FR2580773A1 - Non-return valve for hydraulic flow inside a pipeline - Google Patents
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Abstract
Description
L'invention est relative à un clapet de non-retour pour un ecoulement hydraulique à l'intérieur d'une canalisation. The invention relates to a non-return valve for hydraulic flow inside a pipe.
Notamment mais non exclusivement, l'invention concerne un clapet de non-retour pour une canalisation de distribution domestique d'eau. In particular but not exclusively, the invention relates to a non-return valve for a domestic water distribution pipe.
I1 est avantageux de disposer un organe de non-retour juste en amont d'appareils utilisant ou traitant l'eau courante, par exemple un chauffe-eau, de façon à protéger le reseau de distribution en cas d'incidents tels par exemple, une surchauffe ou un retour d'eau chaude dans le circuit d'alimentation. I1 is advantageous to have a non-return member just upstream of devices using or treating running water, for example a water heater, so as to protect the distribution network in the event of incidents such as, for example, overheating or hot water return in the supply circuit.
Egalement, un tel clapet peut être avantageusement monte à l'in-terieur d'un robinet d'arrêt de façon à diminuer les risques de pollution au niveau de ces robinets par effet de siphonnage. Also, such a valve can advantageously be mounted inside a stop valve so as to reduce the risk of pollution at these valves by siphoning effect.
On connait actuellement des clapets anti-retour qui sont mobiles à l'intérieur de la chambre principale d'un corps de clapet le long d'un axe, et qui, sous l'effet des variations de pression de part et d'autre de la tête de clapet obturent ou dégagent le passage pour l'écoulement du fluide. Currently known non-return valves which are movable inside the main chamber of a valve body along an axis, and which, under the effect of pressure variations on either side of the valve head blocks or clears the passage for the flow of the fluid.
Le plus souvent, un joint d'étanchéité équipe la tête de clapet ou la zone d'appui du corps de clapet, et un ressort de rappel eventuellement taré facilite la mise en place du clapet dans sa position de non-retour. Most often, a seal is fitted to the valve head or the support zone of the valve body, and a possibly calibrated return spring facilitates the positioning of the valve in its non-return position.
Un tel clapet est par exemple décrit dans le brevet
FR-A-2.375.530.Such a valve is for example described in the patent
FR-A-2.375.530.
Les clapets de ce type actuellement connus présentent cependant l'inconvénient que leur fonctionnement manque de souplesse et de fiabilite dans le temps. Valves of this type currently known, however, have the disadvantage that their operation lacks flexibility and reliability over time.
En effet, ils ne sont réellement efficaces que sous l'effet de part et d'autre de la tête de clapet, d'une difference de pression, suffisante pour comprimer le joint. Indeed, they are only really effective under the effect on either side of the valve head, of a pressure difference, sufficient to compress the seal.
Dans le cas de faibles différences de pression, l'étanchéité du joint n'est pas totale et de plus elle se dégrade au fur et à mesure que le joint vieillit. In the case of small pressure differences, the seal of the seal is not complete and moreover it degrades as the seal ages.
En effet, la zone d'appui du joint se marque, et du. fait des défauts de centrage de la tête de clapet, la zone d'appui du joint est marquée sur une surface souvent plus importante que la zone d'appui réellement utile d'où des défauts d'étanchéité. Indeed, the bearing area of the seal is marked, and. made of centering defects of the valve head, the seal support area is marked on an area often larger than the really useful support area where sealing defects.
Un des buts de la présente invention est de remédier à ces inconvénients et de proposer un clapet de non-retour dont le fonctionnement soit réellement fiable et qui présente des qualités d'étanchéité aussi bien sous l'effet de faibles differences de pression que sous l'effet de fortes différences de pression. One of the aims of the present invention is to remedy these drawbacks and to propose a non-return valve whose operation is truly reliable and which has sealing qualities both under the effect of small pressure differences and under pressure. effect of large pressure differences.
Un autre but de la présente invention est de proposer un clapet de non-retour dont les qualites d'étanchéité restent sensiblement constantes au cours de son vieillissement, même en cas d'utilisations répétées. Another object of the present invention is to provide a non-return valve whose sealing qualities remain substantially constant during its aging, even in the event of repeated use.
