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COLLECTEUR DE SURCHAUFFEUR EN PLUSIEURS PIECES.
Cette invention concerne des collecteurs de surchauffeurs du type dit "à doigts" employés dans les surchauffeurs à tubes de fumée pour locomotives et chaudières du même genre. Les collecteurs de ce genre comportent en plus d'un certain nombre de doigts ou poches, relativement petites, auxquelles sont connectés les éléments surchauffeurs, une cham- bre de distribution de vapeur saturée et une chambre où se rassemble la vapeur surchaufféeo Ces deux chambres s'étendent longitudinalement dans le collecteur, la première chambre présentant une bride pour être assem- blée avec le tuyau amenant la vapeur de l'espace de vapeur saturée à la chaudière,
et l'autre chambre présentant deux ou plusieurs brides aux- quelles sont connectés les tuyaux conduisant la vapeur à la partie dis- tribution de la locomotive. Ces chambres sont en communication constan- te avec les poches ci-dessus mentionnées, certaines de ces dernières re- cevant de la vapeur saturée venant de la chambre de distribution et l'en- voyant dans les éléments surchauffeurs, tandis que les autres poches re- çoivent la vapeur surchauffée des éléments surchauffeurs et l'envoient dans la chambre collectrice, les poches de vapeur saturée et surchauffée alternant sur toute la longueur du collecteur.
Dans quelques collecteurs du type ci-dessus décrit et connus sous le nom de "collecteurs à boulons", les poches sont espacées et les boulons servant à maintenir les étriers qui fixent les éléments surchauffeurs sur les trous prévus dans les parois de fond des poches, s'étendent dans les espaces ou fentes prévus entre les poches, tandis que, dans d'autres collecteurs de la même espèce, les boulons des étriers qui fixent les éléments surchauffeurs en position ont leurs têtes qui se glissent dans des rainures de forme appropriée dans la chambre de fond du collecteur.
Pour empêcher la transmission de chaleur de la chambre collec- trice de vapeur surchauffée à la chambre distributrice de vapeur saturée, il est connu9 dans la pratique, d'espacer ces deux chambres, c'est-à-dire de prévoir des espaces isolants entre elles. De plus, il est maintenant courant de prévoir des espaces isolants entre les poches de vapeur satu-
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rée et de vapeur surchauffée et les chambres de vapeur saturée et de vapeur surchauffée respectivement, les chambres étant disposées côte à côte, avec les poches au-dessous d'elles, ou étant relativement espacées largement tandis que les poches s'étendent dans l'espace prévu entre les chambres.
Les collecteurs de l'espèce qui vient d'être dite ont été faits en une seule pièce moulée, ou ont été constitués par deux pièces moulées et assemblées. De telles pièces sont naturellement d'une nature relativement compliquée et nécessitent un travail assez délicat pour être fabriquées. Que les chambres soient en acier moulé ou en fonte, il est assez courant d'obtenir des défauts dans les pièces moulées, lesquels défauts conduisent à des rebuts avec pertes de matières et de travail.
En vue de remédier aux inconvénients dans la fabrication de collecteurs moulés du type qui vient d'être décrit, on a proposé de construire les collecteurs entièrement en éléments d'acier forgé soudés ensemble ou en éléments d'acier forgé comportant des collets à brides en acier moulé qui assurent la connexion des chambres respectives avec les orifices de vapeur saturée et les tuyaux conduisant la vapeur sur- chauffée à la distribution, ainsi que, le cas échéant, avec certains dis- positifs auxiliaires., Mais ces propositions antérieures n'ont pas été mises en pratique, principalement par suite de la distorsion des éléments composants qui se produit lors de la soudure, et également dans certains cas par suite de leur coût excessif.
Un des objets de la présente invention est de prévoir un col- lecteur du type qui vient d'être dit, qui peut être fabriqué en acier forcé et en métal ferreux moulé (acier ou fonte), les pièces composan- tes étant de forme simple et telles que les soudures soient situées dans des endroits facilement accessibles, en même temps que la distorsion des organes pendant la soudure soit réduite au minimum. Un autre objet de l'invention est d'obtenir un collecteur tel que des ouvertures de large section permettent l'écoulement de la vapeur dans les poches respectives à partir de la chambre distributrice de vapeur saturée et depuis la po- che réceptrice de vapeur surchauffée jusqu'à la chambre collectrice de vapeur
La plupart des collecteurs de locomotives jusqu'à présent utilisés ont été des collecteurs moulés en une seule pièce.
