TOME III

r.i4 CHAPITRE XI.

fréquemment, et malgré cela, on ne parvient pas à éviter des pertes d'eau considérables, dues à Tusure inégale et irrégulière du cylindre en bois dans lequel jouent les pistons.

3« Si une pompe placée à un niveau élevé perd son eau, les pompes supérieures cessent d'être alimentées, et l'eau retombe au fond du puits , après avoir été élevée inutilement par les pompes inférieures qui sont en bon état.

40 Le grand nombre de pistons et de pompes nécessaires pour élever les eaux d'une profondeur un peu considérable, donne lieu à des réparations presque continuelles, ce qui occasionne des temps d'arrêt fréquents dans l'épuisement, et pour que ces temps d'arrêt soient plus courts, il faut avoir un grand nombre de pièces de rechange prêtes à fonctionner.

50 Lorsque les clapets d'aspiration perdent l'eau et ont besoin d'être réparés, on ne peut les enlever que par l'orifice supérieur de la pompe, €t pour cela il est nécessaire de retirer d'abord le piston.

On a remédié à quelques-uns de ces inconvénients; ainsi on a<!oniposé les cylindres ou corps de pompes^ dans lesquels jouent les pistons, de deux pièces de bois demi-cylindriques, doublées intérieurement de feuilles de cuivre ou d'un manchon de cuivre, juxtaposées avec interpositien de toiles enduites de mastic imperméable à l'eau, et serrées l'une contre l'autre par des cercles munis de freties à vis. On a joint le corps de pompe au tuyau aspirateur, par un manchon en bois composé de douves réunies par des cercles en fer, dont le diamètre intérieur dépasse un peu le diamètre extérieur dii corp« de pompe et du tuyau aspirateur. Ces deux parties entrent dans les extrémités opposées du manchon, où elles sont assujetties par un picotage très-serré imperméable à l'eau. On a ménagé dans l'épaisseur du manchon une ouverture carrée, assez grande pour qu^on pût y passer la main, et extraire la soupape dormante ., qui est placée sur l'orifice supérieur du tuyau aspirateur, lorsque celte soupape a besoin de réparations. Lorsque la pompe fonctionne, cette ouverture est fermée par un tampon en bois ayant la forme d'une pyramide tronquée, et maintenu en place par un cercle de fer et une vis de pression. Cette disposition a permis de fixer la soupape dormante d'une manière invariable sur l'orifice supérieur du tuyau aspirateur, et de la retirer sans enlever le piston , quand elle a besoin d'être réparée. Elle a permis aussi de surmonter le corps de pompe par une colonne de tuyaux plus ou moins haute, dans l'intérieur desquels passe la tige du piston, et où l'eau est élevée, lorsque le piston monte, pour se verser ù un niveau supérieur. Les pompes aspirantes ont été

«insi transformées en pompes élévaioires. En même temps, on a dimioué la longueur du tuyau d'aspiration , ce qui a rendu les arrêts moins fréquents , et Ton a diminué le nombre de pompes nécessaires pour porter Teau à une hauteur donnée.

Gomme les améliorations que nous venons d'indiquer se retrouvent dans les pompes élévatoires métalliques, nous nous bornerons à décrire avec détail ces dernières, qui ont des avantages incontestables sur les pompes en bois.

Pompe en bois employée au fond de puits en creusement. — On continue néanmoins à faire usage de ces dernières dans quelques circonstances particulières, et notamment lors du creusement des puits. La pompe la plus basse devant être continuellement déplacée à mesure que le creusement avance , il importe que les pièces en soient assez légères pour qu'elles puissent être maniées facilement. Cette circoDStance laisse de l'avantage aux pompes en bois. Les fig, 9 à 15 , PL LIII^ représentent une pompe de ce genre que M. Pernollet a employée à la mineduHuelgoat, et qu'il a décrites dans ItsAnneUes des Mines. La fig. 9 représente le corps de pompe dans lequel se meut le piston P, la soupape dormante , et la partie du tuyau aspirateur contigue au corps de pompe. Les fig. 11 , 12 et 15 sont une section Terlicale et deux projections horizontales du piston P vu en dessus et en dessous. Les fig, 14 et 15 représentent la soupape dormante et son clapet. La fig. dO représente le système qui s'adapte à la portion de tuyau aspirateur fixée au bas du corps de pompe dans Uftg. 9, et à Taide duquel on prolonge le tuyau aspirateur, à mesure de l'approfondissement du puits.

Le corps de pompe, fig. 9, qui est formé de deux demi-cylindres de bois réunis par des frettes en fer, est doublé intérieurement par un manchon en cuivre rouge laminé, soudé suivant une génératrice ; rr sont des rainures circulaires ménagées dans le bois, et que l'on a remplies de mastic avant la pose du manchon en cuivre auquel le mastic devient adhérent. Cette précaution prévient les rentrées d'air qui pourraient avoir lieu par le haut, ou par les deux joints suivant lesquels sont juxtaposés les deux demi-cylindres en bois. BB^ est le tuyau aspirateur introduit par le bas dans l'intérieur du corps de pompe ; la jonction des deux tuyaux est opérée par un picotage trèsserré fait dans l'épaisseur du bois du corps de pompe : pp sont les coupes de deux coins. Le joint est ainsi parfaitement imperméable à l'eau et à l'air. Le clapet c de la soupape dormante est posé sur un cylindre court en bronze k , fixé sur les bords du tuyau aspirateur. Il reste ainsi, au bas du corps de pompe un espace annulaire dans lequel tombent les graviers et autres corps solides entraînés par

19(5 CHAPITRE Xî.

Feau, qui ne peuvent pas demeurer sur les bords minces du cylindre métallique. Le clapet c est formé d^un double cuir de 12 millimètres d'épaisseur totale, serré entre deux rondelleà en cuivre rôugé d'inégal diamètre par un boulon </ qui traverse les trois dîsqôes. La rondelle métallique supérieure porte un appendice q destiné à prévenir le renversement du clapet. Le cylindre k est fixé par les oreilles 0,0, sur la partie Supérieure du (uyau BB^, au moyen de deux boulons ^^. Les cavités latérales ménagées dans le bois pour loger et placer les écrous inférieurs sont rempilies de mastic, après que ces écrous ont été mis en place. Une rdndellè de cuir est interposée entre le bas du porte-clapet k et le bois. X est un tampon de bois amovible, fermant une ouverture par laquelle on peut passer la main , lorsqu'^on veut enlever les graviers qui se sont accumulés au bas du corps de pompe, ou substituer au clapet c un clapet neuf. Les fig. 1 1 , 12 et 14, représentent le piston appelé par les mineurs piston du Hartz, parce qu'il est employé dans ce pays et dans la plupart des mines métalliques de l'Allemagne. G^est un bloc de bois de hêtre percé de six trous, évasés vers le bas, pour le passage de l'eau, et garni d'une couronne de cuir clouée par le bas sur son contour : il a pour clapet un disque de cuir fixé au centre du disque de bois par la tige en fer du piston, qui traverse à la fois le disque de cuir et le cylindre de bols dans leur axe.

Le tuyau BB' est prolongé par le système de tuyau représenté dans la fig.AO; la partie E s'adapte au bas du tuyau 6% flg. 9 , par simple emboîtement : on r^nd le joint étanche au moyen d'un bourrelet d^argile. La partir F glisse sur l'autre partie E qu'elle enveloppe comme un fourreau. Un bourrelet d'argile ww suffit pour empêcher que Tàir soit aspiré. On peut, en faisant couler le fourreau F sur le tuyau intérieur, prolonger l'aspirateur de 2n*,50 , ce qui permet d'approfondir le puits d'autant , sans descendre le corps de pompe.

Grandes pompes de mines. — Les pompes de mines, pour les épuiseilnents à de grandes profondeurs, soift de deux genres, savoir : les potnpes dites élévatàires à piston creux ^ qui sont celles dont on a fait d'abord usage, et qui sont encore très-fréquemment usitées; et les potnpes foulantes ou élévatoires à piston plein.

Pompes élévaioires à piston creux. — Les parties d'une pompe élèvâtoire sont : un cylindre alésé en fonte de fer ou en bronze que Ton appelle le corps de pompe; un tuyau aspirateur, placé au dessotas du corps de pompe : un tuyau d'ascension placé au dessus de celui-ci • une chapelle ou tuyau court, fermé sur une de ses faces par une porte amovible, qui se place entre le corps de pompe et le tuyau aspirateur : une soupape dormante placée à la partie supérieure du tuyau

aspirateur ; un pUton creux à clapets lié à une tige qui 8*élève dans Taxe du tuyau <t*ascension et dépasse Foridce de ce tuyau.

La (ig. 10, PL LUI y représente ces pièces mise$ en place ; AB est le corps de pompe ; FG le tuyau montant qui se compose de plusieurs tuyaux en fbnte assemblés au moyen de brides, et de boulons à écrous (la figure ne représente qu'un fragment du tuyau inférieur) ; P le piston dont la tige T se prolonge jusqu'au dessus de Torifice du tuyau d'ascension \ G la chapelle ayant sa porte en P ; S la soupape dormante : DE le tuyau aspirateur , terminé à sa partie inférieure par un renflement percé de trous pour l'introduction de l'eau*

la longueur du corps de pompe dépasse un peu celle de l'excursion du piston. On remarquera que le corps de pompe est éyasé à ses deux extrémités, afin que le piston puisse descendre sans diffîcuU|§, quand il en est besoin , jusque dans la chapelle , ou monter jusque dans le tuyau d'ascension. D'ailleurs le piston , dans ses excursions , ne dépasse pas les limites de la partie cylindrique , mais il est bon qu'il s'approche beaucoup de ces limites : autrement il arriverait que les parties contre lesquelles il ne frotterait pas, se couvriraient de rouille ou d'un dépôt laissé par les eaux extraites , et que dans l'un et l'autre cas , on aurait de la peine à lui faire dépasser , en cas de besoin , les limites de son excursion ordinaire.

La section de la chapelle par un plan horizontal est beaucoup plus grande que celle du piston , et la porte P doit être assez large, pour que l'on puisse extraire par là , soit le piston détaché de sa tige , soit la soupape S , quand ces pièces détériorées doivent être remplacées par d'autres que l'on a toujours en réserve.

La soupape dormante S est posée sur un évasement en forme de tronc de cône, qui est ménagé à la partie supérieure du tuyau aspirateur , ou plutôt immédiatement au dessous de la partie renflée de la chapelle qui se prolonge vers le bas par un bout de tuyau cylindrique» Cette soupape a une anse , pour qu'on puisse , au besoin, la retirer au moyen d'une tige terminée par un crochet , par la partie supérieure du tuyau montant. Elle doit être assez lourde , pour que son propre poids la maintienne en place , lorsque le piston s'élève ; ou bien elle doit être fixée sur son siège d'une manière invariable, par un moyen quelconque.

