R. TT

gj o 1 p

La fig, 63 est la coupe, k l'échelle de 1/5, d’un manomètre k air libre, k cuvette et h tube en verre.

cuvellc eu fer forgé; elle est formée d’un prisme •en fer 4 base carrée de 0“,06 de edtè, ayant 0”,I7 de hauteur. On a foré, suivant l'axe’ do prisme, une cavité cjlindriqno de 0“,04 de diamètre et de 0",IÛü do prnfondour; au fond de celte cavité s’en trouve une autre d’un diamètre moindre, dans laquelle pénétré L'extrémité du tube maunmélrlqur.

plaque en fer aarréc fermant la cuvette, aur le haut

de laquelle cite est fixée par quatre vis; le joint est fait à l’aide d’un peu de mastic do minium interposé entre les surfaces de contact,

bouchon en fer vissé dans la plaque D. Ce bouchon est percé d’un trou dont le diamètre est un peu supérieur à celui du tube en verre .qu’il doit recevoir. Vers lo haa ce trou est rétréci pour retenir le mastic qui doit «coller le tube dans le b -n.-bon C.

.va

tFAu < f * 1 “

D lubc en crinlal , de 0m,003 de diamètre intérieur cl de 0“,009 i 0”,0I de diamètre extérieur, dont la longueur dépend du maiimum de prexxion que le manomètre doit mesurer.

P. tube en fer creux de 0”,0I5 de diamètre intérieur, fermé supérieurement et inférieurement par des bouchons é ris en fer.

F petit lujau courbé établissant la communication cotre le bas du tube E et la cuvette A , immédiatement au-dessous du bouchon C. Un, tuyau analogue , mais suffisamment long, établit de même la communlcatioo'cntrc le haut du tube E et la chaudière

G madrier en sapin portant l’échelle , et auquel est filé tout l’appareil.

Cet appareil doit être rempli de mercure et monté surplace. Le ma- . drier étant fixé il un mur vertical, avant de mettre le tube D en place, on verse le mercure dans la cuvette, jusqua ce qu’il ait atteint un niveau O, tel que quand la pression sera maximum, la surface du mercure couvre encore d’un demi-centimètre au moins le haut de la partie rétrécie de. la cavité de la cuvette. On met alors en place le tube D , en > tenant son extrémité à 4 ou 5 millirn. du fond de la cavité de la cuvette , et on le fixe au madrier G par des brides légères, en ayant soin d’interposer un peu de colon entre le tube et le madrier. On lute ensuite le tube au bouchon C, en ayant soin, pendant cetlc.opération , d’échauffer ce dernier en le tenant entre des tenailles de forges portées au rouge sombre.

L’opération terminée et l'appareil refroidi, on remplitromplétoment le tube 15 d’eau , qui s’introduit également dans toute la partie restée vide de la cuvette, et on visse le bouchon qui ferme de haut du tube E.

La pression de la colonne d’eau a fait monter le mercure dans le tube en cristal jusqu’à un certain niveau, qui est le point de départ de. l’échelle, et où l’on marque une atmosphère. A partir de ce point, on divise le madrier sur sa hauteur, en parties égales, dont chacune ro présente 1/tO d’atmosphère.

Désignant par A l’intervalle de deux divisions, en négligeant la variation du niveau O dans la cuvette, on aurait

Mais pendant que le niveau du mercure s'élève de h dans le tube J),

il s’abaisse de A * ■’ — — ■ dans la cuvette ; on a donc , en négli-

géant l’influence de l’eau qui remplace le mercure dans la cuvette,

0”,076 = A + A — — -, d’où A = 0“,076 ^ , --v,.

’ - c.1 — d 1 o* — a * -f- et’

d diamètre intérieur du tube en cristal D ; d' diamètre extérieur id.

C diamètre de la cavité de la cuvette A.

Comim\par suite de la condensation de la vapeur, Je tube E reste ,

CHAUDIÈRES A VAPEUIt.

constamment plein, et que l’eau qui remplace le mercure dans la cuvette tend a augmenter A, on a donc en réalité

ou sensiblement

27(8»— dT1)

• 0“,076 — h ' 27(3i d.ij i (l 011 h — °“'076 27(5*— d'«) +25d*’ (a)

43,596 densité du mercure ; dans U formule on a Tait 43,596 X 2 = 27. Pour 5 = 0-,0i, d' = 0",01 et d = 0*,003, on a

A 0 >076 27(0,04* — 0,01») +ioX0, 003*

Si le manomètre est composé de deux branches dans lesquelles il y a du mercure , sans cuvette, l’échelle se gradue encore à l’aide de la formule (a), dans laquelle 5 représente le diamètre intérieur de la branche qui communique avec la chaudière, et où d'=t0, puisque le tube en verre ne plonge plus dans la capacité do diamètre 5.

