MÀCH1.\ES SOUFFLANTES, A DOUBLE EFFET
En H e»t une valve de gorge mue par an petit piéton I dont le deeeooe osaunnniqoe aver la boite à vent. Cette valve de gorge a pour but de produire le même effet qoe le* ebpeta C” C, c'est-à-dire de s'ouvrlr, quand II y a refoulemant, et se fermer quand U y a asplratli».
De cette monirrr, si les clapets C et C sont en minvols état, la valve de gorge fooctioane a leur i>laee et retient une partie de l'air qui tend à s'échapper.
En K est une soupape de sûreté deatlnée à empêcher la pression de s'élever dont le rrgulatenr, pour le >*as où la dépense de vent étant très faible, la cataracte G se dérangerait et laisserait tooctionner la machine sans interruption. c < ’
Dans les machines a double effet, uns rotation, la distribution sa fait généralement par soupapes, attendu qu'il est Indispensable ({uc l'exhaustioa ait liett instantanément a la On de la course, si on veut éviter le clioc des pistons contre les fonds des cylindres. I
Quand ces moefaines sont a balancier, cette dernière pièce cet munie, a chacune de ers extrémités, d'une oreille a traverse k venant frapper leaJuntcUes, comme cela a lieu dans les machines a ibnpie effet.
On voit per la que, d'une port, il est bon de ne faire usage de la maehioe a double effet sans rotation, que dans les cas ou la force a développer est asws considérable; d'outre port, il fout laiaoer aux pistons un Jeu assez considérable dans les cylindres si l'on veut éviter que les traverses h,k choquent à chaque coup de piston.
Aussi, quand la force de ces machines ne dépasse pas SO chevaux, préfere-t-on les mettre à rotation par l'addition d'une 6iW/e, une maniitUe, vn arbre etunroiuai qui, tout en rendant possible l'usage du tiroir mù par excentrique, servent à limiter la course des pistons et permettent de leur laisaer moins de Jeu.
Ce qui fait que, pour grandes souffleries, un préfère géuénüement les machines sans rotaHou, c'est que d'une port , le temps d'arrêt, qui a Ueu à la fin de la course , permet oux clapets du vent de se fermer par leur propre poids, effet qui n'a pas toujours lieu dans le cas de rotation, surtont si la vltesee est grande, et , alors , occasioone des pertes ; d'autre port , la dépense étant très considérable et le plus souvent cariabte, il est de la plus haute Importance de ne donner que le aornbro de coupa de pistons strictement necessaires.
2» A aOTATIOS.
Il est un cas de soufflerie pour lequel on peut regarder comme inutile el même nuisible de se conformer a ht condition du temps d'orrét si avantageuse dans tous les autres ; c'est lorsqu'il s'agit de souffler ou d'aspirer de l'air dans un tuyau de chemin atmosphérique. En effet, co à. quoi on s’attache le plus, là, ce n’est pas à produire proportionoeUemeut a une dépense variable, mais bien à faire le plus possible dons un temps donné. Le temps d'nrrét devient alors inutile, en ce qui concerne la dépense; il continuerait à être avantageux pour la fermeture des clapets s’il ne nuisait à la condition de vitesse à laquelle doivent nécessairement satisfaire ces appareils. Il résulte de là que ces machines, quelque puissantes qu'elles soient, SC font toujours à rotation.
Quand les souffleries à rotation sont à cylindres verticaux situes aux extrémités d'un balancier, la bielle SC place a environ le quart de la longueur de ce dernier; dons ce cas le rayon de la manivelle n'est plus que le quart de la course des pistons. Cette disposition, qui double l'effort auquel doivent résister la bidie et la manivelle , a souvent pour inconvénient de faire casser l'une de ces pièces, aussi n'cst-elle vraiment praticable que pour forces au-dessous de 2 S chevaux, .àu-dessus, on préfère avoir recours à d'autres dispositions.
Les ploncbes 21 [flg. lO), 22, 23 représentent le système des machines aspirantes à rotation, établies par M. Eugène Flaebat, sur le chemin de fer atniospbérique de Saint-Germain.
Chaque appareil se compose de deux machines à va|ieur à rotation , dites horizontales , accouplées et possédant chacune une force de 100 a I2S chevaux, l'n volant, place sur l'arbre moteur A , commun
au^L deux machioea, et qui , au preinier abord, peut sembler Imittle, à cauae de l'accouplement des manivelles A angle droit, non seulamcot régularise parfalteasent le mouvement, mais encore rmp^he tes machines rie s’emporter, quand par hasard, à une forte charge, sucoSde subitement une lésistance à peu prés nulle , mit par suite d’acddcnt, soit pour toute autre cauae.
I.a soufflerie se compose de deux cylindres. La transmisaion du numveroent des pistons moteurs aux pistons aspirants n'est pas directe; elle se hit par rinterniédiaire d'on pignon B, une roue dentée C et un second arbre A manivelle D.
