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Perfectionnemnts à la oommande des distributeurs.
La présente invention est relative aux dispositifs de oom- mande des distributeurs, tels que oeux qui se renoontrent dans les marteaux-pilons, les pompes ou maohines semblables commandées par fluide sous pression, et elle a essentiellement pour but la @ réalisation d'un appareil perfeotionné de ce genre permettant
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la réduotion des efforts qui prennent naissance habituellement dans les appareils tels qu'ils étaient construits jusqu'à pré- sent.
Il doit être entendu que les machines commandées par les distributeurs en question sont d'une manière générale oel- les où l'élément mécanique principal se meut, suivant l'ampli- tude désirée de la course, sans que la longueur de oelle-oi soit déterminée par un organe en rotation tel qu'un arbre ooudé ou un volant.
Le dispositif de commande perfeotionné oonforme à l'in- vention comprend un organe, tel qu'un levier, relié de manière convenable au distributeur ou valve et des organes de compres- sion et de tension, de nature extrêmement élastique, interposés entre l'élément commandé et le levier entraînant la valve, et mécaniquement reliés à ces deux pièces, de telle manière que l'effort d'entraînement émanant de l'élément commandé, lorsque cet effort est appliqué brutalement au mécanisme de commande ne cause aucun effort excessif dans l'appareil mais produise une accélération modérée et un mouvement non brutal du distributeur,
mouvement règlable à volonté pour l'admission du fluide sous pression à la maohine afin de contrôler la nature et l'amplitu- de du mouvement oommuniqué à l'élément commandé.
Les organes de compression ou de tension sont conçus de manière à permettre à des mouvements très violente, comme dans le cas d'un marteau-pilon, d'avoir lieu et d'agir sur les pièces du dispositif de oommande du distributeur sans faire su- bir à oelles-oi ou au distributeur auquel ils sont .reliés des efforts excessifs lorsqu'ils sont mis en mouvement intermittent par le marteau tandis que oelui-oi retombe ou se relève suivant le sens dans lequel la vapeur vive est conduite par le distri- buteur.
Des butées sont disposées de manière appropriée sur les organes de tension, de telle manière quelle marteau en mouvement
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oblige le dispositif de oommande à communiquer au distributeur les déplacements nécessaires qui contrôlent la pression de Ilui de @ moteur de telle sorte que la force s'exeroe sur une lon- gueur désirée de la course du marteau et aussi qu'elle soit interrompue ou qu'il lui soit permis d'agir en des points dé- sirés de la oourse afin que la masse du marteau puisse frapper ou être relevée volonté.
Dans le cas de l'application à une pompe ou machine si- milaire, le mouvement alternatif néoessaire peut être contrôlé et la pression de fluide utilisée de manière à effeotuer le travail mécanique en ayant ou non reoours à un organe tournant.
La description qui va suivre en regard des dessins an- nexés, donnés à titre d'exemple, fera bien comprendre de quelle manière l'invention peut être réalisée.
La figure 1 est une vue schématique d'un marteau-pilon à vapeur et de l'appareil de distribution, le marteau étant dans sa position haute.
La figure 2 est une vue schématique perpendîoulaire à la figure 1 et montrant les mêmes pièces dans la position bas- se.
La figure :3 est une coupe partielle d'une forme simpli- fiée des appareils montrés aux figures 1 et 2 le marteau ooou. pant la position basse..
La figure 4 représente l'appareil de la figure 3, le marteau étant dans sa oourse asoendante.
La figure 5 montre l'appareil de la figure 3, le mar- teau ayant atteint son fond de oourse supérieur et étant sur le point de retomber libremant par gravité.
La figure 6 représente l'appareil de la figure 3 dans lequel le marteau est dans sa course descendante et sur le point de frappera
La figure 7 est une coupe partielle d'une variante de l'appareil conforme à l'invention et étudiée en vue de son ap-
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plioation à un marteau à vapeur ou à une pompe à double effet.
La figure 8 est une vue perpendiculaire à la figure 7.
