MODES DE FIXATION DES TUBES, NATURE DU METAL

Les tubes qui constituent le faisceau tubulaire des divers condenseurs employés dans la marine sont généralement en laiton ou en cuivre rouge étamé ; ils peuvent même être étamés tous les deux, le laiton présente plus de rigidité que le cuivre rouge. Le diamètre varie entre 18 et 20 millimètres et leur épaisseur est de 1"™,5 à 2 millimètres. Leur longueur est variable, mais lorsqu'elle atteint une certaine dimension ils sont supportés dans leur longueur par des cloisons intérieures (voy. fîg. 300). Ils sont laminés» et présentent quelquefois des fêlures dans le sens de leur longueur, ou même des parties du métal non homogène qui s'oxydent assez vite par la présence des acides gras ; par cette oxydation il se déclare un trou dont la large base est à l'extérieur et prenant une forme circulaire plus ou moins régulière, on s'aperçoit de ces effets par les fuites qui se produisent pendant la marche et qui compensent grandement les autres pertes provenant du fonctionnement de la machine et machines auxiliaires ; Uint que ces fuites

sont dues à une oxydation qui n'existe généralement que sur un seul tube, on peut continuer à marcher ; mais quand ces fuites sont dues à des fêlures longitudinales, elles ont généralement lieu sur plusieurs tubes, dont le laminage avait déterminé la première tendance à s'ouvrir longitudinalement en traçant une strie qui s'est ouverte sous les vibrations. Dans les essais à outrance, les fêlures longitudinales s'accentuent, et nécessitent le remplacement immédiat des tubes.

Fixation des tubes. -— Pour fixer les tubes, on s'est assuré qu'ils ont tous la même longueur, et qu'ils ne présentent aucune défectuosité extérieure apparente ; on les soumet tous à une expérience de résistance à l'aide d'une presse hydraulique ; disposition qui existe dans les arsenaux, cette opération pourrait se faire soit à l'aide d'un ressort, soit à l'aide d'un poids agissant sur un piston placé à la partie supérieure du tube qui se^p»t placé verticalement.

Fig. 6.

Ces mesures prises, on les introduit à posle dans les plaques de tète ; le filetage des plaques est parfaitement nettoyé ; on a eu soin d'y passer l'écrou-étalon pour débarrasser le filetage de toute la partie graisseuse ; le tube doit être coupé de façon à déborder d'environ 1 millimètre à 2 millimètres les plaques de tête de chaque côté.

Dans l'épaisseur des plaques de tète est pratiqué un trou d'une certaine profondeur formant le fond d'une boîte à étoupe et d'un diamètre de 4 millimètres supérieur à celui du tube ; la partie extérieure de ce trou est taraudé d'un filet très fin ; ce filetage sert à visser l'écrou qui sert de chapeau de presse-étoupe au presse étoupe des tubes. Ainsi, tel qu'il est représenté par la ligure 304 les plaques de tète BB sont percées à une èertaine profondeur, puis une certaine partie de ce trou est taraudée et un écrou e portant deux entailles servant à le visser à l'aide d'une clé portant une saillie qui s'engage exactement dans ces entailles. On place, comme nous l'avons dit tous les tubes, et on fait prendre tous les écrous. Puis cela fait ; on commence la fixation par le

haut, on enlève les ccrous, un homme est placé à chaque extrémité du tube; des tresses en coton ou en toron de chanvre sont préparées à l'avance et coupées de longueur de façon à embrasser quatre à cinq fois le diamètre du tube, cette garniture en place on applique dessus une rondelle R en cuivre d'une épaisseur de 1°^,5, puis cela fait, les hommes placés à chaque extrémité du tube serrent ensemble les écrous ee faisant presse-étoupe. Une bougie placée à chaque extrémité indique bien que Ton serre le même tube ; les presse-étoupe rendus, pour assurer la fixité du tube, ou Ton dilate les extrémités du tube à l'aide d'un mandrin légèrement conique, ou l'on retient Técrou à l'aide d'une clé percée d'un trou conique. Les fils de carets qui composent la garniture doivent être imprégnés d'huile et pour cola y séjourner pondant plusieurs heures avant de les mettre en place.

Cette disposition est généralement celle qui est employée dans les condenseurs do la marine militaire.

DispûBition Glaparède (fig. 305-306). — Dans cette disposition, comme il est indiqué par les figures 305 et 306, une des extrémités du tube vient -reposer contre un épaulement de la plaque P'j ; l'autre extrémité traverse avec un léger jeu la plaque P et la contre-plaque P' et une bande en caoutchouc P,. Comme on le voit sur les deux plaques de tète PP sont appliquées des plaques circulaires P^P^ en caoutchouc traversées par les tubes ; ces rondelles en caoutchouc sont pressées par les plaques circulaires Pj'P', serrées par les vis 66 taraudées dans les plaques de tôle ; en serrant fortement les vis 66, les plaques en caoutchouc PjP^ sont aplaties et viennent porter tout autour des tubes ; le caoutchouc ainsi pressé assure non seulement l'étanchéité, mais aussi la fixité. Mais comme nous l'avons déjà fait remarquer, il faut éviter l'élévation de la température dans le condenseur si l'on veut conserver au caoutchouc son élasticité et sa durée. Ces condenseurs étaient ceux des canonnières et des croiseurs de quatrième classe.

