Нагреватель

(5 05 В 6 ГОСУДАРСТВЕННЫпО изоБРетениямПРИ ГКНТ СССР. КОМИТЕТОТНРЬТИЯМ НАГРВВАТЕЛ 45"Трубопровод 57) Иэ ельным ель иэ агрева носитс етение емента нного ьство СССР 38, 1980, тво СССР /36, 1988. одают ухе 2 ку чатом, к напряжея, и при чивает ного п че скодаче ме САНИЕ ИЗОБРЕТЕОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(56) Авторское свидетР 875650, кл, Н 05 ВАвторское свидетелР 1251345, кл . Н 05 В типа волно - повышение На индукци гнитное пол водится ЭДС ность элект одов.качестнную кав труби увели- омагнит1612382 го порошка к наружной поверхности оболочки электромагнитное поле наводит в порошке ЭДС и вихревые токи, за счет чего происходит спекание порошка, Од 5 ковременно с подачей напряжения на индукционную катушку в полость подается Повышенное давление, оболочка раздуВается, ребра О раздвигаются вместе с ней. Переменное электромагнитное Поле через разрезы б в трубчатом ко 1 кухе пересекает преобразователь 4 и В нем преобразуется в ультразвуковые Волны; Под действием ультразвукового Поля в порошке снаружи оболочки происходит механоабразивный износ поверхИостей частиц порошка. и покрываемойИзобретение относится к нагревательным элементам типа волновадов 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 получеие качественного покрытия. Но Фиг, 1 изображен нагревательв, нерабочем положении, общий вид; наФиг. 2 - схема управления раздвижекием.нагревателя,Нагреватель устроен следующим образом (иг. 1), Индукционная катушка1 расположена на трубчатом кожухе 2,и котором имеется сквозной продольныкразрез 3. В кожухе выполнены продоль -ные и расположенные под углом окна,Нагреватель снабжен помещенным в трубчатом кожухе преобразователем 4 из .магнитострикционного материала с выступами 5, входящими в окка б кожуха,На торцах преобразователя размещеныконцентрирующие насадки 7 в виде раструбов из немагнитного волновода заканчивающихся излучателями 8, Насадки ,имеют продольные надрезы 9. Нагреватель снабжен оболочкой 10 с ребрами11 опирающимися на излучатели и расФположенными под углом, Полость 12 между насадками и оболочкой герметизиарована гибкими перегородками 13. Этаполость связана с источниками повышенного и пониженного давления гидравлической или механической связью,поверхности, после чего идет процессспекакия порошка с покрываемой поверхностью. Металлический порошок уплотняется под давлением оболочки, поддеиствием электромагнитного поля спекается, под действием дополнительного давления ребер 10 и ультразвукового поля от них дауплотняется и спекается с большей плотностью, а загрязняющие примеси под действием направленного давления ультразвукового полядвижутся из спекаемой массы вперед похбду движения нагревателя где окиуцаляются 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 всзкикгет переменное электромагнитное пале в трубчатом кожухе 2 наводится ЭДС и увеличивается напряженность электромагнитного паля, При подаче металлического порошка к наружной поверхности оболочки 10 электромагнитное пале наводят в парашке ЭДС и вихревые токи, за счет чего происходит. спекание порошка Продольный сквозной разрез 3 исключает токи в трубчатом кожухе от осевой составляющей электромагнитного поля к ега перегрев,Одновременна с подачей напряжения на индукционную катушку в полость 12 от источника повышенного давления, например по спепиалькай трубке от вхоДа в трубопровод, передается повышенное давление, пад действием которого оболочка 10 раздувастся и ребра 11 раздвигаются вместе с ней, а элементы концентрирующих насадок 7 и излучателей 8 разгибаются пад действием повышенного давления и так же раздвигают ребра в радиальном каправлекии, Переменное электромагнитное пале через разрезы в трубчатом кожухе пересекает преобразователь 4 и в нем преобразует" ся в ультразвуковые волны,Так как разрезы расположены под углом, то электромагнитное пале пересекает сечение преобразователя па клике разрезов, что обеспечиьает ранкамеркое распреде лчекие эвукавьг вали по всему сечению5 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 12382 кой и преобразователем в выступах, а также жесткость конструкции, Звуковые волны из преобразователя движутся в концентрирующие насадки, по ме" ре движения в насадках с уменьшающей" ся толщиной стенки звуковые волны пре образуются в механическую энергию перемещения тела насадок, и на концахнасадок получается виброперемещениеизлучателеи с наибольшей амплитудой.