Comme il est très-difficile d’obtenir des tubes très-réguliers sur une longueur aussi grande que l’exige un manomètre h air libre indiquant 5 a 6 atmosphères de pression , il convient , surtout pour les manomètres sans cuvette, de les graduer au moyen d’une pompe portant un manomètre étalon.

Lorsque le tube indicateur est en verre, on voit le niveau du mercure dans toutes scs positions ; mais quand il est en fer, on est obligé d’indiquer la pression au moyen d’un flotteur équilibré par un contre-poids, à l’aide d’un fil très-flexible passant sur une petite poulie très-mobile.

Pour graduer l’échelle d’un manomètre à air comprimé (fig. 66) , on se sert de la formule

D’où [Int. y 488)

‘-ï+ï-Vff+ï)'-"

P pression absolue de la vapeur, en hauteur de mercure.

II=AD longueur de tube occupée par l’air sous la pression atmosphérique 0“,76;

h — UN' quantité dont II se comprime quand la pression passe de 0*,76 i P; c’est la moitié de la différence de nireau du mercure dans les deux brandies , qu’on suppose avoir même diamètre.

454 DEUXIÈME P.UITIE.

Donnant à P différente» valeurs , on en conelura les valenrs correspondantes de h. Pour P = 5 almos. =3”,so de mercure, supposant 11 = 0”, 60, on conclut delà dernière formule h = 0*, 443. Comme vérification , en substituant ectte valeur de A dans la première formule, on en conclurait bien P = .'{*,80.

Manomètre métallique de M. K. bourdon. Ce manomètre, entière- . nient métallique et sans mercure, est basé sur ce principe : lorsqu'un tube métallique est pnroulé en hélice , toute augmentation de pression intérieure ou diminution de pression extérieure le déroule, et au contraire toute diminution de pression intérieure ou augmentation de pression extérieure l'enroule davantage. Aussi M. Bourdon coustruit-il également des baromètres d'après ce principe.

La fig. 67 représente le manomètre de M. Bourdon. Le tube A est en laiton bien homogène ; sa longueur estdc 0“,70, et sa section est une ellipse av anl U et 4 millimètres pour axes; il est "enroulé dans le" sens de son polit axe sur on peu moins de deux spires. Son extrémité a est fixée a une tubulure it robinet B , qui permet de le mettre en communication «avec la chaudière ou le récipient dont le manomètre doit indiquer la pression intérieure. L'extrémité b est fermée et tout à fait libre ; elle porte une aiguille ciqui se meut sur un cadran que 1 ou a gradue en atmosphères et fractions d’atmosphères à l’aide d'un manomètre étalon a air libre, en faisant fonctionner l'appareil avec de 1 air comprimé. Le tout est renfermé dans une caisse eu fonte qui préserve , l'appareil des chocs et permet de le fixer où l'on veut. A jstrlir du robinet 15, le tube qui va à la chaudière doit se rourbor de inauière a 6’élever jusqu’à un niveau supérieur au manomètre ; par cette précaution , il reste toujours un peu d’eau provenant de la vapeur condensée dans la partie basse du tuyau, et la vapeur ne venant jamais jusque dans le tube élastique’, celui-ci est dans les meilleures condition» de conservation.

ÎJCe manomètre est très-portatif, peu volumineux, nullement fragile;, et il ne coûte que 50 fr. Concurremment avec le manomètre de St. JVsbordes, on en fait un usage exclusif sur les locomotives.

L'administration a commandé k M. Bourdon des manomètres vérificateurs, gradués jusqu'à 18 atmosphères, et le 26 août 1852 elle en a adressé à tous les ingénieurs chargés de la surveillance des appareils à vapeur, pour leur servir a vérifier les différents instruments manométriques employés sur les Chaudières. L’ne tubulure réglementaire

k'ig. «7.

CHAUDIÈRES A VAVEIT..

il robinet, dont la bride a 0“,0i de diamètre extérieur, sert h User le manomètre vérificateur.

