PROCÉDÉ DES PILONS
73. Un moulin à pilons, comme tout autre moulin à poudre, est ordinairement mu par l’eau , et on le place au courant d’une rivière ou à la chùlo d’un ruisseau ; un ou plusieurs côtés de sa cage ainsi que la toiture doivent offrir peu de résistance afin d’affaiblir l’action des gaz lors d’une explosion ; les côtés faibles se composent d’un mur peu élevé que dépassent quelques
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montants en bois u sur lesquels on cloue extérieurement des planches. Le toit du moulin a une forte inclinaison dans le but de rendre plus rapide l'écoulement des eaux , et d’empécher la neige d’y séjourner.
Le mécanisme du moulin consiste en une grande roue à aubes planes a , dont l’arbre b repose , par ses tourillons , sur deux massifs cc , l’un à l’extérieur, l’autre à l'intérieur du bâtiment; le bout de l’arbre à l’intérieur porte un rouet dd dont les dents engrènent avec les fuseaux de deux lanternes ee, ayant mômes axes que les arbres de levées ff; ceux-ci reposent , par leurs tourillons , sur les chaises f’ f et élèvent chacun un certain nombre de pilons ggg à l’aide d’autant de levées hhh qui percent l’arbre de levées , et qui y sont distribuées sur une hélice. Les matières , auxquelles on veut faire subir l’action des pilons , sont mises dans des mortiers creusés dans deux fortes pièces de chêne ii ,11 ,( piles à mortiers ). Les pilons sont forcés à6’èlever verticalement par deux pièces en bois ii; ii (moïses ou prisons ) fixées sur deux montants kk.
L’ensemble d’une rangée de mortiers avec leurs pilons se nomme batterie ; chaque moulin en contient deux dont les piles sont réunies par des traverses m.
74. La roue est en dessous et à aubes planes ; cette [espèco de roue convient beaucoup aux chûtes entre deux et trois mètres , surtout lorsque la vitesse d’un point de la circonférence de la roue s’approche de trois mètres comme cela a lieu dans notre moulin où le centre de l’aube a une vitesse do 2,917 m (note l r *) ; en effet la roue en dessous à aubes planes donne le maximum d’effet lorsque sa vitesse est les 2]5 de celle de l’eau affluente , (note 2 m ") comme cela a lieu dans notre cas (a) ob la hauteur de la chute nécessaire est 2,4o. Une vitesse de 2,72” pour une roue en dessus serait trop forte pour que celle-ci économisât convenablement la force motrice , car ces roues ne doivent, d’après Sméaton, avoir qu’un mètre de
(a) En effet la vitesse de l’eau affluente est V =j/2g X 2,46 = 7,(17 d mt les a;5 font 2,82..
A CANON
vitesse lorsqu’elles sont petites , et tout au plus deux lorsqu’elles sont grandes ; la chùte est également trop considérable pour qu’une roue en dessous à aubes courbes puisse offrir de l’avantage.
7Î5. Les mortiers , fig. 18 , pl. 1 , ont une forme qui permet à la matière de remonter aisément le long de leurs parois , de sorte que toutes les parties du mélange éprouvent successivement l’action des pilons ; ils sont creusés dans deux fortes poutres de chêne de six décimètres d’équarrissage consolidées par des bandages de fer. Le fond de chaque mortier reçoit un tampon (culot} de bois dur qui résiste mieux au choc , et qui empêche l’introduction de la matière entre Les fibres du bois oü elle agirait comme coin pour fendre ce dernier. Autrefois il y avait douze mortiers par batterie ; aujourd’hui ce nombre est réduit à dix , de cette manière il y a moins de pilons soulevés à la fois , et l’axe de l’arbre de levée éprouve une fatigue moins grande par les chocs des levées contre les mentonnels des pilons. Il est très-essentiel que l’assise des piles de mortiers ne puisse céder , car le choc du pilon en serait amdrti.
76. Les pilons, fig. 16 et 17 , pl. 1, sont des solives en bois de hêtre , terminées à leur extrémité inférieure par un tenon arrondi a , qui est reçu dans une boite de laiton b (fig. 16). Le tenon est muni d’un coin qui le serre dans la boite. Le corps du pilou est percé d’une mortaise qui reçoit un mentonnet d contre lequel s’appuie la levée pour soulever le pilon ; une clef e sert à maintenir le mentonnet dans la position horizontale , et une cheville h le retient dans sa mortaise.
La boite, fig. 16 et 18, de la forme d’une poire, est faite d’un alliage de 100 parties de cuivre et de 22 parties d’étain.
