Патент на изобретение №2305011

(54) УСТРОЙСТВО И СПОСОБ НАНЕСЕНИЯ ПОКРЫТИЯ НА ВНУТРЕННЮЮ ПОВЕРХНОСТЬ ТРУБЫ

(57) Реферат:

Изобретение относится к устройствам для нанесения покрытий на внутреннюю поверхность трубы и может быть использовано при ремонте, изоляции магистральных и технологических трубопроводов в химической, нефтяной и газовой промышленности. Техническим результатом является расширение функциональных возможностей имеющихся устройств и способов нанесения изоляционного покрытия на внутреннюю поверхность трубы. Устройство для нанесения изоляционного покрытия на внутреннюю поверхность трубы состоит из внешнего цилиндрического корпуса, содержащего секции, в которых установлены электромагниты, имеющие положительный заряд. Внутрь трубы помещен цилиндрический снаряд, находящийся в обмотке, которая также имеет постоянный положительный заряд. Цилиндрический снаряд содержит резервуар с жидким изоляционным покрытием; термостойкий мешок, расположенный вдоль цилиндрического снаряда; нагревательный элемент, который выполнен в виде тэна и располагается вдоль обечайки резервуара; баллон со сжатым воздухом, соединенный с термостойким мешком через обратный клапан; элемент питания нагревательного элемента и распределительное устройство в виде двух сопел параллельно расположенных друг к другу. Для перемещения по поверхности трубы внешний цилиндрический корпус снабжен роликами. Баллон со сжатым воздухом расположен внутри термостойкого мешка, прикреплен к стенке резервуара с помощью резьбового соединения. При включении электромагнитов внешнего цилиндрического корпуса и обмотки цилиндрического снаряда цилиндрический снаряд внутри трубы под действием образовавшегося электромагнитного поля принимает подвешенное состояние. Используя свойства электромагнитного поля, возможно вращение цилиндрического снаряда вдоль своей оси с необходимой скоростью. Нагревательный элемент поддерживает изоляционное покрытие в жидком состоянии. В результате того, что резервуар находится под избыточным давлением, при открытии сопл жидкое изоляционное покрытие наносится на внутреннюю поверхность трубы. При снижении давления в термостойком мешке воздух в него автоматически подается через обратный клапан. Кроме того, отключая один из электромагнитов внешнего цилиндрического корпуса, происходит ослабление электромагнитного поля в данной области, что приводит к смещению цилиндрического снаряда относительно центра оси трубы. 2 н.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к устройствам и способу для нанесения покрытия на внутреннюю поверхность трубы и может быть использовано при ремонте, изоляции магистральных и технологических трубопроводов в химической, нефтяной и газовой промышленности.

В настоящее время существует проблема локального и сплошного качественного нанесения изоляционного покрытия на внутреннюю поверхность трубы.

Известно устройство для нанесения покрытия механическим способом, в котором камера выполнена в виде катушки с перфорированной цилиндрической стенкой, содержащей пористую перегородку, камера установлена с возможностью поворота вокруг продольной оси не менее чем на трех опорных роликах, а бункер выполнен конусообразным, закрепленным впереди камеры и снабженным кольцевой щелью с дозирующим отгибом, который снабжен пористой фильтрующей перегородкой, а опорные ролики закреплены на подпружиненных поворотных штоках, оси которых перпендикулярны осям роликов [А.с. №1757757 A1 SU, МКИ 5 В05 С 7/08, опубл. 1992].

Недостатком существующего устройства является то, что устройство предназначено для нанесения покрытия на локальных участках трубопровода.

Известен способ нанесения покрытия, который заключается в том, что участки трубы, на которые изнутри наносится изоляция, нагревают с помощью нагревателей и затем в трубу подают сжатый воздух под давлением под действием которого камера, содержащая бункер с порошком и пористые перегородки, продвигается по трубопроводу, при этом штоки с осями роликов поворачиваются до упора и устанавливаются под углом к оси камеры и от движения вперед происходит вращение камеры, а воздух, проходя через пористую перегородку, псевдоожижает порошок, превращая его в псевдоожиженый слой, который прилипает и оплавляется на нагретых участках трубы [А.с. №1757757 A1 SU, МКИ 5 В05 С 7/08, опубл. 1992].