Ces manomètres étalons sont employés avec avantage pour les épreuves des chaudières à vapeur (337'. Ils remédient'» l'incertitude presque inévitable des résultats fonrnispar les soupapes, qui laissent souvent, par suite d'un définit de rùdage, échapper l'eau bien a\ ant que la pression ait atteint son degré maximum. Quand une rupture a lieu, ils indiquent à quelle pression elle s’est produite. En donnant constamment la pression, ils évitent qu’on ne la pousse au delà de la limite légale, ce qui est toujours dangereux pour les appareils; les soupapes, en grippant sur leur siège, peuvent ne se son te ver que sous un excès de charge.

-L'appareil ayant bien résisté , si un joint vient h manquer a une pression voisine de la pression légale, on peut considérer 1 epreuve comme satisfaisante, au lien qu'avec l'usage seul de la soupape, on est obligé de tout recommencer.

M. bourdon a construit des manomètres de son système indiquant des pressions s’élevant à 200 on 300 atmosphères, et qui trouvent leur

emploi dans la solidification des gaz (301). ??'•

Dans le manomètre de M. Deslwrdes, la vapeur agit sur une ron- , telle en caoutchouc fixée sur tout son contour aux parois du tube qui communique avec la chaudière, de manière à fermer ce tube, qui est renflé en ce point. La pression augmentant, la rondelle de caoitbefiouc se soulève en son milieu et pousse un petit piston dout la tige vient faire fléchir nnc lame d'acier qui communique le mouvement a l’aiguille, par l'intermédiaire d’un mécanisme qui augmente les amplitudes des mouvements.

M. Bourdon construit aussi des baromètres métalliques tondes sur le même principe que son manomètre. Seulement le tube est fixé au support par son milieu, et il est fermé complètement à ses extrémités. D» plus, on y a fait un vide aussi parfait que possible, à un millimètre de mercure ; d’où il résulte que, selon que la pression atmosphérique augmente ou diminue, le tube se. ferme ou s ouvre, et on profite du mouvement de ses extrémités pour faire tourner une aiguille sur un cadran barométrique. La section du tube, au lien d'être elliptique, est formée de doux ares de cercle.

I.e baromètre anéroïde de M. Vidv est le premier baromètre entièrement métallique qui a été construit. 11 est formé d’une espèce de lentille creuse en laiton , dans laquelle on a fait le vide ; les parois minces se rapprochent ou s’écartent par suite des variations de la pression de l’air extérieur, et on profite de leur oscillation pour communiquer le mouvement h une aiguille. Le tout est enferme dans une boite circulaire, dont nne face est fermée par une glace qui permet de lire sur le cadran qrte parcourt l’aiguille.

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*5f> •. DEUXIÈME PARTIE.

541 . Alimentation des chaudières à vapeur. Indicateur du niveau, de l’eau ilans ces chaudières. Toute chaudière à vapeur doit être munie d’une pompe d’alimentation bien construite et en bon état d'entretien ou de tout- autre appareil alimentaire d’un effet certain.

I njecteur automateur des chaudières à vapeur imaginé par M. Giffard.

Cet appareil ingénieux, dont M. Combes a donné la description et la théorie [Ann. des mines, 1859), ne comporte aucune pièce solide mobile ; ilest fondésurle principe de la communication latérale du mouvement des fluides. Ln tuyau qui prend de la vapeur dans la chaudière se termine par une partie conique par laquelle la vapeur s'échappe; l’extrémité du cône se termine au fond d’uno caisse dans laquelle arrive J eau d alimentation. Dans 1 axe du cône , le fond de la caisse porte un trou légèrement évasée qui se prolonge par un tuyau communiquant avec la chaudière. La vapeur, par suite de sa condensation au contact de l'eau froide, arrive avec une grande vitesse, et par suite possède une force vive suffisante pour faire pénétrer dans la chaudière nonseulement l’eau qui provient de sa condensation, mais aussi l'eau qui a servi à la condenser et qui est suffisante pour l’alimentation de la chaudière. *

La v itesse et la force vive de la vapeur dépendant de la rapidité de la condensation, on conçoit que l'appareil doit être d'autant plus puissant que l’eau d’alimentation est à une température moins élevée.

Tant que cette température n’atteint pas 40° environ, l'appareil fonctionne parfaitement; mais au delà, il laisse à désirer. 11 peut rendre de grands services pour les épuisements que nécessitent les grandes voies d’eau k bord des navires à vapeur.

