Machine à rectifier l'alignement des cintres d'un serpentin tubulaire Dans la construction des organes constituant les installations génératrices de vapeur, par exemple pour fabriquer des surchauffeurs, ressurchauffeurs, etc., il est fait usage de tubes repliés en serpentin, c'est-à-dire de tubes plusieurs fois cintrés à 1800 en épingle à cheveux, toutes les boucles obtenues se trouvant dans un même plan.
Il est important que les cintres d'une même extrémité du serpentin soient tous exactement alignés. Or, lorsque le serpentin sort de la machine à forger il arrive que les parties droites des boucles successives présentent des différen ces de longueur, de l'ordre du centimètre, et doivent être modifiées afin d'obtenir l'alignement de ses cin tres.
La présente invention a pour objet une machine permettant de rectifier l'alignement des cintres de ces serpentins et de les amener à la position voulue, d'une façon rapide et économique.
La machine est caractérisée par une table munie d'une butée réglable pouvant être immobilisée, un dispositif de matrice adaptée pour s'appliquer sur le sommet des cintres du serpentin, des moyens pour déplacer ladite matrice d'un mouvement de trans lation jusqu'en un point fixe de position réglable à l'avance, deux paires de mâchoires articulées adap tées pour se rapprocher ou s'écarter d'un mouve ment de translation, et venir, pour l'une d'elles, en serrer et fixer rigidement l'une des branches recti lignes du serpentin, et, pour l'autre, servir de guide à l'autre branche rectiligne du cintre dont on veut rectifier l'alignement,
des moyens étant prévus pour provoquer le rapprochement ou l'écartement desdites mâchoires. Une forme d'exécution de la machine faisant l'objet de l'invention est décrite, à titre d'exemple, avec référence au dessin annexé.
La fig. 1 est une vue en plan de la machine. La fig. 2 est une vue en élévation partiellement coupée.
Les fig. 3 et 4 sont des coupes par III-III et IV-IV de la fig. 1.
La machine objet de l'invention est constituée essentiellement par une table a sur laquelle est dé posé le serpentin du tube b qui a, par exemple, au sortir de la machine à forger, la forme que l'on voit représentée sur la fig. 1, c'est-à-dire que les bran ches rectilignes des différents cintres du serpentin n'ont pas toutes exactement la même longueur. La machine décrite a pour objet de les ramener aux cotes voulues, c'est-à-dire, de ramener tous ces cin tres à être tangents aux deux lignes extrêmes AA et BB indiquées en traits mixtes sur la fig. 1.
Sur la table, il est prévu une butée réglable c, montée de manière à pouvoir coulisser sur le sup port d et y être immobilisée de manière que cette butée corresponde à la ligne AA qu'elle matérialise. Cela étant, on applique contre ladite butée un pre mier cintre : le cintre e du serpentin b. De ce ser pentin part une branche rectiligne f qui aboutit au cintre suivant g, lequel se prolonge par une branche rectiligne h.
Le premier cintre que l'on va amener en plan, c'est-à-dire à être tangent à la ligne BB, est le cin tre g. A cet effet, il est prévu sur la machine une matrice à gorge i, qui peut se déplacer d'un mouve ment de translation dans le sens des flèches F, Fi parallèles aux branches rectilignes du serpentin.
Le déplacement de la matrice se produit sous l'effet d'un vérin <I>j,</I> disposé sous la table<I>a,</I> et agissant par sa tige<I>k</I> sur une articulation en forme de genou<I>1,</I> dont une branche est articulée sur le support de matrice<I>i,</I> et l'autre sur un point fixe <I>m</I> réglable en position par le carré mi.
Si le cintre g est à gauche de la ligne BB (sur la fig. 1), c'est-à-dire si la branche rectiligne f est plus longue que la cote désirée, la matrice i viendra prendre application contre l'extra-dos du cintre g, et on réglera la position de la butée réglable m, pour que le mouvement de la tige<I>k</I> du vérin<I>j</I> provoque un déplacement dans le sens de F de la matrice i, de telle manière qu'à la fin de la course du vérin l'extra-dos du cintre g soit tangent à la ligne BB.