Ультразвуковые волнь из преобразователя в концентрирующие насадки движутся в противофазах, и для достижения синхронизации фаз насадки одна от дру" гой отличаются временем прохожденияультразвука не меньше, чем на 50 илина 150,25 Ы и так далее, т,е, противофазы на входах насадок сдвигают наконцах излучателей до синхронизациифаз. Это время изменяется путем выбора материалов с разной скоростью прохождения ультразвука в нем или изме"нением длины насадок. Виброперемещения сизлучателей передаются в радиалькам направлении на ребра, и за счет совпадения фаз исключается гашение виброперемещеций ат концов ребер к их середине, где при наложении противофаз виЬроперемещения пулевые.Псд действием ультразвукового поля от ребер в порошке снаружи оболочки происходит гехацоабразивцый износ поверхностей частиц порошка и поверхности, ца которую наносится порошковое покрытие, пссле чего идет процесс электронного взаимодействия, т.е, спекание и адгсзия порошка с покрываемой поверхностью. При этом направленное давление ультразвукового поля способствует продвижению загрязняющих примесей - аксидных пленок, .пылевидцых примесей, следов воды, масла и других из уплотняемой спекаемой массы в направлении движения нагревателя, т.е, перед конусообразной частью раздутой оболочки, Так как давление на элементы обоих насадок одинаковое и эти части насадок имеютнекоторую упругость, а порошок уплотняется по мере продвижения нагревателя вдоль покрываемой поверхности и 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 толщинаокрьтия при этом уменьшается по длине ребер, оболочка с ребрами образуют некоторую конусность, что обеспечивается гибкостью оболочки.За счет расположения ребер пад 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 спекаемого покрытия.При работе индукционной катушки преобразователя, раздувании оболочки и раздвижеции ребер .излучателями на разрезанной части насадок и продвижения цагреват ля вдоль покрываемой поверхности металлический порошок уплат. няется псд давленем оболочки, под действием электромагнитного поля спекается под действием дополнительного давления ребер и ультразвукового поля ст них дауплотняется и спекается с Ьольшей глатностью, а загрязняющие примеси под действием направленного , давления ультразвукового поля движутся из спек;-.смой массы вперед по ходу движения нагревателя, где оци могут удаляться, например, отсасыванием в истсчцик пониженного давления.Для спекация полимерных порошков нцдукциаццае поле це эффективно, и в нагревателе используе; ся более эффективцый вид спекация полимеров - ультразвуковым полем. Так как степень нагрева идукцошым полем зависит от размера частиц гетяп.и, тс энергия на нагрев мсцслцтцсй металлической трубы мецьшс, чем эквивалентная потребляемая эгерггя при спекаццц металлических парсиков, т,е при спекации полимерцых порошков меньшая часть энергии ицдукцисццога поля расходуется на нагрев труЬы, если оца металлическая, и при увеличении зазора гежц, гдукцисццсй кат;шс и труЬой за счет толщи ць; полимер ного покрытия ц е пр оисходит чрезмерцогс нагрева металлической трубы, Эта часть церасхадуемсй энергии в виде повышенной напряженности электромагцитцаго поля преоЬразуется в преобразователе в ,льтразвуксвае поле повышенной ицтецсивцасти (амплитуды), что увеличивает экономичность нагревателя и эффектвсстг спекания полимерцых покрытий вследстве повышения мсшностн ультразвукового излу 1612382чения и некоторого нагрева металлической трубы.При нанесении полимерного покрытияНа металлическую трубу та часть потребляемой энрергии,.