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PERFECTIONNEMENTS AUX SOUPAPES BY-PASS-AUTOMATIQUES, COMMANDEES PAR
PRESSION ,DE 'LIQUIDE.
La présente invention est relative à des moyens pour maintenir sensiblement constante la pression dans un système et/ou un accumulateur hydraulique. et spécialement à des soupapes by-pass du type à pistons auto- matiques9 commandées par pression de liquides soupapes qui contrôlent le dé- bit du liquide sous pression par lequel elles sont commandées, comprenant un élément de soupape qui peut fonctionner comme un piston qui.
d9un côtes est commandé par un ressort pour maintenir ledit élément de soupape en posi- tion fermée et du côté opposé au côté sous pression9 est en communication permanente avec 1?admission pour ledit liquide sous pression, un passage res- treint étant prévu pour 19écoulement du liquide sous pression venant du côté sous pression du piston et allant du côté opposée pour amener le piston dans la position fermée de la soupape à être en équilibre hydrauliques le fonction- nement automatique du piston pour ouvrir la soupape étant opéré en permettant au liquide sous pression de s'échapper en partant du côté du piston opposé au côté sous pression., à une vitesse permettant la réalisation d'une diffé- rence de pression sur le piston.
suffisante pour que ce dernier soit dépacé par pression sur le côté sous pression,,, à rencontre du ressort opposé.
Des soupapes by-pass du type spécifié ci-avant peuvent fonction- ner d'une manière très satisfaisante à des pressions comparativement 'élevées,, lorsque la source de liquide sous pression est telle quelle procure une dif- férence de pression comparativement grande pour actionner la soupape.
D9autre part, si la source de liquide sous pression est de pression comparativement basse telle qu'il y ait une très petite différence de pression disponible pour commander la soupape,, et/ou si la vitesse d'élévation et de chute de pression est comparativement lente, il y a possibilité que,,. du fait du res- sort de charge et du frottement de laxe de soupape., ce dernier puisse pren-
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dre une position intermédiaire d'équilibré, dans-laquelle la soupape est par- tiellement ouverte, en provoquant ainsi une limitation de 'l'écoulement du li- quide à travers la soupape alors qu'il devrait être librement dérivé.,
Un objet de la présente invention est de prévoir une soupape by- pass ou autre moyeni de construction améliorée telle qu'il soit susceptible d'être actionné par une très petite différence de' pression de liquide' par lequel il est commandé et qui opérera d'une manière satisfaisante lorsque la vitesse à laquelle la pression s'élève et tombe est comparativement lente.
Un autre objet de la présente invention consiste à prévoir un tel moyen'ou soupape by-pass, construit de manière qu'il s'ouvre complètement lorsque la différence de pression atteint une valeur prédéterminée et qu'il se ferms com- plètement lorsque la différence de pression tombe à une valeur prédéterminée, et qu'il n'y ait pas de'position intermédiaire d'équilibre dans laquelle la soupape est partiellement ouverte.
Un autre objet encore de la présente invention est de prévoir une soupape by-pass construite de manière qu'elle soit capable de fonction- ner comme une soupape de décharge pour pompes hydrauliques qui sont conçues peur charger un accumulateur à basse pression, ayant une pression maximum, par exemple, d'environ 25 atmosphères, soupape disposée de manière que, lorsque la pression de l'accumulateur atteint environ 3 atmosphères, la soupape by- pass s'ouvre et décharge les pompes et, lorsque la pression tombe de la même quantité, la soupape se ferme de sorte que les pompes chargent à nouveau l' accumulateur.
Un autre objet de l'invention consiste à prévoir une soupape by-pass construite de manière qu'elle fonctionne d'une manière satisfaisante avec des pompes de capacités très différentes., la même soupape convenant pour décharger une grande ou une petite pompe.
