Machine ^épumment d» la mim de Uoumt

Le terrain houiller de cate localité étant recouvert de sables tertiaires sans consistance, le puits fut enveloppé d'un parallélipipède en maçonnerie dont la base repose sur le roc solide; la hauteur de cette fondation est de 14 mètres, et sa section, par un plan horizontal, est un carré de 7.S0 mètres de côté. La surface supérieure en est revêtue de pierres de taille sur lesquelles reposent deux sommiers en fonte, liés avec la maçonnerie par de grands boulons ; ces sommiers reçoivent le cylindre solidement établi au-dessus de Torifice du puits.

Cette machine , à simple effet , à moyenne pression , à détente et sans condensation , est représentée dans la planche LXXIIL La figure 1 est une élévation latérale de Tensemble de l'appareil dans lequel les axes du cylindre moteur , du tirant et des corps de pompe coïncident suivant une même ligne verticale.

Le piston moteur est un piston métallique doi^t les secteurs sont repoussés contre la paroi intérieure du cylindre par des ressorts analogues aux ressorts appliqués à la suapension des voitures. La tige traverse une boite à bourrage établie sur le fond du cylindre ; elle est fixée , par son extrémité inférieure , à une crossette J ou paralléli* pipède en fonte muni de deux tourillons, sur lesquels viennent s'articuler les deux armures 6, b qui embrassent la tète de la maitresse-tige.

( i ) Toutes les dispositions de cet appareil , et surtout ringënieux mécanisme propre à déterminer Touverture et la fermeture des soupapes, sont dues ^ M. Gols^n.

MOTAOaS »'ÉI»€lSlllt(lt. 571'

Une tringle verticale a , fixée sur le pUton , s'élève et »'abaMe avec lui ; une potence c, fixée à sa partie supérieure, tient suspendue» en dehors du cylindre, une autre tringle d à laquelle est attaché un cône en bois ; celui-ci , ajusté sur le même niveau que le piston, le suit dans toutes ses excursions et indique & chaque instant le point précis où il se trouve. Cest l'indicateur de la couree du pieloH.

La poutrelle régulatrice BB emprunte son mouvement alternatif vertical d*un levier C articulé , d'un côté , sur un sommier horizontal fixe s; de Fautre, sur le balancier de ooAtre-poidfl par Tintermédiaire d*une branche mobile /*• . La chapelle (fig. 3, 3 et 4) renferme deux modérateurs et deux soupapes. Le premier v est un modérateur à coquille dont l'ouverture se règle au moyen d'une roue t?' que porte la partie supérieure de sa tige. Le second w se compose d'une glissière destinée à régulariser la sortie de la vapeur qui a fonctionné; elle modère la vitesse du piston dans sa course descendante, en lui opposant un matelas de vapeur comprimée qui , en outre , ne lui permet aucun choc lorsqu'il vient reposer sur le fond du cylindre. Cette glissière fonctionne au moyen d'une vis et d'une roue w\

Les deux soupapes, l'une d'admission x, l'autre d'exhaus* tion y, sont construites comme à Seraing. Les boites à bourrage, que traversent les tiges de chaque soupape, sont contenues dans des vases métalliques x*, y* destinés è retenir l'huile ou les substances grasses employées pour k lubréfaction des organeS; et à les empêcher de se répandre sur les plateaux de la chapelle qu'ils souilleraient.

Le réservoir à eau chaude i7 ( fig. 1 ) est formé de deux grands cylindres en tôle , concentriques et fermés à leurs deux extrémités. L'espace annulaire mm^ reçoit l'eau d'alimentation que réchauffe la vapeur traversant Iç tube intérieur IHLLt pour s'éclinpper dans l'atmosphère.

878 cnAPiTRB VI. — VI*. SBcrioif •

La vapeur venant des ehaudières débouche dans la ehapelle par le tuyau adducteur iV; suit la trace indiquée par les flèches t^t; traverse la soupape régulatrice , puis celle d'admission ; se répand dans la partie inférieure du cylindrci et soulève le piston. Lorsque ce dernier a achevé son excursion ascendante, la soupape x se ferme, y s'ouvre, et , à mesure que le piston redescend , la vapeur contenue dans le cylindre s'échappe par la soupape d'exhaustion et par l'espace que la glissière modératrice w laisse libre; traverse le cylindre intérieur du réservoir à eau chaude H; puis s'engage dans un tuyau ascendant LL qui la conduit en partie au-dessus du piston et en partie dans l'atmosphère.

Le balancier du contre-poids E E porte , à Tune de ses extrémités y deux fortes tringles de fer D qui se rattachent à des tourillons g fixés sur la maitresse-tige ; à l'autre extrémité , il reçoit , sur un boulon horizontal , des disques en fonte F, dont le nombre varie suivant l'intensité de la force nécessaire à l'ascension de Taltirail.

