus probables	Action corrective étape par étape (sur le terrain)	La prévention
Pas d'évacuation des condensats (corps du purgeur froid)	1) Les vannes d'isolation ne sont pas complètement ouvertes 2) Blocage du filtre/de la ligne 3) Contre-pression excessive / ΔP insuffisant 4) Défaillance de la capsule/du soufflet/de l'élément bloqué en position fermée 5) Sens d'installation incorrect ou conditions de refroidissement manquantes	1) Confirmer que les vannes d'entrée et de sortie sont complètement ouvertes et que le sens d'écoulement est correct. 2) Nettoyer la crépine et vérifier l'absence de débris dans la zone du siège. 3) Vérifier l'élévation/la pressurisation de la ligne de retour ; vérifier le ΔP à la pression minimale de fonctionnement. 4) Remplacer l'élément thermostatique si aucun mouvement n'est détecté (voir l'essai sur le terrain ci-dessous). 5) Corriger la tuyauterie, assurer une logique de drainage appropriée et les conditions requises pour la jambe de refroidissement.	Installer un filtre en amont + purge ; vérifier l'enveloppe de contre-pression au stade de la conception ; éviter d'isoler les sections de refroidissement critiques en amont, le cas échéant.
Fuite continue de vapeur vive (soufflage)	1) Saleté piégée sur le siège 2) Usure ou érosion du siège/de la soupape 3) Siphon surdimensionné provoquant des cycles fréquents 4) Élément thermostatique/capsule endommagé(e)	1) Isoler et nettoyer la zone du siège et de la soupape 2) Remplacer les composants usés ou le kit d'entretien 3) Revérifier le dimensionnement sur la base de la charge réelle et du ΔP 4) Remplacer l'élément/la capsule s'il est endommagé(e)	Ne pas surdimensionner ; ajouter une crépine ; vérifier la capacité à la pression minimale ; prévoir une inspection périodique pour les travaux à cycle élevé.
Sous-chauffage / mauvais transfert de chaleur	1) Liaison avec l'air (les gaz non condensables ne sont pas correctement ventilés) 2) Le purgeur ne se ferme pas en raison d'une contre-pression 3) Drainage insuffisant en raison de l'inclinaison de la tuyauterie ou de la formation de flaques d'eau 4) Piège sous-dimensionné pour la charge de pointe	1) Confirmer que le type de purgeur permet une bonne évacuation de l'air (une pression équilibrée est préférable pour l'évacuation de l'air). 2) Vérifier la contre-pression de la conduite de retour et le ΔP 3) Vérifier la pente de la tuyauterie jusqu'au purgeur et éliminer les points d'accumulation. 4) Redimensionnement pour la charge de pointe au démarrage en utilisant un facteur de sécurité de 2 à 3 fois.	Utiliser le bon type de purgeur en fonction de la tâche à accomplir ; veiller à ce que le placement et la pente soient corrects ; vérifier la contre-pression dans des conditions de fonctionnement réelles.
Coups de bélier / bruits anormaux	1) Accumulation de condensats en raison d'un drainage inadéquat 2) Mauvais fonctionnement du piège ou piège inadapté à l'application 3) L'air de démarrage et les condensats ne sont pas évacués efficacement	1) Améliorer la conception de l'évacuation et placer le purgeur à proximité de la source de condensats 2) Valider le type de sélection et confirmer le fonctionnement par des contrôles de température/ultrasons. 3) S'assurer que la ventilation de démarrage est adéquate ; utiliser un thermostat à pression équilibrée si une ventilation est nécessaire.	Concevoir d'abord pour le drainage ; ne pas regrouper plusieurs équipements ; maintenir l'accès à la maintenance et l'inspection de routine.
Dommages causés par le gel à l'extérieur / corps fissuré	1) Condensat retenu dans le corps pendant l'arrêt 2) Mauvaise orientation du drainage 3) Type inadapté aux conditions d'exposition	1) Confirmer l'orientation de l'installation autodrainante et le drainage de l'arrêt. 2) Envisager le type bimétallique pour les applications extérieures 3) Ajouter une stratégie d'hivernage appropriée pour le système de tuyauterie	Choisir des modèles résistants au gel ; assurer le drainage pendant l'arrêt de l'exploitation ; mettre en œuvre un plan d'hivernage.

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Jambes de refroidissement (règle essentielle que les ingénieurs négligent souvent)

Une jambe de refroidissement est la section en amont qui permet à la température du condensat de baisser suffisamment pour déclencher l'ouverture de l'élément thermostatique. Sans conditions de refroidissement appropriées, un purgeur thermostatique peut rester fermé plus longtemps que prévu.

Conseils pratiques :
- Dans la mesure du possible, le purgeur doit être placé à proximité du point d'évacuation des condensats.
- Veiller à ce que la tuyauterie favorise la collecte et l'écoulement des condensats vers le purgeur.
- Éviter les conceptions qui piègent la vapeur au niveau de l'élément sans permettre un refroidissement adéquat lorsque le purgeur a besoin d'une différence de température pour s'ouvrir.

Erreur fréquente à l'origine des plaintes pour “manquement à l'obligation de fermeture” :
- L'isolation ou l'acheminement de la tuyauterie d'une manière qui empêche le condensat de refroidir ou de s'accumuler correctement avant le purgeur.