La présente invention est d'utilisation pour maintenir sensi- blement constante la pression dans un système et/ou un accumulateur'hydrau- lique qui est alimenté en liquide sous pression par une ou plusieurs pom- pes hydrauliques à course continue, au-delà d'une soupape de retenue, qui empêche le système et/ou l'accumulateur de se décharger lorsqu'une ou plu- sieurs des pompes ne sont chargées ;
présente invention comprend des moy- ens consistant en une soupape by-pass ayant un élément de soupape dont la surface active est ouverte pour être reliée et être continuellement soumise à la pression de décharge d'une ou de plusieurs pompes, et en une soupape de contrôle ou soupape-pilote ayant un élément de soupape dont la surface active est continuellement ouverte à la pression du système ou de l'accumula- teur hydraulique, la disposition étant telle que, lorsque la pression dans le système ou accumulateur excède un maximum prédéterminé, l'élément de soupape de la soupape by-pass est forcé de se déplacer vers une position dans laquel- le la décharge de l'une ou de plusieurs des pompes est entièrement dérivée.
La présente invention comprend aussi des moyens pour maintenir sensiblement constante la pression dans un système et/ou un accumulateur hy- draulique, qui est alimenté en liquide sous pression par une ou plusieurs pompes à course continue, ou autre force d'alimentation continue, lesdits moyens comprenant, en combinaison de fonctionnement, deux soupapes, l'une étant susceptible d'être, commandée à l'encontre d'un ressort ou autre char- ge d'opposition par pression du liquide délivré par-la ou les pompes susdi- tes ou autre source d'alimentation, pour dériver l'entièreté de ladite ali- mentation, comme résultat de la création d'une différence de pression sur l'élément de soupape, et l'autre-soupape étant susceptible d'être commandée, également à l'encontre d'un ressort ou autre charge, par pression du liquide du système et/ou de l'accumulateur hydraulique,
pour amener la création de ladite différence de pression lorsque la pression dans ledit système ou ac- cumulateur excède un maximum déterminé, en permettant au liquide sous pres- sion de s'échapper d'un espace situé à une extrémité de l'élément de soupa- pe de la soupape by-pass, et pour empêcher l'échappement de liquide sous pression hors dudit espace, grâce à quoi un état d'équilibre hydraulique peut être rétabli aux extrémités de l'élément de soupape by-pass pour lui permettre d'être déplacé par son ressort ou sa charge vers la position fer-
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mee,, lorsque la pression dans le cylindre et/ou Paocumulateur tombe deune quantité-déterminée,
la disposition étant telle que la vitesse d-'éâhab5ê-- ment dudit liquide sous pression depuis ledit espace est admise à -s9aëàrb'l- tre durant le mouvement d?ouverture'de l9élément de soupape bympâssp pour augmenter ainsi la différence de pression sur cet élément'de s6upàpe"by- pass et;, par conséquent aussi.,, la force tendant à déplacer ledit élément de soupape vers sa position de pleine ouverture.
Dans les'moyens ci-avant, une construction est préférée,,'qui permet à la vitesse déchappement du liquide sous pression Venant dudit espace d'être contrôlée par Isolément de soupape by-pass, d'aune manière telle que la vitesse d9échappement soit admise à saccroître lorsque ledit élément de soupape se déplace vers la position de pleine ouverture et'soit réduite durant le mouvement'de retour dudit élément de soupape vers la po- sition entièrement fermée.
On préfère aussi que les surfaces actives des éléments de sou- Pape soient en communication permanente avec les deux sources de liquide sous pression, dans le cas de Isolément de soupape by-pass avec la déchar- ge de l'une ou de plusieurs des pompes ou dispositifs semblables,, et dans le cas de l'élément de soupape de contrôle ou soupape pilote avec le li-
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quide sous pression du système et/ou de l9accum.ulateur hydraulique.
Par 1?expression "surface active", on désigne la surface de chaque élément de soupape contre laquelle le liquide sous pression peut agir.
