POMPES A EAU

( Planche 37. )

405. Tracé géométrique. — Nous avons indiqué dans les notes et cakob qui précèdent, les différents systèmes de pompes et les dimensions qa*Q convient de leur donner suivant la quantité d'eau qu'elles doivent fournir; Doai allons entrer dans des explications plus complètes, au sujet de leur constroo*

lion, de leur jea et de leur travail. Nous avons choisi de préférence une pompe aspirante et foulante dans laquelle le jet est à peu près continu, quoique sa construction soit analogue à celle d*une pon[y)e dite à simple effet.

La Gg. l'*, pi. 37, représente une section verticale faite par Taxe de cette pompe. Elle consiste en un corps cylindrique en fonte A , alésé dans la plus grande partie de sa longueur et reposant sur un socle à nervures B, fonda avec la tubulure inférieure C. Ce socle est assujéti soit par des pièces de charpente D, avec lesquelles il est boulonné, soit sur une maçonnerie. Il renferme le siège à clapet £ , qui se compose d*un cadre rectangulaire double traversé à son milieu par une cloison élevée a , de manière à présenter deux plans inclinés sur lesquels viennent s'asseoir les clapets en bronze F, lorsqu'ils se ferment. La tubulure C terminée par une bride reçoit le tuyau d'aspiration qui plonge dans le puisard. Vers la partie supérieure du corps de pompe A, est ménagée une tubulure courbe G, sur laquelle s^adaptc le tube ascensionnel ou de sortie. Le piston de cette pompe se compose d'un anneau en bronze H , sur la circonférence duquel est ménagée une gorge b ( fig. 2) pour recevoir une tresse de chanvre ou une garniture d'étoupes c, qui coïncide avec la paroi intérieure du cylindre. Il renferme aussi une cloison d, qui reçoit à charnière les deux clapets I , venant battre sur un siège incliné formé par les bords élevés e , du piston. 11 est en outre fondu avec une bride /, percée à son centre pour se relier par le boulon à écrou g^ avec la base de la grosse tige creuse J. Cette tige, qui dans un grand nombre de pompes est d'un très-petit diamètre, conune celui de la partie K, qui la suimonte, est, dans la fig. 1^% d'une section égale à la moitié de celle du corps de pompe. Il en résulte, comme on va le voir plus loin, que Técoulement de Teau a lieu aussi bien pendant l'ascension que pendant la descente du piston.

Les clapets F sont accompagnés des saillies A, qui senent à limiter leur degré d'ouverture, en buttant contre les parois intérieures du socle B. Il en est de même des clapets I, qui sont également fondus avec les petites saillies t, qui buttent contre la tête de la bride /, lorsqu'ils s'ouvrent. On voit que ces clapets ont leurs sièges inclinés à peu près à &5% dans le but de faciliter leur mouvement d'ouverture, en diminuant l'action de leur propre poids. Les sièges qui les reçoivent sont garnis habituellement d'une bande de cuir ou de cuivre , pour rendre la fermeture plus hermétique en facilitant l'ajustement.

La fig. 2 représente le détail en élévation du piston II et de ses clapets I; la fig. 3 est une section horizontale de ce piston faite à la hauteur de la ligne 1. 2. Les fig. i et 5 donnent en élévation et en plan les détails du siège E dont on a enlevé les clapets.

Pour éviter que l'air extérieur ne pénètre dans l'intérieur du corps de pompe, il est fermé à sa base supérieure par un couvercle en fonte L, qui est garni d'étoupe tout autour de la tige; cette étoupe est comprimée par un bouchon M , appelé à cet effet pressc-étoupe , analogue à celui que nous avons décrit pi. 11 (81).

406. Jed de la pokpb. — L'extrémité sapérienre delà tige K porte une tète / (flg. 6), pour s'assombier h articulation avec la partie inféneare d'une tringle ou bielle N, qui elle-même est adaptée à anc manivelle ; celle-ci est montée à l'extrémité d'un axe horizontal P, qui lui imprime uu mouvement rotatif continu. Ce mouvement se transforme par la bielle en un mouvemenl alternatif de montée et de descente du piston , qui e8t assujéti à marcher en ligne droite, parce que la tête / de sa tige est guidée dans des coulisses verticales.

11 résulte de cette disposition et de la longueur invariable de chaque pièce mobile, que lorsque la manivelle Occupe le piston P,0 (fig. 6), le piston est au bas de sa course, c'est-à-dire en H'; par conséquent, pendant que la manivelle tourne, le piston s'élève et forme le vide au-dessous de lui » parce que l'espace qui existe entre le clapet F et sa base augmente et avec lui le volume d'air qui s'y trouvait renfermé. La pression de cet air sur les clapets dimimie donc, et celle de Tair extérieur sur le puisard force l'eau à s'élever dans le tuyau d'ascension et à faire soulever le clapet F, pour s'introduire dans le corps de pompe jusque sous le piston, en suivant sa marche ascensionnelle.

Lorsque la manivelle est arrivée à la position P, 12, c'est-à-dire lorsqu'elle a décrit une demi-révolution , le piston lui-même occupe la position la plus élevée de sa course ; dans cette position , tout l'espace qu'il laisse après loi dans le corps de pompe est rempli d'eau ; si alors la manivelle, continuant sa cours(s parcrourt la seconde demi-révolution, le piston descend, et, pressant sur la surface de l'eau , force les clapets F à se fermer ; or, comme l'eau est incompressible , elle oblige les clapets I à s'ouvrir pour lui donner passage à travers le piston H et à se loger au-dessus. Mais comme sa tige J est d'on gros diamètre, et qu'elle occupe par suite un grand espace dans le corps de pompe, une partie de cette eau s'échappe nécessairement parla tubulure 6, de telle sorte que quand le piston est au bas de sa course, il ne reste plus dans le coi-ps de pompe qu'un volume d'eau égal à la moitié du volume engendré parla base du piston.