Avant d'effectuer cette opération de compression, on a chauffé le cintre g suivant deux zones annu laires hachurées sur la fig. 1 et désignées par les lettres ni n2. De même, l'intra-dos du cintre a été légèrement chauffé avant l'opération.
En outre, la branche rectiligne f du cintre a été maintenue im- mobile par serrage entre deux mâchoires 0l, 02, qui se sont rapprochées l'une de l'autre sous l'effet du soulèvement de la tige p d'un vérin q situé sous la table et actionnant par un genou articulé k2 le dé placement des mâchoires o1, o2 à la manière con nue.
Comme on le voit à la fig. 4, lorsque les deux mâchoires o1, 02 sont rapprochées au maximum l'une de l'autre, la branche rectiligne f se trouve énergi quement serrée entre les gorges demi-cylindriques prévues dans les mâchoires o1, o2, qui ne sont pas encore arrivées au contact l'une de l'autre en posi tion de serrage maximum.
Un dispositif analogue est prévu autour de la branche<I>h</I> et se compose de deux mâchoires r1, r2, actionnées d'une manière analogue à celle des mâ choires o1, o2, par un vérin q1 dont la tige pl agit sur un dispositif d'articulation à genou k1. Mais, à la différence de ce quia lieu pour la branche rectiligne j, la branche h, lorsque les deux mâchoires <I>ri,</I> r2 sont rapprochées au maximum (fig. 3),
jouit d'un certain jeu léger à l'intérieur des gorges demi- cylindriques des mâchoires<I>ri,</I> r2. Dans ces conditions, ces deux mâchoires forment simplement un guide autour de la branche h, et permettent à celle-ci un coulissement, dans un sens ou dans l'autre, suivant son axe.
Le serpentin b ayant été ainsi mis en place et chauffé comme dit ci-dessus, le déplacement de la matrice i dans le sens F provoque une compression de la portion de la branche f libre située entre les mâchoires o1, 02 qui l'immobilisent et la matrice i, cependant que, sous l'effet de la même compres sion, la branche h va pouvoir coulisser entre les mâchoires r1, r2. La région cintrée g du serpentin se trouve 'alors se déplacer en quelque sorte le long des branches rectilignes s'incurvant dans la zone nt èt. sé redressant dans la zone n2,
de manière que la branche j soit ramenée à la cote voulue et que la branche h s'allonge légèrement.
Lorsque le cintre g a été rectifié, on passe à la rectification du cintre suivant s. A cet effet, on fait tourner, par exemple, de<B>1800</B> sur la table a le serpentin b, le cintre e servant toujours de point d'application repère contre la butée fixe c. Le cintre s vient alors prendre la place du cintre g de l'opé ration antérieure: Les branches rectilignes de ce cin tre s passent entre les mâchoires o1, o2 d'une part, r1, r2 d'autre part, de la même façon que précé demment. Le chauffage des régions du cintre est également le même que précédemment.
Toutefois, on remarquera que, dans le cas de l'exemple repré senté sur la fig. 1, les branches rectilignes du cintre sont trop courtes par rapport aux cotes voulues, c'est-à-dire que le cintre se trouve à droite de la ligne BB. Or, le dispositif de matrice i comporte un crochet u qui vient, comme on le voit à la fig. 2, s'accrocher derrière l'intra-dos du cintres.
Le dépla cement du vérin j a lieu en sens inverse de manière que ce crochet u exerce une traction (flèche F) sur l'intra-dos du cintre, dans la direction qui va ame ner l'extra-dos du cintre s à être tangent à la ligne BB. Pendant cette opération, on a chauffé de pré férence l'extra-dos du cintre, au lieu de l'intra-dos, de manière que le crochet u s'applique contre une région du cintre qui reste froide.