Suivant une forme de réalisation,,les moyens de la présente'in- vention comprennent, en combinaison de fonctionnements deux soupapes ayant chacune un élément de soupape du type de piston commandé par ressorte un des éléments de soupape étant soumis à la pression de décharge d'une ou de plu-
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sieurs pompes ou autre source d9alimentation et servant à dériver 1?entière- té de ladite décharge lorsque la pression dans le système et/ou 19accumula- teur hydraulique excède un maximum déterminé, l'autre élément de soupape étant soumis à la pression de liquide du système et/ou de 19accumulateur hydrauli- que et capable de contrôler le fonctionnement de Isolément de soupape by-pass ou élément mentionné en premier lieu,
moyens dans lesquels il est prévus un espace à chaque extrémité de Isolément de soupape by-pass, lesdits espaces étant reliés par un passage comportant un étranglement de surface prédéter- minée ledit passage servant au passage du liquide sous pression depuis l'es- pace qui est ouvert en permanence au liquide sous pression venant de la pom-
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pe ou autre source d9al.rnentation9 vers 19espace situé à l'extrémité opposée de Isolément de soupape; grâce à quoi Isolément de soupape sera en équilibre hydraulique lorsque les deux espaces sont fermés à 1?échappement de liquide sous pression;
une gorge annulaire à la périphérie extérieure de Isolément de soupape by-pass en un endroit intermédiaire aux extrémités de ce dernier, ladite gorge étant reliée, par une ou plusieurs lanières au passage longitu- dinal, ladite gorge annulaire étant close par la paroi de l'alésage de la soupape jusqu'à ce que Isolément de soupape se soit déplacé d'une distance
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prédéterminée vers sa position ddouverture; et une ouverture principale dis échappement dans la paroi dudit alésage de soupape,,, ouverture par laquelle le liquide sous pression venant de la pompe ou d'une autre source est entiè- rement dérivé lorsque Isolément de soupape by-pass est dans la position de pleine ouverture;
et dans lesquels Isolément de soupape pilote ou de soupape de contrôle sert,, lors de son déplacement provoqué par un excès de pression dans le système ou accumulateur hydrauliques à ouvrir à 1?échappement au moins deux lumières dont 1-'une mène à l'espace prévu à 1?extrémité de l'é- lément de soupape by-pass,
qui est éloigné de 1?espace qui est ouvert en per- manence à la pression de décharge venant d9une ou de plusieurs pompes ou au-
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tre source dDalimentation9 1?autre ou les autres lumières s9ouvrant dans 19 intérieur de 1'a.lésage de la soupape by-passa de manière à être fermées par l'élément de soupape by-pass lorsque celui=ci-est dans sa position fermée et à être ouvertes successivement lorsque Isolément de soupape by-pass se dé- place vers sa position de pleine ouverture.,
grâce à quoi le liquide sous pres-
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sion est admis à s9échapper doun des espaces prévu à une extrémité de l9élém
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ment de soupape by-pass pour amener la création d'une différence'de pression à l'étranglement dans le passage longitudinal susdit et un mouvement automatique de l'élément de soupape by-pass vers sa position de pleine ouverture, de maniè- re telle que la vitesse de cet échappement augmente lorsque l'élsment de sou- pape by-pass se déplace vers la position de pleine ouverture, et est réduite de manière correspondante durant le mouvement de retour dudit élément de sou- pape by-pass vers la position de pleine fermeture.
Pour que l'invention puisse être mieux comprise et mise en oeuvre, une forme de réalisation sera maintenant décrite, à titre d'exemple, avec ré- férence aux dessins annexés.
La figure 1 est une vue plus ou moins schématique, en coupe ver- ticale, des soupapes by-pass et pilote formant des moyens de contrôle de la présente invention suivant la forme de réalisation ci-avant mentionnée.
Les figures 2 à 6 sont des schémas montrant les positions relati- ves des deux éléments de soupape dans cinq positions de fonctionnement diffé- rentes.
La figure 7 est un schéma montrant la manière suivant laquelle les moyens de la présente invention sont incorporés dans un système hydrauli- que.
Dans l'exemple illustré, la soupape by-pass qui, à la figure 7. est désignée, d'une manière générale, par la référence E, consiste en un corps de soupape 1 comportant un alésage de part en part, qui est.élargi aux deux extrémités pour former des espaces 2 et 3 qui sont fermés et scellés par des plateaux de fermeture 4. Dans cet alésage, l'élément de soupape by-pass ou plongeur 5 est un montage glissant à recouvrement.