Le bas du corps de pompe n'est qu'à une hauteur de 2 mèfres au dessus du niveau auquel commencent les trous par lesquels peut entrer l'eau aspirée. Le tuyau aspirateur est donc très-court , et il importe qu'il en soit ainsi , pour que la pompe ne soit pas ^ujette , lorsqu'elle commence à fonctionner sans être remplie d'eau , à des

arrêts qui seraient fréquents , à cause de la grandeur de Tespace compris entre la soupape dormante et la partie inférieure de la course du piston. La partie percée de trous doit d'ailleurs être entièrement immergée dans le bassin qui contient les eaux à épuiser , sans quoi la pompe n'aspirerait que de Tair. Enfin le dlaraèlre du tuyau aspirateur est à peu près égal à celui du corps de pompe on du tuyau montant.

Le diamètre du tuyau montant doit toujours être un peu plus grand que celui du corps de pompe, si Ton veut que le piston puisse être retiré par la partie supérieure de ce tuyau ; lors même que la chapelle ne serait pas exposée à être noyée , et que le piston pourrait toujours être retiré par la porte F , il n'en serait pas moins utifc de donner au tuyau montant un diamètre supérieur à celui du corps de pompe, pour atténuer la résistance due au frottement de Teau dans l'intérieur de ce tuyau.

Le tuyau montant est composé de plusieurs tuyaux cylindriques en f6nte , de !2 à 5 mètres de longueur chacun , assemblés au moyen de brides plates annulaires, entre lesquelles on interpose une garniture dite joint , qui ferme hermétiquement , sous la pression déterminée par des boulons à vis et écrou qui réunissent les brides. Ces joints consistent habituellement en une couronne plate annulaire en fer battu , que l'on entoure d'étoupes ou mieux d'une étoffe grossière de laine qu'on laisse tremper dans du goudron liquide pendant 24 heures. La couronne ainsi entourée se pose sur le bord interne de la bride du tuyau inférieur , et se trouve serrée entre les deux brides par les boulons à vis et écrou qui s'appliquent plus près des bords extérieurs de ces brides.

On fait des joints plus solides, en substituant aux étoupes ou à l'étoffe imprégnée de goudron, des baguettes cylindriques de plomb ou même de cuivre, pliées circulairement, qui s'aplatissent par le serrage des boulons. Mais il faut alors que les faces des brides entre lesquelles est saisie la baguette métallique soient dressées avec soin, tandis qu'elles peuvent rester brutes et telles qu'elles sortent du moule dans lequel les tuyaux ont été coulés, lorsqu'on fait usage de garnitures en tissu goudronné; celles-ci reviennent d'ailleurs à meilleur marché et l'expérience prouve qu'elles suffisent, lorsqu'elles ont été faites avec soin.

Le piston des pompes élévatoires doit être construit de manière à contenir l'eau qu'il soulève, dans son excursion ascendante, sans lui permettre de s'échapper entre son contour et la paroi du corps de pompe alésé; il doit laisser à l'eau qui le traverse dans son excursion

ÉPUISEMENT DES EAUX- DES MINES. lî'O

descendante, en soulevant les soupapes dont il es! muni, le plus grand passage possible, afin d'éviter une résistance inutile pour Teffet que Pon veut produire; enfin il faut qu'il puisse être fixé à la tige et en ôlre détaché avec facilité et promptitude, pour que la substitution d'un piston neuf à un piston usé puisse s'opérer sans occasionner une interruption préjudiciable du jeu de la pompe. Les ftg. 17 à 21* représentent un piston qui satisfait bien à ces conditions, et qui est généralement usité dans les pompes élévatoires des mines de houille du nord de la France.

Le corps du piston est une pièce en lailon GFHI, fig. 17, 18 et 19, évidée intérieurement suivant une surface cylindrique, tournée extérieurement suivant deux surfaces cylindriques de diamètres différents. Le plus grand diamètre est à la partie supérieure; il est légèrement inférieur à celui du corps de pompe : la partie inférieure d'une hauteur plus grande et d'un diamètre moindre, reçoit la garniture en cuir qui contient l'eau en s'appliquant exactement contre les parois du corps de pompe. Une traverse diamétrale, percée dans son milieu, d'une ouverture rectangulaire ab, existe à la partie supérieure. La garniture consiste en un anneau de cuir fort mm^nn^, fig. 17 et 18 qui entoure extérieurement le bas de la pièce précédente; cet anneau de cuir est réduit , sur la partie inférieure de sa hauteur, à la moitié de son épaisseur, et il est maintenu autour du piston par un cercle de îtrxx' qui occupe la place laissée par Tamincissement du cuir. Le bord supérieur du cuir est coupé en biseau, ainsi que l'indiquent les figures. La soupape ou valve double, fig, 20 et 21, consiste en un disque circulaire en cuir, percé vers le centre d'une ouverture rectangulaire ah correspondante à celle qui est ménagée dans la traverse GF, fig, 17 et 19, et dont le diamètre est à peu près égal au grand diamètre extérieur du piston. Quatre plaques métalliques découpées suivant des segments circulaires </</, dfd\ fig, 18, 20 et 21 , sont appliquées les deux premières sur la face supérieure, les deux secondes sur la face inférieure du disque en cuir et serrées contre celui-ci par des boulons à vis qui traversent ù la fois les deux plaques métalliques et le euir intermédiaire. Le disque ainsi armé étant appliqué sur la pièce IF6H, on introduit dans Touverlure rectangulaire du cuir et de la traverse GF, l'extrémité aplatie de la tige en fer AB, fig, 17 et 18; celle-ci est terminée en forme de croix, comme on le voit dans la fig. 17, et la branche horizontale de la croix s'applique sur le cuir qu'elle presse sur la traverse supérieure OF du corps de piston. Une traverse mobile tl percée d'un trou rec- Ungulaire est enfilée sur Textrémilé de la même tige; elle est retenue

et poussée vers le haut par une clavette c en forme de coin, et soutient ainsi par ses deux extrémités le cercle en fer xx' et la garniture en cuir. Le bout de tige AB se lie à une autre tige en fer au moyen de deux tenons z^ sf et d*un anneau de serrage ^^ ou par tput autre moyen. Il suffit, pour détacher le piston de la tige, de chasser la clavette c, qui sert à la fois à soutenir la garniture du piston, et à lier celui-ci à la tige ÀB. L*expérience prouve que le genre de garniture de ce piston est un des plus efficaces; en effet il est facile d*apercevoir que, dans Texcursion ascendante du piston, Teau oui presse sur sa tète, s^engage entre le métal et la garniture en cuir, et presse celle-ci contre les parois du corps de pompe, tandis qu'au contraire, dans Texcursion descendante du piston, la garniture s*applique contre le métal du piston , et n'exerce pas sur la paroi du corps de pompe une pression qui serait sans utilité, puisqu'il n'est pas nécessaire que le piston ferme alors le passage à l'eau, et qui serait nuisible par le frottement auquel elle donnerait lieu.

La soupape dormante, représentée dans la fig, 16, est d'une construction analogue à celle du piston, et garnie comme lui de valves en cuir consolidées par des plaques métalliques. L'anneau métallique n'a point de garniture sur son pourtour extérieur, qui doit s'appliquer exactement sur le siège destiné à le recevoir de manière à ce que la jonction soit imperméable à l'eau.

Les fig, 22 et 23, PI, LUI^ représentent l'élévation suivant deux plans verticaux rectangulaires d'une chapelle de pompe élévatoire, telle qu'on les construit dans les mines de houilledu nord de la France Les fig, 24 et 25 sont des sections verticale et horizontale qui représentent l'intérieur de la chapelle et la soupape dormante qu'elle renferme.

On remarquera que la porte de la chapelle est une plaque de fonte extrêmement épaisse et renforcée par des nervures disposées en croix de Saint- André, fig, 22; il est nécessaire en effet que cette pièce offre une très-grande résistance, bien supérieure à celle qui suffirait pour résister à la pression de la colonne d'eau contenue dans le tuyau montant, parce qu'elle est exposée à des alternatives dépressions dirigées du dedans au dehors, quand le piston monte et aspire, et du dehors au dedans quand le piston descend. Ces changements de pression ont lieu presque brusquement et aux instants où le mouvement de la colonne d'eau contenue dans la pompe s'arrête , ce qui donne lieu à des chocs répétés qui sont la cause la plus active de destruction dans les machines. Les boulons qui tiennent la porte appliquée contre les rebords sont les extrémités de fortes bandes de fer qui entourent la

ËPUlSEMEiNT P£S EAUX DES MINES. SOI

partie cylindrique de la chapelle , et servent à la consolider. Cette porte étant fort lourde, serait difficile à déplacer à bras : c*est pourquoi on y a adapté un anneau a par lequel on la suspend au crochet d^un palan ou delà chaîne d'une petite grue qui est souvent établie à demeure près de la chapelle, pour celte manœuvre.

La soupape dormante des fig. 24 et 25 dififère de celle qui est représentée fig. 10. Les valves sont des plaques métalliques \,y' ayant la forme de segments de cercle., qui tournent autour de deux charnières parallèles à un diamètre de Tanneau ou cône métallique creux fixé au bas de la chapelle. Cet anneau qui forme la partie fixe de la soupape est maintenu en place par une tige verticale T qui s'appuie sur le milieu de la traverse A. Les oreilles m^n sont destinées à empêcher les clapets de s'élever trop haut lors de l'aspiration, et de se reni verser en arrière. La tige T est filetée et porte un écrou mobile b; ' celui-ci supporte une traverse en fer / t^ qui s'applique contre les rebords supérieurs de la chapelle, quand elle est poussée jusque-là par ''écrou b, et qui est percée dans son milieu, d'un œil dans lequel passe librement l'extrémité de la tige T. Il suffit, pour enlever la I soupape, de dévisser l'écrou b qui descend le long de la tige T. La traverse tt^ tombe, et l'on peut alors enlever tout le système de l'intérieur de la chapelle.

La fig. 26 représente une autre forme de soupape dormante, dite soupape conique ou à coquille. La partie fixe de la soupape est maintenue appliquée sur son siège par un mastic que l'on introduit dans l'espace vide annulaire ab^ a^b^ dont la section présente une queue d'bironde. Le clapet conique est guidé par une tige verticale t qui coule dans l'œil ménagé dans le milieu de la barre transversale BB<. Une clavette fixée à cette tige limite l'ascension du clapet.

