mardi 17 juillet 2018

Venturi pour tous - Venturi for all

En étudiant quelque peu le fonctionnement des locomotives à vapeur, vous entendrez à plusieurs reprises parler de l'effet Venturi. Ce phénomène d'aspiration a donné lieu à bon nombre d'applications industrielles, et on en retrouve donc plusieurs sur les locomotives à vapeur. La mécanique entièrement statique en fait un système d'une efficacité redoutable pour travailler avec des fluides. Nous allons faire le tour de la loco pour voir quelles sont ces applications.

   When looking at how steam locomotives work, you will frequently hear of the Venturi effect. This suction phenomenon has led to numerous industrial applications, and we find several of them on the steam locos. The entirely static mechanic makes it a really efficient system to work with fluids. We will circle around the loco to see what are these applications.

- Les injecteurs
Le système Venturi est à la base des injecteurs d'eau pour les chaudières. Il s'applique surtout à l'amorçage des injecteurs aspirants, c'est-à-dire pour aller chercher l'eau dans les réserves, la partie injection proprement dite ayant été découverte par Giffard puis expliquée et améliorée par plusieurs autres. D'autres articles reviendront sur ces injecteurs en détail, mais leur rôle est de faire entrer de l'eau à basse pression dans la chaudière à haute pression. L'effet Venturi n'est qu'un des effets mis en œuvre dans les injecteurs qui sont une combinaison remarquable de différents principes physiques en un seul appareil.
   The injectors
The Venturi system is the basis of the boiler feed injectors. It applies mostly to the starting of the suction injectors, meaning to bring water from the tanks, the injection part being discovered by Giffard then explained and improved by several others. Other articles will deal with injectors in detail, but their role is to force low pressure water to enter a high pressure boiler. The Venturi effect is only one of the effects at work in the injectors, which are a remarkable combination of differents physics principles in a single device.

 - L'échappement
A chaque phase d'échappement des pistons, la vapeur qui vient de travailler est rejetée à l'atmosphère par la cheminée. Cette dernière forme un cône divergent, tandis que l'échappement forme une buse situé dans l'axe de la cheminée. On a donc un système Venturi qui crée une dépression dans la boîte à fumée et augmente le tirage dans le foyer. Cela active la combustion du charbon, libère plus de calories, et allonge les flammes qui sont aspirées dans les tubes et augmentent encore l'échange calorique.
Comme ce système ne fonctionne qu'en marche, il active la combustion uniquement quand c'est nécessaire. A l'arrêt, ce système n'a aucun effet et ne chauffe ni ne consomme inutilement. La vapeur travaille donc deux fois pour un meilleur rendement.
   The exhaust
 After each piston stroke, the steam that worked is expelled to the atmosphere through the chimney. This chimney forms a divergent cone while the exhaust forms a nozzle in the chimney axis. We then have a Venturi system creating a depression in the smokebox, increasing draught in the firebox. This activates the coal combustion, liberates more calories, and elongates the flames which are sucked in the tubes for a better heat exchange.
As this system works only during travel, it activates the combustion only when it is needed. During stops, this system has no effect and does not heat or burn coal without purpose. The steam works a second time for better efficiency.


- Le souffleur
C'est un dispositif placé dans la boîte à fumée et qui envoie de la vapeur dans la cheminée en substitution de l'échappement. Il consiste en un tube annulaire, perforé vers le haut, qui entoure la buse d'échappement et forme un jet de vapeur en direction de la cheminée comme s'il s'agissait de l'échappement.
Le souffleur est surtout utilisé pour empêcher les retours de flamme lorsque la porte du foyer est ouverte pour y jeter du charbon. Il est fréquemment détourné pour augmenter le tirage lors de la phase d'allumage et limiter la fumée en cabine. Dans des conditions d'allumage défavorables, il est possible d'injecter de l'air comprimé dans ce circuit jusqu'à ce que la vapeur soit disponible.
   The blower
It is a device placed in the smokebox, which sends steam in the chimney in place of the exhaust. It is a tubular ring, with a series of holes on the top side, surrounding the exhaust nozzle to form a steam jet towards the chimney as if it was coming from the exhaust.
The blower is mainly used to prevent backfire while the firebox door is open to add coal. It is frequently used also to increase the draught during the firing up phase to reduce smoke in the cabin. In unfavorable conditions, it is possible to inject compressed air in that circuit until steam is available.


