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MOTEUR A PISTON SANS,VOLANTo
L'invention concerne des moteurs à piston sans volant, munis d'or- ganes distributeurs avancés et principaux, où l'organe distributeur avancé est établi sous la forme d'un tiroir distributeur. Dans les systèmes de dis- tribution connus de ce type, le tiroir distributeur avancé comporte aussi bien les arêtes de travail qui contrôlent la vapeur de commande destinée à l'organe distributeur principal, ainsi que des arêtes de travail qui con- trôlent la vapeur de commande destinée au tiroir distributeur avancé lui- même.
Ceci implique une position et des dimensions précises des canaux de distribution, ce qui provoque naturellement des difficultés dans l'exécution des organes ainsi qu'un risque plus élevé de perturbations, L'invention é- limine ces défauts, premièrement par le fait que le tiroir distributeur a- vancé ne comporte que les arêtes qui contrôlent la vapeur de commande pour l'organe distributeur principal et est actionné par des pistons qui ne font pas corps avec lui et qui sont commandés par la vapeur distribuée'' par le piston du moteur.
Ici, les pistons (pistons de commande) indépendants du tiroir distributeur avancé proprement dit sont déplacés exclusivement par le fait que tantôt l'une, tantôt l'autre de leurs faces est alimentée en vapeur vive; ces pistons ne sont donc-pas appelés à dépasser des arêtes de distribution dont la position et les dimensions exigent une grande préci- siono De plus, les arêtes de travail du tiroir distributeur avancé propre- ment dit n'exigent pas une position et des dimensions précises des canaux qu'elles sont appelées à dépasser., vu que ce tiroir se déplace toujours uni- quement entre deux positions extrêmes, et que, dans celles-ci., ses arêtes de travail sont situées à une distance relativement importante des canaux découverts ou masqués.
Les Figs. le 2 et 3 du dessin annexé représentent schématiquement un exemple d'exécution de l'objet de l'invention dans trois positions diffé- rentes des organes mobiles.
Le cylindre moteur de la machine à vapeur sans volant est désigné par 1, et son piéton moteur par 2.
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L'organe distributeur principal est constitué par un tiroir à pis- ton 3 disposé verticalement, dont l'extrémité supérieure porte un grand dis- que-piston 4 et dont l'extrémité inférieure est munie d'un petit disque-pis- ton 5. Sur la tige réunissant les deux disques sont fixés deux disques de distribution présentant le même diamètre que le grand disque 4 et délimitant un espace annulaire 6. Un canal 9 sert à relier la chambre 7 située entre- le petit disque-piston 5 et le disque de distribution inférieur, à la cham- bre 8, située entre le disque de distribution supérieur et le grand-disque piston 4. La vapeur vive arrive par un orifice 10 qui débouche dans la cham- bre 7, quelle que soit la position du distributeur à piston 3.
Légèrement au-dessus du forage 10 se trouve le point de départ d'un conduit 11 allant vers l'extrémité supérieure du cylindre moteur 1. Le conduit d'échappement de vapeur 12 part d'un point quelque peu plus élevé et qui communique toujours avec la chambre 6, quelle que soit la position du distributeur à piston 30 Le conduit d'échappement de vapeur 12 communique avec la chambre 13 située au-dessous du petit disque-piston 5. Au-dessus du point de raccordement du conduit 12 se trouve le point de raccordement d'un conduit 14 allant vers l'extrémité inférieure du cylindre moteur 1.
L'organe distributeur avancé comporte le tiroir distributeur avan- cé 16 et deux pistons d'actionnement 17, 18, indépendants de ce tiroir.
L'alésage dans lequel est guidé le tiroir distributeur avancé 16 est relié, par un canal 19 partant du milieu de ce forage, à la chambre 20 située au- dessus du grand disque-piston 4 du tiroir distributeur principal 3. Un con- duit d'arrivée de vapeur vive 21 débouche dans l'alésage contenant le tiroir distributeur avancé à la gauche du canal 19, tandis qu'un conduit-d'échappe- ment de vapeur 22 part de cette chambre à la droite du canal 19. La partie médiane médiane 16 du tiroir distributeur avancé est amincie, et ses extré- mités pénètrent dans les cylindres des pistons de commande 17,18, qui présen- tent un diamètre sensiblement supérieur à celui du tiroir.