On donne habituellement au tuyau montant de chaque pompe élévatoire une hauteur de 40 à 50 mètres; quelquefois cette hauteur va jusques à 80 ou 100 mètres. La tige du piston qui s'élève dans l'axe du tuyau montant jusques au dessus de son orifice est en bois, formée d'une ou plusieurs pièces de sapin bien droites, sans nœuds ni défaut, équarries et assemblées en trait de Jupiter ou simplement à mibois avec bandes de fer appliquées sur les deux faces latérales et serrées par une ligne de boulons à vis. A la partie inférieure de la tige en bois est attaché le boiit de tige en fer du piston. Le meilleur mode de jonction est celui qui est indiqué dausla fig. 10, J^L LUI. L'extrémité de la tige en fer est aplatie, amincie eu forme de coin, et percée de trous destinés à recevoir des boulons à vis. Le fer est introduit dans une fente pratiquée à l'extrémité de la tige en bois,

sur les deux faces de laquelle on applique des bandes de fer plat ,. percées de trous correspondants à ceux de la iiQe, Le tout est serré par une ligne de boulons à vis qui traversent le bois, les armatures en fer latérales , et la tige en fer du piston. A son extrémité supé^ rieure, la tige en bois est armée d*une pièce de fer semblable , fixée de la même manière, et terminée par un anneau qui sert à rattacher à Texlrémité d'une potence en fer appliquée contre la maîiresse tige , dont chaque tige particulière doit suivre le mouvement recliligne alternatif.

La section de la tige en boisd^une pon^pe élévatoîre dépend d^abord du diamètre du corps de pompe, et de la hauteur de la colonne d'eau. 11 faut en effet que celte tige offre une résistance suffisante pour supporter le poids de toute la colonne d'eau soulevée pendant Tascension du piston. Mais on lui donne habituellement une section beaucoup plus forte que celle qui serait nécessaire, pour satisfaire à la condition précédente. Lorsque le piston s'élève, la force nécessaire pour lui conserver une vitesse uniforme est égale au poids du piston et de sa tige, plus le poids d'une colonne d'eau qui a pour base la section du piston diminuée de la section de la tige, plus l'action des résistances passives. (Nous négligeons l'influence de la petite longueur de tige en fer qui relie le piston à la tige en bois). Lorsque le piston descend, la force motrice nécessaire pour maintenir l'uniformité du mouvement, est égale au poids d'une colonne d'eau qui a pour base la section de la tige, plus l'action des résistances passives, moins le poids du piston et de sa tige. Cette dernière force peut être positive, négative ou nulle suivant les dimensions et le poids spécifique de la tige et du piston. Il semblerait donc que l'on peut régler les dimensions de la tige de manière à donner à la force mouvante ou résistante développée, lors de la descente du piston, une valeur qui s'accorde avec la nature du moteur employé pour l'épuisement, et la combinaison des autres pompes mises en mouvement par le même moteur. Mais on doit encore satisfaire à d'autres conditions dont la nature est telle, que le poids de la tige en bois et du piston diffèrent toujours assez peu du poids d'un pareil volume d'eau; ainsi il est indispensable de laisser, entre la tige et le tuyau montant, un espace annulaire assez large pour éviter que la tige vienne à frotter contre le tuyau, et que l'eau prenne, lors de la descente du piston, une trop grande vitesse ascensionnelle qui donnerait lieu à un froltemenl considérable; les armatures en fer, indispensables aux deux extrémités et aux assemblages de la tige en bois, compensent en partie l'excès de la densité de Teau sur celle du bois. D'ailleurs, si la longue

ëPUISËUENT des eaux des mines. 203

tige en bois du piston, dépourvue de guides sur toute sa longueur, éprouyait une résistance un peu considérable à renfoncement, elle fléchirait et viendrait frotter contre les parois du tuyau ascensionnel. En conséquence, il arrive presque toujours que le poids du piston et de sa tige esta peu près égal à celui du volume d'eau qu'ils déplacent : le travail moteur dû à la chute du piston et de sa tige est ainsi compensé par le travail résistant dû à Pélévation de Peau refoulée pendant la chute, et la totalité du travail résistant dû à l'élévation de Peau se trouve à peu près reportée sur la course ascendante du piston.

Pompes à piston plein. — Les pompes à piston plein sont de deux espèces, les pompes à piston plongeur^ et les pompes à piston plein remplissant la section entière du corps de pompe.

Pompes à piston plongeur,— La pompe à piston plongeur, qui est la plus usitée, est représentée par la fig. 1, PL Lf^; elle se compose d'un cylindre ou corps de pompe AB en fonte de fer, ou en laiton , dans lequel pénètre un cylindre plein P,dont le diamètre est moindre que celui du corps de pompe. Le piston P, qui reçoit de la tige T un mouvement rectiligne alternatif, passe dans la boite à étoupes bb, placée à la partie supérieure du corps de pompe. Cette botte se compose, comme l'indique la figure, de deux pièces en fonte, dont l'une, posée sur les brides du corps de pompe auxquelles elle est fixée par des boulons, présente une saillie ou collet intérieur qui se rapproche beaucoup du piston^ sans cependant le toucher. Sur cette saillie , on place une garniture en tresses de chanvre imprégnées de suif ou d'huile, qui est comprimée et poussée contre le piston par le couvercle de la boite , au moyen des boulons à vis et écrous qui traversent les brides delà boite et du couvercle. Celte garniture est lubréfiée, pendant le mouvement du piston, par de l'huile que l'on verse autour du piston, et qui passe entre celui-ci et le couvercle; on peut d'ailleurs ménager sur la partie supérieure de celui-ci, tout à l'entour du piston, une cavitéque l'on tient constamment pleine d'huile, ou du corps lubréfiant dont on fait usage.

Le piston ne frotte que contre la garniture en étoupes, et ne touche pas les parois du corps de pompe dont il ne remplit pas exactement la section.

Au dessous du corps de pompe est une pièce en fonte CH , coulée d'une seule pièce, que les Anglais appellent, à cause de sa forme , la pièce en //. Cette pièce réunit le corps de pompe au tuyau aspirateur £, et au tuyau montant T' dont les axes sont sur une même ligne droite parallèle à l'axe du corps de pompe.

Dans la pièce en ff est ménagée une chapeile G fermée par une

porte amovible p. A la partie inférieure de celle chapelle est la soupape d^aspiration S , et immédiatement au dessous le tuyau aspirateur E.

Au dessus de la chapelle G est une autre chapelle G^ fermée par la porte amovible p\ contenant la soupape d'ascension ou de refoulée t, qui est construite comme la soupape d^aspiration ; au dessus delà chapelle G^ s*élève le tuyau montant.

Lorsque le piston P est extrait du corps de pompe, le vide qu'il laisse dans Tinlérieur de cette pièce est rempli par Peau aspirée qui traverse la soupape d'ascension S. Gette eau est refoulée dans le tuyau montant T' lorsque le piston s*enfonce dans le corps de pompe. La pompe est ordinairement disposée de manière que le plongeur P s'enfonce , en descendant dans le corps de pompe , de sorte que la résistance au mouvement de ce piston , lorsqu'il s'enfonce , est égalje au poids d'une colonne d'eau qui aurait pour base la section du piston, et pour hauteur la hauteur verticale du tuyau ascensionnel, plus la résistance due aux frottements.

Quelquefois cependant, le système est renversé. Le plongeur P pénètre dans le corps de pompe par son extrémité inférieure. Le mouvement rectiligue alternatif lui est transmis par l'intermédiaire d'un étrier qui embrasse le corps de pompe. La boîte à étoupes est à la partie inférieure, et la pièce en ^ à la partie supérieure du corps de pompe ; dans cette position le piston aspire Peau , lorsqu'il descend, et soulève la colonne d'eau, lorsqu'il s'enfonce en montant dans Pin* térieur du corps de pompe.

Dans les mines métalliques du comté de Cornwall , le plongeur P est formé d'un cylindre creux ou manchon en bronze, rempli intérieurement par une tige en bois fortement serrée à l'aide de coins. La ti^e en bois se prolonge au dessus du manchon métallique dont la longueur ne dépasse que de quelques décimètres celle de la course du piston, augmentée de la hauteur du presse-étoupes. Le manchon métallique est exactement tourné ; le prolongement de la tige en bois est équarri, afin qu'il puisse être lié de la manière qui sera Indiquée plus tard, à la maîtresse tige qui imprime le mouvement aux pistons de toutes les pompes établies les unes au dessous des autres dans la profondeur du puits. Les pièces du presse-étoupes sont alésées et tou^ nées. Quant au corps de ponope, il est inutile qu'il soit alésé; il est toujours en fonte, et souvent même il est intérieurement doublé avec des douves en bois, ainsi que tous les tuyaux de la pompe, afin de les préserver du contact des eaux corrosives qui sont extraites du fond des mines.

Les soupapes ne présentent rien de particulier; elles peuvent être fixées sur leurs sièges, par une pièce semblable à celle qui est dessinée /ï*;. 16, PL LUI y ou par tout autre moyen.

Avantages des pompes à plongeur sur les pompes àpiston creuse. - Les pompes foulantes à plongeur sont bien préférables aux pompes éléTaloires à piston creux ; le piston est plus solide : il est en outre constamment lubréfié par des corps gras, ce qui le préserve de la détérioration qu'il éprouverait sans cela par Taclion corrosive des eaux des mities , et il n'a jamais besoin de réparations , tandis que les pistons creux doivent être fréquemment changés et renouvelés. Il n'est pas nécessaire que le corps de pompe soit alésé , ce qui est d'une extrême importance, quand les eaux sont corrosives. Les fuites d'eau à travers le presse-étoupes sont faciles à apercevoir et à corriger; il suffit de resserrer les boulons du presse-étoupes et de substituer au besoin ime garniture nouvelle à la garniture usée, ce qui ne devient nécessaire qu'à des intervalles éloignés. Les frottements del'eaudans le tuyau asceni^onnel sont moindres que dans le cas des pompes élévatoires, parce que le tuyau n'est pas obstrué par la tige du piston.

La résistance totale due à l'élévation de l'eau s'exerce sur le piston, dans son excursion descendante. Nous verrons plus tard que eette circonstance est plutôt avantageuse que défavorable à l'action des machines à vapeur à simple effet, qui sont habituellement employées à l'épuisement des eaux des mines. D'ailleurs , ou peut , en renversant le système, ainsi que nous l'avons indiqué, soulever la colonne d'eau dans la course ascendante du piston ; on n'a, dans ce cas, que l'inconvénient d'une position incommode du presse-étoupes qui se trouve renversé.

/''air ne s'accumule pas à la partie supérieure du corps de pompe, -- On a objecté que, dans les pompes à plongeur disposées comme celle que nous venons de décrire , l'air dégagé de l'eau aspirée, ou sucé par la pompe lorsque les orifices ou narines du tuyau aspirateur sont accidentellement découvertes d'eau , vient se loger dans la partie supérieure du corps de pompe, sous le presse-étoupes, s'y comprime et arrête en tout ou en partie le jeu de la pompe qui fournit alors un volume d'eau beaucoup moindre que celui qui est engendré par Pexcursion du plongeur. L'expérience prouve que cette objection n'est point fondée , ou que du moins les effets de l'air dégagé de l'eau ou sucé par la pompe , sont bien loin d'avoir l'importance qu'on leur a attribuée. Gela tient sans doute à ce que l'air qui peut se dégager de l'eau dans l'aspiration, se redissout ou est entraîné par l'eau, lorsque celle-ci est refoulée dans le tuyau montant, ou à

ce que cet air qui tendrait à se loger à la partie supérieure du presseéloupes, s'échappe entre la garniture et le piston, sous la fbrte pression qui s'exerce lors de la refoulée de Teau, et ne peut ainsi s'accumuler : on sait en effet qu'il est bien plus facile de contenir de l'eau que des gaz comprimés. Quoi qu'il en soit , il est certain que le produit des pompes foulantes à plongeur, qui sont presque exclusivement usitées dans les mines profondes du comté de Corn wall, n'est pas sensiblement diminué par la cause que nous venons de discuter.

