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Distribution par soupapes à soupapes d'admission et d'échappe - ment disposées l'une derrière l'autre dans les machines à vapeur à piston.
L'objet de la présente invention est une distribution par soupapes à soupapes d'admission et d'échappement à double siège disposées aux extrémités des cylindres et commandées par un disque à cames commun, dans laquelle la commande de l'une des soupapes s'effectue par la tige creuse de l'autre soupape. La nouveauté consiste en premier lieu en ce que chaque fois une soupape d'admission et une soupape d'échappement d'un diamètre plus grand sont disposées l'une derrière l'autre de telle sorte que chaque fois un siège des deux soupapes se trouve sur une paroi de séparation de deux conduits à vapeur, et que deux paires de soupapes de ce genre sont commandées par un disque cames commun, disposé entre elles, et par des leviers intermé - diaires.
Dans cette disposition les deux soupapes avec leurs tiges peuvent être montées dans une botte à soupapes venue de fonte avec les cylindres ou montée sur les cylindres. Comme
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dans la nouvelle disposition la. course de travail de la petite soupape s'effectue à l'intérieur de la grande soupape et que de ce fait l'espace intérieur de la grande soupape forme une partie du canal de passage, la longueur d'encombrement des boîtes à soupapes sera minime et les chemins parcourus par la vapeur dans ces bottes seront très courts.
De plus, conformément à l'invention, le disque à cames, commandant les soupapes, est agencé de telle sorte que la dis - tribution peut aussi être réglée de l'extérieur pendant la mar - che de la machine. En outre les leviers oscillants sont montés et réglables de telle sorte que leur réglage permet de compenser des inégalités entre les tiges de soupapes et le disque à cames, sans que le réglage de la distribution soit influencé d'une façon quelconque.
Au dessin annexé l'invention est représentée à titre d'exem- ple.
Fig.l est une coupe d'une botte à soupapes, disposée à l'extrémité d'un cylindre et contenant la soupape d'admission et la soupape d'échappement, avec le dispositif de commande des soupapes vu de côté,
Fig.2 montre une botte à soupapes analogue avec un agence - ment modifié du dispositif agissant pour produire la fermeture des soupapes.
Fig.3 montre la vue de dessus de la disposition des leviers intermédiaires entre les tiges de soupapes et la came de levée, et
Fig.4 est le diagramme d'un déplacement.
Fig.5 est une vue de côté d'une came de levée en quatre parties, et Fig.6 est une coupe longitudinale suivant la ligne A-B de la fig.5.
Fig.7 et 8 montrent une coupe transversale suivant la li - gne C-D de la fig.6 avec des réglages différents des segments de levée.
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Fig.9 montre le diagramme du réglage des axes du levier oscillant dans l'emploi d'un disque à came non sectionné.
Fig.10 montre la vue de dessus du levier oscillant monté d'une façon correspondante, tandis que Fig.ll est une vue de côté suivant la ligne E-F et
Fig. 12 une vue de côté suivant la ligne G-H de la fig. 10, le levier oscillant étant en même temps combiné avec le dispo - sitif de compensation représenté aux fige.5 et 4.
Fig.13 montre le dispositif de commande d'une machine à vapeur compound, vu de côté, et Fil$. 14 montre la distribution appliquée à une machine à vapeur, dans laquelle les soupapes d'admission et d'échappement sont disposées séparément dans des bottes à soupape spéciales.
Dans la nouvelle distribution par soupapes et la nouvelle commande des soupapes, représentées à la fig. 1, la soupape d'ad- mission I et la soupape d'échappement 2, prévues a chaque extré - mité d'un cylindre, sont disposées coaxialement l'une derrière l'autre dans une boîte spéciale 3, venue de fonte avec le cy - lindre ou montée sur celui-ci, de telle sorte que la paroi de séparation 4 entre deux canaux à vapeur porte deux faces de siège, disposées dans un même plan, des soupapes à double siège disposées coaxialement l'une derrière l'autre. A la fig.2 ces deux faces de siège de soupape sont déplacées l'une par rapport à l'autre.
Dans cette disposition des soupapes, il ne faut avoir pour le passage de la vapeur dans la botte 3 que trois canaux à vapeur 5, 6 et 7, au lieu de quatre comme usqu'à présent. De plus dans cette disposition, comme la soupape d'admission 1 pénètre lors de sa levée dans l'espace creux de la soupape d'é - chappement 2, la hauteur d'encombrement de la botte à soupapes 3 et par conséquent de la pièce de fonte du cylindre sera moin - dre que jusqu'à présent.
La commande des paires de soupapes disposées aux deux ex - trémités d'un cylindre, s'effectue par un seul disque à cames o, qui est monté sur un pivot 8, appliqué au cylindre. Afin de pou-
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voir déplacer les soupapes d'admission et d'échappement par le disque à cames, on a muni la soupape d'admission d'une tige creuse 9, qui est montée à coulissement dans la botte 3 et dont l'extrémité, sortant de cette boite, se rapproche tout près du disque à cames. La soupape d'échappement 2 est munie de même d'une tige creuse 10, qui est guidée dans le couvercle 11 de la botte 3 et dont l'extrémité, sortant de la botte, porte un go - det de ressort 13, sollicité par la pression d'un ressort 12.