En conséquen- ce, il a été possible de leur donner une forme compacte de telle sorte qu'ils occupent relativement peu d'espace dans la boîte à fumée de la locomotiveo Un autre objet de l'invention est d'obtenir un collecteur de l'espèce indiquée qui peut être construit en un certain nombre d'organes de forme simple et qui occupera généralement le même espace que le col- lecteur connu en une seule pièce dans la boite à fumée de la locomotive, de façon à pouvoir être interchangeable avec ce collecteur antérieur, tandis qu'en même temps, pour la majeure partie des pièces constituant le collecteur, on bénéficie des avantages résultant de l'utilisation d'acier forgée
En outre, le collecteur objet de l'invention, ayant des cham- bres en acier forgé et des poches en métal ferreux, moulées, est tel que toutes ses poches, excepté dans certains cas,
celles qui se trouvent aux extrémités, peuvent être des pièces moulées de dimension et de forme iden- tiques, lesdites poches étant d'une forme si simple que la fabrication du moule qui permet de les obtenir est un travail plus simple que celui qui était nécessaire pour produire le moule, dans le cas de collecteurs moulés en une seule pièce, avec cet avantage que, dans le cas où une des pièces moulées se montre défectueuse à l'examen où à l'épreuve, avant d'être soudée à la place voulue, sur le collecteur, on puisse la rejeter, les pertes de matière, de temps et de travail qui en résultent étant ainsi
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relativement faibles.
Selon la présente invention, un collecteur de surchauffeur de l'espèce indiquée, comporte des poches ou doigts en métal ferreux, moulées individuellement, et auxquelles sont connectés les éléments sur- chauffeurs, ainsi que deux chambres distributrice et collectrice de va- peur, en acier forgé, s'étendant sur la longueur du collecteur, des ouvertures étant prévues dans ces chambres sur lesquelles sont respec- tivement soudées les poches ci-dessus, des plaques étant ensuite soudées pour fermer les extrémités des chambres, et des brides ou des bossages ou des organes équivalents étant soudés aux chambres sur des ouvertures qu'elles présentent pour assurer la connexion desdites chambres avec les tuyaux amenant la vapeur saturée ou conduisant la vapeur surchauffée au: point d'utilisation.
De plus, on peut souder à une chambre de collecteur un ou plusieurs collets à brides, ou bossages, pour assurer l'assemblage total du collecteur ou la connexion à d'autres appareils, par exemple un reni- fleur, où à des canalisations de vapeur aboutissant à des dispositifs auxiliaires.
Les chambres collectrice et distributrice de vapeur d'un collecteur conforme à l'invention peuvent être constituées à l'aide de portions de plaques d'acier, ou de tubes, soudées ensemble, ou peuvent être constituées principalement d'organes tubulaires étirés ou enroulés sans soudure, de forme appropriée en coupe. Dans le premier cas, chaque chambre peut comporter deux portions d'une plaque s'étendant dans le sens longitudinal de la chambre, et l'une ou les deux portions étant conformées, comme il y a lieu, pour donner à la coupe de la chambre la forme voulue, les poches respectives étant soudées à l'une des portions le long d'ou- vertures qu'elle présente, avant que l'on soude ensemble les bords adja- cents, ou opposés, longitudinaux des deux portions de la plaque..
Dans le second cas, les poches sont de préférence soudées aux organes tubu- laires étirés, ou enroulés, avant que l'on ferme les extrémités desdits organes par des pièces qui y sont soudées.
De préférence, les collets à biides sont constitués par des pièces moulées en métal ferreux, mais, s'il y a lieu, ils peuvent être également en acier forgé obtenu soit par forgeage, ou par un traitement approprié de la matièreo
Des collecteurs construits conformément à la présente inven- tion comportent principalement deux pièces ou éléments : d'une part un élément de vapeur saturée et, d'autre part, un élément de vapeur surchauf- fée, et des épaulements appropriés, ou organes équivalents, sont prévus sur les éléments respectifs pour être utilisés dans l'assemblage en posi- tion d'un des éléments par rapport à l'autre et pour les fixer l'un à l'autre.
De même, des oreilles ou des rebords convenables sont formés ou soudés sur les éléments, aux extrémités de la chambre qu'ils constituent, pour permettre de fixer celles-ci sur les brides usuelles de support mon- tées sur les plaques de la boite à fumée sur les côtés de ladite boite.
