CHAPITRE XLYI

CSÉNËRALITÉS

793 — Les tiroirs que nous avons étudiés jusqu'ici dérivent du glissement mutuel de deux surfaces cylindriques suivant leurs génératrices (n~ 618, 688). Un second type fondamental de distributions nous est fourni par le glissement d*une surface de révolution à l'intérieur d'un boisseau de forme identique, en vertu d'une rotation autour de l'axe de figure commun à ces deux corps.

Ces appareils présentent, par rapport aux précédents, l'avantage d'être spontanément équilibrés, à la seule condition de leur attribuer une circonférence complète et non un simple fuseau, puisque le fluide élastique baigne alors la totalité de leur périphérie, ce qui supprime pour eux les effets dus à la pression sur le dos du tiroir (n« 688).

On désigne cette catégorie de distributeurs sous le nom générique de robinets ('). Nous pouvons les classer à deux points de vue dif-

(') Indépendamment des distributions par robinets auxquelles nous consacrons dans ce chapitre un examen spécial, je mentionnerai encore les suivantes : Bède-Paroot (Buchetti. Let machinée à vapeur actuelle* ^ p. 83. — Uhland. Leê nouvelle* machinée à vapeur, p. 86. — A. Evrard. Traité eT exploitation des mines, t. H, p. 215). — Dbrchtold (Uhland. Les nouvelles machines à vapeur, p. 123. ^- Revue universelle des mines et de la métallurgie, t. XXIV, p. 147). — Carule. Uhland. Les nouvelles machines à vapeur, p. 101. ^ Gavé. Spineux. De la distribution de la vapeur dam

ROBmETS. 327

férents : 1* suivant la nature de la surface employée ; 2* d'après le mouvement dont elle est animée.

794 — En ce qui concerne la surface, nous signalerons d'abord la plus simple de toutes : le plan, animé d'un mouvement de rotation autour d'une de ses normales. 11 fournit les distributions à disque.

Vient ensuite le cylindre de révolution. Mais son emploi donne lieu à un grave inconvénient : le défaut d'étanchéité, qui a longtemps entravé le développement des distributions à robinets. En effet, la moindre usure de la paroi du cylindre ou de son boisseau laisse alors un jeu, qui détermine des fuites de vapeur.

Pour ce motif, on préfère au cylindre un tronc de cône appuyé longitudinalement contre une butée par une pression de vapeur, que l'on s'attache à régler de manière à concilier un degré satisfaisant d'étanchéité avec une douceur suffisante dans le frottement. Lors même que le cône plein vient à s'user, pourvu que ce soit uniformément, sa forme géométrique ne change pas, et le

leê machines, p. 112. — Ciuaboxhaud. Bulletin de la Société d encouragements, 4* série, t. V, p. 113. — DocGus et Gbant (Uhland. Les machines à vapeur nouvelles, p. 50. — Dingler*s polylechnisches Journal, t. XCCIX, 2* cahier, 1871). — Dutheil [Portefeuille économique des machines, février 1889. — Noies sur les objets exposés par la Compagnie du chemin de fer d Orléans eu 1889, in-4'). — Edwards. Revue univerelle des mines et de la métallurgie, t. XXIV, p. 147. » Fbuabt (Hg. 463). Engineering, 0 septembre 1889, p. 277. — Hlubeck. Uhland. Les nouvelles machines à vapeur, p. 108. — Imliss (Ibidem, p. 43. — Buchetti. Les maclùnes à vapeur actuelles, p. 74). — Kaisbr. Revue industrielie, 10 août 1889, p. 316. — Lexcadcbbz. Notice sur les objets exposés par la Com^ pagnie des chemins de fer de Paris à Lyon et à la Méditerranée en 1889, in-4*. — LracHEA (Uhland. Les nouvelles machines à vapeur, p. 100. — Zeitschrifl des Vereins deulscher Ingenieure, 1877. — Martbjus. Spineux. De la distribution de l vapeur dans les machines, p. 112. — Mabdslat. Ibidem, p. 111. — Netjbs, Zweibbdckes et Bavabia. — MiTCBBLL. Scientific American, 5 septembre 1885, p. 147. — Musil. Compte rendu mensuel des séances de la Société de l'Industrie minérale de Saint- Etienne, 1878, p. 64. — PrArr. Portefeuille économique des machines, 1889, p. 29. — Pbobll Dorfelo. Ibidem, février 1889. — Vok Reicrb. Uhland. Les nouvelles machines à vapeur, p. 121. — Schivbb {Ibidem, p. 79. — Mémoires de la Société des Ingénieurs civils, 3* série, t. IX, p. 83). — Scbwarxkopp. Uhland. Les nouvelles machines à vapeur, p. 98. — Sicklbb Bollikckx. Dwelshauvers-Dery. Exposition ^Amsterdam, groupe VU, classe 42, section A, p. 14. — Spineux (Spineux. De la distribution de la vapeur dans les machines). — Svpbbb. Scientific American, l*' août 1885, p. 67. — Tboxas Watt. Engineering, 9 août 1878, p. 118. — Vaesseu. Spineux. De la distribution de la vapeur dans les machines, p. 112. — VTilsox [Ibidem, p. 112. — Uhland. Les nouvelles machines à vapeur, p. 97).

