Нагреватель

 

Изобретение относится к нагревательным элементам типа волноводов. Цель изобретения - повышение качественного покрытия. На индукционную катушку 1 подают магнитное поле, в трубчатом кожухе 2 наводится ЭДС и увеличивается напряженность электромагнитного поля и при подаче металлического порошка к наружной поверхности оболочки 11 электромагнитное поле наводит в порошке ЭДС и вихревые токи, за счет чего происходит спекание порошка. Одновременно с подачей напряжения на индикционную катушку в полость 13 подается повышенное давление, оболочка 11 раздувается, ребра 10 раздвигаются вместе с ней. Переменное электромагнитное поле через разрезы 6 в трубчатом кожухе пересекает преобразователь 4 и в нем преобразуется ультразвуковые волны. Под действием ультразвукового поля в порошке снаружи оболочки происходит механоабразивный износ поверхностей частиц порошка и покрываемой поверхности, после чего идет процесс спекания порошка с покрываемой поверхностью. Металлический порошок уплотняется под давлением оболочки 11, под действием электромагнитного поля спекается, под действием дополнительного давления ребер 10 и ультразвукового поля от них доуплотняется и спекается с большей плотностью, а загрязняющие примеси под действием направленного давления ультразвукового поля движутся из спекаемой массы вперед по ходу движения нагревателя, где они удаляются в источник пониженного давления. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (19) (111

А1 (51)5 Н 05 В 6 64

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (54) НАГРЕВАТЕЛЬ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

fl0 ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГННТ СССР. (21) 4481590/27-02 (22) 07.09.88 (46) 07. 12. 90. Бюп, К 45 (71) Инженерный центр "Трубопровод" (72) Н.П. Аракчиев (53) 621.762.3(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 875650, кл, Н 05 В 6/38, 1980, Авторское свидетельство СССР

Р 1251345, кл . Н 05 В 6/36, 1988, (57) Изобретение относится к нагревательным элементам типа волноводов.

Цель изобретения — повышение качественного покрытия. На индукционную катушку 1 подают магнитное поле, в трубчатом. кожухе 2 наводится ЭДС и увеличивается напряженность электромагнитного поля, и при подаче металлнческоI

161 2382 го порошка к наружной поверхности оболочки электромагнитное поле наводит В порошке ЭДС H вихревые токи, эа счет чего происходит спекание порошка, Одновременно с подачей напряжения на ин5 дукционную катушку в полость подается

Повышенное давление, оболочка раздувается, ребра 10 раздвигаются вместе с ней. Переменное электромагнитное

Поле через разрезы 6 в трубчатом ко1кухе пересекает преобразователь 4 и в нем преобразуется в ультразвуковые

9олны; Под действием ультразвукового

Поля в порошке снаружи оболочки происходит механоабразивный износ поверхНостей частиц порошка. и покрываемой!

Изобретение относится к нагревательным элементам типа Волноводов и предназначено для спекания порошков пластиков или металла на внутренней 25 поверхности трубопроводов или ка стекках скважин, при наличии циркуляции жидкости или газа и наличии загрязняющих примесей.

Целью изобретения является получе1 ие качественного покрытия, Но фиг, 1 изображен нагреватель в, нерабочем положении, общий вид; на фиг. 2 — схема управления раздвижекием.

3 «» нагревателя.

Нагреватель устроен следующим образом (фиг, 1), Индукционная катушка

1 расположена на трубчатом кожухе 2, в котором имеется сквозной продольньй разрез 3. В кожухе выполнены продольные и расположенные под углом окна.

Нагреватель снабжен помещенным в трубчатом кожухе преобразователем 4 из . магнитострикционного материала с выступами 5, входящими В окка 6 кожуха.

На торцах преобразователя размещены концентрирующие насадки 7 в виде раструбов из немагнитного BDJIHoBopB> заканчивающихся излучателями 8, Насадки,„

»0 имеют продольные надрезы 9, Нагреватель снабжен оболочкой 10 с ребрами

11, опирающимися на излучатели и расположенными под углом, Полость 12 между насадками и оболочкой герметизи55 рована гибкими перегородками 13. Зта полость связана с источниками повышенного и пониженного давления гидравлической или механической связью, поверхности, после чего идет процесс спекакия порошка с покрываемой поверхностью. Металлический порошок уплотняется пад давлением оболочки, под деиствием электромагнитного поля спе кается, под действием дополнительнога давления ребер 10 и ультразвукового поля от них доуплотняется и спекается с большей плотностью, а загрязняющие примеси под действием направленного давления ультразвукового поля движутся из спекаемой массы вперед по ходу движения нагревателя„ где оки уцаляются в источник пониженного давления, 2 ил, Нагреватель работает следующим образом.

