ET ACCOUPLÉES

Coustr dites par M. PARCOT^ pour la filature d'Ourscamp

(fig. 3 A 9, PL. 31)

On a pu remarquer, d*apro8 ce qui précède, que dans les mnchines à deux cylindres, les espaces ou canaux queparcourl la vapeur, soit d*un cylindre àPautre, soit pour se rendre au condenseur, sont très-nuisibles autant par leur volume propre que pour les refroidissements que certains d'entre eux éprouvent, en raison de leur communication avec le condenseur. A part la réduction de ces espaces, qui doit être obtenue autant que possible, il est logique d*établir une séparation bien nette entre les canaux qui distriluient la vapeur active et ceux qui conduisent finalement au condenseur. C*est le but que M. Farcot s*est proposé d'atteindre, et qu'il a rempli avec beaucoup d*art dans la conslniction des deux macliines accouplées de8!inées h la filature d'Ourscamp. On pourrait dire que ces belles machines constituent un type distinct de la construction ordinaire.

Si les conditions du problème n*avaieut pas entraîné le constructeur à certaines complications et à Texérution de pièces de fonte assez difricultiieuses, on pourrait admettre que ce soit lu le système h adopter généralement, puisqu'il est incontestablement le plus rationnel; mais s'il ne peut toujours en être ainsi, on pouvait en faire rapplication dans le cas proposé où il s'agissait de |)uissantes machines, pouvant développer 100 h 200 chevaux.

Pour bien explii|uer la construction ingénieuse des cylindres et de la distribution de Tune de ces deux machines, nous avons été conduit h un grand nombre de figures, avec des sections brisées qui ne seront vrritablemont bien comprises qu'au fur et à mesure, et en en décrivant chaque partie.

La fig. 3 (pi. 31 ) représente l'ensemble des deux cylindres et de la distribution en projection verticale extérieure, la boite h vapeur du petit cylindre démontée;

La fig. 4 en est une projection horizontale correspondante:

La fig. 5 est une section verticale faite suivant li ligne brisée i-2-3 (fig. 7) passant par Taxe du grand cylindre, et par ceux des deux soupapes d'introduction et de la colonne d'échappement;

La fig. 6 est une section transversale du petit cylindre, suivant l'axe 7-8 (fig. 4);

La fig. 7 est une section horizontale suivant la ligne 9-10 (fig. 3 et 5) ;

La fig. 8 représente deux coupes verticales brisées, suivant les axes 1-4-5 et i-3-6 (fig. 7), et ramenées dans un même plan ;

La fig. 9 représente en détail l'une des soupapes de distribution.

Ensemble de la coNSTRucTioir. — Le principe général de la disposition réside dans

W MOTtDRS A VAPEUR,

remploi de soupapes équilibrées (I. i^, p. 434) substituées aux tiroirs^pour le grand cylindre, et affectées séparément àJ'introduction de la vapeur et à son échappement au coadenseur, pour lac^elle fonction il existe un conduit distinct. La distribution dans le petit cylindre s*effectue au moyen d*un tiroir ordinaire, organisé pour produire la détente suivant le système parliculit*r de M. Farcot.

Les cylindres A et B sont fondus isolément et ajustés dans une enveloppe commune C. Celle-ci forme une double capacité cylindrique d*une seule pièce, sans division à Tintérieur, excepté dans la partie supérieure qui forme deux compartiments circulaires distincts, comme on peut le voir par la section horizontale flg. 7. Les joints au mastic de fonte entre les cylindres et l'enveloppe sont très-profonds, et les couvercles £ cl D pénètrent aussi d'une très^grande quantité.

Dans leurs parties inférieures , les cylindres et Tenveloppe sont munis, ppur le moulage et l'alésage, de trous fermés en marche par des tampons F, lUtés au mastic de fonte. L'enveloppe est fondue avec tous les canaux nécessaires à la dUtributiM de la vapeur, lesquels viennent se raccorder avec des* orifices ménagés aux entremîtes des deux cylindres.

L'ensemble des cylindres est élevé sur un socle rectangulaire de fonte G, qui •repose directement sur 4a maçonn()rie; sa réuniop avec la base de l'enveloppe G a lieu par six forts boulons c.

La vapeur, arrivant du générateur, se rend directement dans le vide de l'eilteloppe par un tuyau qui s'adapte à une tubulure d fondue avec le tampon F\ audessous du petit cylindre; elle pénètre ensuite dans la boite de distribution 0 de celui-ci par une tubulure 1 , venue de fonte avec l'enveloppe, et débouchant sur le côté de la boite qui en^orte, à cet effet, le prolongement. A l'intérieur est une soupape ^'introduction pour établir la communication à volonté.

