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Perfectionnements aux régulateurs à soupapes multiples.
En raison des pressions élevées, actuellement en usage pour les locomotives, l'ouverture d'un régulateur de vapeur à soupapes multiples non équilibrées exige, de la part du mécanicien, un effort considérable, à moins que les soupapes, qui s'ouvrent l'une après l'autre, soient petites et, de ce fait, plus nombreuses.
La présente invention a pour objet un mécanisme d'ou- verture à la main des soupapes d'un régulateur, permettant d'exercer un effort considérable sur ces soupapes et, par suite, d'employer des soupapes non équilibrées relativement grandes.
La particularité essentielle de ce mécanisme réside dans le fait qu'il oomprend, pour chaque soupape, une bielle dont une extrémité est reliée à la soupape par une articulation
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à rotule et dont l'extrémité opposée porte, soit directement, soit par l'intermédiaire d'un galet, sur une came de forme telle que le rapport entre le déplacement rectiligne de la bielle, très faible au début de la levée de la soupape, augmente ensuite progressivement*
La description qui va suivre en regard des dessins annexés donnes à titre d'exemple, fera bien comprendre de quelle manière11 invention peut être réalisée.
La, figure 1 est une coupe verticale brisée de la partie supérieure de l'avant d'une locomotive pourvue du méca- nisme faisant l'objet de l'invention..
La figure 2 est une coupe partielle à plus grande échelle par la ligne 2-2 de la figure 1.
La figure 3 représente une variante de la soupape et du mécanisme montrés à la figure 2.
La figure 4 est une coupe verticale partielle par la ligne 4-4 de la figure 2,,
La figure 5 est une vue partielle en élévation de la partie inférieure du mécanisme montré en 2, prise de la droite de la figure 2.
Sur le figures 1 et 2, le régulateur qui reçoit la vapeur surchauffée, venant du surchauffeur dans la chambre 3, est désigné dans @ ensemble par 1. Deux conduites 2 canalisent cette vapeur ver.les cylindres de la machine, après qu'elle a traversé le régulateur et la chambre 6 séparée de la chambre 3 par une paroi 4, pourvue de lumière 6 dont chacune est obturée par une soupape 7--
La soupape 7 présente une ouverture centrale 8, qui se oontinue dans un prolongement 9 surmontant la soupape et constituant un piston cylindrique creux guidé dans un logement
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cylindrique 13;
ce piston se meut dans une chambre 10 qui, ainsi que le logement 13, est ménagée dans le chapeau 11, qui ferme une ouverture 12 pratiquée à la partie supérieure du régulateur 1.
Un bouchon vissé 14 ferme hermétiquement l'extrémité supérieure du piston creux 9.
Le chapeau 11 est pourvu de trous inclinés 15 qui font communiquer la chambre de vapeur 3 et la chambre 10, où ils débouchent à faible distance au-dessus du haut du piston 9.
Pour empêcher une trop grande compression de vapeur et une résistance trop élevée au-dessus du piston 9 et du bouchon 14, quand le piston, en se soulevant, a dépassé les passages 16, la paroi de la ohambre 10 est, en 16, quelque peu en retrait par rapport à la surface 13 servant de guide; cepen- dant, le jeu en 16 est règlé de façon que la tendance de la soupape à s'ouvrir subitement, lorsqu'elle a quitté son siège, soit contrebalancée par une compression modérée de la vapeur au-dessus du piston 9 et du bouchon 14, cette vapeur ne pouvant s'échapper de la chambre 10 que par l'intervalle entre les pièces 9 et 13, qui constitue un passage étranglé.
Le mécanisme de manoeuvre comprend une bielle 17 munie, à sa partie supérieure, d'une rotule 18 dont la surface supérieure s'applique dans une cavité 21, ménagée dans le bouohon 14; cette rotule 18 porte, par sa surface inférieure, dans un anneau en deux pièces 19 disposé dans un logement 20, lequel est ménagé dans la partie inférieure du piston 9, ce qui empêche la rotule 18 de sortir de son logement.
En enlevant le chapeau 11, on peut dévisser le bouchon 14 et la bielle 17 peut alors être soulevée à l'inté- rieur du piston 9, au moyen du mécanisme de commande décrit plus loin, jusqu'à permettre d'enlever l'anneau 19 de son
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logement; on peut ensuite dégager la soupape de la bielle et l'enlever par le haut à travers l'ouverture 12, la rotule 18 passant par l'ouverture centrale 8 de la soupape 7.
La bielle 17 porte, à son extrémité inférieure, un bras en équerre 22, dont l'extrémité est traversée par le pivot 23, fixé sur un levier 24 claveté lui-même en 25 sur l'arbre 26.
L'arbre 26 peut pivoter et est relié, à cet effet, au levier de manoeuvre habituel, par les moyens connus indi- qués en 27, fig. 1.