Вводят нагреватель в зону нагрева и подают на индукционную катушку 1 переменное напряжение, При этом в ней

Возникает IIppемеккое электромагнитное пале„ В труб-катом кожухе 2 наводится

ЭДС и увеличивается напряженность электромагнитного поля, При подаче металлического порошка к наружной поверхности оболочки 10 электромагнит<ое пале наводят в порошке ЭДС и вихревые токи, за счет чего происходит. спекание порошка. Продольный сквозной разрез 3 исключает токи В трубчатом кожухе от осевой составляющей электромагчитнога поля H его перегрев, Одновременно с подачей напряжения ка индукционную катушку в полость 12 от источника повышенного давления, например по спепиалькай трубке от входа в трубопровод, передается повышенное давление, под дейс"вием которого оболочка 10 раздувастся и ребра 11 раздвигаются вместе с ней, а элементы концентрирующих насадок / и излучателей 8 разгибаются пад действием повышенного давления и так же раздвигают ребра в радиальном каправлекии, Переменное электромагнитное поле через разрезы в трубчатом кожухе пересекает преобразователь 4 и в нем преобразует-. ся в ультразвуковые волны,Так как разрезы расположены под углом, то электромагнитное поле пересекает сечение преобразователя по длине разрезов, что обеспечиьает равномерное распреде. пчекие =-aywomrz Волк по зсему сечению

12382

5 !6 преобразователя без их наложения и гашения. Наличие выступов 5 преобразователя в вырезах трубчатого кожуха обеспечивает преобразование большей части энергии электромагнитного поля в ультразвуковое эа счет уменьшения зазора межцу индукционной катуш кой и преобразователем в выступах, а также жесткость конструкции, Звуковые волны из преобразователя движутся в концентрирующие насадки, по мере движения в насадках с уменьшающей" ся толщиной стенки звуковые волны пре образуются в механическую энергию перемещения тела насадок, и на концах насадок получается виброперемещение излучателеи с наибольшей амплитудой.

Ультразвуковые волны из преобразователя в концентрирующие насадки движут ся в противофазах, и для достижения синхронизации фаз насадки одна от другой отличаются временем прохождения ультразвука не меньше, чем на 50 или на 150,250K и так далее, т.е, противофазы на входах насадок сдвигают на концах излучателей до синхронизации фаз. Это время изменяется путем выбора материалов с разной скоростью прохождения ультразвука в нем или изме" нением длины насадок. Виброперемещения с излучателей передаются в радиалькам направлении на ребра, и за счет совпадения фаз исключается гашение вибраперемещений ат концов ребер к их середине, где при наложении противафаз виЬроперемещения пулевые.

Пад действием ультразвукового поля от ребер в порошке снаружи оболочки происходит r exa»»oàáðàýèâíüï» износ поверхностей частиц порошка и поверхности, «а которую наносится порошковое покрытие, после чего идет процесс электронного взаимодействия, т.е, спекание и адгсзия парашка с покрываемой поверхностью. При этом направленное давле«ие ультразвуковаго поля способствует продвижению загрязняющих примесей — аксидных пленок, .пылевидных примесей, следов воды, масла и других из уплотняемай спекаемай массы в направлении движения нагревателя, т.е, перед конусообразной частью раздутой оболочки, Так как давление на .элементы обоих насадок одинаковое »» эти части насадок имеют некоторую упругость, а порошок уплотняется па мере продвижения нагревателя вдоль покрываемой поверхности и толщина Йокрытия при этом уменьшается по длине ребер, оболочка с ребрами образуют иекотарую конусность, что обеспечивается гибкостью оболочки.

За счет расположения ребер под углом обеспечивается перекрытие поверхностью ребер всей поверхности порошкового покрытия в его сечении с сохранением гибкости поверхности нагревателя в радиальном направлении и жесткости в осевом направлении,что обеспечивает точность размеров поверхности спекаемаго покрытия.

При работе индукционной катушки преобразователя, раздувании оболочки

r» раздвижении ребер .излучателями на разрезанной части насадок и продвижения нагревателя вдоль покрываемой поверхности металлический порошок уплотняется пад давлен»»ем оболочки, под действием электромагнитного поля спекается„ пад действием дополнительного давления ребер и ультразвукового поля or них доуплатняется и спекается с Ьальшей плотностью, а загрязняющие примеси пад действием направленного, давлени". ультразвукового поля движутс»» »»3 eпек;=емой массы вперед по ходу движения «агревателя, где ани могут удаляться, «апример, отсасыванием в истач«ик па«иженнага давления.

