устройство и способ нанесения покрытия на внутреннюю поверхность трубы

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.

Описание изобретения к патенту

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.