Le tuyau ascensionnel est en général vertical, et c'est en éloignant ou rapprochant le bélier du réservoir alimentaire qu'on donne à L une valeur convenable.

Il faut éviter de recourber le tuyau ascensionnel à son sommet.

Il paraît convenable de donner au réservoir d'air une capacité égale ou même un peu supérieure à celle du tuyau d'ascension; elle est à peu près égale au volume d'eau à élever en une minute.

Il convient, dans tous les cas, de donner à l'orifice d'échappement par la soupape d'arrêt:

4 Une aire telle qu'en tenant compte des effets de la contraction, qu'on doit d'ailleurs rendre aussi faible que possible à l'aide de raccords convenables, le passage soit égal à celui qu'offre la section transversale du tuyau conducteur;

2° Une course suffisante pour qu'en admettant que le coefficient de contraction autour de la soupape soit de 0,65, si elle est à plaque, le passage annulaire qu'elle offre au liquide soit encore égal à la section transversale du tuyau conducteur. Pour les soupapes à boulets, la course doit être calculée de manière à obtenir le même résultat.

Pour les béliers de dimensions ordinaires, dont le tuyau conducteur n'aura pas plus de 0,20 de diamètre, on donnera la préférence aux soupapes à plaques, et l'on réservera celles à clapet pour les grands béliers.

La soupape d'arrêt doit être placée aussi près que possible du réservoir d'air et de la soupape d'ascension qui débouche dans le réservoir d'air.

L'aire de l'orifice de la soupape d'ascension doit aussi être égale à celle de la section transversale du tuyau conducteur.

Quoique le rendement d'un bélier ne soit pas diminué ni sa marche modifiée quand la soupape d'arrêt est noyée, comme les chocs produits par l'abaissement de cette soupape sont notablement plus violents, il convient de disposer l'appareil de manière que la soupape d'arrêt ne soit noyée que pendant les crues accidentelles d'aval.

250. Pompes. Les pompes sont dites à simple effet, lorsqu'elles n'élè

Fig. 77.

vent l'eau que pendant l'allée ou pendant la venue du piston, c'est-à-dire pendant la montée ou pendant la descente du piston si le corps de pompes est vertitical (fig. 77 et 78).

Les pompes sont à double effet lorsque l'eau est élevée pendant l'allée et pendant la venue du piston. Lorsque le piston s'élève au-dessus du niveau de l'eau dans le puisard, on dit que la pompe est aspi

rante.

Une pompe est élévatoire, ou foulante, selon qu'elle élève l'eau pendant que le piston est sollicité respectivement par traction, ou par compression, par sa tige. La pompe verticale élévatoire représentée par

Fig. 78.

la fig. 77 élève l'eau pendant la montée du piston, et les pompes verticales foulantes représentées par les fig. 78 et 79 l'élèvent pendant la descente du piston. Une pompe à double effet est à la fois foulante et élévatoire.

Une pompe peut être aspirante et élévatoire, on aspirante et foulante, ou encore aspirante, foulante et élévatoire; l'un de ces cas se réalise toutes les fois que le piston s'élève à un niveau supérieur à celui de l'eau dans le puisard, ce qui a lieu généralement.

Le piston n'est quelquefois qu'un simple morceau de bois de charme, qu'il convient de faire bouillir dans l'huile; mais pour les pompes de quelque im

portance, il est en fonte ou en bronze. La garniture est en cuir, et elle forme sur les faces du piston un godet à contour flexible que l'eau comprimée applique contre les parois du corps de pompe, ce qui donne une garniture autoclave.

Souvent, comme dans la fig. 79, le piston est un cylindre métallique plein ou creux, d'une longueur un peu supérieure à sa course, et d'un diamètre de 0,01 à 0,02 plus petit que celui du corps de pompe. Ce piston, appelé plunger par les Anglais, plonge dans le corps de pompe et prend la place de l'eau qui s'y trouve, en l'obligeant de s'élever dans le tuyau d'ascension; en se retirant, il laisse un vide qui produit l'aspiration. La garniture de ce piston est fixe et sert de stuffing-box.

Une pompe à simple effet exige l'emploi de deux soupapes : l'une, dite soupape d'aspiration, placée sur le tuyau d'aspiration, le plus près possible du point inférieur de la course du piston; l'autre, appelée soupape de retenue, placée sur le tuyau d'ascension. L'une de ces soupapes peut être placée sur le piston (fig. 77), qui est alors percé d'un orifice convenable pour le passage de l'eau; la soupape fixe prend le nom de soupape dormante. Une pompe à double effet est garnie de quatre soupapes dormantes; le piston n'en porte pas.

Afin de pouvoir vérifier facilement l'état des soupapes et en rendre rapides les réparations, il convient de renfler les tuyaux aux points où elles se trouvent (fig. 79); ces renflements, qu'on nomme chapelles, portent une grande ouverture fermée par une plaque de fonte boulonnée.

La fig. 79 représente à l'échelle de 1/20 la coupe par l'axe d'une pompe à piston plongeur.

C

F'

soupape d'aspiration.`

Si le piston faisait un vide parfait, l'eau s'élèverait dans la colonne d'aspiration à une hauteur de 10",33 au-dessus du niveau du puisard, hauteur faisant équilibre à la pression atmosphérique au point où se trouve la pompe; mais, dans la pratique, quand le piston est au bas de sa course, la pression de l'air qui occupe l'espace compris entre le piston et la soupape d'aspiration étant, en négligeant le poids de la soupape, égale à la pression atmosphérique, quand le piston est en haut de sa course la pression de cet air devient

Q

pression atmosphérique ;

espace nuisible ou volume de l'air lorsque le piston est au bas de sa course; volume engendré par le piston dans une levée;

Q+q volume occupé par l'air lorsque le piston est en haut de sa course.

