Petit cheval et pompe attelée!

Alimentation en eau de la chaudière.


La plupart d'entre nous utilisons une chaudière classique avec une volume d'eau pré-établi au départ qui détermine l'autonomie de la navigation. On ne consomme que 50% du volume embarqué et il nous faut une débauche de calories pour réchauffer un volume dont nous ne nous servirons pas.

A notre échelle de modéliste , la taille de nos chaudières est hors de proportion par rapport au moteur. Dans la réalité, la taille d'une chaudière est sensiblement la même que celle du moteur.
Voir ci-dessous.



Afin de compenser le volume d'eau qui n'est pas embarqué, on fait appel à une pompe qui alimente la chaudière au fur et à mesure de sa consommation.
En fait cette eau est embarquée et provient d'une « bache » ou elle est fournie via un désalinisateur en mer.


Les « cheminots connaissent bien cet accessoire sur leurs machines. Alors pourquoi ne pas en faire usage sur nos canots ?
En effet l’intérêt de ce genre de pompe est qu'il permet une navigation d'autant plus longue que la réserve de gaz est importante. Il n'y a plus de limite de volume d'eau (sauf dans le cas d'une bâche). …...et la contenance du lac ! Mais on a le temps de voir venir.....

Il y a deux types de pompes.
Celle alimentée par la vapeur elle-même , appelée « Petit Cheval » et celle attelée à la manivelle de la machine , appelée : Pompe Attelées
Le nom de « Petit Cheval » est donné uniquement aux pompes qui sont mues à l'aide de la vapeur.
Mais ! D'où vient ce nom de « petit cheval » ?
Pour la petite histoire et à titre anecdotique l'appellation de petit cheval pour ce genre d'appareil, a été donné sur les grands voiliers qui étaient dotés d'une chaudière auxiliaire. Cette chaudière ne participait pas à la propulsion mais servait principalement à fournir de la vapeur aux treuils qui aidaient à la manœuvre du gréement, ce qui permettait entre autre de réduire les équipages (une vingtaine de personnes en moyenne pour conduire un navire d'une centaine de mètres de long et de plus de mille mètres carré de toile). Cette vapeur servait également pour entraîner des pompes qui servaient à l'assèchement des cales ou à la lutte contre l'incendie.
Évidemment sur ces navires il n'y avait pas de bruits de machine hormis le couinement émis par les presse-étoupe mal graissés *(les marins du long-cours à la voile avaient l'âme fort peu mécanicienne). Ceux-ci ont vite assimilé ces gémissements aux hennissements d'un cheval d'où le terme.
Nos voisins d'outre Manche ont appelé ces auxiliaires "donkey" !
Le nom s'est propagé sur nos actuels navires de commerce pour désigner la pompe d'incendie que l'on appelle familièrement le "cheval de lavage", que l'on met en route pour laver les ponts ou la chaîne de mouillage quand on remonte l'ancre et éventuellement lors des exercices d'incendie
(JPA)
*(Je vous invite à lire , sur ce forum, l'excellent exposé sur l'importance de la lubrification de nos ensembles, surtout pour ceux qui utilisent des joints nitrile)

Afin de rester dans la vapeur pure et inspirée du train, il existe plusieurs types de pompe qui sont mues par la vapeur elle même , au même titre qu'un mono-cylindre. Ce sont des pompes à double effet.
La quantité de vapeur nécessaire pour la bonne marche de la pompe n'est pas importante compte tenue du fait que ce genre de pompe ne requiert pas plus de 1cc pour une bonne alimentation en eau.
Le débit est faible afin de ne pas refroidir l'eau dans la chaudière et il peut être maintenu en permanence suivant l'installation . L'eau peut être pré-chauffée en passant dans le dé-huileur, le tube de fumée ou autre.
Bien sur, ce genre de petit cheval convient mieux pour les grosses installations qui délivrent une bonne quantité de vapeur , comme les chaudières Scott par exemple, mais donne aussi de bons résultats sur une chaudière à tubes d'eau classique.
Tout comme un moteur vapeur , la pompe doit être « graissée » et alimentée au travers d'une vanne registre. On ferme l'alimentation en vapeur quand on n'en a pas besoin .
Attention à ne pas être trop gourmand en vapeur. La cylindrée de la pompe devra être prise en considération avec celle du moteur du bateau lui même et il faudra savoir bien calculer la quantité de vapeur que peut délivrer la chaudière employée. Dur, dur pour ceux qui n'aiment pas les chiffres !
Le réglage est délicat , mais une fois réglé, c'est un plaisir de voir travailler ce petit cheval.
Une question : pourquoi le petit cheval mono cylindre démarre-t'il à tous les coups quelque soit la position du piston ?
Parce que le tiroir de distribution est lui même toujours alimenté par un autre piston de distribution mobile .