S28 HAOIINES i \APEUR.

contact sulisiste lorsque l'on rapproche le corps suivant son axe par

un rattrapage de jeu.

7»5 — En ce qui concerne le mouvcraenl dont le robinet est animé, celui qui se rapproche le plus du jeu alternatif des tiroirs cylindriques consiste en une oscillation circulaire de part cl d'autre d'une position moyenne. On oblient ainsi les tiroirs-pendules.

oppelés aussi obturateurs^ tiroirs circulaires, tiroirs tournants.

Dans certains cas ('), on a cherché à réaliser le même mouvement relatif, mais en s'attachant à couper la vapeur avec plus de rapidité. On fait, dans ce but, avancer l'un vers l'autre deux robinets concentriques animés de rotations inverses; dispositif qui rappelle jusqu'à un certain point les distributions à deux tiroirs superposés (chap. XLI).

Le robinet continu s'éloigne d'une manière beaucoup plus fondamentale du type du tiroir rectiligne alternatif. La rotation procède alors toujours dans le môme sens. On réalise par là un jeu périodique, qui remet en rapport, aux mêmes intervalles, les pleins et les vides du corps tournant et de son enveloppe fixe. Ce dispositif convient assez directement, sans que ce soit pourtant d'une manière exclusive, aux moteurs rotatifs dont nous nous occuperons plus loin (n' 847).

Dans ce cas, le robinet exécute ordinairement une révolution pour chaque tour de l'arbre. Cependant on peut profiler de la forme circulaire, pour disposer symétriquement le long de la périphérie une répétition de n zones semblables ('), de manière à n'avoir besoin, dans les moteurs rapides, que d'une seule révolution du robinet pour n tours de l'arbre moteur. Si au contraire .41 s'agit d'une machine lente, on doit se tenir en garde contre la mollesse avec laquelle se feront les démasquements. U faut alors employer des ouvertures très allongées et multiples, d'après le principe des tiroirs à grille (n« 659).

Citons enfin une combinaison assez bizarre (^), dans laquelle un tiroir plan tourne sur lui-même, tout en restant animé d'un mouvement rectiligne de va-et-vient (*).

(') Distribution Radihgsr. Engineering^ 15 mai 1874. — Distribution Pelprèsb. Technologie^ janvier 1881.

(*) Distribution 1I£gy, quatre tours. Buchetti. Lei nmehineê à vapeur actuelleê, p. 08. ^ Distribution Mitxr, six tours. Portefeuille économique dee maehinety 1880, p. 8.

(') Distribution CHURca [Revue indiulrieUe, 27 février 1884, p. 81. — The méchante Magazine, 4 juin 188G). — Distribution Pettox et \Vil80.x. Revue induttriellet Ï4 septembre 1885, p. 584.