Tel est l'effet produit par le premier tour de la manivelle, qui corre^ndi un coup double de piston, c'est-à-dire à sa montée et à sa descente.

Au second tour, quand le piston remonte, il aspire de nouveau un volmne d'eau à peu près égal à celui qu'il engendre, parce que les clapets F, qui s'étaient fermés, s'ouvrent de nouveau, et que les clapets I, qui étaient onierb dans la descente, se sont fermés.

Dans le même temps, toute l'eau qui était restée au-dessus du piston trooie à s'écouler par la même tubulure G ; ainsi , de cette disposition de piston i grosse tige plongeante , il résuite qu'à chaque course ascendante la qointM r d'eau élevée dans le corps de pompe est égale au volume engendré par b piston, et que dans sa course descendante la quantité d'eau qui s'écoule pir le tuyau de sortie est égale à la moitié de ce volume, dont l'autre moitié i^ chappe pendant l'ascension suivante, ce qui rend le jeta peu près conthHL

Lorsqu'au contraire la tige est très-mince , comme dans les pompes oitf-

remonte et aspire, par suite le jet est ioterrompa pendant cette ascension, pour recommencer de nouveau pendant la descente de la deuxième révolution; c*est ce qui est indiqué sur la fig. 7 par une comte égale à la première et sur laquelle sont indiqués les mêmes points.

Pour éviter cette irrégularité , on construit des pompes à deux et à trois corps, dans lesquels la disposition des pistons est telle que les points d'attache aux manivelles pai*tagent en deux ou trois parties égales la circonférence décrite par celles-ci.

La fig. 8 représente le tracé géométrique du travail d'une pompe à deui corps; il est évident que le produit de chacun des pistons est alternativement le même . puisque Tun descend pendant que lantre monte ; c*est ainsi que lun des pistons ayant produit un jet correspondant à la courbe a' V </, etc., lautn.' produit immédiatement après un jet égal exprimé par la courbe a6cd; ce tracé ne diffère donc de celui fig. 7 , qu*en ce qœ les intervalles vides de à li et de i4 à là , sont remplis par une surface teintée égale.

Ce tracé du produit d*une pompe à deux corps correspond à celui de la p^^mpo fig. 1"^. qui en raison de sa grosse tige plongeante fait fonction, comme nous l'avons >u, d*une pompe à double effet.

La fig. 9 reprêsi'nte lo tracé du mouvement d'une pompe à trois corps, dont k^s pi>tons II . U'. H', que nous avons supposés ramenés dans le même c\liiidrv, occupent re:!ipocti^ ornent dos positions correspondantes aux trois SiMUiuots dun triangle oquilatoral inscrit dans la circonférence décrite du ivntrv l\ par Tune dos manivelles 0, O', 0". Par suite de cette disposition, il \ 4 tauti>t dou\ pistons qui s élèvent en même temps et un seul qui descend, ot tauttM au coutrairo un soûl piston monte pendant que deux autres descendons U i*st faiilo do s\ u n*ndiv compte en imaginant par la pensée et en faisant lo traco au U^oin a\oc des couleurs différentes pour la marche de ihaquo piston . «fin d'o\iter toute confusion, que le bouton des manivelles prond smvossiuMtuMit los positions I, 2,3,i, etc., et en cherchant les IHkMtions ivrivs^HUidantos dos points d'attraction des bielles N, N', N", avec los tijios dos pistons, sur la ligne verticale qui passe par le centre P.

Nous auuis iv|H>rtô sur la fig. 10, le produit de chacune des pempes en imrticulior supiH>stv do même diamètre, en ayant le soin quand deux pompes ivfoulont on mémo temps d*additionner leur travail ; ainsi, par exemple, lorsque Tun tlos pistons olèu' une quantité d'eau con*espondante à la perpendiculaire lîl «I. <'»*lw> U'*' refoule en même temps fournit un volume exprimé par la hauteur «i <«'; |mr conséi]uont,le volume total du jet à cet instant est exprimé imr la haulour totale i:{(i',* loi*squ au contraire une seule des trois pompes refoule, quand los doux autres remontent, comme on le voit sur la fig. 9, le uiluino lin jot ost t»\primé par une seule hauteur telle que 18/; or, on obsene une c'ohI juHlonuMit au moment où une seule pompe refoule qu'elle donne son uiaximtiiit «h* produit; do là résulte qu*en somme le jet est continu et presque nvuulior dans toute sa durée , comme on Ip voit par le tracé de la fig. 10, où

le contour est déterminé par des perpendiculaires» on ordonnées se rapprochant de la ligne droite m n.

Pour comparer l'effet d'ane pompe à trois corps avec celui de deux pompes à double effet, ou de trois pompes à double efTet, nous avons répété sur les fig. 8 et 11 les tracés correspondants aux produits de ces derniers systèmes, et on remarque que bien qu'on en obtienne à égalité de section de piston un volume d'eau plus considérable , la régularité du jet n'en est pas plus grande.