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Lubrification des cylindres, notamment pour machines à vapeur à haute pression et à grande vitesse.
Les machines à grande vitesse, notamment les machines à vapeur à piston, qui fonctionnent avec une surchauffe très élevée de 400 à 4500 par exemple, des pressions initiales de 100 atmosphères, et des vitesses de piston maxima, rendent des dispositions spéciales pour le graissage des pistons afin d'éviter des détériorations résultant du frottement d'autant plus nécessaires que, dans ces conditions, il ne se produit à l'intérieur des cylindres ni condensation de la vapeur ni l'humectation des parois qui en résulte.
Ces difficultés sont
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encore accrues dans le cas de machines à vapeur à expansions multiples dans lesquelles tous les cylindres sont entourés d'une chemise de vapeur si bien qu'ils sont constamment soumis à une température élevée qui, jointe au fait que la vitesse du piston atteint de 6 à 12 m/sec. nécessite une lubrification particulièrement soignée. Une lubrification des parois des cylindres ou des pistons par l'introduction au- jourd'hui généralement employée du lubrifiant dans la vapeur admise ne donnerait aucun résultat.
L'objet de l'invention est un mode de lubrification des pistons grâce auquel la quantité de lubréfiant nécessaire est automatiquement fournie au point où travaille le piston à l'instant considéré. A cet effet, suivant une disposition connue, la tige du piston est prolongée au-delà de celui-ci et dans ce prolongement est percé un passage longitudinal qui se prolonge jusqu'à l'intérieur du piston et communique avec une rainure établie à la périphérie de celui-ci, et la nou- veauté du principe réside en ce que la rainure périphérique se trouve comprise entre au moins deux segments de piston et que l'extrémité du prolongement de la tige de piston, laquelle joue le rôle de piston de pompe, pénètre en permanence dans une enveloppe qui joue le rôle de cylindre de pompe,
laquelle est fixée au plateau de cylindre et dont on peut au besoin faire le plein. On peut en outre prévoir le dispositif sui- vant lequel le plein de l'enveloppe qui joue le rôle de cy- lindre de pompe s'effectue automatiquement, résultat qu'on peut obtenir en munissant le cylindre de pompe d'une soupape de retenue lestée S'ouvrant vers l'intérieur et communiquant avec un réservoir d'huile, laquelle s'ouvre lorsque, entre le réservoir d'huile et le cylindre de pompe, 11 règne une
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différence de pression provoquée par la consommation, d'huile pour les besoins du graissage,suffisante pour vaincre la force qui maintient cette soupape fermée, le cylindre recevant au- tomatiquement son complément d'huile du réservoir., Dans ce cas,
le cylindre de pompe peut comporter en outre une soupape de retenue lestée s'ouvrant vers l'extérieur qui permet, dans le cas où il se produirait une rupture d'un segment de pis- ton ou un défaut d'étanchéité de ces segments, l'échappement d'un jet de vapeur qui prévient l'agent chargé de la surveil- lance qu'il s'est produit quelque chose d'anormale
Le dessin représente deux exemples d'exécution de l'in- vention.
La fig. 1 représente une première forme d'exécution du cylindre, de ses boites à tiroir et d'une partie de la distri- bution, vus en coupe verticale.
La fig. 2 représente en coupe verticale une partie d'un cylindre dans lequel le plein de l'enveloppe de pompe destinée à assurer la lubrification se fait automatiquement pendant la marche.
Considérant l'exemple d'exécution suivant la fig. 1, à l'intérieur du cylindre 1. lequel est entouré d'une chemise 2 constituant une partie de l'ensemble du récepteur, se dé- place un piston 4 fixé sur sa tige 3 et qui est muni sa périphérie en outre des segments habituels 5 et 6, d'une rainure 7. La tige de piston 3 est prolongée vers le haut par une contre-tige 8 dans laquelle est percé un passage 9 qui se termine en haut par un évasement conique et qui se prolonge vers le bas jusqu'à l'intérieur du piston 4 où il se raccorde, au moyen par exemple d'un nombre quelconque de passages radiaux 11, avec la rainure périphérique 7 du pis- tpn 4.
