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L'Invention concerne un régulateur à soupapes multiples et 'équilibrées et a pour objet un perfectionnement apporté à ce genre de soupapes applique aux collecteurs de sortie des surchauffeurs.
Avec les types connus employés jusqu'ici on a éprouve certai- nes difficultés en service par suite du'déséquilibre des soupapes, qui tendent à s'ouvrir et qui produisent un effort sur leur méca- nisme de commande, lorsqu'elles sont liées rigidement à ce méca- nisme, ou qui échappent dudit mécanisme de commande dans le cas contr aire.
La présente invention a pour objet un dispositif d'équilibra- ge perfectionné, avec lequel toute tendance de déséquilibre des soupapes est évitée.
Comme on le sait, le collecteur de sortie des surchauffeurs comportant un régulateur à soupapes multiples équilibrées est di- , visé en une chambre d'admission de la vapeur surchauffée, une chambre de sortie et une chambre d'équilibrage avec des soupapes
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disposées entre les deux premières chambres. Les tiges portent des pistons d'équilibrage de même diamètre que lesdites soupapes, ces pistons coulissant dans des logements cylindriques ménagés dans la paroi des deux dernières chambres.
Le perfectionnement qui fait l'objet de l'invention réside essentiellement dans l'amé- nagement d'orifices dans les parois desdits logements cylindriques du côté de la chambre de sortie, ou en des creusures ménagées dans les pistons, au-dessous de leur .face supérieure, de manière qu'une admission de fluide de la chambre d'équilibrage à la cham- bre de sortie ait lieu à partir d'une levée déterminée de chacune des soupapes.
La description qui va suivre, en regard des dessins annexés, donnés à titre d'exemple, fera bien comprendre de quelle manière l'invention peut être réalisée.
Fig.l représente une coupe longitudinale du collecteur du surchauffeur dans lequel la soupape perfectionnée est incorporée.
Fig.2 est une coupe partielle perpendiculaire à la précédente du collecteur représenté à la Fig.l.
Fig.3 indique un détail de la Fig.2 pour une autre forme de soupape.
Le sur chauffeur indiqué aux Figs. 1 et 2 comprend un collecteur 1, disposé à la manière habituelle dans le boite à fumée 2 de la locomotive, et de construction connue. La vapeur entre dans la Chambre de vapeur saturée la par la tubulure de prise de vapeur 3, et après avoir traversé les éléments surchauffeurs 4 disposés dans les tubes à fumée, est conduite par les passages 5 à la chambre 6 du collecteur de vapeur surchauffée 7. Ce collecteur 7 est divisé par des cloisons longitudinales 8 et 9 en une chambre supérieure d'admission 6, une chambre intermédiaire de sortie 10, d'où par- tent les tuyaux 11 se rendent aux cylindres, et une chambre infé- rieure d'équilibrage 12.
La chambre 6 et la chambre 12 sont en communication par l'ouverture 13 contrôlée par la soupape 14. un certain nombre de lumières 15 à la partie supérieure des- quelles se trouvent des sièges de soupapes donnent communication
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entre les chambres 6 et 10; ces lumières sont fermées par les sou- papes 16 portant à leur partie supérieure des tiges de guidage qui coulissent dans les bouchons 17.
A chacune des lumières 15 de la cloison 8 correspond une lu- mière 18 dans le compartiment 9. Ces lumières 18 sont de même diamètre que les lumières 15. Les cloisons 9 autour de ces lu- miéres sont renforcées de telle façon que les parois des lumières
18 forment des cylindres courts et ouverts aux deux bases; les parties supérieures de ces cylindres sont munies de fentes verti- cales 19. Les soupapes sont munies de tiges qui traversent la chambre 10 et la chambre 12, et les pistons 20 sont fixés aux ti- geo3 ou font corps avec elles, ces pistons étant ajustés dans les lumières 18. Les extrémités inférieures des tiges de soupapes s'engagent dans des colliers espacés 21 entre lesquels les doigts de la came 22 portée par l'arbre à cames 23 sont logés.
L'arbre à cames 23 traverse le collecteur et sort de la boite à fumée et le levier de commande 24 est fixé à l'extrémité de cet arbre. Un moyen quelconque de commande de la distribution peut être envisagé et les orgànes utilisés ne sont pas représentés.
Comme il est montré à la Fig.l , la rotation de l'arbre à cames provoquera l'ouverture de la soupape pilote 14 et des soupapes principales 16, la disposition des cames 22 étant telle que la sou- pape pilote s'ouvre la première, ce qui établit la communication entre les chambres 6 et 12, et la pression agissant au-dessous des pistons 20 équilibre les soupapes principales 16. Les soupapes principales s'ouvrent de préférence successivement, lorsqu'on poursuit le mouvement de rotation de l'arbre à cames.
