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déposé à l'appui d'une demande de BREVET D'INVENTION
Dans les locomotives, où le charbon est brûlé en grande quantité sur une grille de surface limitée par suite des exigences du gabarit, le tirage énergique qui est nécessaire est assuré normalement par la vapeur d'échappe- ment des cylindres qui est dirigée, en totalité ou en ma- jeure partie, dans la cheminée. Or, au moment du chargement de charbon frais, il se fait toujours sentir une insuffi- sance d'air et de plus il y a entraînement à la cheminée de fines particules de charbon, de sorte que la production de fumée est inévitable. Cette production de fumée est très intense dans la marche à régulateur fermé et, depuis long- temps, on a cherché à s'affranchir de cet inconvénient.
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cet effet, il est courant de mettre en action le souffleur lors des chargements à régulateur fermé et, par ailleurs, on ex- ploite, depuis de nombreuses années, le procédé qui consiste à projeter en nappes de la vapeur dans le foyer au-dessus de la masse de combustible.
En outre, le personnel des machines a coutume$ aux arrêts, d'entrebâiller la porte du foyer pour éviter la famée dans les gares. n'un autre côté on sait que la fermeture du régula- teur, alors qu'on procède au chargement de combustible dans le foyer, a été la cause d'accidents graves car elle déter- mine fréquemment des retours de flammes dagereux pour le per- sonnel.
la présente invention a pour objet un appareillage fumivore qui offre, en premier lieu, l'avantage d'assurer automatiquement et efficacement la fumivorité dans toutes les circonstances où cette opération s'impose, d'empêcher les re- tours de flamme et leurs conséquences néfastes et enfin de pouvoir, lorsque son fonctionnement n'est plus nécessaire,être mis hors service, mais tout en restant armé, c'est-à-àire prêt intervenir quand il le faut; en outre, il est conçu de ma- nière telle que le personnel ne puisse le bloquer pour s'en libérer.
Cet appareillage comprend une ou plusieurs buses d'injection de vapeur dans le loyer, un souffleur et une ou plusieurs prises clair seconaaire. Sa particularité essen- tielle réside dans le fait que ces divers organes sont com- mandés par des relais, par exemple des relais à fluide sous pression qui sont mis sous la dépendance du régulateur par un distributeur sur lequel le régulateur agit impérativement, le relais associé à la ou aux prises d'air secondaire étant un relais à fonctionnement différé qui ne ferme les prises d'air secondaire qu'au bout d'un temps déterminé.
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De préférence, les prises d'air secondaire consis- tent en des passages ménagés dans la porte du foyer et sus- ceptibles d'être obturéspar un volet ou contre-porte que commande le relais correspondant à ces prises d'air.
Dans la forme d'exécution adoptée de préférence l'ap- pareillage comporte, outre le distributeur auxiliaire dont il a été question ci-dessus, un distributeur principal qui permet la mise hors service des appareils fumivores lorsque besoin est. Ce distributeur possède un organe de verrouil- lage commandé par un relafs qui est asservi à la porte du foyer de façon telle qu'il soit toujours impossible de pro- céder à une annulation lorsque la porte du foyer est ouverte et un certain temps après, laps de temps que l'on peut régler.
Le dispositif d'annulation comprend un élément mobile permet- tant de déplacer l'organe de verrouillage lorsque celui-ci est libre, et devant être ramené à sa position de départ, qui est la position normale de service, pour que l'on ob- tienne l'annulation. Ainsi l'appareillage est toujours ré- armé.
L'invention se rapporte aussi à une disposition de conduits de sortie de vapeur de la buse telle que les jets constituant dans leur ensemble un écran pyramidal. Dans. ce but, les conduits vont en divergeant et les trous de sor- tie sont répartis sur un contour triangulaire ou polygonale,
Cette disposition améliore la fumivorité.
Diverses autres particularités de l'appareillage ressortiront de la description qui va suivre, en regard des dessins annexés, dans lesquels :
La fig. 1 est un schéma de l'appareillage.
La fig. 2 est une vue de face de la porte de foyer, la tôle protectrice du mécanisme de commande de la contre- porte ayant été enlevée.
