Dispositif sans ressorts pour la fermeture et l'équilibrage des soupapes de distribution dans les moteurs à fluide gazeux. La présente invention a pour objet un nouveau dispositif pour la commande des soupapes de distribution dans les moteurs à fluide gazeux.
D'ordinaire, l'actionnement de ces soupa pes est confié à. des organes de commande qui, au dehors du corps des soupapes, agis sent sur l'extrémité libre de leurs tiges dans le sens de l'ouverture, à, l'encontre de res sorts qui par contre ont tendance à maintenir fermées les soupapes mêmes.
Selon le dispositif conforme à la pré sente invention, l'action de fermeture exer cée ordinairement par lesdits ressorts est con fiée à la pression même du fluide moteur, ces ressorts étant totalement supprimés; cette pression n'agit qu'à intermittence, et elle est seulement active lorsque la machine marche à régulateur ouvert, tandis que lorsque la ma chine marche à vide, c'est-à-dire à régulateur fermé, elle est annulée et les soupapes, sous l'action de la gravité, soit par leur propre poids ou par des poids supplémentaires, se portent dans leur position de plus grande ouverture, en établissant ainsi une très large communication entre les deux chambres du cylindre moteur.
Une forme d'exécution de l'objet de l'in vention est représentée, à titre d'exemple, au dessin annexé montrant en coupe les soupapes d'admission et d'échappement du cylindre d'une machine à vapeur.
La fig. 1 représente une coupe transver sale du cylindre suivant les axes de la sou pape d'admission 1 et de la soupape d'échap pement S. L'intérieur A du cylindre communi que avec la chambre B par le canal dessiné es pointillé; et au moyen des soupapes I et S, cette chambre B peut -être mise respective ment en communication soit avec la chambre C d'arrivée de la vapeur de la chaudière, soit avec le canal d'échappement D qui com munique avec l'atmosphère. -La soupape I est munie d'un appendice E qui pénètre avec un léger jeu dans une cavité cylindrique dans le fond de laquelle on peut faire arriver de la vapeur par l'orifice G;
et de son côté, la soupape<B>8</B> peut être soulevée par un piston I' qui coulisse dans une autre cavité cylin drique, dans laquelle on peut faire arriver de la vapeur par l'orifice<I>II.</I> Les orifices G et H sont réunis par un conduit non repré senté, dans lequel on peut envoyer à volonté de la vapeur provenant de la chaudière.
La fig. 2 représente une prise de vapeur clé 1,4 chaudière pour le cylindre: cette prise de vapeur comporte un mécanisme à soupape équilibrée de type connu, que, bien que tel, il est bon de décrire pour la clarté de l'ex posé. Cet appareil comporte une soupape principale 1M qui ferme hermétiquement sur un seul siège et qui, avec sa partie cylindri que inférieure coulisse avec un léger jeu clans un alésage. L'appareil comporte en outre une soupape auxiliaire N, qui se ferme sur cette soupape principale M et qui peut effectuer une certaine course avant d'entrainer, en l'ouvrant, ladite soupape M.
Cet appareil est entièrement logé dans un milieu (par exemple le dôme de la chaudière), qui se trouve à la pression de la chaudière et d'où l'on prélève la vapeur pour l'alimentation dit cylindre; il est donc évident que, lorsqu'on ouvre cette prise de vapeur, pour l'alimentation, la va peur pourra. entrer en plein à. travers la sou pape 111 seulement dans un second temps, et précisément lorsque, à travers la soupape auxiliaire N, une admission préliminaire de cette vapeur aura établi dans la chambre O une pression égale à celle qui existe au milieu de prise, c'est-à-dire en somme qu'elle aura. équilibré la. soupape M.
Cette admission préliminaire de vapeur n'est pas seulement utilisée pour l'équilibrage que l'on vient (le décrire, mais aussi pour ua autre but essentiel du dispositif: à savoir, pour rappeler en position de travail les sou papes I et<B>8</B>, avant que la première ne re çoive en plein la vapeur d'alimentation;
en d'autres termes, pour créer au moment oppor tun cette action qu'exercent d'ordinaire les ressorts supprimés dans ce dispositif, laquelle action est ensuite maintenue, pendant le fonctionnement, de la même manière par la vapeur d'alimentation, Pour obtenir ce résultat, la chambre O de cet appareil est pourvue d'un trou B, et à travers ce trou, au moyeu de conduits appro priés, elle est reliée avec les orifices<I>G et H</I> déjà mentionnés. De cette manière, dès que l'on commence à ouvrir la prise de vapeur, la pression de chaudière s'établit dans les chambres où se meuvent l'appendice E et le piston F, et ce avant même que, à travers le canal P et le conduit Q, la pression dans la chambre C ait atteint une valeur appré ciable.
