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Perfectionnements aux robinets ou soupapes
La préaente invention concerne les robinets ou sou- papes de différente typée, dans lesquels un obturateur ou organe de femeture coopère avec un siège fixe pour commander l'écoulement d'un gaz ou liquide à travers le bois au du robinet. Elle a pour but de procurer des dispositifs perfec- tionnéa pour débiter par intermittence sur les surfaces opéi tes du robinet une substance servant à les lubrifier ou les rendre étanches.
L'invention vise un robinet où une soupape dont l'o turateur est susceptible de se déplacer librement dana cer- taines limites,, par rapport à son organe d'actionnement, et
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où on utilise ce déplacement pour débiter sur les surfaces opérantes une substance servant à les lubrifier ou les rendre étanchez.
Elle s'étend également à un robinet ou une soupape du genre précité, dont les surfaces opérantes sont conçues de manière que la substance servant à les lubrifier ou les rendre étanches les presse l'une vers l'autre.
Sur les sept planches de dessin ci-annexées:
Fig. 1 représente, en coupe, un robinet ou soupape à vanne réalisée conformément à l'invention,
Fig. 2 montre, en coupe, une variante de l'inven- tion dans le cas d'une soupape à vanne,
Fig. 3 est une coupe horizontale suivant la ligne 1-2 de la Fig. 2.
Fig. 4 est une coupe représentant l'application de l'invention à un robinet ou une soupape du type dans lequel les faces coopérantes de l'obturateur et de son siège sont coniques.
Fig. 5 représente, en coupe, un robinet ou une sou- pape suivant l'invention, dont les faces latérales de l'ob. turateur peuvent être pressées, par un fluide sous pressioi en contact étroit avec leurs sièges.
Fig. 6 montre ces faces latérales en contact avec leurs sièges, Fig. 7 est une coupe représentant une variante de la soupape des fige. 4, 5,
Fig. 8 montre,en coupe, une variante de la soupape représentée sur les fige. 1 ou 2,
Fig. 9 est une coupe horizontale et Fig. 10 une coupe en bout, représentant l'application de l'invention à une soupape du type oscillant,
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Pige, 11, le représentent deux autres venantes dans lesquelles on utilise les déplace8enta relatif$ de la tige et de l'obturateur pour ouvrir la communication arec un réservoir à lubrifiant ou autre.
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Sur la lrig. 1. l'obturateur A comportant des faces inclina en uns inverse et pouvant se déplacer entre des
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aurfaees h annulaires, fixes,formées dans le boisseau 9.
et inclinées de manière correspondante, comprend une chambr'
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1 destinée à contenir un lubrifiât ou un agent d'étanchéi- té. (Il est à noter que par 1$expression 81ubrit1antft, on comprend ici tout liquide ou toute matière visqueuse ou pla tique pouvant être utilisés pour réduire le frottement ou assurer un coataet étanche entre les surfaces opérantes du dispositif.)
La chambre d est ménagée dans le prolongement de l@ tige filetée .. ordinaire, à l'aide de laquelle on éloigne
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ou rapproche 1#obturateur & dru son r.4bg--, une extrémité de cette tige pénétrant dana l'extrémité ouverte d'une chasbr f' pour y jouer le rôle de piston ou plongeur.
La tige e est reliée à l'obturateur ; par un collet g, formé sur la tige et emprisonné dans une bague h solidaire de l'obturateur, ce collet et cette bague permettent aux organes un certair
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déplaoeaent relatif, de sorte que la tige a peut se dépla. cer dans le sena de sa longueur par rapport à l'obturateu- La communication entre les chambres 4., t. estommandée par une soupape de retenue 1. laquelle est contenue dans un é ment .1 destiné à commander également une seconde soupape de retenue L située dans l'extrémité adjacente de la tig @. La chambre f contient un puissant ressort 1, destiné à maintenir l'obturateur 1 contre son siège et à repousse la tige IL dans sa position la plus éloignée de l'obturate
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chaque fois qu'on ouvre le robinet.
