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Perfectionnement aux régulateurs à soupapes équilibrées
La présente invention a pour objet un perfectionnement aux régulateurs à soupapes équilibrées et à soupape pilote.
Elle consiste en une réalisation perfectionnée des pistons d'équilibrage permettant l'admission de vapeur de la chambre d'équilibrage dans la chambre de sortie dès que l'ouverture de la soupape dépasse un taux déterminé..A cet effet, le piston d'équilibrage est pourvu de lumières latérales qui, à partir d'une position déterminée de la soupa.pe, établissemt une communication entre la chambre d'équilibrage et la chambre de sortie.
La section disponible pour le passage de la vapeur à travers ces ouvertures varie suivant l'ouverture de la soupape et dans le même sens qu'elle.
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Les lumières ménagées dans les pistons sont telles que, pour une ouverture déterminée de la soupape, les pressions dans la chambre d'équilibrage et la chambre de sortie s'égalisent ou ont tendance à s'égaliser.
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Ces passages, en outre, empêchent qu'il puis- se se produire sous les pistons, dans la chambre d'équili- brage, une surpression capable de soulever les soupapes indépendamment des moyens de commande prévus.
Les lumières des pistons d'équilibrage permet- tent une admission supplémentaire de vapeur à la chambre de sortie dès que l'ouverture de la soupape dépasse une valeur déterminée.
L'admission de vapeur dans la chambre d'equi- librage est contrôlée par une soupape proprement dite et par une soupape complémentaire disposée concentriquement à la précédente et s'ouvrant après la soupape pilote, lors- que celle-ci a admis de la vapeur dans la chambre d'équi- librage pour contrebalancer, ou à peu près, la pression exer- cée sur les soupapes principales.
Appliquée aux régulateurs à soupapes multiples, l'invention permet de réduire le nombre des soupapes, puis- qu'à chaque soupape correspond un piston servant aussi au passage de la vapeur.
Une seule de ces soupapes combinées peut d'ailleurs être suffisante pour régler l'admission de la vapeur à la machine.
La description qui va suivre, en regard des des- sins annexés donnés à titre d'exemple, fera bien comprendre de quelle manière l'invention peut être réalisée.
La fig. 1 est une coupe verticale longitudinale d'une pa.rtie d'un régulateur à soupapes multiples conforme à l'invention, ce régulateur étant combiné avec le collec-
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teur d'un s1.1.Tchauffeur.
La fig. 2 est une coupe transversale par A B de la fig. 1, en regardant dans la direction de Ici flèche.
La fig. 3 est une 'coupe verticale d'un autre mode de réalisation, dans lequel la boîte du régulateur
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constitue une pièce distincte qui peut être montée en tout emplacement convenable, par exemple dans la boite à fumée.
La fig. 4 est un développement de la peripherie du piston d'équilibrage representé dans les fig. 1, 2 et 3, montrant les lumières ménagées à travers le piston,
La fig. 5 est une coupe partielle montrant un autre mode de réalisation du piston d'équilibrage.
La fig. 6 est une vue similaire à la fig. 1 d'une autre variante.
Le dispositif representé par les fig. 1 et 2 comporte, comme les régulateurs à soupapes multiples de type connu, les divers organes décrits ci-après. Il est formé d'une boite divisée, par des cloisons 1, 11 et 14, en une chambre d'entrée de vapeur 8 communiquant directement avec la chambre à vapeur surchauffée 9 d'un collecteur de surchauffeur, une chambre de sortie 12 communiquant direc- tement avec des tubulures 37 conduisant la vapeur surchauf - fée vers les distributeurs de la machine, et une chambre d'équilibrage 13:
Des soupapes 7 portant sur des sièges 5 obturent des ouvertures 3 ménagées entre les chambres 8 et 12. Co-axialement aux soupapes 7 et faisant corps avec elles, des pistons d'équilibrage 16 glissent dans des logements cylindriques 15 ménagés entre les chambres 12 et 13. Une soupape pilote s'oppose à la communication directe entre les chambres d'entrée 8 et d'équilibrage 13. Une tige pivotante 27 pourvue de doigts 28 agit sur des talons 30 et permet d'ouvrir et de fermer les soupa- pes 7. Des doigts 29 agissent sur le talon 31 pour ouvrir et fermer la soupape pilote, les mouvements de celle-ci précédant ceux des soupapes 7.
Ce dispositif se distingue des régulateurs à soupapes multiples connus, d'abord en ce que chaque piston d'équilibrage 16 est creux et que sa paroi circu- luire 23 est percée de lumières 22 qui, dès que la levée
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de la soupape 7 atteint une certaine valeur, sont par- tiellement découvertes par le pourtour 15 de la surface qui les guide, et laissent alors passer de la vapeur de la chambre d'équilibrage 13 dans la chambre de sortie
12, et cela d'autant plus que la levée, de la. soupape 7 est plus grande; autrement dit, plus la demande de vapeur est grande, plus les pistons 16 conjointement avec les soupapes 7, admettent de vapeur dans la chambre de sortie
12 et, par consequent, à la. machine.
