MACHINE CAIL

La société des anciens Etablissements

Cail, à Paris, construit des machines Corliss qui présentent dans la commande de la distribution de la vapeur des modifica-

tions importantes, que nous allons décrire.

Nous représentons, dans la figure 31, la machine Cail à qtiatre distributeurs. La

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Fig. 32. — Machine Cail à quatre distributeurs (distribution de la vapeur).

figure 32 donne le détail de la distribution de la vapeur.

Le lecteur reconnaîtra immédiatement, dans le dessin de cette machine, les mêmes organes que dans la machine Corliss, en particulier les quatre distributeurs VV, QQ' (fig. 32). Dans la transmission du mouvement au mécanisme de distribution de la vapeur, l'excentrique communique son mouvement par un jeu de bielles //'K, à un levier coudé boa (fig. 32, 33 et 34) fixé sur l'axe du tiroir. Sur cet axe est calé un secteur, s, portant une touche en acier, ^, et relié en q au moyen d'une tige/j/y' à un

ressort de rappel. Sur la seconde branche du levier coudé, hoa^ est articulé, en a, un doigt courbe, ac, dont l'extrémité est terminée par un cran k. Un ressort, r, maintient ce doigt constamment appuyé sur le secteur. Un petit levier, d e, est articulé au pivot d, et se termine par un butoir, \v.

L'extrémité du doigt étant fixe, dans le mouvement du point a de droite à gauche, le balancier entraînera le secteur, par l'intermédiaire du doigt, et l'admission se produira. Mais, pendant ce moment, le levier de oscille autour du point d, et le butoir, w, venant appuyer sur le secteur s, dégage

le déclic. Le ressort de rappel ramène alors instantanément le tiroir dans sa position primitive. Puisque la détente dépend de la

Fig. 33. — Machine Cail (ressort de rappel).

position relative du butoir et du secteur, il suffira de faire varier la position du point e

Fig. 34. — Machine Cail (renvoi de mouvement du ressort de rappel).

pour modifier la détente. Ce déplacement est produit par le régulateur qui actionne ce point par l'intermédiaire de la bielle ef

et des renvois de mouvement f g h commandés par la tige M, laquelle reçoit le mouvement du régulateur, par l'intermédiaire d'un renvoi d'équerre. Les obturateurs d'échappement QQ' sont commandés par des leviers O'B' qui reçoivent le mouvement des bielles L'.

L'évacuation de la vapeur se fait dans le condenseur qui se trouve placé au-dessous de la machine.

Nous appellerons l'attention du lecteur sur le ressort de rappel (fig. 34). Cet appareil est composé d'un piston étanche, susceptible de se mouvoir dans un cylindre fermé à une de ses extrémités. Quand le piston est entraîné par la tige PP' il fait le vide derrière lui ; dès que le déclenchement s'opère, il est livré à lui-même, et sollicité très énergique ment par la pression atmosphérique, il revient brusquement à sa position primitive.

Ce système est donc d'un fonctionnement des plus simples. De plus, le mouvement s'opère avec une promptitude que ne donnent jamais les ressorts métalliques, lesquels finissent par se détremper à la longue, et ne fonctionnent dès lors que d'une manière imparfaite.

Dans le cas où une rentrée d'air se produirait dans le cylindre, le fonctionnement du piston est assuré par un ressort à boudin, qui presse sur sa face antérieure.

Ce dispositif, plus ou moins modifié, est appliqué à d'autres machines; nous aurons, du reste, l'occasion de le signaler.

MACIILNE FARCOÏ A QUATRE DISTRIBUTEURS.

La machine Corliss à quatre tiroirs, que nous représentons fig. 35, est du dernier modèle construit par M. Farcot. Elle a été exécutée un grand nombre de fois, et toujours ses résultats ont été extrêmement remarqués. Nous allons indiquer comment M. Farcot est arrivé à prolonger au besoin

Fig. 36. — Détails de la machine Farcot à quatre distributeurs.

utilisant, pour le déclenchement le retour ainsi que l'aller du tiroir. Le mouvement d'enclenchement, dans la nouvelle disposition, est entièrement concentrique à l'axe du tiroir.

Le mouvement continu d'oscillation imprimé par la barre d'excentrique a au plateau b (fig. 35) est transmis par la bielle c au levier d (voir les détails de la distribution à la figure 36). Le levier d est formé de deux flasques entretoisées entre elles et folles sur l'extrémité de l'axe du tiroir d'admission; il porte, à sa partie inféi'ieure, la pédale d'enclenchement, /", constamment poussée vers l'axe du tiroir au moyen d'un ressort extérieur.