(*) Haton de la Goupilliére. Traité dei mécaniMmes, p. 65.

MÂGilLNES A VAPEUR.

MACHIIVES DITERSES

796 — Machine Biétrix. — La distribution Biétrix (*) est fondée sur l'emploi du robinet à mouvement continu, effectuant autant de tours que i*arbre moteur. Ce système a même été adapté à des moteurs compound en tandem (n^ 820)» avec un seul axe tournant pour porter les robinets distributeurs des divers cylindres (fig. 464). On lui imprime le mouvement au moyen d'engrenages hélicoïdaux.

^^ '^/■Çyùêdit

Fig. tôi. — Robinet disti'ibuteur Biétrix (coupe longitudinale).

On substitue ainsi l'emploi d'un organe unique aux jeux de fer plus ou moins complexes, qui caractérisent la plupart des machines à robinets.

L'obturateur est tronc-conique. Sa butée est formée de grains multiples et facilement réglables. Avec la perfection atteinte aujourd'hui par les procédés de la construction mécanique, l'usure parait très faible. Le frottement est doux, et permet de faire varier la distribution par le régulateur ou à la main, en modifiant l'orientation du boisseau.

7B7 — Machine Ridder. — La distribution de Ridder (*) dérive de celle de Meyer avec d'intéressantes modifications. Dans cette ma-

(*) Bévue itiduHrielle, 10 août 1880, p. 314. — Revue univereelle de» minée et de la mélallurgie, 1880, p. 262. — Buchetti. Lee machines à vapeur actuellest p. 01. — Congrès international de mécanique appliquée de 1880, p. 60.

(*) Buchetti. Les machines à vapeur actuelles, p. 1. — Sauvage. Revue générale des

Soi

Fig. 465.

chine, ainsi que dans celles qui suivront, le jeu de Tobturateur n'est plus progressif comme pour la précédente ; il devient pendulaire.

Les lumières de la glace plane idéale que nous pouvons supposer enroulée sur la surface du boisseau pour en fournir la conGguration, ne sont plus rectangulaires comme à Tordinaii^. Elles ont la forme d'un parallélogramme (fig. 465). Le taquet unique de détente présente la forme d*un trapèze isoscèle de même angle a. Pour faire varier la détente, on communique à ce dernier, à l'aide d'une vis et d'un volant-manette, un déplacement suivant la direction de sa médiane, c'est-àdire perpendiculairement à celle du mouvement de va-et-vient.

Si on le manœuvre ainsi d'une certaine quantité a, la zone située en regard des lumières se trouve élargie de chaque côté d'une quantité égale à a cotang a. On peut donc, en disposant de a, réaliser des modifications sensibles du régime à l'aide de faibles dérangements.

Enfin le dispositif tournant permet la commande de l'appareil par le régulateur, à laquelle se prête beaucoup plus difficilement le système Meyer. Nous remarquerons d'ailleurs qu'avec cette combinaison, le glissement que doit déterminer l'effort du mécanicien étant perpendiculaire au mouvement d'entraînement, se trouvera disposé obliquement par rapport au mouvement relatif qui en résulte, au lieu d'être, comme à l'ordinaire, dans la direction même de ce dernier. Or le frottement est toujours diamétralement opposé au déplacement relatif. On n'a plus dès lors, pour opérer le glissement transversal, qu'à lutter seulement contre une composante du frottement et non contre cette force elle-même, ce qui facilitera d'autant la manœuvre (').

cheminé de fer, 1889, t. U, p. 164. — Herdner. AnnaUê de$ mines, juillet-août 1877.

— John Fell. Lecture à Vlnttiluiion dee Ingénieun mécaniciem. Bristol, juillet 1877.

— De Quillacq. Détente Ridder appliquée aux machiDea d'extraction. Comptes rendus mensuels des séances de la Société de l'industrie minérale de SainUÉlienne, 1880, p. 271.