On provoque ainsi le déplacement de la région cintrée s de telle manière que la branche rectiligne qu'il y a lieu d'allonger s'allonge de la longueur voulue et soit amenée à la cote désirée, c'est-à-dire celle qui sépare les lignes AA et BB. La même opé ration est ensuite répétée sur les cintres successifs t et v du serpentin b.
La machine peut être complétée par un équipe ment qui comporte un système de scies x1 x2 qui permet de couper à la longueur voulue les extrémités w1, w2 des branches extrêmes du serpentin b, une fois terminée la rectification de l'alignement des cin tres et en profitant de la mise à longueur voulue des branches du serpentin.
De même, on peut monter sur la table a les équipements nécessaires, non représentés sur les des sins, pour amener en place, d'un mouvement de translation, les outils qui prépareront les extrémités w1, w2 pour la soudure, ou toute autre opération désirée. De la sorte, la machine permet, d'une seule manutention, d'avoir des cotes parfaitement exactes pour le serpentin b et d'obtenir, en série, des serpen tins absolument identiques que l'on n'a plus qu'à souder ou à assembler pour constituer le surchauf- feur ou l'échangeur de chaleur souhaité.
Machine for rectifying the alignment of the bends of a tubular coil In the construction of the components constituting the steam generating installations, for example to manufacture superheaters, reheaters, etc., use is made of tubes folded into a coil, it is that is to say of tubes several times bent at 1800 in hairpin, all the loops obtained being in the same plane.
It is important that the hangers at one end of the coil are all exactly aligned. Now, when the coil leaves the forging machine, it happens that the straight parts of the successive loops have differences in length, of the order of a centimeter, and must be modified in order to obtain the alignment of its hangers.
The present invention relates to a machine making it possible to rectify the alignment of the hangers of these coils and to bring them to the desired position, in a rapid and economical manner.
The machine is characterized by a table provided with an adjustable stop which can be immobilized, a die device adapted to be applied to the top of the hangers of the coil, means for moving said die with a translational movement until a fixed point of position adjustable in advance, two pairs of articulated jaws adapted to move towards or away from a translational movement, and come, for one of them, to tighten and fix rigidly the 'one of the straight branches of the coil, and, for the other, to serve as a guide for the other straight branch of the hanger whose alignment we want to rectify,
means being provided to cause the approach or the separation of said jaws. One embodiment of the machine forming the subject of the invention is described, by way of example, with reference to the accompanying drawing.
Fig. 1 is a plan view of the machine. Fig. 2 is a partially cutaway elevational view.
Figs. 3 and 4 are sections through III-III and IV-IV of FIG. 1.
The machine which is the subject of the invention consists essentially of a table a on which is placed the coil of the tube b which has, for example, on leaving the forging machine, the shape shown in FIG. 1, that is to say that the straight branches of the various hangers of the coil do not all have exactly the same length. The object of the machine described is to bring them back to the desired dimensions, that is to say, to bring all these bends back to being tangent to the two end lines AA and BB indicated in phantom in FIG. 1.
On the table, an adjustable stop c is provided, mounted so as to be able to slide on the support d and be immobilized there so that this stop corresponds to the line AA that it materializes. This being the case, a first hanger is applied against said stopper: the hanger e of the coil b. From this ser pentin starts a rectilinear branch f which ends in the following arch g, which is extended by a rectilinear branch h.
The first arch that we are going to bring in plane, that is to say to be tangent to the line BB, is the arch g. For this purpose, a groove die i is provided on the machine, which can move with a translational movement in the direction of the arrows F, Fi parallel to the rectilinear branches of the coil.
The movement of the die occurs under the effect of a jack <I> j, </I> placed under the table <I> a, </I> and acting by its rod <I> k </I> on a knee-shaped joint <I> 1, </I> of which one branch is articulated on the matrix support <I> i, </I> and the other on a fixed point <I> m </ I > adjustable in position by the square mi.