L'eau élevée par les pompes se déverse sur une galerie d'écoulement percée à environ 40 mètres au-dessous du sol de la machine : cette circonstance , diminuant l'effort mécanique du moteur , aurait suffi seule pour s'interdire la condensation, si d'autres motifs, exposés plus loin, n'étaient venus militer en faveur de cette suppression. L'eau nécessaire à l'alimentation des chaudières se trouvait alors à une profondeur de 40 mèlres ; il était possible de l'élever par rintermédiaire de la maitresse-tige ; mais, pour remettre l'appareil en mouvement après une période d'inactivité et lorsque les chaudières ne contenaient plus assez d'eau pour fonctionner , il aurait fallu en transporter à bras d'hommes et l'y projeter. Cet inconvénient a été évité par l'addition d'un petit cylindre moteur G destiné à manœuvrer une tige spéciale , composée de de«3( trindes parais

MOTEdRS D^ÉI'DISBlIBNt. S73

lèies en fer tiu , ti* ti* , dont la partie supérieure a été rendue seule visible sur le dessin, afin de ne pas y apporter trop de eomplication. Cette tige fait fonctionner deux pompes foulantes. L'une prend Teau dans une grande bâche en tôle placée au niveau de la galerie d'écoulement , la conduit , à travers un tuyau ascendant 1 1 1 et son prolongement horizontal î^ V , dans le réservoir annulaire d'alimentation B ^ où elle se réchauffe ; de là, cette eau , descendant par un tuyau &A , est reprise par une autre pompe J et refoulée dans les chaudières. La bâche en tôle sert aussi, par la mesure de l'eau débitée dans un temps donné , à constater l'effet utile des pompes.

La vapeur, affluant seulement à la partie inférieure du cylindre, y entretient une haute température, dont Tin* tensité va en diminuant à mesure que Ton se rapproche de son extrémité supérieure. Les effets de la dilatation du métal sont alors tellement inégaux qu'un piston bien calibré marche facilement pendant les deux premiers tiers de son excursion ascendante, mais est soumis, dans le reste de son parcours, à des frottements dont l'énergie s'accroit jusqu'à l'extrémité de la course. Pour rendre au piston la liberté complète de ses mouvements , il suffit de provoquer une égale dilatation sur toute la hauteur du cylindre. C'est dans ce but qu'un robinet iT est disposé pour établir une communication entre la cavité supérieure du cylindre et la partie de la chapelle où afflue la vapeur venant des chaudières avant qu'elle ne traverse les soupapes; c'est aussi pour cela que le tuyau KK met en relation la partie supérieure du cylindre et le canal de décharge de la vapeur XX. Cette seconde communication est d'ailleurs interceptée à volonté par un obturateur à papillon n formé d'un disque métallique mobile suivant l'un de ses diamètres ; il est manœuvré en tirant ou en soulevant une tringle en fer.

Voie! la manière dont ces divers organes soni mis eti jeu. Lorsque i*appareîl doit fonctionner après un chômage plus ou moins prolongé , le machiniste ferme le papillon et ouvre le robinet JT , à travers lequel pénètre dans le cylindre un volume de vapeur suffisant pour dilater le métal de la partie supérieure ; puis, afin de maintenir eet état de dilatation pendant que la machine est en adivilé , il ouvre le papillon , et alors, diaque fois que le piston descend, il appelle à travers le tuyau KK une partie de la vapeur, qui , avant de s'échapper dans Tatmosphère , revient dans le cylindre et Tentretient à la température voiriue.

739. Du mécanisme propre à provoquer Fouverlure et la fermeture des soupapes (fig. 3 et 4).

La poutrelle BB , destinée à imprimer les mouvements aux différents leviers , se compose de deux tiges parallèles sur lesquelles sont fixés , par des vis de pression , quatre taquets l,r, «,s^ dont la position peut être modifiée à volonté.

La soupape d'admission x est constamment sollicitée à se fermer par suite de la pression d'un poids m ajusté sur la tôte de sa tige. Les organes relatifs k cette soupape sont un arbre a mobile sur ses tourillons ; il porte un brcis de levier e à l'extrémité duquel agissent une bielie et un eontre-poids «*, un grand levier moteur 9, deux virgules d'aoeroohe f,h et une fourchette î destinée à lever la soupape.

b est un arbre fixe sur lequel articulent , entre deux bagnes , deux leviers d'endiquetage k, l, qui accrochent respectivement les deux virgules f eX h. Ces leviers, munis . ehacun d'un contre-poids p et p* , tendent toujews à «e

IIOTBURS D*ÉPinSEHBnT. 67S

porter à la rencontre des virgules d'aecroche; l'un t]*eux, t, n'esl mis en jeu que pour faire fonctionner ta cataracte.

L'état normal de la soupape d*exhaustion y est d'être tsMsIaminent soulevée par raocion d'un contre-poids ; les organes «(ui s'y rapportent sont les suivants : o , levier moteur qai f«t toarner l'arbre c ; celui-ci entraîne dans son MMvement ta fourchette n , la virgule m et les contrespoids p ; 9 est le point d'articulation de l'endiquetage m* destiné à accrodier la vii^ule «n.