- L'éjecteur
Il s'agit d'une pompe sans pièce mobile pour le transfert autonome de l'eau de ou vers la loco. Cela permet de faire le plein d'eau là où il n'y a pas de château d'eau, ou bien de transférer de l'eau d'un réservoir à un autre, là où il n'y a pas de pompe. Le système peut également alimenter une lance incendie.
   The ejector
It is a pump without moving part for autonomous water transfer, from or to the loco. It allows to load water where there is no water tower, or to send water from one tank to another where there is no pump. This system can also feed a fire hose.

- Le frein à vide
Le système Venturi est capable de pomper de l'air, donc de créer une dépression. Celle-ci peut à son tour servir à actionner un système de freinage de la loco, dont le mécanisme est juste inversé par rapport à un système à air comprimé.
Les locomotives de type DFB n'étaient pas équipée d'origine de ce système de freinage, il ne sera donc pas décrit ici.
   The vacuum brake
The Venturi system is able to pump air, so to create a depression. This depression can be used to actuate the loco brake system of which the mecanism is just reversed compared to the compressed air version.
The Brigadelok locomotives were not fitted with this system and it will not be discussed further here.


Le phénomène physique de l'effet Venturi et son application seront décrit dans un prochain article, vous avez d'ici là une petite idée de l'importance de cette notion dans le fonctionnement des locos à vapeur.
   The physics phenomenon of the Venturi effect and its application will be described in an article to come, in the meantime you now have an idea of the importance of this principle in the steam locomotives operations.

lundi 11 juin 2018

Nouvelle tige de robinet 1ere partie - New valve stem part 1

De retour dans notre atelier mécène, nous allons usiner une tige de vanne d'isolement d'injecteur. Nous avons vu précédemment que la pièce d'origine était corrodée partout, le but est ici de repartir avec du matériel neuf.
Back in our patron workshop, we will machine a stem for an injector stop valve. We previously saw that the original part was corroded everywhere, our goal here is to resume with brand new material.

La pièce est usinée dans une barre d'acier de récupération, la provenance est connue seulement comme venant de machines d'imprimerie. C'est un acier qui se travaille très bien et, même si on ignore sa composition, cela va offrir un résultat fonctionnel et surtout fiable.

La pièce présente un profil variable, il y a pas mal de métal à enlever. Une phase d'ébauche est nécessaire pour donner la forme générale approximative à partir de laquelle la finition sera effectuée.
La finition consiste à atteindre la cote définitive de toutes les surfaces usinées. Cela implique de nombreux arrêts de la machine pour prendre les mesures avec un instrument et autant de corrections jusqu'à la dimension voulue.
Tout allait bien jusque là, puis ça se complique.
Au moment de passer au filetage, il faut préparer un outil et régler la machine. Deux difficultés se présentent:
- Le filetage carré n'est plus utilisé de nos jours, remplacé depuis longtemps par le filetage trapézoïdal. Fabriquer un outil sur mesure n'a rien de bien compliqué, il faut juste y passer le temps nécessaire.
- Le tour ne peut réaliser le pas de vis que si l'on utilise un train d'engrenage spécifique. Or, ce dernier n'est pas disponible dans l'atelier, il va falloir se procurer des roues dentées pour accéder à cette gamme de filetage (pas de 4mm), qu'on utilise pas tous les jours...