которая не расхо;5Дуется на нагрев металлической трубы,Переходит на еще большее повышениеИнтенсивности ультразвукового излучения,1 ОТак как нагреватель предназначенПреимуществеино для условий с сохранением циркуляции жидкости или газа втрубопроводе или скважине, то источниками повышенного и пониженного давлений может быть любая зона, где существуют гидравлические сопротивления,Это условие является наиболее общим,случаем для управления. нагревателя,При снабжении нагревателя электро,подводом, его используют так же как,проводной канал связи для управлениянагревателем. Например, в части нагр -вателя или устройства,где он используется, размещен электромагнитный кла пан 14 (фиг. 2), вход которого связанс зоной 16 повышенного давления, а выход - с преобразоват;.лем 15 давления.Преобразователь давления снабжен возвратной пружиной и сообщается с по- олостью 12 нагревателя. Преобразователь давления и полость так же сообщаются с зоной 11 пониженного давления,.При включении индукционной катушки одновременно в клапане 1 ч открывается выход из зоны повышенного давления, жидкость или газ из этой зоныдвижется в преобразователь давления,где давление жидкости или газа повь 1. -дается до необходимого для прессования порошка, Излучатель 8 концентрирующей насадки передвигается вверх инаружу и раздвигает ребра 11,в р езультате чего радиус нагревателя увеличивается на Ьг, При отключении индукционной катушки в клапане закрываетсявыход из зоны 16 повышенного давлежяа открывается выход в зону 17 пониженного давления. При этом давление изполости 12 и из преобразователя 15давления сбрасывается в эту зону, возвратная пружина переводит преобразователь давления в первоначальное положение излучатель 8 передвигаетсявнутри полости 12, а оболочка 10 сребрами 11 сжимается и радиус нагревателя уменьшается на Ь г до первоначального положения, Источником повышенного давления могут быть также призабойное давление проявляющих флюидов в скважине, давление шнековых питателей, которое, передается черезгибкую перегородку внутри нагревателя, и др, Кроме электроподвода электрическое питание нагревателя возможноот генератора с приводом за счет энергии циркулирующего агента, Для управления нагревателем возможно использо-.вание гидравлического канала связи засчет волн давления или электрической,или звуковой проводимости покрьваемого трубопровода и др,Частоту индукционного и ультразвукового полей выбирают равнои резонансной или удвоенной резонанснойсобственной частоте порошкового слояна покрываемой поверхности., Так какэффективность спекания ультразвуковымполем резко снижается с изменениемчастоты от резонансной или удвоеннойрезонансной а эффективность секания индукционным полем плавно увеличивается с увеличением частоты до оптимальной, то предпочтительно частотупитающего тока использовать равнойудвоенной резонансной,Использование нагревателя возможнодля спеканияполимерных или металлических покрытии и заделки свишей втрубопроводах без прекращения перекачивания жидкостей или газов, прикреплении стенок скважин в процессебурения, формовании трубопроводов вгрунте,Формула изобретенияНагреватель, содержащий трубчатый кожух со сквозным продольным разре-, зом, индупионную катушку, размещенную на кожухе, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью получения качественного покрытия, он снабжен преобразователем размещенным в кожухе, концентрнче:кими насадками в виде раструбов с постегенно уменьшающейся толщиной стенок из немагнитного волновода, излучателями, расположенными на насадках, имеющих продольные разрезы, при этом между 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 преобразователь зыполнен в1612382 7, Гвданич кКорректор М. Максимишин ставител хред М,Х И. Дерба едак Заказ 3835 Тираж 678 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 тельский комбинат "Патент", г,ужг ул. Гагарина, 101 роизводствен виде цилиндра из магнитострикционного материала с выступами на образующей поверхности, расположенными в1 10Гокнах кожуха, концентрические насадки размещены на торцах преобразователя.