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Distribution et régulation pour machines à vapeur station- naires pistons.
'la présente invention a trait à la construction et la disposition du mécanisme de distribution et de regula- tion d'une machine à vapeur à pistons polycylindrique,
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notamment pour nombres de tours et pressions de vapeur élevés.
Dans les machines à vapeur de ce genre, on ren- contre de grandes difficultés dans la construction d'un mécanisme convenable pour la distribution et la régula- tion. De hautes pressions de vapeur vive (100 at.) nécessitent, pour des raisons d'étanchéité, des sou- papes IL siège unique. Or, ces soupapes ne peuvent, malgré une compression intense, être déchargées, c'est pourquoi des efforts très élevés, par ex. jusqu'à plus de 1000 kg, agissent sur le mécanisme de commande de la soupape. On doit donc dimensionner et monter ce mécanisme très solidement , tout en considérant cependant aussi que, pour des nombres de tours élevés, la poussée des masses des organes de commande ne doit pas être trop élevée.
La continuité, absolument nécessaire, de la régulation (nombre de tours ou pression) peut être obtenue à l'aide d'un arbre à cames, possédant, pour chaque groupe de deux soupapes d'entrée commandant les extrémités opposées de chaque cylindre, deux cames dont l'une commande l'ouverture des soupapes d'entrée (commencement de l'ad- mission), et l'autre la fermeture de ces soupapes (fin de l'admission). En tournant la came de fermeture des soupapes par rapport à la came d'ouverture calée sur l'arbre de distribution, on obtient une variation continue de l'admission.
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Bien qu'on parvienne, par suite du genre particulier de cette commande à cames, a éloigner du mécanisme de régulation proprement dit les grands efforts nécessaires au soulèvement des soupapes, il n'est cependant, dans le cas particulier où l'admission de plusieurs cylindres doit être variée simultanément, pas possible d'opérer cette variation d'admission au moyen des régulateurs axiaux connus depuis longtemps dans la construction des machines à vapeurs à pistons, et c'est la raison pour laquelle on a prévu un ou plusieurs servomoteurs actionnés par de l'huile sous pression.
Les organes à impulsions et de commande des servo- moteurs ainsi que le mécanisme de commande des soupapes d'entrée, sont disposés dans un carter porté par le bâti de la machine à vapeur, latéralement aux cylindres.
La variation de position de la came de fermeture des soupapes par rapport à la came d'ouverture s'opère donc h l'aide d'un servomoteur, qui peut faire mouvoir dans un sens ou dans l'autre une douille coulissant sur l'arbre à cames et qui agit sur cette came de ferme- ture au moyen d'une vis sans fin. Toutes les cames susceptibles de tourner peuvent être actionnées au moyen d'un servomoteur commun; de même les vis sans fin de deux cylindres voisins peuvent être reliées rigidement entre elles. Dans une forme d'exécution, le servomoteur est disposé en dehors de l'axe de l'arbre de distribution.
La transmission du mouvement du servomoteur aux douilles coulissantes à vis sans fin peut cependant être
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simplifiée en transportant l'axe du servomoteur dans l'axe de l'arbre de distribution, ce qui permet la suppression de toute une série de leviers, tourillons et supporte, par rapport au cas ou le servomoteur se trouve en dehors de cet axe.
Sur le dessin annexé sont représentées, à titre d'exemples seulement, deux formes d'exécution de l'objet de l'invention.
La fig. 1 est une vue en plan, de l'extérieur et partiellement en coupe, de la distribution et de la régulation appliquées à une machine IL vapeur à courants de même sens, à trois cylindres verticaux; la fig. 2 en est une coupe transversale ; la fig. 3 est une vue de côté, partie en coupe, de la deuxième forme d'exécution, où le servomoteur se trouve dans l'axe de l'arbre de distribution; la fig. 4 en est une coupe transversale; la fig. 5 est une coupe longitudinale, à plus grande échelle, d'un accouplement à crapaudine intercalé sur la. tringle de commande partant du servomoteur selon la fig. 3, et la fig. 6 est une vue en bout de l'accouplement se- lon la fig. 5.
On voit sur le dessin que l'arbre de distribution a, est commandé au moyen d'une transmission à engrenages b (fig.1) à partir de l'arbre manivelle. L'arbre de distri- bution et l'arbre manivelle tournent à la même vitesse.
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Les soupapes d'entrée c commandant l'admission de la vapeur aux extrémités opposées des cylindres, sont com- mandées par une paire de cames commune. Une de ces cames, la came d'ouverture d des soupapes, est calée sur l'arbre de distribution, tandis que l'autre came e, de fermeture des soupapes, peut tourner par rapport à la première. La came de fermeture e présente un appendice cylindrique f (fig. 1) muni, sur sa face interne, d'un filetage pour vis sans fin h plusieurs filets. Une vis sans fin de com- mande h s'engageant dans la came de fermeture e et tour- nant avec l'arbre de distribution a en se déplaçant le long d'une clavette g, sert à faire tourner la came de fermeture e par rapport la came d'ouverture d.