La description qui va suivre, en regard des dessins annexés donnés à titre d'exemple, fera mieux comprendre la façon dont l'invention peut être réalisée.
La fig. 1 représente en élévation et partiellement en coupe un collecteur conforme à un premier mode de réalisation de l'invention pour un surchauffeur de locomotive du type tube à fumée.
La fig. 2 montre partiellement en plan et partiellement en coupe le collecteur reproduit sur la fige 1.
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La fige 3 est une coupe du collecteur représenté sur la fig.l suivant A-A de cette figureo
La fig. 4 représente une coupe en élévation des poches du collecteur représenté sur les figo 1 à 3.
La ,fige 5 est une coupe partielle prise suivant la ligne B-B de la figa 1 montrant les oreilles ou épaulements sur les éléments du col- lecteur, épaulementsutilisés pour l'assemblage de ces derniers.
La fig. 6 est une coupe d'un collecteur de surchauffeur de locomotive conforme à un autre mode de réalisation de l'invention.
La figo 7 représente en plan une des poches du collecteur représenté sur la figo 60
La fig. 8 est une coupe d'un collecteur de surchauffeur de locomotive constituant une autre variante de réalisation de l'invention.
Si l'on se réfère d'abord aux fige 1 à 5, les chiffres de référence 1 et 2 désignent les chambres collectrices et distributrice de vapeur qui sont.disposées au-dessus des poches 3 et 4 et auxquelles sont connectées les extrémités des éléments surchauffeurs non représentés.
Les chambres 1 et 2 sont de coupe trapézoïdale, chaque chambre ayant ses parois latérales dans des plans verticaux parallèles tandis que sa paroi supérieure est dans un plan horizontal et sa paroi inférieure principa- lement dans un plan incliné vers le haut et vers l'autre chambre.
Les parois de la chambre 1 sont formées de deux bandes ou portions 5 et 6 d'une plaque d'acier, la bande 5 ayant son rebord lon- gitudinal, ou ses régions marginales, retournées vers le bas, la bande 6 ayant ses régions longitudinales retournées vers le haut, les deux bandes étant soudées à leurs extrémités en regard suivant les lignes de soudure 7 et 8 s'étendant tout le long'des parois verticales de la chambre, approximativement à mi-chemin entre le bas et le haut de la chambre. Les parois de la chambre 2 sont de même formées de bandes convenablement inclinées 9 et 10, soudées en 11 et 12.
Des ouvertures 13 et 14, de forme convenable, sont prévues dans la paroi inférieure, ou de base, des chambres 1 et 2 pour permettre la connexion avec les poches ou "doigts" 3 et 4.
Les poches ou "doigts"' 3 et 4 qui sont en métal ferreux moulé, ont la forme ordinaire oblongue rectangulaire et présentent un collet 15 s'étendant à partir de la paroi supérieure et incliné sur celle-ci,l'extrémité supérieure de chaque collet étant soudée en 16 sur la face de base inclinée de la chambre respective 1 ou 2, le long de l'ouverture appropriée 13 ou 14 qui y est prévue
On comprendra que, comme on l'a représenté,les parois infé- rieures des poches 3, 4 se trouvent dans le même plan horizontal et que chaque collet 15, est incliné de telle sorte que sa ligne axiale soit normale au plan de la portion inclinée de la paroi inférieure de la cham- bre respective.
Lors de la construction du collecteur, les poches 3 et 4 sont soudées aux bandes, ou plaques, 6,10 constituant les portions inférieures des chambres 1 et 2; après quoi, les bandes ou plaques 5 et 9 formant les portions supérieures des chambres sont soudées aux bandes 6 et 10; et en- suite, des plaques d'extrémités, convenablement conformées, 17,18, 19 et 20 sont soudées de façon à fermer les extrémités des chambres 1 et 2, les
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plaques 17 et 20 étant de préférence inclinées vers le haut et vers le centre du collecteur, par exemple à un angle d'approximativement 45 sur l'horizontale comme on l'a représenté, de manière à suivre, autant que possible, l'inclinaison de la plaque de la boîte à fumée non représen- tée.