Si vous le souhaitez, envoyez-moi votre schéma d'installation type (ou dites-moi “traçage / serpentin / stérilisateur”) et je vous donnerai les instructions spécifiques concernant l'emplacement des jambes de refroidissement et la liste des choses à ne pas faire pour cette fonction.

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Essai sur le terrain (vérification rapide de la défaillance de l'élément)

Si vous pensez que l'élément thermostatique (capsule/ soufflets/bimétal) est défectueux, utilisez un processus de vérification simple pendant la maintenance :

1. Confirmer d'abord le blocage
   - Nettoyer la crépine et vérifier la présence de débris dans la zone du siège avant de conclure à une défaillance de l'élément.

2. Vérifier le comportement de la température
   - Si l'entrée est chaude et que la sortie reste froide sans évacuation, soupçonnez une insuffisance de ΔP/contre-pression ou un élément bloqué en position fermée.

3. Vérification du mouvement de l'élément (condition de maintenance)
   - Si l'élément ne présente pas de changement de comportement dans des conditions de chaud/froid lors de l'inspection, il est recommandé de le remplacer.

Cet ordre “confirmer le blocage → confirmer ΔP/la contre-pression → confirmer l'état de l'élément” permet d'éviter les diagnostics erronés et les remplacements inutiles.

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Bonnes pratiques d'installation

- Installer un filtre en amont (en particulier dans les anciennes conduites ou les systèmes entartrés).
- Confirmer le sens d'écoulement en se référant strictement à la flèche du corps.
- Prévoir des vannes d'isolement pour assurer la sécurité de l'entretien.
- Veiller à ce que la pente de la tuyauterie favorise l'écoulement vers le siphon et évite la formation de flaques.
- Évaluer la contre-pression dans la conduite de retour, le soulèvement et le comportement de la vapeur de revaporisation.
- Pour les installations extérieures, veillez à ce que le système soit drainé pendant l'arrêt et suivez les pratiques d'hivernage.

Pour garantir un fonctionnement fiable et éviter que des débris ne pénètrent dans le purgeur, installez un filtre à vapeur de haute qualité. Crépine de purgeur de vapeur en amont du piège.

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Pourquoi choisir NTGD

Rédigé par : L'équipe d'ingénierie du système de vapeur NTGD
Dernière mise à jour : 2026-03

NTGD fournit des purgeurs de vapeur thermostatiques pour les systèmes de vapeur industriels où un drainage fiable, une ventilation solide et une documentation traçable sont importants.

Ce que vous recevez :
- Base de conformité : Cadre de conception ASME B16.34 et DIN 3202
- Documentation disponible sur demande : Certificats d'essai des matériaux (MTC), dossiers d'inspection et d'essai
- Assistance technique : conseils de sélection basés sur vos données d'exploitation (pression, charge, contre-pression, connexion, matériaux).

Liste de contrôle de l'appel d'offres (pour établir un devis correctement et rapidement) :
- Plage de pression de vapeur (min/normale/max)
- Charge de condensat (pic de démarrage + normal)
- Contre-pression de la conduite de retour et conditions d'élévation
- Taille, type de connexion, exigences en matière de matériaux
- Application : traçage / bobine / stérilisateur / chauffage / autre

Demande de devis gratuit et d'aide à la sélection
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FAQ

1. Quelle est l'utilisation optimale d'un purgeur de vapeur thermostatique ?
   Traçage à la vapeur, serpentins de chauffage, stérilisateurs et aérothermes pour lesquels une bonne ventilation au démarrage est importante.

2. Pourquoi un purgeur de vapeur thermostatique se décharge-t-il en dessous de la température de saturation ?
   Parce qu'il faut un sous-refroidissement (différence de température) pour déclencher l'ouverture, ce qui est inhérent au fonctionnement thermostatique.

3. Purgeurs thermostatiques ou thermodynamiques : lequel utiliser ?
   Le thermostatique convient mieux à la ventilation d'air et aux charges légères à moyennes ; le thermodynamique est couramment utilisé pour les gouttières de conduites de vapeur et les applications extérieures robustes.

4. Quelle est la cause de la fermeture d'un purgeur thermostatique ?
   Contre-pression élevée, filtre/siège obstrué, ΔP insuffisant, sens d'installation incorrect ou élément thermostatique défectueux.

5. Puis-je isoler un purgeur thermostatique ?
   Vous pouvez isoler le corps dans certains systèmes, mais n'isolez pas ou n'acheminez pas la tuyauterie en amont d'une manière qui élimine la différence de température nécessaire à une ouverture correcte.

6. Comment la contre-pression affecte-t-elle les performances des purgeurs thermostatiques ?
   La contre-pression réduit le ΔP et peut retarder l'ouverture ou réduire la capacité de décharge, entraînant des plaintes de sous-chauffe ou de “non-décharge”.

7. Les purgeurs thermostatiques peuvent-ils faire face au risque de gel en extérieur ?
   Les purgeurs thermostatiques bimétalliques sont généralement préférés pour les utilisations à l'extérieur, mais une vidange correcte pendant l'arrêt reste essentielle.

8. Quelles sont les informations dont vous avez besoin pour le devis et la sélection ?
   Plage de pression de la vapeur, charge de condensat (démarrage et normale), contre-pression/élévation de la conduite de retour, taille/connexion/matériel et application.

Pour d'autres types et applications de purgeurs de vapeur industriels, voir nos pages sur Purgeurs thermodynamiques, Purgeurs à flotteur inverséet Purgeurs de vapeur à flotteur fermé.