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"PERFECTIONNEMENTS RELATIFS AUX MACHINES OU MOTEURS A VAPEUR A SIMPLE EFFET"
La présente invention se rapporte à des perfectionnements relatifs aux machines ou moteurs à vapeur à simple effet du type dans lequel la vapeur s'échappe sana être admise dans la partie du cylindre se trouvant du côté du piston, opposé à celui soumis à la pression de travail.
L'un des objet,de l'invention consiste à prévoir une construction qui ne soit pas susceptible de présenter certains désavantages inhérents aux moteurs ou machines à vapeur à sim- ple effet, de construction habituelle. Dans les n'échines à vapeur à double effet, le couvercle du cylindre, par lequel
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passe la tige de piston, est bien entendu, pourvu d'une boite à bourrage ou analogue afin de former un joint étanche avec'la tige coulissante du piston, tandis que dans les certains types de machines à vapeur à simple effet, connus jusqu'à présent, la pression de travail est appliquée à la face du piston, opposée au carter de manivelle ou vilebrequin , ce dernier n'est pas isolé du piston.
Par conséquent toute fuite du piston peut passer dans le carter où elle se mélange à l'huile et entrave ainsi la lubréfaction des paliers du vilebrequin et autres.
Dans d'autres types de machines de ce genre une pression peut se produire dans l'espace compris entre le piston et les gui- des de la crosse, ce qui a pour résultat que la vapeur ou l'eau s'introduit dans ces derniers et passe de là dans le carter de vilebrequin.
L'huile devant convenir à la lubréfaction, même si elle est délayée par l'eau doit être de nature non susceptible de saponification. Une telle huile n'est pas toujours facile à obtenir. De plus, lorsque par suite de l'usure, les fuites du piston prennent d'assez grandes proportions, il se produit un trop plein dans le carter de vilebrequin ayant pour effet de chasser une certaine quantité d'huile de graissage.
Suivant la caractéristique principale de la présente in- vention on a prévu une machine à vapaur à simple effet du type décrit ci-dessus * laquelle comprend en combinaison une plurali- té de cylindres, de guides de crosse et/ou un carter de vilebre- quin, les guides ou le carter étant connectés aux cylindres de manière à former une chambre de compensation de pression, située entre eux et les cylindres, laquelle chambre communique librement avec l'extrémité ouverte de chaque cylindre, cette machine comprenant en outre un piston dans chaque cylindre, une tige de piston s'étendant depuis la face non soumise à la pression de chaque cylindre et traversant la dite chambre et des cloisons ou des couvercles,
un par cylindre lesquels
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isolent cette chambre des guides de crosse et/ou du carter de la machine, chacune des cloisons ou couvercles étant traversée à coulissement et à joint étanché par une des tiges de piston, ¯les cylindres présentant des lumières d'admission et d'échap- cernent lesquelles sont isolées de la dite chambre de manière à empêcher tout débit de.vapeur sous pression dans cette der- nière. 'Ainsi, l'eau ne sera pas admise au carter et les paliers se trouvant dansce dernier seront convenablement lubré fiés, n'importe quelle huile, facile à obtenir pouvant être employée à cette fin. De plus, il n'y aura pas lieu de craine dre que l'huile soit chassée hors du carter.
La dite chambre de compensation de pression peut être pourvue de moyens dévacuation produisant l'écoulement de l'eau avant son arrivée dans les guides de la crosse, et/ou dans le carter de la machine. Un ou plusieurs tuyaux par exemple, peuvent être prévus, conduisant au bac à cendre de la chaudière fournissant la vapeur pour la machine. Dans une telle disposition, l'importance de la fuite du piston sera facilement déterminée.
