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Procédé et machine pour la fabrication de grenaille.
On connaît déjà des procédés de .fabrication conti- nue de gronaille de plomb, procédés consistant essentielle- ment à faire arriver le plomb fondu provenant d'une cuve de fusion à une trémie perforée de laquelle s'écoulent des gout- tes de plomb qui se solidifient pour former des grains. L'ap- pareillage utilisé comporte également parfois un système de
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balance appliquée à la gamelle portant la trémie perforée pour régler le débit du plomb.
Ces procédés et dispositifs ne se prêtent guère qu'à la fabrication du plomb de chasse, mais ne conviennent pas pour la fabrication de grenaille extra-fine de métaux ou alliages fondus en particulier de plomb ou d'alliage de plomb, tells par exemple que celle qu'on utilise pour l'éla- boration des aciers au plomb connus sous le nom de "LEDLOY".
C'est pour permettre la fabrication d'une telle grenaille extra-fine que les demandeurs ont conçu le procé- dé et l'appareillage qui font l'objet de la présente inven- ti on.
Le procédé est essentiellement caractérisé par le fait que le métal ou l'alliage fondu est évacué en filets de la cuve de fusion et arrive en couche mince sur le fond perforé des gamelles, l'ensemble de celles-ci étant soumis à des secousses d'amplitude réglable.
Ce procédé est également caractérisé par le fait qu'on soumet les gamelles à un mouvement de rotation combi- né à une oscillation de leurs goulottes d'alimentation en vue d'assurer une répartition correcte du métal fondu sur le fond des gamelles.
L'appareillage utilisé pour l'application de ce procédé se caractérise par les points essentiels suivants considérés isolément ou en combinaison :
1 - La cuve de fusion comporte un double système de clapets de construction spéciale, le premier permettant une obturation complète et rapide de la cuve et le second permettant une évacuation du métal ou alliage fondu sous forme de filet.
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2 - Entre la cuve de fusion et les gamelles de division est intercalés une cuve de distribution comportant des ajutages calibrés donnant un débit déterminé.
3 - Cette cuve de distribution est montée sur un système de bascule qui commande, d'une manière appropriée, le clapet de la cuve de fusion prévu pour l'évacuation du métal ou de l'alliage fondu sous forme de filet.
4 - Les gamelles de division sont soumises à un mouvement de rotation assurant une distribution correcte du métal fondu.
5 - Le mouvement de rotation peut être combiné avec un mouvement d'oscillation des goulottes d'alimentation.
6 - L'ensemble des gamelles est soumis à l'action d'un système secousses approprié.
7 - L'ensemble de la cuve de distribution et des gamelles avec son système de secousses est mobile.
Sur le dessin annexé, on a représenté schématique- ment et à titre d'exemple seulement un mode de réalisation de la présente invention.
Sur ce dessin :
La figure 1 est une coupe verticale de l'appareil- lare établi conformément à l'invention pour la fabrication de grenaille d'alliage de plomb.
La figure 2 en est une vue en plan.
La figure 3 est une vue en élévation du montage de la cuve de distribution sur un système à bascule.
La figure 4 enfin est une coupe à plus grande échel- le de la dite cuve de distribution et d'une gamelle à fond perforé.
Ainsi qu'on le voit sur le dessin, l'appareillage qui est utilisé pour la fabrication de grenaille d'un alliage
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de plomb, par exemple d'un alliage de plomb et arsenic tel qu'il peut être utilisé pour l'élaboration d'aciers au plomb du genre de ceux connus dans le commerce sous le nom de "LEDLOY", c'est-à-dire d'une grenaille d'une extrême fines- se, comporte tout d'abord une cuve 1 servant à la fusion de l'alliage et qui est chauffée par exemple par un bruleur 2 ou par tout autre moyen quelconque électrique ou autre. Cette cuve peut être munie d'un pyromètre afin qu'on puisse con- trôler constamment la température de l'alliage.
La cuve 1 est munie d'un double système de clapets constitué par un premier clapet 3 monté sur une rotule 4 et d'un second clapet 5 disposé par exemple à l'intérieur du premier.
