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" Distribution par soupapes, plus spécialement pour machines à vapeur de locomotives et de navires ".
On connaît des machines à vapeur de locomotives et de navi- res avec distributions par soupapes, dans lesquelles toutes les soupapes d'admission et d'échappement se trouvent dans une droi- te unique, et les tiges des/soupapes d'admission sont disposées à l'intérieur des tiges creuses des soupapes d'échappement.
L'in- vention se rapporte aux distributions par soupapes de ce genre et elle a pour but d'actionner d'une manière positive toutes les quatres soupapes d'un cylindre au moyen d'un organe de commande unique établi de préférence dans le genre d'un levier de roule-
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ment, mais cependant à quadruple effet, de réaliser une disposi- tion compacte et cependant facilement accessible de l'ensemble de la distribution dans une botte étroite, de réaliser d'une manière simple un équilibre de pression sur les deux côtés du piston du cylindre pendant la marche à vide de la machine, ainsi que de produire la fermeture des soupapes, de préférence par la pression de la vapeur agissant sur les tiges des soupapes.
En outre, l'invention a pour but de rendre la distribution appro- priée pour des nombres de tours très élevés par une exécution . spéciale des soupapes mêmes ainsi que des dispositifs servant à la fermeture des soupapes.
Les figures 1 et 3 du dessin annexé montrent deux exemples de réalisation de l'invention en une coupe parallèle à l'axe du cylindre; la figure 2 est une coupe suivant la ligne e-d de la fig,l; la figure 4 montre une autre forme de réalisation du dispo- sitif servant à la fermeture des soupapes.
Dans la forme d'exécution des figs.l et 2, une boîte de sou- pape 1 montée sur le cylindre 2 possède au milieu une chambre close 3 dans laquelle sont disposés les organes de commande pour les soupapes de distribution. Les soupapes d'admission 4 et les soupapes d'échappement 6 sont disposées' symétriquement par rap- port à la chambre 3. La tige 5 de chaque soupape d'admission 4 est disposée à l'intérieur de la tige creuse 7 de la soupape d'é- ohappement correspondante 6 et les extrémités des quatre tiges de soupapes 5, 7 pénètrent toutes dans la chambre 3.
Les soupapes 4 et 6 sont à paroi très mince, de préférence en tôle d'acier; au lieu de la "croix de guidage", on a prévu pour chaque soupape un plateau 41 , 61 qui est pourvu de lumiè- res ou fenêtres et qui présente aussi le siège supérieur de la soupape. Le siège inférieur de chaque soupape d'échappement 6 coopère avec un corps intérieur 8 qui est monté dans la boîte de
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distribution 1 et sert en même 'temps au guidage de la tige creu- se 7 et s'avance jusqu'à proximité du plateau de soupape 6 1 ,pour assurer un bon guidage de la tige 7. Pour le guidage de la tige .
5 de la soupape d'admission 4, on a prévu une pièce inférieure 9 qui possède aussi une perforation axiale (10 (fig.l) pour l'ex- trémité de la tige creuse 7. La pièce inférieure 9 s'avance éga- lement jusqu'à proximité du plateau de soupape 41. La tige 5 de chaque soupape d'admission 4 est guidée en outre dans une perfo- ration 11 du couvercle 12 (fig.l), et cette perforation 11 est fermée d'une manière étanche à la vapeur par une vis 13.
Dans la perforation 11, est admise, au moyen d'un raccord 14 (fig.l), de la vapeur qui agit sur l'extrémité de la tige 5 de la soupape d'admission 4 et maintient ainsi fermée cette der- nière. La tige 5 de la soupape d'admission est pourvue d'une per- foration longitudinale 15 ainsi que d'une perforation transver- sale 16 (fig.l), de sorte que la vapeur arrive aussi dans la capacité 10 (fig.l), agit sur l'extrémité de la tige creuse7 et maintient ainsi également la soupape d'échappement 6 dans la po- sition de fermeture. Pour la fermeture des soupapes, on emploie, de préférence, de la vapeur saturée ou de la vapeur humide,,,de sorte que la tige 5 de la soupape d'admission 4 ,qui est échauf- fée fortement par la vapeur active surchauffée,est refroidie d'une manière efficace.
Dans la chambre de distribution 3 est disposée une botte 18 dans laquelle est monté l'arbre de distribution oscillant 17 (fig.2). Dans l'exemple d'exécution représenté,l'arbre de distri- bution 17 reçoit un mouvement oscillant au moyen d'un levier 17 il,
L'extrémité de l'arbre de distribution 17 , qui pénètre dans la chambre 3, est élargie en forme de disque 172 avec lequel est venu d'une seule pièce un organe de commande oscillant 19 servant à la commande de toutes les quatre tiges de soupapes 5 et 7.Dans l'exemple d'execution des figures 1 et 2, l'organe de commande
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19 est constitué par un levier de roulement à quadruple effet, oscillant autour de son axe central, levier qui affecte la forme d'une nervure étroite à flancs faiblement cintrés, comme le mon- tre la figure 1.
Les flancs du levier roulant de commande 19, qui sont situés au-dessus de la ligne centrale horizontale, coo- pèrent avec deux leviers disposés symétriquement, présentant des faces de contre-roulement, leviers qui sont adaptés, d'une ma- nière rotative, au moyen d'axes 20 à la paroi de fond de la cham- bre 3 et agissent par leurs extrémités libres sur les extrémités des tiges 5 des soupapes d'admission 4. Les faces latérales du levier roulant de commande 19, qui se trouvent au-dessous de la ligne centrale horizontale, coopèrent de la même manière avec des leviers 23 qui sont fixés, au moyen d'axes 21, à la paroi du fond de la chambre 3 et agissent, par leurs extrémités libres, sur des prolongements 71 des tiges creuses 7 des soupapes d'échappe- ment 6.