Partant de la chambre 23 située à la gauche du piston de commande 17, un conduit 24 abou- tit à un point du-cylindre moteur situé au-dessous de l'extrémité supérieure de ce cylindre, à une distance de celle-ci légèrement supérieure à l'épais- seur du piston moteur 2. La chambre 25 située à droite du piston de comman- de 17 est reliée par un conduit 26 au conduit 11, tandis que la chambre 27 située à gauche du piston de commande 18 est reliée par un conduit 28 au con- duit 14. Partant de la chambre 29 située à droite du piston 18, un conduit 30 aboutit à un point du cylindre moteur, situé au-dessus de l'extrémité in- férieure du cylindre moteur, à une distance de celle-ci légèrement supérieu- re à l'épaisseur du piston moteur.
Dans la situation représentée dans la Fige -1, le tiroir distri- buteur 16 occupe sa position extrême de droite, dans laquelle il établit la communication, par l'intermédiaire du canal 19 entre la chambre 20 située au-dessus du piston distributeur principal 3 et le conduit d'échappement de vapeur 22. Comme la chambre 7 contient de la vapeur vive et que la cham- bre 13 est soumise à la pression de la vapeur d'échappement, le tiroir dis- tributeur principal 3 est sollicité par une force dirigée de bas en haut et déterminée par la différence entre les surfaces du grand disque-piston 4 et du petit disque 5 et par la différence entre la pression de la vapeur vive et celle de la vapeur d'échappement. Par conséquent, le tiroir à piston 3 est maintenu dans sa position supérieure.
De ce fait, la vapeur vive afflue depuis le forage 10, à travers la chambre 7 et le conduit 11, dans l'espace supérieur du cylindre moteur 1. A partir de cet espace inférieur, la vapeur s'échappe par le conduit 14, la chambre 6 et le conduit d'échappement de va- peur 12. Le piston moteur 2 est donc refoulé vers le bas. Le piston de com- mande de gauche, qui occupe sa position extrême de gauche est alimenté en va- peur vive sur ses deux faces, à travers les conduits 24 et 26; par contre, les deux faces du piston de commande de droite 18, qui occupe sa position extrême de droite, sont reliées par les conduits 28 et 30 au côté échappe- ment du cylindre moteur 1.
Lorsque le piston moteur 2 atteint son point mort bas, conformé- ment à la Fig. 2, il dépasse le point de départ du conduit 30, de sorte que ce dernier se trouve relié à la partie du cylindre moteur située au-dessus
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du piston 2 et,remplie de vapeur vire. Par conséquent,de la vapeur vi- ve pénètre dans la chambre 29 et refoule le piston de commande de droi- te 18 vers la gauche,tandis que la vapeur contenue dans la chambre 27 et soumise à la pression de l'échappement, s'échappe par les conduits 28 et 14, la chambre 6 du tiroir distributeur principal 3 et le conduit d'échappement de vapeur 12.
Lors de son déplacementle piston de com- mande 18 a refoulé le piston distributeur avancé 16 dans sa position extrême de gauche. Par conséquent, le conduit d'échappement de vapeur 22 est obturée tandis que la communication entre le conduit de vapeur vive 21 et le canal 19 est rétablie. Il en résulte que de la vapeur vi- ve afflue dans la chambre 20 et refoule le piston distributeur 3 vers le bas avec une force qui correspond à la surface du petit disque-piston 5 et à la différence entre la pression de la vapeur vive, d'une part, et la pression de la vapeur d'échappement agissant sur la petite surfa- ce,d'autre part.
Le piston de commande 3 parvient dans la position inférieure extrême représentée dans la Fig.3.Ceci a pour effet de mettre le con- duit Il en communication avec la chambre 6 soumise constamment à la pression de la. vapeur d'échappement, et de relier le conduit 14 à la chambre 8p laquelle communique, par le canal 9,avec la chambre 7 cons- tamment soumise à la pression de la vapeur vive,, Par conséquente la face inférieure @u piston moteur 2 est alimentée uniquement en vapeur vive,cependant que la vapeur d'échappement quitte la partie du cylindre 1:, située au-dessus du piston 2, de sorte que le piston mo- teur est refoulé vers le haut.