Le clapet 3 comporte un pourtour cylindrique cou- pant et une pièce de guidage central le long de la tige en acier 6 qui commande le second clapet 5. Le soulèvement et l'abaissement du clapet 3 sont commandés au moyen d'une vis 7 à filets fins susceptible elle-même d'être,commandée par un écrou 8 entraîné par un volant à main 9. Le clapet 3 sert à effectuer d'une manière rapide et complète l'obtu- ration de 1!orifice 10 prévu à la partie inférieure de la cuve 1 pour l'évacuation de l'alliage fondu, obturation qui s'effectue par serrage de la vis 7.
Le second clapet 5 est guidé par une tige 11 qui obstrue en partie l'orifice de sortie 10 du four de fusion, en laissant toutefois passer un filet d'alliage. Ce clapet 5 est commandé par une tige 6 qui passe à l'intérieur de la vis 7 commandant l'autre clapet, cette tige 6 étant elle- même commandée par un électro-aimant 12,lequel est excité dans les conditions qui seront indiquées plus loin. Ce dis-
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positif permet de laisser sortir du four en 10, automatique- ment et d'une façon intormittente, du métal en fusion.
Ce métal, à la sortie de la cuve de fusion, est guide par une oulotte 13 vers une cuve régulatrice 14 d'une contenance appropriée. Cette cuve est chauffée par un moyen quelconque (par exemple par une rampe à gaz 15 ou par tout autre moyen électrique ou autre) à la température convenable, par exemple dans l'exemple envisagé à 450 .
Contrairement à ce qui se passe dans la fabrication du plomb de chasse, fabrication qui demande un débit impor- tant et régulier, le dispositif décrit ci-dessus permet de n'admettre à la cuve régulatrice ou cuve de distribution 14 qu'une légère quantité de plomb, et cela dès que le niveau dans la cuve 14 diminue d'une très faible quantité, ce qui permet d'obtenir de la grenaille extra-fine et, en aucun cas, des grains de gros diamètre.
La cuve de distribution 14 est montée, ainsi qu' on le voit sur la figure 3, sur un système à bascule 16 équilibré par un contre-poids 17; les axes de pivotement peuvent être montés sur roulement pour augmenter la sensi- bilité de la bascule. Sur la tige de support 18 de la cuve 14 est monté un doigt 19 qui vient agir sur un contacteur
20 qui est relié par un fil 21 à une source de courant S et par un fil 22 à l'électro-aimant 12 commandant le cla- pet 5, un autre fil 23 allant de la source 0 à l'électro- aimant 12 (ou bien le retour s'effectuant par la masse).
Le contre-poids 17 correspond au poids de l'en- semble mobile plus le poids du métal en fusion. Dès que la cuve 14 est pleine, le système de bascule agit et coupe'le- contact 20, ce qui a pour effet de faire cesser l'excitation
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de l'électro-aimant 12 et par conséquent de laisser retomber le olapet 5 commandé par ledit électro-aimant. Dès que le poids de la cuve 14 diminue, le contre-poids 17 entraîne cet- te cuve qui remonte et le doigt 19 vient agir sur le contac- teur 20 dans l'autre sens, ce qui rétablit le contact et provoque à nouveau l'excitation de l'électro-aimant et l'ou- verture du clapet 5.
La cuve 14 porte à sa partie inférieure un ou plu- sieurs ajutages 24, autant qu'il y a de gamelles de division 25 situées au-dessous de la cuve 14 (voir figuresl et 2); ces ajutages sont de préférence en acier et ont avantageuse- ment une forme conique permettant leur démontage aisé et par conséquent un nettoyage facile (voir en particulier figure 4).
Ces ajutages ont un trou calibré qui laisse.: couler dans l'u- nité de temps une quantité de métal correspondant exactement au débit de chacune des gamelles de division 25. Le niveau de l'alliage de plomb fondu restant presque constant dans la cuve 14 étant donné le rapport existant entre son diamè- tre et sa hauteur, le débit des ajutages 24 est donc pratique- ment toujours le même.