Sur le même axe du tiroir est calée une manivelle, sur laquelle agit le ressort à vapeur de fermeture, et dont le moyeu présente, entre les flasques d, un grain d'acier

correspondant au grain j de la pédale /. On comprend aisément que le tiroir se trouvera entraîné ou non dans le mouvement d'oscillation des flasques d, suivant que les grains d'acier h et j seront en prise ou non l'un avec l'autre.

Pour faire cesser cet entraînement, à un moment donné, il suffit de forcer la pédale / à s'écarter de l'axe du tiroir, en supprimant le ressort intérieur qui tend constamment à l'en rapprocher. Ce déclenchement est produit par deux cames en acier, K K', placées à l'extrémité du support de la distribution, et susceptibles de prendre diverses positions par les bielles / (coupe AB), dépendant du régulateur. Les bosses excentrées de ces cames marchant l'une vers l'autre viennent se présenter plus ou moins tôt sous l'extrémité d'un appendice latéral au doigt, m, pour écarter cette pédale de l'axe du tiroir. La came K agit directement sur le doigt m, pour amener le déclenchement pendant l'aller du tiroir, c'est-à-dire pour les petites introductions jusque vers les trois dixièmes de la course du piston et la came 1^ produit au contraire le déclenchement pendant le

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Fig. 37. — Chaudière Farcot ^coupe longitudinaluj .

retour du tiroir depuis trois dixièmes environ jusqu'à huit dixièmes de la course du piston, en agissant sur le doigt mobile intérieur ii.

Lors de l'aller du tiroir, ce doigt mobile intérieur, n, disparait dans l'excavation, m, poussé par un plan incliné latéral de la came K' des grandes introductions ; il évite ainsi la bosse de cette came, qui empêcherait l'action de la première came K. Au retour, au contraire, si le déclenchement ne s'est pas produit sur la came K par suite de la position à elle imposée par le régulateur, c'est le doigt intérieur n qui, repoussé brusquement de son logement par un ressort, vient se présenter derrière la bosse de la came K, pour déclencher à son tour, plus ou moins tôt, aux grandes introductions.

Les deux doigts m et n sont en acier, comme les cames elles-mêmes.

La disposition spéciale de l'une des cames empêche tout emportement de la machine, en cas d'accident arrivé au régulateur. Car, en admettant que, pour une cause quelconque, le régulateur s'arrête et tombe en bas de sa course, la machine, au lieu de s'emporter, s'arrête, par la suppression d'introduction de vapeur, et prévient ainsi son conducteur.

Ajoutons que la machine Farcot présente des espaces morts extrêmement faibles grâce à la disposition des orifices d'admission et d'échappemciit qui sont pratiqués dans les couvercles du cylindre.

Pour fournir la vapeur à ses machines,

M. Farcot fait usage de chaudières d'une disposition particulière, très avantageuse sous le double rapport de l'économie du combustible et de la facilité de conduite.

Nous représentons cette chaudière, en coupe, dans la figure 37.

On voit que M. Farcot a réuni dans ce générateur le système à tubes de fumée et le système à bouilleurs .

Le foyer est à retour de flamme ; il y a des réservoirs d'eau superposés et un faisceau tubulaire.

MACHINE CORLISS DU GKEUSOT.

Les machines que construit l'usine du Creusot sont du dernier type de M. Corliss. Ces machines comportent, par conséquent, tous les perfectionnements qui ont fait l'objet des derniers brevets accordés à M. Corliss.

Nous commencerons par donner un aperçu rapide des dispositions générales de la machine, représentée par les figures 38 et 39; nous indiquerons ensuite les détails de construction.

La machine est à quatre distributeurs. Les obturateurs d'admission sont disposés à la partie supérieure, et ceux d'émission à la partie inférieure, de façon à réaliser la séparation des organes d'entrée et de sortie de la vapeur, et à assurer le drainage régulier de l'eau amenée par la vapeur ou condensée dans le cylindre.

Un seul excentrique entraîne toute la distribution. Les nouvelles dispositions cinématiques, très simples, adoptées pour la commande des obturateurs, produisent une ouverture excessivement rapide des orifices d'admis-

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sion de vapeur ou d'échappement, et évitent ainsi tout laminage de la vapeur pendant les périodes d'admission, et toute contrepression pendant les périodes d'échappement.

La fermeture des orifices d'admission s'opère presque instantanément, sous l'action d'un déclic et d'un appareil de rappel, composé simplement d'un piston pneumatique; ce piston, entraîné par l'excentrique pendant l'ouverture de l'orifice, est ramené brusquement à sa position inférieure par la pression atmosphérique au moment où s'effectue le déclenchement.

