SU
Le diamèire du tuyau de chute de la première machine de ce est de 0-,162. La course du pistou est de 1~,95, et il s'élève el environ sept fois par minute.
Dans les machines établies dans les mines de Hongrie, du Hs l'effet utile est plus considérable que ne l'indique le tableau pr el des machines établies à Frcyberg, en Saxe, ont donné un e égalàO,70Pii,et même 0,7oPH quand les pompes mues par les r travaillaient avec toute l'eau qu'elles pouvaient contenir.
L'extrait suivant d'un mémoire publié par Juncker, dans les des mines (t. VIII, 1835), montre l'importance que peut avoir la à colonne d'eau dans l'exploilation de quelques mines.
La mine de plomb et d'argent d'Huelgoat (Finistère), part concession de PouUaouen, renferme des sources abondantes d ïitriolique. I-e gite du minerai se trouve disposé de manière les opérations d'épuisement très compliquées; mais consme le sillonné en tous sens par des vallons où coulent des ruîsseui l'aide de canaux de dérivation, ont pu 6Lre conduits jusqu'à dans lequel s'enfonce le filon métallique, il a été possible de • ce point de grandes cliutes d'eau, et même d'en augmenter la atile par le percement de longues galeries d'écoulement pa centre des travaux et débouchant dans la vallée voisine. La fc trice qu'on s'est ainsi procuréevarie avec les saisons; sa valeur i équivaut, par minute, à 23 mètres cubes d'eau tombant de 66 ce qui correspond à une puissance théorique de 337 chevaui dont une notable partie était employée à la préparation méca minerai, et une autre partie plus considérable était perdue pai vices dans la distribution et le morcellement des chutes, ou pentes esugérées dans les aqueducs et les coursiers.
Cette puissance motrice, dans l'ancien système d'éputsemen goat, mettait en jeu des roues hydrauliques échelonnées les (lessusdes autres sur le flanc de la montagne où la mine est si roues, k leur tour, transmettaient le mouvement à trois ma Hranls. Ces machines, malgré leur belle exécution, ne rendaîe effet utile de SD p. 100 de la force motrice, et leur entretien a coûtait pas moins de 40O0O francs. Ajoutons qu'en 1816, aprè^ pense de plus de 130000 francs, les trois machines réunies ne si
Wf-
plus à rèpuisement des sources; les eaux envahissaient graduellement les travaux, et Ton pouvait calculer l'époque où ce bel établissement serait inévitablement abandonné.
Juncker proposa à la compagnie de Poullaouen de renoncer entièrement aux impuissants moyens mécaniques dont elle faisait usage, et de les remplacer par des machines à colonne d*eau. Après quelques hésitations des actionnaires, la proposition fut agréée, et Juncker se rendit en Bavière pour y voir fonctionner des machines de cette espèce, construites sous la direction de Reichenbach.
La Bavière, en 1822, produisait annuellement 750000 quintaux de sel. Une partie provenait des sources et était extraite par voie d'évapo ration à l'aide des moyens connus; l'autre, tirée d'abord d'une mine située dans la vallée de Berchtesgaden, était transportée à Reichenhall, où elle subissait une purification par dissolution. Mais le transport de ce sel gemme, quoique plus avantageux que ne l'aurait été celui du combustible dans la vallée étroite et peu boisée de Berchtesgaden, était cependant fort coûteux. D'après les idées de Reichenbach, ce système fut entièrement abandonné ; c'est à l'état liquide, dans des tuyaux de conduite, et après avoir été convenablement élevé à l'aide de deux puissantes machines à colonne d'eau, que le sel est maintenant expédié par delà les montagnes abruptes, dernières ramifications des Alpes tyroliennes^ qui séparent Berchtesgaden de Reichenhall. Ainsi le bois, qui ne peut être rendu liquide, ne va plus chercher le sel; c'est, au contraire, le sel qui marche de lui-même à la rencontre du bois. Dans son trajet, l'eau salée est élevée de 1035 mètres en quatorze reprises différentes, au moyen d'un égal nombre de pompes foulantes mues par neuf machines à colonne d'eau et cinq roues à augets; l'une de ces premières machines, celle d'Illsang, marche sous l'action d'une chute d'eau de 109™,21, et refoule l'eau salée, d'un seul jet, à une hauteur verticale de 355",66; la conduite parcourue par la dissolution saline, entre la source et le point où l'évaporation s'opère , offre un développement de tuyaux d'une longueur de 109164 mètres; enfin sur divers [points l'effet utile atteint 72 p. 100 de la force motrice.
