POMPES ÉLÉVATOIRES

L'épuisement des avaleresses se fait uniquement avec les pompes élévatoires, qui seules peuvent être suspen-

dues dans le puits, et progressivement descendues à mesure que ce puits s'approfondit.

Les pompes que Ton emploie pour ces épuisements sont de grands diamètres, 0~,50, 0",70 et 0",80; elles obstruent la section du puits à tel point, que Ton a été souvent obligé, pour tenir tête à ces énormes venues d'eau , de creuser deux fosses Tune à côté de l'autre, uniquement pour pouvoir placer les moyens d'épuisement. C'est ainsi que la Compagnie d'Anzin dut opérer pour son avaleresse de Saint-Saulve. Dans un premier puits, on plaça quatre pompes de 0",70 de diamètre et de 3 mètres de course fournissant 34 mètres cubes par minute; dans un second puits, situé à une vingtaine de mètres de distance, deux pompes, de 0",70, avec course de 2 mètres, fournissaient 14 mètres cubes par minute.

On enlevait ainsi simultanément par ces deux puits 48 mètres cubes par minute, soit 2,880 par heure, et 69,120 par jour.

La planche LVII représente les pompes élévatoires de 0",70 de diamètre et de 3 mètres de course employées à cette avaleresse de Saint-Saulve, et postérieurement à celle de Vendin-lez-Béthune , dans le Pas-de-Calais, dont le creusement rencontra des difficultés analogues.

Le corps de pompe est suspendu par un collier a b, figures 1 et 2, soutenu par des tirants en fer et bois qui se terminent par deux vis de 0",10 de diamètre, filetées sur 4 mètres de longueur. Les écrous de ces deux vis c dy appuyés sur une pièce transversale placée à l'orifice du puits, servent à descendre ou remonter le

corps de pompe. Ce corps est un tuyau en fonte composé de trois parties boulonnées; les tuyaux élévatoires de la colonne, ainsi que les tuyaux d'aspiration, sont en tôle.

La figure 3 donne le détail des tiges en bois, platinées en fer, avec emmanchements à tenons et mortaises. Cet emmanchement, m m, sert à relier les tiges, à mesure qu'on les place pour descendre la pompe.

Un emmanchement analogue est placé au-dessus du piston, figure 1, de telle sorte qu'on puisse rapidement démonter ce piston lorsqu'il a besoin de réparations, et le remplacer par un autre.

La disposition des soupapes placées sur le piston et sur le clapet est à remarquer, parce qu'elle indique les difficultés que rencontre la construction de ces pièces pour les grands diamètres. Voici sur quelles idées est basée cette construction: une longue pratique a démontré que les clapets les plus sûrs et les plus faciles à entretenir et réparer sont ceux danslesquelsle cuir joue le double rôle de charnière et de joint battant. Ces clapets en cuir sont d'un usage plus commode que les clapets métalliques, du moins dans les pompes élévatoires où ils sont exposés à des chocs violents. Mais lorsqu'ils ont de trop grandes dimensions, les cuirs sont promptement déchirés et arrachés; on évite cet inconvénient en divisant la surface du clapet et la couvrant d'une série de soupapes réduites aux dimensions les plus favorables à la conservation des cuirs. On remarquera également que les charnières, dans ce modèle, figures 4 et 5, sont

placées à la circonférence, de sorte que lorsque les soupapes livrent passage à la colonne d eau aspirée à travers le clapet ou refoulée à travers le piston, cette colonne deau monte en suivant Taxe du système, et n'est pas brisée contre les parois des pompes et tuyaux, ce qui, dans beaucoup de cas, tend à créer des frottements et À ralentir l'ascension.

Ces détails de construction peuvent paraître minutieux, et pourtant la question du perfectionnement est là tout entière. Telle avaleresse réussira ou échouera, suivant Toutillage qui sera employé.

On a donc cherché à perfectionner encore, du moins pour certains cas spéciaux. Ainsi, on a reproché au elapet représenté planche LVII de permettre TaccumulalioQ des sables derrière les charnières^ à tel point que la marche peut se trouver quelquefois embarrassée et compromise. Il est facile de remédier à cet inconvénient en plaçant un robinet purgeur au niveau de ces charnières et rouvrant de temps en temps, de manière à chasser les sables. Cependant on a employé pour le fonçage des avaleresses, dans la Ruhr, un matériel qui diffère du précédent et à l'aide duquel on a surmonté les obstacles les plus complexes.

Ce matériel, pistons et clapets, est spécifié par les planches LIX et LX, qui donnent tous les détails de construction pour les pompes élévatoires de 0^80 de diamètre, employées par M. Detillieux dans Favaleresse de Gelsenkirche.

