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MOTEUR A PISTON SANS VOLANT.
L'invention concerne des moteurs à piston sans volante employas par exemple à l'actionnement de pompes à eau ou d'autres machines de comman- de à piston. De tels moteurs fonctionnent généralement sans compression.
Il faut cependant Éviter que- les¯ pistons ne viennent buter durement dans leurs positions extrêmes ce qui pourrait provoquer facilement des détério- rations. Ces chocs sont particulièrement violents lorsque le nombre des courses est élevé, comme cela se présente dans les machines modernes. Un amortissement des chocs du piston peut être réalisé lors de l'actionnement de souffleries à piston à l'aide- du tampon d'air se formant dans le cylindre de la soufflerie,, Toutefois, pour le cas où ce mode d' amortissement ne peut être réalisé ou seulement dans une mesure insuffisante, la présente invention établit une construction dans laquelle des chocs de piston nuisibles peuvent être évités- d'une manière simple.
Ce résultat est réalisé en premier lieu par le fait que le piston du moteur;, dont un coté est soumis à la pression de la vapeur vive,y ferme-vers la fin de sa course l' échappement de vapeur de 1'-autre-côté du piston, et dirige alors la vapeur vivé à travers un con- duit de contournement du cylindre-9sur l'autre- face du piston.
Le dessin représenté schématiquement deux exemples de réalisation de l'objet de l'invention,les Figso 1 à 3 représentant une machine tandem-. et les Fige. 4 à 6- une machine monocylindriquetrois différentes positions des éléments mobiles étant indiqués pour chaque machine.
Dans le premier exemple de réalisation, le cylindre haute pression est désigné par 1, le cylindre basse pression par 2, le piston haute pression par 3 et le piston basse pression monté sur la même- tige- de-piston que le pré- cédent est désigné par 4.
Pour la distribution de la machine, on se sert d'un tiroir dispo-- sé verticalement 5, qui a la forme d'un piston différentiel et présente qua- tre espaces actifs 6 à 9, l'espace inférieur extrême étant relié à l'espace supérieur extrême-9 par un canal 10. L'alésage dans- lequel est logé le ti- roir-piston 5 présente les raccordements de conduits suivants-(de bas en haut)
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un conduit de vapeur vive 11, un conduit 12 qui débouche dans le cylindre haute pression 1 à la moitié environ de l'épaisseur du piston au-dessous de l'extrémité supérieure du cylindre;
un conduit 13 qui se dirige vers l'ex- trémité inférieure du cylindre basse pression 2, un conduit à vapeur d'échap- pement 14, un conduit 15 qui se dirige vers l'extrémité supérieure du cylin- dre basse pression et un conduit 16 qui débouche dans le cylindre haute pres- sion environ à la moitié de l'épaisseur du piston au-dessus de l'extrémité inférieure du cylindre.
Pour le renversement du tiroir-piston 5, on se sert d'un tiroir avancé ou de prédistribution 17, qui est commandé par deux pistons de comman- de 18, 19 dont il est séparé. Ces derniers sont actionnés par la vapeur dis- tribuée par le piston haute pression 3. Dans ce but, les cylindres des pis- tons de commande sont reliés à leurs extrémités par les conduits 20 et 21 aux deux extrémités du cylindre haute pression 1, tandis que des extrémités intérieures de ces deux cylindres partent des conduits 22 et 23, qui débou- chent respectivement dans les conduits 12 et:16
Le cylindre haute pression présente deux conduits de contournement 25 et 26.
Leurs embranchements sont écartés des extrémités du cylindre d'une distance un peu plus grande que l'épaisseur du piston à haute pression 30 Les conduits de contournement débouchent aux extrémités du cylindre 1.
Dans la situation représentée par la Fig. 1 , le tiroir de distri- bution principal 5 occupe sa position extrême supérieure. La vapeur vive passe @ du conduit 11 à travers l'espace 6 et le conduit 12 dans la par- tie du cylindre haute pression 1 située au-dessus du piston 3. De la partie inférieure de ce cylindre, la vapeur passe à travers le conduit 16, l'espa- ce 8 et le conduit 15 dans la partie supérieure du cylindre basse-pression 2. La vapeur d'échappement quitte da dernier cylindre par le conduit 13, l'espace 7 et le conduit d'échappement 14. Par conséquent, les pistons 3 et 4 se déplacent vers le bas.