L'entrée de la vapeur au petit cylindre a lieu au moyen d'un tiroir J, avec registres pour la détente directe, par les canaux e et e^ correspondant aux deux côtés du piston. Mais tout en s'effecluant par les mêmes canaux , la sortie de la vapeur est modifiée en ce sens que le tiroir J , an lieu d'une cavité simple intérieure, possède un petit canal spécial /*, dont les lumières correspondent, au moment de l'échappement, avec l'un des canaux^e et e\ suivant la période du mouvement, et avec l'une des deux lumières ccfntralcs^ ou g\ qui communiquent séparément avec les extrémités du grand cylindre : c'est du reste un procédé dont on a vu précédemment des exemples. Les lumières g et g^ terminent les deux canaux h et h' (voir fig. 3) ménagés à l'enveloppe, et qui débouchent respectivement dans deux boites à soupapes K et K.', lesquelles constituent, pour le grand cylindre, des valves d'introduc*tion appropriées à chacune de ses extrémités.

Ces deux premières boites communiquent respectivement avec l'-intérieur du cylindre B par les orilices heikf (Rg.6 et 8), qui se trouvent également en rapport ' v\'ec une boite à soupape adjacente, L ou L\ en haut et en t)as, laquelle est en relation permanente avec une coloilne creuse M qui communique avec le condenseur pnr un tuyau N. Ajoutons que leequalre boHetsK tiK\ L et L\ et 4a colonne Mmt de la même -pièoe que l'enveloppe.

A^aiil d*ex>iiBinôr tout C6 mécanisme en détail, résumons-en les fondions.

ii^^. vapeur s4M*iantdu peiil cylindre se rend au grand pai* les canaux ^ et ^^ ; elle y pénètre par le jeu des soupupes renrerinées dans les boites i<L ou K'; el en sortant trouve le passage libre par Tune ou lautre des soupapes L ou L^ lesquelles élablisr sent. la communication avec le condenseur par la colonne M.

Supposons, cMfime exemple, que la vapeur sorte du pçlit cylindre par Vorï6ceg\ qui correspond au canal h\ ce qui a lieu au départ des pistons A^ el B' du t)as de lûur course : la soupape que reuferme la boile K' s^ 'ouvrira pour Tintroduclion, et, aimuUanémenl, celle de la boite L s'ouvrira pour la sorlie du grand cylindre; les deux autres soupapes des l)oites K et W resteront exactcmetit Termées.

Dans le mouvement opposé la \apeur passe nécessairement par le canal /i. Tes soupapes des |)oltes K et L^ se lèvent el celles de K' et L reslent imniobiles sur lieurs sièges.

Jeu des soupapes. — Les qualre soupapes i, i\ j eiy sont toutes disposées de la même façon et sont semblables, si ce n'est que les deux affeclées à l'échappement sont plus grande» de diamètre : il suffira donc de décrire Tune d'elles.

On peut aussi considérer les deux jeux de soupapes, pour chacune des extrémités, comme fonctionnanl de même, par rapport à rémission de la vapeur par les canaux h et h\ ou li Tégard de l'ccbappement par le conduit commun M.

Voyons, par conséquent, la disposition de deux boites K et L, pour lesquelles nous renvoyons aux fig. 5 et 8.

L'intérieur de ces deux l)oiles est cylindrique et divisé, dans le sens de la hauteur, en trois pariies par deux cloisons qui conslituenl les sièges des soupapes.

Le compartiment central est en communication permanente avec la lumière A;, qui conduit au cylindre.

Les deux compartiments supérieurs et inférieui*s sont distincts, dans chacune des deux l)oites K et L, et n'ont d*autre communiaition que par les soupapes.

Mais ils communiquent constamment :

1" Du côté K avec le canal /^, dont l'orifice est ainsi divisé en deux hnnières;

i9 Du coté Lavec la colonne M, également par deux orifices/ et l\ (Voir la partie sapérieurc de la figure^ qui est une section faite suri-i-o, iig. 7).

La Ug. 9 représente, en détail et a une plus grande échelle, la boite K en section verticale avec la soupape i qu'elle renferme.

On voit que cette soupape a la forme d'une fioulie à gorge circulaire dont les dfux joues seraient tournées en biseau. Li vapeur venant à la fois dessus et dessous par le canal h, qui se divise en deux oritices, ces soupapes sont presque équilibrées, comme celles décrites antérieurement (t. r% p. 424).

Si Ton supppse maintenant que la vapeur arrive par le canal hy la soupape i de la boite K n'étant pas levée, il n'existe pas de communication avec le cylindre. Mais dès qu'elle se lève, la vapeur s'introduit, et la soupape j de la. boite L restant sur sod siège, le passage au condenseur, par la colonne M, est intercepté puisque à cette extrémité la vapeur n'y peut pénétrer que par les orifices l et l\

Au moment de la sorlie, c*est au contraire la soupape j qui se lève, tandis que

celle t reste fermée. Les choses se passent alors d'une façon inverse, c'est-à-dire que la vapeur sortant du grand cylindre |»ar le même oriGce Jk, passe par le compartiment centrai, et de là, par ia levée de la soupape j, s*écoule en traversant les orifices l et r par ia colonne M, pour se rendre au condenseur.

