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La présente invention se rapporte à une machine d'ex- traction servant à charger des matériaux au fond d'un cais- son de puits de mine ou d'une installation analogue.
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L'un des buts de l'invention est de permettre la réalisa- tion d'une machine d'extraction du type comportant une cage de laquelle part un mât télescopique portant à son extrémité li- bre une benne preneuse. La cage est d'un type perfectionné permettant de réduire la largeur de la machine et rendant pos- sible une meilleure adaptation à une extraction dans un puits incliné auss'i bien que dans un puits vertical.
Un autre but de l'invention est de permettre l'obtention d'un dispositif perfectionné pour assurer l'affaissement céles- copique du mât et pour commander la benne preneuse) et dtamé- liorer l'agencement provoquant l'oscillation du mât pour l'ame- ner à la position désirée.
D'une façon générale, la machine d'extraction suivant l'invention comporte une cage à laquelle est suspendu un mât télescopique. Ce mât est monté de façon universelle, et il par-. te une benne preneuse à son extrémité inférieure. Des organes sont prévus pour assurer la réduction de longueur ou l'allonge- ment télescopique du mât, pour déplacer celui-ci dans une direc- tion quelconque à l'intérieur de sa suspension, et pour assurer la commande de la benne preneuse prévue à son extrémité libre, de sorte que des matériaux peuvent être prélevés au fond d'un puits et déposés dans un transporteur en vue de leur évacuation,
La description qui va suivre, faite en regard des des- sins annexés donnés à titre non limitatif, permettra de mieux comprendre l'invention.
La figure 1 est une vue en perspective d'une machine d'ex- traction suivant l'invention, montrant la manière dont le mât télescopique est suspendu à la cage.
La figure 2 est une vue en coupe longitudinale du mât.
La figure 3 est une vue en coupe par la ligne 3-3 en figure 2.
La figure 4 montre les vannes commandant le mât et les
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mâchoires de la benne,
La figure 5 montre comment les vannes de commande s ont reliées l'une à l'autre.
La figure 6 est une vue en plan des lumières ou orifices de ces vannes.
La figure 6a est un schéma montrant la direction de dé- placement du levier pour la commande.
Les figures 7, 8, 9 et 10 sont des vues montrant schéma- tiquement le mode de. commande des vannes assurant l'actionne- @ ment télescopique du mât et la commande de la benne preneuse.
Sur les dessins, la référence 10 désigne d'une façon géné- rale la machine d'extraction. Elle comprend une cage, désignée d'une façon générale par la référence 11, à partir de laquelle l'opérateur commande le fonctionnement de la machine. Des pro- filés 12, prévus sur les côtés de la cage 11, sont étudiés de manière à coopérer avec des guides'prévus dans un compartiment d'un puits vertical dans lequel la machine doit travailler. Le références 13 et 13a désignent les deux leviers de commande de la machine.
Un mât télescopique, désigné d'une façon générale par la référence 14, et qui sera décrit plus en détail plus loin, est suspendu à la cage par un dispositif de suspension universelles Le dispositif de suspension représenté comprend une chape 15 montée de manière à osciller autour du premier axe géométrique grâce à la présence d'axes 16 qui sont retenus par des flasques
14 17 et le prévus de chaque côté de la cage 11. Le mât/est monté de façon oscillante dans la chape 15, de manière à pouvoir os- ciller autour du second axe géométrique entre les cotés de cett chape 15, grâce à des axes de montage 19, dont un seul est visi- ble sur la figure 1.
On remarquera que le premier axe géométrie que de la chape 15 indiqué ci-avant est sensiblement perpen- diculaire au second axe géométrique de cette chape, de sorte
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que le mât 14 peut être déplacé dans n" importe quelle -direction à l'intérieur du dispositif de suspension
Des organes sont prévus pour assurer ce déplacement du mât 14 dans n'importe quelle direction à 1'* intérieur de cette suspension. Dans le mode de réalisation représenté ici, ces organes comprennent des cylindres et des pistons, désignés d' une façon générale par les références 20, 21, 22 et 23.