   The part is machined in a reclaimed steel bar, its source is only known as from printing machines. It is an easy workable steel, and though we do not know its composition, it will give us a functionnal and reliable result. The part profile is variable, there is quite a lot of metal to remove. A rough outline is necessary to give the general shape from which the finish will be performed.
The finish is to obtain the final dimensions of all machined surfaces. This implies numerous stops of the lathe to get measures with an instrument and as many corrections untill the required value is reached.
All went smoothly then, when it became more complicated.
At the moment to begin the threading, it is needed to prepare a tool and set the machine. Two difficulties appeared:
- The square thread is no more used nowadays, long time replaced by trapezoidal shaped threading. To create a special tool is not really difficult, only some time is necessary to be spent on.
- The lathe is not able to perform the expected threading course without a specific gear. Of course it is not available in the workshop, il will be needed to buy geared wheels to get the 4mm step, a seldom met value.
Cliquez pour lancer la vidéo
Click to launch the video

Ces petits détails sont suffisants pour bloquer un travail qui avançait bien jusque là. Rien de grave, on peut se permettre de démonter la pièce du tour pour la reprendre un autre jour; elle était prise en mors doux et contre-pointe et il sera facile de la faire tourner bien rond la prochaine fois.

Il est préférable de s'arrêter là et de prendre le temps de compléter l'outillage, car si dans le lot de pièces à faire, il y en a une qui a déjà été refaite avec un filetage triangulaire classique, les autres sont encore au profil carré. Ce n'est donc pas inutile de s'équiper convenablement.

A suivre...

   These details are enough to stop a job that went well until then. Nothing serious, we can allow to remove the part from the lathe chuck to get it again later on; it was hold in soft jaws and counter-stock so it will be easy to have it turn round the next time.
It is preferable to stop there and take time to complete the tool set, because if in the series of parts to make, one was found already refitted with triangular profile thread, the others are still in the old square profile. It is not useless to get equipped properly then.
To be continued...

lundi 21 mai 2018

Nouvelle chaîne Youtube

Brigadelok.com s'améliore et lance sa chaîne Youtube dédiée pour héberger les vidéos qui illustrent les articles.
   Brigadelok.com is improving and launches a dedicated Youtube channel to host the videos illustrating the articles.

Au début d'une aventure comme cette restauration de locomotive à vapeur, on se concentre surtout sur le sujet principal. Puis on se dit que ce serait bien de partager cette expérience. On fait des photos, on crée un blog, on écrit des articles. La suite logique est de faire des vidéos qui permettent de montrer des détails, des mouvements, des sons. On fourre le tout sur sa chaîne perso et on se retrouve avec des vidéos mélangées à d'autres sans rapport, sous un nom qui n'a rien à voir.
   At the beginning of an adventure as this steam locomotive restoration, we are focused on the main subject. Then we find out that it would be good to share this experience. We take photos, we create a blog, we write articles. The logic course is then to make videos allowing to show details, movments, sounds. We put those on our personal channel and we get videos mixed with unrelated others, under a name without significant link.

Ce problème est maintenant réglé avec la création de la chaîne Youtube Brigadelok.com.
   This problem is now solved with the creation of the Brigadelok.com Youtube channel.

Pour les vidéos postées précédemment, nous perdons malheureusement les statistiques de visite acquises jusque là, mais nous pensons qu'il est bien plus logique de rassembler nos vidéos en un endroit unique, plus facile à trouver. En effet, si vous découvrez nos vidéos sur Youtube avant de connaître le blog, vous pouvez voir toutes nos vidéos sans avoir à visiter tous les articles du blog pour les trouver. De plus, chaque vidéo propose un lien vers l'article du blog correspondant.
   For the previously published videos, we unfortunately lose the statistics won before, but we think it is really more logic to gather our videos in a single place, easier to find. Indeed, if you find our videos on Youtube prior to know our blog, you can view all our videos without having to browse the entire blog to find them all. Moreover, each video has a link to the corresponding blog article.