En supposant que la soupape est utilisée dans la position ver- ticale représentée, bien que, lors de l'utilisation, elle puisse évidemment être disposée de manière à prendre toute position convenable, l'espace infé- rieur 2 est relié en permanence, par une lumière ou ouverture 6, à la con- duite principale de décharge d'une ou de plusieurs pompes B, figure 7, et l' espace supérieur 3 constituera un carter pour un ressort léger 7 qui sertà appliquer une charge s'opposant au mouvement ascendant du plongeur de soupa- pe 5 vers la position de décharge de la pompe.
La lumière 6, comme représenté à la figure 7, est reliée à la conduite principale de décharge A en un point compris entre la pompe B et le système et/ou l'accumulateur hydraulique C à alimenter, une soupape de retenue D étant prévue entre la conduite reliée à la lumière 6 et le système et oul'accumulateur hydraulique, pour empêcher ledit système et/ou ledit accumulateur de se décharger par la soupape by-pass E lorsque la pompe est déchargée.
Une portion.intermédiaire de l'alésage de la soupape by-pass est agrandie pour former une chambre annulaire de sortie 8 (figure 1), qui communique avec l'échappement par une lumière d'échappement ou de sortie 9 prévue dans le corps de soupape, et lorsque le plongeur de soupape 5 est dans la position abaissée de la figure 1, la lumière d'admission 6 et l'es- pace inférieur 2 sont isolés de la lumière d'échappement 9 par la portion de plein diamètre du plongeur de soupape, et lorsque ledit plongeur de sou- pape est dans la position complètement levée, le contenu de d'espace 2 est admis à s'échapper librement par la lumière d'échappement 9.
Le plongeur de soupape by-pass 5 comporte un alésage de part en part 10 servant à relier en permanence les espaces 2 et 3, et à l'extré- mité inférieure dudit alésage, est formé ou monté un étranglement ou pàssa- ge réservé 11 qui sert à contrôler la vitesse d'écoulement de liquide sous pression allant de l'espace 2 à l'espace 3, de manière que, lorsque l'espa- ce 3 est partiellement ouvert à l'échappement, la pression dans ledit es- pace 3 tombera et créera une différence de pression à l'étranglement 11, suffisante pour forcer le plongeur de soupape by-pass à vaincre la pression du ressort léger 7 et à se déplacer ainsi vers la position de décharge de la pompe.
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Le passage longitudinal ou alésage de part'en part 10 comporte des ouvertures radiales 12 se terminant par une gorge annulaire 13 qui est découpée dans et entoure le corps du plongeur de soupape 5 en un point de la longueur de celui-ci,,, où elle est normalement fermée par la paroi envi- ronante de l'alésage de la soupapeo
L'extrémité inférieure du plongeur de soupape by-pass, qui est comprise dans l'espace 2, est de dimensions réduites pour former trois portions de diamètres différents, une portion 14 ayant un diamètre inférieur au diamètre total du plongeur de soupape.. une portion 15 ayant un diamètre inférieur au diamètre de la portion 14, et une portion 16 ayant un diamètre inférieur à celui de la portion 15.
Un manchon 17, avec pression par ressorte est monté à glisse- ment sur les portions 14 et 15, ledit manchon contenant son ressort 18 qui agit pour le maintenir dans la position rêrésentée à la figure 1.Ce manchon 17 comporte un rebord 19 à son extrémité interne, le diamètre du bord péri- phérique dudit rebord étant légèrement moindre que le diamètre' total du plon- geur de soupape 5 de manière que, lorsque le manchon se déplace pour compres- ser son ressort et se trouve dans l'alésage de la soupapes il y ait un jeu entre les deux,. égal à quelques millièmes de pouce.
Le mouvement relatif du manchon 17 est limité dans les deux directions par des rebords., lors du mouvement vers l'intérieur par contact avec l'épaulement formé entre la partie de diamètre plein du plongeur de soupape 5 et la portion réduite 14, et lors du mouvement vers l'extérieur par un collier 20 disposé sur la por- tion réduite 16.