De préférence, la tige a est creuse et forme un con- duit à travers lequel le lubrifiant peut arriver dans la chambre de l'obturateur a. L'extrémité extérieure de cette tige peut constituer un réservoir à lubrifiant m, fermé par un bouchon fileté creux Il contenant un piston o, destiné à chasser le lubrifiant hors du réservoir sous la pression d'un ressort p, ce lubrifiant s'écoulant dans la chambre pré citée par la tige creuse e. Le bout extérieur du bouchon n sert de poignée pour l'actionner. De préférence, l'extré- mité inférieure du réservoir m comporte une soupape de rete- nue g, comme c'est indiqué.
Lorsque le robinet est ouvert, la face supérieure du collet 4 de la tige e porte contre la face inférieure de la bague h de l'obturateur a, ces pièces restant dans cette position relative durant la descente de l'obturateur sur son siège b. Toute:rois, lorsque l'obturateur a vient en contact avec son siège, on peut encore continuer à dé- placer la tige @, pour chasser le lubrifiant des chambres f, d le long de conduite r ménagés dans l'obturateur a, et sur les surfaces des sièges de celui-ci.
Durant ce mouvemen de la tige e, l'organe j ouvre la soupape k, la chambre f n'étant alors séparer du réservoir IL que par la soupape de retenue g, Lorsqu'on ouvre de nouveau le robinet, le premie mouvement de la tige @ sert 1 rattraper le jeu entre le col let g et la bague h, sous la poussée du ressort 1, et duran ce déplacement de la tige e, le lubrifiant peut passer du réservoir m dans la chambre f, la communication entre la ch bre et le réservoir n'étant interrompue qu'au moment où le collet g de la tige approche la fin de sa course vers la fa inférieure de la bague h.
Pendant que la soupape ]Lest ou-
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verte et que le lubrifiant s'écoule sous pression vers les faces de. sièges b, la soupape g empêche le lubrifiant de refluer dans le réservoir.
On peut disposer de diverses manières les conduits de distribution de lubrifiant ménagés dans l'obturateur a.
Par exemple (Fig. 1), chaque surface externe de l'obturateur a peut être formée d'une plaque $,vissée dans un anneau t, lequel est vissé à son tour dans l'obturateur creux a.
L'anneau 1, présente un certain nombre de trous 11 communiquar avec un étroit espace annulaire r, compris entre les pièces s, t et se terminant en une étroite fente annulaire v, à travers laquelle le lubrifiant passe vers le siège IL. D'au- tre part, on peut utiliser le mode de construction représen sur les Figs. 2, 3. Dans ce cas, on visse une plaque i de chaque coté de l'obturateur a, on ménage une rangée circula re de trous IL dans la plaque t, et on forme les organes 1., a de manière à laisser subsister entre eux un espace pour 1 lubrifiant, comme c'est représenté sur la Fig. 3.
Les trous se terminent par une rainure annulaire, ou bien on peut fo mer cette dernière dans le siège IL en regard de ces trous.
En donnant aux bords périphériques adjacents de ces organes une forme convenable, on peut former le canal d'écoulement du lubrifiant de manière que sa section décroisse à partir l'arrière vers la surface exposée de la plaque, ce qui a pour effet d'empêcher une réduction de pression excessive o un obstacle à l'écoulement de la substance de lubrificatior ou d'étanchéité, tout en n'exposant qu'une très petite su- perficie à la surface de la plaque. Ce mode de réalisation est représenté sur la Fig. 1.
La variante représentée sur la Fig. 8 est sensible- ment analogue à la réalisation suivant la Fig. 1, sauf que
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les pièces coopérant avec les sièges b sont formées séparé- ment de l'obturateur a, lequel est relié à la tige a, et sont attachée* à l'obturateur a à l'aide de pièces sphéroïde v, fixées à celui-ci. Chacune des pièces coopérant avec les sièges IL est composée d'éléments x, y, vissés ).'un dans l'au tre, renfermant entre eux un espace pour le lubrifiant,la pièce x possédant des trous u que le lubrifiant traverse pour atteindre la surface constituant le siège de l'obtura- teur.