La supériorité de ce rendement sur celui que les ingénieurs Hoëll et Winterschmidt ont obtenu avec les anciennes machines à colonne d'eau, doit être attribuée aux diverses innovations de Reichenbach, dont les principales sont rangées dans l'ordre suivant par Juncker :
1° L'adoption d*un régulateur à piston , tellement construit que les colonnes d'eau se meuvent et s'arrêtent sans chocs appréciables ;
2° L'idée d'emprunter a la colonne d'eau motrice la force nécessaire pour faire agir ce régulateur avec une précision presque mathématique ;
3* L'emploi d'orifices d'admission et d'émission fort grandes, de telle sorte que la veine fluide n'éprouve plus ni contraction ni vitesses excessives;
4" La disposition qui permet de faire agir directement la puissance sur la résistance sans aucun intermédiaire de balanciers, leviers coudés, etc. ;
S** La substitution, quelle que soit la hauteur de la colonne de refoulement, d'une pompe unique à la multitude de pompes placées à divers étages dont on se servait.
L'examen minutieux de tant d^ingénieuses conceptions devait, de plus
MACHINES A ÉLEVER L'eAU.
en plus, confirmer Juncker dans sa première pensée que les n à colonne d"eaii pouvaient seules sauver les mines d'Huelgo submersion complèle dont elles étaient menacées; aussi se déci prendre irrévocablement pour guide les travaux do Reichenba on se fera une idée des immenses difficultés que Juncker eut i vaincre, si l'on songe qne la machine d'Huelgoat a une puissa digieuse, double an moins de celle de la machine d'Illsang, i dessus. En Bavière, tout se trouve établi au grand Jour, dans ui indéfini, sur un terrain solide; à Huelgoat, au contraire, la ir la pompe, les tuyaux sont placés ou plutôt suspendus dans i resserré et très profond, le long duquel se rencontrent fréqu des couches ébmileuses. Dans les éUblissements bavarois, 1' moteur est placé immédiatement au-dessus de la pompe fouli eaux salines. En Bretagne, ces deux parties de l'appareil ne être que fort éloignées verticalement, il a fallu pourvoir à. l'éc tiou des tiges très longues, et dès lors très pesantes, destinéi
Comme une machine, quelque soignée que soit sa constructi< se déranger tôt ou tard, Juncker jugea utile d'adopter deux ir pouvant marcher en même temps, sans être solidaires. Il di plus la préférence aux machines à simple effet, parce que Jeu nisme est moins compliqué; qu'elles sont plus faciles à étal maintenir dans un état parfait de stabilité, les efforts se produis; un seul sens; que les cylindres étant ouverts supérieurement, c met de visiter et graisser facilement le piston, et d'apercevoir If dres fuites. Au surplus, les garnitures de cuir durent fort lot sous la salutaire influence d'un parfait graissage; c'est ainsi que mier cuir, quoique marchant dans un cylindre neuf, a fonction dant plus de trois ans, sous une pression de 7*"", S, sans taisseï une goutte d'eau.
Le système adopté par Juncker imposait la nécessité de su l'appareil moteur dans le vide d'un puits de 330 mètres de prof à 230 mètres du fond. Le pont en fonte jeté en travers du puite lequel reposent les deux cylindres moteurs et leurs accessoin une si parfaite solidité, que la main n'y peut découvrir le i frémissement, même à l'instant où les pistons commencent à i l'impulsion de l'eau motrice.