Le but du manchon 17 est de restreindre 1?écoulement de liquide sous pression venant de l'espace 2 et allant à l'orifice d'échappement 9, de manière à assurer qu'il y ait toujours suffisamment de pression dans l' espace 2 pour forcer le plongeur de soupape 5 à terminer son mouvement vers la position de décharge totale, même si 1?extrémité inférieure de la portion de plein diamètre du plongeur de soupape sest déplacé dans la gorge annu- laire chargée 8, et même si la pression dans 1?espace 2 est faibles ou 1' écoulement à travers la soupape irrégulier. Lorsque le plongeur de-soupape a terminé son mouvement totale le manchon 17 sera forcé., par la pression dans l'espace 2, à se déplacer à 1?encontre de son ressorte par rapport au plongeur de soupape bu-pass,
vers une position où le rebord 19 a quitté l' alésage de soupape et se trouve dans la chambre annulaire 8, en permettant ainsi au liquide de s'écouler librement de l'entrée 6 vers la sortie 9.
Par conséquents même si seulement une petite pompe débite dans la conduite principale de l'accumulateur,il y aura toujours une pression appropriée dans l'espace 2 pour déplacer le plongeur de soupape by-pass vers sa position de pleine déchargea
En association avec la soupape by-pass, est prévue une soupape pilote 21 dont le corps présente un alésage de part en parts qui est fermé à une extrémité par un carter de ressort 22, dont l'intérieur est relié à 1' échappement;, et qui est fermé à son extrémité opposée par un plateau de fer- meture 23 présentant une ouverture 24 qui est reliée en permanence à l'accu- mulateur C.
L'axe 25 de cette soupape est un montage glissant à recouvrement dans l'alésage de la soupape pilote., et il est déplacé par le pression du liquide venant de l'accumulateur,agissant sur sa surface active du côté de couverture 24. et à rencontre d'un ressort 26.
Ledit axe de soupape pilote présente un alésage central 27 qui est fermé à ses deux extrémités et qui communique avec trois rangées de lu- mières radiales 28, 29 et 30, prévues le long de l'axe. L'alésage de 1a sou- pape pilote présente intérieurement quatre chambres annulaires 31, 32, 33 et 34, ladite chambre 34 étant reliée en permanence à l'échappement par la sortie 35 La chambre 33 est reliée à l'intérieur de l'alésage de la soupape by-pass par le passage 36. la'chambre.32 est reliée à l'espace 3 de la soupa- pe by-passpar le passage 37, et la chambre 31 est également reliée à l'inté- riqur de l'alésage de la soupape by-pass par le passage 38, en un point si-
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tué d'.ue¯qzanbté:
psédéterminé au-dés'sus-du point, d'entrée du passage 36.
Les lumières ci-avant 28, 29 et 30, les chambres 31, 32, 33 et 34, et les passages 36, 37 et 38 sont tous disposés de manière que la sou- pape pilote et la soupape by-pass fonctionnent comme suit.
En se référant à la figure 2, celle-ci montre les positions du plongeur de by-pass 5 et de l'axe de la soupape pilote 25, lorsque la pression dans l'accumulateur C et, par conséquent, à l'ouverture 24 à la base de la soupape pilote est plus basse que la limite inférieure; par con- qéquent, les deux soupapes sont dans leur position inférieure extrême, l' axe de la soupape pilote étant maintenu vers le bas par son ressort 26.
Lorsque la pression s'élève dans l'accumulateur, du fait du démarrage de la pompe par exemple, l'axe de la soupape pilote commencera à monter, en passant par une position intermédiaire telle que celle représentée à la figure 6 ; mais le liquide est encore enfermé dans le carter de ressort ou espace 3 au-dessus du plongeur de by-pass et, lorsque la pression s'élè- ve dans l'espace d'entrée ou chambre 2, elle a accès au carter de ressort 3 par l'étranglement 11; en conséquence, le plongeur de by-pass est en- core en équilibre axial hydrauliquement, et, par conséquent, il continue à être maintenu dans la position inférieure extrême par le ressort 7.
La soupape by-pass, dans cette position, est fermée.