Les cylindres 22 et 23, sont étudiés de manière à faire osciller le mât autour du premier axe géométrique d'oscilla- tion de la chape 15, c'est-à-dire autour des axes 16 et 17, ces cylindres et ces pistons étant montés de façon univerlle. aux deux extrémités.
Les cylindres 20 et 21 sont étudiés de manière à faire basculer le mât 14 autour du second axe géométrique de la cha- pe, c'est-à-dire autour des axes 19, et ces cylindres sont re- liés à pivotement à la chape elle-même.
Chacun des cylindres et des pistons 20 à 23 est analogue aux autres cylindres et aux pistons du dispositif, et chaque vérin utilisé dans le cas considéré comprend un cylindre dans lequel coulisse un piston à double effet portant une tige fai- sant saillie par rapport à une extrémité du cylindre et pou- vant pénétrer dans celui-ci en fonction du déplacement du dis- positif. Ce piston est actionné au moyen d'air comprimé ou à l'aide d'un fluide hydraulique, qui peut être refoulé de façon déterminée vers l'une ou l'autre des extrémités du cylindre, de manière à permettre une commande dans les deux sens. La communication est réalisée avec les deux extrémités du cylin- dre 23, afin de permettre l'adduction d'air ou de fluide, comme indiqué par les références 23a et 23b.
La commande du cylindre et du piston à double effet est en soi bien connue, et il sem- ble suffisant, dans le cas de la figure 1, d'indiquer la pré- sence de ces dispositifs, sans décrire en détail leur agencement
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et leur mode de fonctionnement.
On remarquera que les cylindres et les pistons 22 et 23 sont reliés de façon universelle au mât en 24,et à la cage 11 en 25. Les cylindres et les pistons 20 et 21 ne sont pas montés de façon universelle par leurs extrémités, mais ils sont sim- plement articulés sur les éléments voisins, comme indiqué en 26 et en 27. Il est possible d'éviter l'utilisation d'une li- aison universelle pour les cylindres 20 et 21 à cause du mon- tage universel du mât. '
La benne.preneuse, prévue à l'extrémité libre du mât té- lescopique 14, comprend deux mâchoires 32 et 33 coopérant l'une avec l'autre, qui sont déplacées autour de leur axe de pivote- ment 34 par des cylindres et des pistons à double effet 35 et 36.
Ces pistons 35 et 36 sont montés' à pivotement par chacune de leurs extrémités, comme indiqué en 37 et 38, et ils sont actionnés de manière à amener les mâchoires de la benne à des positions d'ouverture ou de fermeture, suivant les besoins, d'une manière en soi bien connue, qu'il ne.semble pas nécesaire d'expliquer en détail ici.
Le dispositif servant à la commande télescopique du mât est représenté en détail sur les figures 2 et 3.
Le mât, désigné d'une façon générale par la référence 14, est formé de deux éléments, à savoir un premier élément 39, suspendu à l'intérieur de la chape, comme décrit précédemment, et un second élément 40, pouvant se déplacer de façon télesco- pique dans le premier. La référence 41 désigne des paliers dans lesquels sont engagés les axes de montage 19. Le second élément 40 présente un diamètre inférieur à celui dû-précédent, et il ménage un intervalle annulaire entre les deux éléments, comme montré sur la vue en coupe qui forme les figures 2 et 3.La référence 42 désigne un coussinet en bronze, qui sert de- palier pour permettre le déplacement télescopique entre les deux élé-
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ments ; il est porté par le second élément télescopique 40.
La référence 43 désigne de même un coussinet en bronze porté par le premier élément télescopique 39; qui est fixe.
Le déplacement télescopique de l'élément 40 du mât est commandé par la tête de piston à double effet 44, dont la face
45 délimite, conjointement au plateau 46 de l'élément 40 du mât télescopique, une première chambre ménagée à l'intérieur de ce mât, et dont la face 47 délimite une seconde chambre avec l'extrémité fermée 48 de cet élément 40 du mât télescopi- que.
Des organes, sont prévus pour admettre le fluide dans cha- cune de ces deux chambres et pour assurer son échappement, en vue de déplacer l'élément télescopique 40 vers l'intérieur et vers l'extérieur par rapport à l'élément fixe 39 du mât.
