FR2683883A1 - Device ensuring that a member which can move about an axis is kept in a locked position and for manoeuvring this member - Google Patents
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Abstract
Description
DISPOSITIF GARANTISSANT LE MAINTIEN EN
POSITION VERROUILLEE D'UN ORGANE
MOBILE AUTOUR D'UN AXE ET LA
MANOEUVRE DE CELUI-CI
La présente invention concerne un dispositif garantissant le maintien en position verrouillée d'un organe mobile autour d'un axe et la manoeuvre de celui-ci.DEVICE GUARANTEEING THE HOLDING
LOCKED POSITION OF AN ORGAN
MOBILE AROUND AN AXIS AND THE
MANEUVERING SAME
The present invention relates to a device ensuring the maintenance in the locked position of a movable member around an axis and the operation thereof.
Dans une application particulièrement intéressante, ce dispositif est destiné à équiper une vanne dont l'ouverture et la fermeture se réalisent au moyen du pivotement sur un quart de tour d'un organe oburateur placé sur le conduit d'écoulement du fluide, cet organe obturateur pouvant par exemple être constitué par un disque ou par une sphère alésée suivant un axe passant par son centre. In a particularly interesting application, this device is intended to equip a valve the opening and closing of which is carried out by means of the pivoting on a quarter turn of an obturator member placed on the fluid flow conduit, this obturator member can for example be constituted by a disc or by a sphere bored along an axis passing through its center.
Certaines vannes de ce type sont destinées à assurer la sécurité d'une installation et doivent avoir un fonctionnement particulièrement fiable en cas de survenance de circonstances exceptionnelles. Tel est le cas, par exemple, de vannes placées sur la bouche d'évacuation d'un égout, qui doivent être normalement verrouillées en position ouverte et être absolument et certainement fermées en cas de pollution des effluents, même après être restées longtemps sans être manoeuvrées. Certain valves of this type are intended to ensure the safety of an installation and must have a particularly reliable functioning in the event of the occurrence of exceptional circumstances. This is the case, for example, of valves placed on the discharge outlet of a sewer, which must normally be locked in the open position and be absolutely and certainly closed in the event of pollution of the effluents, even after having remained for a long time without being maneuvered.
Compte tenu de leur fonction particulière, de leur localisation et de leurs dimensions, ces vannes sont presque toujours motorisées. Given their particular function, location and dimensions, these valves are almost always motorized.
Certaines d'entre elles comprennent à cet effet un moteur électrique. Ces moteurs présentent les inconvénients d'avoir une puissance qui est généralement insuffisante pour manoeuvrer des vannes de grandes dimensions, du fait du couple important nécessaire à l'actionnement des organes d'obturation, et surtout de n'être pas d'une fiabilité parfaite, l'alimention électrique du moteur pouvant être coupée, par exemple consécutivement à l'incendie de l'installation, ou être défectueuse. Some of them include an electric motor for this purpose. These motors have the drawbacks of having a power which is generally insufficient to operate large valves, due to the large torque necessary for actuating the shutter members, and above all not to be of perfect reliability. , the power supply to the engine can be cut, for example following the installation fire, or be defective.
Les autres vannes comprennent des vérins pneumatiques ou hydrauliques, soit à simple effet comprenant un ou plusieurs ressorts de rappel du piston, soit à double effet. Généralement, chaque vanne est équipée de deux pistons coaxiaux solidaires chacun d'une crémaillère engrenant avec un pignon lui-même solidaire de l'arbre autour duquel l'organe d'obturation pivote. The other valves include pneumatic or hydraulic cylinders, either single acting comprising one or more piston return springs, or double acting. Generally, each valve is equipped with two coaxial pistons, each integral with a rack meshing with a pinion itself integral with the shaft around which the shutter member pivots.
L'immobilisation de l'organe obturateur dans une position donnée implique donc de laisser en permanence les vérins sous pression, et la manoeuvre de cet organe implique de libérer cette pression afin de permettre, selon le cas, soit le jeu des ressorts de rappel, soit de mettre les autres chambres des vérins sous pression.The immobilization of the shutter member in a given position therefore implies permanently leaving the jacks under pressure, and the operation of this member involves releasing this pressure in order to allow, as the case may be, the play of the return springs, or to put the other chambers of the cylinders under pressure.
