‹ Procédés et matériaux de construction, Volume 4Chapitre 24 sur 63 · C. Piston compensateur · texte numérisé non relu

C. Piston compensateur

D. Bielle du piston compensateur.

E. Tige de manœuvre du tiroir.

F. Arrivée de l'eau sons pression.

G. Introduction au cylindre de droite.

H. Introduction au cylindre de gauche.

K. Évacuation.

LL'. Soupapes à choc.

Appareil hydraulique à. action directe pour manœuvre de vannes. — La figure 93 représente un appareil simple à action directe destiné à la manœuvre des portes tournantes des aqueducs d'amont de récluse du bassin de Preycinet, à Boulogne.

Le mouvement de la tige verticale t, qui actionne directement les vantaux, est produit, à volonté, par un moteur hydraulique ou par un moteur à bras.

Le moteur hydraulique consiste en un cylindre à double effet A dont le piston agit directement sur la traverse horizontale d'un cadre rigide F attelé par sa traverse inférieure à la tige verticale de la vanne.

En cas d'accident à l'appareil hydraulique, la vanne est levée, à bras, au moyen d'un cabestan G dont la tête est en contre-bas du sol.

Ce cabestan est placé sur l'axe vertical d'une vis en fer qui, en tournant, fait monter un écrou de bronze guidé, sans rotation possible, dans une glissière verticale en fonte. Cet écrou porte un talon, en forme de douille, à travers lequel la tige du piston moteur passe avant de s'engager dans la traverse supérieure B du cadre auquel est attelée la tige de la vanne. En montant, l'écrou entraîne cette traverse et par suite la vanne elle-même.

On rend Técrou solidaire ou indépendant de la tige du piston par la manœuvre d'une clavette.

Fig. 93.

Chacun des moteurs hydrauliques a coûté 1,000 francs, et chaque oabestan 650 francs.

Appareils de soulèvement du pont de la rue de Crimée,

sur le bassin de la Vïllette, à Paris. Emploi de Veau sous faible pression fournie par les conduites de la ville. — La différence essentielle entre ces appareils et ceux que nous venons de décrire est que ceux-ci fonctionnaient sous l'effort d'une eau comprimée à plus de 50 atmosphères et fournie par des accumulateurs avec ou sans multiplicateur; au contraire, le pont de la rue de Crimée est mû par l'eau provenant du réseau ordinaire de distribution de la ville de Paris.

La pression de cette eau étant relativement faible, on a dû tout d'abord équilibrer le pont mobile à l'aide de contrepoids afin de n'avoir à vaincre que les frottements de tous genres.

Les travaux ont été exécutés par M. l'ingénieur Le Chatelier, qui en a rendu compte dans un mémoire d'où nous avons tiré les renseignements ci-après, ainsi que les figures 1 à 3 de la planche XL1X.

Le pont pèse 80 tonnes ; il est équilibré par quatre contrepoids d'angle

mobiles au-dessous du plan d'eau dans des puits en maçonnerie étanche; les chaînes, les poulies d'équilibre et les colonnes en fonte qui les supportent sont les seules parties apparentes.

L'effort à exercer comprend les frottements des organes, l'excès en plus ou en moins du poids des chaînes équilibrées pour la position moyenne du tablier, les erreurs d'équilibrage qu'il est facile de réduire à peu de chose, les variations du poids du tablier qui change avec son état de siccilé et de propreté.

Le tout a été évalué à 5,000 kilogrammes et cette évaluation a été justifiée par l'expérience.

« Les organes moteurs sont deux cylindres placés sous le pont de part et d'autre de la passe; ils sont alimentés facultativement par l'eau de source qui a toujours la pression nécessaire ou par l'eau de rivière qui ne la possède pas régulièrement, mais a une valeur moindre.

« Ces cylindres sont fixés aux maçonneries des culées, et leurs pistons sont assemblés à demeure au tablier; le synchronisme nécessaire du mouvement des pistons est assuré de la manière suivante :

« Le tablier porte un arbre longitudinal A qui commande par des couples d'engrenages coniques a, b et d b\ deux arbres transversaux B, B', logés également dans le tablier, mais transversalement et à ses deux extrémités.