Ce ressort 12 maintient la soupape d'échappement dans la posi - tion fermée.
Dans les tiges creuses 9 et 10, disposées coaxialement, sont disposées à coulissement des tiges de poussée 14 et 16 , dont les extrémités se joignant entre les soupapes d'admission et d'échappement, sont fraisées sur une certaine longueur et suivant une partie semi-circulaire, de façon à se recouvrir par leur face plane et à glisser l'une sur l'autre par cette face.
L'extrémité de la tige de poussée 14 s'appuie par un collet contre la tige creuse 10 de la soupape d'échappement 2, tandis que l'autre tige de poussée 15 s'appuie par un collet contre la tige creuse 9 de la soupape d'admission 1. Sur l'extrémité su - périeure de la tige de poussée 15 agit par l'intermédiaire d'un godet de ressort 16 un ressort de pression 17, qui par l'inter - médiaire de la tige de poussée 15 maintient la soupape d'admis - sion 1 dans la position fermée. De cette façon, les deux soupa - pes peuvent être déplacées indépendamment l'une de l'autre en dépit de leur disposition coaxiale.
La fig. 2 montre une disposition analogue des soupapes, sauf que dans la tige de soupape creuse 9 et dans la tige creuse 10 est disposée une tige de soupape continue ou sectionnée 18, qui porte au milieu un collet 18', au moyen duquel elle est reliée solidement au moyeu de la soupape d'échappement 2. Dans ce cas la soupape d'échappement 2 est donc maintenue fermée par le ressort 17. La soupape d'admission 1 est amenée ici dans la po - sition fermée par le ressort 12 dont le godet 13 repousse la
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tige creuse 10 vers le bas, l'autre extrémité de cette tige étant élargie et munie de fentes pour s'engager sur le croisil - lon de la soupape d'échappement 2 et s'appuyer contre une bride de la tige creuse 9 de la soupape d'admission 1.
La commande des soupapes d'admission et d'échappement s'ef- fectue par un seul disque à cames o (voir fige 9 ), oscillant autour du pivot 8, mais qui, dans la forme de réalisation re - présentée aux figsol et 5-8, se compose de quatre segments se - parés déplaçables. Deux segments 19, qui se trouvent chaque fois en regard l'un de l'autre du même côté, commandent par l'inter - médiaire de leviers oscillants simples 20, les soupapes d'ad - mission 1. Par contre les deux autres segments 21 commandent les soupapes d'échappement 2 par l'intermédiaire de leviers oscillants simples 22.
Les extrémités libres des leviers oscillants 20 et 22 se recouvrent à la façon de fourches dans l'axe des tiges des soupapes, la fourche 20' du levier 20 agissant directement sur la tige 9 de la soupape d'admission, tandis que l'extrémité 22' des leviers 22 peut soulever la tige de poussée 14, respective - ment la tige de soupape 18 et par conséquent la soupape d'é - chappement 2. Afin de permettre l'oscillation des leviers 22 sans influencer les tiges de soupapes 9, on a muni l'extrémité de celles-ci de coulisses 23. Les leviers oscillants 20 et 22 portent en outre des galets 24 montant sur les segments 19 et 21.
Le montage des leviers oscillants 20 et 22 est tel que leur centre de rotation est déplaçable, de sorte que ces le - viers servent en même temps de compensateurs entre les extrémi - tés des tiges de soupapes et le disque à cames. La fig.4 montre plus clairement le genre de répartition, qui se distingue par le fait que les leviers tournent lors de leur déplacement autour du centre des galets 24.
Ceci a pour résultat que le déplace - ment n'exerce pas la moindre influence sur la position des ga - lets 24, et que par conséquent le déplacement des leviers n'in -
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fluence nullement la distribution une fois réglée, donc l'angle à cet effet on a appliqué aux pivots 25 fixés au cylin - dre des brides 27, munies d'une pièce en arc de cercle 26, tan - dis que les moyeux 28 du levier oscillant s'engagent par une contre rainure correspondante dans cette pièce en arc de cer - cle. Le levier oscillant peut alors être déplacé le long de cette pièce en arc de cercle. La position réglée est ensuite maintenue par un écrou 29, serré sur le prolongement du pivot 25. La pièce en arc de cercle 26 est courbée suivant un arc, dont le centre coïncide avec le centre du galet 24.
De cette façon on est à même de compenser toute inégalité entre les tiges de soupape et le disque à cames sans influencer la distribution.
