EP0161994A1 - Thermoplongeur et enceinte sous pression en comportant application - Google Patents

Thermoplongeur et enceinte sous pression en comportant application Download PDF

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EP0161994A1
EP0161994A1 EP85400984A EP85400984A EP0161994A1 EP 0161994 A1 EP0161994 A1 EP 0161994A1 EP 85400984 A EP85400984 A EP 85400984A EP 85400984 A EP85400984 A EP 85400984A EP 0161994 A1 EP0161994 A1 EP 0161994A1
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EP
European Patent Office
Prior art keywords
immersion heater
threaded portion
key
intended
flange
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP85400984A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Jean-Pierre Vincent
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Metanic SA
Original Assignee
Metanic SA
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Publication date
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Withdrawn legal-status Critical Current

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    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B3/00—Ohmic-resistance heating
    • H05B3/78—Heating arrangements specially adapted for immersion heating
    • H05B3/82—Fixedly-mounted immersion heaters

Definitions

  • the present invention relates to fluid heating devices called immersion heaters and relates more particularly to such devices used in sealed pressure vessels.
  • Known immersion heaters are either screw fixing devices or flange fixing devices. There are many kinds of flanges whose objective is to allow to fix a heater tightly and in order to withstand the pressure.
  • the pressure resistance requires the interposition between the seat of the immersion heater and its collar, of seals having a large bearing surface and having to be subjected to a high bearing pressure.
  • the invention aims to remedy the drawbacks stated above of conventional devices by creating an immersion heater which, while having a reduced size is easy to assemble and disassemble, and requires reduced clamping pressure.
  • an immersion heater comprising a body in which elements are mounted heating elements with resistances projecting with respect to one face of said body and connection terminals for said resistors extending from the non-heating part of the elements projecting with respect to the opposite face of said body, the latter comprising on the side of the heating elements a first threaded portion for fixing in a housing intended to receive the immersion heater, and a flange for supporting the body against the end wall of said housing, characterized in that the body also comprises a second threaded portion with a pitch opposite to that of the fixing portion, said second threaded portion being arranged opposite said first portion relative to the flange and being intended to receive a release key for the immersion heater.
  • the invention also relates to a pressure vessel comprising a cylindrical envelope, characterized in that said envelope comprises at least one flat bottom provided with orifices in which are mounted immersion heaters of the type defined above.
  • the immersion heater shown in Fig.1 has a body 1 in which are mounted heating elements 2 shown partially.
  • the heating elements 2 are engaged inside a chamber 3 formed in a wall 4 of an enclosure containing a fluid to be heated using the immersion heater.
  • the non-heating parts 2 ′ of the elements extended by the connection terminals 5 of the heating elements 2 of the immersion heater protrude from the face of the body 1 opposite the heating elements.
  • the body 1 has a first threaded portion 6, the thread of which has, for example, a right pitch. As seen in Fig.1, the threaded portion 6 is engaged by screwing in a complementary tapped portion of the housing 3.
  • the body 1 of the immersion heater further comprises a flange 7 provided opposite the bearing surface 8 of the wall of the enclosure of a groove 9 in which a sealing gasket 10 is engaged.
  • the body 1 also comprises a second threaded portion 11 of pitch opposite to the pitch of the first threaded portion.
  • the thread pitch of the portion 11 is a left-hand pitch.
  • the mounting of the immersion heater which has just been described is particularly simple to carry out. It suffices to engage in the threaded part of the housing 3, the threaded portion 6 of the body 1 and of screwing it into the housing 3 until the flange 7 comes to bear against the wall 8 of the enclosure.
  • the immersion heater can be screwed into its housing using the key 12 shown in Fig.3.