Ceci posé, voici comment les soupapes s'ouvrent et se ferment riternaliveraent :

La cataracte ne devant pas fonctionner^ le eontrefoids du levier d'encliquetage k est enlevé ; ce dernier retombe en avant, ainsi que l'indiquent les ligures.

La macbîne est au repos , par conséquent le piston est »u bas de sa course ; la virgule h étant engagée dans l'endiquetage /, les mouvements sont suspendus. Dans cette situation des choses, le machiniste qui veut feire fonotionner l'appareil presse sur le levier o pour fermer la soupape d'exhaustion , saisit la poignée du levier gr et la soulève, pendant que de l'autre main il abaisse l'endiquetage /. La virgule h se décroche ; le contre-poids e' retombe sur son siège et fait tourner l'arbre a , qui , à son tour et p«r l'imermédiaire de la fourchette i , soulève la soupape d'-admission ; alors le piston monte en entraînant dans son excursion le balancier de contre-poids et la poutrelle. Lorsqu'il est sur le point d'atteindre la limite de sa course, le taquet I* soulève le levier f et le contre-poids e ; la fourchette î s'abaisse; la soupape se ferme sous la pression du poids «, et le levier d'encliquetage accroche la virgule correspondante. Pendant ce temps , le taquet $ a décroché ^e levier m* de la virgule m ; l'arbre c , libre de céder « l'action des contre-poids p, tourne et soulève la soupape

576 CHAPITRE VI. — VI*. SBGTIOIf .

d*exhau8tioD par rintermédiatre de la fourchette n , et le piston descend. Avant qu'il ait achevé son excursion descendante, la taquet 8^ heurte le levier moteur o ; le poids p est soulevé, la soupape d*exhaustion se ferme , et ces organes restent immobiles par Taccrochage de m* sur m. En même temps , le tasseau i heurte rencliquetage l , décroche la virgule et détermine , comme ci-devant , la levée de la soupape d'admission.

S*agit-il d'arrêter le jeu de la machine , le machinbte soulève rencliquetage / avant que le piston ait achevé sa course descendante ; alors la virgule f empêche le contre-poids e^ de tomber et, par conséquent, la soupape d'admission de s'ouvrir.

Jusqu'ici la vapeur agit en plein pendant toute la durée de l'excursion ascendante. S'agit-il d'appliquer la détente de la vapeur pendant une partie de la course du piston , le machiniste n'a autre chose à faire que de relever le taquet I* d'une quantité en rapport avec la fraction de la course pendant laquelle il veut utiliser les effets de l'expansion ; alors celui-ci rencontre plus promptement le levier mo* teur 9, destiné à fermer la soupape d'admission avant que le piston ait fourni sa course.

La cataracte hydraulique (? (fig. 3) est un vase à deux branches disposé en syphon renversé ; dans l'une des branches se meut un piston plongeur, tandis que l'autre forme un réservoir d'eau ; les canaux qui réunissent les deux cavités sont obstrués par une soupape à coquille et un robinet dont l'ouverture varie suivant la durée de l'intervalle qui doit séparer deux oscillations consécutives du makre-tirant. Enfin la tige du piston est surmontée d'un poids suffisant pour la faire descendre spontanément ; elle porte en outre , à une hauteur variable , un petit levier horizontal / et une douille formant tasseau r. Ces deux

VOTECRâ D^ÉPUrSEMENT. 577

objets (1), lorsque la cataracte doit fonctionner , glissent le long de la tige et viennent se iSxer à son extrémité supérieure. L'endiquetage k, également muni de son contrepoids t peut accrocher la vii^ule f. Le jeu de la cataracte est alors le suivant :

Pendant Fexcursion ascendante de la poutrelle ££, le taquet t soulève le tasseau r de la tige , et Teau aspirée passe du réservoir dans le cylindre, en soulevant la soupape. Le piston plongeur et sa tige arrivent au haut de leur course; livrés à eux-mêmes , ils chassent dans le réservoir Teau contenue dans le corps de pompe , descendent avec une vitesse proportionnée à Touverture du robinet, et, avant qu'ils aient achevé leur excursion , le levier horizontal j appuie sur i*encliquetage k, la virgule se décroche et un nouveau coup de piston de la machine succède au précédent.

Le mécanisme ci-dessus décrit est remarquable par sa simplicité , par le rapprochement des leviers et leur action directe sur les soupapes ; en sorte que le machiniste ne peut jamais commettre d'erreurs , lorsqu'il doit les ouvrir ou les fermer à la main. Enfin, toutes les pièces étant indépendantes les unes des autres , il est toujours facile d'avancer ou de retarder l'action de l'une déciles , sans changer les relations des autres.

740. Données numériques relatives à la machine ^épuisement de la mine de Houssu.

Hauteur totale du cylindre ,3.50 mètres ; diamètre , 1.10; section, 9,503 centimètres carrés.

Course variable du piston moteur et des pistons pion^ geurs des pompes : 2.80 à 3 mètres.

(i ) Ces organes sont représentés dans la position qu'ils prennent lorsqu'ils ne doivent pas fonctionner.