En outre, le renversement du tiroir distributeur principal 3 a pour effet que le piston de commande de gauche 17 est soumis sur ses deux faces à la presssion de la vapeur d'échappement, vu que les chambres' 23 et 25 sont reliées par les conduits 24 et 26 à la partie supérieure du cylindre moteur ou au conduit Il)) qui devient désormais celui d'échap- pement. La position du piston de commande 17 ne subit donc pas de modifi- cation.
Par contre.9 l'autre piston de commande 18 reçoit de la vapeur vi- ve sur sa face de gauche par les conduits 28 et 14, tandis que la chambre 29 située à sa droite estreliée par le conduit 30 à 1-',espace à vapeur épuisée du cylindre moteur:, aussi longtemps que le piston moteur 2 est au point mort bas.Il en résulte que le piston de commande 18 est re- foulé vers sa position extrême de droite.
Lorsque,pendant la remontée suivante du piston moteur 2, ce- lui-ci dépasse le point de raccordement du conduit 30, ce dernier permet 'le passage de vapeur vive de la partie inférieure du cylindre moteur 1 vers la chambre 29, de sorte que le piston de commande 18 est désormais alimenté sur ses deux faces en vapeur vive, ce qui ne détermine aucune modification de sa position.
Lorsque le piston moteur 2 parvient au point mort haut, le conduit 24 se trouve mis en communication avec la partie du cylindre 1 située au-dessous du piston moteur et remplie de vapeur vive.Par consé- quent, la chambre 23 reçoit de la vapeur vive, laquelle refoule vers la gauche le piston de commande de gauche 17. Celui-ci refoule à son tour le tiroir distributeur avancé 16 vers sa position extrême de droite re- présentée dans la Figo1, de sorte que la chambre 20 située au-dessus du tiroir distributeur principal 3 est à nouveau réunie, par le canal 19, au conduit d'échappement 22, tandis que le tiroir distributeur principal est repoussé vers sa position extrême supérieure.
Par conséquent, la face supérieure du piston moteur reçoit de la vapeur vivede la manière déjà décrite, tandis que la partie du cylindre située au-dessous de ce piston est soumise à la pression de la vapeur d'échappement. De ce fait la chambre 25 reçoit de la vapeur vive par l'intermédiaire du conduit 26, tandis que la chambre 23 reçoit de la vapeur à la pression d'échappement
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à travers le conduit 24, de sorte que le piston de commande est refoulé dans sa position extrême de gauche.
Lorsque le piston moteur 2 sest déplacé vers le bas d'une distance telle que le conduit 24 reçoit égale- ment de la vapeur viveon se retrouve'dans la situation de la Fig. 1 qui a servi de point de départ de la description du fonctionnement,
Il ressort de ce qui précède que le renversement de la vapeur se produit toujours seulement après que le piston moteur est parvenu à son point mort haut ou basc'est-à-dire, pendant l'immobilisation du piston. Par conséquent, dans la commande d'une pompe à eau par exemple, on évite les dangereux cognements de soupapes qui se produisent lorsque le renversement a lieu avant l'immobilisation du piston moteur.
L'invention n'est pas limitée aux machines à vapeur;, elle est également applicable par exemple dans les moteurs à piston sans volant fonctionnant avec un autre fluide moteur 1-'air comprimée par exemple.
REVENDICATIONS.
1 - Moteur à piston sans volant muni d'organes distributeurs avancés et principaux, où l'organe distributeur avancé est établi sous la forme d'un tiroir distributeur, caractérisé en ce que le tiroir dis- tributeur avancé (16) ne comporte que les arêtes qui contrôlent la vapeur de commande pour 1-'organe distributeur principal qui et est actionné par- des pistons (1718) qui ne font pas corps avec lui et qui sont commandés par la vapeur distribuée par le piston (2) du moteur.
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PISTON MOTOR WITHOUT, FLYWHEEL
The invention relates to flywheelless piston engines, provided with forward and main distributors, where the advanced distributor is established in the form of a distributor spool. In known dispensing systems of this type, the advanced dispenser spool has both the working edges which control the control steam intended for the main dispensing member, as well as the working edges which control the control vapor. command for the advanced dispenser spool itself.