Un autre but de la présente invention est de proposer un clapet de non-retour qui peut être avantageusement intégre dans un robinet d'arrêt. Another object of the present invention is to provide a non-return valve which can advantageously be integrated into a stop valve.
D'autres buts et avantages de la présente invention apparaitront au cours de la description qui va suivre. Other objects and advantages of the present invention will become apparent from the following description.
Le clapet de non retour de l'invention est, à l'intérieur de la chambre principale d'un corps de clapet lui-même relié à une canalisation d'entrée et à une canalisation de sortie mobile, selon l'axe de la dite chambre, sous l'effet de la différence de pression de part et d'autre de la tête de clapet et éventuellement d'un moyen élastique de rappel du clapet en position de non-retour. The check valve of the invention is, inside the main chamber of a valve body itself connected to an inlet pipe and to a movable outlet pipe, along the axis of said chamber, under the effect of the pressure difference on either side of the valve head and possibly an elastic means for returning the valve to the non-return position.
Dans cette position, la tête de clapet vient en appui contre une zone d'épaulement de la chambre du corps de clapet. In this position, the valve head abuts against a shoulder area of the chamber of the valve body.
I1 est caractérisé en ce que la tête de clapet presente en regard de la surface d'appui de la zone d'épaulement un joint d'étanchéité qui est constitué par un talon annulaire prolonge par une levre périphérique orientée vers la zone d'épaulement en divergeant sensiblement de l'axe principal. I1 is characterized in that the valve head has, opposite the bearing surface of the shoulder area, a seal which is constituted by an annular heel extended by a peripheral lip directed towards the shoulder area in diverging significantly from the main axis.
L'invention sera mieux comprise en se référant à la description ci-apres faite à titre d'exemple non limitatif, en regard du dessin ci-annexé qui représente schematiquement
- figure 1 : une vue de côté en coupe partielle d'un clapet de non retour à l'intérieur d'un corps de clapet,
- figure 2 : deux demi-vues de côté en coupe partielle du clapet de la figure 1 représentant le clapet en positon de non-retour sous l'effet d'une faible et d'une forte différence de pression,
- figure 3 : une vue de côté en coupe partielle du clapet de la figure 1 en position de non-retour, sous l'action de moyens de manoeuvre exterieurs. The invention will be better understood by referring to the description below made by way of nonlimiting example, with reference to the attached drawing which schematically represents
FIG. 1: a side view in partial section of a non-return valve inside a valve body,
FIG. 2: two half-side views in partial section of the valve of FIG. 1 representing the valve in the non-return position under the effect of a small and a large pressure difference,
- Figure 3: a side view in partial section of the valve of Figure 1 in the non-return position, under the action of external operating means.
La figure 1 represente, à titre d'illustration de l'invention, un clapet de non-retour 1, comprenant une tête de clapet 2 et une queue 3 d'axe principal 4. FIG. 1 represents, by way of illustration of the invention, a non-return valve 1, comprising a valve head 2 and a tail 3 with a main axis 4.
De manière connue, le clapet 1 est mobile le long de l'axe 4 à l'intérieur de la chambre principale 5 d'un corps de clapet 6. In known manner, the valve 1 is movable along the axis 4 inside the main chamber 5 of a valve body 6.
Le corps de clapet 6 présente une ouverture 7 orientee selon l'axe 4, en communication avec la chambre principale 5 du corps de clapet 6. The valve body 6 has an opening 7 oriented along the axis 4, in communication with the main chamber 5 of the valve body 6.
Cette ouverture assure la communication avec le réseau exterieur et par exemple sa paroi est taraudée interieurement ou filetée exterieurement pour le raccordement d'une canalisation. This opening ensures communication with the external network and for example its wall is internally threaded or externally threaded for the connection of a pipe.
Le corps de clapet 6 présente par ailleurs une autre ouverture 8 de communication avec l'extérieur, qui débouche egalement à l'intérieur de la chambre 5 et qui est dirigée selon un axe 9 que les figures representent sensiblement perpendiculaire à l'axe 4. The valve body 6 also has another opening 8 for communication with the outside, which also opens into the interior of the chamber 5 and which is directed along an axis 9 which the figures show substantially perpendicular to the axis 4.