Chacune des pièces sphéroïdes w contient une soupape de retenue + Pour le reste, la réalisation et le fonctions ment de cette variante ressortent clairement de la Fig. 8 e- de la description du'on a donnée de la Fig. 1.
La variante représentée sur les Figs. 2, 3 se diffé rencie principalement de celle de la Fig. 1 en ce que le lu brifiant s'écoule directement de la chambre =, contenant le puissant ressort 1, à travers des conduits commandés par des soupapes de retenue 2 (Fig. 3), vers les trous u ménagé dans les faces des pièces 1 et les espaces compris entre le pièces a, t. Sous la pièce j qui porte la soupape de retenu 1, se trouve une chambre cylindrique d contenant un piston 3 soumis à l'action d'un ressort 4. On peut suppléer à l'ef fort que ce ressort exerce sur le piston 3 en admettant à vers le trou 35 le fluide commandé par la soupape du côté 1 férieur du piston, ou substituer cet effort à celui d'un ressort.
La chambre d communique par des conduits 5 ménagés dans l'obturateur a, avec une rainure 6 encerclant la tige cette rainure débouchant vers l'intérieur de la tige. L'ex mité inférieure de la tige est fermée, et sert à écarter 1. soupape de retenue L de son siège, comme c'est représenté.
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Lorsque l'obturateur ; a été abaissé de manière à mettre ses races t en contact avec les sièges b, un déplacement supplé- mentaire de la tige e contre l'opposition du ressort 1 a pour effet de chasser du lubrifiant hors de 1 et vers les trous u, à travers les soupapes de retenue 2. La soupape de retenue ij t'ouvre simultanément. Durant le mouvement de retour de la tige e et avant la fermeture de la soupape de retenue ± le lubrifiant peut s'écouler du réservoir m, le long de la tige e et des conduits 5, vers la chambre SI et de là dans la cham- bre f, l'écoulement du lubrifiant vers cette dernière chambre étant interrompu lorsque la tige a permet à la sou- pape 1. de se fermer.
On peut éventuellement supprimer le réservoir IL et renouveler périodiquement la substance de lubrification ou d'étanchéité de la chambre d à l'aide d'un raccord de pompe à graisse, prévu à l'extrémité extérieure de ka tige e.
Dans toutes les formes de réalisation représentées sur les Figs. 1, 2, 3 et 8, il est impossible que du lubri- fiant s'échappe à travers les ouvertures des faces extérieu res de l'obturateur , lorsque celui-ci est soulevé à l'écar de ses sièges,,, le contenu des chambres alimentant ces con- duits lorsque l'obturateur est en contact avec ses sièges étant renouvelé, à partir du réservoir @, par le piston 2, et le ressort D.
Un desservant visse périodiquement le bou- chon n à la main, afin que ce bouchon demeure rempli et que le ressort p reste comprimé,
La figure 4 représente l'application de l'invention à un robinet à vis ordinaire, du type dont l'obturateur po: aède une surface conique destinée à coopérer avec un siège conique b. Dans l'exemple représenté, l'organe mobile com-
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prend une paire d'éléments intérieur 8 et extérieur 9, vissés l'un dans l'autre, comprenant entre eux une chambre d.
On don- ne A relatent 9 une forme conique, et on ménage à son extré- mité inférieure des ouvertures u pour le passage du lubrifiani A l'extrémité Inférieure de la tige e est formé un collet g destiné à vnir en prise avec une bride ou bague h de l'élé- ment 9, les éléments 8, 9 étant disposés de manière à pouvoir se déplacer axialement par rapport à la tige. On forme égale- ment sur l'élément 8 un prolongement analogue à un piston destiné à pénétrer dans une chambre cylindrique, contenant le ressort 1, située à l'extrémité inférieure de la tige e.
