Нагреватель Советский патент 1990 года по МПК H05B6/64 

0г/г./

го порошка к наружной поверхности оболочки электромагнитное поле наводит в порошке ЭДС и вихревые токи, за счет чего происходит спекание порошка. Одновременно с подачей напряжения на индукционную катушку в полость подается Повышенное давление, оболочка раздувается, ребра 10 раздвигаются вместе С ней. Переменное электромагнитное через разрезы 6 в трубчатом ко- пересекает преобразователь А и В нем преобразуется в ультразвуковые болны,- Под действием ультразвукового поля в порошке снаружи оболочки про- ксходит механоабразивньм износ поверх- 1ост«;й частиц порошка и покрываемой

поверхности, после чего идет процесс спекания порошка с покрьтаемой поверх- ностьюо Металлический порошок.уплотняется под давлением оболочки, под действием электромагнитного поля спе- кается, под действием дополнительного давления ребер 10 и ультразвукового поля от них доугшотняется 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 с

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.

Изобретение относится к нагревательным элементам типа волноводов и предназначено для спекания порошков пластиков или металла на внутренней поверхности трубопроводов или на стенках скважин, при наличии циркуляции жидкости или газа и наличии загрязня- юшзнх примесей.

Целью изобретения является получе- ние качественного покрытия

Но фиг. 1 изображен нагреватель в нерабочем положении, общий вид; на фиг, 2 - схема управлен 1Я раздвижением нагревателя.

Нагревата1ь устроен следующим образом (фиг. 1), Индукционная катушка 1 расположена на трубчатом кожухе 2, в котором имеется сквозной продольньй разрез 3с В кожухе вьшолнены продольные и расположенные под углом окна. Нагреватель снабжен помещенньп- в трубчатом кожухе преобразователем 4 из . магнитострикционного материала с вые-

тупами 5, входящими в окна 6 кожуха. На торцах преобразоватапя размещены

концентрирующие насадки 7 в виде раструбов из немагнитного волновода,, заканчивающихся излучателями 8, Насадки имеют продольные надрезы 9. Нагреватель снабжен оболочкой Ю ребрами

11, опирающимися на излучатели и расположенными под углом. Полость 12 между насадками и оболочкой герметизи- рована гибкими перегородками 13 Эта полость связана с источниками повьшен .ного и пониженного давления гидравлической или механической связью.

Нагреватель работает, следующим образом.

Вводят нагреватель в зону нагрева и подают на индукционную катушку 1 переменное напряжение о При этом в ней возникает переменное электромагнитное поле., в трубчатом кожухе 2 наводится ЭДС и увеличивается напряженность электромагнитного поля. При подаче металлического пороижа к наружной поверхности оболочки 10 электромагнитное поле наводит в порошка ЭДС и вихревые токиз за счет чего происходит спекание порошка. Продольный сквозной разрез 3 исключает токи в трубчатом кожухе от осевой составляющей электромагнитного поля и его перегрев.

Одновременно с подачей напряжения на индукционную катушку в полость 12 от источника повышенного давления, например по специальной трубке от входа в трубопровод, передается повышенное давление, под действием которого оболочка 10 раздувается и ребра 11 раздвигаются вместе с ней, а элементы концентрирлпоткх насадок 7 и излучателей 8 разгибаются под действием повышенного давления и так же раздвигают ребра в paд iaльнoм направлении. Переменное электромагнитное поле через разрезы в трубчатом кожухе пересекает преобразователь 4 и в нем преобразуется в ультразвуковые волны.Так как разрезы расположены под углом, то элект ромагнитное поле пересекает сечение преобразователя по длине разрезов, что обеспечивает равномерное распреде- ение звуковьк волн по всему сечению

5,g

преобразователя без их наложения и гашения о Наличие выступов 5 преобразователя в вырезах трубчатого кожура обеспечивает преобразование большей части энергии электромагнитного поля в ультразвуковое за счет y teнь- шения зазора межцу индукционной катушкой и преобразоватапем в выступах, а также жесткость конструкции. Звуковые волны из преобразователя движутся в концентрирующие насадки, по мере движения в насадках с уменьшающейся толщиной стенки звуковые волны преобразуются в механическую энергию перемещения тела насадок, и на концах насадок получается виброперемещение излучателей с наибольшей амплитудой. Ультразвуковые волны из преобразователя в концентрирующие насадки движутся в протиБофазах, и для достижения синхронизации фаз насадки одна от другой отличаются временем прохождения ультразвука не меньше, чем на 50 или на 150,250% и так далее, т.е. проти- вофазы на входах насадок сдвигают на концах излучателей до синхронизации фаз о Это время изменяется путем выбора материалов с разной скоростью прохождения ультразвука в нем или изменением длины насадок. Виброперемещения С излучателей передаются в радиальном направлении на ребра, и за счет совпадения фаз исключается гашение виброперемещеиий от концов ребер к их середине, где при наложении проти- вофаз виброперемещения нулевые.