(') Haton de la Goupilliére. MouTement louvoyant. Traiti des mécanismes, p. 301.

798 — Machine Corliss. — Le moteur Corliss (*) a beaucoup frappé l'attention au moment de son apparition. Il a créé alors un courant considérable dans les voies de la transformation progressive de la construction mécanique. Si, depuis lors, une certaine réaction s'est produite dans les idées générales, ainsi que dans la pratique de son inventeur lui-même (*), cette macbine dans son état actuel n'en reste pas moins une de celles qui méritent le plus sérieux examen (fig. 466).

Le moteur Corliss possède, suivant le principe qui a été introduit par Cave, quatre obturateurs distincts. Deux d'entre eux déterminent l'admission ; les deux autres l'échappement. On obtient par là des températures plus constantes dans la masse métallique, en diminuant d'autant les condensations. Chaque paire de robinets est installée à l'une des extrémités du cylindre horizontal. Sur la génératrice supérieure se trouvent les distributeurs d'admission ; ceux d'échappement sont placés à la partie inférieure, ce qui leur permet d'évacuer l'eau de condensation en même temps que la vapeur.

L'étanchéité est obtenue à l'aide d'un simple collet sur l'axe, appuyé contre une partie bien dressée. Les arbres sortent au dehors pour recevoir la commande. Les distributeurs sont indépendants, et remplissent leurs fonctions à des instants arbitraires, exempts des assujettissements qu'entraine la distribution par tiroir unique.

Les obturateurs d'échappement peuvent être commandés d'une manière géométrique. Ceux de l'introduction de vapeur sont

(*) Pichault. Traiié des dùtribuiions, p. 316. ~ Coste et Haniquet. Traili théorique et pratique des machines à vapeur , etc. 2" édition, p. 121. — Spineux. De la distrilmtion de la vapeur dans les machines, p. 100. ~ Bienaymé. Les machines marines, p. 228. — Uhland. Les nouvelles machines à vapeur, p. 1. — De Frémin ville. Bulletin de la Société d'encouragement, 3* série, t. Vil, p. 83. — Tresca. Comptes rendus de t Académie des sciences, t. LXXXYIII, p. 465. — Ducos. Génie civil, t. III, p. 218. — Biver. Ibidem, t. VIII, p. 241. ~ Annales industrielles, 1885, t. I, p. 516. — Bulletin de la Société de Vindustrie minérale de Saint-É tienne, 2* série, t. XII, p. 591. — Comptes rendus mensuels des séances de la Société de Vindustrie minérale de Saint- Etienne, 1885, p. 112. — Ijis Mondes, t. LI, p. 10. — Proeil and Sharoi)v*ski. Corliss valve diagramms. Proceedings of civil Engineers, t. LVI. — Détails of horizontal Corliss Engine. Engineei^ing, 14 février 1890, p. 167, 170. — Yerhandlungen des Yereins zur Beforderung der Gewerbfleisses, 1879, p. 102.

{*) On ne compte pas moins de huit types successifs bien caractérisés de la machine Corliss. En outre un grand nombre de constructeurs ont gravite autour de cette donnée, pour la plier à leurs propres conceptions.

influencés par un dash-pot. La manœuvre s'opère ainsi avec une

grande rapidité, lorsqu'une touche vient à déclcncliei' l'obturateurr àun instant déterminé par les variations du régulateur.

Les quatre déclics sont commandés par un disque commun, que manœuvre un excentrique unique (*). Cette pièce prend d'ailleurs le plus souvent la forme d*un X, sous le nom de patte d'araignée (fig. 467).