La raison pour laquelle on ne voit pas beaucoup de ces pompes en usage dans nos modèles est certainement du au coût d'un tel ensemble mais aussi par la difficulté qu'ont certains à les faire fonctionner proprement.
Après discussion auprès des utilisateurs, ils semblerait que le problème ait plusieurs sources :
Les billes d'acier sont trop lourdes pour laisser passer assez d'eau.
Ces mêmes billes ne se plaquent pas parfaitement sur leurs sièges et autorisent une fuite qui nuit à l'efficacité du pompage . Ce serait dû à plusieurs facteurs ; l'usinage qui n'est pas toujours parfait , et les saletés qui s'immiscent entre la bille et le siège. Une solution qui a été essayée avec sucés pour résoudre ce problème est d'utiliser des billes en téflon.
D'autres ont utilisé des billes en fonte ou en inox démagnétisées, avec succés.
La course en hauteur de la bille d'admission doit aussi, étre limitée et réglable à l'aide d'une vis. Ceci affin d'autoriser une course minimum à la bille .
La course de la pompe qui est trop courte pour autoriser un remplissage optimum du corps de pompe. Ceux qui ont l'expérience des pompes dans la vraie vie, savent qu'un pompe avec une course longue est toujours plus facile à amorcer qu'une pompe à course courte.
Une aspiration top petite par rapport à l'échappement ne permettant pas une bonne purge de l'air piégé,
Mauvaise approche dans les calculs de répartition des volumes vapeur.


L’intérêt de pomper de l'eau à partir d'une « bâche » (réserve d'eau embarquée) est que l'on peut :
-a : avoir de l'eau propre & déminéralisée à bord.
-b : mesurer la consommation.

Pomper l'eau du lac permet de ne pas embarquer une masse d'eau supplémentaire, mais il faudra prendre des précautions pour ne pas boucher la crépine d'aspiration.
Il faut aussi être prudent avec la dureté de l'eau .
Ex : l'eau du bassin parisien est calcaire alors que celle de Bretagne est neutre.(quand les cochons n'ont pas pissé dedans....)

Pour qu'un petit cheval soit efficace il faut :
Du coté vapeur comme du coté pompe proprement dit :
- Que la course du piston soit plus longue que le diamètre du cylindre. Mais pas obligatoire.
- Que la vitesse de pompage soit adaptée. Rien ne sert de pomper trop vite,
- Que les sièges soient bien usinés et , employer des billes en Téflon de préférence.
- Et bien évidemment que le diamètre du piston de la pompe soit bien inférieur à celui du
piston coté vapeur, pour des raisons évidentes de pression de service.
-L'idéal serait aussi de coller le le petit cheval contre une source de chaleur ( échapement)
afin de limiter la condensation.
Elle pourra fonctionner indifféremment en permanence à très bas régime ou par intermittence. La vitesse de rotation de la machine elle même n'a aucune influence sur son fonctionnement.



Principe de distribution d'un petit cheval.

http://daniel.brouard.pagesperso-orange.fr/


Nous avons à disposition , plusieurs types de pompes qui diffèrent de par leur mode de fonctionnement.

Petit cheval vapeur (Andreas)
1,2cc et 1200mml /H à pression atm


Petit cheval horizontal Stuart avec débit réglable.


La pompe attelée, elle, ne suit pas le même principe de fonctionnement. Sauf à utiliser un système d'embrayage, elle tourne en permanence avec le moteur. Elle est entraînée par une vis sans fin en bout de manivelle ou par un excentrique en extrémité . De plus elle est à simple effet.
Elle prend de la puissance à la machine.
Il faut donc un by-pass sur la ligne de refoulement, qui est ouvert en permanence afin de laisser la pompe amorcée et que l'on referme pour forcer l'eau vers la chaudière.