  • This tubular key has a first solid end 13 in which are formed orifices 14 intended to receive the terminals 5 and the non-heating parts 2 ′ of the elements of the immersion heater.
  • the threaded portion 6 of the body 1 of the immersion heater is screwed into the housing 3. Since the blocking force to be exerted on the immersion heater is not significant, the torque exerted by the holes 14 on the parts 2 'is more than enough.
  • the key 12 has at its end opposite to the orifices 13 a tapped portion 15 of left-hand pitch like the second threaded portion 12 of the immersion heater.
  • This threaded portion 15 has an external thread 16 preferably not opposite to the thread 15 on which is mounted a nut 17 with hexagon for example.
  • the nut 17 has a portion 18 slightly projecting from the end of the threaded portion 15 of the key 12.
  • the key 12 has diametrically opposite orifices 19 intended for the introduction of a drive spindle in rotation not shown. To ensure the unscrewing of an immersion heater, the threaded part 15 is screwed onto the threaded portion 11 of the body 1.
  • the immersion heater When the immersion heater is removed from its housing, to remove it from the key 12, it suffices to act on the nut 17 in order to cause the recoil of the part 18 thereof which is in abutment against the flange 7 Then, the threaded portion 11 can be easily unscrewed from the tamped portion 15 of the key.
  • the threaded portion 6 of the body of the immersion heater may include, as shown in FIG. 2, flats 21 able to receive, for example, a flat key.
  • the operating key of the immersion heater can be produced as a variant as shown in Fig. 4.
  • the key shown in this latter figure comprises a tubular body 22 comprising at its end intended to come into engagement with the threaded portion 12 of the immersion heater of the slots 23 and a threaded portion 24 intended to cooperate with said portion 11 of pitch to the left of the immersion heater.
  • the end of the tubular portion 22 has a flared rim 25 with which is intended to cooperate a clamping ring 26 of which a threaded part 27 is engaged on a corresponding threaded part 28 of the tubular body 22.
  • the ring 25 is provided with an annular ramp 29 intended to cooperate with the flared rim 25.
  • the clamping ring 26 When the key of FIG. 4 is engaged on the threaded portion 11 of the immersion heater, the clamping ring 26 is engaged by its end ramp 29 on the flared rim 25 of the slotted end of the tubular body 22 of so that the threaded portion 24 can be screwed in normally. After removing the immersion heater, it suffices to disengage the latter from the key 22 to unscrew the clamping ring 26, thereby causing the jaws formed by the portions of the tubular body 22 defined by the slots 23 to be released.
  • the immersion heater which has just been described has the following advantages over conventional immersion heaters. Its support flange no longer having a hexagon shape, its size is made minimum, which allows to have a maximum of power in a given space.
  • a seal with low contact pressure and of reduced size for example an elastomer O-ring, a quadring seal, an MS ring or the like, makes it possible to reduce the constraints of fixing the immersion heaters in their support plate.
  • the immersion heaters according to the invention can undergo maintenance when they are changed after a large number of operating hours during which the oxidation of the threads or the incrustation of scale deposits makes the disassembly torque very high.
  • Fig. 5 shows a pressure vessel provided with immersion heaters of the type described with reference in Fig.1 and 2.
  • This enclosure has a cylindrical casing 30, the convex bottom 31 of which is provided with an inlet 32 for a fluid and with a connection piece 33 with accessories.
  • An outlet 34 is provided at the upper part of the lateral surface of the envelope while a drain pipe 35 is provided at its lower part.
  • the casing 30 is closed by a flat bottom 36 provided with a large number of tapped holes 37 into which are immersed immersion heaters 38 of the type described with reference to Fig.1 and 2.
  • the bottom 36 is fixed to the envelope by sampling.
  • the immersion heaters 37 occupy very close relative positions, which, as already indicated above, makes it possible to obtain increased power in a given size.
  • the enclosure described with reference to Figs. 5 and 6 is intended to constitute an electric boiler for the production of superheated steam or water or for the reheating of any fluid in circulation.
  • such an enclosure may have two flat bottoms.

