CHAPITRE VII
OBTtlRAtKlM.
Lrs obturateurs sout des appareils propres à établir ou interrompre la communication entre deua ou plusieurs portions contiguës d’une conduite. Ils sont de trois espèces, savoir ; — les HosraKTs — les soupapes — les CLAPETS, et se composent toujours de deux parties dont l'une est iixe et l'autre mobile. Ces appareils se distinguent entre eux non seulement par leurs formes, mais encore par la manière dont Us se meuvent ; on peut les déOnir ainsi ;
Les robinels sont coniiines et ont leur partie mobile douée d’un moovement circulaire , autour de l’axe, soit continu, soit alternatif, è volonté.
I>es soupapes sont rondes et ont leur partie mobile douée d’un mouvement rectiligne alternatif suivant la direction de l'axe.
Les clapets sont plats et doués d’un naouvement circulaire alternatif par rapport à un axe mené tangentiellcment à la courbe circonscrite an périmètre.
PIECES SPÉCLVLES. OBTURATEURS. «9
S !• — Bobimeta.
Les robinets (pl. 8, flg. 17, 18) consistent en deux cylindres, légèrement coniques et de même diamètre, dont l’un est concave et l’autre coniexe. Ces cylindres, placés l’un dans l’autre, sont percés simultanément d’un trou dont la largeur est moindre que le quart de la circonférence de contact.
Le cyilndre extérieur, qui est toujours la partie fixe, porte le nom Ae bolssenu,
la* cylindre Intérieur, qui est la partie mobile , porte le nom de
Le boisseau s’embranche sur les conduites au moy en de tubulures à brides.
La clef est mise-cii mouvement par une poignée, tantdt coulée avec, tantét indépendante et s’assemblant à tête carrée.
Des trois cspt'ces d’obturateurs, les robinets seuls sont propres & relier entre elles plus de deux portions de conduite.
On nomme robinet a deux mux, celui qui a deux tubulures ; à trois eaux, celui qui en a trois, et ainsi de suite. Les figures 19, ïo, 21, 22, représentent deux cas différents du robinet A trois eaux. Dans le premier (flg. 19, 2o]iI ne peut jamais y avoir que deux portions de la conduite en communication a la fuis; dans le second (fig. 21 , 22) les trois portions peuvent communiquer ensemble simultanément.
Les trois robinets , que nous avons indiqués , sont ceux que l’on emploie le plus généralement pour coudnites d’eoux de petits diamètres. Quand le diamètre est fort, on substitue, au robinet A clef pleine et poignée, le robinet A clef évidée et engrenages, représenté dans les figures 25 et 29. Cette disposition a l’avantage d’économiser la matière et de rendre extrêmement facile la manoeuvre de la clef dont l’axe est d’ailleurs terminé par deux vis destinées A l’empécher de gripper contre le boisseau, par suite d’un eontael trop,pârfalt.
g 11. ISoBpapes.
La fermeture au moyen des soupapes consiste dans le contact de deux surfaces annulaires, tantêt planes (pl. 8, lig. I bis), tantêt coniques (fig. I ter), dont l'une est concave et l’autre convexe.
Dans les deux cas, les siirfaees en contact se terminent intérieurement, l’une par un plan A , l’autre par un cylindre B, perpendiculaires entre eux et conduits suivant la circonférence intérieure C, directrice.
TantAt c’est la partie plane des soupapes qui est mobile , lantAt c’est la partie fixe ; dans les deux cas , la partie fixe porte le nom de base, et la partie mobile relui de c/m/myih.
I.C8 soupapes A chapeau plat se distinguent dos soupapes A chapeau cylindrique , par la résistance qu'elles opposent A la levée , par suite de la différence de pression qui existe entre les milieux qu’elles sont destinées A isoler l’un de l’autre.
Les surfaces annulaires planes ne s’emp(j||rnt guère que pour chapeaux plats.
Les surfaces aimulaires coniques s’emploient pour chapeaux plats et pour chapeaux cylindriques. Pour chapeaux plats , In partie concave est toujours après la base et la partie convexe après le chapeau. Pour chapeaux cylindriques , la partie concave est tantAt après l'un , tantAt après l’autre , à volonté.
la’s figures 23 et 2t représentent deux soupapes A chapeau plat, telles qu’on les emploie assez liabiluellement pour relier deux portions d’une conduite. C’est généralement pour la vapeur que l’on a recours A ce genre d'obturateur, les robinets étant préférés pour l’ean.
Dans la figure 23 , la soupape est soulevée par un levier on A la main , suivant la quantité dont diffèrent les pressions dans les deux portions de la conduite. Dans la figure 24 , la soupape est soulevée par une vis A manivelle ; cette disposition s'applique particulièrement dans le cas ou la différence des pressions est forte.