Le mât télescopique peut être actionné au moyen d'air comprimé, et on supposera que de l'air est utilisé dans le cas présent. Toutefois, on comprendra qu'il est possible d'assurer la commande du système également avec un liquide, par exemple de l'huile, au lieu d'air.
Lors du fonctionnement, l'air est admis dans la première chambre par le conduit 50,- qui communique avec cette chambre par son extrémité inférieure.
Lors de l'admission de l'air à cette première chambre, une pression s'y établit en écartant son extrémité 46 de la face rigide 45 du piston 44, afin de déplacer l'élément 40 du mât vers l'extérieur par rapport à l'élément fixe 39. On comprendra que, lors de ce déplacement télescopique, il est nécessaire d'évacuer l'air hors de la seconde chambre. L'échappement de l'air se produit par les orifices 51 du tube 52, par l'intermé- diaire de l'intervalle annulaire 53 ménagé entre les tubes 52 et 50, par la chambre 54 et par l'orifice 55 qui communique avec un conduit d'échappement approprié.
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Le tube 52 est fixe .rigidement -sur l'élément fixe 39 du mât 14, et un presse-étoupe, désigné d'une façon générale par 'la référence 56, 'est prévu de .manière à assureir l'étanchéisa- tion dans l'extrémité 48 de l'élément télescopique du mât 14.
Le presse-étoupe 56 présente une garniture d'étanchéisation, désignée d'une açon générale par la référence 57, et des cous- .sinets en bronze, désignés par 58 et 59.
Des organes sont prévus pour amortir le mouvement de l'élément télescopique 40 du mât 14 lorsqu'il se rapproche de sa position limite vers l'extérieur.'On notera à ce sujet que le coussinet 58 est étudié de manière à venir recouvrir- par cou- lissement les orifices 51 du tube 52, afin d'empêcher sensible- ment l'échappement de l'air à travers ces orifices juste avant que l'élément 40 n'atteigne sa position limite vers l'extérieur* Il en résulte l'établissement d'une certaine pression d'air dans la seconde chambre, ce qui évite une interruption du dé- placement vers l'extérieur de l'élément 40 par un blocage méca- .nique -brutal des deux éléments du mât.
Quand il est désirable de provoquer le rappel en arrière de l'élément 40, de l'air comprimé est envoyé par l'orifice 55 à travers la chambre 54cet air se déplaçant vers le bas dans l'intervalle annulaire ménagé entre le conduit 50 et le conduit 52, et s'échappant par un clapet de contrôle 60 pour venir dans la seconde chambre. Il en résulte l'établissement d'une pres- sion dans cette chambre, ce qui provoque le déplacement vers l'intérieur de l'élément 40 du mât. En même temps, de l'air est évacué hors de la première chambre citée par le conduit 50, qui n'est plus en communication avec la source d'alimenta- tion assurant initialement l'établissement d'une pression dans cette chambre, mais qui est au contraire maintenu en communica- tion avec l'atmosphère.
Une fois que le coussinet 56 a décou- vert l'orifice 51 lors du déplacement vers l'intérieur de lélé.
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ment 40, de l'air pénètre dans la bconde chambre par cet ori- fice 51.
Afin d'amortir le déplacement vers le haut de l'élément 40 quand celui-ci atteint sa position limite vers l'intérieur, un axe, désigné d'une façon générale par la référence 61, est prévu dans le plateau 46, et il est destiné à pénétrer dans l'extrémité .inférieure du tube 50 afin de ralentir l'échappe- ment de l'air à travers ce tube et de provoquer l'établissement d'une certaine pression dans la seconde chambre.