Les eaux étaient à la fois très-abondantes et sablon-

neuses; elles onl dû être dominées par les pompes, jusqu'à la profondeur de 105 mètres, à laquelle il fut possible de les arrêter par deux picotages placés, le premier, dans des marnes crétacées, et le second dans le terrain houiller lui même.

Le corps de pompe de 0~,80 de diamètre et de 3 mètres de course était suspendu de même par un collier, figure 5. à deux tiges latérales. Le piston et le clapet employés pour les eaux chargées de sables étaient du système dit Letestu, c'est-à-dire composés d'une sorte d'entonnoir percé de trous, sur lequel reposait un cuir conique fixé par une tige centrale, de manière à faire fonction de soupape.

Le piston, figures 1, 2, 3 et 4, diffère d'une manière notable du piston Letestu employé pour les pompes ordinaires. Il porte deux cuirs, l'un conique et destiné à jouer le rôle de soupape; l'autre formant une couronne fixée à la circonférence par dix-huit petits boulons, et destinée à faire le joint avec le corps de pompe.

Cette couronne s'use très-rapidement lorsque les eaux sont chargées de sable, et souvent un cuir est détruit en moins d'une journée; si cette partie n'avait formé qu'une seule pièce avec le cuir conique, il en serait résulté à chaque changement une perte d'environ 60 francs.

Le piston est fixé à la tige par un ajustement à traits de Jupiter maintenu par une bague conique ; il peut être démonté et remplacé très-rapidement.

CoDstniit dans ces conditions, le piston a été d un ficellent osaee. et M. Detillieux lui attribue en grande partie le succès de son ayaleresse creusée dans les conditions les plus difficiles.

Le clapet représenté planche LIX, figures 1, 2 et 3, est constmit dans le même système; il est contenu dans une chapelle percée d'une porte qui permet d aller le visiter, mais il s'enlève par le haut au moyen d*ane anse facile à saisir.

Ces pistons et clapets, quel que fût le soin avec lequel on avait étudié les détails de leur construction, ne purent satisfaire à toutes les circonstances du fonçage. Ainsi, lorsqu'on faisait les picotages, les éclats et fragments de bois qui tombaient dans Teau étaient aspirés par les pompes et allaient s'engager dans les ouvertures du clapet et du piston, de manière à en empêcher le fonctionnement. On fut obligé de remplacer le système Letestu par un système de clapets avec quatre soupapes à charnières, représenté planche LIX, figures 4, 5 et 6. Le piston fut également remplacé par un autre avec soupapes à charnières; mais dès que les picotages étaient terminés, on reprenait le système Letestu, qui exigeait des réparations beaucoup moins fréquentes.

Lorsqu'on fait le projet et le devis d'un matériel pour le fonçage d'une avaleresse, on ne saurait trop recommander d'établir ce matériel sur les bases les plus larges, et de telle sorte que l'appareil soit autant que possible double, afin que dans le cas d'accident sur

une partie on puisse continuer à fonctionner avec l'autre. En montant, par exemple, deux colonnes et deux machines distinctes, on dépensera sans doute beaucoup plus en frais d'installation, mais on regagnera cette première dépense par la sûreté et la continuilé da service.

A ijelsenkirche, latelier de fonçage se composait de cinquante-cinq à soixante ouvriers, mineurs, mécaniciens, ajusteurs, manœuvres , etc... La dépense en personnel, charbon, fer, bois, cuirs, huiles et consommations de toute espèce était en moyenne de ^,000 francs par mois, soit 700 francs par jour.

Lorsqu'il fallait changer le clapet et le piston de pompe, le service était interrompu, Teau montait, et il fallait ensuite le temps de la remettre à plat; il en résultait pour le travail du fond un chômage de vingtquatre à vingt-huit heures, c est-à-dire que ce changement coûtait plus de 700 francs. Un accident, tel que la rupture d'une tige de piston, exigeait de trois à quatre jours d'interruption; c'était une dépense de 3»000 francs au moins. En repassant les comptes du font^^age, on voit que la dépense principale n'était pas mile du travail utile, mais celle qui résultait de la n^pa ration des accidents de toute nature et des chômoiç^'s: de telle sorte que l'opinion de M. Detillieux t4mk que» s il avait consacré 100,000 francs de plus en imis de premier établissement, il aurait pu gagner bunucoup de temps et réaliser par conséquent une mud» liicoQomie sur la dépense totale du fonçage, in-

dépendamment de tous les avantages qui seraient résultés d'une exécution plus prompte.