Cette mise sous pression permanente n'est guère souhaitable en ce qui concerne la fiabilité du fonctionnement de la vanne, peut aboutir à des fuites de fluide au niveau des vérins ou de l'électrovanne lâchant la pression du fluide et oblige à une surveillance et à une maintenance régulières des vannes, qui est rendue difficile lorsque les vannes ne sont pas très accessibles. This permanent pressurization is hardly desirable with regard to the reliability of the operation of the valve, can lead to fluid leaks at the level of the cylinders or of the solenoid valve releasing the fluid pressure and requires monitoring and regular valve maintenance, which is made difficult when the valves are not very accessible.
La présente invention vise à remédier à ces inconvénients. The present invention aims to remedy these drawbacks.
A cette fin, le dispositif qu'elle concerne, du type comportant des vérins pour la manoeuvre de l'organe mobile entre une première position et une deuxième position, qui incluent des moyens élastiques, tels que des ressorts, de rappel de l'organe mobile de la deuxième position vers la première position, comprend, d'une part, un levier, calé sur l'arbre autour duquel l'organe mobile pivote, venant en position verrouillée lorsque lesdits moyens élastiques sont bandés et, d'autre part, des moyens aptes à retenir ce levier en position verrouillée et à le libérer à la demande. To this end, the device which it relates to, of the type comprising jacks for the operation of the movable member between a first position and a second position, which include elastic means, such as springs, for returning the member movable from the second position to the first position, comprises, on the one hand, a lever, wedged on the shaft around which the movable member pivots, coming into the locked position when said elastic means are bandaged and, on the other hand, means capable of retaining this lever in the locked position and releasing it on demand.
Lorsque le levier est en position verrouillée et est retenu par les moyens prévus à cet effet, la pression du fluide dans les moyens d'actionnement peut être relâchée. Les moyens élastiques de rappel de l'organe mobile sont bandés dans cette position de levier, et donc aptes à ramener l'organe mobile en position initiale lorsque les moyens de rétention du levier sont libérés. When the lever is in the locked position and is retained by the means provided for this purpose, the pressure of the fluid in the actuating means can be released. The elastic return means of the movable member are bandaged in this lever position, and therefore capable of bringing the movable member back to the initial position when the lever retention means are released.
Les vérins ne restent donc pas sous pression, de sorte que le fonctionnement de la vanne est tout-à-fait fiable dans le temps, sans obliger à une surveillance et à une maintenance régulières de la vanne. The cylinders therefore do not remain under pressure, so that the operation of the valve is completely reliable over time, without requiring regular monitoring and maintenance of the valve.
De préférence, compte tenu du couple important nécessaire à la manoeuvre de certains organes mobiles, et notamment d'organes obturateurs de vannes ayant des dimensions importantes, les moyens de retenue du levier précité, dit "premier levier", sont constitués par un deuxième levier pivotant auquel le premier levier peut venir s'accrocher au cours de son pivotement, le premier levier comportant à cet effet des moyens d'accrochage disposés sur lui de manière à constituer un grand bras de levier et le deuxième levier comprenant, d'une part, des moyens d'accrochage au premier levier positionnés de manière à présenter un faible bras de levier et, d'autre part, des moyens pour son immobilisation en position verrouillée disposés de manière à présenter un plus long bras de levier que celui indiqué immédiatement ci-dessus. Preferably, taking into account the large torque necessary for the operation of certain movable members, and in particular of valve shutter members having large dimensions, the means for retaining the abovementioned lever, called "first lever", consist of a second lever pivoting to which the first lever can come to hang during its pivoting, the first lever comprising for this purpose hooking means arranged on it so as to constitute a large lever arm and the second lever comprising, on the one hand , means for hooking to the first lever positioned so as to have a weak lever arm and, on the other hand, means for immobilizing it in the locked position arranged so as to have a longer lever arm than that indicated immediately above -above.
La force qu'il est nécessaire d'exercer sur le deuxième levier pour qu'il amène le premier levier en position de verrouillage est ainsi relativement faible et les moyens d'immobilisation en position verrouillée de ce deuxième levier peuvent avoir une puissance relativement faible. The force which it is necessary to exert on the second lever so that it brings the first lever into the locked position is thus relatively weak and the means for immobilizing in the locked position of this second lever can have a relatively low power.