Под действием ультразвукового поля от ребер в порошке снаружи .оболочки происходит механоабразивный износ по- верх1юстей частиц порошка и поверхности, на которую наносится порошковое покрытие, после чего идет процесс электронного взаимодействия, Тсе. спекание и адгезия порошка с покрываемой поверхностью о При этом направленное давлейие ультразвукового поля способствует продвижению заг- рязняюпщх примесей - оксидных пленок, пьшевидных примесей, следов.воды, масла и других из уплотняемой спекаемой массы в направлении движения нагревателя, т„е. перед конусообразной частью раздутой оболочки. Так как давение на .элементы обоих насадок одинаковое и эти части насадок имеют некоторую упругость, а порошок уплотяется по мере продвижения нагреватея вдоль покрываемой поверхности и

Q

55

толщина Ьокрытия при этом уменьшается по длине ребер, оболочка с ребрами образуют некоторую конусность, что обеспечивается гибкостью оболочки. За счет расположения ребер под углом обеспечивается перекрытие поверхностью ребер всей поверхности порошкового покрытия в его сечении с сох- Q ранением гибкости поверхности нагревателя в радиальном направлеггии и лсесткости в осевом направлении,что обеспечивает точность размеров поверхности спекаемого покрытия. 5 Ири работе индукционной катушки преобрггзователя, раздувании оболочки и раздвиненни ребер .излучателями на разрезанной части насадок и продвижения нагреват-1Г1я вдоль покр.ываемой по- 20 верхности металлический порошок уплотняется под давлением оболочки, под действием электромагнитного поля спекается, под действием дополнительного давления ребер и ультразвукового по- 25 ля от ifflx доуплотняется и спекается с большей гаштностью, а загрязняющие примеси под действием направленного давления ультразвукового поля движутся из спекаемой массы вперед по ходу 30 ДВ11жения нагревателя, где они могут уда.т1яться, например, отсасыванием в источник пониженного давления.

спекания полимерных порошков индукционное поле не эффективно, ив иагрезателе используется более эффективный ввд спекания полимеров - ульт- развуколым полем. Так как степень нагрева индукционным полем зависит от размера частиц металла, то энергия на др нагрев монолитной металлической трубы меньше, чем эквивалентная потребляемая энергн.я при спекании металлических порошков, т.е. при спекании поли- MepiiHx порошков меньшая часть энергии 5 индукционного поля расходуется на нагрев трубы, если она металлическая, и при увеличении зазора между индукционной кат ликой и трубоГг.за счет тол- шлны полимерного покрытия не происхо- Q дит чрезмерного нагрева металлической трубы. Эта часть нерасходуемой энергии в виде повылленной напряженности электромагнитного поля преобразуется в преобразователе в ультразвуковое поле повышенной интенсивности (амплиту5

ды)5 что увеличивает экономичность нагревателя и эффективность спекания полимер11ых покрытий вследствие повышения мощности ультразвукового излуения к некоторого нагрева металличесой трубЫо

При нанесении полимерного покрытия на мет.-шлическую трубу та часть пот- ребляемой энрергии.которая не расходуется на нагрев металлической трубы переходит на еще большее повьшение интенсивности ультразвукового излуче«кя,10

Так как нагреватель предназначен преимущественно для условий с сохранением циркуляции жидкости или газа в трубопроводе или скважинеs то источ- никами повышенного и пониженного дав- лений может быть любая зона, где существуют гидравлические сопротивления. Это условие является наиболее общим :с.лучаем для управления нагревателя I При снабжении нагревателя электро- -,д |подводом, его используют так же как Iпроводной канал связи для управления нагревателем. Например, в части нагревателя или устройства,где он используется, размещен электромагнитный етш-25 пан 14 (фиг. 2), вход которого связан с зоной 16 повышенного.давления, а выход - с преобразозатэлем 15 давления. Преобразователь давления снаблсен возвратной пружиной и сообщается с по-- зО лостью 12 нагревателя. Преобразователь давления и полость так же сооб- : щаются с зоной 17 пониженного давле- ниЯо.При вк.шочении индукционной катушки одновременно в клапане 14 открыва- 5 ется из зоны- поБьааенного давления, жидкость или газ из этой зоны движется в преобразователь давления где давление жидкости или газа повышается до необходимого для ирессова- 40 ния порошка. Излучатель 8 концентрирующей насадки передвигается вверх и наружу и раздвигает ребра 11 ,в резуль- тате чего нагревателя увеличивается на Lr. При отключении инаук- 45 ционной катушки в клапане закрывается выход из зоны 16 повышенного давления, а открьшается выход в зону 17 ного давления. При этом давление из полости 12 и из преобразователя 15 JQ давления сбрасывается в эту зону, возвратная пружина переводит преобразователь давления в-первоначальное положение, излучатель 8 передвигается внутри полости 12, а оболочка 10с ребрами 11 сжимается и радиус нагревателя уменьшается на Д г 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 от генератора с приводом.за счет энергии циркулирующего агента. Для управ- летя нагревателем возможно использот вание гидравлического канала связи за счет волн давления или электрической, или звуковой проводимости покрываемого трубопровода и др.

Частоту индукционного и ультразвукового полей выбирают равной 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 спекания индукционным полем плавно увеличивается с уве. тичением частоты до оптимальной, то предпочтительно частоту питающего тока использовать равной удвоенной резонансной,

ИспольБОваниг нагревателя возможно для спекания полимерных или металли- покрытий и заделки свшцей в трубопроводах без прекращения перекачивания жидкостей или газов, при креплении стенок скважин в процессе б -рення, формовании трубопроводов в - грунте.

Формула изобретения

Нагреватель содержащий трубчатый кожух со сквозным продольным разре- , зом, индукдаонную катушку, размещенную на кожухеf с т л и ч а ю щ и и - с я темр что, с целью получения качественного покрытия, он снабжен преобразователем размещенным в ко жухе, концентрическими насадками в виде раструбов с постепенно - уменьшающейся толщиной стенок из немагнитного, волновода, излучателями, расположенными на насадках, 5-Iмeюш тx продольные разре- зы при этом ними сделаны надрезы, оболочкой с ребрами, расположенными под углом и опирающимися на излучатели гибкими перегородками, изолирующими полость между насадками и оболочкой , причем в кожухе выполнены продольные и располрженные под. углом окна, а преобразоиатель выполнен в

161238210

15

Физ,2 UL

Ю, i12

лг