LafigureSS représente, aul/30, la coupe verticale de l'appareil de la machine à colonne d'eau d'Huelgoat:
y cylindre principal, ouvert à sa partie supérieure;
P piston moteur;
X lige du piston, traversant le fond du cylindre par un stufTm^ se prolongeant jusqu'au fond du puits où elle commande direi le piston de la pompe élévatoire ;
0 tuyau d'arrivée ou de chute;
S tuyau d'évacuation;
HH' deuxième cylindre, dans lequel débouchent les tuyaux 0
T tubulure rectangulaire de communication entre les cylindres Y et HH';
R piston distributeur et n'gulateur. Dès qu'en descendant il commence à découvrir la tiibulure T (ce qu'indique la fîg. 85), le tuyau d'admission 0 se met en communication avec le bas du cylindre Y, et le piston P, qui est au bas de sa course, commence son ascension. Au contraire, dès qu'en retnmilant le piston R recommence à découvrir la tubulure T, le tuyau d'émission S se met en communication avec le bas du cylindre Y, et le piston P, qui était arrivé au sommet de sa course, commence à descendre, en foulant dans le tuyau S l'eau qui remplit le cylindre Y.
Le piston R est un cylindre creux en bronze, assez parfaitement tourné et rodé pour pouvoir fonctionner sans garniture.
Au milieu, sur une hauleur nn peu plus grande que celle de la tubulure T, la surface extérieure du piston R est pleine et unie; mais à cbacnn de ses bouts, sur le reste de sa hauteur, il présente huit cannelures en forme de coin, dont les têtes sont réparties uniformément sur le paurtonr de chacune des bases du piston. Les huit cannelures du haut rendent progressive l'arrivée de l'eau motrice sous le piston P au commencement de ta course ascendante de ce piston, et suppriment progressivement l'entrée de cette eau quand ce même piston arrive vers le sommet de sa course. Les huit cannelures du bas produisent le même effet pour la sortie de l'eau qui remplit le cylindre Y, quand le piston P commence à descendre, et quand il arrive vers le bas de sa course. Par cette disposition du piston régulateur R, on évite tout changement brusque d<< direction el de vitesse des parties mobiles solides et liquides; ce qui est très favorable à la conservalion de la machine et à l'effet utile rendu. Afin que les pressions de l'eau sur la surface latérale du piston R se fassent constamment équilibre, et n'engendrent pas des frottements latéraux nuisibles à la mobilité de ce piston, la tubulure T se prolonge tout autour de celui-ci, comme on le voit en T'. La largeur de la tubulure T est égale au diamètre du piston R, plus deux fois la largeur de T.
MACHINES A ÉLEVER L'EAU
1,3 hauteur totale Au piston R est au moins égale à trois leur de la tubulure T.
J piston relié par une tige rigide au piston régulateur R. ont rigoureusement leurs axes en ligne droite, et ils f mêmes mouvements. L'un et l'autre laissent toujours en découvert l'ouverture du tuyau 0, de sorte que la colonne c constamment h pleine pression sur la face supérieure du sous la face inférieure du piston J.
K cylindre fixé sur la face supérieure du piston J.
k espace annulaire séparant le cylindre K de la paroi ii cylindre II'. Cet espace peut communiquer avec le tuyau de avec celui d'émission S.
Le diamètre du pistou R étant moindre que celui du pisi grnnd que celui du cylindre K, quand la couronne k comm le tuyau de chute 0, la pression sur le piston R, plus la la base de la couronne k, moins la pression sous le piston J faire descendre l'ensemble RJK, qui est en oulre solliciti bas par son poids, et en sens contraire par les frottenienl semble et par la pression de la colonne d'évacuation S sous (On se rappelle que l'eau est foulée à 14'°, 20 de hauteur, pa dans la galerie d'écoulement ) Quand, au contraire, l'espace communique avec le tuyau S, et que par suite la pression veraent faible, la pression sous le pisloji J, moins la pre. piston R, suffît pour faire remonter l'ensemble RJK et faire delà couronne A.