Selon une forme de réalisation préférée de l'invention, les moyens d'accrochage des leviers l'un à l'autre sont constitués par une gâche ménagée dans le premier levier et par un ergot porté par le deuxième levier, l'ergot s'engageant dans la gâche au cours du pivotement des leviers. Avantageusement, l'ergot comporte un galet facilitant son glissement à l'intérieur de la gâche. According to a preferred embodiment of the invention, the means for hooking the levers to one another consist of a keeper formed in the first lever and by a lug carried by the second lever, the lug s' engaging the keeper during the pivoting of the levers. Advantageously, the lug comprises a roller facilitating its sliding inside the keeper.
De préférence, les moyens d'immobilisation du deuxième levier en position verrouillée sont constitués par un électro-aimant fonctionnant sous faible tension et possédant une source d'alimentation qui lui est propre. Preferably, the means for immobilizing the second lever in the locked position consist of an electromagnet operating under low voltage and having its own power source.
Un tel électro-aimant est particulièrement fiable dans son fonctionnement et son entretien se limite à la vérification périodique de la charge de la source d'alimentation. Such an electromagnet is particularly reliable in its operation and its maintenance is limited to the periodic verification of the charge of the power source.
Avantageusement, le dispositif selon l'invention comprend également
- des contacteurs de fin de course du levier calé sur l'arbre, dont celui détectant l'arrivée du levier en position verrouillée commande l'arrêt de l'alimentation des vérins et l'échappement de leur fluide d'alimentation ;
- une butée de fin de course en position verrouillée du deuxième levier
- des moyens de verrouillage du deuxième levier, aptes à le retenir, même lorsque les moyens de verrouillage libérables qui le maintiennent normalement en position verrouillée sont libérés : ces moyens permettent d'assurer le maintien de l'organe mobile dans une position déterminée, par exemple le temps qu'une opération d'entretien ou une intervention sur la vanne soit effectuée.Advantageously, the device according to the invention also comprises
- limit switch contactors of the lever fixed on the shaft, of which the one detecting the arrival of the lever in the locked position controls the stop of the supply of the jacks and the escape of their supply fluid;
- a limit stop in the locked position of the second lever
- means for locking the second lever, capable of retaining it, even when the releasable locking means which normally keep it in the locked position are released: these means make it possible to maintain the movable member in a determined position, by example the time that a maintenance operation or an intervention on the valve is carried out.
De toute façon, l'invention sera bien comprise à l'aide de la description qui suit, en référence au dessin schématique annexé représentant, à titre d'exemple non limitatif, une forme de réalisation préférée du dispositif qu'elle concerne. In any case, the invention will be clearly understood with the aid of the description which follows, with reference to the appended diagrammatic drawing representing, by way of nonlimiting example, a preferred embodiment of the device which it concerns.
Figure 1 en est une vue en perspective, le dispositif équipant une vanne de type "quart de tour"
Figure 2 est une vue en coupe selon II-II de figure 1 d'un sous-ensemble du dispositif, la position représentée par cette figure de certains éléments de ce sous-ensemble étant celle qu'ils occupent lorsque le dispositif est dans la position représentée par la figure 3 ; et
Figures 3 à 5 sont des vues partielles et d'au-dessus du dispositif au cours de différentes phases de fonctionnement.Figure 1 is a perspective view, the device fitted to a valve type "quarter turn"
Figure 2 is a sectional view along II-II of Figure 1 of a sub-assembly of the device, the position represented by this figure of certain elements of this sub-assembly being that which they occupy when the device is in the position shown in Figure 3; and
Figures 3 to 5 are partial views from above of the device during different operating phases.
La figure 1 représente un dispositif garantissant le maintien en position verrouillée d'un organe obturateur 3, représenté en traits mixtes, d'une vanne 4, l'organe 3 étant mobile en pivotement sur un quart de tour autour de l'axe 5 de manière à réaliser, dans une position perpendiculaire à l'axe du conduit 6 d'écoulement du fluide, la fermeture de la vanne 4 et, dans une autre position, à permettre l'écoulement de ce fluide. FIG. 1 represents a device guaranteeing the maintenance in the locked position of a shutter member 3, shown in dashed lines, of a valve 4, the member 3 being pivotally movable by a quarter turn around the axis 5 of so as to achieve, in a position perpendicular to the axis of the fluid flow conduit 6, the closure of the valve 4 and, in another position, to allow the flow of this fluid.