« Aux extrémités des arbres B et B', sont calées dans un plan de pose uniforme des roues d'engrenage cylindrique G. Ces quatre roues engrènent dans des crémaillères solidaires des colonnes qui portent les poulies d'équilibre.

« Bien que la solidité de ce mécanisme soit telle qu'on puisse manœuvrer le pont en l'actionnant d'un côté seulement, avec un seul des cylindres, il a paru prudent de réduire au maximum les différences de pression entre l'un et l'autre cylindre. Il fallait, pour cela , réaliser entre les dessous et entre les dessus des pistons une intercommunication permanente, indispensable d'ailleurs pour la simplification des opérations du pontonnier. Un égout traversant la passe du pont, il était possible de l'utiliser au prix d'un long circuit-, mais les auteurs du projet ont préféré une disposition plus générale qui est très élégante.

« Le tablier du pont loge deux conduites de m ,10 qui pénètrent dans les tiges des pistons et viennent déboucher, Tune en dessus des pistons, l'autre en dessous (PI. XL1X, fig. 3).

« Il s'ensuit que les tiges des pistons ont une section notable; on en a profité pour réaliser une disposition très heureuse au profit de la simplification de la robinetterie.

« On a donné à la face inférieure du piston une section double de l'espace annulaire qui constitue la partie utile de la face supérieure ; l'ascension résulte de la mise en décharge de la face inférieure, l'autre

Fig. 94.

restant en charge. La face supérieure est en communication permanente avec la canalisation, et la robinelterie n'a pour rôle que de mettre la face inférieure en communication, soit avec la canalisation, soit avec la décharge; elle se réduit donc à un robinet à trois voies, dont la coupe est donnée.

« Pour en finir avec la description du mécanisme, nous ajouterons qu'en vue de faciliter certaines manœuvres d'entretien et pour compenser un jeu inévitable, on a suspendu les presses par deux tourillons qui leur permettent d'osciller dans le plan axial du ponl; on a articulé leurs pistons sur le pont, et donné aux raccords des conduites avec les cylindres et pistons une certaine flexibilité qui résulte de leur forme courbe très accentuée et de la matière employée (cuivre rouge).

« Le mécanisme permettrait donc au parallélogramme constitué par le tablier et les pistons de se déformer en tournant autour des tourillons de cylindres. Il en est empêché par un guidage. »

La disposition du piston creux, séparé par une cloison en deux cavités distinctes débouchant Tune au-dessus, l'autre au-dessous du piston, est analogue à celle qui a été adoptée au pont roulant des bassins de Saint-Malo, et que nous avons décrite précédemment ; cette disposition, fort ingénieuse, est susceptible, comme on le voit, de nombreuses applications.

Le diamètre du piston estdeO m ,510 et sa section de mf ,26; mais» comme l'eau sous pression agit également dans le vide annulaire audessus du piston, vide dont la section est précisément égale à la moitié de celle du piston, la section utile au soulèvement est seulement de m ,i3 ; l'effort maximum à demander à un piston étant de 2.500 kilogrammes, il faudra pour le produire que la pression de l'eau motrice soit d'environ 20 000 kilogrammes par mètre carré, ce qui représente une chute disponible d'environ 20 mètres.

La course du pont est de 4 m ,60; la montée ou la descente dure 50 à 80 secondes, suivant la pression de l'eau ; un enfant de quinze ans suffit à la manœuvre.

Compresseur a flotteur. — M. l'ingénieur Le Ghatelier a appliqué à la manœuvre du pont tournant d'Aubervilliers, sur le canal Saint- Denis, un compresseur spécial qui utilise la chute de l'eau courante et qui emmagasine dans une presse hydraulique le travail que cette chute représente ; la pression de l'eau confinée dans la presse peut théoriquement être portée à telle valeur que l'on veut.

Une cuve étanche renferme un flotteur en tôle de 4 mètres de diamètre porté sur la tête du plongeur d'une presse hydraulique de n \40 de diamètre; le flotteur est lesté de manière à flotter avec un enfoncement de i 1 *,^.