Le jaugeage direct de l'eau élevée par les pompes de la mine de Huel Towan, exécuté par MAI. Rennie et Kenwood à deux reprises différentes, a fourni un volume d'eau égal à 0,924 du volume engendré par l'excursion des pistons. L'expérience répétée deux fois a donné constamment le même résultat; la perte était donc de moins de 8 pour cent, et il est peu probable que la cause indiquée plus haut influât sur elle d'une manière sensible.

Des expériences semblables ont été répétées dans d'autres mines par d'autres observateurs , et ont donné des pertes qui ne dépassent pas celles des pompes de construction différente le mieux entretenues; l'objection est donc peu fondée, et nous pensons qu'on ne gagnerait rien à mettre le corps de pompe en communication avec le tuyau montant par sa partie supérieure , afin d'éviter l'accumulation de l'air, ainsi que l'ont proposé quelques personnes. Il suffirait pour cela de faire déboucher la pièce en H à la partie supérieure du corps de pompe, immédiatement au dessous du presse-étoupes. 11 faudrait augmenter en même temps le diamètre du corps de pompe , afin que lors de l'enfoncement du plongeur, l'eau refoulée ne circulât pas avec une vitesse nuisible par le frottement auquel elle donnerait lieu, dans l'espace annulaire compris entre le contour du piston et la paroi du corps de pompe. Cette augmentation de diamètre pourrait donner lieu à quelque embarras dans les puits de mines où l'on est bien souvent gêné par le défaut d'espace.

Pompes à piston plein circulant dans un cylindre alésé. — On a construit des pompes élévatoires à piston plein sur un principe différent de celui des pompes à plongeur. Telles sont celles que M. Juncker a établies pour l'assèchement de la mine du Huelgoat, et qui sont mises en mouvement par la belle machine à colonne d'eau construile par cet habile ingénieur. Les détails suivants sont empruntés au memoire qu^il a publié dans les Annales des Mines,

C, fig. 2, PL LIP\ est le corps de pompe cylindrique, alésé avec soin , fermé à sa partie supérieure et ouvert à sa partie inférieure, dans lequel se meut le piston P.

La tige X du piston traverse le fond supérieur du cylindre dans une holie à cuir ; la garniture consiste en plusieurs couronnes plates de cuir superposées, et deux pièces annulaires de cuir amboutien forme de demi-tores <, tournées en sens inverse Tune de Tautre et posées, oomme l'indique la ftg, 3, qui représente la boîte à cuir à une échelle pkjs grande, entre les rondelles posées à plat. Chacune des rondelles embouties est comprise entre deux anneaux de cuivre ayant une de leurs faces plane , et Taulre courbe. La convexité de Tun de ces anneaux entre dans le creux de la pièce de cuir, qui repose à son tour dans le creux du second anneau de cuivre, lequel est évidé en forme de gouttière circulaire. La forme des pièces de cuir ambouties est ainsi conservée ; ce sont elles surtout qui, en s'appliquant contre la tige du piston , préviennent la sortie de Teau lorsqu'elle est refoulée par le piston, et la rentrée de Pair atmosphérique lors deraspiration. Les cuirs employés pour former ces garnitures reçoivent les formes convenables entre des moules où on les soumet à une forte compression, après les avoir ramollis par rimmersion dans Teau ; on les imprègne ensuite fortement d'huile, avant de les mettre en place, et on les maintient onctueux pendant le travail , par un graissage qui s'opère soit en versant de Thulle dans la concavité du couvercle de la boite à cuir, soit en oignant la tige du piston avec un corps gras. On fait usage au Huelgoat d'un mélange intime formé de 6 parties de saindoux, 5 parties de suif et 1 partie d'huile d'olive ou de pied de bœuf fondues ensemble à un feu doux. Ce mélange a une consistance analogue à celle du miel.

Les garnitures en cuir construites avecles soins elles précautions que nous venons d'indiquer retiennent mieux Teau que les garnitures ^n étoupes, et doivent être préférées lorsque les pressions d'eau sont considérables.

La partie supérieure du corps de pompe est évasée et mise en communication par le tuyau court TT' avec la chapelle LL' composée de deux pièces , et qui contient les deux soupapes d'aspiration et d'ascension S,S^. La chapelle se lie en dessous au tuyau aspirateur A, A,, As, et en dessus au tuyau ascendant û.

On voit que lors de la course descendante du piston, l'eau arrive par le tuyau aspirateur^ traverse la soupape d'aspiration S , et vient remplir l'espace délaissé par le piston. Cette eau est élevée parle piston, lors de son excursion ascendante, dans le tuyau montant, à' travers la soupape de refoulée S'.

Le corps de pompe étant entièrement ouvert par le bas, les fuites <l*eau entre le piston et le cylindre sont immédiatement aperçues ; de

208 CHAPITRE Xr.

plus on eotretient le piston et les parois du cylindre dans un état onctueux , en frottant intérieurement le cylindre avec un tampon graisseux que Ton introduit par dessous , lorsque le piston monte.

La pompe du Hiiel{]foat porte Teau , d'un seul jet à une hauteur verticale de 155 mètres, et devra plus tard la porter jusqu'à 230 mètres, profondeur totale des travaux exécutés ou en projet. D'après la hauteur inusitée de la colonne montante , M. Juncker a dû apporter aux détails de construction de cette pompe des soins particuliers* qui seraient peut-être en partie superflus dans les pompes ordinaires, dont les tuyaux ne portent Teau qu'à 60 ou 80 mètres de hauteur verticale. Néanmoins quelques-unes des précautions qu'il a prises nous paraissent devoir être généralement imitées ; toutes méritent de fixer l'attention du mineur et du constructeur de machines. Nous reproduirons en conséquence ici les descriptions de l'auteur, avec les développements suffisants pour mettre à même d'en faire l'application.

Le corps du piston F et sa tigeX sont en bronze, fondus d'une seule pièce tournée et polie. Sur le contour du piston et sur sa face supérieure, est posé un chapeau ou rondelle de cuir amboutie ^ dont le bord retroussé qui s'applique contre le corps de pompe a O^yOS/de hauteur. Cette garniture est fixée sur le contour du piston par son rebord plan, sur lequel presse un anneau plat en cuivre, de hauteur égale au bord retroussé, et fixé au corps du piston par des boulons à vis rapprochés , qui traversent à la fois l'anneau métallique et le cuir , pour pénétrer dans Tépaisseur du piston.

On avait d'abord mis, sous le piston, une semblable garniture eu cuir retroussé vers le bas, afin de prévenir la rentrée de l'air atmosphérique lors de l'aspiration. Mais cette garniture ayant été promptement détériorée par l'action des eaux corrosives qui avait détruit la flexibilité du cuir , on l'a remplacée par un plateau vissé sous le piston , portant un disque de cuir retroussé vers le bas , et dont le bord est pressé contre le corps de pompe par des liteaux poussés par des ressorts à boudins. Les fig, 4 et 5 , PL LIF , représentent cette partie du piston. On y distingue les liteaux découpés en forme de secteurs , posés sur les bords du plateau et guidés par des goujons verticaux qui pénètrent dans des entailles ménagées dans le milieu de chacun des liteaux, suivant la direction du rayon; les ressorts à boudins fixés sur des goujons implantés, horizontalement et suivant les rayons , dans le corps du noyau ménagé au centre du plateau ; le disque en cuir retroussé.

Les soupapes S et S^^fig. 2, sont entièrement métalliques, sans

garniture en cuir , et s'appliquent sur les bords coniques , rodés avec soin , d'ouvertures percées dans les porte-soupapos , qui sont également en métal. Les soupapes et porte-soupapes sont en bronze ; Talliage est composé de :

85 à 88 parties de cuivre. 4 à 6 parties d'étain.

4 à 6 parties de plomb et de zinc.

Il devait, d*aprèsla commande, être composé de 89 parties de cuivre et II d'étain, avec tolérance de 2 pour cent de zinc ou de plomb. Ces soupapes tiennent parfaitement Teau et se ferment avec plus de pré» cision et de promptitude que les soupapes à charnières garnies de cuir. M. Juncker a constaté que le volume d'eau élevé par la pompe n'était inférieur que de i/to au volume engendré par l'excursion du piston de la pompe. Le porte-soupape supérieur est pincé entre les deux brides d'un collet , comme on le voit dans la figure : le portesoupape inférieur est posé sur un rebord ménagé au fond de la chapelle avec interposition de mastic ; il est retenu par trois coins en^ foncés dans des entailles pratiquées sur son pourtour.

Les regards r et r^ , fermés par des portes , permettent de visiter les soupapes , et de les nettoyer des ordures qui pourraient gêner leur jeu; pour les changer, il faut relever la partie supérieure de la chapelle , ce qui se fait au moyen du joint mobile ¥¥"" qui est à la base du tuyau montant.

Dispositions propres à faciliter la vérification de l'état des soupapes, — La partie supérieure de la chapelle p^n^tre dans tine pièce plus large qui termine le tuyau d'ascension ; pour obtenir une fermeture hermétique , on emploie une garniture en cuir semblable à celle du piston ; la pièce de cuir ambouti posée sur le contour supérieur de la pièce L , est maintenue par un anneau plat en cuivre serré par des vis de même métal, dont les écrous également en cuivre sont rapportés et noyés dans l'épaisseur de la fonte. Le tuyau aspirateur est évasé vers le bas , en A^ , et fermé par un double clapet à charnière qui soutient l'eau contenue dans ce tuyau aspirateur , lorsqu'elle n'est pas soutenue par la pression atmosphérique. Un tuyau latéral u^^Ut^u^^ muni de robinets , sert à établir une communication entre le tuyau aspirateur et le corps de pompe , et entre le tuyau aspirateur et le tuyau montant»

Ce dispositif a pour but de remplir d'eau la partie inférieure de la pompe lorsque celle-ci a été arrêtée pendant un certain temps , avant de la remettre en activité , afin d'éviter les arrêts et surtout T. m. 14

les ébranlement auxquels donne lieu , dans Torigine du mouTement , Tair qu*il fondrait expulser par le jeu de la pompe , et qui se comprimerait dans la chapelle , entre les deux soupapes. A cet efifet , quand on veut remettre la pompe en train , on établit une communication entre le dessus de la soupaiie S' et le tuyau aspirateur ; celui-ci se remplit, ainsi que le corps de pompe , de Peau qui arrive du tuyau montant. L^air logé dans le tuyau aspirateur traverse la soupape S et vient sortir par un petit trou w , ménagé dans Tépaisseur de la porte du regard r , et qui est fermé par une vis aussitôt que Teau , en sortant par ce petit orifice , annonce que la pompe et •le tuyau aspirateur en sont entièrement remplis.