Une garniture ou douille J.logée dans le prolongement de l'é- lément 8 contient une soupape de retenue 1. et sert à ouvrir une soupape de retenue k contenue dans la tige creuse e. Sous tous les autres rapports, le robinet et son fonctionnement re semblent à ceux décrits avec référence à la Fig. 1. Eventuel- lement, l'extrémité inférieure de l'obturateur peut pré- senter une surface plane destinée à coopérer avec un siège annulaire plat, ou bien le siège et la partie de l'obturateur coopérant avec lui peuvent être de forme sphérique.
Dans l'exemple de soupape à vanne représenté sur les Figs. 5 et 6, les faces externes de l'obturateur movible a, parallèles l'une à l'autre, sont disposées de manière à coo- pérer avec des sièges parallèles b. Cette soupape se distin- gue essentiellement de celle représentée sur la Fig. 1 en ce que les faces des extrémités de l'obturateur a sont susce tibles d'être déplacées latéralement, perpendiculairement à l'axe de la tige. Lorsque l'obturateut a a été déplacé vrs le bas pour fermer le passage à travers le boisseau de la soupape, ses faces d'extrémité se déplacent latéralement et
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viennent en contact étroit avec les sièges.
Avant d'ouvrir la soupape, on rétracte ces faces afin de les dégager, et on soulève ensuite l'obturateur a à l'aide de la tige e. Pour assurer ce mode de fonctionnement, on donne à l'obturateur $ la forme d'un cylindre creux susceptible de loger une paire de pièce*, 11, 12 creuses, cylindriques et télescopantes.
On usine une face de contact 13 sur la pièce 11, et une deu- xième face de contact 14 sur la pièce 12. Chacune de ces piè- ces 11, 12 est creuse et comporte des ouvertures d'écoulement u que le lubrifiant peut traverser pour gagner les sièges b.
Une soupape de retenue 15 commande l'entrée vers l'intérieur de chaque pièce comportant une face de contact. Les pièces 11,
12 sont empêchées de tourner par rapport à l'obturateur a, par une saillie creuse 16 de ce dernier, laquelle traverse des trous de ces pièces. La saillie 16 porte également un bloc creux 17 destiné à limiter le déplacement des pièces 11,12 l'une vers l'autre. La saillie 16 porte en outre un nez j ser- vant à. repousser de son siège une bille k logée dans l'extré- mité inférieure de la tige e. Un mouvement limité de la tige par rapport à l'obturateur est rendu possible de la même manière que dans le cas de la Fig. 1.
Lorsqu'on a amené les éléments 14 11 et 12 de la sou pape dans la position représentée sur la Fig. 5, afin de fer- mer le passage à travers le boisseau, un mouvement supplémen- taire de la tige e contre l'opposition du ressort 1 a pour résultat de chasser du lubrifiant hors de la chambre f dans l'espace compris entre les pièces 11, 12 et de faire ouvrir 1 soupape à bille k, Ce déplacement du lubrifiant a pour effet de pousser les pièces 11, 12 contre les sièges b comme c'est représenté sur la Fig. 6, un nouveau mouvement de la tige faisant débiter du lubrifiant sur les sièges, à travers les
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ouvertures. Sous leurs autres aspects, la réalisation et le fonctionnement du dispositif ressemblent, en général à ceux r présentés sur la Fig. 1.
La variante représentée sur la Fig. 7 se différencie principalement de celle des Figs. 5 et 6 en ce que l'obturate comporte une chambre d, un piston 3 et un ressort 4 ressem- blant quelque peu à ceux décrits ci-dessus avec référence à la Fig. 2, et en ce que la communication entre cette chambre et les faces de contact est nettement coupée lorsque la sou- pape est ouverte. La chambre 4 joue le même rôle que le rései voir IL représenté sur les Figs. 5, 6. L'extrémité inférieure de la tige IL comporte une saillie creuse 18 présentant une e@ trémité inférieure ouverte ainsi que des conduits latéraux, comme c'est représenté. Cette saillie 18 coulisse dans une pièce 19, laquelle est fixée dans un élément 20, cylindrique et creux, fixé à l'obturateur a.