Cette disposition qui fait perdre, il est vrai, au moteur, une légère portion de sa force, présente le grand avantage de permettre A l'ingénieur de donner à chacun des pistons la vitesse qui convient le mieux , eu égard à la nature du fluide dans lequel il se meut.
Cette condition , indispensable A l'obtention du maximum d'effet utile, ne peut être remplie qu'impnrfaitement au moyen de la transmission de mouvement directe , attendu qu'elle exige l'emploi d'un balancier A branches Inégales , ce A quoi on n'a généralement pas recours.
La vitesse du piston à vapeur pouvant et devant être très grande , tant A cause de la forte pression , qui produit l'éoaulement, qu'à cause du refroidissement qu'il fout éviter, relie du piston A vent devant être très faible , au contraire , la pression génératrice de l'écoulement étant elle-même très faible, on préfère, dans les ras ordinaires , prendre une vitesse moyenne qui ne convient ni A l'un ni A l'autre des fluides. Cda est peut-être raisonnable quand la force A transmettre est faible, mais ne convient nullement quand elle est considérable; aussi, comme nous l'avons observé déjà , faut-il avoir recours, alors, A la machine à double effet , sons rotation , et A repos aux extrémités de la course.
Pour machines aspirantes de chemins atmosphériques , la maehlnc sans rotation serait très dangereuse par le motif, mentionné plus haut, qui a nécessité l'emploi du volant. Il résulte de IA que l'addition des engrenages est la seule combinaison convenable.
La foree A transmettre allant en augmentant A chaque Instant , depuis zéro Jusqu'à un maximum déterminé, l'application de la détente variable était indispensable; elle a été faite A ces machines d’une maniera fort Ingénieuse.
La distribution a lieu par soupapes a lanterne. A cet effet , le mouvement du distributeur se fait au moyen d'un arbre E A cames , dont deux cylindriques et fixes pour les soupapes d’exhaustion F , F' et deux coniques , montées sur manchons mobiles , pour les soupapes d’introduction G, G'. Ces mouchons a prisonniers sont mus, soit A la main , au moyen de In manivelle A quatre branches II et la vis sans fin I , soit par le pendule conique J, au moyen de deux pignons dont un seul K est visible (flg. 3, pl. 23), pouvant engrener n/(cmoficffflé«f avec la roue L montée sur l'arbre I, suivant que la vitesse de la machine augmente ou diminue, savoir : quand la vitesse augmente, les boules du pendule s’écartent; le pignon inférieur J monte, engrène avec la roue L et présente des sections décroissantes des cames aux tringles de soulèvement des soupapes d'introduction G G ; quand la vitesse diminue , le contraire a lieu ; C'est le pignon supérieur qui engiime avec In roue L et [irésente des sections croissantes des cames aux tringles des soupapes d'introduction.
\ notre avis , deux vis sans lin coniques engrenant alternativement avec une roue cylindrique conviendraient peut-être mieux que les pignons K , par la raison qu'elles agiraient moins promptement. Il est probable que l’on a employé cette disposition dans l'une des autres machines commandées pour le même usage.
Outre la détente, les machines du chemin atmosphérique de Saint-Germain possèdent la condensation , mais avec cette importante modification que la pompe A air est mue par une machine spéciale N (pl. 23, flg. 3 et S). Ce système de condensation qui est la conséquence de la disposition des machines motrices , lesquelles se prêtent peu A la condensation , présente l’avantage de permettre au mécanicien d'obtenir tout le vide qu’il croit nécessaire, par une accélérallon , indépendante, dans la vitesse de la pompe A air.
MACHINES A ROTATION, FIXES. IJl
Noos D'eotrerons pas en ce moment dans d'autres détails sur les machines motrices , attendu qu’elles appartiennent aux maclüncs à rotation dont l’étude va suivre.
En somme, les machines atmosphériques du cfaeraln de Saint-Germain nous parolsaent parfattoneot combinées , et nous sommes heureux de pouvoir en donner les plans à nos lecteurs. Si , comme nous en avons la conviction , l’exécution répond à leur conception , elles feront , comme les autres travaux du chemin atmosphérique de Saint-Ciermain, le plus grand honnenr i l’habile ingénieur qui a présidé à ce travail. Puissent , après cela , les résultats que l’on obtiendra , dans l’exploitation , faire oublier les peines et les dépenses qu’ils auront occasionnées.
TITRE IV
ALVCia.\ES A DOUBLE EFFET ET A ROTATION, FIXES.
Os machines^ dont l'usage est, on peut le dire, universellement répandu aujourd'hui, ont donné lieu, par suite des différents cas qui se présentent dans leur application, à un nombre assez considérable de dispositions diverses.
Os dis{) 08 ition.s, dont chacune convient plus particulièrement à certain genre et à certaiue force, dérivent gcnérakmvnt des trois circonstances suivantes, savoir :
I® L'é/al mrcaniçw du eyliHdrf moteur;
3° La po^iïion de son aj'e;
3“ La position de farbre moteur.