W est une petite soupape latérale adaptée au tuyau aspirateur et chargée d*un poids qui équivaut à la pression d^uue atmosphère environ ( 1 kil. par cent, carré de la superficie de Torifice) ; cette soupape fait connaître à chaque instant si la soupape S d'aspiration est en bon état ; car si elle ne ferme pas bien , la pression de Teau refoulée pendant la course ascendante du piston , se transmettra à la colonne d*eau contenue dans Taspirateur , et soulèvera la soupape W avec force , si le clapet du bas ferme bien.

Au moyen de la même soupape W , on peut s*assurer si la soupape d'ascension S' ierme bien. Il faut pour cela arrêter la pompe , et mettre Tintérieur tie la chapelle , entre les deux soupapes, en communication avec le tuyau aspirateur au moyen du tuyau «> ^ «« , et des robinets dont il est muni. Si la soupape S^ ferme mal , Teau de la colonne montante viendra peser sur la colonne de Taspirateur et soulever la soupape W, pourvu que le clapet inférieur jb^'' ferme bien, •ce dont il est facile de s'assurer.

Ces moyens de vérification sont excellents, et évitent les manœuvres l»ien plus longues qu'il faudrait faire pour vérifier l'état de chaque soupape, en ouvrant les regards r et r' ; ils sont d'ailleurs tellement «impies et peu dispendieux que nous n'hésitons pas à en recommander l'usage.

Joints à manchon métallique, — M. Juncker a employé pour obtenir une fermeture hermétique des joints des tuyaux de la colonne ascensionnelle , le moyen suivant : à la jonction de deux tuyaux , il a placé un manchon ou cylindre creux en cuivre rouge, fig, 6, 7 et 8 , portant sur le milieu de sa hauteur une saillie ou bourrelet aplati saillant en dehors d'environ 2 cent, de largeur, que l'on oblient par la retraite du métal sous le marteau. Ce manchon est entouré d'une légère couche de filasse huilée , puis on loge dans les angles rentrants fermés par la saillie extérieure , des bour-

relets d'un mastic gras fait avec de la chaux vive en poudre fine , de rhuile de lin rendue siccative par la lilharge , et du chanvre bâché en beuts de 3 à 4 centimètres. Ces matières sont intimement mélangées par un battage prolongé ; le mastic résultant doit être de consistance ferme , de façon à y enfoncer avec peine le bout du doigt. On ajoute un peu <le minium , lorsque Ton veut que le mastic durcisse plus rapidement. Les bourrelets de ce mastic relevés vers les bords du manchon sont entourés d*une seconde couche de filasse huilée. Le manchon ainsi garni est introduit par ses deux bouts , dans les deux tuyaux que Ton veut réunir, de façon à ce que la saillie extérieure vienne reposer sur le contour de la bride plate du tuyau inférieur. Les brides sont ensuite très-fortement serrées et rapprochées jusqu*au refus par le serrage de 8 boulons , fig. 6. Cn a dû au préalable bien nettoyer les brides plates , les dessécher ave de la chaux vive en poudre , et les enduire d'huile pour y faire adhérer le mastic. Ces joints sont faciles à établir, et résistent à des pressions considérables , même lorsque le mastic est tout frais. La résistance augmente encore avec le temps. Us ont Pinçon vénient d'être chers à cause du manchon en cuivre. La bonté du joint est due vraisemblablement surtout à la nature du mastic employé, dont l'usage très-fréquent en Allemagne parait être peu connu ou est au moins peu répandu en France. On aurait certainement des joints excellents en interposant entre les deux brides plates préalablement nettoyées, séehées à la chaux vive et huilées, des tresses molles en chanvre imbibées d'huile siccative et recouvertes en dessus et en dessous d'une couche du mastic préparé ainsi que nous venons de le dire.

Pompe à plongeur établie au Huelgoat, -~ La fig, 9 représente une pompe foulante à piston plongeur , établie à la mine d'Huelgoat par M. Juncker qui a bien voulu m'en communiquer les dessins. Le tuyau montant de cette pompe est en bois. Le plongeur est un cylindre métallique creux fermé à ses deux extrémités par des fonds reliés par une tige en fer , qui passe dans l'axe du piston , et reçoit un écrou adapté en dessous du fend inférieur. On a enfilé sur cette ^f,t des rondelles métalliques qui remplissent en partie le plongeur, afin d^en augmenter le poids. La disposition de la chapelle est la même que celle de la pompe soulevante que nous venons de décrire avec détail ; mais elle est mise en communication avec le bas du corps de pompe , comme cela a lieu dans les pompes à plongeur anglaises. Ce qu'il y a de particulier dans celle dont nous nous occupons, c'est la disposition des pistons plongeurs établis les uns au dessous des autres dans la profondeur du puits, et dont les axes

sont dans le prolongement de celui de la maîtresse lige qui les réunit et leur communique à tous son mouvement rectiligoe alternatif, et surtout la construction des soupapes d^aspiration et de refoulée. Pour que les axes des pistons puissent se trouver sur le prolongement de celui delà maîtresse lige , il a fallu interrompre celle-ci , àVendroit de chaque corps de pompe , et remplacer les portions de lige supprimées par des rectangles ou étriers en fer qui embrassent les corps de pompe, fig, 10 et 11.

Soupapes pistons de Huehjoat. — Quant aux soupapes que M. Juncker appelle des soupa])es-;t77>^on« , elles consistent en un porte-soupape métallique fixé sur le fond de la chapelle , ou entre deux collets , percé d*une ouverture cylindrique , alésée et rodée intérieurement , et légèrement évasée en dessus. Un appendice venu à la fonte guide la partie inférieure de la tige delà soupape. La soupape est un disque métallique plat pourvu d^une tige venue à la fbnte qui se prolonge en dessus et en dessous. La soupape est ajustée sur le tour pour remplir à peu près exactement Torifice du porte-soupape. La tige directrice est tournée. On lui laisse plus d^épaisseur dans la partie voisine du corps de la soupape , ftg, 12. Gela limite Texcursion de la soupape dans les deux sens , parce que les parties extrêmes de la tige peuvent seules pénétrer dans les œils des étriers fixés sur les deux faces du porte-soupape. Cette soupape est garnie d^un chapeau de cuir ambouti et biselé , appliqué sur son contour et maintenu par des anneaux métalliques plats et des boulons à vis. C'est cette garniture en cuir qui ferme hermétiquement , en s*appliquant par la pression de Teau supérieure , contre fa paroi interne de l'ouverture cylindrique du porte-soupape. Il faut, pour cela, que la .partie métallique de la soupape s'enfbnce complètement dans Touyerture précédente, et que la soupape , quand elle ferme rorifice, soit supportée par le renfiement de sa tige sur le bord de l'œil ménagé dans le guide inférieur. Dans la fig. la soupape S'est fermée, la soupape S ouverte. Les fig, 12 , 13 et 14 sont une section verticale , une élévation et une projection horizontale de cette soupape sur une plus grande échelle.

D'après M. Juncker , ces soupapes-pistons , dont le mode de construction lui a été indiqué par M. Frimot, sont préférables à toutes celles dont il a fait usage dans sa longue pratique. Quand elles sont construites avec soin , elles tiennent l'eau parfaitement, et ne se détériorent qu'après un temps fort long.

Soupapes à double siège propres à éviter les chocs et ébranlements. —■ La fermeture des soupapes des pompes est très-souvent

ÉrUlSEMENT DES EAUX DES MINES. 2J5

accompagnée d'un choc extrêmement énergique, qui ébranle la pompe entière ainsi que ses supports, et exerce sur la machine un effet destructeur. Ce choc est d'autant plus fort que les soupapes sont plus larges, et la hauteur de la colonne d'eau qui pèse sur elles plus considérable. S'il y avait un temps d'arrêt suffisamment long, à la fin de chaque excursion ascendante et descendante du piston, on comprend que les soupapes d'aspiration et de refoulée retomberaient sur leur siège en vertu de l'excès de leur poids sur celui d'un pareil volume d'eau, et que par conséquent la vitesse acqu ise au bas de leur chute serait peu considérable et le choc faible; mais si une excursion du piston, en sens contraire de celle qui vient d'être terminée, commence avant que la soupape ait eu le temps de retomber sur son siège et de se fermer, il y aura un mouvement rétrograde de la colonne d'eau aspirée ou refoulée par le piston, mouvement qui sera brusquement arrêté par la fermeture de la soupape. De là un coup de bélier trèsfort qu'on remarque dans presque toutes les pompes. Pour éviter cet inconvénient qui est fort grave dans beaucoup de cas , il faut que les soupapes soient pesantes, qu'elles ouvrent un large passage à l'eau sans s'écarter beaucoup de leur siège, enfin qu'elles présentent une forme telle que la résistance de l'eau dans laquelle elles tombent, retarde leur chute le moins possible. Ltsfig, 1 à 11, PL LF, représentent une soupape de la construction de MM. Barvey et West , constructeurs de machines à Uayle (Gornv^all) , qui nous parait satisfaire aussi bien que possible aux conditions énoncées précédemment. Elle est imitée de celle qui fut imaginée par Hornblower , et qui est appliquée depuis fort longtemps aux machines à vapeur d'épuisement du comlé de Cornwall. 11 a suffi pour l'appliquer aux pompes de la modifier un peu, de manière à ce qu'elle s'ouvrît et se fermât d'elle-même par l'effet du jeu du piston et de son propre poids. Ce genre de soupapes est appelé par les mécaniciens anglais , double beat valve^ soupape à double battement; je les appellerai soupapes à double siège.