Lorsque le piston haute pression 3, lors de sa course ascendan- te, recouvre le conduit 16, par lequel la vapeur s'échappait jusqu'alors, il se produit déjà-une certaine résistance contre le mouvement du piston, étant donné que la vapeur se trouvant en-dessous du piston ne peut plus s'é- chappero Un peu avant la fin de la course, le piston 3 établit, comme l'in- dique la Fig; 2, la communication entre le conduit de contournement 26 avec l'espace se trouvant au-dessus du piston et rempli de vapeur vive. Par con- séquent, de la vapeur vive passe par le conduit de contournement 26- en-des- sous du piston, ce qui provoque un amortissement plus intense.
La vapeur traversant le conduit de contournement passe par le con- duit 21 au cylindre du piston de commande 19 et produit un déplacement du piston de commande et aussi du tiroir prédistributeur 17. De- ce fait, le tiroir distributeur principal 5 parvient d'une manière qui ne présente aucu- ne importance pour l'invention et qui, pour cette raison, n'est pas décrite en détail, dans la position inférieure extrême représentée- dans la Fig. 3.
Désormais,le conduit 16 se dirigeant vers la partie inférieure du cylindre haute pression 1 est en communication avec le conduit-de vapeur vive 11 par l'intermédiaire de l'espace 9, du canal 10 et de l'espace 60 Toutefois, étant donné que le conduit 16 ne débouche pas à l'extrémité inférieure du cylindre, mais qu'au contraire, le piston 3, à son point mort, recouvre le conduit 16, la vapeur vive ne peut pas passer sous le piston 3 pour le sou- lever. Par contre, la vapeur se trouvant au-dessus du piston haute pression traverse, tout en se détendant, le conduit 12, l'espace 7 et le conduit 13, pour passer- sous le piston basse pression.
Par conséquent, ce dernier piston, et avec lui le piston haute pression 3 est soulevé, la vapeur se trou- vant au-dessus du piston basse pression s'échappant par le conduit 15, l'es- pace 8 et le conduit d'échappement 14. Après- un court laps de temps, le pis- ton haute pression 3 libère le conduit 16, de telle sorte que de la vapeur arrive sous le piston 3, qui est ainsi déplacé vers le haut.
Lorsque le piston haute pression 3 vient occuper son point mort haut, il recouvre d'abord l'embouchure du conduit 12 par lequel, jusqu'à présenta, la vapeur s'échappait du cylindre 1, et établit ensuite la commu-
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nication entre le conduit de contournement 25 et la partie inférieure du cy- lindre 1 remplie de vapeur vive. Par suite, de la vapeur vive arrive sur la face supérieure du piston 3 et amortit le mouvement de ce dernier. En- suite, le piston de commande 18, qui est soumis à la pression de vapeur vive, , par le conduit 20, est repoussé vers la dorite, ce qui renverse le tiroir prédistributeur 17 et ensuitele tiroir principal 5 jusqu'à la position re- présentée dans la Fig. 1.
Désormais le conduit 12 dirigé vers la partie supérieure du cylindre à haute pression 1 est de nouveau en communication avec le conduit de vapeur vive 11. Or, ici également, la vapeur vive ne peut tout d'abord mettre en mouvement le- piston 3,étant donné que le con- duit 12 est obturé par le piston 3. Le mouvement descendant des pistons est produit seulement par la vapeur agissant sur la face supérieure du pis- ton basse pression 4, cette vapeur parvenant au cylindre basse pression de la partie inférieure du cylindre haute pression par le conduit 16, l'espa- ce 8 et le conduit 15, C'est seulement au moment où le piston haute pres- sion 3 libère le conduit 12 que de la vapeur vive agit sur ce piston.
Le- moteur monocylindrique suivant les Figs. 4 à 6 comporte la même distribution que.la machine décrite ci-dessus, sauf que le tiroir dis- tributeur principal 5 comporte, au lieu.des deux-espaces 7 et 8, un seul espace 28, qui est en'communication constante avec le conduit de vapeur d'é- chappement 14, et que les conduits-13 et 15 qui, dans la première forme de réalisation, se dirigent vers le cylindre basse pression, sont évidemment supprimés.