Des goulottes 26 en tôle d'acier par exemple condui- sent le métal sortant desdits ajutages 24 vers les gamelles 25. Ces gamelles ont un diamètre approprié et leur fond est peroé d'un grand nombre de rous de section convenable. Pour permettre la fabrication de la grenaille extra-fine, les gamelles 25 sont munies'à l'intérieur de plusieurs tamis 27 en tôle perforée placés les uns sur les autres, les trous se chevauchant ; tamis sont maintenus sur le fond de cha- que gamelle 25 par un cercle en acier ou tout autre moyen approprié. L'alliage de plomb fondu est distribué sur toute
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la surface des tamis 27 d'une façon correcte, grâce au mouve- ment de rotation qui est donné aux dites gamelles.
A cet effet, celles-ci sont placées sur une couronne dentée d'en- traînement 28 et isolées par des évents 29 ou tout autre moyen empêchant la température de la gamelle de se transmet- tre à la couronne 28. La couronne d'entraînement 28 en fonte est munie à sa partie inférieure d'une patin 30 faisant par- tie de la couronne d'entraînement. Ce patin est guidé par deux couronnes 31 et 32, placées sur une table de trépidation 33 dont il sera question plus loin.
Les couronnes 28 sont entraînées à une vitesse ap- propriée au moyen d'un pignon 34 qui lui-même est commandé par un réducteur à vis sans fin 35. Ce réducteur forme un bloc étanche qui est fixé sur une partie de la machine non soumise aux secousses ou trépidations.
Ce réducteur 35 est commandé par un arbre creux 36 entraîné par un moteur 37. Cet ensemble permet d'imprimer à chaque gamelle une vitesse de rotation appropriée, tout en leur laissant le mouvement de vibration.
Ce mouvement de rotation des gamelles peut être combiné avec un mouvement d'oscillation des goulottes 26; celles-ci sont alors montées sur pivot de façon à pouvoir arroser la surface totale des tamis 27 ; mouvement est réalisé au moyen d'une came 38 sur laquelle frotte un galet 39. Le rappel des goulottes sera assuré@ par un ressort. Ces goulottes seront de plus réchauffées au moyen d'une rampe à gaz 40 pour être certains que l'alliage en fusion ne se refrddisse pas pendant l'écoulement.
Grâce au dispositif décrit, on voit qu'il ne peut y avoir sur le fond de chaque gamelle 25 que très peu de
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métal fondu et que celui-ci est parfaitement réparti sur toute la surface ; outre, par suite de l'admission auto- matique de métal telle qu'elle a été décrite dans ce qui précède, une alimentation correspondant au débit de chaque gamelle est réalisée. On obtient par conséquent un débit régulier pour chaque gamelle 25, ce qui empêche la forma- tion de nombreux déchets provenant d'une alimentation trop importante ou irrégulière.
Comme il y a très peu de métal en fusion sur le fond de chaque gamelle 25, il est nécessaire pour permettre le passage du métal dans les trous perforés de chaque gamel- le afin de former ainsi des grenailles de toutes petites dimensions, de soumettre l'ensemble des gamelles à des se- cousses d'une rapidité convenable et d'une amplitude appro- priée. A cet effet, les différentes gamelles sont montées sur un chassis commun 33 qui est par exemple articulé en 41 sur le bâti de la machine et qui est soumis à des vibrations au moyen d'une came rotative 42,commandée par exemple au moyen du même moteur électrique 37 qui commande la rotation des gamelles ou par tout autre moyen électrique, mécanique ou pneumatique app roprié. Cette came peut être montée sur roulements à billes.
L'ensemble mobile 33, après avoir été soulevé par cette came, retombe sur des cales 43 dont la hauteur est réglable, ce qui permet de déterminer l'ampli- tude des secousses.
Etant donné le faible débit des gamelles 25, cel- les-ci sont réchauffées, à 450 par exemple dans l'exemple considéré, par une rampe à gaz 44 ou par tout autre moyen é quivalent .