Landscapes

  • Resistance Heating (AREA)
  • Instantaneous Water Boilers, Portable Hot-Water Supply Apparatuses, And Control Of Portable Hot-Water Supply Apparatuses (AREA)

Abstract

@ Thermoplongeur comprenant un corps (1) dans lequel sont montés des éléments chauffants à résistances (2) faisant saillie par rapport à une face dudit corps et des bornes de connexion (5) desdites résistances prolongeant une saillie (2') de la partie non chauffante des éléments (2) faisant saillie par rapport à la face opposée dudit corps, celui-ci comportant du côté des éléments chauffants une première portion filetée (6) de fixation dans un logement (3) destiné à recevoir le thermoplongeur, et une collerette d'appui (7) du corps contre la paroi d'extrémité dudit logement, caractérisé en ce que le corps comporte en outre une seconde portion filetée (11) de pas contraire à celui de la portion de fixation (6), ladite seconde portion filetée étant disposée à l'opposé de ladite première portion par rapport à la collerette (7) et étant destinée à recevoir une clé et de desserrage du thermoplongeur.

Description

  • La presente invention concerne des dispositifs de chauffage de fluide appelés thermoplongeurs et se rapporte plus particulièrement à de tels dispositifs utilisés dans des enceintes étanches sous pression.
  • Les thermoplongeurs connus sont soit des dispositifs à fixation par vissage soit des dispositifs à fixation par bride. Il existe de nombreuses sortes de brides dont l'objectif est de permettre de fixer un appareil chauffant de façon étanche et de manière à supporter la pression.
  • Les systèmes connus du type à vissage présentent l'inconvénient d'être d'un encombrement relativement important en raison de la nécessité de prévoir une collerette à six pans pour assurer le vissage du thermoplongeur dans son logement.
  • Par ailleurs, la tenue en pression nécessite l'interposition entre le siège du thermoplongeur et sa collerette, de joints d'étanchéité ayant une surface d'appui importante et devant être soumis à une pression d'appui élevée.
  • De plus, le retrait d'un thermoplongeur après un certain temps d'utilisation, en vue de son remplacement, nécessite un effort important en raison de l'oxydation des filetages qui sont en contact avec le fluide du dispositif dans lequel baigne le thermoplongeur et du dépôt de tartre.
  • L'invention vise à remédier aux inconvénients énoncés ci-dessus des dispositifs classiques en créant un thermoplongeur qui, tout en présentant un encombrement réduit soit aisé à monter et à démonter, et nécessite une pression de serrage réduite.
  • Elle a donc pour objet un thermoplongeur comprenant un corps dans lequel sont montés des éléments chauffants à résistances faisant saillie par rapport à une face dudit corps et des bornes de connexion desdites résistances prolongeant une saillie de la partie non chauffante des éléments faisant saillie par rapport à la face opposée dudit corps, celui-ci comportant du côté des éléments chauffants une première portion filetée de fixation dans un logement destiné à recevoir le thermoplongeur, et une collerette d'appui du corps contre la paroi d'extrémité dudit logement, caractérisé en ce que le corps comporte en outre une seconde portion filetée de pas contraire à celui de la portion de fixation, ladite seconde portion filetée étant disposée à l'opposé de ladite première portion par rapport à la collerette et étant destinée à recevoir une clé de desserrage du thermoplongeur.
  • L'invention a également pour objet une enceinte sous pression comprenant une enveloppe cylindrique, caractérisée en ce que ladite enveloppe comporte au moins un fond plat pourvu d'orifices dans lesquels sont montés des thermoplongeurs du type défini ci-dessus.
  • L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple et faite en se référant aux dessins annexés, sur lesquels :
    • - la Fig.1 est une vue en élévation et en coupe partielle d'un thermoplongeur suivant l'invention;
    • - la Fig.2 est une vue de face du thermoplongeur de la Fig.1;