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La fig. 3 est une coupe transversale de cette porte.
Les fig. 4 et 5 sont des vues analogues d'une porte modifiée.
La fig. 6 est une vue en plan partielle du aistri- buteur principal avec des organes annexes qui sont entoures d'un cadre en traits mixtes sur la fig. 1 et qui peut former un corps.
La fig. 7est une coupe par 7-7 de -La fig. 6.
La fig. 8 est une coupe par 8-8 de la fig. 6.
La fig. 9 montre le distributeur auxiliaire en cou- pe verticale par 9-9 de la fig. 10.
La fig. 10 est une -vue en plan de la partie fixe de ce distributeur.
La fig. 11 est une vue en plan de la partie mobile de ce même distributeur.
On décrira tout d'abord la disposition générale des appareils en regard du schéma que constitue la fig.l.
Dans ce schéma, on a indiqué en 1 le dôme de la lo- comotive et l'on a supposé, ce qui est avantageux, mais non indispensable, que la vapeur destinée au souffleur 2 qui tra- vaille au dessous de la cheminée 3 était prélevée en cet en- droit; on pourrait tout aussi bien -La prendre sur la devan- ture de la locomotive ou en tout autre endroit. La vapeur est amenée de ce dôme au souffleur 2 par l'intermédiaires d'un robinet 4 muni dtun plomb de contrôle 5 et d'un robi- net à trois v@ies 4a et interposé sur le tuyau 6.
De là, la vapeur saturée peut être dirigée par le conduit 2a vers le souffleur 2, soit à la main,par l'ouverture d'une sou- pape commandée par un volant ou une manette 8 installée sur la devanture, soit automatiquement par l'ouverture d'une soupape 9. Une fraction de la vapeur qui passe au delà de .l'une ou ltautre des soupapes 7 ou 9 se rend à la ou aux
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buses d'injection de vapeur dans le foyer par le tuyau 10 après avoir soulevé le clapet 11. Le tuyau 10 peut également recevoir de la vapeur surchauffée provenant du collecteur d'admission aux cylindres ou des boîtes à vapeur de ceux- ci par le tuyau 12, un clapet de retenue 13 réglable étant intercalé entre les canalisations 10 et 12.
On voit donc déjà que la ou les buses sont ali- mentées soit à régulateur ouvert, par le tuyau 12, soit à régulateur fermé par le tuyau 6 à la condition qu'un souf- fleur soit mis en action.
La porte du foyer de la locomotive est double et comprend un volet à claire-voie 14 sur lequel agit le- chauf- feur pour ouvrir ou fermer la porte et un volet plein 15 pouvant venir masquer le volet 14. Le volet 14 possède,un dispositif de rappel qui tend à le ramener dans l'une ou l'autre des positions d'ouverture complète ou de fermeture.
Le volet 15 est sollicité par un contrepoids ou un ressort, schématisé en 16, et qui tend de même à l'ouvrir. Le bras 17 de commande du volet plein 15 est asservi à l t organe actif 18 d'un servo-moteur de manière à n'être commande par lui que dans un seul sens, c'est-à-dire pour lefermer.
Ainsi, lorsque le piston 19 qui commande l'organe 18 sup- posé être une simple tige avec dent d'entraînement, se meut aans le sens de gauche à droite sous l'influence du ressort 20, il oblige le bras 17 à tourner dans le sens des aiguilles d'une montre; au contraire, si le piston 19 est poussé à gauche, la porte 15 est libre de se mouvoir. Le cylindre 37 pourrait être fixé sur la porte 14, comme re- présenté fig. 2 et 4. En ouvrant la porte 14 il n'y a aucun mouvement relatif entre la tige 18 et le volet 15. La con- duite du fluide serait effectuée par un tuyau flexible.
Au volet 14 de la porte de foyer est relié par
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une commande convenable, un système de tringles 21 par exemple, un robinet 22 intercalé entre les deux tronçons 23, 23' d'une canalisation de fluide auxiliaire. Ce fluide provient d'un réservoir principal 24 qui peut lui-même être alimenté à partir de toute autre source appropriée et il en sort en pas. - sant par un robinet plombé 25. De là, il se dirige en partie dans la canalisation 23 et en partie dans un conduit 26 abou- tissant à. un distributeur que l'on désignera sous le nom de distributeur auxiliaire.