hdifig. 1 est une élévation de la soupape et de son siège, la soupape étant fermée. La fig, 2 est une projection horizontale de la soupape vue en dessus. La fig, 3 une section verticale suivant l'axe de la soupape fermée. La fig, 4 une section verticale de la soupape ouverte. U^fig, 5, 6 et 7 sont une élévation, un plan, et une coupe verticale du siège; la fig^ 8 une coupe horizontale des diaphragmes dirigés vers l'axe du siège par la ligne ab de fig. 7, et le plan de la surface de contact annulaire inférieure sur laquelle s'applique la partie mobile. Les fig, 9, 10 et 11 sont une élévation, un plan, et une coupe

verticale de la soupape séparée de son siège. Les mêmes lellresdé' signent dans toutes ces figures les mêmes parties. c,c,c,cle siège fixe en fonte ou en bronze, sur lequel et autour duquel se meut la partie mobile dd , qui est également en métal, le plus souvent en bronze. Les anneaux ee, &e* sont dressés avec soin et s^appUquent exactement, quand la soupape est fermée, sur les parties //*, T/^ du siège. La soupape s^ouvre à la fois par le baut et par le bas, lorsque les anneaux ee, e'& abandonnent respectivement les sièges //, f'V* Les sièges peuvent être formés par les faces métalliques venues à la fonte, et ensuite planées, dressées et polies; ou bien on fait venir à la fonte du siège métallique deux sillons annulaires que l'onremplit avec des anneaux formés de segments de bois ou d*un métal tendre. (Ce dernier mode de construction, remploi du bois ou d'un mêlai tendre, est préférable). Les anneaux de bois ou de métal sont dans tous les cas tournés et dressés avec soin sur leur face supérieure, gg est un sillon annulaire ménagé sous le siège et dans lequel on loge un anneau de cuir, afin de prévenir toute fuite d*eau entre le siège de la soupape et Tanneau plat sur lequel il est fixé par des boulons, lorsqu'il est en place, hh est un cylindre venu au moulage avec le siège, et tourné, qui sert de guide à la partie mobile de la soupape, tï est une saillie métallique ménagée sur le contour du cylindre /i/t, laquelle pénètre dans un sillon correspondant creusé dans la partie mobile, de manière à prévenir tout mouvement de rotation de celle-ci, pendant qu'elle se lève et se baisse, hk est un disque boulonné sur le cylindre, pour limiter Texcursion de la valve dans le sens vertical , et l'empêcher d'être déplacée. Les flèches ///, // /, fig. 4, indiquent la marche de l'eau à travers la soupape ouverte, mm est la portion annulaire de la valve, qui supporte la difiFèrence de pression qui a lieu des deux côtés de la soupape, par suite du Jeu de la pompe. La grandeur superficielle de cette partie doit donc être proportionnée au poids de la valve et à la grandeur superficielle des surfaces annulaires de contact, de manière à ce que la valve soit d'abord séparée de son siège par l'excès de la pression qui a lieu en dessous sur celle qui a lieu en dessus, et soit rapidement soulevée par l'iAipressiondePeau en mouvement sur la partie mm, après qu'elle est séparée de son siège.

Les figures et la description précédente de la soupape à double siège de MM. Uarvey et West sont empruntées à la patente qu'ils ont prise en Angleterre et quia été publiée par M. Wickstced, avecles dessins de la pompe de l'établissement hydraulique d'Oldford à Londres. Le plongeur de la pompe d'Oldford , mû par une machine à vapeur à simple effet, a un diamètre de 41 pouces anglais (1",04). Cette pompe

fui élablie au mois de décembre 1858 ; mais les soupapes dont elle fut d'abord pourvue donnaient lieu, lors de leur fermeture, à des chocs qui ébranlaient tout l'édifice de la machine à vapeur. On essaya , pour faire disparaître cet inconvénient, plusieurs moyens qui firent lous ioefiicaces, jusqu*à ce qu^enfin les soupapes à double siège de MM. Harvey et West fussent faites et mises en place , ce qui eut lieu au mois de juillet 1839. Les chocs furent beaucoup moins violentsqu*auparavant , et ces soupapes tinrent parfaitement Teau.

Nous donnons, dans la fig. là, PL LV ^ la section verticale de la pomite foulante d'Oldford, d'après le dessin publié par M. Wicksteed. Us soupapes à double siège conviennent parfaitement aux pompes (l'un fort calil>re ; nous croyons qu'elles seront adaptées aux grandes pompes d'épuisement avec autant d'utilité qu'elles Pont été aux grandes machines à vapeur. C'est ce qui nous a déterminé à en donner une description étendue sur laquelle nous reviendrons encore à Toccasion des machines à vapeur.

Pompes élévatoires à piston plongeur de la mine de Himmelfahrl.-^Peur ne rien laisser à désirer sur un sujetd'une aussi grande importance , que la construction des grandes pompes d'épuisement qui peuvent aussi remplacer , avec un grand avantage , les pompes à réservoir d'air dont on fait le plus souvent usage pour l'élévation des eaux nécessaires à l'alimentation des réservoirs des villes ,. nous donnons encore, fig, 15 , PL Ltf^, les dessins d'une pompe à plongeur, construite peur un des puits de la mine de Himmelfahrt , district [ de Freyberg, par Phabile constructeur M. Brendel. La machine motrice est une roue à chute supérieure (roue à augets) d'un diamètre de âO aunes et 6 pouces de Saxe (ll<n,54) et une aune (0»,57) de largeur dans œuvre , ayant 96 augets en fbnte. Le fond de chaque auget est un arc de cercle de 4 pouces (0,095) de rayon, normal à la circonférence interne des couronnes , se prolongeant jusqu'à la moitié de la largeur de ces couronnes, et se raccordant tangentiellement avec une surfaee plane qui forme la partie extrême de Pauget et vient couper sous un angle de 15 degrés la circonférence extérieure de la roue. Deux manivelles placées aux extrémités de Parbre de la roue, à 180» de distance angulaire, impriment à des lignes de tirants en bois de sapin, un mouvement alternatif qui est transmis par l'intermédiaire de varleis ou grands leviers coudés en bois à deux maîtresses liges qui oscillent dans le puiu vertical et auxquelles se rattachent les plongeurs des pompes disposées en cascade , et alternativement près des deux parois opposées du puits. Ces deux maîtresses tiges sont entièrement en fer; elles se font mutuellement équilibre ; elles élèvent

Teau dans les tuyaux montants des pompes, lors de leur excursiw ascendante , chacune d'elles soulevant alors son propre poids , celui des plongeurs et celui des colonnes d*eau qui pressent sur eux. Chaque maîtresse tige descend en vertu de son propre poids et de celui des plongeurs qui y sont reliés, diminués du poids des colonnes d'eau aspirées qui est presque nul, ou même négatif, dans la disposition adoptée ici. Ainsi les liges en fer sont toujours tendues et n'agissent jamais en poussant. J'arrive à la description spéciale de Tune des pompes.

La caisse A , contenant les soupapes , a la forme prismatique. Elle est placée au dessus du corps de pompe qui débouche dans l'intervalle compris entre les deux soupapes. Elle se raccorde à une extrémité avec le tuyau ascensionnel D , et reçoit par l'autre extrémité T entièrement ouverte l'eau de la bâche dont elle traverse une des parois latérales^ de façon à ce que le tuyau aspirateur soit supprimé. Elle a 12 pouces de haut sur 13 de large (mesure de Leipsick) (On,285 sur 0»,.30). L'épaisseur des parois est de 2ce*»'>-,3.

Cette caisse renferme les sièges des soupapes cd et&Z' venus à la fonte avec la caisse. Ce sont des plaques d'un pouce 1/4 (5 centimètres) d'épaisseur , inclinées vers le tuyau ascensionnel ; l'une d'elles, celle de la soupape d'aspiration , fait avec le plan horizontal un angle de 41 degrés ; l'autre forme avec le même plan un angle de oO degrés. Les orifices de ces plaques sont bordés par un cadre en laiton ^A^ parfaitement poli , dont les bords internes coïncident avec ceux de l'ouverture de la plaque,, et qui est fixé à celle-ci par des vis noyées m, avec interposition d'une lame de cuir. Les orifices rectangulaires des soupapes ont 7 pouces 1/2 de largeur sur 4 et 5 pouces de hauteur dans œuvre (0w,176 sur 0m,094 et Om,l 17).

Chaque clapet consiste en une pièce rectangulaire de cuir prise entre deux plaques en fer, l'une supérieure et plus grande, l'autre inférieure et plus petite que l'ouverture du cadre en laiton appliqué sur le siège. Le cuir se prolonge , sur le long côté supérieur, de 2 pouces 1/2 (0m,06) au delà de la plaque métallique. Ce prolongement est fixé au siège par des vis n et sert de charnière ; la plaque métallique supérieure se prolonge en un appendice o qui limite la levée de la soupape.

Des portes amovibles etP, munies de poignées pp^ sont placées au dessus de chaque clapet, et permettent de les visiter.

ùUes à cw/r. — Le corps de pompe est un cylindre de 0",3(fâ de diamètre , 0™,0175 d'épaisseur et l"i,40 de longueur , il se termine en dessous par un évasement destiné à recevoir la boîte à cuir à travers

laquelle pénètre le plongeur. La partie évasée présente un diamètre de 0<»,434 sur 0»,133 de profondeur ; la botte edgh destinée à contenir la garniture est introduite dans cet évasement, elle a un diamètre de 13 pouces (0",305) sur une profondeur de 4 pouces (0™,94) ; elle est fixée au moyen de brides et de boulons tx à Tévasement qui termine le corps de pompe , avec interposition d'un anneau plat en plomb IV w. Les boulons tx retenus par les écrous placés sur la bride ki du corps de pompe , portent en x un renflement ayant la forme de deux troncs de cône appliqués Tun contre l'autre ; au delà de ce renflement , qui est à moitié noyé dans répaisseur de la bride gh de la boîte à cuir , les boulons tx se prolongent en une tige xu qui traverse la bride e/du couvercle de la boite à cuir ; les extrémités des prolongements xu sont aussi filetées et reçoivent des écrous qui pressent le couvercle contre la boite. On remarquera qu'il existe un intervalle^, entre Tévasement qui termine le corps de pompe et le pourtour extérieur de la boite à cuir. Cet espace est rempli d'eau quand la pompe fonctionne, et les corps solides entraînés, plus denses que l'eau , tels que les grains de sable , s'y réunissent en vertu de leur pesanteur spécifique. Le couvercle e/^est alésé intérieurement au diamètre de 0>»,28, et son bord interne forme une saillie d'un centimètre environ d'épaisseur et de 0°>,035 de hauteur, qui pénètre dans l'évasement de la boite à cuir. 11 est fixé à celle-ci , ainsi que nous l'avons dit, par les écrous vissés sur le prolongement des boulons tx.

La garniture zz est formée d'une bande de cuir de Maastricht de 6 pouces de largeur (0^,14), qu'on a laissée tremper dans le suif et ensuite repliée sur elle-même, de manière à la doubler et à réduire sa largeur à 3 pouces. Elle est introduite dans la botte , le pli tourné vers le bas, et les bords juxtaposés vers l'intérieur du corps de pompe.

Deux trous situés aux extrémités d'un même diamètre traversent les brides gh et 6/* de la boîte à cuir et de son couvercle, et aboutissent dans l'intervalle i/y compris entre l'évasement du corps de pompe et le pourtour de la boite à cuir ; ces trous sont fermés par des boutons métalliques à vis g, 9, que l'on retire assez souvent pour laisser tomber le sable qui s'est accumulé au bas du corps de pompe.