Lorsque les différents orgar se trouvent dans la position représentée, la saillie 18 fermi la communication entre la chambre d et l'intérieur des pièce 13, 14, mais permet toujours une communication dans un seul sens entre la tige creuse g et la chambre d. Dans la positioi représentée, la soupape est fermée, mais les pièces 13, 14 ne sont pas pressées contre leurs sièges . Le déplacement de la tige a vers le bas, par rapport à l'obturateur a, fait que la saillie 18 ouvre la communication pour permettre au lubrifiant d'agir sur les pièces 13, 14 et presser ces demi res contre leur siège. Un déplacement supplémentaire a pour effet de débiter du lubrifiant sur les sièges.
Sur le dessin on a indiqué un interstice appréciable entre les pièces 13, 14 et les sièges, mais cet interstice est excessivement être en pratique. Le premier effet du soulèvement de la tige e es de faire fermer, par la saillie 18, la communication par les
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conduit* menant de 1 aux pièces 13, 14, ces pièces 13, 14 étant rétractées simultanément et la tige e agissant comme un piston accomplissant sa course d'aspiration. La tige sou- lève ensuite ces organes par l'intermédiaire de l'obturateur a afin d'ouvrir le conduit principal à travers le boisseau de la soupape.
On renouvelle périodiquement la réserve de lubrifiant de la chambre , à l'aide du dispositif à commande manuelle monté au bout supérieur de la tige, comme c'est dé- crit ci-dessus, tout reflux du lubrifiant hors de la chambre d, le long de la tige, étant empêché par la soupape de rete- nue ,IL.
La soupape représentée sur les Figs. 9 et 10 comprend un obturateur creux a. susceptible d'être oscillé ou déplacé d'un certain angle, par rapport (un siège plat b du boisseau creux c. L'obturateur a est formé ou disposé sur un axe creux 20 dont une extrémité dépassant de l'obturateur porte un le- vier de commande 21. Un levier à main 22 déplace ce levier de commande 21 par l'intermédiaire d'un ressort 23, le mouve- ment relatif de ces leviers étant limite par une tige 24. Le déplacement du levier 21 et de l'obturateur a par rapport au boisseau ou corps de soupape est limité par un nez 25 du levier 21, susceptible de heurter des butées 26 du bois- seau c.
On voit que l'extrémité extérieure de l'axe 20 est pourvue d'un filet avec lequel vient en prise un taraudage cor respondant, pratiqué à l'intérieur d'une cavité 30 du le- vier à main 22. D'autre part, une chambre 27 à lubrifiant, formée dans le levier à main 22 ou fixée à celui-ci, contient un piston 28 soumis à l'action d'un ressort 29. La communica- tion entre la chambre 27 et la cavité 30 est commandée par deux soupapes de retenue 31, 32, dont la seconde peut être
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écartée de son siège par un nez creux 33, monté sur l'extrémité adjacente de l'axe 20. Une soupape de retenu 37 logée dans l'axe creux 20 empêche le lubrifiant de refluer dans la cavité 30.
On déplace l'obturateur a entre ses positions ouverte et fermée à l'aide du levier à main 22, lequel agit par l'intermédiaire du ressort 23 et du levier 21. Lorsque l'obtu rateur a été appliqué sur son siège, le levier à main 22 peut continuer à se déplacer par rapport à l'axe 20, ce dé- placement étant accompagné d'un mouvement axial du levier 22 sur l'axe, en raison de l'assemblage à vis décrit ci-dessus* par ce déplut, le lubrifiant est chassé de la cavité 30 suit l'axe creux 20 vers l'intérieur de l'obturateur a, et gagne le siège de celui-ci par les ouvertures u.
Durant ce déplacement, la soupape de retenue 32 se trouve soulevée à l'écart de son siège et reste suffisamment éloignée de celui ci pendant le mouvement de retour du levier à main, pour per mettre que la cavité 30 soit de nouveau remplie par le lubrj fiant s'écoulant vers elle de la chambre 27, sous l'action du piston 28 et du ressort 29. La continuation du mouvement de retour du levier à main 22 a pour effet de déplacer l'ob rateur vers la position d'ouverture de la soupape.