On considérera maintenant plus spécialement la manière dont le piston 44 est monté. Ce piston est porté par le tube 52, qui est à son tour monté rigidement sur le plateau supé- rieur 63 de l'élément fixe 39 du mât 14. Le tube 52 est décol- leté à son extrémité supérieure afin de recevoir la bague en acier 64, et un écrou 65 est vissé sur l'extrémité libre décol- letée du tube 52 afin d'assurer le blocage de 'celui-ci sur la partie supérieure 63. L'écrou 65 est usiné de manière à former la chambre 54 précitée, et une garniture d'étanchéité convena- ble est prévue, comme indiqué en 66, pour empêcher toute fuite inadmissible hors de cette dernière, quand le tube 50 en fait saillie. Ce tube 50 est maintenu à une certaine distance du tube 52, de manière à délimiter un conduit annulaire 53, indi- qué précédemment.
Il est file té- à son extrémité libreafin de recevoir les écrous de blocage 52a.
La partie inférieure de l'élément coulissant 40 du mât est renforcée intérieurement par un second tube 67 monté dans ladite partie, et le plateau 46 est fixé sur l'extrémité supé- rieure de ce second tube.
Pendant l'utilisation, de l'huile est souvent recueillie dans la chambre inférieure, et un conduit de vidange 68, norma- lement fermé par un bouchon, est prévu pour permettre l'évacua- tion de cette huile.
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La benne preneuse est portée par le manchon. 70 qui (comme le montre la figure 2) vient s'adapter sur l'extrémité libre de l'élément en saillie ou élément télescopique 40 du mât. Cet élément 40 du mât présente une; brie 71 sur laquelle le manchon 70 est verrouillé par sa périphérie, comme indiqué en 71a. Un joint d'étanchéité 72 est interposé entre la bague 72a et l'éx- trémité de l'élément télescopique 40 du mât afin d'absorber les chocs pendant le travail.
On a représenté sur la figure 4 les leviers et les vannes de commande qui appartiennent au.dispositif de commande du mât télescopique, afin de déplacer ce mât à l'intérieur de sa montu- re et pour assurer la commande;de la benne preneuse.
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Comme indiqué précédemment, le mât télescopique 14 et les
23, .cylindres 20, 21, 22,35 et 36 sont tous actionnés par l'air.
Ils contiennent tous des pistons à double effet, et l'alimen- tation en fluide (dans ce cas en air) est commandée par des vanaes à quatre voies.
Sur la figure 4, la vanne 74 commande l'alimentation en air du mât télescopique 14, la vanne 75 commande l'alimentation en air des cylindres 35 et 36, qui actionnent les mâchoires de la benne preneuse prévue à l'extrémité du mât, la vanne 76 commande l'alimentation en air des cylindres 22 et 23, et la vanne 77 commande l'alimentation en air des cylindres 20 et 21.
Les vannes 74, 75, 76 et 77 sont toutes formées par des vannes à quatre voies.
Elles sont disposées par paires, les vannes 74 et 75 for- mant une même paire, et les vannes 76 et 77 formant l'autre pai- re. L'arrivée du fluide d'actionnement dans la première paire est assurée par le conduit 78, l'arrivée du fluide d'actionne- ment dans la seconde paire de vannes étant assurée par le con- duit 79.
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On a représenté sur la figure 6 les quatre orifices de chacune des vannes. L'admission d'air s'effectue par les orifi- ces 80, 81, 82 et 83 pour les vannes 74, 75, 76 et 77 respecti- vement. Les orifices 84, 85, 86, 87 des vannes 74, 75, 76 et 77 sont tous en communication avec l'échappement.
Chacune des vannes comporte quatre orifices et, dans chaque cas, l'un d'eux est en communication avec une chambre du cylindre dont il assure la commande, tandis que l'autre est en communication avec l'autre chambre de chacun des cylindres.
La vanne elle-même est étudiée de manière à pouvoir être reliée effectivement aux deux chambres des cylindres, afin d'assurer l'alimentation en air ou son évacuation pour déplacer le piston
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vers l'intérieur ou vers l'extérieurûans ce même 'cylindre.'
On étudiera ce n.ode de communication dans son application à la vanne 74, qui assure la commande du mât télescopique.
L'orifice 88 de la vanne 74 est relié au canal 55 par un conduit approprié, et l'orifice 89 de cette vanne 74 est re- lié par un autre conduit approprié au canal 50. La vanne com- porte un bras de commande 92, qui est monté de façon oscillan- te sur son corps au boisseau, et qui peut basculer autour d'un premier axe coïncidant avec l'axe longitudinal de la barre os- cillante .92a.