De préférence, en circulation normale le fluide circule à l'intérieur du corps de clapet 6 dans le sens de la flèche 10, c'est à dire qu'il entre par l'ouverture 7 dirigee sur l'axe 4 et ressort par l'ouverture 8 dirigée sur l'axe 9. Preferably, in normal circulation the fluid circulates inside the valve body 6 in the direction of arrow 10, that is to say that it enters through the opening 7 directed on the axis 4 and exits through the opening 8 directed on axis 9.
Le corps de clapet 6 présente par ailleurs sous latête de clapet 2 une zone d'épaulement circulaire 11, qui est dirigée vers l'axe 4 de la chambre 5. The valve body 6 also has under the valve head 2 a circular shoulder zone 11, which is directed towards the axis 4 of the chamber 5.
La zone d'épaulement 11 fournit une surface d'appui 12 de la tête de clapet en position de non-retour. The shoulder zone 11 provides a bearing surface 12 for the valve head in the non-return position.
La zone d'épaulement 11 définit par ailleurs un orifice 13, sensiblement circulaire, de passage de l'écoulement de fluide. The shoulder zone 11 also defines a substantially circular orifice 13 for the passage of the fluid flow.
Le clapet 1 est mobile le long de l'axe 4 à l'intérieur de la chambre 5 entre une position que l'on conviendra d'appeler position haute, ou il autorise l'écoulement de fluide par l'orifice 13 et une position dite position basse où sa tête 2 vient obturer l'orifice 13. The valve 1 is movable along the axis 4 inside the chamber 5 between a position which will be called the high position, or it allows the flow of fluid through the orifice 13 and a position said low position where its head 2 closes the orifice 13.
Le clapet 1 est représente en figure 1 en position haute, et dans les figures 2 et 3 en position basse. The valve 1 is shown in Figure 1 in the high position, and in Figures 2 and 3 in the low position.
Le mouvement du clapet 1 est provoqué d'une manière connue par la différence de pression de part et d'autre de la tête de clapet ainsi qu'éventuellement par l'action d'un ressort 14 de rappel 14 en position basse de non-retour du clapet ou tout autre moyen approprié de rappel élastique. The movement of the valve 1 is caused in a known manner by the pressure difference on either side of the valve head as well as possibly by the action of a return spring 14 in the low position of non return of the valve or any other suitable means of elastic return.
Au cours de ses mouvements de translation le long de l'axe 4, la queue 3 sensiblement cylindrique de revolution du clapet est guidee à l'intérieur de l'orifice 15 cylindrique d'axe 4 que porte une tige guide 16 de clapet. During its translational movements along the axis 4, the substantially cylindrical shank 3 of revolution of the valve is guided inside the cylindrical orifice 15 of axis 4 carried by a guide rod 16 of the valve.
La tête de clapet 2 présente au niveau de sa s-urface inférieure 17 orientée vers la surface d'appui 12 de la zone d'épaulement 11 un joint d'étanchéité 18. The valve head 2 has a seal 18 at its lower surface 17 oriented towards the bearing surface 12 of the shoulder zone 11.
Le joint d'étanchéité 18 est situé sensiblement en regard de la surface d'appui 12 et il comprend un talon annulaire 20 d'axe 4 prolongé par une lèvre périphérique 21 qui est orientée vers la surface d'appui 12 de la zone d'épaulement 11. The seal 18 is located substantially opposite the bearing surface 12 and it comprises an annular heel 20 of axis 4 extended by a peripheral lip 21 which is oriented towards the bearing surface 12 of the area of shoulder 11.
Le talon 20 est situé de préférence sensiblement en regard de la surface d'appui 12 et notamment de l'angle superieur 22 de la zone d'épaulement 11, qui est situé entre la surface d'appui 12 et la paroi de l'orifice 13 que la zone d'epaulement définit. The heel 20 is preferably located substantially opposite the bearing surface 12 and in particular the upper angle 22 of the shoulder zone 11, which is situated between the bearing surface 12 and the wall of the orifice. 13 that the shoulder zone defines.
En outre, de préférence, la surface d'appui 12 de la zone d'épaulement 11 présente une forme de tronc de cône centré sur l'axe 4 qui remonte vers la tête de clapet 2 en convergeant l'axe 4. Furthermore, preferably, the bearing surface 12 of the shoulder zone 11 has a shape of a truncated cone centered on the axis 4 which rises towards the valve head 2 by converging the axis 4.