Le distributeur auxiliaire que l'on a représenté d'une façon très schématique sur la fig. 1 est supposé formé d'un répartiteur fixe 27 et d'un répartiteur mobile 28. Ce dernier peut tourner à l'intérieur au répartiteur fixe et est comman- de, par l'intermédiaire de toutes liaisons convenables,par le levier 29 du régulateur. Pour simplifier le schéma, on a représenté une liaison directe par biellettes 30. Le répar- titeur tournant 28 reçoit le fluide en son centre et possède une lumière 31 permettant l'envoyer ce fluide, suivant que le régulateur est ouvert ou fermé (positions 0 ou F), dans un conduit 32 ou dans un conduit 33. Le répartiteur fixe compor- te une lumière d'échappement 34 convenablement calibrée pour que l'échappement se fasse avec une certaine lenteur.
Outre les tuyaux 32 et 33,,des tuyaux 35 et 36 sont raccordés au répartiteur fixe 27. Le tuyau 35 aboutit au cylindre 37 dans lequel joue le plateau 19 précédemment cité.
Lorsque le régulateur est ouvert, la position relu- tive des lumières et aes rainures des répartiteurs dans le distributeur auxiliaire détermine les résultats suivants, ainsi que le montre le dessin: les conduits 26 et 32 commu- niquent par la lumière 31, le conduit 33 est isolé et les -conduits 35 et 36 communiquent avec l'atmosphère par la lu-
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mière 34. Lorsque lerégulateur est fermé, le conduit 32 est en relation avec l'atmosphère par la lumière 34, le conduit 33 en relation avec le conduit 26 par la lumière 31 et les con- duits 35 et 36 communiquent par l'intermédiaire de la gorge 38 ménagée dans le répartiteur 28.
On comprendra immédiate- ment qu'au lieu de calibrer la lumière 34 on pourrait tout aussi bien calibrer les orifices qui, dans les deux positions du régulateur, se découvrent, en regard de ladite lumière, entre les deux répartiteurs.
Le tuyau 33 aboutit, de la même façon que le tuyau 26, au centre d'un second distributeur que l'on dénommera distributeur principal.. Le distributeur principal., qui, lui aussi, est représenté schématiquement, comprend une glace fixe 39 d'où partent deux conduits 40, 41, et sur la- quelle peut tourner un tiroir de distribution 42 perche de lumicres 43,44 et 45 et possédant un bras de commando 46 ; ce bras est actionné par un servo-moteur recevant au fluide au- xiliaire par le conduit 32 ou par un conduit 47; ce servo- moteur a été représenté sous la forme d'un piston 48 et d'un cylinare 49.
Enfin à l'intérieur du tiroir 42 peut se dépla- cer un secteur 50 que l'on actionne à l'aide d'une manette 51; il entraîne, par la dent 52, le tiroir 42 lorsque, par- tant de la position que montre le dessin, on tourne la manette 51 vers le bas.
Si les divers organes occupent les positions indi- quées sur le dessin, on voie immédiatement que le conduit 41 et le conduit 33 sont en communication par la lumière 45 et que le conduit 40 est isolé. En supposant maintenant la ma- nette 51 abaissée, ce qui n'est possible qu'autant que le cylindre 49 ne reçoit pas de fluide, les conduits 41 et 33 communiquent encore mais seulement grâce à la présence d'une
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rainure 53 dans le tiroir 42. Dans le cas où la manette 51 est ensuite relevée, le tuyau 40 est mis en communication avec l'atmosphère par l'orifice 54, la rainure 55 du secteur 50 et la rainure 56 au tiroir 42. -Le tuyau 41 est isolé.