Si vous aimez nos vidéos, n'hésitez pas à commenter (des questions ?), cliquer "j'aime" et à vous inscrire. Les partages sont également appréciés ;-)
   If you appreciate our videos, please comment (ask questions), like, subscribe. Sharing is also greatly appreciated ;-)



mercredi 21 mars 2018

Vidéo: Vitrerie - Glassworks

Restaurer du patrimoine ferroviaire ne se limite pas à la mécanique, à la peinture et au polissage des cuivres. Tous types de métiers sont impliqués, dont certains inattendus comme la vitrerie.
   Preservation of train heritage is not limited to mechanics, paint and copper polishing. Every types of handcrafts are involved, including some unexpected ones as glassworks.


Le verre se rencontre un peu partout, que ce soit sur les installations fixes ou le matériel roulant. Il peut tout aussi bien équiper les véhicules que des accessoires, c'est ici le cas avec le fanal arrière de la locomotive, qui a été présenté dans un article précédent.
Les dernières pièces à réaliser pour compléter la remise en état de ce fanal sont l'occasion de vous présenter, ne serait-ce que superficiellement, comment nous avons obtenu ces pièces.
En l'occurrence, c'est un atelier de vitrail 'familial' qui nous ouvre ses portes. S'il est bien sûr possible de parvenir au même résultat chez soi avec du matériel grand public, le matériel professionnel apporte facilité et finition appréciables. A commencer par le choix de la couleur du verre dans un stock plutôt varié.
   Glass is encountered almost everywhere, either on stationary installations or on rolling stock. It can fit vehicles as well as accessories, it is the case here with the rear lantern of the locomotive, which was presented in a previous article.
 The last parts to make to complete this lantern retrofit are the occasion to show you, even if only superficially, how we obtained these parts.
For instance, it is a "family" stained glass studio hosting us. If it is possible to get the same results at home with easily accessible equipment, professional gear provides appreciable ease and finish. To begin with the color choice, among quite a wide range.

La technique de coupe du verre est relativement simple: on utilise un outil à molette en carbure de tungstène, un métal capable de rayer le verre. Cette rayure engendre une amorce de rupture sur le trajet suivi, que l'on fait traverser sur l'épaisseur du verre avec quelques chocs modérés. On peut voir la cassure se propager dans le verre, et quand celle-ci est complète, on peut appliquer un effort de part et d'autre d'une extrémité du trait de coupe pour détacher la pièce.
C'est simple dans l'absolu, mais le noble matériau ne se laisse pas toujours faire. Si la coupe droite d'un verre plat industriel ne pose pas de difficulté, celle-ci augmente avec les courbes, et surtout avec les verres soufflés qui comportent bien sûr toutes sortes d'irrégularités. Heureusement, pour nos besoins nous en resterons ici à des verres simples, faciles à travailler.
   Glass cutting technique is relatively simple: we use a tungsten carbide wheel tool, a metal capable of scoring the glass. This score initiates a rupture along the path, we make it pass through the thickness with some moderate shocks. We can see the rupture travel the glass, and when it is complete, we can apply some effort on each side of an end of the score to detach the parts.
It is simple in the absolute, but the noble material does not always co-operate. If straight cuts of flat industrial glass pose no difficulty, there are more with curves and even more with blown glass which contains all kinds of irregularities. Fortunately, our needs will require only simple glass, easy to work with.

Le filtre vert est un simple carré, des coupes droites suffisent donc. Pour le disque de protection de la lentille de Fresnel, il faut utiliser une "tournette", en fait un compas. A la différence du cinéma, on travaille du véritable verre, et pour libérer le disque, il faut procéder à d'autres traits de coupe pour enlever l'entourage morceau par morceau.
   The green filter is a simple square, straight cuts will do. For the Fresnel lens protection disc, it is required to use a protractor tool. Unlike the cinema, it is real glass and to free the disc, some other cuts are needed to withdraw the surrounding material, piece after piece.