La lèvre périphérique 21 qui prolonge le talon 20 du joint est orientée vers la surface d'appui 12 de la zone d'épaulement 11 en divergeant sensiblement de l'axe 4 et elle forme avec l'axe 4 un angle inferieur à celui que forme la surface d'appui 12 avec le même axe. The peripheral lip 21 which extends the heel 20 of the joint is oriented towards the bearing surface 12 of the shoulder zone 11 by diverging substantially from the axis 4 and it forms with the axis 4 an angle less than that which forms the bearing surface 12 with the same axis.
Le joint 18 est solidarise par tout moyen approprié à la tête de clapet 2 par exemple, à l'intérieur d'un logement 24 en forme de cuvette. The seal 18 is secured by any means suitable for the valve head 2 for example, inside a housing 24 in the form of a bowl.
En dehors du joint d'étanchéité 18, la tête de clapet comprend au niveau de sa surface inférieure 17 une rondelle de centrage 25. Outside the seal 18, the valve head comprises at its lower surface 17 a centering washer 25.
Cette rondelle est de préférence située sous le niveau du joint d'étanchéité 18, et elle présente un diametre sensiblement égal au diamètre de l'orifice 13 défini par la zone d'épaulement 11. This washer is preferably located below the level of the seal 18, and it has a diameter substantially equal to the diameter of the orifice 13 defined by the shoulder zone 11.
En outre, elle s'engage à l'intérieur de l'orifice 13 au moins dès que la lèvre 21 du joint 18 vient au contact de la surface d'appui 12. In addition, it engages inside the orifice 13 at least as soon as the lip 21 of the seal 18 comes into contact with the bearing surface 12.
De préférence, la rondelle de centrage 25 présente en direction de sa surface anterieure 26 une forme chanfreinée ou arrondie qui facilite son guidage et son centrage à l'intérieur de l'orifice 13. Preferably, the centering washer 25 has, in the direction of its anterior surface 26, a chamfered or rounded shape which facilitates its guiding and its centering inside the orifice 13.
Avantageusement, tel que cela est represente dans les figures, la rondelle de centrage 25 verrouille le joint d'étanchéité 18 à l'intérieur de sa cuvette de logement 24. Advantageously, as shown in the figures, the centering washer 25 locks the seal 18 inside its housing bowl 24.
Les differents éléments du clapet de non-retour 1 et notamment le corps 6 et le clapet 2 sont réalisés en tout matériau approprié à la portée de l'homme de l'art. The various elements of the non-return valve 1 and in particular the body 6 and the valve 2 are made of any material suitable for the person skilled in the art.
Notamment dans le cas où le clapet de non-retour est destiné à un écoulement de liquide, en particulier d'eau, le joint d'étanchéité 18 est réalisé en un élastomère, et la rondelle de centrage 25 est realisée en une matière plastique telle que par exemple le polysulfone ou une matière métallique, ces matériaux presentant de préferenc.e des caractéristiques de résistance à la chaleur. In particular in the case where the non-return valve is intended for a flow of liquid, in particular of water, the seal 18 is made of an elastomer, and the centering washer 25 is made of a plastic material such as for example polysulfone or a metallic material, these materials having preferential characteristics of resistance to heat.
Les figures 2 et 3 représentent le clapet 1 dans différentes positions de non-retour. Figures 2 and 3 show the valve 1 in different non-return positions.
Dans la position de la demi-vue gauche de la figure 2, le clapet 1 est en position de non-retour sous l'effet d'une faible difference de pression de part et d'autre de sa tête 2. In the position of the left half-view in FIG. 2, the valve 1 is in the non-return position under the effect of a small pressure difference on either side of its head 2.
Dans cette position, c'est la lèvre périphérique 21 qui prolonge le talon 20 du joint 18 qui assure l'étanchéité en étant appliquee sur la surface d'appui 12 de la zone d'épaulement 11. In this position, it is the peripheral lip 21 which extends the heel 20 of the seal 18 which provides sealing by being applied to the bearing surface 12 of the shoulder zone 11.
A ce niveau, l'inclinaison de la surface d'appui 12 ainsi que la divergence de la levre 21 favorise un bon contact et donc une bonne étanchéité entre le joint 18 et la surface d'appui 12. At this level, the inclination of the bearing surface 12 as well as the divergence of the lip 21 promotes good contact and therefore good sealing between the seal 18 and the bearing surface 12.