Le conduit 23'qui fait suiteau conduit 23 partant du réservoir principal 24 aboutit à un réservoir intermédiai- re 57. De ce réservoir part un conduit 58 qui se divise en deux conduits; l'un d'eux est le conduit 47 alimentant le cylindre 49 et il possède un clapet de retenue 59. L'autre, le conduit 60, comporte un clapet de retenue 61 et se rac- corde au conduit 36. Sur le conduit 60 sont branchés, d'une part, le conduit 40 et, d'autre part, un conduit 62 posa.- dant une soupape de retenue 63 et débouchant dans le conduit 41. Ce dernier aboutit à un cylindre 64 dans lequel se meut, à rencontre d'un dispositif de rappel, le piston de commande 65 de la soupape9.
De préférence, le distributeur principal et les organes de commande grâce auxquels le souffleur et-les buses de vapeur sont mis en action sont groupés en un ensemble mo- nobloc et peu encombrant, ce que l'on a schématisé par un cadre en traits mixtes sur la fig. 1.
Le fonctionnement de l'appareillage est le suivant.
Tout d'abord, supposant la machine froide, il est très aisé d'activer le feu lors de l'allumage; si, en effet, on branche sur le robinet à trois voies 4a un raccord d'amenée de va- peur, voire même d'un autre fluide, et si l'on dégage le cla- pet 9 de son siège à l'aide de la manette 8, on met en action le souffleur 2 qui produit un tirage énergique et une alimen- tation des buses.
Si l'on suppose maintenant que la locomotive est en marche et que le régulateur est ouvert, la porte du foyer cotant fermée, les organes occupent les positions que montre
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la fig, 1. La ou les buses placées dans le foyer reçoivent, par l'intermédiaire au tuyau 12, du clapet 11 et au tuyau 10, de la vapeur provenant de la boîte à vapeur ou du collecteur d'admission aux cylindres. Le cylindre 49 reçoit du fluide au-* xiliaire par 24, 26, 31, 32 ; le cylindre 37 est à l'échappement par 35, 38 et 34.
Si le chauffeur désire charger du charbon sur la grille, il fait basculer la porte en agissant sur le volet à claire-voie 14 qui entraîne aveclui le volet plein 15. Ce dernier, par le bras 17 qui en est solidaire déplace vers la droite le piston 19 en comprimant le ressort 20. L'ouverture de la porte détermine, par le jeu de uringles 21, l'ouvertu- re du robinet 22. Du fluiae comprima est admis dans le tuyau 23' et se rend au réservoir intermédiaire 57; de là il gagne le tuyau 60, en soulevant le clapet 61, et passe dans le tuyau 36 d'où il se dirige en partie à l'atmosphère par l'orifice calibré 34 et en partie derrière le piston 19 par la tuyau 35, Quand le chargement est terminé, le chauffeur ferme la porte.
Seul le volet 14 obéit au mouvement communiqué; en effet,le volet 15, maintenu dans la position , d'ouverture par le con- trepoids 16, n'est pas rappelé immédiatement par le ressort , 20 ; du fait que l'orifice 34 est un orifice relativement étroit, la capacité constituée par le tuyau 23', le réservoir 57, les tuyaux 58, 60, 36 et 35 et par le cylindre 37 met un certain temps à se vider par cet orifice 34. On conçoit d'ailleurs qu'en calculant convenablement le volume du réservoir inter- médiaire 57 et le diamètre de l'orifice 34, on peut faire varier à volonté le temps pendant lequel la fermeture du Vo- let 15 est différée. On pourrait le cas échéant munir le ré- servoir 57 d'un fond mobile et réglable entre certaines limi- tes.
Pendant le temps où le volet 15 reste ouvert,de
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l'air que l'on appellera air secondaire est admis au-dessus du charbon frais et assuré la fumivorité.
On considérera maintenant le cas de la marche à régu- lateur fermé. On supposera tout d'abord qu.e le mécanicien fer- me le régulateur sans avoir prévenu le chauffeur alors que ce- lui-ci charge du charbon sur la grille. La fermeture du régu- lateur 29 entraine impérativement la rotation du répartiteur mobile 28 appartenant au distributeur automatique. Dès lors, le fluide auxiliaire est envoyé au conduit 26, par la lumière 31 au tuyau 33 et de là, par la lumière 45 du tiroir 42,au conduit 41 ; il en résulte immédiatement la miae en action du souffleur 2, le piston 65 étant soulevé et, par conséquent, le clapet 9 ouvert. Ainsi aucun retour de flamme n'est à reaou- ter.