Les leviers 22 et 23 seront désignés par la suite par "leviers intermédiaires".
Les extrémités libres des leviers intermédiaires 23 sont bifurquées et entre l'ouverture de la bifurcation de ces leviers 23, pénètrent les extrémités des leviers intermédiaires 22, de sorte que les leviers 22 et 23 peuvent osciller indépendamment les uns des autres.
Lorsque le levier roulant de commande 19 oscille dans le sens des 'doubles flèches (fig.l), ses flancs agissent d'abord par un petit bras de levier, qui augmente cependant très rapide- ment, sur un bras d'abord très grand, mais diminuant cependant très rapidement, des leviers intermédiaires 22 et 23. Comme les faces agissant les unes sur les autres du levier roulant 19 d'u- ne part et des leviers intermédiaires 22 et 23 d'autre part, n'exécutent pour ainsi dire aucun mouvement de glissement les uns sur les autres, il ne se produit entre elles aucun frottement ni, par conséquent, aucune usure appréciable.
De même qu'au moyen des distributions à levier roulant des machines stables,
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distributions qui sont cependant toujours à simple effet, il se produit donc aussi, avec les distributions de construction très. compacte des machines à vapeur de locomotives et de navires,une ouverture des soupapes, absolument exempte de cognements, et une vitesse de levée des soupapes augmentant très rapidement. Comme l'ouverture et la fermeture des soupapes sont opérées par l'action d'un levier de roulement, les périodes de l'admission et de la compression ne sont Sujettes à aucune variation par l'usure des éléments de distribution 19,22 et 23.
Comme les figures 1 et 2 le montrent, les leviers intermé- diaires 22, servant à la commande des soupapes d'admission 4, sont pourvus de bras 24 qui sont dirigés vers l'axe, c'est-à- dire en sens opposé les uns aux autres, et qui se chevauchent, Au-dessus des extrémités de ces bras 24, est disposée une butée 26 en position excentrique sur l'extrémité d'un arbre 25 monté rotatif dans la boîte 18. Dans la position montrée dans la fig.
1, cette butée 26 reste dans effet sur les bras 24. Lorsque ce- pendant l'arbre 25 reçoit un mouvement de rotation de 180 , la butée 26 vient occuper une position plus basse et pousse vers le bas les bras 24, (fig.l). De ce fait, les leviers intermédiaires 22 sont écartés l'un de l'autre, de sorte qu'ils maintiennent constamment ouvertes les soupapes d'admission 4. Cette disposi- tion sert à maintenir en communication les espaces du cylindre qui se trouvent sur les deux côtés du piston, pendant la marchs à vide de la machine, plus spécialement pendant la marche de la locomotive dans les descentes, et à réaliser ainsi un équilibre de pression sur les deux côtés du piston du cylindre.
Dans la forme d'exécution de la figure 3, les extrémités des leviers intermédiaires 22 et 23, s'étendent simplement jusqutà l'axe des tiges de soupapes 5 et 7, de sorte que leurs extrémités ne se chevauchent pas et qu'il n'est donc pas nécessaire de leur donner des formes bifurquées. Comme le montre la figure 3, les
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tiges pleines 5 des soupapes/d'admission sont fraiséesen forme d'arc à leur partie extrême inférieure tandis que les tiges creu- ses 7 sont fraisées à leur partie extrême supérieure. Dans ces conditions, les leviers intermédiaires 22 influencent simplement les tiges 5 des soupapes d'admission, et les leviers intermédiai- res 23 agissent simplement sur les tiges creuses 7 des soupapes d'échappement.
Pour le surplus, l'exécution de la distribution est la même que 'dans la forme d'exécution des figures 1 et 2,
Dans la forme d'exécution de la figure 4, les soupapes d'ad- mission 4 sont amenées dans la position de fermeture non plus par la simple pression de la vapeur, mais encore par un ressort' à boudin 27. Ce ressort 27 s'appuie par l'une de ses extrémités contre le fond d'un manohon 28 qui est vissé sur le couvercle 12.
L'autre extrémité du ressort 27 @@@@@@@ s'appuie contre la bri- de d'un manchon 29. Le fond de ce manchon 29 agit sur une ch@vil- le 30 qui est disposée dans le prolongement de la tige de soupape 5 et exerce une pression sur l'extrémité de cette tige 5. La va- peur qui entre par le tube 14 arrive par des perforations 43 dans la capacité 15 de la tige 5.
La vapeur vive arrive par les canaux 31 (figs.l et 4) pré- vus à l'extrémité de la boîte 3 et elle se rend par les soupapes d'admission 4 dans les canaux 32 du cylindre (fig.l), tandis que la vapeur détendue se rend par les soupapes d'échappement 6 dans la capacité d'échappement 33 (fig.1).
Grâce à l'exécution, comme levier de roulement à quadruple effet, de l'organe de commande 19, qui actionne les quatre sou- papes d'un cylindre, l'emploi de galets devient complètement su- perflu; il s'ensuit que l'on obtient, même aux vitesses de mar- che les plus grandes, une marche de la machine absolument tran- quille et exempte de cognements; enutre, les usures sont rédui- tes à un minimum, Pour une marche rapide de la distribution, l'exécution décrite particulièrement légère des soupapes, le bon
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montage des tiges de soupapes et le refroidissement des tiges des soupapes d'admission sont aussi des facteurs avantageux, plus spé- cialement lorsque la machine à vapeur de la locomotive ou @u navire marche à la vapeur surchauffée.