I1 faut en outre remarquer que dans cette position du clapet 1, la rondelle de centrage 25 est déjà engagée à l'intérieur de l'orifice 13 défini par la zone d'épaulement 11. It should also be noted that in this position of the valve 1, the centering washer 25 is already engaged inside the orifice 13 defined by the shoulder zone 11.
De ce fait, à chaque venue du clapet 1 en position de non-retour sous l'effet d'une faible différence de pression, la surface de contact de la lèvre 21 avec la zone d'appui 12 d'éDaulement reste sensiblement la même, et en quelque sorte le joint reprend ses marques, ce qui assure une bonne résistance au vieillissement. Therefore, each time the valve 1 is in the non-return position under the effect of a small pressure difference, the contact surface of the lip 21 with the shoulder support area 12 remains substantially the same. , and somehow the seal takes its marks, which ensures good resistance to aging.
La demi-vue droite de la figure 2 représente le clapet en position de non-retour sous l'effet d'une forte différence de pression de part et d'autre de sa tête 2. The right half-view of FIG. 2 represents the valve in the non-return position under the effect of a large pressure difference on either side of its head 2.
Dans cette position, c'est le talon 20 du joint d'étanchéité 18 qui est comprime contre la surface d'appui 12 et l'angle 22 défini par la zone d'épaulement 11. In this position, it is the heel 20 of the seal 18 which is compressed against the bearing surface 12 and the angle 22 defined by the shoulder zone 11.
En outre, la lèvre périphérique 21 s'aplatit contre la surface d'appui 12 de la zone d'épaulement 11 ce qui est favorise par sa divergence et l'inclinaison de la surface 12. In addition, the peripheral lip 21 flattens against the bearing surface 12 of the shoulder zone 11 which is favored by its divergence and the inclination of the surface 12.
Toutefois, il faut souligner que la lèvre périphérique 21 est soumise dans cette position à des contraintes de compression minimes, et que c'est en fait le talon 20 du joint d'étanchéité qui absorbe les contraintes d'écrasement, en particulier au niveau de l'angle 22 de la zone d'épaulement 11. However, it should be emphasized that the peripheral lip 21 is subjected in this position to minimal compressive stresses, and that it is in fact the heel 20 of the seal which absorbs the crushing stresses, in particular at the level of the angle 22 of the shoulder zone 11.
En outre, dans cette position, la rondelle de centrage 25 est engagée à l'intérieur de l'orifice 13 et assure le centrage de la tête de clapet par rapport à l'épaulement 11 et, en particulier, celui du talon 20 du joint 18 par rapport à la surface d'appui 12 de façon que la zone de contact du joint soit sensiblement identique lors des venues répétitives du clapet 2 en position de non-retour, sous l'effet d'une forte différence de pression. In addition, in this position, the centering washer 25 is engaged inside the orifice 13 and ensures the centering of the valve head relative to the shoulder 11 and, in particular, that of the heel 20 of the joint. 18 relative to the bearing surface 12 so that the contact area of the seal is substantially identical during the repetitive arrivals of the valve 2 in the non-return position, under the effect of a large pressure difference.
Ainsi, grâce à son joint 18 constitué d'un talon 20 et d'une lèvre périphérique 21, et grâce à la rondelle de centrage 25, le clapet de l'invention presente d'excellentes qualites d'étanchéité en position de non-retour à la fois pour des faibles différences de pression et pour des fortes différences de pression. Thus, thanks to its seal 18 consisting of a heel 20 and a peripheral lip 21, and thanks to the centering washer 25, the valve of the invention has excellent sealing qualities in the non-return position. both for small differences in pressure and for large differences in pressure.
De plus, son vieillissement prématuré est évité étant donné que le joint d'étanchéité 18 reprend ces mêmes marques vis à vis de la surface d'appui 12 et de l'angle 22 de la zone d'épaulement 11, au cours de ses mouvements repetés. In addition, its premature aging is avoided since the seal 18 takes up these same marks with respect to the bearing surface 12 and the angle 22 of the shoulder zone 11, during its movements repeated.
La figure 3 illustre une application avantageuse de l'invention dans le cas où le clapet de non-retour 1 peut être forcé en position de non-retour sous l'action de moyens de manoeuvre extérieurs. FIG. 3 illustrates an advantageous application of the invention in the case where the non-return valve 1 can be forced into the non-return position under the action of external operating means.