Недостатком данного способа является наличие вспомогательного оборудования, которое сложно использовать на труднодоступных участках трубопровода.

Известно устройство для нанесения полимерного покрытия на внутреннюю поверхность трубопроводов, в котором средство перемещения выполнено в виде кабель-троса, соединенного с тяговым приводом и источником тока; средство подачи материала покрытия выполнено в виде бункера для порошка, связанного с каналом для подачи сжатого воздуха, а перед тором по ходу движения установлен нагреватель, соединенный с тором и кабель-тросом [Пат. №2015746 RU, МКИ 5 В05 С 7/08, опубл. 1994].

Недостатком существующего устройства является наличие герметичной камеры, сообщенной с трубопроводом, которую невозможно использовать в заглубленных трубопроводах, применение такого устройства из-за конструктивных особенностей ограничено.

Известен способ нанесения покрытия, который заключается в том, что порошок попадает в трубопровод через систему подачи сжатого воздуха и при движении нагревателя навстречу воздуху-носителю порошка нагреватель разогревает стенку трубопровода, а поток воздуха-носителя порошка, ударяясь о нагреватель и стенку трубы, оставляет на них частицы порошка, которые плавятся и сразу же распределяются идущим следом за нагревателем тором по всему периметру трубы [Пат. №2015746 RU, МКИ 5 В05 С 7/08, опубл. 1994].

Недостатком данного способа является невозможность применения при ремонте локальных участков трубопровода и значительный расход порошка при нанесении покрытия.

Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является нанесение изоляционного покрытия на внутреннюю поверхность трубы, как по всему периметру, так и локально.

Техническим результатом является расширение функциональных возможностей имеющихся устройств и способов нанесения изоляционного покрытия на внутреннюю поверхность трубы.

Указанный технический результат по объекту – устройство достигается тем, что устройство для нанесения покрытия на внутреннюю поверхность трубы, которое содержит резервуар с изоляционным покрытием и нагревательный элемент, дополнительно оснащено внешним цилиндрическим корпусом на роликах, состоящим из секций с электромагнитами, имеющими постоянный положительный заряд; внутренний цилиндрический снаряд, находящийся в обмотке, которая также имеет положительный постоянный заряд, при этом внутренний цилиндрический снаряд содержит резервуар с жидким изоляционным покрытием, термостойкий мешок, расположенный вдоль цилиндрического снаряда, нагревательный элемент, который выполнен в виде тэна и расположен вдоль обечайки резервуара, баллон со сжатым газом, соединенный с термостойким мешком через обратный клапан, элемент питания нагревательного элемента и распределительное устройство, выполненное в виде двух сопел для нанесения покрытия на внутреннюю поверхность трубы, параллельно расположенных друг к другу.

Указанный технический результат по объекту – способ достигается тем, что в известном способе нанесения изоляционного покрытия, заключающемся в распылении порошкообразного покрытия вращающимся под действием струи воздуха устройством, вращение устройства осуществляется при помощи электромагнитного поля, инициируемого электромагнитами, установленными в секции внешнего цилиндрического корпуса, а нанесение жидкого изоляционного покрытия на внутреннюю поверхность трубы происходит под воздействием внутреннего давления в резервуаре, создаваемого термостойким мешком, через сопла путем распыления.

Заявленная группа изобретений соответствует требованию единства изобретения, поскольку образует единый изобретательный замысел, причем один из заявленных объектов группы – устройство предназначено для осуществления другого заявленного объекта группы – способа нанесения изоляционного покрытия, при этом оба объекта направлены на решение одной и той же задачи с получением единого технического результата.

Причинно-следственная связь между заявляемым техническим результатом и существенными признаками изобретения следующая.

В результате применения устройства, содержащего внешний цилиндрический корпус с постоянным положительным зарядом, состоящий из секций, в каждой из которых установлен электромагнит; цилиндрический снаряд с положительно заряженной обмоткой, резервуаром для жидкого изоляционного покрытия, термостойким мешком и баллоном с воздухом под давлением, возможно нанесение жидкого изоляционного покрытия на внутреннюю поверхность трубы как по всему периметру, так и локально, используя свойства электромагнитного поля, позволяющего вращаться снаряду с необходимой частотой вокруг своей оси и «зависать» в некоторой зоне, а перемещение вдоль оси трубы осуществляется перемещением внешнего цилиндрического корпуса на роликах по поверхности трубы.