Les mêmes effets se produisent évidemment pour les deux extrémités du cylindre, mais inversement : la soupape d*introduction d*en bant se lève en même temps que celle d'échap|>ement d'en biis, et vicf vrrsâ.

Mécanisme de co)ima?sde des soupapes. — La mise en mouvement des quatre soupapes est opérée par un mécanisme simple et ingénieux. De chaque côté de la colonne M sont deux tringles verticales 0 et (y qui poitent chacune deux bras horizontaux m, n et m\ n\ lesquels viennent respectivement prendre la lige d*nne soupape; les deux bras supérieurs correspondent directement à la soupape placée vis-à-vis de chaque tringle 0 ou (V, mais ceux inférieurs se croisent de Taçon à attaquer les soupapes disposées inversement par rapport à ces deux tringles.

Ces dernières sont soulevées alternativement |>ar les deux branches o et o'j d'une manivelle à T, o', qui oscille avec le bout d*arbre r (fig. 5), sur lequel elle est montée.. Ce mouvement lui est donné par b bielle P qui la réunit avec une autre mani\elle o*, laquelle appartient à Tarbre intermédiaire S (fîg. 6), qui reçoit son mouvement oscillatoire de la machine par une bielle P et une manivelle (y. En6n cet arbre porte une troisième manivelle Q qui commande, par la bielle P% le cadre R du tiroir J.

On comprend maintenant que les tiges 0 et 0', soulevées Tune après Tautre, font lever simultanément une soupape d'introduction et une soupape d'échappement, en raison du croisement des bras inférieurs n et n'; ces tiges étant ensuite abandonnées à elles-mêmes, redescendent par leur propre poids en ramenant alors sur leurs sièges les soupapes soulevées.

Les tiges sont guidées en deux points de leur longueur piu* des douilles a avec godet graisseur 6, comme le montre la fig. 8 dans la coupe faite sur i-2-6.

Les boites à soupapes sont fermées à la |>artie supérieure par un couvercle à presse-étoupe pour le pass<ige de la tige; le fond, percé pour la facilité du moulage, est fermé en niarclie par un tampon boulonné ou (i\é par des \is.

On voit au-dessous de la colonne M et sur son axe, un avant-corps appartenant au socle G et qui lui forme piédostal. Cet avant-corps présente une partie demi-cylindrique réservée pour un cadran et pour la tige p, qui^ par un renvoi |/, communique avec le robinet d*injection, lequel se manœu\re alors en faisant tourner la tige par sa poignée g, disposée au-dessus du cadran.

CoNDiTioSs DE MARCHE DES MACHINES D*OiRscAMp. — Ccs uiachincs sout coustruites pour marcher avec une détente beaucoup plus prolongée qu*on ne le fait généralement avec les machines de Woolf; il a sufli pour cela d'appliquer, comme on vient de le voir, une distribution à détente sur le petit cylindre dans lequel l'admission de la vapeur est interrompue, suivant le cas, comme s*il devait fonctionner seul. Le constructeur a supposé que la détente totale dans les deux cylindres pourrait s'élever, tout en fonctionnant utilement, de ^ à 24 fois le volume admis à pleine vapeur. C'est

pour la réalisation de cette condition exceptionnelle que les dispositions particulières de la distribution ont été combinées, afin d*évitcr tous refroidissements de la vapeur active, et de diminuer les espaces perdus ou nuisibles. Voici les dimensions de chacune deà deuï machines :

Diamètre du petit cylindre 0"600

Course de ce cylindre 1"335

Diamètre du grand cylindre 0"810

Course de ce cylindre 1" 800

Rapport des volumes engendrés 1 '. 3,5

Nombre de tours par 1' de l'arbre à manivelles 2:2

En adoptant les conditions de marche suivantes :

Pression initiale de la vapeur S almosph.

Durée de la détente dans le petit cylindre par rapport à la course du piston 0,8 ou 4/5

la détente totale égale : 5 x 3,5 == 17,5; c'est-à-dire que la vapeur est détendue à 17 fois et demie, le volume admis à pleine pression.

Calculant la puissance théorique de la machine, comme nous l'avons fait jusqu'ici, on trouve 105 chevnux-vnpeur, soit 210 pour les deux machines accouplées. Hais comme le degré d'admission dans le petit cylindre est variable, la puissance des machines l'est aussi.

Ces machines ont, en effet, été établies pour développer, moyennement, une puissance utile de 120 à 160 chevaux.