Dans la construction actuelle des condenseurs, les plaques de tôle sont rabotées, les remplacements des tubes sont faits avec le plus grand soin, ainsi que le filetage de l'écrou ; l'écrou luimême donnent lieu à un certain travail. Les garnitures des presseétoupes peuvent quelquefois ne pas rester étanches malgré les précautions que l'on a prises pour la confection du presse-étoupe; on peut éprouver une certaine résistance de l'écrou, ce qui porterait à croire que le presse-étoupe est bien serré, tandis que cela peut tenir à un seul filament intercalé dans le filet, ou à un emmanchement gauche de l'écrou dans son filetage. Pour ce qui concerne rétanchéilé et la durée de la garniture, le port de Brest avait remplacé les tresses en chanvre ou en coton par des rondelles en papier superposées et enfoncées à l'aide d'un matoir en bois ou

en cuivre ; le gonflement du papier assurait l'étanchéité et la garniture donnait une durée assez grande ; mais, on n'avait pas supprimé Je presse-étoupe, et le découpage des rondelles en papier était un travail de patience ; il fallait un emporte-pièce ; et

pour le sortir du presse-étoupe l'opération était assez longue. L'usage de ce genre de garniture ne s'est pas généralisé.

Une garniture en papier, employée dans la marine américaine, m'a paru devoir mieux répondre au but économique et de bon fonctionnement que Ton voulait atteindre. Par le moyen employé, les plaques de tôle ne sont nullement rabotées ; le logement du

tube vient de la fonderie ainsi que celui de la garniture ; si elle est en fonte, elle a une épaisseur plus grande que si elle était en bronze. La garniture est un cylindre continu en papier coupé de longueur à ne pas dépasser la plaque de tète quand il a été refoulé avec le matoir M ; les extrémités du tube sont fendues selon deux diamètres perpendiculaires et sur une longueur de 3 millimètres qui dépassent les plaques de tète. Une fois la garniture en papier en place à l'aide d'un mandrin conique que Ton introduit dans le tube, on écarte le tube qui vient s'emboutir sur la garniture qui est alors emprisonnée en même temps que le tube. Cette garniture dispense de tout travail, plus d'écrou, plus de presse-étoupe, et l'on cite des condenseurs ayant servi pendant plusieurs années sans avoir nécessité le moindre travail ; la difficulté est de redresser les extrémités du tube en cas d'avaries. Tous les tubes en place, on soumet le condenseur à une pression d'une atmosphère et demie pour s'assurer de l'étanchéité.

DIZIËME ORGANE. - POMPE à AIR

D. — Quel est le but de la pompe à air ?

R. — La pompe à air a pour but en général d'extraire du condenseur par mélange l'eau dite d'injection, la vapeur condensée, l'air contenu dans cette eau, celui qui arrive avec la vapeur des chaudières, celui qui provient des différentes fuites des joints et du défaut d'étanchéité des presse-étoupe dans les cylindres à basse pression où à un moment donné la pression est inférieure à la pression absolue du condenseur, les vapeurs qui se forment dans les condenseurs sous l'influence du vide ; elle a aussi pour principal but de créer un vide relatif dans les condenseurs de 0«",60, 0,65, 0,70, 0,72 de mercure, de diminuer la contre-pression sous le piston à vapeur, par conséquent de permettre l'emploi des grandes détentes et de réaliser dans l'emploi des machines à haute pression une économie de 25 à 30 p. 100 ; en un mot la pompe à air a pour but d'extraire du condenseur Teau, l'air et la vapeur qui s'y dégagent. Dans les anciennes machines l'eau d'injection pouvait, en cas de voie d'eau, être prise à la cale, elle servait donc de ce fait de pompe à air et d'épuisement. Le rôle que nous venons de définir est celui de la pompe à air d'un condenseur par mélange ; mais dans les condenseurs par surface, son rôle consiste tout simplement à extraire l'air et la vapeur du condenseur, ainsi que l'eau provenant seulement de la condensation de la vapeur; l'air introduit se détend dans le condenseur, des vapeurs se produisent sous l'influence de la température et du vide ; il

faut donc qu'elle expulse les trois éléments renfermés dans le condenseur. Dans le calcul de ces dimensions, il faut prévoir le cas où, par suite de fuites considérables dans les tubes du condenseur, elle aurait à extraire ce volume d'eau en plus.

D. — Quels sont les différents types de pompes à air employés dans la marine ?

K, — Les pompes à air sont classées de la manière suivante ;

i<> En pompe à air aspirante et élévatoire et à simple effet.

^ En pompe à air aspirante refoulante à double effet ou à simple effet.

i<> Elles sont dites aspirantes et élévatoires et à simple effet.