La durée des périodes d'admission de vapeur, variable dans de très grandes limites, est déterminée par la position d'un régulatour 5. force centrifuge. Celui-ci agit, sans aucun effort, par l'intermédiaire d'une came double, de profil spécial, sur le mécanisme de déclenchement, et assure une vitesse constante à la machine, malgré toutes les variations (lu travail résistant.

La forme des cames actionnant le déclic permet d'obtenir de très grandes variations de la puissance des machines avec de très petits (1 ('placements des boules du régulateur. Dans ces conditions il n'y avait plus à chercher, au moyen de dispositions compli- ; quées, à réaliser l'isochronismc '< du régulateur, mais il devenait nécessaire de s'opposer à une trop \ grande rapidité dactioii de cet organe. C'est ce qui a été obtenu à l'aide d'un frein à huile, réglable à la main.

En cas d'arrêt accidentel du régulateur, produit par exemple par la chute ou la

rupture de la courroie qui le commande, celui-ci descend immédiatement à sa position inférieure d; par une disposition par-

ticulière de la came de commande des déclics, la machine, au lieu de s'emporter, comme cela se produit dans presque tous

Fig. 40. — Machine Corliss du Creusot (coupe du cylindre).

les autres moteurs, est rapidement arrêtée, par la cessation complète de l'admission de la vapeur dans le cylindre ; de cette façon tous les accidents possibles sont évités, aussi bien à la machine elle-même qu'aux engins qu'elle conduit, et aux personnes travaillant dans le voisinage.

Le cylindre est muni d'une enveloppe de vapeur, avec purgeur automatique, et d'une garniture de tôle à l'extérieur.

L'excentrique de commande de la distribution peut être débrayé, le mécanisme étant alors aisément manœuvré à la main, il est possible de mai'cher en avant et en arrière et d'aider ainsi

à la mise en marche de la machine.

he condenseur est placé à l'arrière du cylindre à vapeur, et sur le même plan horizontal ; la pompe à air, à piston plongeur et à simple efTet, est commandée directement par le prolongement de la tige du piston à vapeur. Cette disposition a pour but de rendre le travail absorbé par la pompe le plus petit possible, et de faciliter l'entretien. Les clapets d'aspiration et de refoulement sont logés à la partie supérieure du condenseur. Formés de rondelles minces en cuivre phosphoreux battant sur des sièges en bronze, ils sont guidés, sans

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aucun frottement pendant leur levée, par des ressorts liéliçoïdaux, également en cuivre phosphoreux, servant aussi à les rappeler brusquement sur leurs sièges.

Ces clapets réalisent un très grand perfectionnement sur les clapets en caoutchouc ; leur grande durée simplifie considérablement l'entretien ; par leur nature, ils permettent d'opérer la condensation à une température élevée, ce qui n'est pas possible avec les clapets en caoutchouc, et ce qui est pourtant important pour le cas où l'on est limité dans la dépense de l'eau d'injection : enfin, avec ces clapets, dont la masse en mouvement est très faible, et la disposition du condenseur, la pompe à air peut fonctionner &ans chocs à une très grande vitesse.

Des plateaux ménagés à la partie supérieure du condenseur permettent une visite facile des clapets. Tous les conduits d'arrivée de vapeur, d'eau d'injection et d'évacuation, sont logés à l'intérieur du condenseur et venus de fonte avec lui.

Le condenseur est muni d'un robinet spécial, avec cadran indicateur, qui permet de proportionner exactement la quantité d'eau d'injection au poids de vapeur consommé dans le cylindre, en se basant, pour cela, sur les indications d'un baromètre et d'un thermomètre, qui donnent constamment la pression dans le condenseur et la température de l'eau d'évacuation. Des tubulures sont ménagées à la partie inférieure, pour le remplissage et la vidange du condenseur.

La figure 40 représente une coupe de la machine par l'axe du cylindre.

La vapeur est amenée des chaudières, par le tuyau en fonte, I, qui aboutit à la boîte S. Celle-ci renferme une soupape à lanterne, en bronze, qui établit la communication avec les tubulures d'admission, par l'intermédiaire des coudes V. La tige de la soupape se termine par un volant à main, elle

est filetée sur une partie de sa longueur et l'écrou qui lui correspond est maintenu dans une arcade, fixée elle-même sous la boîte S.

Les conduits d'introduction sont garantis contre les refroidissements extérieurs, par une double enveloppe en fonte. Y', de 6 millimètres d'épaisseur et emprisonnant une couche d'air qui ne peut se renouveler.