L'inventeur s'est attaché spécialement à réduire l'espace nuisible, qu'il a réussi en effet à restreindre dans des proportions inusitées

Fig. Âffl. — Patle d'araigiiéc (figare schématique).

avant lui. La subdivision de la distribution à travers des lumières distinctes pour les diverses fonctions, a cependant pour résultat immédiat de doubler une portion importante de ce volume ; mais rinstallation des appareils aux extrémités du cylindre, ordinairement très allongé dans les machines Corliss par rapport à sa section, diminue d'un autre côté la longueur de ces lumières. On a même placé les distributeurs dans les fonds du cylindre de manière

(') Quand on envisage ce système au point de Mie cinématique dans toute sa généralité, l'emploi d'un secteur ou d'un plateau central oscillant devient équivalent à celui de quadrilatères articulés. Sa théorie complète exige donc l'intervention des fonctions elliptiques (Darboux. De l'emploi des fonctions elliptiques dans la théorie du quadrilatère plan. Bulletin des sciences mathématiques, 2* série, t. HI, p. iOO). M. Léauté en a donné une solution approximative très suffisante pour la pratique, en cherchant la valeur des éléments du système qui permettront de communiquer à l'obturateur un mouvement déterminé (Léauté. Sur la distribution dans les machines à quatre tiroirs. Comptes rendus de V Académie des sciences, t. CVI, p. 530. — Centenaire de la Société philomathique de Paris, in-4<*, p. 43).

à se dégager, aux extrémités des génératrices, de Tinfluence de l'épaisseur du piston.

M* Corliss supprimait presque complètement dans Torigine la phase de compression, comme conséquence de la réduction de l'espace libre. Toutefois une réaction importante s'est opérée sur ce point, dans le sens des vues qui ont été développées ci-dessus (n'' 669).

Ajoutons enfin que ce constructeur a également innové en ce qui qui concerne le bâti et l'installation de sa machine (n"^ 558).

799 — Machine Stoppani. — Dans le moteur Corliss ordinaire, le déclenchement ne peut s'opérer que pendant le mouvement direct, et non durant le retour de la clenche ; circonstance qui tend à restreindre en pratique l'admission au-dessous de 40 7o de la

Fig. 468. — Déclic Stoppani-Dickhoff (éleva lion).

course. A la suite de M. Farcot (*), certains ingénieurs (*) ont cherché à écarter cet obstacle, en mettant à profit les deux sens du mouvement. On arrive ainsi à faire varier l'introduction de zéro à 80 %

(*] Hirscb. Les machincê et Us appareils de la mécanique générale à V Exposition de 1878. *

(•) Machine Stoppaxi (Dwelshauvers-Dcry. Exposition universelle de 1889, p. 36. — Revue universelle des mines et de la métallurgie 1880, p. 2^). — Machine Licounux et GAAinER (fig. 469] {ibidem, 5* série, t. VII, p. 170. — Duchetti. L's machines à vapeur actuelles, p. 110. — Congrès international de mécanique appliquée de 1889. t. n, p. 46).

336 HAGUINES A VAPEUR.

Le moteur Stoppani n*a que deux distributeurs, qui sont actionnés par un seul excentrique. L'arbre A porte un toc d'entratncment B, relié par une bielle C à un ressort de rappel, qui a été supprimé sur la figure 468. Cet arbre A est fou à Tintérieur d'une douille portée sur le plateau D du distributeur. Autour de cette dernière, tourne fou également un levier coudé EE', directement actionné par la bielle d'excentrique F. Ce varlet porte un taquet d'entraînement G, ainsi que l'articulation U d'un cliquet I.

Fipr. 169. — D(''Clic LecouHciix et Garnicr («Mévalion).

Lorsque le système passe par sa position moyenne, que représente précisément la figure 468, le levier coudé E entraine l'obturateur, en raison de l'engrènement du taquet G avec le toc B. En même temps le cliquet 1 est enclenché par la pression du petit ressort J. Tout l'ensemble est donc solidaire. U exécute un mouvement d'aller et retour d'un côté de la situation moyenne, et détermine pendant ce temps, comme un tiroir ordinaire, les périodes d'échappement et de compression.

