MACHINES A VAPEUR

par ia figure 1 de la plaDche LUI, est à double effet, à moyenne pression » sans détente ni eondensalion. Le diamètre du cylindre étant de 0.533 mètre (21 pouces anglais), la course du piston de 1.828 mètre (6 pieds), le nombre des excursions complètes de 19 par minute, et la tension de la vapeur dans les chaudières de trois atmosphères , sa force dépasse 40 chevaux. Le lecteur peut, en examinant les quatre figures dans lesquelles les mêmes lettres représentent les mêmes objets , observer les organes suivants :

J, cylindre dans lequel la vapeur , introduite alternativement au-dessus et au-dessous du piston, imprime à ce dernier un mouvement vertical de va et vient.

BB^ parallélogramme liant la tige du piston a et la tète du balancier CC

/>, bielle qui, recevant son mouvement du balancier, le communique à la manivelle E.

F, arbre du volant VV^. Celui-ci, n'ayant d'autre but que de maintenir la machine en activité lors du passage des deux points morts , c'est-à-dire lorsque l'axe de la manivelle est vertical , ne doit pas être d'un trop grand poids ou de trop fortes dimensions , car alors , emmagasinant une grande quantité de force, il deviendrait diflicile d'arrêter la machine et de changer le sens de son mouvement avec la promptitude réclamée par les diverses manœuvres.

FK' et t/t/', volant et bobines.

(r, pignon, et H^ grande roue. Le rapport des diamètres de ces deux organes varie suivant la vitesse moyenne à imprimer au vase d'extraction. Ici ce rapport est de 1/2; dans les machines d'une force moindre, il est de 1/3 et même de 1/4, suivant la rapidité des excursions du piston. Dans tous les cas ^ le diamètre de la roue ne doit pag

être trop grand relativement au pignon , afin que le çhiniste ne soit jamais obligé de donner à l'appareil une vitesse trop considérable qui tendrait à le détériorer.

/, tuyau de conduite de la vapeur dans la boite de distribution.

t , robinet d'admission de la vapeur, réglé par une tige b. Un levier gg\ muni d'une poignée g\ se trouve A portée de la main du macbinistç.

KK\ tuyau de décharge delà vapeur, communiquant avec la bâche ou réservoir à eau chaude.

X, pompe à eau froide qui j prenant l'eau du puits, la fait passer dans la bâche , où elle se réchauffe aoua l'influence de la vapeur sortant du cylindre.

M, tuyau de trop plein, servant à l'écoulement de l'eau chaude, lorsqu'elle dépasse un certain niveau,

Nf pompe alimentaire. Elle prend en m l'eau chaude que contient le réservoir, la soulève de m en n, puis lu refoule dans les chaudières par un tuyau horisontal 0.

ff sont les tiges des deux pompes placées symétrique* ment de chaque côté du balancier,

La section du cylindre et des boites de distribution 4t par un plan vertical (%• 3| pl« LII), montre les deui tiroirs a,a^ réuni3 par une tige è; on peut aussi voir les deux canaux rectangulaires c,c^ par lesquels la vapeur afflue sur les deux surfaces du piston et s'échappe aprè9 avoir produit son effet.

K est le régulateur de sortie de la vapeur.

P,P\ excentrique, et P^s, levier dont le machiniste saisit la poignée pour exécuter les manœuvres à la main.

g et 9* (fig. 3 , pi. LU), bras de levier portant à une de leurs extrémités deux boutons indépendants r^f^ sur l'un ou l'autre desquels se place à volonté l'entaille prati* quée dans la tij^e de l'exçcntriiuc, et au:Kque!s ce dertiiir

MACUlKfiS A VAP£DE. 199

oommunique un mouvement de va et vient. Lorsque le boulon r est en mouvement, il agit sur Farbre ww^ qui 9 à son tour , imprime un mouvement vertical alternatif à la tige des tiroirs de distribution , par Tintermédiaire de deux leviers coudés attachés à la douille t ; mais si Ten^ laille de l'excentrique vient à recouvrir le bouton r\ le mouvement inverse est communiqué à l'arbre ww ^ et , par suite, aux tiroirs par l'intermédiaire de la tige u (fig. i"". , pi. Ll). Une poignée e permet au machiniste d'agir avec la main chaque fois qu'un changement dans le sens du mouvement réclame cette manœuvre , facilitée d'ailleurs par l'application d'un contré-poids t; tendant à soulever les tiroirs.