Sur la face arrière de la chambre de distribution 1, on a soudé, le long d'une ouverture de forme appropriée 21, un collet à bride 22, de préférence en acier moulé, de façon à permettre la connexion de la chambre au tuyau non représenté amenant la vapeur saturée de l'espace de vapeur de la chaudièreo Près des extrémités de la paroi frontale de la chambre 2 des collets à brides similaires 23 sont soudés le long d'ou- vertures convenables, ces brides servant à assurer la connexion avec les tuyaux conduisant à la distribution de la machine; une bride similaire 24 peut être soudée à la partie supérieure de la chambre 1, comme repré- senté, pour monter un renifleur.
Pour maintenir les éléments constituant le collecteur en disposition convenable les uns par rapport aux autres et pour les assem- bler, des bossages appropriés sont soudés aux chambres. C'est ainsi que, comme on l'a représenté, des bossages 25 sont prévus sur la paroi arriè- re de la chambre collectrice 2, pour venir s'appliquer sur des bossages similaires 26 prévus sur la paroi frontale de la chambre distributrice 1, tandis qu'à chaque extrémité du collecteur, une oreille ou bossage 27 sou- dée sur 1-lune des chambres, pénètre entre les branches 28 d'un organe en forme d'U disposé horizontalement et soudé à l'autre chambre, ladite oreille 27 et l'organe 28 étant assemblés par un boulon vertical 29.
Pour la fi- xation du collecteur aux épaulements de supports ordinaires prévus sur les plaques de la boîte à fumée, des portions de plaques 30 sont soudées aux poches situées à l'extrémité, de façon à constituer des rebords qui reposent sur lesdits épaulements et y sont boulonnés.
De même que dans les collecteurs moulés, les boulons des étriers de fixation des tubes surchauffeurs s'étendent à travers l'espacé prévu entre les poches 3 et 4, des surfaces de support 31 étant prévues pour les têtes de ces boulons sur la paroi supérieure desdites poches.
Dans le mode de réalisation représenté sur les figures 6 et 7, les chambres 1 et 2 sont de coupe plus ou moins triangulaire comme on le voit sur la figo 6 et les pièces moulées constituant les poches 3 et 4 s'étendent entre les chambres. Chaque chambre est formée d'une bande plane, ou portion de plaque, 32, et d'une bande 33 convenablement confor- mée; ces deux bandes sont soudées en 34 et les extrémités de la chambre sont fermées par des plaques non représentées soudées aux bandes 32,33 Les bandes 33 des deux chambres constituant le collecteur sont conformées de façon à donner des parois inclinées dans lesquelles sont prévues des ouvertures auxquelles sont connectés les collets 15 des poches 3 et 4.
Comme dans le cas du collecteur représenté sur les fig. 1 à 5, des mesu- res sont prises pour réunir au collecteur le tuyau d'amenée de:' vapeur sa- turée et le tuyau emmenant la vapeur surchauffée vers son lieu d'utili- sation. Un collet à bride 22 est soudé sur la bande ou plaque 32 formant la paroi arrière de la chambre distributrice 1, mais au lieu des collets 23, de la fig. 2, des bossages ou des raccords 35 sont soudés sur la bande 32 formant la partie frontale de la chambre collectrice 2. Les raccords 35 peuvent être constitués en pièces forgées. La fige 6 montre un collet 24 pour le montage d'un renifleur sur la chambre 1 comme dans le cas de la figure précédente.
Les éléments constituant le collecteur sont maintenus.en position l'un par rapport à 1'autre et assemblés par' le moyen d'une barre longitudinale 36 pourvue d'orifices et s'engageant dans des évidements ménagés dans des bossages 37 prévus sur les parois
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supérieures et les collets des poches 3 et 4, lesdits bossages 37 rece- vant des boulons 38 qui passent à travers les ouvertures correspondantes de la barre 36 et sont équipés avec des écrous 39.
Dans l'autre mode de réalisation représenté sur la fig. 8 dans lequel, comme on le voit sur la fig. 6, les poches 3 et 4 s'éten- dent entre les chambres 1 et 2, ces dernières sont de forme plus ou moins triangulaire en coupe, et chacune comporte une bande ou plaque 40 repliée à angle droit et constituant la paroi supérieure et la paroi verticale de la chambre. Une autre plaque, ou bande 41 sur laquelle sont soudés les collets 15 des poches respectives se trouve inclinée sur la vertica- le avec son bord inférieur replié suivant un plan horizontal, et soudée à ses extrémités sur la plaque 40.