Les gouttes daLliage fondu qui s'écoulent à tra- vers le fond perforé des gamelles 25 tombent d'une hauteur
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appropriée, se solidifient par refroidissement et arrivent dans une cuva en tôle de réception 45 placée dans une fosse et contenant de l'eau destinée à achever le refroidissement des grains.
Tout l'ensemble constitué par la cuve de distri- bution 14 et les gamelles 25 avec le système à secousses peut tourner autour d'un axe 46 (voir en particulier figure 2), le support du chassis comportant des roulettes 47-47' qui peuvent se déplacer sur des chemins de roulement 48-48' cor- respondants, ce qui permet à tout moment ou en fin de jour- née d'enlever la cuve de réception 45 au moyen d'un moufle ou d'un palan ou par tout autre moyen et de déposer le pro- duit fabriqué dans la goulotte de l'appareil de séchage par exemple .
On voit d'après ce qui précède que grâce à l'organi- sation qui vient d'être décrite et au procédé de fabrication adopté, il est possible de fabriquer une grenaille extrême- ment fine telle qu'elle peut convenir à divers emplois et en particulier à l'élaboration des aciers au plomb tels que ceux connus dans l'industrie sous le nom de "LEDLOY".
Bien entendu d'ailleurs, l'invention n'est aucune- ment limitée à cette application et le procédé qui vient d'être décrit peut être utilisé avec avantage pour les fa- brications des grenailles les plus diverses faites à partir de métaux ou d'alliages de différentes sortes.
Il est évident en outre que l'appareillage décrit dans ce qui précède et représenté sur le dessin n'a été don- né qu'à titre d'exemple seulement et que des modifications pourraient lui être apportées dans ses détails de réalisa- tion sans que l'économie générale de l'invention s'en trou- ve pour cela altérée.
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Method and machine for the production of shot.
Processes for the continuous manufacture of lead gronaille are already known, processes consisting essentially of bringing the molten lead from a melting vessel to a perforated hopper from which drops of lead flow which flow. solidify to form grains. The equipment used also sometimes includes a
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scale applied to the bowl carrying the perforated hopper to adjust the flow of lead.
These methods and devices are hardly suitable for the manufacture of hunting lead, but are not suitable for the manufacture of extra-fine shot of molten metals or alloys, in particular of lead or of lead alloy, such as for example that that which is used for the preparation of lead steels known under the name of "LEDLOY".
It is to enable the manufacture of such an extra-fine shot that the applicants have designed the process and the apparatus which are the subject of the present invention.
The process is essentially characterized by the fact that the molten metal or alloy is discharged in streams from the melting tank and arrives in a thin layer on the perforated bottom of the bowls, all of them being subjected to shaking. adjustable amplitude.
This process is also characterized by the fact that the bowls are subjected to a rotational movement combined with an oscillation of their feed chutes in order to ensure a correct distribution of the molten metal on the bottom of the bowls.
The equipment used for the application of this process is characterized by the following essential points considered individually or in combination:
1 - The melting tank has a double system of valves of special construction, the first allowing a complete and rapid closure of the tank and the second allowing an evacuation of the molten metal or alloy in the form of a net.
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2 - Between the melting tank and the dividing dishes is interposed a distribution tank comprising calibrated nozzles giving a determined flow rate.
3 - This distribution tank is mounted on a rocking system which controls, in an appropriate manner, the valve of the melting tank provided for the discharge of the molten metal or alloy in the form of a net.
4 - The dividing bowls are subjected to a rotational movement ensuring a correct distribution of the molten metal.
5 - The rotational movement can be combined with an oscillating movement of the feed chutes.
6 - All the bowls are subjected to the action of an appropriate shaking system.
7 - The whole of the distribution tank and the bowls with its shaking system is mobile.
In the accompanying drawing, there is shown schematically and by way of example only one embodiment of the present invention.
On this drawing :
Figure 1 is a vertical section of the apparatus established in accordance with the invention for the manufacture of lead alloy shot.