Le niveau que l’eau doit avoir habituellement dans chaque chaudière est indiqué à l’extérieur pur une ligne tracée d'une manière apparente sur le corps de la chaudière ou sur le parement du fourneau, tiette ligne , que nous appellerons ligne de niveau d'eau , est d’un décimètre an moins au-dessus de la partie la plus élevée des carneaux, tubes ou conduits de la flamme et de la fumée dans le fourneau.

Eig. 6$. Chaque chaudière est pourvue d'un sifflet d’alarme (fig. 68), qui se fixe à la chaudière à l'aide d'une bride que porte le manchon FF. La tige E descend dans la chaudière et porte un flotteur. Quand le niveau de l’eau baisse de 0",05 au-dessous de la ligne de niveau d’eau, la lige E descend et permet à la vapeur de passer par le canal A ; la vapeur du canal A se rend, par les trous BD, dans le canal annulaire 11, d’où elle sort par la fente circulaire très-étroite CC, pour frapper les bords du timbreou cloche renversée DD et produire un sifflement très-aigu. Le flotteur, qui est ordinairement une pierre de liais du poids de 23 kilog. environ, et la tige E sont

CHAUDIÈRES A VAPEUR. (57

équilibrés par un contre-poids; celui-ci ainsi que son levier, qui repose sur des couteaux, sont placés dans la chaudière.

La tig. 69 représente , il l'échelle de 1/6, la disposition adoptée par M. E. Bourdon pour le sifflet d’alarme, l'indicateur de niveau et la soupape de sûreté.

A bolle en Tonie, 1 nervure» pour résister A la pression de la vapeur, flxéo sur la chaudière par une bride A 5 boulons;

O lifllet d’alarme; la soupape qui le ferme esl ramenée sur l’ouverture par un ressort A boudin ;

C levier du Rotleur; quand le niveau baisse, ce levier, par l'intermédiaire de la chaîne en cuivre c, système de Call , très-flexible , fait baisser la soupape qui ferme le sifllet ;

D levier du contre-poids du flotteur ; il est monté sur l'aie du levier C , en dehors de la caisse, et il se prolonge latéralement A la caisse par une aiguille, qui indique par sa position le niveau dans la chaudière. Avec celle disposition, le flotteur, au lieu de vaincre directement le frottement de la tige d du flotteur dans leslulllng-boi , comme cela a lieu ordinairement, le vainc par l’intermédiaire d’un levier, ce qui le rend plus sensible. M. Bourdon, en faisant l’aie du levier C à embase conique, qui s’applique contre l'intérieur de la caisse du côté qui porte le levier D, et en le poussant par son autre extrémité A l'aide d'une pointe conique qui se visse dans une plaque appliquée latéralement A la caisse, évite la bolle A étoupe ; une simple rondelle de cuir, do feutre ou d'étoupo, forme le Joint de celle plaque. La chaîne c doit être verticale quand elle ouvre la soupape du sifllet.

Dans ses derniers appareils , H. Bourdon supprime la chaîne c. La soupape qui interrompt l’arrivée de la vapeur au sifllet esl horizontale, et se prolonge A l’extérieur par une lige tirée en dehors par un ressort A boudin ; un levier extérieur, monté sur le même aie que ceux C et D , vient presser sur celle tige

quand le niveau atteint sa limite inférieure. De plus, l'embase conique de l'arbre des leviers, au lieu d'être poussée sur son siège par une vis , y esl tiré par un étrier A vis placé A l’extérieur, du côté des leviers.

E tube établissant la communication entre la chaudière cl le manomètre, ou servant A une prise quelconque de vapeur.

Outre le flotteur d’alarme, la chaudière est munie de l’un des trois appareils suivants : 1“ un flotteur ordinaire d’une mobilité suffisante; 2» un tube indicateur en verre; |3*des robinets indicateurs convenablement placés h des niveaux différents. Ces appareils indicateurs doivent, dans tous les cas, être placés en vue du chauffeur (324).

M. Lcthuiller a supprimé le stuffing-box des flotteurs, en faisant monter leur tige dans une boîte verticale en cuivre fermée supérieurement par le sifflet d’alarme. Le dessus de la lige porte un aimant en fer à cheval qui entraîne dans scs mouvements une aiguille aimantée