Si on le désire, les collets 15 des.poches, au lieu d'être de section circulaire comme dans les figures précédentes, peuvent être de section plus ou moins rectangulaire pour offrir une aire maximum au passage du courant de'vapeur les ouvertures dans les parois inclinées 41 du collecteur étant conformées de façon similaire. Comme dans le mode de réalisation de l'invention décrit dans les figures 1 à 5, des collets à brides 22, 23 et 24 sont soudés sur les chambres pour assurer la con- nexion avec les tuyaux respectifs de conduite de vapeur et de montage d'un renifleur,et des brides convenables sont également soudées aux poches terminales pour permettre de boulonner l'ensemble sur des épaule- ments de supports.
Pour maintenir en position les éléments constituant le col- lecteur et pour les accoupler, une oreille dirigée vers le haut, 42, est prévue sur le collet 15 de chaque poche, et une barre 43 est prévue et s'étend horizontalement de bout en bout du collecteur. Elle s'engage dans des évidements ménagés dans lesdites oreilles, ladite barre 43 re- cevant des boulons 44 qui traversent des trous prévus dans les oreilles et sont filetés à leurs extrémités pour recevoir des écrois 45. Si on le désire, des goujons peuvent être substitués aux boulons 44.
Comme il a été mentionné ci-dessus, la ou les chambres s'éten- dant longitudinalement dans le collecteur, objet de l'invention, au lieu d'être formées principalement de deux plaques ou bandes simplement repliées pour donner la forme voulue en coupe à la chambre, et ensuite soudées en- semble, peuvent être formées essentiellement d'un organe tubulaire, sans soudure, étiré à la forme voulue, comme par exemple une portion de tube sans soudure,de diamètre convenable, et conformée par laminage, forgea- ge ou tout autre procédé connu, de façon à avoir en coupe la forme voulue, les extrémités de cet organe étant fermées par soudure de portions de pla- ques planes, comme dans les modes de réalisation qui ont été décrits ci- dessus.
On comprendra que les organes tubulaires formant la chambre com- portent des ouvertures pour permettre d'y disposer les poches et les dif- férents collets ou brides,tous ces éléments étant de préférence soudés sur lesdits organes constituant la chambre tubulaire avant que les extré- mités de cette dernière soient fermées par soudure des plaques terminales.
Si on le désire, au lieu de fixer les extrémités des éléments surchauffeurs au collecteur par le moyen de boulons et d'étriers, les po- ches étant espacées et les hampes des boulons étant disposées entre elles avec leurs têtes portant sur les sommets des poches, le collecteur peut avoir des poches contiguës, et les têtes des boulons fixant'les éléments peuvent glisser dans des rainures prévues sur le fond du collecteur. De telles rainures peuvent être aussi constituées par des canaux ménagés dans les portions inférieures des parois contiguës de deux poches adja- centes, les portions des parois respectives au-dessous des canaux étant
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creusées d'une quantité suffisante pour recevoir les hampes des boulons entre elles.
REVENDICATIONS.
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MANIFOLD OF SUPERHEATER IN SEVERAL PIECES.
This invention relates to so-called "finger" type superheater manifolds used in fire tube superheaters for locomotives and boilers of the same type. Collectors of this type have in addition to a number of relatively small fingers or pockets to which the superheating elements are connected, a saturated steam distribution chamber and a chamber in which the superheated steam collects. These two chambers s 'extend longitudinally into the manifold, the first chamber having a flange to be assembled with the pipe carrying steam from the saturated steam space to the boiler,
and the other chamber having two or more flanges to which are connected the pipes leading the steam to the distribution part of the locomotive. These chambers are in constant communication with the above-mentioned pockets, some of the latter receiving saturated steam from the distribution chamber and passing it into the superheating elements, while the other pockets re - receive the superheated steam from the superheating elements and send it into the collecting chamber, the pockets of saturated and superheated steam alternating over the entire length of the collector.
In some collectors of the type described above and known under the name of "bolt collectors", the pockets are spaced and the bolts serving to hold the brackets which fix the superheating elements on the holes provided in the bottom walls of the pockets, extend into the spaces or slots provided between the pockets, while, in other manifolds of the same kind, the bolts of the calipers which secure the superheater elements in position have their heads which slide into suitably shaped grooves in the the bottom chamber of the collector.
To prevent the transmission of heat from the superheated steam collecting chamber to the saturated steam distributing chamber, it is known in the practice to space these two chambers, that is to say to provide insulating spaces between they. In addition, it is now common to provide insulating spaces between the pockets of saturated vapor.