Le joint dans lequel coulisse la tige de piston peut être constitué par une boite à bourrage ou unmanchon flottant de toute construction appropriée. Par exemple, le manchon qui entoure étroitement la tige du piston, peut présenter.une portion sphérique ou analogue et être pourvu d'un siège pour cette portion sphérique, lequel siège est situé dans la cloi- son ou couvercle (de préférence avec mobilité dans le.
sens transversal par rapport à l'axe de la tige de piston) et en* toure la tige de piston mais est espacé de la surface de cette dernière, ce siège étant formé de manière à correspondre à la forme de la portion sphérique du manchon, de sorte que ce dernier peut se mouvoir à l'intérieur du siège tout en restant en contact étroit avec celui-ci, des moyens élastiques étant prévus pour presser le manchon et le siège l'un contre l'autre.
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Dans une machine verticale, dans laquelle le cylindre est si** tué au dessus des guides de crosse, le manchon estdisposé utilement de manière à s'avancer en saillie vers le haut dans la direction du piston, au dessus de la face de la cloison ou couvercle et est pourvu d'un évidement de manière à former une coupe annulaire entourant la tige du piston. Cette coupe servira à recueillir l'huile de la surface de la tige de pis- ton et à retenir cette huile en vue de la distribuer à nouveau sur la dite surface, empêchant ainsi l'huile de s'écouler avec l'eau ou la vapeur qui pourrait fuire à travers le cylindre.
Là où, des moyens d'évacuation tels que décrits plus haut sont prévis, et conduisent depuis l'espace compris entre le.piston de la machine et la cloison ou couvercle, la susdite extrémité en forme de coupe doit être'située au dessus du niveau de ces moyens de drainage ou d'évacuation afin d'empêcher l'huile de se mélanger avec l'eau recueillie dans le dit espace. Dans certains cas des rainures peuvent être pratiquées dans la surface inté rieure du manchon afin de réduire la quantité d'huile qui pour- rait passer sur la tige par l'intermédiaire de ce manchon.
Pour une meilleure compréhension de l'invention, un mode de construction d'une machine à vapeur verticale établie sui- vant l'invention, sera décrit ci-après, exclusivement à titre d'exemple et en référence aux dessins annexés. Toutefois, il est bien entendu que l'invention n'est pas limitée strictement aux détails constructifs expasés ci-après.
Dans ces dessins :
Fig. 1 est une vue d'élévation latérale de la machine.
Fig. 2 est une vue en coupe verticale suivant la ligne 2-2 de la Fig. 1.
Fig. 3 est une vue en coupe d'un détail, exécutera plus grande échalle que les figures précédentes, et montrant les moyens pour former unjoint étanche entre la tige du piston/et' la cloison ou couvercle, et.
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Fig. 4 est une vue similaire à la Fig. 3, mais d'une construction méditée.
Les mêmes lettres de référence indiquent les mêmes parties dans tous les dessins.
Des machines suivant la présente invention conviennent particulièrement aux véhicules sur route ou sur rail mais elles conviennent également à d'autres usages. Le mode de construc- tion représenté de la machine présente quatre cylindres verti- caux 10,11, 12,13, lesquels sont disposés en ligne, l'un à côté de l'autre, les guides de crosses, 14, 15,16, 17 et le carter de manivelle se trouvant en dessous des cylindres et les extrémités inférieures de ces derniers étant complètement ouver- tes. Les guides de crosses sont cylindriques et leurs extré" mités supérieures sont fermées par des cloisons ou couvercles 19. Les tiges de piston 20 passant à travers ces cloisons 19 et portent à leur extrémité supérieure les pistons 21 et à leur extrémité inférieure les crosses 22.
Comme on le verra, et plus particulièrement sur la Fig. 1, les espaces situés au dessus des cloisons 19 pour chaque cylindre, sont réunis entre eux constituant ainsi la susdite chambre de compensation de pression, dont le contenu se trouve agité sans être soumis à la pression. A chaque extrémité de la chambre est prévu un tuyau d'évacuation 23 laquel peut être utilement disposé de manière à conduire au bac à cendres de la chaudière fournis- sant la vapeur pour la machine.