En se reportant aux figures 1 et 2 des dessina, le dis- tributeur prinoipal 1 est monté sur une embase 2 fixée-à la partie supérieure d'une tige de piston fixe 3. le long de la- quelle se déplace la masse 4 d'un marteau* Le distributeur 1 est une valve cylindrique équilibrée qui peut être déplacée vers le haut ou vers le bas à l'aide du levier 5 dont une ex- trémité pivote à l'extrémité supérieure d'un bras osoillant 6 articulé à son extrémité inférieure sur l'embase 2, de manière que l'autre extrémité de ce levier 5 se meuve suivant une li- gne sensiblement parallèle à la tige de piston 3 ou à la course du marteau 4,
Afin de profiter au.mieux de l'espaoe qui existe le long du corps du marteau et en avant,
le mécanisme automatique et élastique conforme à l'invention est suspendu à l'extrémité libre du levier 5 et agit sur la face inférieure de ce dernier.
L'organe actif essentiel de ce mécanisme est disposé de préféren ce à la partie centrale au-dessous du levier 5 et est constitué par un morceau de corde élastique extensible 7 propre à absor- ber les chocs et très résistant, susceptible d'abaisser le le- vier sans être soumis à un effort supérieur à sa limite d'élas- tioité. L'extrémité inférieure de cette corde comporte une gar- niture 8 qui s'engage dans le fond supérieur d'un léger tube 9 sur lequel est montée une pince 10 qui s'engage avec le marteau 4 dans son déplacement vers le bas, de telle manière que le marteau, par l'intermédiaire de la'corde 7, abaisse le levier 8
De la même manière,
un morceau de corde élastique 11 est pla- oé au-dessous du tube 9 et son extrémité inférieure est reliée à une traverse 12. La corde inférieure 11 sert à transmettre les tractions de bas en haut à la traverse 12; de oelle-oi une paire de montants tubulaires 13 (figure 8)-/transmettent le mou- vement vers le haut à l'extrémité libre d levier de distribu-
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tion 5: ainsi, ce levier peut être mu alternativement vers le haut ou vers le bas en prenant les déplacements sur la masse 4 du marteau ou, dans le cas d'une pompe, sur son piston.
Comme'la oorde principale 7, ou la oorde 11, peuvent avoir à subir un allongement considérable au-delà de celui qui suffit pout faire accomplir au levier 5, et au distributeur 1, leur oourse limitée, celle des deux qui est inaotive peut se trouver soulagée de la tension à laquelle elle était soumise en premier lieue et elle aurait ainsi tendanoe à se relâcher;
pour obvier à cet inconvénient, une corde légère et très exten- sible 14, disposée à l'intérieur du tube oentral 9, relie les deux oordes principales à leurs extrémités inférieures et leur communique une tension suffisante pour les maintenir dans l'é- tat de rigidité pendant tout le temps où le mécanisme est en action* Les supports tubulaires 13, bien qu'ils soient de pré- férence en duralumin, ont une certaine masse qui provoquerait le développement de force d'inertie agissant en même temps que le ooup de marteau sur l'appareil;
aussi, ils sont reliés de manière à pouvoir coulisser à l'extrémité libre du bras de le- vier b de manière à permettre à leurs déplacements de ne pas s'arrêter trop brutalement, lorsque le levier arrive à son fond de oourse inférieure
Par exemple, des amortisseurs oonvenables 154 sont dis- posés de manière à amortir les déplacements du levier à fond de course et des butées telles que 10 et 16 sont placées de façon appropriée sur le tube central 9 de l'appareil, afin de régler le moment où le distributeur entre en aotion, et de sorte que le marteau les heurte nécessairement et les déplace soit vers le haut, soit vers le bas;
d'autre part, à l'aide d'un léger cordon de manoeuvre établi de manière à immobiliser le levier à fond de course, on peut arrêter le marteau ou le laisser oon- tinuer à volonté, indépendamment de l'ouverture ou de la ferme- ture de la prise'de vapeur de la chaudière.
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En général, le marteau est utilisé à l'air libre, mais s'il est nécessaire d'enfoncer des pieux sous l'eau, une enve- loppe ou carter est agencée de manière à entourer le marteau et elle est suspendue à la partie supérieure de la tige de pis- ton fixe 3, l'accès de l'eau au piston mobile étant évité par l'introduction d'air à l'intérieur de l'enveloppe; de plus, celle-ci est établie de manière à empêcher le contact du méoa-. nisme de distribution placé à son intérieur aveo l'eau.