Fig. 308.

lorsqu'elles n'aspirent que sur une des faces du piston, lorsque celui-ci monte, par exemple, et que celui-ci en descendant fait passer Teau aspirée au-dessus de l'autre face, et que dans une nouvelle course montante l'eau et le gaz qui se trouvent au-dessus du piston sont déverses dans un récipient appelé hache où de là une certaine quantité d'eau est prise pour l'alimentation des chaudières et l'autre partie en excédent est renvoyée à la mer par le tuyau de décharge.

2« Elles sont ^aspirantes et refoulantes et à double effet lorsqu'elles aspirent et refoulent alternativement sur chacune des faces du piston.

Avant de passer aux différentes dispositions des pompes à air,

nous allons expliquer le fonctionnement de chacun des deux systèmes.

10 Prenons pour premier exemple le cas de la pompe à air d*une machine oscillante ; dans la position actuelle ; le piston est rendu en haut de sa course le cylindre Pa est donc rempli de gaz et d'eau aspirés au condenseur Co, le clapet Cp d'aspiration, s'étant soulagé pendant la montée du piston po par suite de la différence de pression entre le corps de pompe dont le volume augmentait par suite de son mouvement montant, le condenseur. Rendu en haut de sa course, par son mouvement de descente, les gaz et Peau pressés par le piston po, le clapet d'aspiration Ca se ferme, et le

Fig. 309.

Fig. 310.

clapet Cp du piston s'ouvre, et lorsque le piston ho sera rendu au bas de sa course, l'eau qui était renfermée dans le cylindre sous la face inférieure du piston, aura passé au-dessus du piston sur sa face supérieure. Le piston montant, les gaz et l'eau situés sur cette face supérieure par suite de la diminution du volume libre du cylindre au-dessus du piston, les gaz et Peau soulagent le clapet et de refoulement et se rendent dans la bAche ha. Dans sa montée, les gaz et l'eau sont venus de nouveau remplir le cylindre et le piston en redescendant, les fait de nouveau passer sur sa face supérieure. Pendant sa course descendante le piston ne fait donc que faire passer les gaz et l'eau de sa face inférieure sur sa face supérieure; il ne demande donc rien au condenseur pendant cette partie de son mouvement; c'est ce qui fait dire que la pompe n'est qu'à simple effet.

8<> Pompe à air aspirante et foulante et A double effet.

Les figures 309 et 310 représentent les pompes à air des Forges et Chantiers de la Méditerranée et d'IndrcU

DSâGRIPTION DES MACHINES 441

Dans la figure 309 des Forges et Chantiers le piston P de la pompe à air est à garniture g en chanvre ou en coton pressée par un presse-étoupe ordinaire c dont les écrous ont une couronne pour frein ; le piston a un emmanchement conique ; une goupille empêche son écrou de se desserrer. Le corps Po de la pompe est garni d'une chemise en bronze fixée à l'aide de prisonniers à tète fraisée ; l'arrivée de la vapeur se fait en E et la décharge par le tuyau D ; une soupape S placée au-dessus de la bâche s'ouvrirait dans le cas d'oubli de l'ouverture du robinet extérieur de décharge ou par une lame pénétrant dans le tuyau.

Les clapets 1,2,3,4 sont en caoutchouc et s'emboutissent contre leurs butoirs.

Le piston marche dans le sens de la flèche, le clapet 1 d'aspiration se soulage, les gaz et l'eau suivent le mouvement du piston, remplissent le cylindre, les gaz et l'eau qui se trouvent dans la partie gauche du cylindre sur la face opposée du piston refoulés par le piston soulagent le clapet 3 et se rendent dans la bâche Bo et s'évacuent par le tuyau de décharge D. Le piston ayant accompli sa course sur la gauche, les clapets 1 et 3 se referment, 3 sous le poids de la colonne d'eau et de l'air renfermé dans la bâche et sous une pression plus élevée que celle du cylindre, 1 se ferme par le refoulement de l'eau aspirée pendant la course de droite à gauche ; revenant sur ses pas, les clapets 2 et 4 s'ouvrent en remplissant le même rôle que les clapets 1 et 3. La pompe, comme on le voit dans son fonctionnement, aspire sur une des face du piston et refoule sur l'autre, il y a donc en môme temps une opération et un refoulement, ce double rôle a permis de diminuer leur volume.

Le fonctionnement est le même pour la figure 310 : mais elle a un piston dit plongenr; c'est par le déplacement de ce cylindre dans un volume fixe queues clapets fonctionnent soit à l'aspiration, soit au refoulement.

La garniture est en gaïac appuyée par l'une de ses extrémités sur la cloison du condenseur et maintenue à son autre extrémité par une couronne C. Quand on refait la garniture de la pompe, il faut avoir bien soin de laisser au moins 1°*"*,5 de jeu entre le corps du piston et cette garniture si l'on ne veut pas être exposé à voir le piston corner. 11 faut préalablement avant d'ajuster les lamelles les faire séjourner quelque temps dans l'eau afin que leur gonflement notant se soit déjà opéré.