Le plongeur G est un cylindre métallique creux de 1»,44 de longueur et 0m,2S de diamètre extérieur. Il est fixé par un écrou aune tige en fer qui monte suivant son axe; le vide restant à l'intérieur est rempli avec du bois. La tige de ce plongeur est liée à la maîtresse tige par une fourchette de 0m^64 de longueur. Les fig. 13 et 14, PL LF^ représentent en projections verticales, cet assemblage, avec Vér

218 GHAPITKË XI.

trier qui embrasse la caisse A et le corps de pompe. Cest rexlrémité du plongeur, t sa tige ; ab la fourchette qui termine cette tige ; tn, n les deux branches de Pétri«r ; eph est un triangle en fer forgé qui réunit la tige du piston et les branches in,nde Tëtrier à la maîtresse tige. Une tige hc ^fi^.H^ part du sommets de ce triangle, et est reBée à la maîtresse tige J/'par les bandes de fer latérales gh^ g^h* et les boulons à visqui traversent le tout. Pour augmenter la solidité de cet assemblage, on a terminé Tappendice bc du triangle et la maîtresse tiged/; par les parties renflées c, c/ qui s^appliquent Tune contre Pau- Ire. Un triangle semblable à op6 réunit au dessus du corps de pompe les branches m,n de Fétrier à la partie supérieure de la tige. Mous reviendrons encore sur ces dispositions, en traitant de Tinstallation des pompes dans les puits.

La levée des plongeurs est de 4 pieds (i%13)y et chacun d'eux fait quatre excursions complètes par minute. La hauteur de la colonne ascensionnelle des pompes échelonnées varie depuis 15.965 jusqu'à 22.353 lachter (soit de 28 à 44 mètres). On a reconnu que lesécrous des boites à cuir, lorsquMls avaient été une fois convenablement serrés , n*avaient pas besoin d'être serrés de nouveau avant seize semaines. Quant à Tusure des garnitures en cuir, elle est très-lente j car on n'avait pas encore eu besoin de les renouveler, bien que tes pompes eussent fonctionné déjà pendant dix-huit mois Le volume d*eau débité par une pompe marchant à trois coups 1/2 par minute, a été trouvé égal, dans trois expériences, aux fractions 0,905, 0,875 et 0,876 du volume engendré par Texcursion du piston. L'excès de la première fraction sur les deux autres est attribué à ce qu'il n'y avait pas une hauteur d'eau suffisante , au dessus de l'embouchure de la caisse A, dans le réservoir de la pompe. 11 parait donc que l'on peut admettre un déchet de 10 pour cent , et un rendement de 90 pour cent, pour des pompes ainsi construites et installées, marchant à la vitesse indiquée.

Installation des pompes d'épuisement dans les puits. ^Vépui' sèment des eaux, dans les puits profonds , est ordinairement exécuté parles pompes étagées. La pompe inférieure prend dans le puisard» l'eau qu'elle verse dans une bâche posée sur des étais ou moise^ transversales établies dans le puits ; le tuyau aspirateur de la pompe suivante puise dans cette bâche , l'eau qu'elle porte dans une bâchesupérieure , où elle est reprise par une troisième pompe , et ainsi successivement jusqu'au niveau où les eaux doivent être définitivement versées dans une galerie d'écoulement qui les conduit au jour*

Les pistons de toutes les pompes étagées sont ordinairement atta-

chésà une même tige en bois appelée fnaUresse tige\ celle-ci descend dans toute la profondeur du puits , et tient par son extrémité supérieure à un balancier, qui lui transmet le mouvement alternatif) qu'il reçoit lui-même de la machine motrice.

La fig, ly PL LVI^ représente un pareil ensemble de pompes étagées disposées dans un puits vertical. W est la maîtresse tige qui reçoit du moteur un mouvement rectiligne alternatif : pi Px* est la pompe inférieure , qui est élévatolre et à piston creux. Les détails de cette pompe sont représentés /t^. 16, PU LUI, La chapelle est en c, La tige de son piston est fixée à la maîtresse tige ^ ^' en a par un cadre en fonte à deux flasques boulonnées d^une part à la maîtresse tige, et de Tautreà la tige de la pompe j9i p/. Celle-ci verse dans la bâche ^i, où Teau est reprise par le tuyau aspirateur de la pompe foulante p^ p^*, (Voyez, pour la construction de cette pompe , la fig. 1) PU Lir.) Le piston plongeur de celle-ci est attaché à la maîtresse tige en a% au moyen de frettes en fer; des pièces de bois courtes m m* sont interposées entre la face de la maîtresse tige et la face de la tige du piston plongeur, afin d'établir entre celui-ci et la maîtresse tige récartement nécessaire, pour que Faxe du piston plongeur corresponde à Taxe du corps de pompe. La pompe p^p,' verse dans la bâche 62, où Teau est reprise par une pompe semblable, etc.

Une ligne d'échelles est placée dans le puits , pour qu'on puisse visiter facilement la ligne de pompes.

Des planchers sont établis à la hauteur où se trouvent les chapelles, et de petites grues ou potences qui ne sont pas représentées dans le dessin, sont habituellement installées sur ces planchers , afin qu'un seul ouvrier puisse déplacer les portes des chapelles, quand lesclaptts de la pompe doivent être remis en ordre.

La maîtresse tige qui transmet son mouvement rectiligne alternatif aux pistons de toutes les pompes , est guidée dans le puits par des prisons x x formées de deux pièces de bois parallèles, dont les extrémités sont posées dans la roche des parois , et de deux autres pièces placées sur les premières auxquelles elles sont réunies par des boulons. Ces quatre pièces laissent entre elles un vide intérieur de forme rectangulaire, dans lequel joue la maîtresse tige.

Les corps de pompe doivent être posés sur des appuis inébranlables, parce qu^un léger dérangement suffirait pour occasionner des ruptures, ou tout au moins donnerait lieu à une usure rapide et inégale des garnitures des pistons ou des presse-étoupes, et par suite à des pertes d'eau.

Les luyaux ascensionnels des pompes, formés de tuyaux en fonte

2i0 CHAPITRE XI.

à brides, assemblés eiilre eux par des boulons à vis , doiveot aussi être supportés par des pièces solidement fixées et posées avec soin , parce que les tassements ou dérangements des pièces qui les supportent donneraient lieu à des ruptures , ou au moins à Touverlure des joints des tuyaux , qui laisseraient perdre Teau élevée.

Maîtresse tige, — La maîtresse tige doit avoir des dimensions telles, qu'elle ne subisse ni allongement ni raccourcissement sensible, ni flexion sous les efiPorts de traction ou de compression auxquels elle est soumise , afin qu'elle transmette intégralement , sans vibration et sans ébranlement , jusqu'au fond du puits , le mouvement qui lui est imprimé par la machine motrice; par la même raison, elle doit être attachée au levier du balancier qui lui imprime le mouvement rectiligne alternatif, par des pièces dont les articulations soient ajustées avec le plus grand soin, pour ne pas laisser un jeu qui donnerait lieu à des chocs pendant le mouvement du système ; enfin les prisons qui la guident, dans ses excursions, doivent être parfaitement invariables.

La première conséquence de la nécessité d'une pose soignée et d'une assiette invariable pour toutes les pièces d'un système de pompes d'épuisement, est qu'un pareil système ne peut être établi que dans un puits dont les parois soient très-solides , et qui soit creusé dans un terrain non sujet à être ébranlé par suite des éboulemenls qui pourraient avoir lieu dans les excavations souterraines. Si cette dernière condition est satisfaite, il restera , pour satisfaire la première, à consolider par des revêtements très-solides en bois, ou mieux encore en maçonnerie , les parties du puits qui ne se trouveraient pas dans des roches dures , solides , et non susceptibles d'être altérées par l'action de l'air ou des eaux qui filtrent sur ces parois; enfin, à choisir pour l'emplacement des corps de pompes, des bâches, et des points d'appui des traverses sur lesquelles seront posés les tuyaux de la colonne ascensionnelle , ou qui serviront de guides à la maltresse tige , les portions du puits qui offriront le plus de solidité^ quand les parois ne seront pas dans toute leur étendue uniformément résistantes.

Les moyens de consolider les étais destinés à supporter les diverses parties du système des pompes , varient d'ailleurs dans chaque cas , suivant la nature de la roche et des revêtements du puits. Revenons maintenant à chacune des parties qui entrent dans un système de pompes .

La maîtresse tige est ordinairement en bois , quelquefois en fèr forgé lorsqu'elle doit agir en tirant; une maîtresse tige en bois est

formée de plusieurs pièces de sapin choisies avec soin , de manière qa^elles n'aient ni nœuds, ni défauls d'aucune espèce, équarries et dressées avec le plus grand soin , et assemblées entre elles en trait de Jupiter, fig. 2, PL LFI^ consolidé par de fortes bandes de fer méplat qui recouvrent les deux faces des pièces assemblées , se prolongent au delà des extrémités entaillées par le trait de Jupiter, et sont réunies par des boulons à vis qui traversent ces deux armatures et la tige. Les dimensions de la section transversale de la maîtresse tige ne sont pas uniformes dans toute la profondeur du puits. Les parties supérieures qui sont chargées du poids des parties inférieures doivent avoir un plus fort équarrissage, et dans les puits profonds où sont installées des pompes de grandes dimensions, ces parties supérieures sont souvent formées de deux pièces de bois équarries, juxtaposées et réunies Tune à Tautre par des boulons en fer. Ainsi, dans un puits d'épuisement des Consolidated mines dans le Cornwall, dont la profondeur était de 1200 pieds anglais (566 mètres), nous avons vu une maltresse tige qui, dans sa partie supérieure, était formée de deux pièces de bois juxtaposées , ayant chacune un pied anglais (0'»,50) d'équarrissage en tout sens , tandis que les parties inférieures étaient formées d'une seule pièce de sapin de 13 pouces anglais (O»,??) d'équarrissage en tout sens.

Toutes les pompes établies dans le puits dont nous nous occupons étaient des pompes foulantes à plongeur, excepté la pompe la plus basse qui était à piston creux. L'eau était foulée dans les tuyaux ascensionnels des pompes foulantes par la chute de la maîtresse tige, et la résistance opposée par l'eau à la chute de celle-ci était d'environ 29,000 kilogrammes. Le poids de la maîtresse tige était en outre en partie équilibré par trois balanciers à contre-poids établis , l'un à la surface du sol, et les deux autres dans des excavations creusées ad hoc dans la roche des parois , et par une colonne d'eau de 180 pieds anglais de hauteur, qui oscillait dans une colonne verticale de tuyaux , placée entre le niveau de la galerie d'écoulement et l'orifice du puits. L'effet des contre-poids à balanciers et de la colonne d'eau était de 55,000 kilogrammes environ, réduits à la vitesse de la maltresse tige , de sorte que le poids total de celle-ci et des pièces liées avec elle, qu'elle entraînait dans son mouvement rectiligne alternatif, dépassait 84.000 kilogrammes.