Dans les deux cas, il faut calculer la consommation de vapeur de la machine du canot , et la capacité de la pompe en alimentation d'eau de la chaudière.
Eviter les pompes surdimensionées qui consomment de la vapeur , et condensent parce qu'elle ne travaillent pas assez.La pompe attellée est énergivore : jusqu'à 30% de la puissance de celle du moteur.
Dans les deux cas égalment, l'eau de pompage doit étre réchauffée avant introduction dan sla chaudière.

Pompe Stuart attelée à un D10 , t entraînée par l'excentrique en bout d'arbre et par vis sans fin ,
Dans ce genre de pompe le remplissage est contrôlé par une vanne de by-pass que l'on laisse ouverte tant que nous n'avons pas besoin d'alimenter la chaudière. La pompe est située sous la ligne d'eau afin d’être amorcée en permanence.
Chaloupe Y.Romer


Pompe attelée JMC sur un 5cc.
Ensemble D.Bourdon


Pompe attelée de Pattern Maker. Le débit est réglable par changement d'excentrique.


Cheval vapeur de 3 ''  de haut.


Duplex steam pompe .


Tout le monde connaît la pompe entraînée par un servo. Le servo est mis en route à l'aide d'un contacteur et délivre de l'eau dans la chaudière le temps nécessaire. :
Pompe Regner de la chaloupe de Bernhard


On peut aussi consulter :
Cahier du modéliste vapeur n° 2 de 01- 1998 "LES POMPES" de notre regretté Bernard RETIF

Quelque échantillons de pompes à vapeur (Collection Giovanni)


Simples et doubles arbres de pompe
[URL=https://2img.net/r/ihimg/photo/my-images/545/singleanddoubleramsteam.jpg/]

Witney city & road London



Pompes attelées ; Cheddar Maxwell, Hemmens


Quelques vidéos :

Stuart modelcourant :
https://www.youtube.com/watch?v=obFyhBazObI&feature=related

Model allemand :
https://www.youtube.com/watch?v=OxTzQhD6PlQ&feature=related

Modèle REGNER :
https://www.youtube.com/watch?v=eRooC8-t_Bo&feature=related

Modèle personnel :
https://www.youtube.com/watch?v=qVgD2DVGUdY&feature=related

Modèle électrique REGNER :
https://www.youtube.com/watch?v=lvLCXf1DovY&feature=related

Documentation :
http://www.prestonservices.co.uk/pumps.htm

http://www.animatedsoftware.com/pumpglos/duplexpu.htm

Et bientôt en avant première, les premières vidéos des « P'tit Ch'val » de nos membres !

Merci Kbio pour ce brillant exposé
Outre les problèmes techniques, le petit cheval pour nos maquettes a le gros avantage d'avoir un débit contrôlable en radiocommande. Avec ma pompe attelée par une vis sans fin, ce n'est pas facile de trouver le réglage parfait. Je termine souvent ma navigation avec plus d'eau dans ma chaudière qu'au départ... Il n'y a pas de risque mais on chauffe de l'eau pour rien
:trin: Didier

:( superbe exposé, un vrai plaisir.

Bonjour! :(

Je termine souvent ma navigation avec plus d'eau dans ma chaudière qu'au départ.

Il ne manquerait plus que tu transformes cette eau en vin et tu pourrais marcher sur le lac! :cheers:
Plus sérieusement, c'est là qu'il faut connaitre plus ou moins sa consommation et d'ajuster le by-pass en fonction de...
Tu le sauras au fil des navigations. Rien ne remplace malgré tout la connaissance de son matériel.
Ou alors, passer plus souvent devant soi et jeter un oeil au niveau d'eau, afin de mettre la pompe en route quand c'est nécessaire.
Rien n'est parfait , mon bon monsieur! (sauf moi )
Bien cordialment!

Bravo et merci KBIO pour cette littérature très interessante et bien documenté :(
Laurent.

cher KBIOBLEUE

j'ai lu assidument tout ton exposé très intéressant. Et moi pauvre béotien qui trouvait qu'il n'y avait plus rien à dire sur la vapeur.....