On nomme chapelle la boite dans laquelle est plAcée la soupape. Otte botte communique toujours avec la portion de ht conduite dans laquelle la pression est la plus forté, afin que, la soupape étant fermée, la conséquence de cette pression soit de la maintenir fermée et non de l’ouvrir.
//ctixlMu 5^’lion. H
•JO CüMPOSITIOiN Dts PIECES UES MACHINES A VAPEUR.
Le:> soupapes à cbapoiu cylindrique n'oiil pas u suppoi’trr de pression , mais elles exigent di^x sur* laces de fermeture. Les ligures 3, 4 et 5 (pl. 1 1 ) reprêsciiteiit trois systèmes differents de seconde fermeture, savoir :
Figure 3 , soupjipe dite ti guraiturfi extérieure.
Figure 4 , soupape dite à yarniture intérieure.
Figure 6 , soupape dite à lanlerne.
Dans la première , le cha|K*au sc meut dans une boite à étoupe , faisant corps avec la cliapi'llc , cl wrree par un cercle et des vis, non ilgurés dans le dessin, mais placés a distance sufiWanle les utts di>s auti*es.
Dans la seconde, la base est surmontée d’un eviindre creux le long duquel se meut , avet* le c!tH|x-nu , un stufling-box ménage dans ce deniier.
Dans la troisième, la fenneture supiTieure est la même que t*elle inférieure , seulement, la surface annulaire de contact est plus petite et a |>our circonfepènee extérieure la circonférence intérieure de l’autre.
g III.— Claire».
Ia'S clapets (pl. K, Üg. 31 et 33) ne sont autre chose que des soupapes dont l'axe a été deplaa*. Comme, d’apres leur disposition , leur coutour peut être quek'onque , ils sont préférés ù ces deniieres toutes les fols qu'il y a avantage à donner à l'obturateur une surface non circulaire; en outre, ils sont moins sujets a se déranger, mais ils exigent une plus grande cbupi'lle, ce qu'il n\«t pas toujours facile de faire tenir dans un espace donné.
Les ligures indiquent suftlsammeiit le mode de mise en m<»uvcmeiit adopté pour les clapets qu^fltoctionnent comme oburatcurs dans les conduites d'eau. Four la vapeur il est rare que l'on fasse usage de ces appareils; pour Pair, au contraire, Ils M>nt presque exclusivement adoptes; seulement alors iU sont en cuir et UMe, comme nous le veiToiis plus loin (Machines scmmaiites).
I^s ligures 27, 28, 2«, 30, représentent un système de vani>e très employé comme oiiturnteur dans les conduites d'enu et même de gaz.
CIIAm’IlE Vlll.
ArrXRElLS DE StnETE.
1) existe un mmibre très considérable d'ap(>areiis dont le but est d’appHcr l’attentloii dci chaufreurs sur leurs chaudières, qimud ces dernières sc trouvent dans «1rs conditions nnonnales, c’cst-à-diit* susi*eptlbles de donner lieu à une exjdoslon. Passer tous ces npiwreils en revue serait, à notre avis, sortir du cadre que nivus nous sommes tmcê, et rentrer dans le domaine de riiistorique.
Un certain nombre d'a]>pareils de sûreté ont été prescrits par rordonnaiKT royale du 32 mai 1849 ; t'es appareils, étant seuls exigés, sont seuls construits par les tm'canfcicns; nous croyons, pour cette raison, devoir borner ivoire travail, sur ce chapitre, h leur examen, H nous aUons les passer successivement en revue.
Les appareils de sûreté, prescrits par l’ordoimance royale précitée, sont au nombre de cinq, savoir :
Deux soupa|>es de sûreté; — un manomètre à air libre; — un indicateur du niveau de l’eau; — un noUeiir d’alurme.
$ I. — Moup«i»f» de »ûr<>lé.
Les soupapes de sûrete sont des a|i|^reils destinés a doiuier issue a la vapeur des chaudières , quand cette demiere acquiert une tensiiui supérieure a celle qu'ebe doit avoir. A oet effet, eUes ne sont autre>
PIÈCES SPÉCIALK<?. APPAIIEIUS DE SITUCTÈ.
que des soupapes ordinaires^ à ehapeau plat, posées directement sur les ehaudièrfs, et se soulevant quand la pression iiirérieure dépasse un poids dont elles sont chargées.
La pressUxi de l’atmosphère sur un centimètre carré de surface «“taut 1^,033 , si n repn^ntc le nombre des atmosphères qui expriment la pression intérieure de la vapeiir, on a , pour expression de cette pression sur un ceuUmetre carre de surface :
Lu surface de la soupape^ ayant pour dioinetn' 1), est : 0,785 D*.