Les fies.5 à 8 représentent une forme de réalisation du disque à cames, qui, comme mentionné déjà, se compose de quatre segments séparés, dont deux (19) servent à commander les soupa - pes d'admission 1 et les deux autres (21) les soupapes d'échap - pement 2. Ces segments sont appliqués sur un moyeu 30, monté sur le pivot 8, de telle sorte qu'ils s'appuient par leur face circulaire interne librement sur le pourtour d'une rainure an - nulaire du moyeu, et qu'ils sont maintenus en place par une ba - gue 31, vissée sur le moyeu et s'engageant sur des nervures en arc de cercle 32 des dits segments. Les segments sont munis de coulisses radiales 33, qui servent à recevoir de petits disques excentriques 34.
Ces disques sont montés à frottement doux sur des pivots 35, qui sont déplaçables dans des forages du moyeu 30, respectivement de la bague 31. Ces pivots sont munis à leur pourtour d'une ou de plusieurs rainures hélicoïdales 36, dans lesquelles s'engagent des saillies correspondantes 37 des dis - ques 34. Pour empêcher la rotation des pivots 35 lors de leur déplacement axial, on a aplati l'une de leurs extrémités en 38, cette extrémité étant maintenue dans une échancrure correspon - dante du bord saillant 39 du moyeu 30 (voir figs.5 et 6 ). Par le déplacement axial des pivots 35 on peut donc déplacer les di sques 34, et avec eux les segments 19 et 21 indépendamment
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l'un de l'autre.
Le déplacement des pivots 34 s'effectue par un écrou de réglage 40, qui se trouve sur une partie filetée 41 du pivot de support 8. Sur cet écrou est montée à frottement doux une clef de réglage 42, qui lors de sa rotation peut s'engager par une languette, dont elle est munie, dans des coulisses 43 des pivots 35.
Le réglage de chacun des segments séparés respectivement 19 et 21 s'effectue en tournant la clef 42 de sa position inac - tive (fig.5 ) de telle sorte qu'elle s'engage dans la coulisse 43 de l'un des pivots 35, comme indiqué en traits mixtes à la fig.5. La. rotation de l'écrou de réglage 40 fait alors dépla - cer le pivot respectif 35 axialement dans un sens ou dans l'au - tre, ce qui a pour résultat un réglage correspondant du segment de commande.
Grâce à cette disposition il est donc possible de régler la commande à partir d'un point central pendant la marche de la machine, de sorte qu'il ne faut pas, comme jusqu'à présent, arrêter la machine, chaque segment pouvant au besoin être ré - glé séparément et indépendamment des autres.
Le réglage de la commande pendant la marche de la machine peut être obtenu par des moyens encore plus simples en employant un disque de commande non sectionné, par le fait que l'axe m des pivots de support 25 des leviers oscillants 20 et 22 est déplacé autour du centrer du disque à cames 0 suivant un arc de cercle d'un rayon R conformément aux exigences de la distri - buticn de vapeur entre les positions limites m" et m', comme il est représenté schématiquement à la fig. 9.
Par le déplacement de l'axe m, l'axe p du galet 24 est aussi déplacé, et de ce fait l'angle [alpha] devient plus petit ( [alpha]' )ou plus grand ( [alpha]" ), de sorte que le galet 24 est rap - proché ou éloigné de la courbe d'entrée de la came o, ce qui produit plus tôt ou plus tard l'ouverture ou la fermeture de la soupape. Comme le montre la fig.9, malgré le déplacement des
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points m et p, les points de butée g des extrémités des leviers 20 et 22 restent toujours dans le même plan. Il se déplacent uniquement de l'axe de la tige de soupape vers s ou.1, mais ils restent toujours dans la surface de cette tige de soupape.
Le déplacement mentionné du pivot 25 peut s'effectuer par le fait qu'il est appliqué à un levier ou segment oscillable.
Mais il peut être aussi, comme le montrent les figs. 10 à 12, disposé à coulissement avec une pièce en arc de cercle 25" ,etc. appliquée à une bride ou collet 25', dans une coulisse courbe 44 d'une oreille de support 45, le dit pivot 25 étant alors fixé dans chaque position au moyen de vis de pression 46.
On peut ainsi d'une façon trèssimple combiner cette dis - position avec le compensateur décrit précédemment et représenté aux figs.3 et 4, en disposant sur le pivot prolongé 25 un man - chon 47, qui porte sur un collet 27 la pièce en arc de cercle mentionnée 26 , dans laquelle est guidé alors le moyeu 28 du levier intermédiaire par une contre rainure correspondante, le long de laquelle il est réglé et fixé en place.
La commande de la came de distribution non sectionnée ou sectionnée s'effectue par un système de tiges 49, attaquant le moyeu 30 au point 48, les cames de distribution de différents cylindres dans le cas de machines à plusieurs cylindres pouvant, comme le montre la fig.13, être reliées entre elles par un sys - tème de tige et de leviers oscillants 50,51.
Toutefois la came de distribution en plusieurs parties peut aussi commander, comme le montre la fig.14, par l'inter - médiaire des leviers coudés 52, pivotant sur le cylindre, les soupapes d'admission et d'échappement séparées l'une de l'au - tre.
REVENDICATIONS.
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