If the hanger g is to the left of the line BB (in fig. 1), that is to say if the rectilinear branch f is longer than the desired dimension, the matrix i will come to apply against the extra. back of the hanger g, and we will adjust the position of the adjustable stop m, so that the movement of the rod <I> k </I> of the cylinder <I> j </I> causes a movement in the direction of F of the die i, so that at the end of the stroke of the jack the extra-back of the hanger g is tangent to the line BB.
Before carrying out this compression operation, the hanger g was heated along two annu lar zones hatched in FIG. 1 and designated by the letters ni n2. Likewise, the inside back of the hanger was slightly heated before the operation.
In addition, the rectilinear branch f of the hanger was kept immobile by clamping between two jaws 01, 02, which moved closer to each other under the effect of the lifting of the rod p of a jack q located under the table and actuating by an articulated knee k2 the movement of the jaws o1, o2 in the conventional manner.
As seen in fig. 4, when the two jaws o1, 02 are as close as possible to each other, the rectilinear branch f is energetically clamped between the semi-cylindrical grooves provided in the jaws o1, o2, which have not yet arrived in contact with each other in the maximum tightening position.
A similar device is provided around the branch <I> h </I> and consists of two jaws r1, r2, actuated in a manner similar to that of the jaws o1, o2, by a jack q1 whose rod pl acts on a knee joint device k1. But, unlike what takes place for the rectilinear branch j, the branch h, when the two jaws <I> ri, </I> r2 are brought together as much as possible (fig. 3),
has some slight play within the semi-cylindrical grooves of the <I> ri, </I> r2 jaws. Under these conditions, these two jaws simply form a guide around the branch h, and allow the latter to slide, in one direction or the other, along its axis.
The coil b having been thus put in place and heated as said above, the displacement of the matrix i in the direction F causes a compression of the portion of the free branch f located between the jaws o1, 02 which immobilize it and the die i, however, under the effect of the same compression, the branch h will be able to slide between the jaws r1, r2. The curved region g of the coil is then found to move in a way along the rectilinear branches curving in the area nt êt. straightening up in zone n2,
so that the branch j is brought back to the desired dimension and the branch h lengthens slightly.
When the hanger g has been rectified, the next step is to rectify the next hanger s. For this purpose, for example, the coil b is rotated from <B> 1800 </B> on the table a, the hanger e still serving as a reference point of application against the fixed stop c. The hanger then takes the place of the hanger g of the previous operation: The straight branches of this hanger pass between the jaws o1, o2 on the one hand, r1, r2 on the other hand, in the same way than previously. The heating of the hanger regions is also the same as before.
However, it will be noted that, in the case of the example represented in FIG. 1, the straight branches of the hanger are too short compared to the desired dimensions, that is to say that the hanger is to the right of the line BB. However, the matrix device i comprises a hook u which comes, as seen in FIG. 2, hang behind the intra-back of the hangers.
The displacement of the jack takes place in the opposite direction so that this hook u exerts a traction (arrow F) on the inside-back of the handlebar, in the direction which will cause the extra-back of the handlebar to be tangent at line BB. During this operation, the extra-back of the hanger is preferably heated, instead of the intra-back, so that the hook u rests against a region of the hanger which remains cold.
This causes the movement of the curved region s in such a way that the rectilinear branch which needs to be lengthened extends by the desired length and is brought to the desired dimension, that is to say that which separates lines AA and BB. The same operation is then repeated on the successive bends t and v of the coil b.
The machine can be completed by an equipment which comprises a system of saws x1 x2 which allows the ends w1, w2 of the end branches of the coil b to be cut to the desired length, once the rectification of the alignment of the hangers and by taking advantage of the required length of the branches of the coil.
Likewise, we can mount on the table the necessary equipment, not shown on the sins, to bring in place, with a translational movement, the tools which will prepare the ends w1, w2 for welding, or any other operation. desired. In this way, the machine makes it possible, with a single handling, to have perfectly exact dimensions for the coil b and to obtain, in series, absolutely identical coils which one only has to weld. or to be assembled to form the desired superheater or heat exchanger.