CHAPITRE II

Des Pompes.

12. — Ces machines opèrent par pression, et comprennent donc toujours un organe propulseur qui agit sur le liquide; mais, contrairement à ce qui a lieu pour les appareils du § I, l'amplitude du déplacement de cet organe peut être beaucoup plus faible que la hauteur d'élévation.

Les pompes sont caractérisées par un corps de capacité variable (fig. 9, A, B, C, D), qui se remplit sous l'influence de la pression atmosphérique lorsque son volume augmente, et qui se vide dans le cas contraire. Le corps de pompe peut être réalisé d'un grand nombre de manières diverses : par exemple, à l'aide d'une membrane flexible (fig. 9, A), au moyen d'un piston B, C, ou de tout autre dispositif, D.

Lorsque la même capacité sert alternativement pour l'aspiration et le refoulement, elle doit être munie d'un tuyautage d'aspiration et de refoulement intercepté en temps utile par des soupapes convenablement disposées. L'emploi des soupapes ou clapets peut cependant être évité dans certains cas; on remarque, en effet, que toute tubulure placée sur le corps de pompe peut servir à l'aspiration lorsque celui-ci se dilate, et au refoulement dans le cas contraire ; tels sont les tuyaux a et r (fig. 9, A), Dans les pompes rotatives (fig. 10), le tuyau a étant toujours en relation

avec un coraparLiment qui se dilate, tandis que le contraire existe pour r, les soupapes ne seraient d'aucune utilité.

A; — Rompes h mouvement alternat! T.

Classification des pompes.

13. — H en existe de nombreuses variétés que Ton classe généralement d'après la nature de leur piston; elles comportent trois grandes divisions :

\ Les pompes à piston plein;

— — plongeur;

— — creux.

On peut, pour chaque division, multiplier le nombre des pistons et des corps de pompe, el combiner entre eux des appareils ayant des pistons de nature différente; nous nous arrêtons aux dispositions les plus pratiques :

14. — Pompes à piston plein, — A,. Le type le plus répandu est représenté fîg, 14j pi. 2; pendant l'aspiration, l'effort à opérer sur la tige, abslracLîon faite des poids, de l'inertie des pièces, etc., est:

et pendant le refoulement :

Le travail d*aspiration est :

lieu I hdh=nu>(hi-'ho) J h

le Iravail de refoulement est :

riru / KdK=:iii^{h^ -ko) H - b:±A*

Le travail global d'aspiration et de refoulement est donc :

ou

UqH

puisque a> {h^ — hf^) représente le volume q engendré par le piston, par course.

Aj. Dans la flg. 15, les conditions de sollicitation de la tige sont renversées; c'est surtout lorsque h' est grand en comparaison de h, et lorsque la pompe est commandée à distance, qu'on peut avoir avantage à réaliser cette disposition : dans certaines pompes de mines, par exemple.

A3. La pompe elle-même peut être renversée, de manière à rendre active la face supérieure du piston (âg. 16) ; l'effort d'aspiration diminue jusqu'à la fin ; il en est de même de l'effort de refoulement,, ce qui peut présenter de l'intérêt lorsque l'on commande la pompe par un moteur à détente, où l'effort de la vapeur subit des variations dans le même sens.

A^. La fig. 17 ne diffère de la précédente que parla position de la tige, mais elle n'aurait pratiquement aucune raison d'être, car l'effort de refoulement est en général le plus grand, celui pour lequel il est préférable que la tige soit étendue.

Aj. Les pompes, fig. 18 et 19, désignées par cette notation, sont à simple effet comme celles qui précèdent, mais le travail d'aspiration et de refoulement s'opère dans la même course, pendant que le piston se soulève ; le mouvement de descente n'absorbe que le travail insignifiant dû au déplacement du piston, car il est facile de voir que, pendant la descente, l'eau se transvase simplement d'une face sur l'autre . D'après ce qui précède, on voit que l'effort est constant pendant toute la course.

A — A. La pompe à double effet, fig. 20, présente l'avantage de doubler le débit d'un corps de pompe de dimensions données; l'effort en chaque point est dû à la somme des Jiauteurs d'aspiration et de refoulement, il est donc constant.

Cette pompe est souvent disposée horizontalement (fig. 21).

-. La pompe de Stone (Navy pump),fig. 22, est à deux pistoiïs pleins,

dont chacun ne parcourt que la moitié de la longueur du corps de pojnpe ; d'après la disposition des clapets, on voit que, le cylindre se vidant entièrement à chaque course des deux pistons^ on obtient le même débit que dans la pompe A — A, tout en réduisant d&B^tié l'amplitude du mouvement alternatif.

^ . Cet appareil n'est du reste qu'un dérivé de la pompe dite Water-

wîtchj de Blundell (fig. 23), où les pistons sont conjugués deux à deux; dans celle-ci, l'amplitude du déplacement n'est que le quart de la longueur théorique du corps de pompe.