La pression Intérieure tendant à sotilcxcr celte stmpape est, i>ar conséquent,:
1^,033 (h— t) X 0,?85 D*, OU 0 ,H11 D* (rt — l) kiloj^raniines,
D étant exprimé en centimètres.
Cette expression est donc celle du poids dont doit être cliarpée la soupape pour ik* lever que sous une pression dépassant n atmosphères.
dianrwtres des soupapes do sûreté sont delerminea, por l’ordonname royale, d’aprt^s la surface de chauffe des chaudières et la pression |X)ur laquelle elles ont etc timbrées. U arrive alors que les poids dont U faut les charger sont très considérables; <le la deux modi*s de charuement des soupape», savoir : mode de chargement direct, — mcHle de charuement i>ar levier.
Le premier, qui ne s'emploie que quatMl In presskm intiTieiire iw doit pas depnsser deux atmosphères, consiste dans l'application, sur la tète du chaiwau, d’un vwlds siifll«uU, de forme eviindrique H muni de quatre oreilles situées aux extrémités de dciix ci-néi’atrlecA opposées et enflim dans deux trincU> >crtit«les en fer, qui servent de guides aux |ioi«ls qunnd les smnwpes se lèvent.
U* «itoihI consiste dans l’emploi d’un levier plus ou moins long, ayant son point fixe n son extrt?mllé et très près du centre du chapeau de la S4»upap<* ; ce levier est chargé, a son autre extrémité , d'un poids qui est à la charge directe en raison iuvers<> d<^ bras.
Si VI est le bras de le\ler du poids exprimé eu fonctions du liras de lester du chapeau, on a pour expression de cc |K>ids :
l.es s«upap«*s de sûreté ont les surfaces annulaires de cnulact planes et très petites; rordonnance ro.volc exige que leur largeur ne dépasse pas du diamclre intérieur, quand ce dernier est supérieur à 30 iTtiilimctres ; pour diamètres aii>d<'ssous de 30 luilJimcücs, la largeur putticirc de i millimétré. Cette dii^osition a principalement pour but de faire coïncider la luvce des soupapes nvt^ l’üidication du inaix»métré pour laquelle leurs poids ont été «letermines.
Pour flélerminer le diamètre des soupapi's de sûrett’, on supfxise une prcKluction inaxiina de s’upeur {xxr métré carre de surface de chauffe et par sectinde; on le calcule alors d’apres la scctioii tV(*coulement n(*cessaire à l'échappement , dans le même temps , de toute cette vapmr sous la prt'ssioii |Miur laquelle la chaudière a été timbrée. Il résulte de la que, à dimensions égales, les chaudières ont des soupapes de sûreté d’autant plus p<‘tite,H que la pression, tH>ur bquclle elles sont timbrées, est plus considérable.
En procédant comme nous >c4ious de l'indiquer, on a obtenu plusieurs formules, panni IcsquelK's se trou\e la suivante, qui est imposée par l’ordonnaiice m\alc retati\e aux appartins a vapeur :
Dans eette formule, D représente le diamètre de Vortflce en centimètres ; m, le nombre d^ mètres carres de surfaee de chauffe, et », le numéro du timbre que porte la chaudière.
COMTOSITION DES PIECES DES JUCHINES A VAPEL'R.
Appliquée aux cas de surfaces de chauffe et de presslOD qui se préseotent le plus fréquemment, elle donne la table suivante :
Tableau pour rigltt Ut «fiamrtm itt onfu'rt d*t tompafni dt tdrttt.
siarvcis
aCMEaOS DES tlUBRES ^DIQUANT LU TH8S10NS Dfl
LA VAPEia.
fi !
chaaiii».
•tmraiplifr.
aimoApli^r.
BUBWpll.
fttino«ph.
rtOKMpb.
aimMph.
atOKMpb.
•InifiCfib 1
m«. C4IT.
centim.
erntim.
oentim.
eeuüBi.
c^nttm.
c^nOn.
«■nnm. (
4,Gin
IO,i7S
Autrefois, sous rem|>ire des andeimes ordonnances, les poids ehart;eni}l les MOipapcs éUient vt^riflés par l'ingénieur lors de l'autorisation, mais non p»iiu;oiiiiés. 11 en résulUdt que, après la vérific4ition , les propriétaires subsUUiaieiil, à ces poids ré^a]^ers, tels poids qu'ils voulaient, et il était impossible, dans les inspections annuelles de rcconnaJtre la fraude, parce que, tx>ur déterminer le poids qui doit charger une soupape, il faut pouvoir prendre son diametn', etc., ce qui ne peut se faire quand une chaudière est en vapeur.
D'apres la uouvdle ordonnance, tous Ic^ poids et leviers, chargeant les soupapes de sûreté , doivent être vérillés et poinçonnés par les agents de radmioistratioii. feib bien , ü est résulté de oe fait un incon*