Le cylindre (fig. 40) est doublé d'une

Fig. 41. — Machine Corliss du Creusot (détail de la distribution de vapeur).

enveloppe concentrique, de 25 millimètres d'épaisseur, laissant entre elle et le cylindre un intervalle de 20 millimètres en communication avec l'une des tubulures d'introduction de vapeur par une soupape à volant S'. Les fonds creux sont également remplis de A^apeur, dont la purge s'effectue par les tuyaux K et K' qui aboutissent, ainsi que le tuyau K2, à un purgeur automatique. Enfin une dernière enveloppe, en tole, a pour but, en emprisonnant une couche d'air, de ré-

duire encore la déperdition de la chaleur par les parois du cylindre.

Les obturateurs (fig. 40 et 41) sont en fonte, ils ont une longueur totale de 56S millimètres. Ceux d'admission a et a! ont en section transversale la forme d'un rail, dont le patin, au lieu d'être plat, serait arrondi suivant un arc de cercle de 140 millimètres, ils sont terminés par deux disques circulaires, dont une partie de la circonférence aurait été enlevée et remplacée par une partie semblable a} en bronze ; chacun de ces tasseaux, que l'on peut remplacer facilement lorsqu'ils sont usés, porte une queue ou douille glissant dans un évidement de l'obturateur, que l'on voit sur la figure 40 ; un ressort à boudin logé dans cette douille a pour effet de repousser le tasseau et d'appliquer exactement l'obturateur sur son siège. La lubrification se fait au moyen de graisseurs G rapportés sur les tubulures d'introduction.

Les obturateurs d'échappement e, e' présentent des dispositions analogues, seule- "jnent leur section est celle d'un demi-cylindre creux.

Chacun de ces quatre obturateurs a son extrémité emmanchée dans une mortaise appartenant à l'axe de commande correspondant, lequel reçoit un mouvement de rotation alternatif comme nous l'expliquerons plus loin. Cette disposition assure la fixité des axes avant et arrière des distributeurs, tout en laissant à ceux-ci la faculté de suivre le jeu résultant de l'usure.

Les axes de commande des obturateurs traversent des garnitures métalliques qui remplacent les presse-étoupes et dont l'étanchéité est parfaite. Ce qui fait l'intérêt de cette machine, c'est surtout le mode de fermeture des obturateurs d'admission.

Reportons-nous à la[]figure 41 qui représente l'ensemble de la commande des obturateurs d'avant.

La tige t commandée par l'excentrique actionne le levier L qui transmet son mou-

vement aulevier à deux branches N, par l'intermédiaire de la bielle A ; ce levier est monté fou sur l'axe du distributeur: à l'une des extrémités de ce levier, en S, est articulée une touche d'acier qui entraine un couteau fixé à l'extrémité d'une came clavetée sur l'axe de l'obturateur ; cette touche est réunie à une fourchette dont les deux branches sont reliées par un axe en acier susceptible de se déplacer dans une coulisse g articulée elle-même à la partie inférieure d'un levier D. Cette coulisse est munie d'un arrêt qui, à une certaine période du mouvement d'oscillation du levier, N, force la touche à abandonner le couteau contre lequel un ressort presse la fourchette.

La came à couteau qui est, comme nous l'avons dit, clavetée sur l'axe de l'obturateur, est rappelée constamment par le ressort atmosphérique, P, par l'intermédiaire de la bielle A'.

Le levier d, qui oscille autour d'un axe fixé sur le cylindre de la machine, est réuni en G, à la tringle b commandée par le régulateur.

Dans la position de la figure 41 , la bielle de connexion A se trouve au point mort supérieur et la touche vient s'engager sous le couteau. Lorsque la bielle descendra, le balancier N oscillera, la touche se relèvera entraînant avec elle la came à couteau, ce qui détermine l'ouverture de l'orifice d'admission. Pendant toute la période d'entraînement, la touche est maintenue par le couteau contre le ressort. L'axe de la fourchette participe au mouvement de rotation, mais il arrive un instant où, la rotation continuant, cet axe vient buter contre l'arrêt de la coulisse, et fait déclencher le couteau. Le balancier de la commande N est alors ramené à la position initiale par la bielle de rappel A.

On voit que la durée d'ouverture du distributeur d'admission dépend de la distance qui existe entre l'axe de la fourchette et

SUPPLÉMENT A LA

MACHINE A VAPEUR

l'arrêt correspondant, au moment de l'enclenchement. La tige b, commandée par le régulateur, a pour effet de rapprocher ou d'éloigner le taquet de l'axe de la fourchette. Le déclenchement aura donc lieu plus tôt ou plus tard, et par conséquent la durée d'ouverture du distributeur d'admission sera augmentée ou diminuée.