На фиг.1 показана конструктивная схема устройства для осуществления предлагаемого способа; на фиг.2 – сечение А-А.

Устройство для нанесения изоляционного покрытия на внутреннюю поверхность трубы 1 состоит из внешнего цилиндрического корпуса 2, содержащего секции, в которых установлены электромагниты 3, имеющие положительный заряд. Внутрь трубы 1 помещен цилиндрический снаряд 4, находящийся в обмотке 5, которая также имеет постоянный положительный заряд. Цилиндрический снаряд 4 содержит резервуар 6 с жидким изоляционным покрытием; термостойкий мешок 9, расположенный вдоль цилиндрического снаряда 4; нагревательный элемент 7, который выполнен в виде тэна и располагается вдоль обечайки резервуара 6; баллон 8 со сжатым воздухом, соединенный с термостойким мешком 9 через обратный клапан 10; элемент питания 11 нагревательного элемента 7 и распределительное устройство 12 в виде двух сопел, параллельно расположенных друг к другу. Для перемещения по поверхности трубы 1 внешний цилиндрический корпус 2 снабжен роликами. Баллон 8 со сжатым воздухом расположен внутри термостойкого мешка 9, прикреплен к стенке резервуара 6 с помощью резьбового соединения.

Нанесение покрытия на внутреннюю поверхность трубопровода осуществляется следующим образом.

При включении электромагнитов внешнего цилиндрического корпуса 2 и обмотки цилиндрического снаряда цилиндрический снаряд 4 внутри трубы под действием образовавшегося электромагнитного поля принимает подвешенное состояние. Используя свойства электромагнитного поля, возможно вращение цилиндрического снаряда 4 вдоль своей оси с необходимой скоростью. Нагревательный элемент 7 поддерживает изоляционное покрытие в жидком состоянии. В результате того, что резервуар 6 находится под избыточным давлением, при открытии сопел 12 жидкое изоляционное покрытие наносится на внутреннюю поверхность трубы 1, а при соприкосновении с холодной стенкой трубы остывает, образуя твердое покрытие. При снижении давления в термостойком мешке 9 воздух в него автоматически подается через обратный клапан 10. Кроме того, отключая один из магнитов 3 в секциях внешнего цилиндрического корпуса 2, происходит ослабление электромагнитного поля в данной области, что приводит к смещению цилиндрического снаряда 4 относительно центра оси трубы 1.

Таким образом, применение этого изобретения позволит наносить на внутреннюю поверхность трубы покрытие как по всему периметру, так и локально. Равномерное распределение изоляционного покрытия по всему периметру внутренней полости трубы осуществляется за счет равномерного вращения с необходимой частотой цилиндрического снаряда, используя свойства электромагнитного поля, а локальное нанесение покрытия происходит при помощи направленной струи жидкого изоляционного покрытия при «зависании» цилиндрического снаряда в условленном месте.

Формула изобретения

1. Устройство для нанесения покрытия на внутреннюю поверхность трубы, содержащее резервуар с изоляционным покрытием и нагревательный элемент, отличающееся тем, что устройство дополнительно содержит внешний цилиндрический корпус с секциями, в которых установлены электромагниты, имеющие положительный заряд, цилиндрический снаряд в обмотке, имеющей постоянный положительный заряд, при этом цилиндрический снаряд содержит резервуар с жидким изоляционным покрытием, термостойкий мешок, расположенный вдоль цилиндрического снаряда, нагревательный элемент, который выполнен в виде тэна и расположен вдоль обечайки резервуара, баллон со сжатым воздухом, соединенный с термостойким мешком через обратный клапан, элемент питания нагревательного элемента и распределительное устройство, выполненное в виде двух сопел, параллельно расположенных друг к другу.

2. Способ нанесения покрытия на внутреннюю поверхность трубы, характеризующийся тем, что используют устройство по п.1, в котором жидкое изоляционное покрытие, находящееся внутри цилиндрического снаряда, вращающегося при помощи электромагнитного поля, под воздействием внутреннего давления, создаваемого термостойким мешком, через сопла путем распыления наносят на внутреннюю поверхность трубы.

РИСУНКИ