Lorsqu'on établit des épuisements définitifs, les pompes élévatoires se trouvent dans des conditions de stabilité qui permettent d employer des pistons dont la première condition n'est plus ce changement rapide. Les pompes n'ont plus en général d'aussi grands diamètres; la planche LVIII représente un clapet et un piston creux employés à Saint-Etienne pour des diamètres courants de 0'",35 à O^.ôO. Les soupapes sont seulement au nombre de deux; leurs charnières sont métalliques, exactement ajustées, avec heurtoirs qui en limitent la course. Les joints s'obtiennent toujours de préférence avec le cuir.

Le piston, figures 4, 5 et 6, porte deux soupapes de même construction. Le joint de frottement avec le corps de pompe s'obtient par une série de rondelles inclinées, superposées et serrées par une couronne boulonnée en dessous. Dans ces conditions de construction solide, les pistons et les clapets sont plus difficiles à réparer, mais ils durent au moins quinze jours et souvent plus d'un mois sans avoir besoin d'être changés.

Lorsque Tes pompes ont un très-grand diamètre, on doit avoir recours à tous les moyens qui peuvent augmenter la solidité et la durée des soupapes et des joints. On en trouvera un exemple dans l'étude de la pompe élévatoirc de la mine du Bleiberg, planche LXII, dont les conditions d'épuisement ont exigé des pompes de 1 mètre de diamètre.

La pompe éléyatoire de Bleiberg, planche LXII, construite pour une hauteur d'action de 22 mètres, a 1 mètre de diamètre. Le piston, ayant une base de 0"*,7854, doit par conséquent porter une charge de 17,000 kilogrammes.

Avec de pareilles dimensions, les épaisseurs de fonte, lors même qu'on les porte à 0",05, deviennent insuffisantes pour les chapelles qui sont exposées à des chocs et des coups de bélier d une grande violence. On a donc conservé partout la forme cylindrique, et Ton s'est borné à percer la chapelle d'un trou d'homme autoclave, qui permet d'entrer dans la pompe et de visiter le clapet.

Le corps de pompe est un tuyau en fonte alésé et doublé à l'intérieur d'un tube en bronze; il a 3",45 de hauteur et permet au piston une course de 2",85.

Le piston est percé de huit ouvertures triangulaires recouvertes de quatre doubles soupapes. Ces huit soupapes présentent à l'aspiration une surface évidée d'environ 3,000 centimètres carrés sur 7,854 C\ surface totale du piston. Cette proportion, qui serait trop faible pour les petits diamètres, est suffisante pour celui de 1 mètre.

Le joint à la circonférence est obtenu par un cuir embouti, dont la base est serrée contre la partie conique du piston par une bague en fer forgé. La hauteur de frottement du cuir est de 0",06, et, la circonférence étant de 3",1416, la surface comprimée est de 1,884 C^ sous la pression de la colonne d'eau supportée par le piston.

Le clapet est une application de la soupape d'Hornblower, dont la construciion présente quelques particularités intéressantes.

Les joints entre la cloche mobile et le siège fixe sont obtenus par deux bagues en bronze ayant une largeur d'environ 0'°,05. La zone mesurée par la projection du cercle de contact intérieur et du cercle de contact extérieur, 0™,940 — 0'",560, présente une surface de 4,476 CK Cest la surface sur laquelle s exerce le vide, lorsque le piston monte. La contre-pression atmosphérique en irertu de laquelle la cloche est soulevée s exerce sur la zone annulaire intérieure aux contacts, 0",864— 0",660, dont la surface est 2,441 C\

La cloche mobile de la soupape pèse 230 kilogrammes. Pour conserver la précision des joints, on a employé un moyen très-ingénieux. Les nervures qui consolident la zone horizontale de la cloche mobile avec la partie cylindrique sont obliques, de telle sorte qu à chaque soulèvement de la cloche il se produit un petit déplacement latéral. Ce déplacement promène les zones de contact les unes sur les autres et détermine ainsi une sorte de rodage constant qui conserve les joints.

Le siège fixe B'B' présente un cercle de 0",56 au vide produit dans le corps de pompe ; c est-à-dire que son soulèvement peut être considéré comme sollicité par un effort de 2,460 kilogrammes. Son poids considérable ne suffirait donc pas pour s'opposera un déplacement; il a du être consolidé par une tringle verticale D, arrêtée à la base de Taspirateur.

La tige doit supporter è sa levée un effort de traction estimé à

Colonne d'eau sur le piston 17,000 kilogrammes.

Poids de la tige et du piston 3,227

Frottements du piston estimés. . . i ,424

Total 2 i ,651 kilogrammes.

La section transversale de cette tige est de 900 C* ; elle supporte donc un effort d'environ 24 kilogrammes par centimètre carré, effort auquel suffiraient les platines en fer dont elle est armée sur toute sa longueur.