This implies a precise position and dimensions of the distribution channels, which naturally causes difficulties in the execution of the components as well as a higher risk of disturbances. The invention eliminates these defects, firstly by the fact that the advanced distributor spool has only the ridges which control the control steam for the main distributor body and is actuated by pistons which are not integral with it and which are controlled by the steam distributed 'by the engine piston .
Here, the pistons (control pistons) independent of the advanced distributor slide itself are displaced exclusively by the fact that sometimes one, sometimes the other of their faces is supplied with live steam; these pistons are therefore not called upon to protrude from the distribution ridges, the position and dimensions of which require great precision. In addition, the working ridges of the advanced distributor spool itself do not require a position and dimensions precise details of the channels which they are called upon to exceed., given that this slide always moves only between two extreme positions, and that, in these, its working edges are situated at a relatively large distance from the open channels or masked.
Figs. 2 and 3 of the appended drawing schematically represent an embodiment of the object of the invention in three different positions of the movable members.
The driving cylinder of the flywheelless steam engine is designated by 1, and its driving pedestrian by 2.
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The main distributor member consists of a piston slide 3 arranged vertically, the upper end of which carries a large piston disc 4 and the lower end of which is provided with a small piston disc 5. On the rod joining the two discs are fixed two distribution discs having the same diameter as the large disc 4 and delimiting an annular space 6. A channel 9 serves to connect the chamber 7 located between the small disc-piston 5 and the lower distribution disc, to chamber 8, located between the upper distribution disc and the large piston disc 4. Live steam arrives through an orifice 10 which opens into chamber 7, whatever the position of the valve. piston distributor 3.
Slightly above the borehole 10 is the starting point of a duct 11 going towards the upper end of the engine cylinder 1. The vapor exhaust duct 12 starts from a somewhat higher point and which always communicates with the chamber 6, whatever the position of the piston distributor 30 The vapor exhaust duct 12 communicates with the chamber 13 located below the small disc-piston 5. Above the connection point of the duct 12 is find the connection point of a duct 14 going to the lower end of engine cylinder 1.
The advanced distributor member comprises the advanced distributor spool 16 and two actuating pistons 17, 18, independent of this spool.
The bore in which the advanced distributor spool 16 is guided is connected, by a channel 19 starting from the middle of this borehole, to the chamber 20 situated above the large disc-piston 4 of the main distributor spool 3. A conduit live steam inlet 21 opens into the bore containing the distributor slide forward to the left of channel 19, while a steam exhaust duct 22 leaves this chamber to the right of channel 19. The middle middle part 16 of the advanced distributor spool is thinned, and its ends penetrate into the cylinders of the control pistons 17,18, which have a diameter appreciably greater than that of the spool.
Starting from the chamber 23 situated to the left of the control piston 17, a duct 24 leads to a point of the engine cylinder situated below the upper end of this cylinder, at a distance from the latter slightly greater. to the thickness of the motor piston 2. The chamber 25 located to the right of the control piston 17 is connected by a duct 26 to the duct 11, while the chamber 27 located to the left of the control piston 18 is connected by a duct 28 to the duct 14. Starting from the chamber 29 located to the right of the piston 18, a duct 30 terminates at a point on the engine cylinder, located above the lower end of the engine cylinder, at a distance of this slightly greater than the thickness of the engine piston.
In the situation shown in Fig -1, the distributor spool 16 occupies its extreme right-hand position, in which it establishes communication, via the channel 19 between the chamber 20 located above the main distributor piston 3. and the vapor exhaust duct 22. As the chamber 7 contains live vapor and the chamber 13 is subjected to the pressure of the exhaust vapor, the main distributor spool 3 is biased by a force. directed from bottom to top and determined by the difference between the surfaces of the large disc-piston 4 and the small disc 5 and by the difference between the pressure of the live vapor and that of the exhaust vapor. Therefore, the piston slide 3 is kept in its upper position.
As a result, the live steam flows from the borehole 10, through the chamber 7 and the conduit 11, into the upper space of the engine cylinder 1. From this lower space, the steam escapes through the conduit 14, the chamber 6 and the steam exhaust duct 12. The engine piston 2 is therefore forced downwards. The left-hand control piston, which occupies its extreme left-hand position, is supplied with live steam on its two faces, through the conduits 24 and 26; on the other hand, the two faces of the right-hand control piston 18, which occupies its extreme right-hand position, are connected by the conduits 28 and 30 to the exhaust side of the engine cylinder 1.