En effet, le cvlixdre moteub peut, au choix du oonstructeur, affecter pendant le travail, l'un des trois états mécaniques suivants, savoir :
1® Vétal de repos;
3® Véiat d'oscillation autour d'un axe perpendiculaire au plan du mouvement du sien;
S* L'étal de rotation autour d'un axe égatement perpendiculaire om plan du mouvetnent du sien.
Dans les deux prenilers cas, I'axx dl cylikdex peut occuper Tune des trois positions générales suivantes, savoir :
I® La position verticale; 3® la position inclinée; 3® la position borlzootale.
Dans le troisième cas , I'axb du CYLiriDBi occupe successivement toutes ces positions.
L'aemb «otbub peut, comme le cylindre, occuper les trois positions giméraies définies ci-dessus. 11 en résulte que le nombre des disposlUoos diverses que peut affecter une machine, eu égard à l'état du cylindre moteur et aux positions que peuvent occuper ce même cylindre et l'arbre moteur, sc monte à vingtsept. Mais, parmi ces dispositions , il en est d'inusitées ou de si peu employées qu'on peut les négliger complètement, sauf à y revenir à l'occasion en parlant des machines qui s'\ appliquent le plus faeUenient ; oc sont celles dans lesquelles l'arbre moteur est vertical ou Incliné. Retranchant ces deux dernières, nous obtenons pour dispositions le plus généralement usitées les sept dis|)ositions suivantes, savoir ;
1® Cylindre fixe, vertical ; arbre horizontal.
Incliné;
Id.
Id.
id.
horizontal ;
id.
Id. oscillant, vertical;
id.
Id.
id.
Lncliné ;
Id.
kl.
horizontal;
Id.
Id. tournant id.
id.
Chacune de ces dispositions générales donne lieu à un plus ou moins grand nombre de dispositions pnr-
3H1 COMPOSraON DES MACHINES A VAPEL’B.
ticuHCres, que I’od nomme bystsmss, et d«|ieDd«nt, pour la plupart, du genre de la macldue et du plua ou moins de hauteur exùtant entre le aol do la machine et l’aie de l'arbre moteur.
Laissant de cdté, pour le moment, l’inilueDCe que peut avoir le geurc d'une machine sur sou système, nous niions envisager les différents cas auxqueis donnent ileu la hauteur de l'axe de l'arbre inotesir audessus du sol de la machine. A cet effet, prenant pour unité de hauteur le ray on de la manivelle, nous ferons remorquer que, dans la presque totalité des circonstances qui se présentent lors de l'etablissement des nucbincs, la hauteur de l'axe de l'arbre moteur est comprise entre Moins un et plus dix ray ous de la maniveJle au-dessus du sol de bi machine. Rappelant que l’on a, en moyenne (page ISS) :
Diamètre du cylindre é basse pression. . . . i
Rayon de la manivelle t
Longueur du balancier 6
Longueur de la bielle i
Diamètre du volant G
et faisant successivement la hauteur de l'axe de l'arbre moteur égale é — I, -f 1,-^ S, 3, -f- etc..
nous obtenons 1a série suivante de dispositions particulières de machines les plus employ ées , savoir ; Soient pi. S4, llg. 1, ï, 3, 4, S, 6, 7, 8, 9, 10, II, lï, 13, 14):
L T, le niveau du aol de la machioe ;
A, l'arbre moteur;
R, le cy lindre a vapeur ;
C, l'épaisseur du piston moteur augmentée du Jeu et des entrées du fond et du couvercle;
D, le balancier;
E, la bielle ;
F, la manivelle;
G, le volant.
Nous avons :
1 « pour arbre moteur situé entre — I cl zéro au-dessus du sol de ta ssuuhine :
.M.vchlne a sALAsciKa (Üg. I) dans laquelle la longueur de la bielle E est portée à C, au lieu de S qu'elle est dans la figure.
Machine a dscx siilles (flg. 1) dans laquelle la longueur des bielles E est |x>rtée A 6, comme ci-dessus. Machine a bixli.c es caoee (flg. 3), surbaissée.
Machine a cvu.vdse touesast (flg. 6j avec arbre moteur au-dessous de l'axe de rotation du cylindre.
2 “ Pour arbre moteur situé entre zéro cl -J- l au-dessus du sol de la tnaehine :
Machine a deux bielles (flg. 2) dons son état normal.
Machine a bielle ex cadeb (flg. 3) surhaussée.
Machine iioeizoxtale (flg. 4).
Machine osciLLAXTE, horizontale (üg. 6).
Machine a cvlixdee tolbxaxt (flg. 6).
3" Pour arbre moteur situé cnlrc-J- I cl -J- 8 au-dessus du sol de la michine :
Machine ixclixbe (flg. 7).
Machine OSCILLAXTE, incUnée (llg. 8).
4» Pour arbre moteur situé entre -J- S el 4 au-dessus du sol de la machine ;
Machine oscillaxte verticale (flg. 9).
Pour arbre moleur situé entre -J- 4 cl S auslcssus du sol de la machine :
Machine A tige bielle (llg. 10|.