Lorsque la pression de l'accumulateur s'élève jusqu'à la limite supérieure, l'axe de la soupape pilote s'élève vers sa position supérieure, comme montré aux figures 3 et 4, dans laquelle en verra que les passages 36. 37 et 38 sont ouverts à l'échappement, à l'extrémité de la soupape pilote, par les chambres 32, 31 et 33, donnant respectivement dans les lumières 29 et 30, et au-dessus par l'alésage central 27, et vers l'extérieur par les lumières 28 vers la sortie d'échappement 35. Mais des passages 38 et 36 sont encore fermés par le plongeur de by-pass 5, de sorte que le liquide venant de la chambre 5 n'a accès à l'échappement que par le passage 37.
En supposant que le plongeur de by-pass se soit dépla- cé vers la position montrée à la figure 3, le plein diamètre du plongeur n'est pas encore hors de l'alésage et le rebord 19 est encore dans l'alé- sage de soupape. La gorge 13 du plongeur de by-pass commence à découvrir le passage 36 qui est déjà relié à l'échappement et, lorsque l'extrémité du plongeur de by-pass sort de l'alésage de soupape, la pression dans la chambre 2 pousse le manchon 17 et le rebord 19 violemment vers le haut con- tre le fond de la portion de plein diamètre du plongeur.
De cette manière, avec un accès accru vers l'échappement par l'alésage central 10 et le pas- sage 36, la différence de pression à l'étranglement 11 augmente et force le plongeur de by-pass à s'élever vers sa position extrême supérieure, comme montré à la figure 4... en découvrant un nouvel accès vers l'échappement par le passage 38. On verra que le rebord 19 du manchon à ressort 17 contrôle alors l'écoulement vers l'échappement., venant de l'espace 2 vers la chambre annulaire 8, et assure que la pression dans l'espace 2 soit suffisante pour maintenir le plongeur de by-pass dans la position supérieure, même si l' écoulement peut être réduit par une capacité de pompe réduite, par exemple.
La soupape by-pass est alors tout à fait ouverte.
Lorsque la pression de l'accumulateur à la lumière 24 tombe vers la limite inférieure, l'axe de la soupape pilote 25 sera déplacé vers le bas par le ressort 26, comme montré à la figure 2, en fermant d'abord les sorties des passages 37 et 36, mais le passage 38 est encore ouvert à l'échappement. Ensuite, lorsque la pression de l'accumulateur atteint la limite inférieure, un nouveau mouvement descendant de l'axe 25 étranglera et finalement fermera l'échappement venant du passage 38, car les lumières 28 se déplacent pour cesser leur communication avec l'anneau de sortie d'échappement 35.
Ceci fait cesser finalement tout passage vers l'échappement venant de l'étranglement 11 ci-avant et, par conséquent, la pression s' élève dans le carter de ressort ou espace 3 jusqu'à la même valeur que celle
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de la chambre dentrée ou espace 2, en mettant ainsi le plongeur dé by-pass en équilibre axial.. grâce à quoi il est déplacé-vers la position inférieure' extrême par le ressort 7, comme montré à la figuré 6La soupape by-pass est maintenant fermée et elle restera fermée jusqu'à ce que la'pression dans l' accumulateur s'élève jusqu'à la limite inférieure et déplace l'axe de la soupape pilote vers une position correspondant à celle de la-figure 3.
On comprendra que la vitesse d'action et la force de chacun des ressorts 18, 7 et 26 sont telles en liaison avec la disposition'des diverses lumières dans les deux soupapes, que. lorsque la pression de 1' accumulateur s'élève vers la limite supérieures laxe de la soupape pilote se déplace dabord vers le haut avec ensuite le mouvement ascendant et complet du plongeur de by-pass et lorsque la pression dalimentation tombe vers la limite inférieure, 1?axe de la soupape pilote se déplace d9abord vers le bas avec ensuite le mouvement descendant et complet du plongeur de by-pass. De cette manières la soupape de by-pass est soit ouverte., soit fermée, et il n'y a pas de position intermédiaire d'équilibre.
On comprendra que dans la forme de réalisation ci-avant, les soupapes ont été décrites et illustrées avec leurs axes verticaux,, mais que c9était simplement en vue de 1?explication à donner; elles pourraient fonctionner aussi bien si elles étaient disposées horizontalement.
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