La. fig. 4 montre le développement de lu paroi
23, avec des lumières 22 qui peuvent être en nombre quelconque.
Le régulateur objet de l'invention 'se dis- tingue aussi des appareils connus par la façon dont est constituée la soupape pilote, Généralement cette soupape est simple et de faible diamètre; ce diamètre est à la fois convenable pour permettre la levée de cette soupape moyennant un effort très modéré, et suffisant pcur per- mettre l'admission dans la chambre 13 d'une quantité de vapeur de nature à équilibrer, tout au moins approximati- vement, la pression appliquant la soupape 7 sur son siège.
Dans le cas de l'invention, la soupape pilote est double et formée, d'une part, de la soupape proprement dite 17 dont la tige 18 porte, à sa partie inférieure, le talon 31 sur lequel agissent, pour la levée ou la fer- meture, les doigts 29 ; d'autre part, d'une soupape com- plémentaire 6 concentrique à la soupape 17, de diamètre sensiblement plus grand, et portant sur un siège 4 fixé dans l'ouverture 2.
La tige 19 de la soupape 6 est creuse et sert de guide à la tige 18 de la soupape pilote 17 ; cette. dernière est amincie sur une partie de sa longueur pour
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former une chambre circulaire 20, en regard du laquolle la tige 19 porte des lumières 21.
La face inférieure 38 de la tige 19 se trouve, au repos, à un niveau tel qu'elle ne peut être soulevée par les doigts 29 qu'après que la soupape pilote- 17 a été décollé de son siège et que la pression d'équilibrage a pu s'établir dans la chambre 13. L'ensemble des tiges 18 et 19 peut être guidé en 39 de toute façon con- venable.
Par suite de cette disposition, la levée de la soupape 17 et l'établissement de la pression d'équili- brage restent aussi faciles que dans les anciens régula- teurs similaires, et la levée de la soupape complémentaire 6 permet le passage d'une quantité de vapeur suffisante, pour que les lumieres 22 conjointement avec les soupapes 7 déterminent une admission convenable de la vapeur dans la chambre de sortie 12.
La fig. 3 représente un autre mode d'exécution qui se distingue du précédent en ce qu'au lieu d'être solidaire d'un collecteur de surchauffeur de locomotive, le régulateur constitue un tout distinct, pouvant être associé à une chaudière ou un surchauffeur quelconques.
Tel que représenté, il ne comporte qu'une soupape 7 et un piston 16, quoiqu'il puisse en comporter plusieurs.
L'ouverture d'entrée de vapeur est représen- tée en 10, tandis que les sorties de vapeur, qui peuvent d'ailleurs être réduites à une seule, sont figurées en 36.
On a aussi representé, dans cette figure, un mode de commande de la tige 2'( différent de celui.que montrent les fig. 1 et 2 ; dans ces dernières, la tige 27 traverse la paroi de la boite et est manoeuvrée par une de ses extrémités. Dans le cas de la fig. 3, elle porte une
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fourchette 35 actionnée par une barre à butee 34 disposée perpendiculairement à la barre 27.
La figure 5 représente une variante d'exécu- tion du piston 16, suivant laquelle les lumières polygona- les 22 sont remplacées par une lumière circulaire 24, en communication avec la chambre d'équilibrage par les ouver- tures verticales 25 ; outre, des rainures radiales 26 livrent d'abord un faible passage à la vapeur, avant que la lumière 24 soit découverte.
Une autre variante est montrée dans la figure 6, où les lumières sont constituées par des trous 33 forés dans la paroi cylindrique et mis en communication par les forages 32 avec la chambre 13.
On remarquera aussi que, dans la fig. 6, on a représenté un mode de réalisation de l'invention dans lequel la soupape pilote 17 est simple et ne comporte pas de soupape complémentaire.
Naturellement, dans les régulateurs à soupa- pes multiples conformes à l'invention, on pourra, comme dans ceux des types connus, déterminer les positions respectives des doigts 28 sur l'arbre 27 de telle façon que les soupapes 7 s'ouvrent successivement dans un or- dre déterminé à l'avance, et aussi dans un ordre de suc- cession établi en tenant compte de l'ouverture des lumiè- res des pistons d'équilibrage.
Il va de soi que des modifications de dé- tail peuvent être apportées, aux appareils qui viennent d'être décrits, sans pour cela sortir du cadre de l'in- vention.