On conçoit la possibilité de grouper dans un même cylindre deux séries de trois, quatre, ou un plus grand nombre de pistons fonctionnant ensemble, et d'obtenir un débit considérable tout en ménageant une coursé réduite aux pièces de commande, mais, outre que de pareils systèmes donnent lieu à des complications de bourrages, ils multiplient les espaces nuisibles, et par conséquent les difficultés d'amorçage.

15. — Pompes à piston plongeur. — B^. Le piston ne frotte pas à l'intérieur du corps de pompe, il se réduit à une tige de gros diamètre tournée extérieurement, fig. 24, et passant dans un presse-étoupes. Ce dispositif est préféré pour les grandes pressions; les garnitures sont très faciles à confectionner et à entretenir.

Le plongeur ne pouvant diviser le corps de pompe en deux parties indépendantes comme dans les pompes A, le système à piston plongeur à simple effet ne comporte que la modification :

Bji, fig. 25, dans laquelle la tige travaille par traction au refoulement.

L'espace nuisible, dans les pompes à piston plongeur,, doit faire l'objet d'une. attention particulière, car au jeu compris entre les soupapes, vient s'ajouter l'espace annulaire autour du piston, et le dégagement d'air peut désamorcer la pompe ; les tubulures seront de préférence disposées au sommet du corps de pompe en vue de faciliter le départ de l'air. (PL 3, fig. 64.)

Dans les pompes horizontales, il y a lieu de tenir compte également de cette précaution.

On a quelquefois rendu possible l'expulsion de l'air en disposant au sommet de l'espace nuisible un petit conduit c (fig. 24), qui reste ouvwrt d'une manière permanente ; suffisant pour le départ de Tair, il ne produit qu'une rentrée d'eau insignifiante,

M. Normand, constructeur au Havre, a pu ainsi obtenir le bon fonctionnement de pompes qui présentaient des difficultés spéciales d'amorçage.

B — B. Les fig. 26, 27 et 28 se rapportent à des pompes à piston plongeur à double effet, elles comportent toujours deux corps de pompe ; le type introduit par Girard (fig. 26) est aujourd'hui très répandu sur le continent dans les distributions d'eau.

Les deux corps peuvent être avantageusement venus d'une seule pièce, ou réunis par une auge ouverte, remplie d'eau et permettant d'éviter toute rentrée d'air par les garnitures ; elle porte un tuyau de trop-plein, et doit être assez large pour donner accès aux bourrages.

Ces pompes exigent en longueur un emplacement assez grand; elles conduisent à un poids de tuyautage relativement considérable ; le système de la fig. 28 est donc préférable à certains égards, mais il a l'inconvénient majeur de rendre la garniture unique g difficilement accessible.

B— b. Par la combinaison de deux plongeurs de diamètre différent, on obtient une pompe à double effet (fig. 29), présentant l'avantage de n'exiger qu'une soupape d'aspiration et une soupape de refoulement.

11 est d'usage, il est vrai, de placer à la base de la colonne de refoulement une troisième soupape «, mais elle n'est pas indispensable au fonctionnement. ^ Il est facile d'établir que la pompe donne le même débit pour les deux courses, lorsque l'un des plongeurs présente une section double de l'autre.

La fig. 30 représente une pompe analogue en principe à la précédente, employée par la Société Cockerill comme pompe d'accumulateur ; le tuyautage en est très simple, et la lohgueur des passages y est réduite au minimum.

La fig. 31 est une autre modification intéressante de la même machine; l'eau y passe d'un corps de pompe à l'autre en pénétrant dans les plongeurs, qui sont creux, et qui renferment la soupape de refoulement. Il est à remarquer que le vide des plongeurs n'a aucune influence sur le débit dans chaque course, car ils restent remplis d'un volume d'eau constant, mobile avec les pistons pendant la course ascendante, possédant un mouvement ascensionnel pendant la course descendante ; l'eau étant incompressible, les déplacements amenés par les plongeurs ne sont pas influencés par le canal qui s'y trouve ménagé.

Ces pompes, outre l'avantage du' minimum du nombre des soupapes, donnent à l'eau un parcours direct non infléchi, ce qui supprime la résis-r

tance des coudes; elles ont été employées à ralimentation de Suresnes; la modification Rittinger, fig. 32 (*) est souvent employée comme pompe de mines ; le petit plongeur est fixe, et formé par la base du tuyau de refoulement ; le sommet du gros plongeur forme corps de pompe, il est muni d'une cloison cylindrique disposée de manière à maintenir une certaine quantité d'air dans le réservoir RR.

Le dispositif de la fig. 35 (pompe Donnadieu) peut se rattacher au précédent.