Pour qu'après un plus ou moins grand nombre de coups de piston la pompe puisse s'amorcer, c'est-à-dire pour que l'eau puisse entrer dans le corps de pompe, il faut donc qu'on ait au maximum, en désignant par la hauteur de la soupape d'aspiration au-dessus du puisard, et en négligeant le poids de cette soupape,

Il ne faut pas seulement que l'eau puisse pénétrer dans la partie intérieure du corps de pompe, mais aussi qu'elle puisse atteindre le point le plus élevé de la course du piston, lequel, en négligeant le poids des soupapes et la force élastique de l'air et de la vapeur que dégage l'eau soumise à une faible pression, peut se trouver à une hauteur h = 10",33 au-dessus du niveau du puisard. Dans la pratique, il est rare que l'eau puisse s'élever à 9 mètres de hauteur; il convient de considérer 8 mètres à 8,50 comme hauteur moyenne d'élévation maximum. La hauteur de la colonne d'aspiration ne se prend guère que de 5, 6, ou 7 mètres.

La vitesse avec laquelle l'eau peut entrer dans le corps de pompe, lorsque le piston occupe un point quelconque de sa course, est, en négligeant le poids des soupapes, leur frottement et celui de l'eau contre le tuyau d'aspiration,

v vitesse de l'eau dans la soupape d'aspiration;

h pression atmosphérique, exprimée en eau qu'on élève;

(a)

h' hauteur du point où se trouve le piston au-dessus de l'eau dans le puisard. Cela suppose que l'eau ne dégage ni air ni vapeur, et qu'elle atteint le piston; s'il n'en était pas ainsi, h' serait égale à la hauteur du niveau de l'eau dans le corps de pompe, au-dessus du puisard, augmentée de la pression de l'air et de la vapeur qui sépare l'eau du piston.

Pour que le piston fonctionne sans choc, il suffit que l'eau arrive en même temps que lui au point supérieur de sa course. Supposant la vitesse du piston uniforme, il suffira donc qu'on ait

v vitesse de l'eau dans cette soupape, quand son niveau arrive au point supérieur de la course du piston; v a alors sa plus petite valeur (a);

S section du piston;

vitesse du piston.

Si le piston est mû par une manivelle ou par un excentrique, sa vitesse n'est pas uniforme; dans ce cas, pour s'assurer que le corps de pompe sera plein quand le piston arrivera au haut de sa course, on déterminera d'abord par tâtonnement le point où l'eau peut commencer à ne plus suivre le piston; pour ce point on aura

vet V ayant les valeurs qui correspondent à ce point; v se détermine par la formule (a), et V est donnée, d'une manière approchée, à l'aide d'une épure représentant le mouvement du piston par rapport à celui du bouton de la manivelle. Pendant que la manivelle termine le reste de sa course, il faut que le volume d'eau qui s'introduit dans le corps de pompe soit égal au volume engendré par le piston pour arriver à la fin de sa course.

T

volume d'eau qui s'introduit dans le corps de pompe pendant le reste de la course du piston;

temps que met le piston à terminer sa course;

différence de charge sur les deux faces de la soupape d'aspiration, au commencement du temps T; elle est égale à h diminué de la hauteur du point où l'eau commence à ne plus suivre le piston, au-dessus du puisard.

Au no 165, la section s de la soupape représente la section de l'orifice d'écoulement, et la section S du corps de pompe, la section A du bassin qui se remplit.

Pour que le piston ne choque pas l'eau quand il change de direction, on doit avoir, au minimum,

Q' = = LS.

Lespace qu'il reste à parcourir au piston pour terminer sa course.

Dans la pratique, il convient non-seulement d'atteindre cette limite pour Q', mais aussi que l'eau accompagne le piston pendant toute sa course. On devra donc prendre s pour le cas où les valeurs, correspondantes entre elles, de V et v exigent la valeur maximum de s.

Les diamètres des tuyaux d'aspiration et d'ascension sont ordinairement compris entre la 1/2 et les 2/3 de celui du corps de pompe; il ne convient pas de les prendre de moins de la moitié, et quelquefois ils sont égaux à celui du piston.

Pour une pompe quelconque, l'équilibre dynamique donne, en négligeant toutes les résistances passives (49),

I'm = PH.

Tm travail moteur transmis à la tige du piston;

P

H

poids de l'eau élevée;

hauteur à laquelle on élève l'eau au-dessus du puisard; PH effet utile produit.

Dans la pratique, l'effet utile est diminué par le frottement de la garniture du piston contre les parois du corps de pompe, par celui de la tige du piston dans le stuffing-box (61), et par celui de l'eau contre les parois des tuyaux et du corps de pompe; il est diminué aussi par le poids et le frottement des soupapes, par les variations de direction et de vitesse que subit l'eau dans son parcours, et par la vitesse que conserve l'eau à sa sortie du tuyau d'ascension. Avec des pompes bien proportionnées, on peut obtenir PH = = de 0,75 à 0,85 Tm; mais il convient de ne compter que sur 0,75 Tm et même moins. Pour des pompes bien construites et en très-bon état d'entretien, le volume d'eau élevé est égal à celui engendré par le piston diminué de 0,03 à 0,04; mais pour les pompes ordina ires, ce déchet va à 0,1