La classe vapeur 43 n°5 deuxième partie - '43 steam course n°5 second part

Dans cette partie du cours, nous détaillons l'indicateur de niveau d'eau dans la chaudière.
   In this part of the course, we will deal with the boiler's water level indicator.

L'indicateur de niveau d'eau est un instrument essentiel pour le chauffeur qui doit veiller en permanence à avoir un niveau d'eau suffisamment important dans la chaudière (près des 2/3). Ceci est indispensable au bon fonctionnement, en sécurité, de la locomotive à vapeur. Le niveau est constitué d'un tube vertical, en verre, dont les deux extrémités communiquent avec l'intérieur de la chaudière par des tubulures comportant des robinets permettant de l'isoler en cas de fuite voire de rupture du niveau. Le niveau est généralement positionné sur la face arrière de la boite à feu. (*1)
   The water level indicator is an essential instrument for the fireman, who must constantly ensure that there is a sufficiently high level of water in the boiler (nearly 2/3). This is essential if the steam locomotive is to operate safely. The level is made up of a vertical glass tube, the two ends of which are connected to the inside of the boiler by pipes with valves to isolate it in the event of a leak or even a broken tube. The level is generally located on the back of the firebox. (*1)

Sur la tubulure inférieure, on peut voir le robinet de purge (en bas sur le dessin). L'ouverture de ce robinet provoque une chasse d'eau qui nettoie les conduits qui communiquent avec le niveau. En effet, il peut y avoir des dépôts qui s'accumulent et peuvent fausser l'indication du niveau d'eau. (*2)
   The drain cock (bottom of drawing) can be seen on the lower pipe. Opening this tap causes a flush that cleans the pipes communicating with the level. Deposits can build up and alter the water level indication. (*2)

Ci-dessous une photo du niveau d'eau de la 040 Brigadelok.
   Below is a photo of the water level at 040 Brigadelok.

Sur la photo, on peut remarquer la protection autour du niveau d'eau en cas de rupture cela évite les projections de verre, d'eau et vapeur mais c'est un incident sérieux.
   In the photo, you can see the protection around the water level in the event of a rupture, which prevents glass, water and steam from splashing out but it is a serious incident. 

Les photos suivantes montrent le niveau d'eau qui a été restauré après son polissage, en attendant son remontage.
   The following photos show the water level that has been restored after polishing, pending reassembly.

Le niveau mini est bien visible sur la photo. La gravure indique la hauteur minimum d'eau nécessaire pour couvrir le ciel de foyer. En dessous le risque de déformation et rupture augmente fortement et rapidement. La hauteur d'eau varie constamment: accélérations/freinages, rampes et descentes provoquent l'oscillation de la masse d'eau dans la chaudière. Difficile alors de visualiser la "moyenne" ou de distinguer l'évolution à la baisse par consommation ou à la hausse par injection. Seule une bonne formation à la machine permet d'évaluer la situation à peu près correctement. 

   The mini level is clearly visible in the photo. The engraving indicates the minimum height of water necessary to cover the fireplace ceiling. Below that, the risk of distortion and rupture increases strongly and rapidly. The water height changes constantly: acceleration, braking, ramps up and down cause oscillations of the water mass in the boiler. Difficult then to visualize the mean value or to distinguish the evolution trend, down by consumption or up by injection. Only a good training on the machine allow to evaluate the situation more or less correctly.

Les clés de robinet sont absentes
Cock levers are removed

Ce niveau se raccorde à la chaudière par deux brides circulaires. Sur la chaudière, on peut ne trouver qu'une bride en haut, le bas étant une portée sphérique maintenue par des tirants et venant en appui dans un logement de la paroi de la boîte à feu. Dans d'autres versions, les garnitures hautes et basses sont vissées et alignées avant d'insérer le tube ou le niveau à réfraction.
   This indicator connects to the boiler with two circular flanges. On the boiler, we could find only one flange on top, the lower part being a simple spherical end applied in a recess in the firebox wall. On other versions, the upper and lower fittings are screwed and aligned prior to insertion of the glass tube or refraction indicator. 

Quelques détails / Some details:
Notez bien que le cours de 1943 s'arrête au dessin ci-dessus pour la théorie. Le reste devait se voir directement dans les ateliers et sur les locomotives. Ce qui suit est un ajout de notre part.
Please note that the 1943 course ends with the drawing above for the theoretical part. The rest would be seen directly in workshops and on the locomotives. What follows is an addition by us.

*1
Il existe plusieurs types de niveau d'eau.
- Le premier illustré sur le dessin est un niveau à tube. Il offre une visée excellente tout autour mais est très exposé à la casse. On trouve parfois une protection toute relative sous la forme d'un tube en laiton qui enveloppe le tube en verre. Des ouvertures oblongues de part et d'autre permettent de voir au travers, la visibilité est alors fortement réduite.
   The first one, illustrated on the drawing is a glass tube indicator. It gives an excellent sight all around but is very exposed to breakage. Sometimes we find a somewhat relative protection with a brass tube wrapping the glass tube. Oblong openings on opposite sides allow to see through, the visibility is then strongly reduced.