Il est à noter sur la Fig.1 que la disposition des pistons 20 en regard des fentes 19 est telle que, lorsque les soupapes 16 sont fermées, les pistons 20 ferment la communication entre la chambre d'équilibre 12 et la chambre de sortie 10, mais, à masure que les soupapes s'ouvrent, les pistons 20 découvrent les extrémi- tés inférieures des fentes 19 pour donner passage à la vapeur en- tre la chaire 12 et la chambre 10 avant que les soupapes ne soient
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entièrement ouvertes. cette particularité de construction constitue le principal ob- jet de il invention et empêche toute tendance aux soupapes princi- pales de se déséquilibrer, pour les raisons suivantes:
On a remarqué, sur certaines installations, que les différen- ces de pression sur les soupapes tendaient à les soulever, parti- culièrement sur les locomotives Mallet, où le volume des tuyaute- ries il entre les soupapes du régulateur et la boite à vapeur est relativement grand. Quand ces conditions existent, une quantité relativement grande de vapeur doit être admise dans la chambre 10 avant que la pression dans cette chambre soit égale à celle de la chambre d' admission 6 et à celle de la chambre d'équilibrage 12.
En conséquence, quand la première soupape principale à ouvrir arti- ve à la position qui est indiquée pour la soupape a (Fig.1), la pression dans la chambre 10 est toujours inférieure à celle des chambres 6 et 12.
Une différence de pression existe donc entre les chambres 6 et 10 et, quand la soupape est à sa position fermée, ou très près de cette position, la partie inférieure de la tête de soupape 16 et la face supérieure du piston 20 sont soumises à la même pression, c-à-d. la pression de la chambre 10, tandis que la face supérieure de la tête de soupape 16 et la face inférieure du piston 20 sont soumises à la même pression, c-à-d. celle existant dans les cham- bres 6 et 12. Dans ces conditions, la soupape est équilibrée.
Cependant, quand la soupape s'élève légèrement au-dessus de la position montrée pour la soupape a , dans la Fig.l, la tête'de la soupape est entièrement à 1'intérieur de la chambre 6 et au- dessus de la ligne de différence de pression entre les chambres 6 et 10, qui est dans le plan du siège de la soupape. Dans ces conditions, la face supérieure et la face inférieure de la tête de soupape sont soumises à la même pression, tandis que le piston 20 est exposé, sur sa face inférieure, à la haute pression dans la chambre d'équilibrage 12, et' sur sa face supérieure à la pression
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de la chambre 10 qui, du tait de la faible quantité de vapeur ad- mise par une des soupapes partiellement ouverte, est toujours au- dessous de celle de la chanbre 12.
Evidemment, cela produit un état de déséquilibre sur la soupape 16 qui la ferait s'élever jus- qu'à sa position d'ouverture par la pression agissant au-dessous du piston 20.
Si cette soupape est reliée aux bras de la came de la manière indiquée, la tendance de la soupape à s'ouvrir par la différence de la pression produit un effort indésirable sur l'agencement de la distribution et tend à entraîner cet ensemble dans sa position d'ouverture, à moins que cette tendance ne soit contrebalancée par une opération manuelle de l'opérateur.
Si la tige de soupape n'est pas fixée d'une façon suffisante la came, la différence de pression entraînera la soupape hors de contact avec la came, et la soupape viendra occuper sa position d'ouverture.
De ce qui précède, il est évident qu'au début de l'ouverture, la soupape de forme connue est équilibrée mais après qu'elle a at- teint une certaine position, ces conditions cessent d'exister, et la soupape devient déséquilibrée.
D'après l'invention, cette condition indésirable est éliminée, par la prévision d'un moyen d'évacuation d'une partie de la vapeur qui passe de la chambre 12 à la chambre 10, après que la première soupape a été soulevée à un degré déterminé, où elle se déséqui- librerait sans l'objet de l'invention.
Cette évacuation de la vapeur de la chambre 12 non seulement tend à réduire la pression dans celle-ci mais également à faire monter la pression dans la chambre 10 et, en conséquence, la même pression est exercée sur les deux faces des pistons 20, mais, par le fait que la soupape 14 est ouverte, de la vapeur addition- nelle est admise à la chambre 12 de sorte qu'une pression d'une certaine valeur existe toujours dans cette chambre, même après qu'une ou plusieurs soupapes principales ont été soulevées à un
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degré tel que les fentes d'évacuation 19 soient découvertes.
Une variante est montrée à la Fig.3 sur laquelle le piston 20 est muni d'un certain nombre d'évidements 25 qui s'étendent de la face inférieure du piston jusqu'à un niveau situé un peu au-des- sous de la face supérieure de celui-ci. Dans ce mode d'exécution, les lumières 18' n'ont pas de fentes, comme décrit dans le mode précédent et l'évacuation de la vapeur de la chambre 12' à la chaire 10' est obtenue par les évidements 25 du piston, qui don- nent passage entre les deux chambres des que la soupape est sou- levée à un niveau où les faces supérieures des évidements arrivent au-dessus des parois de la lumière 18.
Il va de soi que l'agencement qui vient d'être décrit ci-des- sus est susceptible de modifications sans sortir du cadre de l'in- vention et qu'en particulier on peut modifier la pression et agir sur les moyens d'équilibrage des soupapes, avant que celles-ci passent de la position fermée à la position entièrement ouverte.
------------- Résumé.
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