POMPES FOULANTES

Lorsqu'on établit une colonne d'épuisement définitive, les pompes foulantes en sont les éléments essentiels et ceux qui ont le plus besoin d'étude. Une pompe élévatoire est en effet dans les meilleures conditions pour élever l'eau, et, lorsqu'elle est bien établie, son rendement est môme supérieur au débit théorique. Les pompes foulantes, qui élèvent, au contraire, l'eau par la descente du piston, sont dans des conditions bien plus difficiles; l'eau est refoulée en faisant deux coudes, et pour que le débit effectif soit égal au rendement théorique, il faut que l'aspiration ait été complète, qu'il n'y ait pas d'air dans le corps de pompe et que les joints ne permettent aucune fuite.

La construction ordinairement adoptée est celle de

la pompe à plongeur, planche LYIII, figures 7 et 8. Cette pompe a 0",55 de diamètre et 3 mètres de course; elle a été construite par Daglish, du Lancashire, pour les mines de lignite de Fuvéau, et présente dans ses détails de construction quelques perfectionnements intéressants.

Le piston plongeur a la forme d'un tube tourné, fermé par son extrémité ; il est en bronze, lorsque les eaux sont corrosives. Ce piston passe à travers un stuffîng-box serré par trois boulons. Le corps de pompe est monté sur une chapelle contenant le clapet d'aspiration et communiquant par une tubulure avec la colonne de refoulement. Le clapet de refoulement est, comme celui d'aspiration, à deux soupapes métalliques avec charnières à la circonférence. Ces clapets sont en bronze et simplement posés sur le siège de la chapelle, de telle sorte qu on miisse les retirer et les remplacer en ouvrant les portes des chapelles (planche LVIII).

L'aspiration est, comme on le voit, très-courte et sans rétrécissement de section dans les tuyaux, de sorte qu elle soit aussi sûre et aussi complète que possible.

Les chapelles sont renforcées par des nervures, ainsi que les portes dont on remarquera la forme à fond courbe et rentrant, figure 8, de telle sorte que la section parcourue par la colonne d'eau reste toujours cylindrique, et ne présente pas ces rentrées et ces saillies qui donnent lieu à des chocs.

La tubulure, qui porte la chapelle de refoulement, est fermée par un fond solide et repose sur un tuyau

qui vient se boulonner sur une plaque de fondation, et qui reçoit également la prise d'eau renflée et percée de trous de Taspiration.

La chapelle de refoulement sert ainsi de base à la colonne composée de tuyaux en fonte à brides tournées et à joints rentrants. Au bas de cette colonne, on remarquera que le premier tuyau a reçu une fourrure alésée en bronze et un siège de clapet mis en place sur le plan. Un clapet mobile, à anse, se descend à volonté, de manière à transformer le premier tuyau en corps travaillant en y descendant un piston. On peut ainsi, dans le cas où une pompe foulante se trouverait noyée, transformer une colonne foulante en colonne élévatoire et abaisser le niveau des eaux jusqua ce que la pompe foulante puisse être elle-même émergée et mise en marche.

La pompe de Bleiberg, planche LXIII, à plongeur de 1 mètre de diamètre et 2",85 de course, résume et met en évidence, en les exagérant, toutes les difficultés que présente la construction des pompes foulantes.

Cette pompe, dont la coupe, planche LXII, figure % indique la disposition en plan, repose sur un soubassement qui lui sert de fond et la réunit à la colonne de refoulement. Ce soubassement permet de poser l'ensemble sur la surface plane de la charpente montée dans le puits pour la recevoir.

Le corps dç pompe est en deux pièces. La partie supérieure est un cylindre qui porte le stuffing-box et la partie inférieure réunit le corps de pompe avec la cha-

pelle du clapet d aspiration. Cette chapelle sert ellemême de support à une seconde dans laquelle se trouve le clapet de refoulement. Les deux clapets sont du système Hornblower, mais leurs dimensions sont inégales, le clapet de refoulement étant sensiblement plus grand que le clapet d aspiration.

Les deux sièges fixes sont reliés entre eux de telle sorte que les pressions qu'ils subissent s équilibrent, et que leur poids suffise pour empêcher tout déplacement.