La cuve peut être mise en communication soit avec le bief d'amont, soit avec le bief d'aval d'une écluse, de sorte qu'elle se remplit et se vide alternativement sur une certaine hauteur. Si elle est pleine jusqu'au niveau du bief d'amont, c'est-à-dire sur une hauteur de 2 m ,90, le flotteur ne presse pas sur son piston et le maintient soulevé, de sorte

que l'intérieur de la presse hydraulique, mis en communicatioa par une vanne avec le bief d'amont, se remplit librement; la communication est fermée lorsque la presse est remplie, et l'eau de la cuve commence alors à s'écouler dans le bief d'aval, qui est à 2 m ,30 au-dessous du bief d'amont. Quand ce niveau est atteint, le flotteur pèse de tout son poids sur le piston; puisqu'il flotte avec i m ,U0 d'enfoncement, il pèse environ 24,000 kilogrammes et exerce, par conséquent, sur le plongeur, de 0",40 de diamètre, une pression d'environ 20 atmosphères. L'eau ainsi comprimée peut servir à actionner un appareil quelconque, et la pression se maintient pendant que le flotteur descend d« O m ,40, ce qui correspond à un débit de 50 litres d'eau comprimée à

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Fig. 95.

20 atmosphères, c'est-à-dire à un travail d'environ 10,000 kilogrammètres.

Quand le flotteur a descendu de m ,40, il pénètre à nouveau dans l'eau et donne une pression décroissante; il s'arrête après une course d'un mètre lorsqu'il est au fond de la cuve et fournit alors dans la presse une pression qui est encore de 13 atmosphères; il donne donc un nouveau débit de 75 litres à une pression moyenne de 16,5 atmosphères, c'est-à-dire un travail de 12,375 kilogrammôtres.

Cet appareil a suffi pour faire mouvoir le pont tournant d'Aubervilliers.

On remarquera qu'au fond c'est une nouvelle application du principe du multiplicateur.

Ascenseurs pour bateaux. — On a construit des ascenseurs pour bateaux analogues aux monte-wagons, mais de dimensions beaucoup plus considérables, cela va sans dire. Ces ascenseurs suppriment

plusieurs écluses étagées et développent la capacité de fréquentation d'une voie navigable. t

Le type le plus connu est l'ascenseur d'Anderton, construit en 1875 ; c'est un sas en tôle ayant à peu près les dimensions d'une écluse ; les bateaux y entrent par des portes d'écluse et y restent flottants. Le sas est supporté par le piston plongeur d'une presse hydraulique, et suit les oscillations de ce plongeur ; il est du reste guidé dans son mouvement vertical.

Cette question du guidage est la plus délicate qui se présente dans un appareil de ce genre, car tout mouvement de dévers peut entraîner la rupture du plongeur et déterminer un accident grave comme celui qui est arrivé précisément à Anderton.

Le plongeur d'Anderton aO m ,80 de diamètre ; ce diamètre a longtemps été considéré comme un maximum pour une pièce d'aussi grande longueur. Cependant on a forgé exceptionnellement, à grands frais et sans être absolument certain du succès, des pistons de l m ,50 et de 2 mètres de diamètre.

Il est préférable pour les grandes charges de fractionner l'effort entre plusieurs presses, mais il faut alors trouver une combinaison pour assurer 1$ synchronisme des mouvements.

Nous ne voulons pas entrer dans la description de ces ascenseurs gigantesques, de ces engins exceptionnels qui ne rentrent point dans le cadre de notre étude.

Nous rappellerons seulement qu'un de ces ascenseurs a été établi, à titre d'essai, sur nos canaux du nord, à l'écluse des Fontinettes.

Il y aurait avantage, sans doute, à imiter pour ces ascenseurs de canaux le système adopté par Clark pour le levage et la mise à sec des grands navires : les presses hydrauliques sont placées de chaque côté du sas et le soulèvent en agissant sous ses bords supérieurs, sans qu'il soit besoin d'établir une liaison fixe entre les presses et le sas ; le réglage est beaucoup plus facile, les presses et leurs cylindres demeurent apparents sans qu'il soit besoin de creuser, pour les loger, des puits profonds et coûteux.

L'élévateur de Clark, construit aux docks Victoria, à Londres, pour soulever et mettre à sec des navires de 2, 300 tonnes, compte 32 plongeurs de 7 n ,60 de course et de m ,25 de diamètre, actionnés par de l'eau comprimée à 300 atmosphères et recevant un effort total de soulèvement de 4,700 tonnes, ce qui suppose un rendement utile d'environ 50 p. 100.

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