Figure 2 is a plan view.
Figure 3 is an elevational view of the mounting of the dispensing tank on a rocker system.
Finally, FIG. 4 is a section on a larger scale of said dispensing tank and of a bowl with a perforated bottom.
As can be seen in the drawing, the apparatus which is used for the manufacture of shot of an alloy
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lead, for example of an alloy of lead and arsenic such that it can be used for the production of lead steels of the type of those known in the trade under the name of "LEDLOY", that is to say ie extremely fine shot, comprises first of all a tank 1 used for melting the alloy and which is heated, for example, by a burner 2 or by any other electrical or other means. This tank can be fitted with a pyrometer so that the temperature of the alloy can be constantly monitored.
The tank 1 is provided with a double valve system consisting of a first valve 3 mounted on a ball joint 4 and a second valve 5 disposed for example inside the first.
The valve 3 has a cylindrical cutting circumference and a central guide piece along the steel rod 6 which controls the second valve 5. The raising and lowering of the valve 3 are controlled by means of a screw 7 to fine threads capable itself of being controlled by a nut 8 driven by a handwheel 9. The valve 3 serves to effect in a rapid and complete manner the closing of the orifice 10 provided for in part bottom of the tank 1 for the evacuation of the molten alloy, which is closed by tightening the screw 7.
The second valve 5 is guided by a rod 11 which partially obstructs the outlet orifice 10 of the melting furnace, while allowing a thread of alloy to pass. This valve 5 is controlled by a rod 6 which passes inside the screw 7 controlling the other valve, this rod 6 being itself controlled by an electromagnet 12, which is energized under the conditions which will be indicated more far. This dis-
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positive allows molten metal to exit the furnace at 10 automatically and intensively.
This metal, at the outlet of the melting tank, is guided by an oulet 13 towards a regulating tank 14 of suitable capacity. This tank is heated by any means (for example by a gas train 15 or by any other electrical or other means) to the suitable temperature, for example in the example envisaged at 450.
Contrary to what happens in the manufacture of hunting lead, manufacture which requires a large and regular flow rate, the device described above makes it possible to admit to the regulating tank or distribution tank 14 only a small quantity. of lead, and this as soon as the level in the tank 14 decreases by a very small amount, which makes it possible to obtain extra-fine shot and, in any case, large diameter grains.
The distribution tank 14 is mounted, as can be seen in FIG. 3, on a rocker system 16 balanced by a counterweight 17; the pivot pins can be mounted on bearings to increase the sensitivity of the rocker. A finger 19 is mounted on the support rod 18 of the tank 14 which acts on a contactor
20 which is connected by a wire 21 to a current source S and by a wire 22 to the electromagnet 12 controlling the valve 5, another wire 23 going from the source 0 to the electromagnet 12 ( or the return is effected by the mass).
The counterweight 17 corresponds to the weight of the moving assembly plus the weight of the molten metal. As soon as the tank 14 is full, the toggle system acts and cuts off the contact 20, which has the effect of stopping the excitation.
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of the electromagnet 12 and consequently to let fall the valve 5 controlled by said electromagnet. As soon as the weight of the tank 14 decreases, the counterweight 17 drives this tank which rises and the finger 19 acts on the contactor 20 in the other direction, which reestablishes contact and again causes excitation of the electromagnet and opening of the valve 5.
The tank 14 carries at its lower part one or more nozzles 24, as many as there are dividing dishes 25 located below the tank 14 (see Figures 1 and 2); these nozzles are preferably made of steel and advantageously have a conical shape allowing their easy disassembly and therefore easy cleaning (see in particular FIG. 4).
These nozzles have a calibrated hole which allows: to flow in a unit of time an amount of metal corresponding exactly to the flow rate of each of the dividing dishes 25. The level of the molten lead alloy remaining almost constant in the tank 14 given the relationship between its diameter and its height, the flow rate of the nozzles 24 is therefore almost always the same.