Doc: Autexier

- Le deuxième est une version blindée du précédent: le tube en verre doublé de laiton est remplacé par un gros carré percé de lumière oblongues sur des faces opposées. Des logements usinés permettent d'un placer des verres oblongs très épais, eux-mêmes retenus par des brides à ouverture oblongue. La résistance est maximale mais la visibilité par transparence encore très limitée.
   The second type is an armored version of the precedent one: the glass tube lined with a brass tube is replaced by a large square with oblong openings on opposite sides. Machined housings allow to place oblong thick glasses, retained by a flange with oblong opening too. Resistance is maximum but visibility by transparency is still limited.

Doc: Klinger

Doc: Sectoriel

- Le troisième est celui de la loco. On va dire que c'est la moitié du précédent, mais comme on ne peut plus voir au travers, le seul verre est creusé sur sa face intérieure de rainures longitudinales. On l'appelle alors verre prismatique et le niveau est dit "à réfraction". C'est le reflet de la lumière entrante qui permet de voir l'interface eau/vapeur. La visibilité est un peu plus large que pour le niveau à transparence blindé. L'appareil est moins encombrant, avec une seule vitre et une seule bride de fermeture.
   The third is the one of the loco. We shall say it is half of the precedent, but as we can not see through it, the lone glass has longitudinal grooves on its inner face. It is then called prismatic glass and the indicator becomes "refraction indicator". It is the reflect of the  incoming light which allows to see the water/steam interface. Visibility is a bit wider than with the armored indicator. The apparatus is less voluminous, with only one glass and holding flange.

*2
Il y a une procédure simple pour nettoyer et contrôler le bon fonctionnement d'un niveau (position stable nécessaire):

- Fermer le robinet supérieur et ouvrir la purge et inversement.

- Fermer le robinet inférieur, ouvrir la purge et inversement.

Les différents passages sont alors normalement dégagés d'éventuelles particules libres. Si la lecture a varié pendant ou après la procédure, c'est qu'elle était fausse et qu'il était temps de nettoyer ! 
   There is a simple procédure to clean and check the proper operation of a level indicator (stable position required):
- Close the upper valve and open the drain, then reverse.
- Close the lower valve and open the drain, then reverse.
The tubings are then normally free from loose particles. If the reading has changed during of after the procedure, it means it was false and it was about time for a cleanup !

A suivre un prochain cours sur les soupapes de sécurité.

   To be continued in a future course on safety valves.

La Classe Vapeur 43 n°5 première partie - '43 steam course n°5 first part

C'est la nouvelle année !
Deux beaux sujets sont abordés dans cette 5ème leçon: les manomètres et le niveau d'eau.
   A new year begins !
Two nice topics are dealt with in this 5th lesson: pressure gauges and water level.

Une petite explication du but et du principe de fonctionnement des manomètres:
   An explanation of the aim and principle of the pressure gauges:

Note: le secteur denté n'est pas droit mais arrondi
The gear sector isn't straight but curved.

Le manomètre indique la pression de la vapeur dans la chaudière. Il se compose essentiellement d'un tube en laiton de section très aplatie, recourbé en fer à cheval, dont l'une des extrémités, qui est fixe, communique avec la chaudière, tandis que l'autre extrémité commande une aiguille qui peut se déplacer devant un cadran gradué. La pression de la vapeur tend à redresser le tube et fait tourner d'autant plus l'aiguille que cette pression est grande. 
   The pressure gauge indicates the steam pressure in the boiler. It is essentially made out of a flat brass tube, curved as a horseshoe, with one fixed end communicating with the boiler while the other end drives a needle moving over a scale panel. The steam pressure tends to flatten the tube and makes the needle to turn as the the pressure is greater.

Nous verrons plus tard que la valeur du timbre est parfois mal comprise
We will see later that the hallmark value is sometimes misunderstood.

Exemple de petit manomètre servant à contrôler une pression.

   An example of a small gauge used to check pressure.

Dans notre prochain article nous aborderons un autre instrument très important : l'indicateur de niveau d'eau dans la chaudière.
   In our next article, we will deal with another very important instrument: the boiler water level indicator.

Pour aller plus loin:
- La pression "absolue" est exprimée à partir du vide absolu, de l'absence totale de pression, donc sans tenir compte de la pression atmosphérique. Or, cette pression atmosphérique ambiante agit sur les instruments de mesure qui, sans compensation, peuvent donner une valeur fausse. La pression qu'ils indiquent en général est dite "relative", par rapport à la pression atmosphérique qui est variable avec le climat et l'altitude.
- Le timbre est une plaque, généralement en cuivre, fixée de manière inamovible sur la chaudière, où sont gravées une date de contrôle et la pression maxi admissible en service.
   To go further:
- The "absolute" pressure is expressed from the absolute vacuum, the absolute lack of pressure, so without counting the atmospheric pressure. But this ambiant atmospheric pressure has an effect on the measuring instruments which can, without compensation, give a false reading. The pressure they generally indicate is called "relative", in relation with the atmospheric pressure, which is varying with weather and altitude.
- The hallmark is a plaque, generally made of copper, permanently attached to the boiler, on which are punched a check date and the maximum allowed service pressure.