Tout cela a été mis en images dans une vidéo qui montre la confection des pièces du fanal et leur mise en place.
   All this is illustrated in a video showing the making of these lantern parts and their assembly.

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Pour un peu plus d'infos sur la coupe du verre, un lien vers un forum où une série d'article vous explique plus en détail la coupe du verre.
   More detailed explanations on glass cutting, but french text only, sorry.


samedi 3 février 2018

A l'atelier - In the workshop

Nous avons jusqu'ici présenté surtout des démontages, un peu de nettoyage et de remise en peinture, il est temps de montrer un peu de vraie remise en état et comment elle est faite.
   Until now, we mostly presented disassembling things, some cleaning and painting, it is time to show some real refitting and how it is done.

Nous sommes accueillis dans l'atelier d'un "mécène familial", qui met son matériel à notre disposition, ainsi que ses compétences. Plusieurs activités y sont menées simultanément car il s'agit bien souvent de débloquer des pièces qui ont résisté au démontage jusqu'ici et il faut du temps entre les chauffes au chalumeau et les pulvérisation de dégrippant.
Dans une caisse, se trouvent pêle-mêle différentes pièces qu'il faut réparer avant de pouvoir les remonter. Il y a des pièces de la pompe Worthington, des pièces de robinetterie de la chaudière, des injecteurs; des éléments indispensables au fonctionnement de la locomotive.

   We are hosted in the workshop of a "family patron", making his equipment and knowledge available for us. Several activities are led simultaneously as it is often a question of unjamming parts that resisted previous attempts of disassembly, and time is needed between heating with a torch and applying anti-seizure fluid.
In a wooden box are various parts to be repaired before we can get them back on the locomotive. There are parts of the Worthington pump, boiler valve fittings, injectors; major items for the loco to be operational.


Un des injecteurs est entièrement démonté pour révision complète, l'autre est très compliqué à ouvrir, tout est grippé. Une clé a été fabriquée pour dévisser le guide-clapet de sortie. Il faudra d'ailleurs le remettre en état aussi. Le reste risque fort d'être encore plus difficile à sortir...
   One of the injectors is completely dismantled for overhaul, the other one is very difficult to open, everything is stuck. A special tool has been made to unscrew the outlet check valve guide. Il will be needed to repair it also. The rest will probably be even more difficult to get out...

Pour la robinetterie, la quasi-totalité des tiges de commande est sévèrement attaquée par la corrosion et l'étanchéité ne peut plus être obtenue. Les portées des tresses d'étanchéité sont couvertes de cratères qui font que les tresses ne peuvent s'y appliquer correctement et la corrosion s'y propage encore plus. Cela engendre en plus une usure très rapide des tresses, il faut intervenir. En y regardant bien, on s'aperçoit qu'il y a déjà eu réparation et l'état général fait assez rapidement préférer un remplacement pur et simple plutôt qu'une réparation au résultat incertain. La première étape est un relevé des dimensions.
   For the boiler valves, almost all the control stems are severly corroded and tightness can not be obtained anymore. The contact surfaces of the plaits are covered with craters, preventing the plaits to fit correctly, and corrosion propagates even more. Also, it generates a fast wear out of the plaits, it is needed to cure this. When looking closely, we can see there already had been repairs and the general condition makes us prefer to simply replace the part instead of trying a repair with uncertain result. The first step is to get all dimensions noted.