Pour ouvrir la soupape 7 en faisant pivoter l'arbre 26 dans la direction voulue, on dispose @ une came 28, fixée, par exemple,sur un bouchon amovible 29 fermant une ouverture 30, ménagée dans le régulateur le
Cette came 28 a une forme telle et est placée de telle façon qu'au début de l'ouverture de la soupape, le déplacement rectiligne de la soupape soit très faible relative- ment au déplacement angulaire de la bielle 17, d'où résulte une multiplication très grande de l'effort exercé par le mécanicien, le rapport du déplacement de la soupape au dépla- cement angulaire de la bielle 17 augmente ensuite progressive- ment,$
Dans le dispositif représenté, la came 28 présente une concavité tournée vers la soupape 7 et la bielle 17 porte, à son extrémité, un galet 31 qui roule sur la came 28.
Le profil et la position de la came 28 sont tels que, si on fait pivoter l'arbre 26 (fig. 2) de façon que le galet 31 de la bielle 17 se déplace vers la gauche sur la came 28, ce galet se rapproche du siège de la soupape 7 et celle-ci soit forcée de s'ouvrir, et de s'ouvrir de plus en plus vite
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pour une vitesse donnée de l'arbre 26.
Les positions relatives des diverses pièces mobiles durant l'ouverture de la soupape sont indiquées par les courbes F. et Go, montrant respectivement le chemin parcouru par le centre du pivot 23 et celui qui est suivi par le galet 31.
Ces pièces sont représentées en traits pleins dans leurs positions respectives quand la soupape 7 est fermée; les positions des centres des pièces 23 et 31,à ce moment, sont indiquées sur les courbes F et G par 0 et une série de posi- tions correspondantes oooupées par ces deux centres sur les deux oourbes F et G pendant la levée de la soupape sont figu- rées par les lettres A, B, C, D, E.
Pour exercer le maximum d'effort sur la soupape au commencement de l'ouverture, il convient de disposer les dif- férentes parties, de façon que la bielle 17 se trouve d'un c6té de l'axe de la soupape quand celle-ci est fermée, et passe de l'autre côté de cet axe aussitôt qu'on a commencé à tourner l'arbre 26.
La bielle 17 et le bras 22 sont d'une seule pièce et forment une équerre; au sommet de l'équerre, la bielle est fendue et forme des joues parallèles 32 (fig. 5) entre les- quelles le galet 31 est tenu en place par un axe 33 traversant les deux joues 32 et sur lequel il est monté, de préférence, avec interposition d'un palier à rouleaux 34.
Ce mécanisme n'est pas limité aux soupapes non équilibrées et peut s'employer aveo des soupapes partiellement équilibrées ayant un degré considérable de désiquilibrage destiné à assurer l'étanchéité à la fermeture.
Une soupape de ce genre est représentée sur la figure 3; elle comprend une soupape principale 7a présentant
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une ouverture centrale 8a et portant un piston creux 9a, dont la cavité prolonge l'ouverture 8a.
Le piston 9a se meut et est ,guidé dans le chapeau 11a fixé à l'enveloppe la, et le joint entre ces deux pièces n'est pas complètement étanche6 Le piston 9µ est suffisamment grand pour recevoir une soupape pilote creuse 3, portant sur un siège 36 par son extrémité inférieure et mobile dans le piston 9a La soupape pilote 35 est percée d'une ouverture centrale 37 dans laquelle passe la bielle 17a. La rotule 18a de la bielle 17a est fixée à la soupape 35 au moyen d'un anneau en deux pièces 19a et du bouchon vissé 20a. Enfin, le piston creux 9 porte des rainures 38 sur sa face intérieure au-dessus du siège 36.
Quand les différentes pièces sont dans la position figurée, la soupape principale 7a est maintenue,sur son siège 6a par la pression de la vapeur sur sa face supérieure et aussi par la pression qu'exerce la vapeur, passant de la chambre 3a dans la chambre 10a, entre le piston 9a et le chapeau 11a, sur les faces supérieures du piston 9a de la soupape pilote 35 et du bouchon 20a.
Cette pression sur la soupape 35 et le bouchon 20a est transmise à la soupape 7 par le siège 36 et, conjointe- ment avec la bielle, maintient la soupape pilote 35 sur son siège 360
Il n'y a donc pas de fuite de vapeur, de la chambre 10a à la chambre 3a. à travers l'ouverture centrale @ 8a de la soupape 7a.
Quand on veut ouvrir la soupape 7a, on actionne la bielle 17a, par le même mécanisme que dans le cas précédent, ce qui soulève d'abord la soupape pilote 35 ; on égalise ainsi la pression dans les chambres 10a et 3a. Il en résulte un
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équilibrage entier ou partiel de la soupape 7a, suivant les proportions relatives du corps de la soupape 7, et du piston or eux 9a.
Un mouvement plus accentué de la soupape pilote 35 la met en contact avec.une butée d'arrêt 39, fixée dans la partie supérieure du piston 9a; un mouvement encore plus accentué de la soupape pilote 35 ouvre entièrement la soupape 7a. Le reste du mécanisme est le même que dans le premier cas.