On remarquera que Vespace nuisible est plus considérable dans cette pompe que dans le système élévatoire; il n'en peut être autrement, les pièces étant aussi rapprochées que possible. Le volume, Vair contenu dans ces espaces nuisibles est de 2,700 litres, tandis que le déplacement produit par la levée du plongeur n'est que de 2,230 litres. La pression sur la soupape, après la levée du plongeur, sera donc encore égale à 0,56. Or, la zone sur laquelle s exerce cette pression déterminée par la différence des rayons, 51 — 32, a pour surface 4,995 centimètres carrés; ce qui fait 2,797 kilogrammes; ajoutant 230 kilogrammes, poids du clapet, le total est de 3,027 kilogrammes qui s'opposent à la levée.

Cette levée du clapet est sollicitée par la pression atmosphérique qui s'exerce sur la zone ayant pour largeur la différence des rayons 48,85 — 37, soit une surface de 3,063 O X 1*''',03 = 3, 154 kilogrammes. La pompe n'étant pas amorcée, ce n'est qu'à la fin de Tas-

cension du plongeur que cette soupape se lèvera, et la mise en train serait très-difficile si Ton n'avait eu soin de surélever la colonne d aspiration au-dessus du clapet. Pour le refoulement, la soupape supérieure est comprimée sur son siège par une colonne d'eau de S^^'^TO par centimètre carré. La zone comprimée a pour surface 6,538 C*. La pression qui s'oppose à la levée est donc 24,170 kilogrammes. Pour surmonter cette pression, l'effort s'exerce sur une surface qui n'a que 3,633 centimètres carrés. La pression sera donc ^ ' ^ — 6*''',60

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par centimètre carré.

Ces différences considérables de pression réagissent sur les parois des chapelles, et dans la pompe de Bleiberg on s'est appliqué à conserver la forme cylindrique pour toutes les parties qui y sont exposées. C est pour cela certainement qu'on s'est contenté de percer les chapelles de petits trous d'homme à fermeture autoclave, au lieu d'adopter les formes planes qui exigent des nervures et des épaisseurs de fonte plus considérables. Ces différences de pression auraient pu d'ailleurs être réduites en diminuant la largeur des bagues de contact et ces clapets n'eussent peut-être pas soulevé les critiques dont ils ont été l'objet.

On doit remarquer, en effet, que les mêmes effets se produisent pour tous les clapets. Comme il faut des surfaces de recouvrement, la pression exercée en dessus par la colonne d'eau, s'exerce toujours sur une surface plus considérable que celle qui reçoit l'effort de

— Î59 — Teau refoulée; de telle sorte que les chapelles soumises à ces pressions et aux chocs qui les accompagnent se brisent souvent sans qu'on se rende compte au premier abord des causes qui produisent ces accidents.

Supposons qu'on substitue à la soupape Hornblower les clapets divisés comme ceux du piston de la pompe élévatoire. Chacun des huit trous qui traversent le piston présente un développement de 85 centimètres ; si nous admettons 0",025 de recouvrement, ce qui n est pas trop pour ces dimensions, chaque clapefprésentera 215 centimètres de recouvrement, et pour les 45 clapets, ce sera encore 1,820 C* de différence entre les surfaces comprimées du dessus et celles qui reçoivent l'action soulevante du dessous. Or, il serait facile de ramener à ce chiffre les différences que présente la soupape d'Hornblower.

Le piston plongeur est boulonné sur une traverse en

fonte, qui est ellemôme fixée aux deux tiges motrices.

Ces deuï tiges descendent de chaque côté de la pompe

et constituent la maîtresse tige qui descend du jour

jusqu'à la pompe élévatoire. Chacune de ces tiges est

formée par la réunion de deux chevirons et présente un

équarrissage de 0^,68 sur 0",30.

Ces pièces sont platinées sur les quatre faces, par des fers méplats, de 0™,15 de largeur sur 0'",25 d'épaisseur. Les bandes de fer ne sont pas simplement juxtaposées bout à bouf; à chaque reprise elles se doublent et sont assemblées de manière à constituer un platinage continu et solidaire sur toute la hauteur. L' équarrissage

total des bois de la maîtresse tige est ainsi de 0^,68 sur O'^yGO, et celui des fers de 0"45 sur O'.SO, masse qui se trouve augmentée par les ferrures supplémentaires, les entretoises» et par un remplissage en bois qui, vers Torifice du puits, réunit les deux tiges.

Tout cet attirail a un poids bien supérieur à celui de la colonne d'eau refoulée, et, pour en compléter l'équilibre, deux contre-balanciers sont attelés à la maîtresse tige vers Forifice du puits. Un de ces contre-balanciers^ est vu debout sur Télévation de la machine motrice,^ planche LXX; sa construction est d'ailleurs la mèm^ que celle du balancier moteur.