La manœuvre du jeu des leviers est analogue à celle qui a été décrite ci-dessus à l'occasion des machines à cylindre horizontal.

Le balancier repose sur deux jumelles ou sommiers R Ry quelquefois en fer de fonte, mais plus ordinairement en bois 'y la flexion de ces pièces est prévenue par deux colonnes en fonte J. Les crapaudines, qui doivent être fixées invariablement, sont assujetties à l'aide de boulons XjXiX encastrés dans la maçonnerie des fondations et serrés par des écrous accompagnés , en certaines circon- . atances, de disques en fonte tels que ZyZ,z, elc»

Les machines d'extraction des mines du continent sont toujours mises à l'abri des intempéries de l'air par un assez vaste bâtiment qui recouvre en même temps la charpente des molettes, de même que l'emplacement occupé par les générateurs. Ceux-ci cependant sont privés d'abri dans quelques localités , ce qui n'offre aucun inconvénient s'ils sont revêtus à leur partie supérieure de briques placées de champ , qui empêchent la chaleur de se dissiper dans l'atmosphère. Pans les districts bouillers du nord de

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l'Angleterre , le cylindre et les bobines sont seuls préservés contre les injures du temps. Dans le Staffordshire et le Shropshire, où les machines sont extrêmement grossières, le cylindre est recouvert d'une espèce de guérite offrant à peine assez d'espace pour abriter le machiniste.

Dans tous les cas , la disposition de l'appareil doit être telle que le conducteur de la machine embrasse d'un seul coup d'œil la manivelle, les bobines et Torifice du puits ; sans cela , il est exposé à commettre des erreurs fréquemment suivies d'accidents fâcheux. Il semble inutile d'ajouter que les poignées de tous les leviers relatifs au jeu de l'appareil doivent pouvoir être saisis par lui sans aucun déplacement de sa part.

601. Observations générales sur les machines à vapeur dC extraction.

Les machines rotatives à moyenne pression et sans condensation sont plus simples que les appareils munis d'un condenseur ; moins coûteuses d'acquisition et d'entretien , leur déplacement est aussi plus facile. Elles sont surtout fort convenables pour les mines de houille où l'exploitant éprouve ordinairement de la difBculté à se procurer l'eau nécessaire à la condensation ; il peut alors se dispenser d'établir ces vastes réservoirs encore actuellement si nombreux sur le carreau des mines de la province de Liège ^ réservoirs dans lesquels Feau du condenseur est conduite pour se refroidir et être utilisée de nouveau ; car ces constructions fort coûteuses ne remplissent pas entièremeni leur but , puisque le liquide n'a pas toujours le temps de se refroidir suffisamment , quelque étendue que soit la surface

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des bassins. De même que les anciennes machines liégeoises, celles des environs de Newcastle sont généralement à basse pression et à condensation. Les appareils à détente^ excepté les machines de Woolf à deux cylindres , ne peuvent être admises pour Textraction , dont les différentes phases exigent Farrét subit de la marche du moteur et un triple renversement du mouvement pour chaque vase d'extraction parvenu à Forifice du puits.

Les machines à cylindre horizontal sont plus simples et moins coûteuses que celles à balancier ; mais elles sont Fobjet d'un reproche : la prompte détérioration des pistons et l'usure inégale du cylindre^ toujours plus fortement attaqué à sa partie inférieure que partout ailleurs. Toutefois , leur usage est avantageux quand la force requise ne dépasse pas de certaines limites. Les balanciers sont réservés pour les appareils d'une certaine puissance.

Un seul tiroir suffit à la distribution dans les cylindres d'une petite longueur , les canaux qui conduisent la vapeur aux deux extrémités de l'appareil ne pouvant occasionner une grande perte. Mais si le cylindre a quelque longueur et si , par conséquent , la boite offre une capacité notable , il est préférable d'employer deux tiroirs liés par une tige , ainsi que le lecteur vient de le voir dans la description de la machine à cyUndre vertical.