A cet effet, la tige guide 16 qui guide la queue 3 du clapet 1 peut être déplacée en translation le long de 1 'axe 4 par action de moyens de manoeuvre exterieurs. To this end, the guide rod 16 which guides the tail 3 of the valve 1 can be moved in translation along the axis 4 by the action of external operating means.
Par exemple, la tige guide 16 est prolongée vers l'extérieur par une tige filetée 30-centree sur l'axe 4 qui traverse un orifice taraudé 31 d'une tête de robinet 32 qui est solidarisée au corps de clapet 6 et assure son obturation dans sa partie supérieure. For example, the guide rod 16 is extended outwardly by a threaded rod 30-centered on the axis 4 which passes through a threaded orifice 31 of a tap head 32 which is secured to the valve body 6 and ensures its closure. in its upper part.
La rotation de la tige guide 1-6 qui provoque par ailleurs sa translation le long de l'axe 4 est réalisée depuis l'extérieur par tout moyen approprie, tel par exemple une poigne de robinet schématisée en 33. The rotation of the guide rod 1-6 which also causes its translation along the axis 4 is carried out from the outside by any suitable means, such as for example a tap handle shown diagrammatically at 33.
La translation de la tige guide 16 se produit entre une position telle celle schématisée dans les figures 1 et 2, où le clapet 1 est libre de se déplacer le long de l'axe 4 sous l'effet des différences de pression et la position schématisée en figure 3, où le joint 18 se trouve appliqué contre la surface d'appui 12 de la zone d'épaulement 11, sensiblement de la meme manière que sous l'effet d'une forte différence de pression c'est à dire principalement au niveau de son talon 20. The translation of the guide rod 16 occurs between a position such as that shown schematically in Figures 1 and 2, where the valve 1 is free to move along the axis 4 under the effect of pressure differences and the diagrammed position in FIG. 3, where the seal 18 is applied against the bearing surface 12 of the shoulder zone 11, substantially in the same way as under the effect of a large pressure difference, that is to say mainly at heel level 20.
De préférence, dans cette position, la tige 16 appuie sur la tête de clapet 1 par I'intermédiaire de son extrémité inférieure 34 qui vient au contact de la surface supérieure 35 de la tête de clapet 1. Preferably, in this position, the rod 16 presses on the valve head 1 by means of its lower end 34 which comes into contact with the upper surface 35 of the valve head 1.
I1 faut souligner que dans cette position, le clapet 1 se comporte comme le clapet traditionnel d'un robinet d'arrêt mais que des que les moyens de manoeuvre 33 sont actionnés à l'ouverture, le clapet 1 retrouve sa fonction de clapet de non-retour précédemment décrite. I1 should be emphasized that in this position, the valve 1 behaves like the traditional valve of a stop valve but that as soon as the operating means 33 are actuated on opening, the valve 1 regains its function of non-valve. -back previously described.
L'invention trouve une application avantageuse dans les groupes de sécurité pour un appareil utilisant l'eau par exemple un chauffe-eau. The invention finds an advantageous application in safety groups for a device using water, for example a water heater.
Avantageusement, dans cette application, l'organe de non-retour est combiné au robinet d'arrêt. Advantageously, in this application, the non-return member is combined with the stopcock.
Cette application n'est pas limitative, et par exemple le clapet de non-retour peut équiper tout type de robinets ou de vannes à clapet, et lui conférer à la fois une fonction d'arrêt et une fonction de non-retour. This application is not limiting, and for example the non-return valve can be fitted to any type of taps or check valves, and give it both a stop function and a non-return function.
Naturellement, la présente description n'est donnée qu'à titre indicatif et l'on pourrait adopter d'autres mises en oeuvre de l'invention sans pour autant sortir du cadre de celle-ci. Naturally, the present description is given for information only and other implementations of the invention could be adopted without departing from the scope thereof.
En particulier, l'invention pourrait trouver d'autres applications-pour des liquides autres que l'eau et d'une manière genérale pour tout fluide. In particular, the invention could find other applications for liquids other than water and generally for any fluid.
Claims (6)
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Also Published As
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|---|---|
| FR2580773B1 (en) | 1987-10-30 |
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