Ainsi, en établissant alternativement et en temps oppor munication de la couronne k avec le tuyau de chute 0 > d'évacuation S, l'ensemble RJK descend, puis remonte, et tion du piston R du dessus au dessous et du dessous au ( tubulure T résultent les montées et les descentes successiv moteur P.
ee' cylindre vertical communiquant avee l'espace annuh tubulure o, avec le ti^yau de chute 0 par le tube a, et av d'évacuation S par le tube e".
rji ensemble analogue àcelui KJK, et établi d'après le mèr
La pression de la colonne de chute se transmet d'une n manente par le tube a entre les pistons r et j, et ne tend mettre en mouvement l'ensemble rjk, les pistons r et j même diamètre.
Le tuyau d'émission S refoulant l'eau dans la galerie d située à )i",2l) au-dessus du cylindre Y, ii en résulte une pi viron 30 kilogrammes qui agit sous le piston r. On fait équ pression en mettant en communication, d'une manière pei colonne de chute 0 avec l'espace annulaire qui entoure le i cet effet, un tube u ouvre dans cet espace annulaire et dan: des pistons r elj.
L'ensemble rji n'offre alors qu'une très faible résistance
soit de descente, soit de montée; mais sans pouvoir prendre louvement sous l'influence des pressions qu'il reçoit du li-
que le piston r est au-dossous ou au-dessus de la tubulure o, annulaire k communique avec le tuyau d'admission 0 ou avec mission S, le piston régulateur R descend on monte, et le pisiur P monte ou descend. Il s'agit donc, pour assurer le mouveîulier de la macliine, de faire venir à des instants convenables L r an-dessous, puis au-dessus de la tubulure o, et l'on conçoit ; le piston moteur Y qui doit produire ce déplacement, er articulé en r et à l'extrémité t duquel est suspendu l'ensera-
ond levier ayant son axe en s', et relié au précédent tv par la
ti culée V.
mentonnets fines à un secleur que porte l'extrémité s du le-
l'un contre une face latérale de ce secteur et l'autre contre la
osée.
6 en fer fixée au piston moteur P, et se mouvant en restant
au secteur 1, S.
cames fixées en position inverse et au moyen de vis sur les es opposées de la tringle dd', qui, à cet effet, porte une série , à l'aide desquels on peut faire varier la distance d'une came , et, par suite, faire varier la course du piston moteur. Lfis et 4 correspondent d'ailleurs respectivement au mentonnets
secteur.
le le piston moteur P, obéissant à la pression de l'eau motrice, ins son cylindre avec la tige M', la came 3 rencontrant le menl'entralne avec elle et fait monter l'ensemble rji. Mais bientôt,
de son mouvement angulaire, le mentonnet 1 échappe à la et le piston P actiève sa course pendant que la régulation te s'opère pour fermer le tuyau d'admission 0 et favoriser
tant après, le piston P redescend; mais,' cette fois, la came 3 ntre plus le mentonnet 1, qui, après son écliappement, est deimobile. C'est au contraire la came 4 qui accroche le nienton- 5uel s'était avancé vers la tringle dd' pendant que le menî'en était éloigné. Le secteur redescend, et avec lui les petits pisj, qui viennent reprendre la position indiquée par la figure 85. ment il y a nouvel échappement, et le piston P continue à desjsqu'à la limite inférieure de sa course, pendant que s'effectue ition qui a pour objet de le mettre de nouveau en rapport avec ie de chute, et lui faire commencer une nouvelle pulsation. nodérer ou accélérer autant qu'on veut la vitesse du piston rê-
R, et par suite faire varier à volonté et avec une rare précision 1 du piston moteur P pour une même position des cames 3 et 4, ours & deux robinets modérateurs, dont l'un a' est placé sur le ui donne accès à l'eau motrice dans l'espace annulaire A, et
IIICHINES A ÉLEVER L'EIC.