La vanne 4 a des dimensions relativement importantes et est notamment destinée à être placée sur la bouche d'évacuation d'un égout. The valve 4 has relatively large dimensions and is in particular intended to be placed on the discharge outlet of a sewer.
Le dispostif 2 comprend un corps 10, sensiblement tubulaire et fermé à ses extrémités par deux flasques 11 fixés à lui par des boulons 12. Ce corps 10 est monté sur la vanne 4 et loge deux vérins 14 à tiges de piston coaxiales pour l'actionnement de l'organe obturateur 3, plus particulièrement visibles sur la figure 2. The device 2 comprises a body 10, substantially tubular and closed at its ends by two flanges 11 fixed to it by bolts 12. This body 10 is mounted on the valve 4 and houses two jacks 14 with coaxial piston rods for actuation of the shutter member 3, more particularly visible in FIG. 2.
Les pistons 15 des vérins 14 délimitent entre eux une chambre 16 alimentée, au travers de l'orifice 17, en fluide sous pression, ce fluide provenant du réservoir 170 et étant acheminé par la conduite 18. Le fluide est mis sous pression par la pompe 19, qui est actionnée par le moteur 20. Chaque piston 15 est solidaire d'une crémaillère 21, logée dans la chambre 16, engrenant avec un pignon 22 solidaire en rotation de l'arbre 23 autour duquel pivote l'organe obturateur 3. The pistons 15 of the jacks 14 delimit between them a chamber 16 supplied, through the orifice 17, with pressurized fluid, this fluid coming from the reservoir 170 and being conveyed by the pipe 18. The fluid is pressurized by the pump 19, which is actuated by the motor 20. Each piston 15 is integral with a rack 21, housed in the chamber 16, meshing with a pinion 22 integral in rotation with the shaft 23 around which the shutter member 3 pivots.
La deuxième chambre 25 de chaque vérin 14 loge un ressort hélicoïdal 26, en appui par l'une de ses extrémités contre le flasque 11 et par l'autre de ses extrémités contre le piston 15, qu'il rappelle en position. Chaque flasque 11 est percé d'un trou taraudé dans lequel est engagée une tige filetée 27a comportant un écrou 27b. La tige 27a constitue une butée réglable de fin de course du piston 15 et peut être bloquée en position grâce à l'écrou 27b. Pour l'échappement ou l'admission de l'air contenu dans les chambres 25 lors du mouvement du piston 15, les chambres 25 communiquent avec l'extérieur grâce à un orifice 30. The second chamber 25 of each actuator 14 houses a helical spring 26, pressing one of its ends against the flange 11 and the other of its ends against the piston 15, which it returns to position. Each flange 11 is pierced with a threaded hole in which is engaged a threaded rod 27a comprising a nut 27b. The rod 27a constitutes an adjustable end stop of the piston 15 and can be locked in position by means of the nut 27b. For the exhaust or the admission of the air contained in the chambers 25 during the movement of the piston 15, the chambers 25 communicate with the outside by means of an orifice 30.
Il apparaît clairement sur la figure 2 que lorsque du fluide est introduit sous pression dans la chambre 16, les pistons 15 s'écartent l'un de l'autre, ce qui provoque la rotation du pignon 22 et donc de l'organe obturateur 3 dans le sens des aiguilles d'une montre. Au cours de ce déplacement, les ressorts 26 sont comprimés. Lorsque la pression du fluide est relâchée dans la chambre 16, les ressorts 26 tendent à rapprocher les pistons 15 l'un de l'autre et donc à entraîner le pignon 22 en rotation dans un sens inverse des aiguilles d'une montre, ce qui ramène l'organe obturateur 3 dans sa position d'origine. It clearly appears in FIG. 2 that when fluid is introduced under pressure into the chamber 16, the pistons 15 move away from one another, which causes the pinion 22 and therefore the shutter member 3 to rotate. clockwise. During this movement, the springs 26 are compressed. When the pressure of the fluid is released in the chamber 16, the springs 26 tend to bring the pistons 15 closer to one another and therefore to drive the pinion 22 in rotation in an anticlockwise direction, which returns the shutter member 3 to its original position.