Par-ailleurs, les deux extrémités du cylindre dans la machine monocylindrique suivant les Figs 4 à 6 sont également munies de conduits de contournement 25 et 26, et, ici également, les conduits d'admission et d'échappement de vapeur ne débouchent pas aux extrémités du cylindre moteur 1, mais en des points- distants de ces extrémités, de telle sorte qu'aux points morts, les embouchures de ces conduits sont obturées par le piston moteur 3. Par conséquent, le piston moteur, après avoir passé de la posi- tion suivant la Fig. 4 à la position suivant la Fig. 5, ne pourrait pas- re- monter à défaut de dispositions particulières, étant donné l'absence.d'un piston basse pression,- qui dans le premier exemple amorçait seul. le mouve- ment des deux pistons à partir-de leur point mort.
On a prévu pour cette raison la disposition suivante. Le piston moteur 3 présente un évidement 29 qui, dans la position inférieure extrême du piston, suivant la Fig. 5, est en communication d'une part avec le condit 16 et d'autre part avec un canal 30, qui débouche dans le conduit de contour- nement 26. Cela a lieu à l'aide d'un tiroir à trois voies 31 qui, ou bien et suivant les Figso 4 et 6, relie la partie inférieure- du conduit de contour- nement 26 au canal 30, et l'obture: ainsi par rapport à la partie supérieure du conduit de contournement 26, ou bien, et suivant la Fig. 5 ; relie la par- tie inférieure du conduit de contournement. à sa partie supérieure, mais l'ob- ture par rapport au canal 30.
Lorsque le piston moteur 3 parvient dans sa position finale infé- rieure suivant la Fig. 5, le conduit de contournement 26 rétablit la commu- nication entre l'espace se trouvant au-dessus du piston rempli de vapeur fraîche et l'espace se trouvant au-dessous du piston, de telle sorte qu'il s'y forme un tampon d'amortissement. La pression de la vapeur vive conte- nue dans le. conduit de détournement'26 déplace vers la droite le piston du tiroir à trois voies 31 et obture- ainsi le canal 30, qui par l'évidement 29, le conduit 16 et l'espace 28 est relié avec- le conduit de vapeur d'é- chappement 14.
Après que le tiroir distributeur principal 5 a été renversé, la vapeur- vive, comme l'indique- la Fig. 6, pénètre du conduit 16 dans l'é- videment 29 du piston moteur et dans le canal 300 La pression de vapeur vi- ve agit donc à partir de la droite sur le piston du tiroir à trois voies- 31, tandis que de son côté gauche règne la pression de la vapeur dréchappe- ment,étant donné que ce côté est en communication par l'intermédiaire de la partie supérieure de conduit de contournement 26, avec la partie supé- rieure du cylindre., dont la vapeur s'échappe par le- conduit 120 Le piston 'du tiroir à trois voies est donc déplacé vera la-gauche,
de telle sorte que la partie supérieure du conduit de contournement est obturée- et que la va- peur vive passe du canal 30 par la partie inférieure du conduit de contour-
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nement 26 sous le piston moteur 3. Par conséquent, le piston 3 remonte.
Les mêmes phénomènes ont lieu lorsque le piston moteur est par- venu à son point mort haut, étant donné que dans le conduit de contournement correspondant 25 débouche également un canal 32, et qu'un tiroir à trois voies 33 a été prévu.
Comme l'indique la description qui précède, dans les deux exemples de réalisation, le renversement n'a lieu pratiquement que lorsque les pistons se sont arrêtés dans les positions extrêmes. Par conséquent, les chocs de soupapes dangereux sont évités lors de l'actionnement de pompes à eau, ces chocs ayant lieu pendant le renversement de la distribution lorsque le pis- ton moteur se déplace encore.
L'invention n'est pas limitée aux machines à vapeur; elle peut également être appliquée en cas d'utilisation d'un autre agent moteur, par exemple de l'air comprimé. L'amortissement suivant l'invention peut égale- ment être réalisé dans les moteurs à piston sans volants, dans lesquels la distribution a lieu d'une autre manière que celle qui-a été décrite, par exem- ple purement mécaniquement.
REVENDICATIONS.
1.- Moteur à piston sans volant, caractérisé en ce que le piston moteur (3) soumis d'un côté à la pression de la vapeur vive obture à la fin de sa course l'ouverture d'échappement de vapeur (16) de l'autre côté du pis- ton, et fait passer ensuite la vapeur vive par un conduit de contournement (26) du cylindre vers l'autre côté du piston.