When the motor piston 2 reaches its bottom dead center, in accordance with FIG. 2, it goes beyond the starting point of the duct 30, so that the latter is connected to the part of the engine cylinder located above
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of piston 2 and, filled with steam, turns. Consequently, living steam enters chamber 29 and pushes the right-hand control piston 18 to the left, while the steam contained in chamber 27 and subjected to exhaust pressure, s' escapes through the ducts 28 and 14, the chamber 6 of the main distributor spool 3 and the vapor exhaust duct 12.
During its movement, the control piston 18 has forced the advanced distributor piston 16 into its extreme left position. Consequently, the vapor exhaust duct 22 is closed while the communication between the live vapor duct 21 and the channel 19 is re-established. As a result, live steam flows into chamber 20 and pushes distributor piston 3 downwards with a force which corresponds to the area of small disc-piston 5 and to the difference between the pressure of live steam, on the one hand, and the pressure of the exhaust vapor acting on the small surface, on the other hand.
The control piston 3 arrives in the extreme lower position shown in Fig. 3. This has the effect of placing the conduit II in communication with the chamber 6 constantly subjected to the pressure of the. exhaust vapor, and to connect the duct 14 to the chamber 8p which communicates, by the channel 9, with the chamber 7 constantly subjected to the pressure of the live vapor, Consequently the underside of the motor piston 2 is supplied only with live steam, while the exhaust steam leaves the part of the cylinder 1 :, located above the piston 2, so that the motor piston is forced upwards.
In addition, the overturning of the main distributor spool 3 has the effect that the left control piston 17 is subjected on both sides to the pressure of the exhaust steam, since the chambers 23 and 25 are connected by the ducts. 24 and 26 to the upper part of the engine cylinder or to the duct II)) which now becomes that of the exhaust. The position of the control piston 17 therefore does not undergo any modification.
On the other hand. 9 the other control piston 18 receives live steam on its left side through the conduits 28 and 14, while the chamber 29 located to its right is connected by the conduit 30 to 1 - ', space exhausted steam from the engine cylinder :, as long as the engine piston 2 is at bottom dead center. As a result, the control piston 18 is returned to its extreme right position.
When, during the next rise of the engine piston 2, the latter exceeds the connection point of the duct 30, the latter allows the passage of live steam from the lower part of the engine cylinder 1 to the chamber 29, so that the control piston 18 is now supplied on both sides with live steam, which does not determine any modification of its position.
When the driving piston 2 reaches top dead center, the duct 24 is placed in communication with the part of the cylinder 1 located below the driving piston and filled with live steam. Consequently, the chamber 23 receives steam. alive, which pushes the left control piston 17 to the left. This in turn pushes the forward distributor spool 16 to its extreme right position shown in FIG. 1, so that the chamber 20 located above of the main distributor spool 3 is again joined, by channel 19, to the exhaust duct 22, while the main distributor spool is pushed towards its upper extreme position.
Consequently, the upper face of the engine piston receives live steam in the manner already described, while the part of the cylinder located below this piston is subjected to the pressure of the exhaust vapor. As a result, the chamber 25 receives live steam through the conduit 26, while the chamber 23 receives steam at the exhaust pressure.
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through conduit 24, so that the control piston is forced into its extreme left position.
When the driving piston 2 has moved down a distance such that the duct 24 also receives live steam, the situation in FIG. 1 which served as the starting point for the description of the operation,
It follows from the above that the reversal of the vapor always occurs only after the driving piston has reached its top or bottom dead center, that is to say, during the immobilization of the piston. Therefore, in controlling a water pump, for example, the dangerous valve knocking which occurs when overturning occurs before the engine piston is immobilized is avoided.
The invention is not limited to steam engines; it is also applicable, for example, in flywheelless piston engines operating with another compressed 1-air working fluid, for example.
CLAIMS.
1 - Flywheelless piston engine provided with advanced and main distributor members, where the advanced distributor member is established in the form of a distributor spool, characterized in that the advanced distributor spool (16) comprises only the ridges which control the control steam for the main distributor member which and is actuated by pistons (1718) which are not integral with it and which are controlled by the steam supplied by the piston (2) of the engine.