Les figures 1,3,4 et 5 montrent que le dispositif 2 comprend par ailleurs deux leviers 40,50 pouvant pivoter dans des plans horizontaux parallèles. Figures 1,3,4 and 5 show that the device 2 also comprises two levers 40.50 which can pivot in parallel horizontal planes.
Le levier 40 est dit "premier levier" et a une forme en U. Il est calé sur l'arbre 23 au niveau de l'une 40a de ses branches latérales 40a,40b, grâce à un écrou 41 et il comprend une gâche 42 ménagée radialement vers l'extérieur par rapport à sa trajectoire de pivotement dans son autre branche 40b. Le levier 40 comprend de plus une poignée 43 pouvant servir à son actionnement manuel et deux plaquettes 44 de réglage associées à des contacteurs de fin de course 60, les plaquettes 44 étant déplaçables perpendiculairement à l'axe de la branche centrale 40c du levier 40 et pouvant être fixées en position par rapport à lui pour constituer des butées d'actionnement des contacteurs 60. The lever 40 is said to be "first lever" and has a U shape. It is wedged on the shaft 23 at the level of one 40a of its lateral branches 40a, 40b, thanks to a nut 41 and it includes a keeper 42 formed radially outwards relative to its pivoting path in its other branch 40b. The lever 40 further comprises a handle 43 which can be used for its manual actuation and two plates 44 for adjustment associated with limit switches 60, the plates 44 being movable perpendicular to the axis of the central branch 40c of the lever 40 and can be fixed in position relative to it to constitute actuating stops for contactors 60.
Le levier 50 a une forme en L et est monté pivotant sur le corps 10 au niveau de 11 intersection des branches 50a,50b du L, ce montage étant réalisé grâce à un pivot 51 sur lequel est vissé un écrou 52. La petite branche 50a du L comporte, d'une part, un ergot 53 situé dans le plan de pivotement de la gâche 42 et, d'autre part, une patte 54 pour l'accrochage articulé d'un ressort hélicoïdal 61 monté pivotant sur le corps 10 autour d'un doigt 62, la patte 54 étant positionnée de manière à ce que le ressort 61 fasse normalement pivoter le levier 50 dans un sens inverse aux aiguilles d'une montre jusqu'à la venue en butée de l'ergot 53 dans une encoche 64 ménagée dans le corps 10. The lever 50 has an L-shape and is pivotally mounted on the body 10 at the level of 11 intersection of the branches 50a, 50b of the L, this mounting being carried out by means of a pivot 51 on which is screwed a nut 52. The small branch 50a of the L comprises, on the one hand, a lug 53 located in the pivot plane of the keeper 42 and, on the other hand, a lug 54 for the articulated attachment of a helical spring 61 pivotally mounted on the body 10 around with a finger 62, the tab 54 being positioned so that the spring 61 normally pivots the lever 50 anticlockwise until the lug 53 comes into abutment in a notch 64 formed in the body 10.
La grande branche 50b comporte, quant à elle, un disque métallique 55 fixée à elle au moyen d'un boulon 56. The large branch 50b comprises, for its part, a metal disc 55 fixed to it by means of a bolt 56.
Le corps 10 comporte également une platine 70 sur laquelle est montée une ventouse électromagnétique 71, possédant une source d'alimentation qui lui est propre, ainsi qu'une vis 72 engagée au travers d'un trou taraudé qu'elle comprend. The body 10 also includes a plate 70 on which is mounted an electromagnetic suction cup 71, having a power source of its own, as well as a screw 72 engaged through a tapped hole which it comprises.
Ainsi que le montrent les figures 1,3,4 et 5, lors de la manoeuvre de l'organe obturateur 3 en position de fermeture de la vanne 4, le levier 40 pivote en même temps que l'organe obturateur jusqu'à venir au contact de l'ergot 53 et appuyer sur lui (figure 4), ce qui provoque le pivotement du levier 50, jusqu'alors maintenu par le ressort 61 et la venue en butée de l'ergot 53 dans l'encoche 54 dans la position représentée par la figure 3. As shown in Figures 1,3,4 and 5, during the operation of the shutter member 3 in the closed position of the valve 4, the lever 40 pivots at the same time as the shutter member until it comes to contact of the lug 53 and press on it (FIG. 4), which causes the pivoting of the lever 50, hitherto held by the spring 61 and the abutment of the lug 53 in the notch 54 in the position represented by figure 3.