Les paires de galets i (fig. 2) mûs par les deux cames provoquent, de façon connue, l'ouverture et la fermeture des soupapes d'entrée de vapeur c.
Dans la forme d'exécution selon les fig. 1 et 2, les vis sans fin h de commande des soupapes c des cylindres A et B sont reliées rigidement l'une à l'autre et cou- lissent axialement sous l'action du servomoteur k par l'intermédiaire du levier de réglage 1 et de l'anneau à glissement m. La vis sans fin de commande du cylindre C est déplacée axialement soit,,au moyen du servomoteur des cylindres A et B, ou bien par un servomoteur particulier, non représenté au dessin, cependant, de toute façon de manière que les variations de l'admission s'effectuent simultanément et dans une même mesure pour tous les cy- lindres.
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Le servomoteur k actionné par de l'huile sous pression, est commandé de façon connue par un tiroir- piston n mû lui-même au moyen d'un régulateur à ressort à force centrifuge o ou au moyen d'un autre organe à impulsions (relais à pression), le tiroir-piston m étant ramené en position médiane par une tringle de rappel q articulée à la tringle p du piston du servomoteur. Le tiroir- piston double r intercalé dans les canaux à huile entre le tiroir-piston n et le servomoteur k, et, en cas de non-fonctionnement de la commande principale, déclenché par un régulateur de sûreté non représenté au dessin, ensuite de quoi le servomoteur est amené, par la pression de l'huile et la force élastique auquel il est soumis, en position de fermeture en établissant ainsi l'admission nulle. Le régulateur o est entraîné à partir de l'arbre a.
Un dis- positif de régulation du nombre de tours, non représenté, à actionnement à main ou électrique, a son point d'appli- cation en s.
Le mécanisme de distribution et de régulation entier, comprenant les cames et la commande des soupapes, les vis sans fin de commande avec anneaux à glissement et leviers de réglage, le servomoteur resp. les servomoteurs avec tiroirs de commande, la tringle de rappel, le pendule à force centrifuge avec sa commande et régulation du nombre de tours, est logé dans un carter de distribution et de régulation t, porté en u par le bâti de la machine à vapeur, latéralement à la rangée des cylindres.
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Le carter t est aisément accessible, aprbs enlève- ment d'un couvercle vertical v, depuis la galerie de circulation. On a naturellement prévu une bonne évacuation de l'air et de l'huile du carter.
Dans la forme d'exécution selon les fig. 3 à 6, une tringle T coulissant à l'intérieur de l'arbre de distribution a avec lequel elle tourne, permet de faire coulisser axialement les vis sans fin h de commande aux- elle quelles/est reliée par une pièce d'accouplement w à clavette transversale. Un accouplement à crapaudines x accouple la tringle rotative T à la tringle p non rotative du servomoteur k. Les masses de la tringle T tournant dans l'accouplement x ont tendance h vibrer sous l'effet de la force centrifuge; c'est pourquoi l'accouplement x est porté par un support fixe S dans lequel il est guidé et peut coulisser.
De plus, pour parer au jeu prenant naissance avec le temps dans les paliers de l'arbre à cames par suite de l'usure, jeu qui pourrait être nuisible à l'accouplement x, la tringle T est aussi mince que pos- sible, de façon à former une liaison flexible. Comme le montre la fig. 5, l'accouplement entre la tringle rotative T et la tringle non rotative p est réalisé à l'aide de roulements à billes R jouant le rôle de crapaudines qui transmettent le mouvement du servomoteur dans les deux sens. Grâce à l'emploi de roulements à billes R, la force nécessaire pour l'entraînement de l'arbre à cames a est @ diminuée.
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Si l'on dispose les crapaudines dans la pièce d'accouplement w, la tringle T n'a plus besoin de parti- ciper à la rotation de l'arbre de distribution a. La tringle T peut naturellement être prolongée en vue de pouvoir faire varier la distribution de plusieurs cylin- dres.
En employant les leviers et accouplements voulus, le servomoteur peut occuper n'importe quelle position par rapport h l'arbre de distribution.
La distribution décrite ci-dessus peut être employée aussi pour des machines à vapeur horizontales.
Les mesures de sûreté décrites en regard des fig. 1 et 2, savoir l'agencement du tiroir-piston r peuvent être complétées en ce sens que lors du déclen- chement du régulateur de sûreté, la soupape obturatrice de vapeur principale, non représentée sur le dessin, est fermée.
Revendications.
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