Aux figures 3 à 6, le distributeur 1 est, comme pré- cédemment, monté sur une embase 2 fixée à la tige de piston fi- xe 3. Dans ce mode d'exécution du mécanisme automatique et élastique de oommande de distributeur, au lieu d'une oorde élastique 7, un ressort 17 est relié directement, par sa partie supérieure,à l'extrémité libre du levier 5 actionnant le dis- tributeur tandis que l'extrémité inférieure de ce ressort est connectée par une corde ou câble inextensible 18,à l'extrémi- té supérieure d'un second ressort 19 ; l'extrémité inférieure de ce dernier est reliée, par une corde inextensible 20 ou moyen semblable à un bossage fixe 21 qui peut avantageusement être assujetti au ohapeau du pieu à enfoncer.
Dans ce mode de réa- lisation le distributeur 1 est soulevé par la pression de la vapeur qui est admise au marteau. Sur la corde inextensible 18 deux butées 22 et 23 sont fixées en des points tels que la bu- tée supérieure 22 vienne en prise aveo la pièce saillante 24 du marteau peu de temps avant que ce dernier n'atteigne son fond de course supérieur tandis que la butée inférieure 23 le renoontre peu de temps avant que le marteau, dans sa course descendante, ne frappe le ooup sur le chapeau des pièces.
Lors- que la pièce 24 se sépare de la butée 23 et jusqu'au moment où elle rencontre la butée 22, le levier 5 est maintenu dans sa position basse par la tension du ressort 19 qui agit à l'en- contre de la pression de la vapeur tendant à soulever le le- vier 5 et le distributeur pour les amener dans la position où ce dernier laisse échapper la vapeur du marteau; maie
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lorsque le ressort 19 a été allongé à fond par le marteau qui remonte (figure 5) et que le distributeur 1 est maintenu ouvert par la pression de la vapeur, le ressort 19 qui se relâche lors de là course descendante du marteau (figure 6) est incapable par lui-même de ramener à la position basse le levier 5 et le distributeur l.
La figure 3 représente le marteau 4 dans la position où le ooup vient juste d'être frappé sur le pieu. La pièce saillante 24 du marteau est en prise aveo la butée 23 de la oorde inextensible 18 et le levier 5 dans sa position inférieu- re qui oorrespond à l'admission de vapeur par le distributeur
1 pour soulever à nouveau le marteau. Dans oette position, le ressort 17 est étendu de la longueur s1 (figure 3) que l'on fait égale au rebondissement possible du marteau, tandis que le ressort 17 n'a qu'une faible extension initiale s permettant de maintenir tendus les fils de l'appareil.
La figure 4 montre le martieuau dans sa course ascendante la pièce saillante 24 se trouvant entre les butées 22 et 23, c'est-à-dire hors de prise aveo elles.Dans cette position, le levier 5 est maintenu vers le bas, le distributeur 1 donnant l'admission; sous la traotion du ressort 19 agissant à l'extré- mité du levier. Le ressort 17 s'est contracté de la quantité s1 et les deux butées 22 et 23 se sont élevées de la,même lon- gueur, tandis que l'allongement total du ressort 19 est mainte- nant égal à s +s1.
La figure 5 montre le marteau 4 à son fond de course supérieur. Dans cette position, la traction du ressort 19 sur l'extrémité du levier 5 ne peut se communiquer au-delà de la pièce saillante 24 qui est en prise aveo la faoe inférieure de la butée 22 ce qui libère le levier 5 et permet à la vapeur sous pression de ramener le distributeur 1 à la position d'écjap pement. La butée supérieure 22 s'est déplacée vers le haut d'u- ne longueur égale à t o'est-à-dire de la longueur de l'extrémité
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libre du levier 5 s'est trouvée soulevée par la vapeur sous pression agissant sur le distributeur 1; la butée 22 se meut également sur une longueur complémentaire s2 pendant que le marteau 4 perd sa vitesse ascendante.
Le ressort 17 a mainte- nant sa longueur normale tandis que le ressort 19 est tendu au maximum; égal à s+ Il + s2, mais la traction qui s'exerce sur le ressort 19 ne se transmet qu'à la pièce saillante 24 du marteau. Dans cette position par l'intermédiaire du distri- buteur 1, la vapeur s'échappe du marteau et en conséquence ce- lui-ci est en mesure de retomber librement par gravité.
