Naissances du 20 septembre

Frederick Ellsworth Sickels , inventeur américain (décédé en 1895)

Frederick Ellsworth Sickels (20 septembre 1819 ; comté de Gloucester, New Jersey - 8 mars 1895 ; Kansas City) était un inventeur américain, surtout connu pour l'invention d'une soupape de coupure pour les machines à vapeur en 1841.

Sickels a grandi à New York, où son père était directeur de la santé. Après avoir travaillé un an pour le Harlem Railroad, il entre en apprentissage à 17 ans dans les ateliers Allaire, où il met au point un nouveau type de soupape de coupure de vapeur pour les machines à vapeur. Il avait perfectionné son invention en 1841.

Sickels a obtenu un brevet pour cette invention, qu'il a appelée « Manière de construire l'appareil de levage, de déclenchement et de régulation de la fermeture des soupapes des machines à vapeur » le 20 mars 1842 (brevet américain numéro 2631). Thurston (1878:317) raconte "Il a été introduit par l'inventeur sous une forme qui l'a spécialement adapté pour être utilisé avec le moteur à faisceau utilisé sur les eaux orientales des États-Unis, et a été adapté aux moteurs fixes par MM. Thurston, Greene & Co., de Providence, RI, qui l'ont utilisé pendant quelques années avant que toute autre forme de "coupure de goutte" ne soit généralisée. La coupure Sickels consistait en un ensemble de vannes à vapeur, généralement indépendantes de les soupapes d'échappement, et chacune soulevée par un loquet, qui pouvait être éjecté, au moment opportun, par une cale avec laquelle elle venait en contact lorsqu'elle s'élevait avec la soupape d'ouverture. Cette cale, ou tout autre dispositif équivalent, était ainsi ajustée pour que la soupape se détache et tombe sur son siège lorsque le piston a atteint le point de son mouvement, après avoir pris de la vapeur, auquel l'expansion devait commencer. A partir de ce point, aucune vapeur n'entrant dans le cylindre, le piston était poussé par vapeur. La vanne était généralement le double clapet.". Comme décrit par Somerscales (1990: 283), il s'agissait d'un engrenage de soupape à fermeture rapide utilisant des soupapes à champignon et d'un engrenage de déclenchement pour contrôler la coupure ... avec fermeture assistée par gravité ... Sickels a utilisé un dashpot rempli d'eau pour ralentir la soupape en douceur à mesure qu'elle approchait de la fin de sa course.'.Le dispositif n'a pas été appliqué à la soupape à tiroir, qui est devenue plus tard si omniprésente dans les moteurs à vapeur, mais aux soupapes à clapet (également appelées «soupapes marionnettes» et «soupapes de chute» '). Ceux-ci ont été utilisés pour la première fois par Watt pour ses moteurs à faisceau dans les années 1770 ou 1780. Watt avait installé deux vannes coniques sur le passage de vapeur supérieur du cylindre à vapeur et deux sur le passage inférieur. Ceci est bien illustré dans le texte de Lardner (1840). Cet agencement de deux vannes de ce type par passage de vapeur a été décrit comme la vanne à champignon «à double battement», «équilibrée» ou «d'équilibre» par divers auteurs (voir par exemple Clark 1891). Un schéma des vannes à clapet d'équilibre apparaît dans Buchanan et Watkins (1976) reproduit avec une discussion plus approfondie en relation avec Sickels par Somerscales (1990). Cependant, pour réitérer, ce n'est pas la soupape à double clapet qui peut être attribuée à Sickels, mais une manière particulière de son fonctionnement.

En 1843 et 1845, il a encore amélioré sa conception. Le nouveau type de soupape de Sickel a rendu possible les moteurs à vapeur à haute pression, et il a été largement copié et est apparu bientôt également dans le moteur Corliss. Sickels a poursuivi Corliss et d'autres plus tard pour contrefaçon de brevet, mais bien qu'il ait gagné ces procès, ils n'ont finalement consommé que sa modeste fortune : au moment où l'affaire Corliss a été tranchée, les brevets avaient expiré et, dans au moins un autre cas, le La société défenderesse a échoué peu de temps avant que le jugement ne soit rendu en faveur de Sickels. À la fin des années 1840, il a commencé à travailler sur un dispositif de direction à vapeur pour les navires, sur lequel il a obtenu le brevet américain 9713 le 10 mai 1853. Pendant que le dispositif fonctionnait, il n'a pas réussi à trouver un acheteur. Sickels est même allé en Angleterre, où il a également obtenu des brevets sur son dispositif de direction, mais n'ayant pas non plus réussi à vendre son invention là-bas, il est retourné en 1867 aux États-Unis. En 1891, il a breveté un mécanisme d'actionnement à came pour les soupapes à clapet à vapeur à son brevet de 1842), remplaçant le mécanisme complexe qu'il a breveté en 1845 et avait réédité avec une documentation supplémentaire en 1860. Par la suite, Sickels a travaillé comme ingénieur civil dans l'ouest américain, construisant des ponts et des chemins de fer. En 1891, il prend la tête du National Water Works à Kansas City. Le 7 janvier de la même année, il devient membre de l'American Society of Civil Engineers. Sickels fait partie des personnes représentées sur le célèbre tableau Men of Progress. En 2007, il a été intronisé au National Inventors Hall of Fame.