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air and superheated steam and the saturated steam and superheated steam chambers respectively, the chambers being arranged side by side, with the pockets below them, or being relatively widely spaced as the pockets extend into the space provided between the rooms.
The collectors of the kind which has just been mentioned were made in a single molded part, or were constituted by two molded parts and assembled. Such parts are naturally of a relatively complicated nature and require quite delicate work to be manufactured. Whether the chambers are made of cast steel or cast iron, it is quite common to get defects in castings, which defects lead to rejects with loss of materials and labor.
In order to remedy the drawbacks in the manufacture of molded manifolds of the type which has just been described, it has been proposed to construct the manifolds entirely from forged steel elements welded together or from forged steel elements comprising flanged collars in cast steel which ensure the connection of the respective chambers with the saturated steam orifices and the pipes carrying the superheated steam to the distribution, as well as, if necessary, with certain auxiliary devices., But these previous proposals have not not been put into practice, mainly as a result of the distortion of the component elements which occurs during soldering, and also in some cases as a result of their excessive cost.
One of the objects of the present invention is to provide a manifold of the type just mentioned, which can be made of forced steel and of cast ferrous metal (steel or cast iron), the component parts being of simple shape. and such that the welds are located in easily accessible places, at the same time that the distortion of the members during the welding is reduced to a minimum. Another object of the invention is to obtain a manifold such that openings of large cross section allow the flow of steam into the respective pockets from the saturated steam distribution chamber and from the superheated steam receiving bag. up to the vapor collection chamber
Most of the locomotive manifolds heretofore used have been one-piece molded manifolds.
Consequently, it has been possible to give them a compact form so that they occupy relatively little space in the smoke box of the locomotive. Another object of the invention is to obtain a manifold of the locomotive. 'specified species which can be constructed in any number of simple shaped members and which will generally occupy the same space as the known one-piece manifold in the locomotive smoke box, so as to be interchangeable with this front manifold, while at the same time, for the major part of the parts constituting the manifold, the advantages resulting from the use of forged steel
Furthermore, the manifold object of the invention, having forged steel chambers and molded ferrous metal pockets, is such that all of its pockets, except in certain cases,
those at the ends may be molded parts of the same size and shape, said pockets being of such a simple shape that the manufacture of the mold which allows them to be obtained is a simpler job than that which was necessary. to produce the mold, in the case of manifolds molded in one piece, with the advantage that, in the case where one of the molded parts proves to be defective on examination or in the test, before being welded instead desired, on the collector, it can be rejected, the resulting losses of material, time and work being thus
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relatively weak.
According to the present invention, a superheater manifold of the kind indicated, comprises pockets or fingers of ferrous metal, individually molded, and to which the superheater elements are connected, as well as two distributing and collecting chambers of steam, in. forged steel, extending the length of the manifold, openings being provided in these chambers to which the above pockets are respectively welded, plates then being welded to close the ends of the chambers, and flanges or bosses or equivalent members being welded to the chambers on openings which they present to ensure the connection of said chambers with the pipes supplying the saturated steam or leading the superheated steam to the point of use.
In addition, one or more flanged collars, or bosses, can be welded to a manifold chamber to ensure the complete assembly of the manifold or the connection to other devices, for example a snaffle, or to pipe lines. steam leading to auxiliary devices.
The vapor collecting and distributing chambers of a manifold according to the invention may be formed using portions of steel plates, or tubes, welded together, or may consist mainly of stretched or wound tubular members. seamless, suitably shaped in section. In the first case, each chamber may comprise two portions of a plate extending in the longitudinal direction of the chamber, and one or both portions being shaped, as appropriate, to give the cross section of the chamber. chamber the desired shape, the respective pockets being welded to one of the portions along the openings that it presents, before the adjacent, or opposite, longitudinal edges of the two portions of the chamber are welded together. plate..
In the second case, the pockets are preferably welded to the stretched tubular members, or wound up, before the ends of said members are closed by parts which are welded thereto.
Preferably, the biid collars are formed by castings of ferrous metal, but, if necessary, they can also be forged steel obtained either by forging, or by an appropriate treatment of the material.
Manifolds constructed in accordance with the present invention mainly comprise two parts or elements: on the one hand a saturated steam element and, on the other hand, a superheated steam element, and suitable shoulders, or equivalent members, are provided on the respective elements for use in the assembly in position of one of the elements relative to the other and for fixing them to each other.