Для спеки«ия полимерных порошков и«дукцпа««ае поле Не эффективна, и в

«агревателе используе.ся более эффектив«ый вид спекания полимеров — ультразвуковым полем. Так как степе«ь нагрева и»»дукц»»ош»ь»м полем зависит от размера частиц»»ет,"ч.п», то энергия на нагрев монолит«ай металлической трубы ме«ьшс„. чем эквивалентная потребляемая э«ергия при cl»eKH»»»»r» металлических порошков, т,е„ при спека«ии полимер«ых порошков ме«ьшая часть энергии и«дукциа««ога поля расходуется на нагрев трубы, если о«а металлическая, и при увели ье«ии зазора»»еж«у индукционной кат . ш»»а!» и труЬай за счет толщи«ь; полимер«ага покрытия «е происходит черезмер«ога «агре ва металлической трубы. Эта часть нерасхад;езжай энергии в виде повышенной напряженности элек-.рамаг«ит«ага поля преаЬразуется в преобразователе в ультразвуковое поле повышеи»»а»". инте«сивнасти (амплиту-. ды), чта y:величивает экономичность нагревателя и эффект»»в»»аст» спекания полимер«ых покрытий вследствие повышения машнасти ультразвукового излу10

1612382

>ения и некоторого нагрева металлической трубы.

При нанесении полимерного покрытия

На металлическую трубу та часть потребляемои энрергии,.которая не расхо;

Дуется на нагрев металлической трубы, Переходит на еще большее повышение

Интенсивности ультразвукового излучения, 1О

Так как нагреватель предназначен преимущественно для условий с сохранением циркуляции жидкости или газа в трубопроводе или скважине, то источ-. никами повышенного и пониженного давлений может быть любая зона, где существуют гидравлические сопротивления.

Это условие является наиболее общим ,случаем для управления. нагревателя, При снабжении нагревателя электро2О

;подводом, его используют так же как, проводной канал связи для управления нагревателем. Например, в части нагревателя или устройства,rye он используется, размещен электромагнитяьгi кла-25 пан 14 (фиг. 2), вход которого связан с зоной 16 повышенного давления, а выход — с преобразователем 15 давления.

Преобразователь давления снабжен во:— вратной пружиной и сообщается с по- о лостью 12 нагревателя. Преобразователь давления и полость так же сообщаются с зоной 17 пониженного давления,.При включении индукционной катуш-ки одновременно в клапане 14 открывается выход из зоны повышенного давления, жидкость или газ из этой зоны движется в преобразователь давления, где давление жидкости или газа по>зы.— лается до необходимого для Ip&cco:BcL ния порошка, Излучатель 8 концентрирующей насадки передвигается вверх и наружу и раздвигает ребра 11,в результате чего радиус нагревателя увеличивается на Q r, При отключении индукционной катушки в клапане закрывается

BbIxop, из зоны 16 повышенного давлежя„ а открывается выход в зону 17 пони>кенного давления. При этом давление из полости 12 и из преобразователя 15 давления сбрасывается в эту зону, воз-. вратная пружина переводит преобразователь давления в первоначальное положение, излучатель 8 передвигается внутри полости 12, а оболочка 10 с

55 ребрами 11 сжимается и радиус нагревателя уменьшается íà d, r до первоначального положения, Источником повышенного давления могут быть также призабойное давление проявляющих флюидов в скважине, давление шнековых питателей, которое, передается через гибкую перегородку. внутри нагревателя, и др, Кроме электроподвода электрическое питание нагревателя возможно

GT генератора с приводом за счет энергии циркулирующего агента. Для управления нагревателем возможно использо-.

0 вание гидравлического канала связи за счет волн давления или электрической, или звуковой проводимости покрь>ваемого трубопровода и др, Часто>у индукционного и ультразвукового полей выбирают равнои резонансной или удвоенной резонансной собственной частоте порошкового слоя на покрываемой поверхности., Так как эффективность спекания ультразвуковым полем резко снижается с изменением частоты от резонансной или удвоенной резонансной„ а эффективность снекания индукционным полем плавно увеличивается с увеличением частоты до оптимальной, То предпочтительно частоту питающего тока использовать равной удвоенной резонансной, ИспольBoçàíие нагревателя возможно для с.пекания полимерных или металлических покрытии и заделки свишей в трубопроводах без грекращения перекачивания жидкостей или газов, при креплении стенок скзажин в процессе бурения, формовании трубопроводов в грунте, Формула изобретения

Нагренател», содержащий трубчатый кожух со сквозным >:родольным разре-, зом, инду:: пионную ка тушку, размещенную на кожухе, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью получения качественного покрь>тия, он снабжен преобразователем,, размещенным в кожухе, концентрнче=кими насадками в виде раструбов с постегенно уменьшающейся толщиной стенок из немагHHTMQI" волновода, излучателями, расположенными на насадках, имеющих продольные разрезы, при этом ме>;;ду кими сделаны надрезы, оболочкой с ребрами, расположен.ными под углом и опирающимися на излучатели гибкими перегородками, изолирующими полость между часадками и оболочкой„, причем в кожухе выполнены продольные и располрженные под углом окна, а и-еобразовател» вь>.-,-олнен в

1612382

Составитель T. Гвоздик

Техред M.Ходанич Корректор М. Максимийинен

Редактор И Дербак

Заказ 3835 Тираж 678 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r.Óæãoðîä, ул. Гагарина,101 виде цилиндра из магнитострикционно« го материала с выступами на образующей поверхности, расположенными в

r окнах кожуха, концентрические насадки размещены на торцах преобразователя.