Il me semble cependant que tu as oublié un type de pompe:

Il y a deux types de pompes.
Celle alimentée par la vapeur elle-même , appelée « Petit Cheval » et celle attelée à la manivelle de la machine , appelée : Pompe Attelées

il manque les pompes funèbres.

Il y a aussi la pompe spéciale DSK...
La pompe Moilneux

:(

cher KBIOBLEUE

:nono Rien à voir et ce n'est pas lui rendre hommage que de m'assimiler à son talent! Si seulemnent j'avais la moitié d'un soupcon de ses connaissances! :mon dieu
Mes plus sincères respects à cette dame dont j'apprécie au plus haut point l'effort pour nous permettre de profiter de ses explications.

Il y a aussi la pompe spéciale DSK..

.
:cheers: Evidemment, le forum est éclectique et c'est ce qui en fait son charme! Merci Pablo pour cette précision qui m'avait échappé! :moo:
Je suis même épaté que Lagaffe ne soit pas encore venu en mettre une couche! :comprend pas Pas son genre! :cheers:
Allez, on continue de s'amuser!
Bien cordialement !

Francis Dufour a fait les plans d'une petite pompe très astucieuse:
https://picasaweb.google.com/104755452406703711738/MesMachinesAVapeur#5493359546330436210

Bonsoir!
Un petit cheval de chez Regner. :D
Il semble fonctionner comme sur le manuel et il ne fuit pas comme le mien!


Cordialement!

Super et très intéressant... Plus je lis sur la vapeur, et plus j'ai de questions :biz

Existe-t'il des plans pour se fabriquer une pompe ? Simple et efficace ? :mon dieu

Ne serait-il pas possible de se faire une sonde de niveau d'eau qui commanderait une pompe électrique, comme la pompe avec un servo montrée plus haut ? Quelqu'un a déjà du faire cela, non ?

:( Salut Papymouzot! :(
Tout a été fait et ne faisons que suivre le chemin que nous ont tracé les générations précédentes.
Ton projet doit pouvoir trouver une solution chez Francis (qui nous lit et te contactera en MP) ou alors par l’intermédiaire d'America !
Cordialment!

Merci bien, ce petit monde de la vapeur commence à beaucoup m'intéresser...

Quelle belle vidéo !!!
Qu'il ne fuit pas c'est imaginable ; mais il ne se bloque pas et ne condense pas ??

Pour répondre à papypouzot j'ai le souvenir d'avoir lu un article sur un détecteur optique placé devant le niveau d'eau de nos chaudières pour actionner une pompe alimentaire. Je vais faire des recherches, mais un peu au hasard :mon dieu
Didier

Malgré le hasard, j'ai retrouvé l'article : "détection opto du niveau d'eau" C'est dans BM n° 89.
Le principe est lié à la réfraction de la lumière. Il s'agit d'une led émettrice et d'un photo transistor sensible uniquement aux rayonnements de lumière de la led.
Quand l'eau est transparente le photo transistor conduit. Quand le ménisque du niveau de l'eau arrive devant la fenêtre du détecteur, le transistor est bloqué... C'est la détection du niveau bas.

C'est beau la science :cheers:
Didier

Merci Didier pour l'info...

L'idée des diodes semble bien et simple, ont ils prévus une sorte de "minuterie" pour la commande de la pompe ? car dès que le ménisque remonte, et bien, la pompe va s'arrêter de suite et pas remplir la chaudière... du moins, jusqu'à un niveau pré-determiné...

Je suis certain que Vap38 connaît très bien ce niveau :cheers:

pour sur il en ai le "papa', et il est bien au chaud dans mes tiroirs(pas Francis ,le module) pour la réalimentation de la chaudière charbon de la mouette!!

Effectivement, autant rendre à César ce qui lui appartient !

Hello américa12mj : Ta Mouette sera donc pleine de charbon, de vapeur et d'électronique !!
Didier

yes Monsieur , I can!

Trop fort :cheers:
:trin: Didier

:( Bonsoir!
Ca y est il est refait , il bouge et il promet le bougre! On en parle bientôt!
:affraid: Il faut reprendre les essais de la démonstartion parce que j'avais oublié l 'APN!

Cordialement!

Tu as mis de l'eau déminéralisée dans ta magnifique bâche galvanisée ?
Et la vidéo ? :hurle elle est où la vidéo ?