DISTRIBUTION UNIVERSELLE APPLIQUÉE A UNS MACHINS A DEUX CYLINDRES

Par M. LECOUTEUX, coQStracteur à Paris (fio. 4 a 5, PL. 32]

M. Lecouteux, déjà cité dans le cours de cet ouvrage, a présenté à l'Exposition universelle de 1855 une machine à deux cylindres munie d'une distribution très-remarquable, qui permet de faire agir la vapeur à volonté, d'un cylindre dans Tautre, ou bien dans chaque cylindre isolément , ou dans les deux cylindres par admission directe, et dans chacun de ces cas, avec ou sans détente. Elle permet aussi de marcher sans condensation lorsque l'eau vient à faire défaut, soit par son volume, soit par son excès de température.

Cette disposition a été étudiée dans une circonstance particulière où la machine devait développer des puissances très-différentes; mais elle peut encore avoir pour but, en rendant la marche facultative avec l'un ou l'autre cylindre, de maintenir n. 9

la marche sans intcrriiplion , si run des deux cylindres venait à manquer ou exigeait une réparalion quelque peu prolongée.

Il suffira, du resle, de décrire ce mécanisme pour en déduire les services qu'il peul rendrp, et choisir les meilleures circonstances de son application. On verra qu'il est très-ingénieux et admirahlemenl combiné; il présente, il est vrai, des difficultés d'exécution, dont la plus grande part peut ôlre attribuée à la coulée de la pièce principale désignée sous le nom de tête, interposée entre les cylindres et les boîtes a vapeur.

La fig. 1 (pi. 32) est une section verticale de la boîte à soupapes F, faite parallèlement à l'axe commun des deux cylindres, suivant la ligne 1-2 des fig. 2, 4 et 5;

La fig. 2 en est une section horizontale, suivant la ligne brisée 3-4 5-6 (fig. i);

La fig. 3 est une autre section horizontale, suivant la ligne 7-8 (fig. 4 et 5);

La fig. 4 est une coupe transversale faite sur Taxe 9-10 du grand cylindre;

La fig. 5 est une coupe parallèle à la précédente, sur l'axe 1 1-12 du petit cylindre.

La boîte à soupapes F présente une masse régulièrement traversée par une poition des canaux de distribution des deux cylindres A et B^ lesquels sont fondus avec l'enveloppe C et avec l'autre partie de ces mêmes canaux. Cette boîte porte à cet effet des brides dressées, et boulonnées sur celles des cylindres; sur la face opposée, où les orifices viennent aboutir, sont ménagées des tables pour le mouvement des deux tiroirs, qui sont recouverts par les boîtes de distribution D et D'. Elle est percée, à sa partie inférieure, de deux orifices circulaires en rapport avec deux colonnes creuses H et H', faisant l'office de conduits pour l'échappement au condenseur, et séparément pour chaque cylindre, suivant le cas, ainsi que nous allons l'expliquer.

Du côté des cylindres, la môme pièce F possède un canon creux G, muni d'une tubulure qui se raccorde avec celle C de l'enveloppe C, dans laquelle la vapeur, est envoyée du générateur. A l'intérieur de ce canon sont deux soupapes 1 et J ayant pour objet, lorsqu'on les détache de leur siège respectif, de laisser la vapeur passer directement dans l'une des boîtes D et D' ou dans les deux à la fois, si les deux cylindres doivent marcher ensemble. En consultant les fig. 3, 4 et 5, on reconnaît facilement que le vide du canon G communique, par l'orifice e, avec la boite du petit cylindre, et par Torifice /*, avec celle du grand.

Entre les deux parties traversées par les canaux de distribution, la pièce F a une séparation, cylindrique creuse, qui renferme deux soupapes K et L, semblables aux précédentes, et qui, par leur jeu respectif, ont les fonctions suivantes :

L'intervalle c' compris entre ces deux soupapes est en libre relation avec rorifice c par lequel la vapeur, au moyen du tiroir M, s'échappe du petit cylindre; l'espace c' existant au-dessus de la soupape K communique, |)ar un canal g (fig. 1 , 2 et 3) avec le vide inférieur g' dont l'orifice f débouche dans la boîte D' du grand cylindre; l'espace c', au-dessous de la soupape L, est en libre relation avec le canal h dont Torifice opposé k' se raccorde sur la colonne d'échappement H.

Ainsi, en soulevant l'une ou l'autre des deux soupapes K et L, la vapeur qui s'échappe du petit cylindre est dirigée sur le grand ou directement au condenseur : tel est le premier point à noter. Quant à l'échappement du grand cylindre, il s*ef-

tectuc invariablement par Torificc cenlral d, le canal d^ (fig. 1, â et 3) et rorifico d^ abouché à la colonne H^

Ces diverses soupapes, sont exclusiveinenl commandées à la main, comme de simples robinets, et pour chaque ébt de marche déterminée. Nous allons essayer d'ea expliquer les diiïérentes fonctions.

1*' Cas. Distribiuion ordinaire de Woolf. La vapeur admise directement dans le petit cylindre, passe dans le grand, d*oii elle s^échappe au condenseur.

La vapeur de l'enveloppe pénètre dans le canon G, et ne devant arriver qu'au petit cylindre, la soupape I est seule levée; celle J reste appliquée sur son siège. La vapeur entre alors dans la boite D, d'où le tiroir M la distribue dans le petit cylindre par les canaux a et a\

A sa sortie, par l'orifice c, elle doit être dirigée à la boite D' du grand cylindre. A cet effet, la soupape K est levée, celle L reste close, et le passage de la vapeur s'effectue par les espaces &, c', 7, g*, et par roriflce fqxù débouche dans la boîte D'.