Ce bras de commande est actionné au moyen d'une poignée 93a présentant une extrémité fourchue 90 qui pivote autour d'un second axe, lequel coïncide avec l'axe longitudinal des barres 92b du bras oscillant ou culbuteur 92. Le premier axe géométrique est sensiblement perpendiculaire au second axe. En déplaçant le levier 13a vers la droite ou vers la gauche (en regardant la figure 5), on peut soulever ou abaisser les tiges de soupape 92c et faire communiquer l'admission d'air 80 avec le conduit 50 ou avec le conduit 55. Dans le premier cas, le
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conduit 55 est mis à l'échappement, dans le second cas, c'est le conduit 50 qui est mis alors à l'échappement.
La vanne 75 est analogue à .la vanne 74, et elle est étu- diée de manière à pouvoir être actionnée par le même levier 13a. Toutefois, elle est montée de façon telle que son premier axe coïncide avec la barre oscillante 97a, qui est perpendicu- laire au premier axe du bras de commande 92, tandis que son se- cond axe coïncide avec l'axe longitudinal de la barre 97b, qui est perpendiculaire au second axe de ce bras, de sorte que la chape 96 peut osciller.autour du second axe 97b. La biellette 95 est soudée sur la chape 96 par une extrémité, et elle est reliée à coulissement -avec la poignée 13a par la bague 95a, comme montré.
On comprendra que, lors du déplacement du levier 13a vers la droite ou vers la gauche en regardant la figure 5, le bras oscillant 92 est déplacé autour de son premier axe, c'est-à- dire autour de la barre 92a, mais qu'il n'en résulte aucun dé- placement du bras oscillant 97 lorsque la chape 96 pivote au- tour du second axe, qui coïncide avec-la barre 97b. Inversement on comprendra que, lors du déplacement du levier 13a vers la droite ou vers la gauchen regardant la figure 4, on n'obtient aucun déplacement du bras de commande. oscillant 97. Les vannes à quatre voies du type à soupape en champignon comportant une commande par bras oscillants ou culbuteurs sont bien connues dans cette technique et sont'd'une utilisation courante, de sorte qu'il n'est pas nécessaire de décrire leur fonctionne- ment en détail.
Les deux positions de travail de la vanne 74 commandée par le levier 13a ont été représentées schématiquement sur les figures 7 et 8. On comprendra que, lorsque la vanne est amenée dans la position représentée sur la figure 7 (le conduit 50 communique avec l'alimentation et le conduit 55 avec l'échappe-
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ment), le mât est déplacé vers l'extérieur ou s'allonge, tandis que lorsque cette vanne est amenée à la position représentée sur la figure 8 (le conduit 50 communique avec l'échappement et le conduit 55 avec l'alimentation), le mât est déplacé vers l'intérieur. Le levier de commande 13a est étudié de préférence de façon telle que, lors de son déplacement vers l'opérateur, on obtienne pour la vanne la position représentée sur la figu- re 8, de sorte que le mât se déplace alors vers l'intérieur.
Au contraire, lorsque le levier 13a est écarté de l'opérateur, on' obtient la position représentée sur la figure 7, de sorte que le mât se déplace vers l'extérieur.
Les mâchoires de la benne prévues à l'extrémité libre du mât sont commandées par la vanne 75.Elles sont actionnées de la même manière que précédemment, l'alimentation en air étant, pour chacune d'elles, commandée par une seule vanne. Dans le cas des mâchoires de la banne, le bras de commande 97 est com- mandé par la biellette 95 qui part du levier 13a pour aboutir à la chape 96, comme décrit précédemment.
On comprendra que, lors du basculement du levier 13a vers la droite ou vers la gauche en regardant la figure 5, le bras oscillant 92 est actionné, et que le bras 97 demeure par suite au repos lors du déplacement oscillant de la chape 96 autour du second axe du bras de commande. Comme indiqué précé- demment, les positions de droite et de gauche du levier 13a (en regardant la figure 4) sont représentées par les figures 7 et 8, et elles assurent la commande du déplacement vers l'inté- rieur ou vers l'extérieur du mât télescopique.