Le mode de fonctionnement du dispositif est le suivant: Aussi longtemps que le régulateur est fermé, il n'y a pas de pression dans les cham bres où se meuvent l'appendice E et le pis ton F, ni dans la chambre C, et par conséquent, par le manque de toute pre- sien, aucune poussée n'agit dans le sens de la fermeture ni sur l'appendice E et le piston F, c'est-à-dire sur les tiges des sou papes I et S, et par suite ces soupapes pour ront rester ou se porter dans la position de plus large ouverture sous l'action de la, gra vité, c'est-à-dire par leur propre poids et le fluide que le piston déplace dans le cylindre par son mouvement de va-et-vient pourra.
passer d'une chambre à l'autre de celui-ci, sans rencontrer une résistance appréciable.
On ouvre maintenant le régulateur pour mettre en marche la machine.
Cette manoeuvre établit immédiatement l'équilibre entre la. chambre O et l'intérieur de la chaudière; et avant même que, à travers la chambre Q, la pression dans la, chambre C ait atteint une valeur appréciable, dans les chambres de l'appendice E et du piston F. l'on aura largement dépassé la pression mi nima nécessaire pour vaincre toutes les résis tances qui peuvent s'opposer au soulèvement des soupapes I et S\: ces soupapes se sou lèvent donc du premier coup en prenant leur position de travail, soit en contact avec leur siège, soit en butée contre le mécanisme de distribution qui les commande.
La machine peut alors démarrer et fonctionner régulière- ment, puisque les sections de la tige de la soupape I et du piston F sont calculés de telle sorte que les pressions, respectivement dans la chambre C et dans la chambre du piston If' soient largement suffisantes pour assurer aux soupapes 1 et S les accélérations maxima de fermeture en dépendance du mé canisme -de distribution et de la vitesse de la machine.
Tandis que, pendant la marche à régula teur ouvert, le piston F glisse continuelle ment dans sa cavité et remplace entièrement le ressort ordinaire de rappel de la soupape d'échappement, l'appendice E ne sert que pour les démarrages; pendant la marche nor male, il ne se trouve soumis qu'à la. diffé rence, souvent minime, existant entre les pressions qui règnent dans sa propre cavité et dans la chambre C.
Le jeu existant entre l'appendice E et la cavité qui le reçoit, sert à rendre plus facile la construction et à. éviter un contact et des frottements inutiles: il ne cause aucune perte de fluide, puisque le fluide qui échappe autour de E passa dans la chambre C et va encore effectuer un travail utile clans le cy lindre.
Lorsque la machine est démarrée, on pourrait intercepter la communication directe qui existe entre les orifices G, H et la cham bre 0: en effet, la pression dans la chambre où coulisse le piston F pourrait être assurée par communication avec la chambre C, au moyen du jeu qui existe entre l'appendice E et;
les parois de sa. cavité, et par le tuyau qui relie les orifices<I>G et H.</I> La communication directe est toutefois nécessaire pour le d6mar- rage, afin d'éviter le danger que, le régula teur étant à peine ouvert, la. faible quantité de vapeur qui arrive dans la chambre C n'aille directement à l'échappement, à tra vers les soupapes 1 et<B>S</B> totalement ouvertes, sans atteindre clan: la. chambre C la. pression initiale nécessaire pour porter d'abord les soupapes en position de travail.
Au lieu du régulateur décrit ci-dessus, on peut employer n'importe quelle autre sou- pape de prise de vapeur, à condition qu'elle soit pourvue d'une chambre d'équilibrage, at teignant de suite, dans la première phase d'ouverture de la prise, la pression de la chaudière. On peut également employer un robinet de prise indépendant, établissant une communication de la chaudière avec les ori fices<I>G et H.</I> Ce robinet, d'un type connu quelconque - ce pourrait être une soupape - sera actionné à la main arbitrairement par le mécanicien, ou bien il sera relié mé caniquement par n'importe quel moyen connu, au dispositif de man#uvre de la sou pape principale de prise de la vapeur, de ma nière que, au moment opportun, le fonctionne ment automatique soit assuré.
Le schéma de la fig. 1 se rapporte à l'une des nombreuses formes d'exécution que le dis positif peut effectuer: ce schéma pourra. subir des variantes dans la forme et dans la disposition -des soupapes, sans sortir des li mites de la présente invention, c'est-à-dire sans cesser de répondre aux caractéristiques de l'invention même. Notamment, les soupa pes pourraient se déplacer horizontalement et même être renversées, pourvu qu'on ait soin d'appliquer, soit directement aux sou papes, soit au mécanisme de distribution, des poids supplémentaires qui tendent à mainte nir ouvertes ces soupapes par gravité, ainsi que cela est obtenu par le poids des soupa pes mêmes dans l'exemple d'exécution décrit ci-dessus.