En même temps, par la gorge ou rainure 38 le conduit 32 est mis en communication avec l'atmosphère et le fluide con- tenu dans le cylindre 49 s'évacuerait entièrement par l'ori - fice 34, si une compensation n'était fournie par le tuyau 47 qui reste alimenté tant que le robinet 22 est ouvert,c'est- à-dire tant que le volet 14 de la porte du foyer est lui-même ouvert. Par conséquent, le tiroir 42 se trouve verrouillée dans la position que représente le dessin et il est impossible de manoeuvrer le levier d'isolement 51.
De plus, dès que l'on ferme le régulateur le clapet 13 tombe sur son siège, mais le clapet 11 se soulève par suite de l'ouverture de la soupape 9; ainsi les buses ne ces- sent pas d'être alimentées. Lorsque la porte est refermée par le chauffeur, le robinet 22 se ferme.
Dès lors le tuyau 58 ne reçoit plus de fluide com- primé, le cylinare 49 se vide. Le fluide continue à arriver au souffleur par 26, 31, 33,45 et 41 ainsi qu'au cylindre
37 par 63, 62,60, 36 et 35. Donc à régulateur fermé l'air secondaire et la vapeur éjectée par le souffleur assurent
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en permanence la fumivorité.
Lorsque le régulateur est fermé, il devient inutile au bout d'un certain temps de maintenir en action les buses de projection de vapeur et lesouffleur. Pour mettre hors service les appareils fumivores, il suffit rabaisser la ma- nette 51 en lui faisant décrire l'angle [alpha] puis de la ramener à sa position de départ. Au bout de la première manoeuvre, le piston 65 commandant l'intervention du souffleur reçoit tou- jours du fluide auxiliaire, grâce à la présence de la gorge ou rainure 53 ; il en est donc le même du piston 19 agissant sur le volet plein 15. Au bout de la seconde manoeuvre, par contre, le tuyau 60 est mis en communication avec l'atmos- phère par 40, 55, 43,56 et 54 ; plus, le tuyau 41 n'est plus en relation avec le centre du aistributeur principal..
Par suite la soupape 9 se referme de même que. le volet 15 qui est ramené par le ressort 20 puisque le cylindre 37 est mis en communication avec l'atmosphère.
On voit donc que l'annulation des appareils n'a pu être obtenue qu'après retour du segment 50 à sa position primitive, c'est-à-dire à la position qu'il occupe quand le régulateur est ouvert ou quana, le régulateur, étant fermé, la porte au loyer a éte ouverte par le chauffeur. En d'aut- res termes, le seul organe déplaçable à la main a dû être ramené à la position de service normal. L'appareillage se trouvera donc réarmé automatiquement dès l'ouverture au ré- gulateur et prêt à assurer la fumivorité et à jouer son rôle a'installation de sécurité dès que l'on refermera le régula- teur.
Comme l'admission au fluide auxiliaire dans le cylindre 49 a toujours lieu quand le robinet 22 est ouvert, on remar- que qu'il est impossiblé ue mettre hors service les appareils fumivores lorsque la porte au foyer est ouverte, ce qui cons-
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titue une sécurité contre les retours de flamme.
La nature de l'appareillage ayant été définie, l'on indiquera maintenant les formes de réalisation adop- tées de préférence mais non indispensables pour divers élé- ments de cet appareillage.
La porte de foyer peut être construite comme le montrent les fig. 2 et 3. Ainsi qu'on l'a indiqué plus haut, elle comprend deux parties essentielles, à savoir un volet à claire voie 14 et un volet plein 15. Le vo- let à claire voie 14 comprend un cadre 66 que l'on peut faire pivoter, à la manière connue, a l'aide de poignées 67 et qui s'ouvre de aenors en dedans par rapport au foyer, par mesure de sécurité. Ce volet est rappelé dans ses po- sitions extrêmes par exemple par des ressorts 68. Le cadre 66 porte un panneau 69 qui est ajouré et muni, avantageu- sement, de tôles déflectrices ou jalousies 70. A droite de la fig. 2, on aperçoit le rooinet 22 et les biellettes 21.