Quand le levier 13a est déplacé vers la droite ou vers la gauche en regardant la figure 5, le bras de commande 92 de la vanne 74 demeure au repos lorsque le levier 13a pivote autour du second axe 92b de l'organe de commande 92. Toutefois, le
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bras de commande 97 de la vanne 74 est déplacé angulairement de manière à commander l'alimentation en air vers l'extrémité intérieure des cylindres 35 et. 36, et à mettre à l'échappement l'extrémité supérieure de ces mêmes cylindres quand le levier de commande est déplacé vers la gauche en regardant la figure 5, tandis qu'on obtient une alimentation en air de la partie supérieure des cylindres 35 et 36 et une mise à l'échappement de leur partie inférieure lors du déplacement du levier de com- mande vers la droite en regardant la figure 5.
Les positions de commande vers la droite ou vers la gauche de la vanne 75 ont été représentées respectivement sur les figures 9 et 10. Sur la figure 9, la position représentée correspond à l'ouverture de la benne, tandis que la position que montre la figure 10 correspond à sa fermeture .
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Quand les vannes de commande 74 et 75 sont montées de la manière décrite, c'est-à-dire quand leurs bras de commande os- cillants présentent des axes d'oscillation perpendiculaires l'un à l'autre et sont conjugués chacun à une chape pouvant pivoter autour de ces axes et actionnée par un levier de com- mande 13a et le conduit 95 (comme représenté), le* déplacement télescopique du mât et la commande de la benne preneuse peu- vent être assurés d'une manière simple.
L'opérateur, qui se tient derrière les organes de comman- de, provoque l'allongement du mât en repoussant le levier de commande 13a à l'opposé de lui. Si le levier 13a est déplacé vers la droite, les mâchoires de la benne preneuse sont ouver- tes, et un déplacement de ce même levier vers la gauche action- ne la vanne 75 pour assurer la fermeture de la benne preneuse.
Celle-ci est par conséquent remplie de matériaux. En tirant le levier à soi, alors qu'il demeure dans sa position de gauche, l'opérateur provoque le raccourcissement du mât. Quand la ré- traction obtenue est suffisante, il provoque l'ouverture de la . benne preneuse pour déverser la charge, en déplaçant le levier vers la droite. Ainsi, en déplaçant le levier dans le sens ..
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anti-horaire, comme indiqué par A - B - C - D sur la figure 6, l'opérateur provoque le déplacement du niât vers l'extérieur, la fermeture de la benne pour prélever des matériaux, le rac- courcissement du mât, puis l'ouverture de la benne pour déver- ser ces matériaux.
La vanne 76 commande la paire de cylindres 22 et 23et la vanne 77 commande les cylindres 20 et 21. Cas vannes sont commandées de la façon indiquée précédemment, au moyen du le- vier 13, afin de pouvoir faire pivoter le mât dans n'importe quelle direction à l'intérieur de sa monture.
On notera également que les cylindres 20 et 21 sont reli- és de façon telle que l'un d'eux se déplace vers l'extérieur quand l'autre se déplace vers l'intérieur étant donné qu'ils sont montés sur des côtés opposés du mât. Il semble qu'un tech. nicien spécialisé dans ce domaine n'ait aucune difficulté à dé- terminer le mode de montage de ces cylindres à partir de l'ex- plication détaillée donnée pour les cylindres assurant la com- mande du mât télescopique et de la benne preneuse. la particu- larité essentielle concernant le mode de montage résida dans
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le fait qu'une vanne présente un élément de cc.t.rt:
cRe oscillante tandis qu'une cnpe prévue dans le dispositif pivote sensible- ment autour de son axe d'oscillation, cette chape étant reliée à un levier qui peut être déplacé pour actionner l'élément de commande d'oscillation et qui peut être mû dans une direction perpendiculaire à la précédente, sans modifier le mode de tra- vail de la vanne particulière précitée, mais qui est relié à une autre vanne analogue, afin d'assurer sa commande.
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