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Brevet d'Invention Perfectionnements aux régulateurs de vapeur à soupapes multiples.
L'objet de la présente invention est constitué par des perfectionnements apportés aux régulateurs ou modérateurs de vapeur:- à soupapes multiples destinés à être installés dans la boite à fumée de locomotives.
Dans des régulateurs ou modérateurs de vapeur de ce genre actuellement connus, l'ouverture et la fermeture des soupapes sont commandées par un arbre portant des oames ou des saillies qui agissent sur les diverses soupapes, arbre qui se trouve en partie dans le modérateur, en partie hors du modérateur dans la boite à fumée et en partie hors de la boite à fumée et sa rotation dans le sens de l'ouverture ou de la fermeture des soupapes est commandée, à partir de la cabine du mécanicien, au moyen d'une timonerie disposée à l'extérieur de la chaudière.
Ces dispositifs impliquent l'existence d'un presse- étoupe autour dudit arbre à sa sortie du modérateur, d'un autre presse-étoupe à l'endroit où il sort de la boîte à fumée, d'un
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dispositif servant à compenser les différences de dilatation du corps de chaudière d'une part, et d'autre part, de la timonerie située hors de la chaudière.
Dans les régulateurs ou modérateurs conformes à l'inven- tion, l'arbre qui commande l'ouverture et la fermeture des soupapes (que, par la suite, nous appellerons : arbre à cames, parce qu'il les commande le plus souvent au moyen de cames bien qu'il n'en soit pas nécessairement ainsi)eet logé entièrement dans le modérateur; il est commandé depuis la cabine du mécanicien par une timonerie disposée dans le modérateur, dans la conduite de prise de vapeur saturée de la chaudière au modérateur et dans @ le corps de chaudière, d'où elle sort par la face de la chaudière qui constitue une paroi de la cabine.
Un tel modérateur peut être utilisé dans les locomotives à vapeur saturée, aussi bien que dans les locomotives à vapeur surchauffée ; dans ce dernier cas, ses soupapes peuvent être dispo- sées, soit dans le trajet de la vapeur saturée entre la chaudière et les éléments surchauffeurs, soit dans celui de la vapeur sur- chauffée entre les éléments surchauffeurs et les cylindres de la locomotive.
Les soupapes du modérateur peuvent être de tout type approprié : soupapes à siège simples, soupapes équilibrées à double siège, soupapes équilibrées à simple siège et à piston d'équilibrage.
La description qui va suivre, en regard du dessin annexé donné à titre d'exemple, fera mieux comprendre comment l'invention peut être réalisée.
Dans le dessin annexé, la fig. 1 est une coupe longitu- dinale partielle d'un modérateur conforme à l'invention, par les axes des soupapes ; la fig. 2 en est une coupe transversale par AB de la fig. 1.
La fig. 3 est une coupe longitudinale partielle, par
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les axes des soupapes, d'un autre mode de réalisation dont la fig. 4 est une soupe brisée horizontale partielle; les fige 5 et 6 sont respectivement des coupes transversales par CD et par EF de la fige 3.
La fig. 7 est une coupe longitudinale partielle, par lea axes des soupapes, d'un troisième mode de réalisation dont les fig. 8 et 9 sont des coupes transversales respectivement par GH et par JK de la fig. 7.
Dans les fige 1 et 2, qui représentent un modérateur indépendant de tout surchauffeur, 1 est la chambre d'arrivée de vapeur, 2 la chambre d'équilibrage, 3 la chambre de départ de vapeur.
Une. soupape pilote 4 permet par sa levée le passage de vapeur de la chambre 1 dans la chambre 2 pour faciliter la levée des soupapes principales 5 disposées entre les chambres 1 et 3 et dont chacune est pourvue d'un piston d'équilibrage 6 disposé entre las chambres 2 et 3. De la chambre 3, la vapeur sort du modérateur par une ou plusieurs tubulures 7.
La soupape pilote 4 pourrait, comme dans certains modérateurs à soupapes multiples connus, être disposée de façon à permettre, par une levée partielle et avantbde laisser passer la vapeur de la chambre 1 dans la chambre 2, de prélever de la vapeur de la chambre 1 pour les machines auxiliaires de la locomotive,
L'arbreà cames 8, pourvu de cames 9 correspondant aux diverses soupapes, est logé dans la chambre 1 où il peut pivoter dans des crapaudines amovibles 10 disposées dans les parois terminales de la chambre 1.
Les cames 9 agissent, pour l'ouverture et pour la fermeture, sur des surfaces appropriées 11 et 12 ménagées sur les tiges 13 des soupapes, tiges qui sont vidées dans des alvéoles 14 ménagés dans les chapeaux amovibles 15 fixés dans la paroi supérieure de
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la chambre 1 en regard de chaque soupape.
A mi-distance de ces extrémités et, en tout cas, en regard de la tubulure 19 d'amenée de la vapeur, l'arbre 8 porte un bras 16, qui peut être simple ou double, à l'extrémité libre duquel est articulée par un axe 17 la tringle de timonerie 18 qui, en traversant la tubulure 19, la conduite de prise de vapeur et le corps de chaudière (non représentés), s'étend jusqu'à la cabine du mécanicien d'où elle sera manoeuvrée par tous moyens connus pour déterminer, par des rotations convenables de l'arbre 8, l'ouverture et la fermeture des soupapes.
Les ouvertures dans lesquelles sont fixées les crapaud!nes 10 sont faites de dimensions suffisantes pour permettre l'introduction dans le modérateur et l'extraction de l'arbre à cames 8
L'enlèvement des chapeaux 15 correspondant aux soupapes voisines du bras 16 permet d'avoir accès à l'axe 17 et de connecter ou déconnecter la tringle 18, le modérateur restant en place.