    • - la Fig.3 est une vue en élévation et en coupe partielle d'une clé de montage et de-démontage du thermoplongeur suivant l'invention;
    • - la Fig.4 est une vue partielle en coupe d'un autre mode de réalisation de clé de montage et de démontage du plongeur suivant l'invention;
    • - la Fig.5 est une vue en élévation et en coupe d'une enceinte sous pression équipée de thermoplongeurs tels que celui des Fig.1 et 2; et
    • - la Fig.6 est une vue en bout de l'enceinte de la Fig.5 montrant l'implantation des thermoplongeurs.
  • Le thermoplongeur représenté à la Fig.1 comporte un corps 1 dans lequel sont montés des éléments chauffants 2 représentés partiellement. Les éléments chauffants 2 sont engagés à l'intérieur d'une chambre 3 ménagée dans une paroi 4 d'une enceinte contenant un fluide à réchauffer à l'aide du thermoplongeur. Les parties non chauffantes 2' des éléments prolongés par les bornes de connexion 5 des éléments chauffants 2 du thermoplongeur font saillie hors de la face du corps 1 opposée aux éléments chauffants. Le corps 1 présente une première portion filetée 6 dont le filetage présente par exemple un pas à droite. Comme on le voit sur la Fig.1, la portion filetée 6 est engagée par vissage dans une portion taraudée complémentaire du logement 3. Le corps 1 du thermoplongeur comporte en outre une collerette 7 pourvue en regard de la surface d'appui 8 de la paroi de l'enceinte d'une gorge 9 dans laquelle est engagé un joint d'étanchéité 10. Le corps 1 comporte en outre une deuxième portion filetée 11 de pas contraire au pas de la première portion filetée. Dans le présent exemple, le pas du filetage de la portion 11 est un pas à gauche.
  • Le montage du thermoplongeur qui vient d'être décrit est particulièrement simple à réaliser. Il suffit en effet d'engager dans la partie taraudée du logement 3, la portion filetée 6 du corps 1 et de la visser dans le logement 3 jusqu'à ce que la collerette 7 vienne prendre appui contre la paroi 8 de l'enceinte.
  • Le vissage du thermoplongeur dans son logement peut être assuré à l'aide de la clé 12 représentée à la Fig.3. Cette clé de forme tubulaire comporte une première extrémité 13 pleine dans laquelle sont ménagés des orifices 14 destinés à recevoir les bornes 5 et les parties 2' non chauffantes des éléments du thermoplongeur. En faisant alors tourner la clé 12, on procède au vissage de la portion filetée 6 du corps 1 du thermoplongeur dans le logement 3. Etant donné que l'effort de blocage à exercer sur le thermoplongeur n'est pas important, le couple exercé par les trous 14 sur les parties 2' est amplement suffisant.
  • La clé 12 comporte à son extrémité opposée aux orifices 13 une portion taraudée 15 de pas à gauche comme la seconde portion filetée 12 du thermoplongeur. Cette portion taraudée 15 comporte un filetage extérieur 16 de préférence de pas contraire au taraudage 15 sur lequel est monté un écrou 17 à six pans par exemple. L'écrou 17 comporte une partie 18 légèrement en saillie par rapport à l'extrémité de la portion taraudée 15 de la clé 12. Enfin, la clé 12 comporte des orifices 19 diamétralement opposés destinés à l'introduction d'une broche d'entrainement en rotation non représentée. Pour assurer le dévissage d'un thermoplongeur, on procède au vissage de la partie taraudée 15 sur la portion filetée 11 du corps 1. Etant donné que le pas de la portion 15 de la clé et de la portion 11 du corps du thermoplongeur est opposé au pas de la portion filetée 6 engagée dans le logement 3, lorsque l'extrémité 18 de l'écrou 17 de la clé vient en contact de la collerette 7 du corps 1, l'effort de vissage exercé sur la portion filetée 11 se transforme en un effort de dévissage exercé sur la portion filetée 6, le couple ainsi engendré servant à appliquer à la portion filetée 6 un effort suffisant pour vaincre le blocage entre les filets engendré par l'oxydation et les divers dépôts de tartre.