Le poids du pilon armé de sa boite est de quarante kilogrammes ; la boite seule en pèse vingt.
77. L’arbre de levées est cylindrique , et percé d’outre en outre par dix parallélipipèdes de bois qui forment vingt levées ;
celles-ci sont placées sur vingt génératrices équidistantes , et
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avancent uniformément dans le sens de l'axe de l’arbre. Dans une révolution de ce dernier chaque levée soulève deux fois le pilon correspondant , et il y a constamment trois pilons son-
levés (lorsque la batterie avait 12 mortiers il y en avait 4); l'arbre de levées porte une lanterne e dont les fuseaux , au nombre de seize , engrènent avec les dents du rouet d qui en compte quarante huit , d’oü il résulte que sur (rois révolutions que fait l’arbre de levées , la roue hydraulique en fait une. Si donc l’on veut que les pilons battent S5 à GO coups par minute , il faut que l’arbre de levées fasse 27, G û 30 révolutions , et la roue hydraulique 0,18 à 10 dans le même temps. Les fuseaux de la lanterne et les dents du rouet sont faits d’un bois dur.
78. Le pilon , pendant que la levée le fait monter , s’incline et presse en sens inverse contre les prisons inférieure et supérieure , celte pressiou provoque un frottement qui augmente la résistance verticale du pilon , et absorbe conséquemment une partie de la force motrice. Celle-ci subit une nouvelle perle par le frottement de la levée contre le mentonnet ; pour éviter la première perte , il est nécessaire do soulever le pilon dans le sens de la verticale qui passe par son centre de gravité , et pour réduire la seconde au iniuimum , il faut que la levée soit découpée suivant la développante du cercle dont le rayon est la distance de l’axe de l’arbre au point sur lequel agit la levée ; on satisfait à ces conditions en faisant agir la levée sur un boulon ou roulette logée dans une mortaise du corps du pilon dont l’axe coupe celui de ce corps , et en découpant la levée suivant la développante du cercle ayant pour rayon la distance des axes de l’arbre de levées et du pilon.
79. Le travail utile de la machine partant le degré de division , de mélange et de compression des matières soumises à l’action du pilon dépend évidemment du travail mécanique que le pilon à chaque chute exerce sur la matière, et du nombrede coups que la charge d’un mortier, supposée invariable , subit; l’action mécanique du pilon à chaque chiite est égale à la moitié de sa force vive, qui , elle-même , est égale au poids du pilon multiplié par la hauteur de sa chùte , d’où il suit que
k CARON. «5
le travail utile du moulin pendant une seconde est égal au nombre dp pilons qui tombent pendant ce temps , multiplié par la hauteur de leur chbte ; en supposant que la roue hydraulique fasse 9,5 révolutions par minute , il y a pour les deux batteries 19 chbles de pilon dans une seconde, et comme ceux-ci tombent d’une hauteur de 0,4 m l’on a pour le travail utile :
T = 0,40 X 40 X 19 = «04 kllograra-mèlres.
Ce travail utile n’est que les deux tiers du travail-moteur qu’il faut exercer sur la circonférence de la roue hydraulique , le tiers restant est absorbé par les résistances nuisibles (note 5) qui sont ici :
a Le frottement des pilons contre les prisons ; b » levées contre les mentonnets,
c » tourillons de l’arbre de levées ;
d » » de l’arbre de la roue hydraulique,
e Les chocs des levées contre les mentonnets.
En donnant aux levées la courbure de la développante du cercle ayant pour rayon la distance de l’axe de levées à l’axe du pilon , et en soulevant ce dernier suivant la verticale passant par son centre de gravité , les résistances nuisibles n’absorbent plus que le i]7 du travail du moteur.
La vitesse d’un point de la circonférence de la roue est trèsfacile à trouver lorsqu’on connaît le nombre de coups n que doit battre le pilon par minute , celui n' des fuseaux de la lanterne , et celui n" des dents du rouet ; en effet le nombre de levées étant double de celui des mortiers , il en résulte qu’à chaque révolution- de l’arbre de levées un pilon fait deux chûtes et que le nombre de coups n du pilon par minute est la moitié de celui des révolutions que l’arbre achève dans le mémo n
temps - ; mais le nombre des tours que fait l’arbre étant à
celui que fait la roue comme n' *. n" , il s’en suit que le nombre
wn"
de révolutions de la roue est-—; en multipliant cette quantité
par 2xR , R étant le rayon de la roue , on a la vitesse d’un point de la circonférence.