Il va de soi que par la tubulure ou les tubulures 7, la vapeur peut être acheminée vers un surchauffeur avant de se rendre aux cylindres de la machine, si la locomotive est à vapeur surchauffée.
Les tubulures 7 peuvent aussi ne pas exister, les éléments surchauffeurs tubulaires étant alors raccordés directement et individuellement à la chambre 3 par tous moyens connus, cette chambre recevant toute forme appropriée.
Dans le mode de réalisation représenté par les fig. 3, 4, 5 et 6, le modérateur est disposé dans un collecteur de surchauffeur du type combiné, c'est-à-dire comportant des chambres distinctes pour la vapeur saturée et pour la vapeur surchauffée.
La vapeur saturée est amenée de la chaudière par la tubulure 19 dans la chambre 20, d'où, par des ouvertures ménagées dans la paroi inférieure de cette chambre, elle passe dans les
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éléments surchauffeurs; de ces éléments surchauffeurs 23 (fig.4), elle revient dans la chambre 21 ; 22 est la chambre de départ de la vapeur d'où des tubulures 7a l'acheminent vers les cylin- dres moteurs.
La levée des soupapes à double siège 5b permet le passage de la vapeur de la chambre 21 dans la chambre 22.
L'arbre à cames 8 est en deux parties disposées bout à bout et traversant chacune une partie de la chambre de vapeur surchauffée 22. Leurs extrémités voisines 8a se trouvent dans une poche 24 ménagée dans la chambre de vapeur saturée 20.Leurs extrémités opposées sont libres de pivoter dans des buselures 25 ménagées dans le corps du modérateur et fermées vers l'extérieur par-des fonds amovibles 25a qui permettent d'avoir accès, au besoin, aux deux parties de l'arbre 8, de les introduire en place et de les extraire, les alésages des buselures 25 étant d'un diamètre suffisant pour* cela.
Pour ne pas donner un diamètre trop fort aux extrémités des parties de l'arbre à cames, on peut, si on le désire, intercaler des buselures rapportées entre elles et la paroi des buselures 25.
Sur la longueur où elles traversent les parois 26 du modérateur, les deux parties de l'arbre 8 sont pourvues de rainures circulaires 27 qui, formant labyrinthe , s'opposent aux fuites de vapeur de la chambre 20 vers la chambre 21.
Dans;l'exemple représenté, les.tiges des soupapes, prolongées vers le bas, sont traversées par des axes fixes 29 sur lesquels agissent les organes bifurqués 28 de l'arbre 8.
Les bouts 8a des parties de l'arbre 8 sont engagés chacun dans une cavité d'un levier 16a dont ils sont rendus solidai. res par tous moyens connus. A l'autre extrémité du levier 16a ,est ariloulee la tringle de timonerie 18 qui, comme dans l'exemple
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précédent et montée de façon analogue, sert à commander l'ouverture et la fermeture du modérateur;par la rotation de l'arbre 8.
Un chapeau amovible 24a, fermant une ouverture ménagée dans la paroi du modérateur, permet d'avoir accès à l'articulation.
Le mode de réalisation représenté par les fig. 7,8 et 9 diffère du précédent principalement en ce que les chambres de vapeur saturée 20a et de vapeur surchauffée 21a sont prolongées vers le bas par des loges ou doits, respectivement 30 et 31, alternés et dont les parois inférieures sont pourvues d'ouvertures pour y raccorder les éléments surchauffeurs.
Il en diffère aussi en ce que les soupapes à siège 5c sont simples et non individuellement équilibrées, guidées dans le bas au moyen d'alvéoles 14 et commandées par le haut par les cames 9 qui agissent sur les voiles de soupapes pour la fermeture et, pour l'ouverture, sur des écrous et contre-écrous 32 vissés sur les tiges de soupapes et qui permettent de règler l'ordre de succession ainsi que l'amplitude des levées des diverses soupapes,
Une des soupapes 5c est traversée concentriquement par une petite soupape pilote 4a qui a son siège sur la face supérieure de la grande soupape et qui est disposée de façon telle que, lorsque l'on fait pivoter l'arbre 8 en vue d'ouvrir le modérateur, elle est soulevée avant toute autre soupape;
elle permet ainsi le passage dans la chambre de départ 22 d'une certaine quantité de vapeur dont la pression agit sous les soupapes 5c et en facilite la levée.
Un manchon 33, fixé sur la tige de la pilote 4a, entre ensuite en contact avec le bossage 34 de la soupape principale et soulève celle-ci à mesure que l'arbre 8 poursuit sa rotation.
Les autres détails des figures 7,8 et 9 sont parfaitement compréhensibles d'après ce qui a été expliqué plus haut sans qu'll soit nécessaire d'en faite une plus longue description.
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Des modifications de détail peuvent être apportées aux modes de réalisation qui viennent d'être décrits sans que, pour cela, on sorte nécessairement du cadre de l'invention.
Notamment, des particularités décrites ou représentées dans un des exemples de réalisation peuvent être combinées avec des particularités déorites ou représentées dans un autre exemple ou dans les deux autres.
Les organes des modérateurs conformes à l'invention peuvent être constitués et disposés-de manière à provoquer l'ouverture des diverses soupapes, soit simultanément, soit dans tout ordre de succession établi à l'avance.
Les soupapes peuvent être alignées ou non; elle peuvent être alignées en plusieurs rangées et commandées par un arbre à cames unique ou par plusieurs.