Likewise, suitable ears or rims are formed or welded on the elements, at the ends of the chamber which they constitute, to enable them to be fixed on the usual support flanges mounted on the plates of the box. smoke on the sides of said box.
The description which follows, with reference to the accompanying drawings given by way of example, will make it easier to understand the way in which the invention can be implemented.
Fig. 1 shows in elevation and partially in section a manifold according to a first embodiment of the invention for a locomotive superheater of the smoke tube type.
Fig. 2 shows partially in plan and partially in section the collector shown in fig 1.
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Fig 3 is a section of the collector shown in fig.l following A-A of this figureo
Fig. 4 shows a sectional elevation of the pockets of the collector shown in Figs 1 to 3.
Fig. 5 is a partial section taken along line B-B of fig 1 showing the lugs or shoulders on the elements of the collector, shoulders used for the assembly of the latter.
Fig. 6 is a sectional view of a locomotive superheater manifold according to another embodiment of the invention.
Figo 7 shows in plan one of the pockets of the collector shown in figo 60
Fig. 8 is a sectional view of a locomotive superheater manifold constituting another variant embodiment of the invention.
Referring first to figs 1 to 5, the reference numerals 1 and 2 denote the collecting and distributing steam chambers which are arranged above the pockets 3 and 4 and to which the ends of the elements are connected. superheaters not shown.
Chambers 1 and 2 are trapezoidal in cross section, each chamber having its side walls in parallel vertical planes while its upper wall is in a horizontal plane and its lower wall mainly in a plane inclined upwards and towards the other. bedroom.
The walls of the chamber 1 are formed of two strips or portions 5 and 6 of a steel plate, the strip 5 having its longitudinal edge, or its marginal regions, turned downwards, the strip 6 having its regions. longitudinal edges turned upwards, the two strips being welded at their opposite ends along weld lines 7 and 8 extending all the way along the vertical walls of the chamber, approximately halfway between the bottom and the top of the chamber. bedroom. The walls of the chamber 2 are likewise formed of suitably inclined strips 9 and 10, welded at 11 and 12.
Conveniently shaped openings 13 and 14 are provided in the bottom, or base, wall of chambers 1 and 2 to allow connection with pockets or "fingers" 3 and 4.
The pockets or "fingers" 3 and 4 which are of cast ferrous metal, have the ordinary oblong rectangular shape and have a collar extending from and sloping thereon the top wall, the top end of each. collar being welded at 16 to the inclined base face of the respective chamber 1 or 2, along the appropriate opening 13 or 14 provided therein
It will be understood that, as has been shown, the lower walls of the pockets 3, 4 lie in the same horizontal plane and that each collar 15 is inclined so that its axial line is normal to the plane of the portion. inclined from the bottom wall of the respective chamber.
During the construction of the collector, the pockets 3 and 4 are welded to the strips, or plates, 6,10 constituting the lower portions of the chambers 1 and 2; after which, the strips or plates 5 and 9 forming the upper portions of the chambers are welded to the strips 6 and 10; and then, suitably shaped end plates 17, 18, 19 and 20 are welded so as to close the ends of chambers 1 and 2, the
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plates 17 and 20 being preferably inclined upwards and towards the center of the manifold, for example at an angle of approximately 45 to the horizontal as shown, so as to follow, as far as possible, the inclination of the smoke box plate not shown.
On the rear face of the distribution chamber 1, a flanged collar 22, preferably of cast steel, has been welded along a suitably shaped opening 21, so as to allow connection of the chamber to the non-ducted pipe. shown bringing saturated steam from the steam space of the boiler o Near the ends of the front wall of chamber 2 similar flanged collars 23 are welded along suitable openings, these flanges serving as connection to the pipes leading to the distribution of the machine; a similar flange 24 can be welded to the top of chamber 1, as shown, to mount a sniffer.
In order to keep the elements constituting the collector in suitable arrangement with respect to one another and to assemble them, suitable bosses are welded to the chambers. Thus, as has been shown, bosses 25 are provided on the rear wall of the collecting chamber 2, to come to rest on similar bosses 26 provided on the front wall of the distributing chamber 1. , while at each end of the collector, an ear or boss 27 welded to 1-one of the chambers, penetrates between the branches 28 of a U-shaped member disposed horizontally and welded to the other chamber, said ear 27 and member 28 being assembled by a vertical bolt 29.