Vautre é sur le tube e qui permet l'évacuation de l'eau qui rer espace annulaire. Ces robinets fournissent aussi un moyen fai rftter la machine; quand, en effet, le piston R est au mille course ascensionnelle, et que sa partie non cannelée se trouve regard de la tubulure T, i! suffit de fermer le robinet é pour fi ser instantanément tout mouvement dans la machine, que l'on en marche avec autant de facilité en rouvrant le même rot obtient un résultat semblable dans la marche opposée du pis manœuvrant le robinet a'.
Comme nous l'avons dit, on peut faire varier la course du pi teur P, soit en changeant la distance qui sépare les cames 3 e sur la lige dd', soit, ce qui est préférable, en modifiant la vite régulation au moyen des robinets é et a'. De la vitesse du pisi lateur R dépend la vitesse du piston moteur P ; mais, afin de ; parfaitement maître du jeu de la machine, on a placé dans l( une valve circulaire, à l'aide de laquelle on règle la vitesse d'à l'eau motrice t p t 1 t ascensionnelle du pistoi
valve semblabl pi ë d I t j S permet de même de vitesse de des t d p t PO t ainsi maître du nombn sations decept du t pd nné.
I godet touj pi d d 1 quel vient s'engager le b béquille fixée I p t R L qui s'échappe avec peii
det I, tout autour du bout de la béquille, devient un obstacle af pour amortir sans choc le inouvement de descente du régul. coussin eu liège, maintenu par une potence à l'extérieur et i du cylindre HH', limite de même aans choc la montée du régi Z cuvette produisant pour le piston moteur P le même et godet 1 pour le régulateur. Le piston P doit, quand il est au course, laisser entièrement libre l'entrée de la tubulure T.
Les dispositions indiquées dans les deux paragraphes précéi pluUt des mesures de prudence que de nécessité absolue ; e on n'y a pas eu recours.
Si la tige d'une pompe venait à se briser, le piston P, soumis de la colonne de chute, serait soulevé jusque hors du cylin éviter tout accident, le cylindre se continue à la partie supé. une espèce de cage formée de six montants en fer reliés entr le haut par un cercle de mâme métal. Dès que le bas du piste le bord supérieur du cylindre, l'eau s'échappe latéralemen barreaux de la cage, et bientôt le piston cesse de monter dar qui lui sert de guide.
En cas de rupture, les tiges restent suspendues à des arrêl bre sui^sant, qui les empêchent de tomber avec violence a puits.
Les garnitures des pistons et des stitjîng-hox sont en génén de rondelles de cuir posées à plat, et accompagnées d'une au emboutie et forme fermeture autoclave. Le cuir de ees ronde la forme voulue, eu le soumettant h. une forte compression
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PREMiÈRK PARTIE.
moules particuliers, après Tavoir toutefois ramolli dans Teau; ensuite^ avant de le mettre en travail, on Ta fortement imprégné d'huile animale, qui a le double objet de lui faire conserver une certaine raideur dans son contact avec l'eau et d'adoucir les frottements.
Ces sortes de garnitures, excellentes sous le rapport de l'imperméabiité, durent extrêmement longtemps, surtout lorsqu'il est possible d'entretenir constamment les pièces contre lesquelles elles frottent, d'un enduit gras, obtenu par le mélange intime fait à feu doux de 6 parties^ de saindoux, 5 de suif et i d'huile d'olive ou d'huile de pied de bœuf. La consistance de ce mélange refroidi doit être celle du miel.
La conduite et l'entretien, qui coûtaient annuellement 40000 francs pour les anciennes machines, ne reviennent qu'à 5000 francs avec les machines à colonne deau.