En plus des paliers prévus pour l'arbre vilebrequin, qu'enferme le carter, ce dernier porte et enferme également deux arbres à cames 25, 26, lesquels commandent les tiges 27 et 28 des soupapes 29 et 30 logées dans l'extrémité supérieure des cylindres, une soupape d'ad mission et une' soupape d'échappement étant prévue de préfé rence pour chaque cylindre.
On verra que les lumières des soupapes sont isolées de la chambre de compensation de pression de sorte que la vapeur s'échappe sans entrer dans cette cham*,
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Un mode de construction des cloisons 19 est montre claire- ment en Fig. 3 où on verra que la cloison présente une partie centrale creuse 31, laquelle entoure la tige du piston 20 et est pourvue d'un siège 32 dont la surface supérieure est for** mée de manière à correspondre à la surface inférieure de l'ex- trémité sphérique ou analogue du manchon flottant 34.
Ce manchon coulisse sur la tige du piston et est destiné à suivre les déplacements de ce dernier et/ou de glisser transversale*' ment par rapport à l'axe du piston pour compenser les irrégu- larités dans la trajectoire de la tige de piston Un jeu est prévu à cet effet entre la tige de piston et les éléments 31 et 32 et de même une fermeture d'extrémité 35 formant butée pour un ressort 36 est espacée de la surface extérieure du manchon 34. Le siège 32 est également montré comme ayant une mobilité dans le sens transversal par rapport à l'axe de la tige du piston et peut ainsi suivre la tige au cas où cette dernière quitterait sa trajectoire. Le ressort 36 tend à appliquer fortement le manchon contre le siège 32 et à empêcher ainsi toute fuite à travers la cloison 19.
Par conséquent la va- peur ou l'eau qui passe au delà du piston de la machine est empêchée de continuer son chemin jusqu'aux guides de crosses 14, 15, 16, 17 ou jusqu'au carter 18.
L'extrémité supérieure dum@@chon 34 est chanfreinée de manière à former une coupe annulaire autour de la tige de piston, l'angle de chanfreinage étant de 45 par exemple.
Cette coupe reçoit de la tige du piston tout excès d'huile emportée du carter, et retient cette dernière en lui permet- tant d'être emportée à nouveau par la tige de piston, tout en @empêchant de s'écouler par les conduits dévacuation 23.
On verra que les bords supérieurs des manchons 34 sont situés au dessus des bords des sorties d'évacuation.
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La Fig. 4 montre une disposition modifiée des organes à l'intérieur de la cloison 19 laquelle disposition peut être employée utilement dans certaines circonstances. Le siège 38 est analogue au susdit siège 32 mais est renversé par rapport au premier et situé immédiatement en dessous de la fermeture d'extrémité 35. Le manchon 34 présente une bride 39 située au milieu entre les deux extrémités de celui-ci, laquelle prée '-.sente une surface supérieure sphérique ou analogue destinée à porter sur le siège 38'et être appliquée contre celui-ci par le ressort 36. La surface du manchon 34, qui porte sur la tige de piston est pourvue d'une ou de plusieurs rainures périphériques 40 destinées à recueillir l'huile, dont trois sont montrées au dessin.
Ces rainures 40 communiquent par des conduits appropriés avec l'intérieur de la portion 31 de la cloison 19, laquelle communique à son tour avec l'intérieur des guides de crosses* Les rainures 40 servent à'enlever l'excédent d'huile du piston et à l'empêcher de monter jus- qu'à la chambre de vapeur.
On comprendra d'après ce qui précède que la vapeur est admise à l'espace -se trouvant au dessus de la surface supérieur re des pistons et s'échappe de cet espace pendant le travail normal de la machine et que toute fuite par les pistons, telle qu'elle se produit parfois, sera drainée ou évacuée par les conduits 23 sans entraver le graissage des pièces en mouvement situées au-dessous des cylindres de la machine. De plus, toute fuite excessive pourra être remarquée facilement et la fuite de l'huile par les tiges de piston sera réduite à son minimum possible.
Il va de soi que l'invention n'est pas limitée uniquement aux détails de construction spécifiés.