Les clapets sont également touchés par l'usure. Ils ont la particularité de présenter deux portées, une qui fait pointeau sur le siège de la vanne, l'autre qui fait siège pour le pointeau de la tige. Ainsi, le clapet peut tourner par rapport à la tige, il se pose sur le siège avec très peu de frottement. Autre effet de cette disposition particulière, la formation d'une rotule qui compense un éventuel écart d'alignement.
   The valves obturators are also worn out. They have that particularity to have two contact surfaces: one as throttle on the valve seat, the other as seat for the stem throttle. Thereby, the obturator can turn on the stem and land on the seat with very low friction. Other effect of this special arrangement: the formation of a kneecap, compensating for an eventual misalignment.
Ici, le clapet était très peu usé, comparé à d'autres que l'on verra plus tard, mais il avait subi des chocs et la portée était marquée, ruinant totalement son étanchéité. En l'absence de surface pour attraper la pièce dans le mandrin du tour, la reprise de l'usinage a été effectuée grâce à un cimblot, un bout d'acier tourné pour tenir le clapet par simple emmanchement serré. Les deux portées usinées ainsi sont parfaitement concentriques.
   Here, the obturator was seldom worn out, compared to others we will see later, but he suffered from chocks anf the contact surface was dented, ruining its tightness ability. In the absence of a surface to hold the part in the lathe's chuck, machining has been made with a cimblot, a steel chunk turned to hold the obturator by simple tight fitting. The contact surfaces are then perfectly concentric.

Pour d'autres pièces, il s'agit d'extraire un morceau de pièce cassée ou de faire une réparation, voire une refabrication. Ce sera l'objet d'autres articles dédiés, en attendant, voici une vidéo dans cet atelier où nous allons travailler quelques temps.
   For other parts, the job is to extract a broken piece or to do a repair or a rebuild. This will be the object of dedicated articles to come. In the meantime, here is a video in this workshop where we will spend some time.

 Cliquez pour lancer la vidéo
Click to launch the video

lundi 22 janvier 2018

Relais de la Guette


En Avril 1980, un amateur de chemin de fer touristique a fait une pause déjeuner en côte d'Or, au relais de la Guette. Il y avait une curiosité à voir sur place. 
En effet, on pouvait y trouver une 040 DFB. Cette machine allait encore connaître bien des aventures avant d'arriver jusqu'à nous dans ce siècle.
   On april 1980, an amateur of toursitic railways had a lunch in the french countryside of the Côte d'Or, at the Relais de la Guette. There was a curiosity to see there.
As a matter of fact, he could find a 080 Brigadelok. This machine still had to see adventures prior to meet us in that century.


Sur cette diapo, on peut remarquer plusieurs points intéressants.
- La livrée de la locomotive est un vert sapin beaucoup plus foncé que la livrée actuelle.
- Les bielles sont noires.
- La cabine est ouverte à l'arrière.
- La lanterne frontale est présente.
- La robinetterie est présente.

   On this slide, we can observe several interesting points.
- The loco livery is of a really darker green than the current livery.

- The linkage are black.
- The cabin rear panel is open.
- The front lantern is present.
- The valve fittings of the boiler are present.

Merci à toi Jean de Saint Loup d'avoir été un passionné éclairé.
Thank you Jean de Saint Loup for being so impassioned.

mardi 2 janvier 2018

Bonne année 2018 - Happy new year 2018

A tous nos lecteurs, où qu'ils soient, nous adressons nos meilleurs vœux pour 2018.

Nous nous attacherons à continuer de vous informer sur l'avancement de la restauration de la loco et prévoyons pour cela une série d'articles de fond sur la technologie des éléments sur lesquels nous travaillons.

Les statistiques de visite nous montrent que le format vidéo a été très apprécié, nous essayerons donc de poursuivre sur cette voie, avec des contenus enrichis venant compléter les articles de ce blog.

Nous remercions tous ceux qui nous ont soutenus depuis le début de notre aventure ou qui nous ont rejoint depuis. Continuez a en parler autour de vous !

Bien sincèrement,
Edgard et Nicolas.




To all our readers, wherever they are, we whish a happy new year for 2018.

We will commit ourselves to continue to inform you about the progress of the locomotive restoration and plan a series of articles about the technology of elements we are working on.

The visit statistics tell us that the video format has been very appreciated, so we will try to continue this way, with enriched contents to complete the articles of this blog.

Thanks to everyone who helped us from the beginning of this adventure and those who joined us since. Keep passing the word around !

Sincerely,
Edgard and Nicolas.