  • Lorsque le thermoplongeur est retiré de son logement, pour l'enlever de la clé 12, il suffit d'agir sur l'écrou 17 afin de provoquer le recul de la partie 18 de celui-ci qui se trouve en butée contre la collerette 7. Alors, la portion filetée 11 peut être aisément dévissée de la portion traudée 15 de la clé.
  • Afin de faciliter encore la désolidarisation du thermoplongeur et de la clé 12, la portion filetée 6 du corps du thermoplongeur peut comporter comme représenté à la Fig.2, des méplats 21 pouvant recevoir par exemple une clé plate.
  • La clé de manoeuvre du thermoplongeur peut être réalisée à titre de variante comme représenté à la Fig.4.
  • La clé représentée sur cette dernière figure comporte un corps tubulaire 22 comprenant à son extrémité destinée à venir en prise avec la portion filetée 12 du thermoplongeur des fentes 23 et une portion taraudée 24 destinée à coopérer avec ladite portion 11 de pas à gauche du thermoplongeur. L'extrémité de la portion tubulaire 22 comporte un rebord évasé 25 avec lequel est destiné à coopérer une bague de serrage 26 dont une partie filetée 27 est engagée sur une partie filetée correspondante 28 du corps tubulaire 22. A son extrémité avant, la bague 25 est pourvue d'une rampe annulaire 29 destinée à coopérer avec le rebord évasé 25.
  • Lors de l'engagement de la clé de la Fig.4 sur la portion filetée 11 du thermoplongeur, la bague de serrage 26 est engagée par sa rampe d'extrémité 29 sur le rebord évasé 25 de l'extrémité fendue du corps tubulaire 22 de sorte que le vissage de la portion taraudée 24 peut avoir lieu normalement. Après le retrait du thermoplongeur, il suffit pour dégager celui-ci hors de la clé 22 de dévisser la bague de serrage 26 en provoquant ainsi le relachement des mâchoires constituées par les portions du corps tubulaire 22 définies par les fentes 23.
  • Le thermoplongeur qui vient d'être décrit présente vis à vis des thermoplongeurs classiques les avantages suivants. Sa collerette d'appui ne présentant plus une forme à six pans, son encombrement est rendu minimum, ce qui permet de pouvoir disposer d'un maximum de puissance dans un encombrement donné.
  • L'utilisation d'un joint à faible pression d'appui et de dimension réduite, par exemple un joint torique en élastomère, un joint quadring, une bague MS ou autre, permet de réduire les contraintes de fixation des thermoplongeurs dans leur plaque support.
  • Grâce à la réduction des contraintes de fixation dans leur plaque de support, il est possible de diminuer l'épaisseur des plaques et de réduire ainsi le prix de revient de l'ensemble.
  • En raison de leur démontage aisé, les thermoplongeurs suivant l'invention peuvent subir un entretien au être changés après un grand nombre d'heures de fonctionnement au cours desquelles l'oxydation des filetages ou l'incrustation de dépôts de tartre rend le couple de démontage très élevé.
  • La Fig.5 montre une enceinte sous pression pourvue de thermoplongeurs du type décrit en référence aux Fig.1 et 2. Cette enceinte comporte une enveloppe cylindrique 30 dont le fond bombé 31 est pourvu d'une entrée 32 pour un fluide et d'une tubulure 33 de raccordement avec des accessoires.
  • A la partie supérieure de la surface latérale de l'enveloppe est prévue une sortie 34 tandis qu'à sa partie inférieure est ménagée une canalisation de vidange 35.
  • A son extrémité opposée au fond 31, l'enveloppe 30 est fermée par un fond plat 36 pourvu d'un grand nombre de trous taraudés 37 dans lesquels sont vissés des thermoplongeurs 38 du type décrit en référence aux Fig.1 et 2. Le fond 36 est fixé à l'enveloppe par sondage.
  • Compte tenu de la forme circulaire de leurs collerettes d'appui, les thermoplongeurs 37 occupent des positions relatives très rapprochées, ce qui comme déjà indiqué plus haut, permet d'obtenir une puissance accrue dans un encombrement donné.
  • L'enceinte décrite en référence aux Fig.5 et 6 est destinée à constituer une chaudière électrique de production de vapeur ou d'eau surchauffée ou encore pour le réchauffage de tout fluide en circulation.
  • A titre de variante, une telle enceinte peut comporter deux fonds plats.