Les générateurs à tubes bouilleurs , malgré réconomie de combustible , sont rarement applicables aux mines de houille; en effet, les eaux employées , provenant des travaux , contiennent en dissolution des substances qui se déposent par suite de l'évaporation et forment des incrustations difficiles à enlever des chaudières et, par conséquent, des tubes bouilleurs. Comme, en outre, la vapeur est engendrée par des houilles de qualité inférieure , impropres à la vente , l'exploitant est généralement peu lenié de réaliser

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des économies de combustible par l'acquisition d*objett tendant à augmenter notablement le prix des machines.

Sur le continent , la vitesse moyenne communiquée aux vases d'extraction par les machines rotatives , est d'envirofi un mètre ou au plus 1.20 mètre par seconde ; souvent elle i)'est que de 0.90 mètre (1 )• Au nord de TAngleterre, ell9 est de 4 à S mètres ; et dans un des puits des environs d^ Manchester , les tubs parcourent 5,33 mètres par seconde* Cette grande rapidité s'explique par la disposition des organes de l'appareil ; en effet , les engrenages intermédiaires sont supprimés et la tige du piston , faisant fonction de bielle, communique directement le mouvement de rotation à l'arbre des bobines. Cependant de fortes charges extraites avec une vitesse modérée sont bien préférables à des vases d*une capacité moindre, mus avec une grande rapidité , tant sous le rapport de l'effet utile, de la conservation des cordes et de la machine elle-même , que pour prévenir des accidents.

602. Précautions à prendre dans la conduite d'une machine rotative.

Le machiniste, à Pinstant où la charge, abandonnant ie fond du puits ou la chambre d'accrochage, se suspend au câble d'extraction, peut apprécier l'effort du moteur appelé à vaincre subitement la force d'inertie; il pourvoit à cet excès de résistance en faisant passer dans le cylindre une quantité suffisante de vapeur. A mesure que le vase plein s'élève dans le puits , la corde se raccourcit et la résistance diminue d'intensité, ce qui engage le machiniste

(1) L'introduction récente des cages d'extraction a «u pour résultat de perler ceiic vitesse à 2, 3 et môme 3.50 mètres.

MACHINBS A VAPEUR. SOS

à rétrécir Torifice d^admission , en agissant sur le modéra* leur par l'intermédiaire d'une manivelle ou d'un levier) plus rarement il produit cet effet, en mettant obstacle & l'écoulement de la vapeur dans l'atmosphère. Lorsque le vase est parvenu à 15 ou 20 mètres du jour, circon* stance annoncée par un bouchon de paille attaché au câble, ou par une large marque blanche faite à la craie, le machiniste, prévenu par un cri que poussent les décrocheurs, ou par le tintement d'une sonnette, modère le mou* vement et conduit la machine à la main , en se tenant prêt *à l'arrêter subitement lorsque le vase atteint une hauteur convenable , c'est-à-dire , se trouve à 1 mètre ou à 1 ,50 au-dessus de la niargelle. Les manœuvres suivantes offrent trois phases distinctes consistant : l**. A changer le sens du mouvement de rotation pour amener le vase sur la margelle ; à relâcher le câble et à laisser la machine en repos, pendant que les ouvriers décrochent le vase plein et lui en substituent un vide ; S"*. A relever ce dernier et à le mettre dans la position qu'occupait le premier un instant auparavant ; S"*. A renverser de nouveau le sens du mouvement de rotation , pour faire descendre le vase dans le puits. Le temps employé dans ces opérations est au minimum d'un quart à une demi-minute et au maximum de trois à cinq , suivant la nature des vases d'extraction et le procédé employé pour les recueillir.

Pour les puits non divisés en compartiments, le machiniste., prévenu en temps utile du moment précis où les deux vases doivent se rencontrer, ralentit la marche de la machine pendant que ceux-ci parcourent un espace de 10 à 15 mètres, afin de les empêcher de s'accrocher ou de se heurter mutuellement.

Il évite d'arrêter l'appareil ou de changer le sens du mouvement aux limites des excursions du piston , car

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alors la manivelle étant en ligne droite avec la bielle, c'est-à-dire se trouvant dans ses points morts j il lui est fort difficile de remettre la machine en activité; il n*y parvient quelquefois qu'en agissant sur le volant , ce qui est incommode et occasionne de grandes pertes temps.