Chutes 26 made of sheet steel, for example, lead the metal coming out of said nozzles 24 towards the bowls 25. These bowls have a suitable diameter and their bottom is pierced with a large number of holes of suitable cross section. To allow the manufacture of the extra-fine shot, the bowls 25 are provided inside with several sieves 27 in perforated sheet placed one on top of the other, the holes overlapping; sieves are held on the bottom of each dish 25 by a steel ring or other suitable means. The molten lead alloy is distributed throughout
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the surface of the sieves 27 in a correct manner, thanks to the rotational movement which is given to said bowls.
To this end, they are placed on a toothed drive ring 28 and isolated by vents 29 or any other means preventing the temperature of the bowl from being transmitted to the ring 28. The drive ring 28 made of cast iron is provided at its lower part with a shoe 30 forming part of the drive crown. This shoe is guided by two crowns 31 and 32, placed on a trepidation table 33 which will be discussed later.
The crowns 28 are driven at a suitable speed by means of a pinion 34 which itself is controlled by a worm gearbox 35. This gearbox forms a sealed block which is fixed to a part of the machine which is not subjected. to jolts or tremors.
This reduction gear 35 is controlled by a hollow shaft 36 driven by a motor 37. This assembly makes it possible to impart to each bowl an appropriate speed of rotation, while leaving them the vibration movement.
This rotational movement of the bowls can be combined with an oscillating movement of the chutes 26; these are then mounted on a pivot so as to be able to spray the total surface of the sieves 27; movement is carried out by means of a cam 38 on which a roller 39 rubs. The return of the chutes will be provided by a spring. These chutes will also be heated by means of a gas train 40 to be certain that the molten alloy does not refrddisse during the flow.
Thanks to the device described, it can be seen that there can be on the bottom of each bowl 25 very little
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molten metal and that it is perfectly distributed over the entire surface; furthermore, as a result of the automatic admission of metal as described above, a supply corresponding to the flow rate of each dish is produced. An even flow rate is therefore obtained for each dish 25 which prevents the formation of a lot of waste from too much or irregular feeding.
As there is very little molten metal on the bottom of each bowl 25, it is necessary to allow the passage of the metal through the perforated holes of each bowl in order to thus form shot of very small dimensions, to submit the all of the bowls in juxtaposition of suitable rapidity and suitable amplitude. For this purpose, the different bowls are mounted on a common frame 33 which is for example articulated at 41 on the frame of the machine and which is subjected to vibrations by means of a rotary cam 42, controlled for example by means of the same electric motor 37 which controls the rotation of the bowls or by any other appropriate electrical, mechanical or pneumatic means. This cam can be mounted on ball bearings.
The movable assembly 33, after having been lifted by this cam, falls back on wedges 43, the height of which is adjustable, which makes it possible to determine the amplitude of the jolts.
Given the low flow rate of the bowls 25, they are reheated, to 450 for example in the example considered, by a gas train 44 or by any other equivalent means.
The drops of molten alloy which flow through the perforated bottom of the dishes 25 fall from a height
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appropriate, solidify by cooling and arrive in a receiving sheet pan 45 placed in a pit and containing water intended to complete the cooling of the grains.
The whole assembly constituted by the distribution tank 14 and the bowls 25 with the shaking system can rotate about an axis 46 (see in particular FIG. 2), the support of the frame comprising rollers 47-47 'which can move on corresponding 48-48 'raceways, which makes it possible at any time or at the end of the day to remove the receiving tank 45 by means of a block or a hoist or by any other means and deposit the product produced in the chute of the drying apparatus for example.
It can be seen from the foregoing that thanks to the organization which has just been described and to the manufacturing process adopted, it is possible to manufacture an extremely fine shot such that it can be suitable for various uses and in particular in the production of lead steels such as those known in the industry under the name "LEDLOY".
Of course, moreover, the invention is in no way limited to this application and the process which has just been described can be used with advantage for the manufacture of the most diverse shots made from metals or dies. alloys of different kinds.
It is further evident that the apparatus described in the foregoing and shown in the drawing has been given by way of example only and that modifications could be made to it in its construction details without that the general economy of the invention is thereby altered.