Ce pivotement provoque l'engagement de l'ergot 53 dans la gâche 42 et donc l'accrochage des leviers 40 et 50 l'un à l'autre, ainsi que la venue du disque 55 contre la face attractive de la ventouse 71 (figure 5). This pivoting causes the engagement of the lug 53 in the keeper 42 and therefore the attachment of the levers 40 and 50 to each other, as well as the coming of the disc 55 against the attractive face of the suction cup 71 (FIG. 5).
Une fois les leviers 40,50 arrivés dans cette position de verrouillage, la pression du fluide dans la chambre 16 est relâchée, ce relâchement étant commandé par le détecteur 60 d'arrivée en position verrouillée du levier 40. Once the levers 40.50 have arrived in this locked position, the pressure of the fluid in the chamber 16 is released, this release being controlled by the detector 60 arriving in the locked position of the lever 40.
Ainsi, les vérins 14 ne restent pas en permanence sous pression dans la position fermée de la vanne 4, de sorte qu'aucune fuite de fluide pouvant perturber le fonctionnement de la vanne 4 n'est à craindre. En position de verrouillage des leviers 40,50, les ressorts 26 sont comprimés et pourront ramener le levier 40, et par conséquent le levier 50, en position originaire, lorsque la ventouse 71 est désactivée. Le fonctionnement tout-à-fait fiable et sans entretien d'une telle ventouse électromagnétique rend tout-à-fait fiable la libération des leviers 50 et 40 en cas de circonstances exceptionnelles. Thus, the jacks 14 do not remain permanently under pressure in the closed position of the valve 4, so that no leakage of fluid which could disturb the operation of the valve 4 is to be feared. In the locking position of the levers 40.50, the springs 26 are compressed and can bring the lever 40, and therefore the lever 50, back to the original position, when the suction cup 71 is deactivated. The entirely reliable and maintenance-free operation of such an electromagnetic lock makes it entirely reliable to release the levers 50 and 40 in the event of exceptional circumstances.
Il apparaît sur les figures que, compte tenu du couple important nécessaire au mouvement de l'organe obturateur 3 lorsque la vanne 4 a des dimensions importantes, la gâche 42 est ménagée dans le levier 40 de manière à constituer un grand bras de levier et que, d'une part, l'ergot 53 est positionné sur le levier 50 de manière à présenter un faible bras de levier tandis que, d'autre part, le disque 55 est positionné de manière à présenter un plus long bras de levier que celui cité immédiatement ci-dessus. It appears in the figures that, taking into account the large torque necessary for the movement of the shutter member 3 when the valve 4 has large dimensions, the keeper 42 is formed in the lever 40 so as to constitute a large lever arm and that on the one hand, the lug 53 is positioned on the lever 50 so as to have a weak lever arm while, on the other hand, the disc 55 is positioned so as to have a longer lever arm than that cited immediately above.
Ainsi, le couple qu'il est nécessaire d'exercer sur le levier 50 pour qu'il amène le levier 40 en position de verrouillage est relativement faible et la ventouse 71 peut n'avoir qu'une relativement faible puissance. Thus, the torque that it is necessary to exert on the lever 50 so that it brings the lever 40 into the locked position is relatively low and the suction cup 71 may have only a relatively low power.
Le levier 50 comporte un trou taraudé coaxial à la vis 72, pour son éventuel verrouillage à l'aide de cette dernière. Ainsi, il est obtenu des moyens de verrouillage secondaires du levier 50 aptes à retenir les leviers 50 et 40 même lorsque la ventouse 71 est désactivée, pour s'assurer du maintien de l'organe obturateur dans une position donnée, par exemple lors d'une opération d'entretien ou lors d'une intervention sur la vanne 4. The lever 50 has a tapped hole coaxial with the screw 72, for its possible locking by means of the latter. Thus, it is obtained secondary locking means of the lever 50 capable of retaining the levers 50 and 40 even when the suction cup 71 is deactivated, to ensure the maintenance of the shutter member in a given position, for example during a maintenance operation or during an intervention on the valve 4.
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Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
FR2683883B1 (en) | 1995-02-24 |
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ST | Notification of lapse |