L'extrémité supérieure de la contre-tige 8 pénètre de
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façon permanente à l'intérieur d'une enveloppe 10 fixée sur le plateau de cylindre et qui communique, par exemple à l'aide d'une tubulure, avec une pompe non figurée et par la- quelle le lubrifiant est refoulé, cette pompe refoulante per- met de refaire le plein de l'enveloppe 10 lorsque c'est néces- saire. Lorsque le piston remonte et par suite de la compres- sion de la quantité réglable d'air contenue dans l'enveloppe 10, il se produit un refoulement de l'huile contenue dans cet- te même enveloppe, cette huile passant par le conduit 9 et les passages 11 pour arriver contre la paroi du cylindre où elle est étalée en couche mince par les segments de piston 5 et 6.
Lorsque le piston redescend, la détente de l'air com- primé, de même que la force d'adhérence et l'inertie de l'hui- le, agissent d'une manière analogue. Il se produit donc une lubrification automatique directe du point de contact instan- tané de chaque segment.
Considérant la forme d'exécution suivant la fig. 2, l'extrémité efficace de la contre-tige :Il. jouant le rôle de piston de pompe fait, ici encore, saillie dans l'enveloppe a. qui joue le rôle de corps de pompe. L'extrémité extérieur de l'enveloppe !. est munie d'une soupape de retenue 4 s'ouvrant vers l'extérieur et chargée par un ressort.
Le passage d'ame- née d'huile f qui sert à refaire le plein dans le corps de pompe est établi dans la paroi latérale de celui-ci, en avant de la limite extérieure de course de la contre-tige :Il.. Ce pas- sage conduit, par l'intermédiaire d'une soupape de retenue e s'ouvrant vers l'intérieur et chargée par un ressort, dans un réservoir d'huile g, La contre-tige b comporte un passage h qui se prolonge jusqu'au milieu du piston 1. et communique par l'intermédiaire de passages k avec la rainure périphérique m.
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du piston. celle-ci est établie entre deux segments n.
Le mode de fonctionnement de ce dispositif est le sui- vant : Avant la mise en service de la machine on règle le pis- ton, par exemple, de telle sorte que l'extrémité de la contre- tige b se trouve sensiblement à hauteur du passage d'amenée d'huile . Par la soupape d, qu'on peut tout d'abord mainte- nir ouverte à la main ou de toute autre manière, on laisse pénétrer une certaine quantité d'huile chaude jusqu'à ce qu'elle remplisse à peu prés aux deux tiers la partie alésée h de la contre-tige b, après quoi on referme la soupape.
En service normal, lorsque le piston remonte, l'air encore pré- sent dans l'enveloppe a. se trouve comprimé, ce qui produit., une petite pression qui n'est pas encore suffisante pour vain- cre la tension du ressort de la soupape 1 mais se manifeste, par contre, sur l'huile contenue dans le passage k du piston et la rainure circulaire & de telle sorte qu'à chaque mouve- ment du piston il se dépose une fine pellicule d'huile sur la paroi intérieure du cylindre. Par suite de la consommation ,constante d'huile, le niveau d'huile baisse dans le passage alésé et il se produit progressivement une dépression dans le corps de pompe , c'est-à-dire une différence de pression de part et d'autre de la soupape de retenue e, qui suffit à ouvrir celle-ci.
La provision d'huile se trouve ainsi automa- tiquement complétée par le réservoir g.11 n'est, dans ce cas, nullement nécessaire que l'huile contenue dans le réservoir se trouve sous la pression atmosphérique; elle peut au con- traire être sous une pression plus élevée quelconque détermi- née par la hauteur de la colonne d'huile eu produite par un, moyen mécanique.
Dans ce cas, la force qui maintient fermée la soupape e serait de la même manière vaincue lorsque la différence de pression de part et d'autre de la soupape de
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retenue atteint une certaine valeur, mais avec cette diffé- rence que la dépression nécessaire à cet effet dans le corps de pompe a n'aurait pas lieu d'être une pression absolue in- férieure à celle de l'atmosphère.
Si, par suite de la rupture d'un segment ou pour toute autre raison, il se produisait un défaut d'étanchéité aux segments, duquel résulterait le refoulement par la vapeur de l'huile contenue dans les passages 1. et h, il s'établit dans le corps de pompe iL une pression qui refoule le ressort de la soupape de retenue 1 et ouvre cette dernière. Il s'échappe alors de la vapeur et l'attention du surveillant est attirée sur la nécessité d'arrêter la machine. Si, pour d'autres raisons quelconques, il se produisait un excès de pression dans le corps de pompe ce la soupape de retenue 1 agirait, de même, comme soupape de sûreté.