Claims (8)

1. Thermoplongeur comprenant un corps (1) dans lequel sont montés des éléments chauffants à résistances (2) faisant saillie par rapport à une face dudit corps et des bornes de connexion (5) desdites résistances prolongeant une saillie (2') de la partie non chauffante des éléments (2) faisant saillie par rapport à la face opposée dudit corps, celui-ci comportant du côté des éléments chauffants une première portion filetée (6) de fixation dans un logement (3) destiné à recevoir le thermoplongeur, et une collerette d'appui (7) du corps contre la paroi d'extrémité dudit logement, caractérisé en ce que le corps comporte en outre une seconde portion filetée (11) de pas contraire à celui de la portion de fixation (S), ladite seconde portion filetée étant disposée à l'opposé de ladite première portion par rapport à la collerette (7) et étant destinée à recevoir une clé de desserrage du thermoplongeur.
2. Thermoplongeur suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la première portion filetée (6) du corps (1) du thermoplongeur comporte des méplats (21) destinés à faciliter le dégagement du thermoplongeur de la clé ayant servi à le retirer de son logement.
3. Thermoplongeur suivant l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que la collerette (7) du corps (1) est de forme circulaire.
4. Thermoplongeur suivant la revendication 3, caractérisé en ce que la collerette (7) du corps (1) est pourvue d'une gorge (9) ménagée dans sa face destinée à venir en contact avec la paroi d'extrémité du logement (3) pour le thermoplongeur,- un joint d'étanchéité (10) étant engagé dans ladite gorge.
5. Thermoplongeur suivant l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce qu'il est combiné à une clé de manoeuvre qui comporte une portion taraudée (15;24) de même pas que ladite seconde portion filetée (11) du corps (1) du thermoplongeur, destinée à venir après vissage sur ladite seconde portion filetée (11) contre la collerette (7) du corps (1) et des moyens (17,18; 23 à 29) de libération de ladite seconde portion filetée (11) du thermoplongeur par rapport à la clé après le retrait du thermoplongeur hors de son logement.
6. Thermoplongeur suivant la revendication 5, caractérisée en ce que lesdits moyens de libération sont constitués par un écrou (17) entourant la portion taraudée (15) de la clé, une partie (18) dudit écrou étant destinée à venir en butée contre ladite collerette (7) du corps (1) du thermoplongeur et pouvant être dégagée de ladite collerette par action sur ledit écrou (17).
7. Thermoplongueur suivant la revendication 6, caractérisée en ce que lesdits moyens de libération sont constitués par une bague de serrage (26) entourant la portion taraudée (24) de la clé, ladite portion taraudée étant pourvue de fentes axiales (23) et comprenant un rebord évasé (25) avec lequel est destinée à coopérer une rampe annulaire (29) ménagée à l'extrémité de ladite bague de serrage (26), cette dernière étant pourvue d'une portion filetée (27) coopérant avec une portion filetée correspondante (28) ménagée sur le corps (22) de la clé.
8. Enceinte sous pression comprenant une enveloppe cylindrique, caractérisée en ce que ladite enveloppe comporte au moins un fond plat (36) pourvu d'orifices (37) dans lesquels sont montés les thermoplongeurs (38) suivant l'une quelconque des revendications 1 à 7.
EP85400984A 1984-05-18 1985-05-20 Thermoplongeur et enceinte sous pression en comportant application Withdrawn EP0161994A1 (fr)

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FR8407807A FR2564680B1 (fr) 1984-05-18 1984-05-18 Thermoplongeur perfectionne et enceinte sous pression en comportant application
FR8407807 1984-05-18

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EP0161994A1 true EP0161994A1 (fr) 1985-11-21

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EP85400984A Withdrawn EP0161994A1 (fr) 1984-05-18 1985-05-20 Thermoplongeur et enceinte sous pression en comportant application

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FR (1) FR2564680B1 (fr)

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FR2564680A1 (fr) 1985-11-22
FR2564680B1 (fr) 1986-10-17

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