Le volet 15, constitué de préférence par une pla- que métallique 71 avec garnissage réfractaire, peut pivoter sur le volet 14 ainsique lemontrent les tourillons 73 et il est rappelé dans sa position d'ourerture par un res- sort 74 équivalent au contrepoias 16 mentionné en regara de la fig. 1. Au-dessus de la porte, on voit le cylindre 37, le piston 19, le tuyau flexible 35 et le ressort de rappel 20. Ces éléments sont normalement protégés par une tôle 75 non indiquée sur 'la fig. 2. On a supposé que le piston 19 agissait sur le volet 15 par l'intermédiai- re a'un galet 76 monté à l'extrémité d'un bras 77 que porte la tige 18 du piston et d'une rampe 78 solidaire du volet.
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A titre de variante, le ressort de rappel 20 polit comme le montrent les fig. 4 et 5 être logé à l'intérieur du cylindre 37 et la came ou rampe 78 être portée par un dontropoids 92 remplaçant le rossort 74 ot équivalent au contrepoids 16 de la fig, 1.
Dans les fig. 6 à 8, on a représenté, sous la forme de réalisation adoptée de préférence, le distribua teur principal et ses annexes. Pour qu'il soit facile de retrouver les divers organesvon les a affectées pour la plupart des mêmes chiffres de référence qu'à la fig. 1 , quand bien même leur réalisation serait légèrement diffé- rente. On remarquera (fig. 7), la forme du distributeur principal. Le segment 50 soumis à l'action d'un ressort 79 est solidaire d'une tige cylindrique 80 à laquelle fait suite un axe carré 81; sur cet axe est montée la manette 51. Sur la tige 80 peut tourner un manchon 82 solidaire au tiroir 42, et portant un collier 83; celui-ci présente une .dent 83'sur laquelle agit la tige de poussée 84 du piston 48 (voir fige 8).
On notera sur la fig. 7 le dispositif de réglage situé en bas et à gauche. De la vapeur est envoyée, lors de l'abaissement du clapet 9 ou du clapet 7, dans la cham- bre 85 qui est reliée au souffleur. Pour se rendre dans la chambre 85, la vapeur qui franchit le clapet 9 doit traverser un orifice annulaire 86 dont la section est ré- glable par ce fait que la tête 87 de la vis 88 est de forme conique ou d'une forme analogue.
Les fig. 9 à 11 montrent le distributeur auxi- liaire et ses éléments, à savoir le répartiteur fixe 27 et et le répartiteur mobile 28 relié par un carré 89 à l'axe 90 sur lequel est calée la biellette 30. On aper-
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çoit en 34 l'orifice d'échappement du fluide, l'espace par lequel sort ce fluiae étant réglable à l'aide du pointeau 91, ce qui permet de faire varier le temps pendant lequel la contre-porte 15 reste ouverte après un chargement.
Il va de soi que des modifications de détail pour- ront être apportées à l'appareillage fumivore qui vient d'être décrit sans pour cela sortir du cadre de la présente invention. On conçoit notamment que le souffleur utilisé ici pourrait être distinct du souffleur commandé à la main et que, par ailleurs, l'on pourrait, pour la fermeture dif- férie de la contre-porte, avoir recours à un relais retar- dé autre que celui qui a été décrit.
REVENDICATIONS
1 - Un appareillage fumivore caractérisé en ce une ou plusieurs buses d'injection de vapeur dans le foyer, un souffleur qui est le souffleur habituel ou un souffleur auxiliaire, et une ou plusieurs prises d'air secondaire sont commandés par des relais qui sont eux-mâ- mes mis sous la dépendance au régulateur par un aistribu- teur relié desmodromiquement à ce régulateur, le relais associé à la ou aux prises d'air secondaire étant, de préférence, un relais à fonctionnement différé qui ne fer- me la ou les prises d'air qu'nu bout d'un Lemps aétermi- né.
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