Un déplacement analogue s'effectue ensuite du côté opposé pour produire l'admission ; mais il s'opère alors une modification capitale. A un certain instant, le cliquet I vient rencontrer le butoir K, qui est composé de deux pièces distinctes, projetées l'une sur l'autre dans la figure 468. L'une d'elles peut être rencontrée dans le mouvement direct, et l'autre pendant le retour, selon la position que leur imposent les variations du régulateur. Le déclenchement a lieu, le distributeur redevient libre, et sous l'action du ressort de rappel C, il reprend vivement sa position initale en coupant la vapeur. Le levier coudé achève seul son oscillation. Il revient à sa situation moyenne, et détermine l'échappement en entraînant l'obturateur par le contact du taquet G avec le toc B.

— Machine Wheelock. — Le moteur Wheelock ('), que

construit en Fraace la maison de Quillacq, est dérivé originairc-

',■} Rapport de H. BruU sur la macliiue Wheelock, BulMin de la Socii{é ienconragement pour t'indtulrit nationale, i,' série, t. IV, p. 10t. — Géaiii civil, ZO mars 188(1, p. 357. — PorlefeuiJe ieoiiomique dn machine; 3* sâi'ic. t. XIV, p. 50. — lltvur

ment du type Corliss ; mais il s'en est, depuis lorS, beaucoup écarté par la substitution d'un tiroir plan à genouillère à la place des robinets primitifs, tout en conservant ic dispositif d'ensemble de la commande (fîg. 470).

Fi\s. m. — Dislriliulcur Whcclock (vue perspective).

Le détail du dîsiribuleur est représenté par les figures 471, 473*,

Fif. i-.i. — DIetrïbulcur Wheclock (.'li'vation).

473. Il en existe quatre distincts, qui sont actionnés par une patte

indiulrielle, 13 juillel 1889. — Compte rendu mennltl da téaaeet de ta Société de rinduilrie minérale de Saint-Êiiennt, 188B, p. 03; 1890, p. 102. — Conjrti international de miainique appliquée de 1889, p. Bg. — Claejs. Syilème de détente variable automatique lani déclic», applicable aux machinet à vapeur du genre Corliit H'heeloeli, 1890, grand in.4'.

(l'araignée gouTcrnée par un excentrique unique. Le tiroir est à grille, avec ouvertures étroites et allongées, en vue de diminuer l'étirage de la vapeur. En' outre, l'excentrique est calé de sorte que le tiroir se trouve animé de sa plus grande vitesse, au moment du démasquemenl ou de la fermeture des orifices.

ïig. m. — Diïlrlbiili'iir WliiH'Iork (coii|>c).

Cet organe ne frotte sur sa glace que le long d'étroites portées encadrant chaque lumière. De celte manière, la vapeur se répand sous la grille du tiroir, dès que celui-ci a exécuté le plus petit mouvement. Elle équilibre la pression dorsale et atténue le frottement. U distributeur obéit dès lors aisément au régulateur, dont les variations s'emploient à désorienter les touches de déclenchement au moyen d'un secteur. Quant au démarrage du premier moment, il est facilité par cette circonstance que les leviers se trouvent alors vers leurs points morts, et doués par conséquent de leur maiimum de puissance.

La glace et te distributeur forment un ensemble qu'on loge dans

la cavité conique des anciens obturateurs placés à l'intérieur des fonds, de manière à réduire à 1,5 7o l'espace nuisible. Les joints sont métalliques, sans aucun calfat. Les pièces frottantes étant ainsi amovibles, le corps du cylindre ne supporte aucune usure. On les enfonce dans leur logement d'un coup de maillet. L'enlèvement el la remise en place sont rapides. On peut d'ailleurs, en cas de nécessité, marcher à simple effet pendant la réparation des distributeurs avariés; bien qu'il soit préférable sous ce rapport d*en avoir toujours un de rechange. Pour faciliter ces manœuvres, la b^rre d'excentrique est ensellée, et peut être aisément déclenchée. On la munit d'une poignée, qui permet au besoin de conduire le système à la main pour opérer la mise en train.