Le mode d'épuisement d'Huclgoat, totalement renouvelé et s'étendant à la profondeur considérable de 230 mètres sous la galerie d'écoulement^ ou à 330 mètres du jour, a occasionné une dépense de 368 611 francs.
315. Machine à colonne d'eau des salines de Saint-Nicolas-Varangéville (Meurthe-et-Moselle). M. Pfetsch, directeur, afaitétablir une machine à colonne d'eau du système de Reichenbach, mais horizontale et à double effet. Elle a été construite à Bar-le-Duc, dans les ateliers de M. Dyckhofif. (Annales des mines, 1860.)
La figure 86, qui représente la coupe verticale par l'axe de la machine, permet de suivre facilement le mode de fonctionnement de cette machine, surtout si l'on a bien compris comment fonctionne la machine d'Huelgoat.
Fig. 86.
Dans la position actuelle des pistons régulateurs 0 et N, l'eau de la colonne de chute A vient par la tubulure P presser le piston moteur K de gauche à droite. La tigeJC se meut vers la droite avec le piston B,. auquel elle est fixée, et pousse le piston de la pompe.
Deux cames ou curseurs E, F fixés sur une tringle qui obéit au mou-
UAGRi:4ES A ÉLEVER L'EAU.
'vemenl de va-et-vient de la tige de la poinpc servent à régler 1 de la machine.
Dans son mouvement de gauche à droite, la came E rencontr mité (te la branche inférieure du levier CG', lequel se trouve et change la position des petits pistons H et I, de manière à a piston H à gauche de la tubulure qui établit U communicatioi cylindre parcouru par les pistons il et I, et celui qui contier ton M. Aussitôt l'eau de chute, qui, par l'ouverture K, a loujoi entre les deux pistons H et I, vieut presser sur le piston H, et de droite à gauche, ainsi que les pistons N et 0, ces trois pisti reliés entre eux par une tige commune.
Ce déplacement des pistons H, N, 0 ferme à l'eau de chute lure P et lui rend accessible la tubulure Q, par laquelle elle vi ser le piston moteur B de droite à gauche, et le ramène à sa première pour recommencer le même jeu de la machine.
Par suite du déplacement des pistons M, N, 0, l'eau qui avai poussé le piston fi en avant se rend par la tubulure P au tub< sion H.
Pendant le tour du piston B, le levier GG' est ramené dans la représentée par la figure 86 ; les pistons H et I reprennen! leur première, et l'eau de chute, qui avait porté les pistons H, N, 0 & gauche, trouvant l'ouverture S libre, s'échappe par celte Oi Alors la pression étant presque totalement soustraite sur la i piston M, le diamètre du piston N étant plus grand que celu ton 0, l'ensemble MNO est ramené dans la position représenti figure 86.
Tous les pistons se retrouvant dans la même situation qu mencement de la description, le même jeu de la machine recoi «t ainsi de suite.
La machine est assujettie sur deux grosses pièces de chêu ment reliées entre elles par de forts ferrements, et reposant sur pièces de bois transversales reposantàleur tour sur un peu Ai oerie établie au fond de la galerie.
La hauteur de chute, depuis le réservoir établi à la surface jusqu'à la machine, est de 174 mètres. Mais quand l'eau a pro effet utile dans la machine, au lieu de s'échapper librement refoulée par la machine même dans un bassin situé à li mj dessus du cylindre; ce qui réduit la chute efTective à 163 mètt
De ce bassin, l'eau douce se distribue dans les galeries pour p les entailles et se convertir en eau salée; puis revieut dans m placé près de la machine et dans lequel aboutit le tuyau d'as, La pompe foule ensuite l'eau salée à une hauteur de 87 mètres
Le piston moteur et le piston de la pompe ont O'n.SO de Comme ils exécutent 10 courses simples par minute, leur vil seconde est :
ao
L'eau dépensée étant de 14 mètres cubes par heure ou de 3888 litres^ par seconde, le travail moteur est :