For the attachment of the manifold to the shoulders of ordinary supports provided on the plates of the smoke box, portions of the plates 30 are welded to the pockets located at the end, so as to form flanges which rest on said shoulders and thereon. are bolted.
As in the molded manifolds, the bolts of the fixing brackets of the superheater tubes extend through the space provided between pockets 3 and 4, with support surfaces 31 being provided for the heads of these bolts on the upper wall. of said pockets.
In the embodiment shown in Figures 6 and 7, the chambers 1 and 2 are more or less triangular in cross section as seen in Figo 6 and the molded parts constituting the pockets 3 and 4 extend between the chambers. Each chamber is formed of a flat strip, or portion of a plate, 32, and a suitably shaped strip 33; these two bands are welded at 34 and the ends of the chamber are closed by plates not shown welded to the bands 32,33 The bands 33 of the two chambers constituting the collector are shaped so as to give inclined walls in which openings are provided to which the collars 15 of the pockets 3 and 4 are connected.
As in the case of the collector shown in Figs. 1 to 5, measures are taken to join to the manifold the supply pipe of the saturated steam and the pipe carrying the superheated steam to its place of use. A flanged collar 22 is welded to the strip or plate 32 forming the rear wall of the dispensing chamber 1, but instead of the collars 23 of FIG. 2, bosses or fittings 35 are welded to the strip 32 forming the front part of the collecting chamber 2. The fittings 35 may be made from forgings. Fig. 6 shows a collar 24 for mounting a sniffer on chamber 1 as in the case of the previous figure.
The elements constituting the collector are held in position relative to one another and assembled by means of a longitudinal bar 36 provided with orifices and engaging in recesses formed in bosses 37 provided on the walls
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upper and the collars of the pockets 3 and 4, said bosses 37 receiving bolts 38 which pass through the corresponding openings of the bar 36 and are fitted with nuts 39.
In the other embodiment shown in FIG. 8 in which, as seen in FIG. 6, the pockets 3 and 4 extend between the chambers 1 and 2, the latter are of more or less triangular shape in section, and each comprises a strip or plate 40 folded at right angles and constituting the upper wall and the vertical wall of the chamber. Another plate, or strip 41 on which the collars 15 of the respective pockets are welded is inclined on the vertical with its lower edge folded in a horizontal plane, and welded at its ends to the plate 40.
If desired, the collars 15 of the pockets, instead of being of circular section as in the preceding figures, can be of more or less rectangular section to provide a maximum area for the passage of the steam stream through the openings in the pockets. inclined walls 41 of the collector being shaped in a similar fashion. As in the embodiment of the invention depicted in Figures 1 to 5, flanged collars 22, 23 and 24 are welded to the chambers to provide connection with the respective steam line and pipe mounting pipes. A sniffer, and suitable flanges are also welded to the end pockets to allow the assembly to be bolted to support shoulders.
To hold in position the elements constituting the collector and to couple them, an upwardly directed ear, 42, is provided on the collar 15 of each pocket, and a bar 43 is provided and extends horizontally from end to end. of the collector. It engages in recesses made in said ears, said bar 43 receiving bolts 44 which pass through holes provided in the ears and are threaded at their ends to receive nuts 45. If desired, studs can be. substituted for bolts 44.
As mentioned above, the chamber or chambers extending longitudinally in the manifold, object of the invention, instead of being formed mainly of two plates or strips simply folded back to give the desired shape in section. to the chamber, and then welded together, may be formed essentially of a tubular, seamless member drawn to the desired shape, such as for example a portion of seamless tube of suitable diameter and formed by rolling, forgea - ge or any other known method, so as to have the desired shape in section, the ends of this member being closed by welding portions of flat plates, as in the embodiments which have been described above.
It will be understood that the tubular members forming the chamber include openings to allow the pockets and the various collars or flanges to be placed therein, all these elements preferably being welded to said members constituting the tubular chamber before the ends. mites of the latter are closed by welding the end plates.
If desired, instead of fixing the ends of the superheating elements to the manifold by means of bolts and stirrups, the pockets being spaced and the shanks of the bolts being arranged between them with their heads bearing on the tops of the pockets , the manifold may have contiguous pockets, and the heads of the bolts securing the elements may slide into grooves provided on the bottom of the manifold. Such grooves can also be formed by channels formed in the lower portions of the contiguous walls of two adjacent pockets, the portions of the respective walls below the channels being
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hollowed out of sufficient quantity to accommodate the shanks of the bolts between them.
CLAIMS.
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