Si l'obturateur a colle en passaht de la position ouverte à la osition fermée, on peut déplacer le levier 22 par rapport à l'axe 20 pour refouler du lubrifiant sur le siège de l'obturateur a, de manière à dégager ce demie.
Sur la Fig. 10 on a représenté le ressort 23, situé entre les leviers 21, 22, comme étant complètement comprimé, mai il ne se trouve normalement dans cet état que lorsque la s@ pape est fermée et qu'on chasse du lubrifiant sur le siège de la soupape en Imprimant un mouvement supplémentaire au
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levier à main. Normalement, le ressort est moins comprimé au cours de la fermeture de la soupape, sa force étant telle qu'il peut transmettre un déplacement du levier 22 au levier 21 tout en n'étant comprimé que légèrement. Lors du mouvement d'ouverture de la soupape, le levier 22 actionne le levier 2: par l'intermédiaire du collet 34 dont l'extrémité extérieure de la tige 24 est munie.
L'invention n'est pas limitée aux exemples décrits ci-dessus, et on peut modifier ses détails d'exécution selon les besoins de chaque cas. Eventuellement, on peut pourvoir les soupapes d'autres conduits que ceux décrits, en vue de graisser d'autres surfaces que les sièges de l'obturateur.
D'autre part, au lieu d'utiliser le mouvement de la tige e par rapport à l'obturateur a. pour chasser le lub rifiant hors d'une chambre contenue dans ce dernier, on peut utiliser ce mouvement relatif pour commander l'écoulement du lubrifiant vers les surfacesde la soupape, hors d'un réservoir où il est emmagasiné sous pression, cet écoulement du lubrifiant n'étant possible qu'au moment où il se produit un déplacemet relatif entre la tige.. et l'obturateur a. C'est ainsi, par exemple, que dans la forme de réalisation représentée sur 1: Fig. 11, l'extrémité extérieure de la tige creuse e commun! que avec un réservoir à lubrifiant, de manière analogue à c qui est représenté sur la Fig. 1.
L'extrémité intérieure de la tige est fermée, et prend appui contre un puissant resso 1,Cette extrémité de la tige peut également coulisser dans une chambre cylindrique de l'obturateur a, et comporte des conduits latéraux 35 susceptibles de communiquer aveddes co duits 36 de l'obturateur. Dans cet exemple, l'obturateur .. comporte des pièces latérales y articulées,analogues à cell
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décrites ci-dessus et représentées sur la Fig. 8.
Lorsque l'obturateur est entré en contact avec ses sièges b et qu'on abaisse la tige A contre l'opposition du ressort les conduits 35 coïncident avec les conduits 36, le lubrifiant pouvant alors s'écouler vers les faces des piè- ces v sous l'effet de la pression que le ressort exerce sur le piston o contenu dans le réservoir situé à l'extrémité ex- térieure de la tige.
La variante représentée sur la Fig. 12, sensible- ment analogue à celle représentée sur la Fig. Il, se distin- gue seulement de cette dernière en ce que l'extrémité infériez re de la tige e comporte la chambre cylindrique , contenant un piston 3 et un ressort 4, suivant la disposition de la Fig. 1. Lorsqu'on fait coïncider les conduits 35, 36, le res- sort 4 et le piston 3 chassent le lubrifiant hors de la cham- bre , vers les surfaces opérantes de la soupape. Dans chacu- ne de ces variantes, la communication à travers 35, 36 est in terrompue lorsque la tige est ramenée dans la position repré- sentée sur les dessins.
REVENDICATIONS
1. Robinet ou soupape dont l'obturation et l'organe actionnant ce dernier peuvent exécuter un mouvement relatif libre limité, caractérisé en ce que ce mouvement relatif est utilisé pour débiter sur les surfaces opérantes du robinet ou de la soupape une substance susceptible de les lubrifier ou de les rendre étanches, en substance comme c'est décrit ci-dessus.
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