Distribuée par le tiroir M', comme à l'ordinaire, par les canaux b et b\ elle s'échappe du grand cylindre par l'orifice (/, le canal d\ Torifice (£^ et par la colonne H' conduisant au condenseur.

En résumé : les soupapes I et K sont levées, et celles J cl L sont fermées; c'est la disposition choisie sur notre dessin.

2* Cas. Admission directe de la vapeur dans les deiix cylindres. Les cylindres fonctionnent alors comme deux machines séparées. .

Sans entrer dans autant de détail que ci-dessus, on comprendra aisément que les deux soupapes I et J doi\ent être ouvertes, puisque la vapeur doit arriver simultanément de l'enveloppe. dans les deux boites de distribution. La soupape K est fennec, attendu que les cylindres ne communiquent plus entre eux ; mais la soupape L doit être levée pour le passage, au condenseur, de la vapeur sortie du petit cylindre.

Par conséquent, dans ce cas : les trois soupapes I, J et L sont levées, et celle K est fermée,

3* Cas. Le petit ajlindre fonctionnant seul, Ijn machine devient alors un moteur ù an seul cylindre, avec distribution ordinaire.

Des quatre soupapes, la première I, pour l'admission, et la dernière L, pour l'échappement, sont seules levées.

4* Cas. Le grand cylindre fonctionnant seul. Môme circonstance que ci-dessus. Des quatre soupapes, celle J est seule levée, pour l'introduction directe de la vapeur.

Observation. — Il est bon de noter que les tiroirs M et M' sont disposés tous deux pour la détente, suivant le système de M. Farcot, système qui permet encore, en donnant à la camme des dimensions convenables, de marcher à volonté à pleine vapeur (t. l•^ p. 407).

On voit ainsi toutes les ressources d'une pareille disposition^ par la diversité des moyens de produire une même puissance ou des puissances différentes. Si l'on est réduit, par exemple, h l'emploi exclusif du petit cylindre, on fera peu ou point de détente. Avec le gi*and cylindre tout seul, on pourra encore ne développer qu'une même puissance , par l'extension de la détente, etc., etc.

Le constructeur a même prévu le cas où les deux cylindres marcheraient à vapeur directe, et à détente. A cet effet, la détente, étant réglée par le régulateur, on a dû relier les axes des deux cammes par un mécanisme capable de les faire varier de position simultanément. Ces axes i et %' portent, derrière les cadrans indicateurs N et N', des roues droites 0 et 0' qui sont réunies par une crémaillère P; celle-ci porte, sur la rive supérieure, une partie de denture qui engrène avec un pignon dont Taxe oscille sous l'influence du régulateur, ou bien à la main, si les variations de la déteïlle devaient être opérées ainsi. Par conséquent la crémaillère, en se déplaçant, fait tourner les deux roues 0 et 0\ et par suite les deux cammes. Ces deux roues sont percées de coulisses circulaires pour donner passage aux boulons;, du prcsse-étoupe, par l'extrémité desquels le cadran N se trouve fixé.

Il nous reste à dire quelques mots sur la construction des soupapes, qui est la même pour toutes. Chacune d'elles est formée d'un disque conique, avec queue cylindrique cannelée pour la guider dans son ouverture; elle est montée à rappel à l'extrémité d'une tige de ferky fllefée dans une partie de sa longueur, et traversant un écrou de bronze /, lequel est fixé dans une portée fondue avec le couvercle m, qui ferme le compartiment renfermant la soupape; pour le canon G, ces portées sont longues et coniques. L'entrée de ces écrous est conique pour recevoir une portée semblable appartenant à la tige k, et qui vient s'y appuyer lorsque la soupape est tout à fait hors de son siège. Cette disposition a pour objet, en limitant la course de la tige, de constituer une sorte de joint capable d'éviter toute fuite de la vapeur au travers de la ganiiture.

La partie lisse de la tige traverse, en effet, un stuffing-box composé d'un presser étoupe et d'un écrou de bronze n, monté sur l'extérieur de la botte. Enfin cette tige se termine par un volant o, que l'on tourne à la main pour faire mouvoir la soupape.

L'assemblage à rappel rend la soupape indépendante de la tige, quant au mouvement circulaire; ceci est nécessaire lorsque la soupape est en contact avec son siège ou quand on fuit un certain effort, soit pour l'en détacher, soit pour l'y faire adhérer, car il ne faudrait pas qu'il y eût frottement entre les deux parties. Mais on comprend qu'étant détachée, il est sans importance que cette soupape tourne ou ne tourne pas avec la tige.

Nous n'avons pas à examiner la machine à laquelle appartient cette distribution, sous le point de vue de sa puissance, qui est, comme on a pu en juger, essentiellement variable, et construite pour cela. Les diamètres des deux pistons et leurs courses permettront du reste d'apprécier les limites qu'il est possible de lui assiguer. Voici ces dimensions, qui, pour une machine de Woolf ordinaire, correspondent, en moyenne, à 20 chevaux-vapeur :

Diamètre du petit piston 0" 270

Course de ce piston 0" 870

Diamètre du grand piston O"* 400

Course de ce piston 1" 160