Cet excès considérable du poids de la maîtresse tige sur celui de l'eau qu'elle doit refouler dans sa chute , n'est pas seulement commandé parla nécessité de lui donner des dimensions suffisantes pour éviter toute chance de rupture, tout allongement ou raccourcisse-

ment , et surtout toute flexion sensible pendant la chute de cette tige. Il est aussi avantageux, comme nous le ferons voir plus loin , en raison de la nature du moteur, qui est une machine à vapeur à simple effet et à détente.

Les pièces de bois composant la maîtresse tige dont nous parlons, avaient chacune de 15 à 18 mètres de longueur; elles étaient assemblées Tune au bout de Tautre, par simple juxtaposition , et entailles à mi-bois , sans trait de Jupiter, et reliées seulement par de fortes armatures en fer méplat appliquées sur les quatre faces de la pièce à Tendroit de la jonction , et traversées par de gros boulons à vis.

A son extrémité supérieure , la maîtresse tige était attachée au balancier qui lui imprimait le mouvement , par une très-forte pièce en fer forgé , formée d'une partie plate en forme de coin , qui pénétrait dans le milieu de Pépaisseur de la tige, sur une profondeur de 1»,50 à 2 mètres ; une embase plate portait sur Textrémité de la maîtresse tige. La pièce était terminée par une fourchette dont les branches étaient percées de deux ouvertures, pour recevoir le gros boulon par lequel [elle était unie au balancier. Deux barres de fer méplat sont appliquées sur les faces latérales de la maîtresse tige et serrées par des boulons à vis qui traversent à la fois ces armatures , la partie méplate de la tète et le bois de la tige. La fig. Z^Pl. Lf^I, représente cette disposition.

On voit dans la fïg, 1, PL LFI , le mode de liaison des tiges particulières des pistons avec la maîtresse tige.

Précautions contre la rupture de la maîtresse tige. Patins, — Malgré les fortes dimensions et Texcessive solidité des pièces qui composent la maîtresse tige, et des armatures qui les unissent entre elles , une rupture de celte pièce occasionnerait des accidents d*une telle gravité, que Ton a dû prendre des précautions contre cette chance d'accident , quelque faible qu'elle soit. Pour cela , on arme la maîtresse tige de plusieurs appendices dits patins placés à différents niveaux , et assez rapprochés les uns des autres, surtout vers l'extrémité supérieure de cette tige oii une rupture aurait des résultats plus désastreux.

Dans les mines d'étain et de cuivre du Gornwall, les patins consistent simplement en deux pièces de bois courtes tn/^vt/^ fig, 1, PI, L^I^ posées debout et appliquées contre deux faces opposées de la maîtresse tige à laquelle elles sont solidement reliées par des frettes et de très-forts boulons en fer. Ces patins sont placés de telle façon que leur partie inférieure vient, lorsque la maîtresse tige ar-

rive au bas de sa chute , presque au contact de& pièces de bois formant ie$ prisons entre lesquelles elle circule. Ces prisons sont formées ici non pas simplement de deux pièces de bois transversales appuyées par leurs extrémités sur la roche du puits , mais de plusieurs pièces semblables bien équarries posées les unes sur les autres, et constituant un fort massif de charpente capable de résister au choc qui résulterait de la maîtresse tige, après une rupture.

Dispositions adaptées au Huelgoat. — Gomme des patins semblables sont distribués à différents niveaux sur la maîtresse tige , celle-ci, en cas de rupture , se trouverait supportée à la fois sur plusieurs points de sa longueur. L*élasticité des pièces de bois permettrait à celles qui recevraient le premier choc de fléchir un peu , et si 4es patins sont bien ajustés, une légère flexion de ces pièces incapable de les rompre suffira pour que les autres patins viennent porter à leur tour sur les charpentes qui se trouvent respectivement au dessous de chacun d'eux ; si les patins étaient mal ajustés, de sorte que Tun d*-euxvlnt à porter bien avant les autres, il pourrait être détruit et brisé parla violence du choc, avant que les derniers lui vinssent en aide. Il y aura donc avantage à imiter, quand on aura affaire à des maîtresses tiges d'un grand poids, la disposition adoptée par M. Juncker pour la tige des pompes élévatoires du Huelgoat, et qui consiste à placer sur les estampes ou fortes moïses qui s'appuient sur le roc, des piles de planches de sapin de 2 à 3 centimètres d'épaisseur, qui sont brisées successivement par la violence du premier choc , amortissent l'effet de ce choc sur les moises qu'elles recouvrent, et permettent en outre à tous les patins de venir porter sur leurs supports respectifs , quand même les vices d'ajustement des patins par rapport aux supports sur lesquels ils devraient tomber simultanément, seraient assez marqués.

M. Juncker a adapté ainsi cinq paires de patins à une maîtresse tige du poids de 15.000 kilogrammes, et s'est assuré que le bris de sept planches de sapin superposées suffisait pour détruire toute la vitesse acquise par un poids de 3,000 kilogrammes , tombé de 2»,30 de hauteur verticale ; les patins en bois sont remplacés dans la mine du Huelgoat, par des appendices en fér forgé solidement arc-boutés et fixés à la tige; sur les piles de planches qui sont maintenues en place par des boulons en fer, repose librement un saumon de plomb qui recevrait le premier choc des patins, en cas de rupture.

Corps de pompes et tufaux.^hes corps de pompe sont posés sur de fortes moises en bois, dont les extrémités reposent dans des entailles pratiquées dans la roche des parois, quand cette roche est ré-

sislante. Ces entaillés sont en ce cas dressées avec soin et à la pointe. Si les parois sont revêtues d*un muraillement , les extrémités des moises sont emmuraillées dans le revêtement. On évite autant que possible de les faire porter sur le boisage des puits. Cependant dans les puits cuvelés à cadres jointifs, on est obligé d'appuyer les extrémités de ces moises sur les cadres du cuvelage , et dans ce cas on doit poser les extrémités sur des semelles ou pièces de bois clouées aux pièces du cuvelage par de fortes chevilles en fer, plutôt que d'entailler les pièces du cuvelage , et Ton a soin de relier ensemble, par des armatures en fer méplat , plusieurs pièces successives du cuvelage , voisines du niveau des moises , afin de les rendre toutes solidaires, et de répartir la charge entre elles. Du reste, on consolide ces moises , soit en les reliant avec le terrain supérieur par des tirants en fer amarrés à des crampons scellés dans la roche , ou avec les cadres supérieurs du boisage , par des tirants en bois ou en fer, soit en les soutenant par des pièces de bois , de fonte ou de fer qui reposent directement sur le terrain inférieur, ou s'appuient sur des traverses établies plus bas , et viennent arc-bouter vers le milieu de leur longueur les moises portantes.

Les bâches qui reçoivent les eaux de la pompe inférieure , et où puise le tuyau aspirateur de la pompe supérieure, sont établies dans les angles ou sur un des côtés du puits. Elles sont construites en madriers épais, soigneusement dressés, et les joints en sont calfatés avec des étoupes goudronnées. La pompe inférieure verse Teau dans la bâche par une auge en bois qui est fixée sur la tête du tuyau ascensionnel, comme on le voit, figA^ PI, LVI. Cette disposition présente, il est vrai , Tînconvéntent d'élever, à chaque reprise de pompes , l'eau un peu plus haut que les bords de la bâche , pour la laisser retomber dans celle-ci. On pourrait éviter cela , en faisant déboucher directement le tuyau ascensionnel de la pompe inférieure â travers le fond de la bâche ; mais il est douteux que la difficulté de tenir bien étanche le joint entre le collet du tuyau et le fbnd de la bâche, ne fit pas plus que compenser l'économie du petit excès de travail nécessité par la surélévation de l'eau à chaque reprise, lorsqu'on fait usage de pompes hautes dont chacune porte l'eau à 25 ou 30 mètres de hauteur verticale au moins, et souvent beaucoup plus haut.

Les tuyaux ascensionnels des pompes sont supportés par des moises jumelles établies de distance en distance et appuyées par leurs extrémités sur la roche des parois du puits, ou sur les revêtements en bois ou en maçonnerie. Sur ces jumelles sont posées des pièces courtes transversales sur lesquelles posent les brides ou les oreilles des

tuyaux. Les pièces courtes sont taillées et calées de manière à ce que les brides s'appuient exactement sur elles; mais il faut éviter de les «aler de manière à produire des tensions dans les tuyaux, et à faire porter par les traverses une partie du poids des tuyaux qui sont à un niveau inférieur. Il est important ^ dans tous les cas, que Taxe de la colonne ascensionnelle soit maintenu suivant une ligne droite verticale, ou inclinée si la pompe est inclinée. Cela est surtout indispensable , quand on fait usage de pompes élévatoires à pistons creux, dont la tige se meut dans Tintérieur de la colonne ascensionnelle. 11 faudra donc ajuster avec soin les tuyaux les uns sur les autres, dans la mise en place des pompes.

La température des eaux souterraines élevées par les pompes demeurant à peu près invariable en toute saison, il est inutile de prendre des précautions particulières contre les dilatations dues aux va. nations de température, toutes les fois que le développement des tuyaux ascensionnels n*est pas très-long. Cependant , lorsque la pompe doit porter Teau d'un seul jet à une hauteur considérable , comme 100 ou 150 mètres , ou lorsque le tuyau ne s'élève pas verticalement , et présente un développement étendu , il est prudent d'établir, dans l'étendue de la colonne ascensionnelle, quelques jom^« compensateurs, qui permettent aux tuyaux contigus de jouer un peu l'un dans l'autre. Ces joints ne préviennent pas seulement les ruptures que pourraient amener des variations de température, mais encore celles qui pourraient être occasionnées par les légers tassements de la roche des parois, et des traverses sur lesquelles porte la colonne. Ils se forment en assemblant les deux tuyaux contigus dont l'inférieur est évasé à son extrémité , à emboîtement , et en garnissant l'espace annulaire compris entre la paroi externe du tuyau intérieur et la paroi interne de l'orifice évasé , avec des tresses de chanvre goudronné et une rondelle de plomb enfoncée, à l'aide d'un poussoir en fer sur la tète duquel on frappe à coups de marteau. On peut aussi imiter le mode par lequel M. Juncker a réuni la partie inférieure de la colonne ascensionnelle de la pompe du Huelgoat à la pièce qui contient le clapet de refoulée , fïg, 2 , -P/. II f^, et page 209.

Pompes d'épuisement dans les puits inclinés. — L'on établit quelquefois des pompes dans des puits inclinés ; les tuyaux montants et les corps de pompe sont alors posés sur des traverses reposant elles-mêmes sur le mur du puits. La disposition inclinée des corps de pompe dans lesquels jouent les pistons, est évidemment défavorable à la conservation des garnitures de tout le système, et du corps