La figure 6 montre le marteau au cours de sa chute et sur le point de frapper le coup sur le pieu. Le distributeur 1 demeure dans sa position soulevée ou position d'échappement où il est maintenu par la vapeur sous pression agissant à l'en- oontre du ressort bandé 19, tandis que le marteau est repassé par la position où la pièce 24 est sur le point de rencontrer la butée 23. Le ressort 17 a encore sa longueur normale et le ressort 19 demeure tendu de la quantité 9 + 51, + s2. mais est incapable de ramener vers le bas le levier 5. Lorsque la butée 23 vient en prise avec la pièce 24, le ressort 17 est étendu rapidement et transmet une traotion modérée au levier 5 qui est ainsi ramené vers le bas à la position de la figure 3 où de la vapeur est de nouveau admise au marteau et le oyole des opérations recommence.
En se reportant aux figures 7 et 8, illustrant l'appli- cation de l'invention à un marteau à vapeur ou une pompe à double effet, le levier 5 représenté aux figures 1 à 6 est oom- plètement supprimé et la pièce saillante 24 du marteau ou du piston de la pompe est établie de manière à se mouvoir vers le haut et vers le bas, directement à l'aplomb du distributeur 1 et suivant la même ligne de déplacement, et à venir en prise avec le mécanisme élastique de commande du distributeur qui est direotement relié à ce dernier.
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Le distributeur est relié à un oadre qui se compose d'une traverse supérieure 25 et d'une traverse inférieure 26 réunie par les pièces latérales allongées 27 et 28, dont les extrémités inférieures sont fixées à un bras 29. Celui-ci est peroé d'une ouverture oentrale que traverse une barre 30 por- tant une traverse supérieure 31 et une traverse inférieure 32.
Une des extrémités de la traverse supérieure 31 est reliée par un éorou 33 à la partie supérieure d'une tige ou oâble 34 dont l'extrémité inférieure est réunie à un fragment de res- sort 35 en oorde élastique.
De la même manière, l'autre extrémité de la traverse supérieure 31 est assemblée par un éorou 36 avec l'extrémité supérieure d'une tige ou oâble 37, dont l'extrémité inférieure est reliée à un second fragment de ressort 38 en corde élasti- que. Le ressort 35 est enfermé dans une douille 39 et le res- sort 38 dans une autre douille 40. L'extrémité inférieure de la douille 39 porte un oollier 41 et l'extrémité inférieure de la douille 40 un oollier 42. Ces deux colliers reposent norma- lement aux extrémités d'une traverse 43, extrémités qui sont peroées de trous dans lesquels passent des tiges ou oâbles 44 et 45, reliant respeotivement les extrémités inférieures de ressort 35 et 38,à la face inférieure de la traverse 43, au moyen par exemple, des colliers 46 et 47 et d'écrous 48 et 49 ou de toute autre manière appropriée.
Les extrémités de la tra- verse inférieure 32 sont quelque peu élargies et de préférence oirculaires; elles sont percées de trous permettant au oadre formé par les pièces 30, 31 et 32, de ooulisser vers le haut et vers le bas par rapport au bras 29 et aux deux douilles 39 et 40.
La pièce saillante 24 du marteau ou piston est pourvue à sa faoe inférieure d'une butée réglable 50 destinée à venir en prise aveo la traverse 43 lors du mouvement desoendant du marteau ou piston; sur sa face supérieure, elle comporte un
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arrêt 51 destiné à venir en prise aveo une butée telle que la tête du boulon 52 servant à assembler la traverse inférieure 32 et la barre 30.
Dans le cas de la figure, le marteau ou piston a at- teint son fond de course inférieure et le distributeur 1 a été déplacé de manière à mettre à l'échappement le haut du cylin- dre 53 et à l'admission le bas de ce cylindre, en conséquence le marteau est sur le point de remonter pour frapper le coup suivant. Lorsque la butée 51 de la partie saillante 24 vient en contact avec la tête du boulon 52, les pièces 30, 31 et 32 sont soulevées, ce qui bande les ressorts 35 et 38, les extré- mités élargies de la traverse inférieure 32 coulissant libre- ment sur les douilles 39 et 40. Ces ressorts transmettent leur traction aux écrous 48 et 49 et aux colliers 46 et 47, et de là, à la traverse 43 et aux douilles 39 et 40.
Les extrémités su- périeures des dites douilles s'engagent sous le bras 29 qui se trouve alors soulevé, et par l'intermédiaire des pièces 27, 28, 25 et 26, le distributeur 1 se meut de la position basse à la position haute où le bas du cylindre 53 est mis à l'échappement et le haut à l'admission, ce qui fait descendre le marteau pour frapper le pieu sous l'action oombinée de la gravité et de la pression de vapeur s'exerçant sur le piston 54 qui coulisse dans le cylindre 53.