EA 027461B1 20170731 Номер и дата охранного документа [PDF] EAPO2017\PDF/027461 Полный текст описания [**] EA201492225 20130624 Регистрационный номер и дата заявки JP2012-148476 20120702 Регистрационные номера и даты приоритетных заявок JP2013/067194 Номер международной заявки (PCT) WO2014/007090 20140109 Номер публикации международной заявки (PCT) EAB1 Код вида документа [PDF] eab21707 Номер бюллетеня [**] ГАЛЬВАНИЗИРУЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО Название документа [8] C25D 7/04, [8] C25D 5/04 Индексы МПК [JP] Кимото Масанари, [JP] Исии Кадзуя, [JP] Ямамото Тацуя Сведения об авторах [JP] НИППОН СТИЛ ЭНД СУМИТОМО МЕТАЛ КОРПОРЕЙШН, [FR] ВАЛЛУРЕК ОЙЛ ЭНД ГЭС ФРАНС Сведения о патентообладателях [JP] НИППОН СТИЛ ЭНД СУМИТОМО МЕТАЛ КОРПОРЕЙШН, [FR] ВАЛЛУРЕК ОЙЛ ЭНД ГЭС ФРАНС Сведения о заявителях
 

Патентная документация ЕАПВ

 
Запрос:  ea000027461b*\id

больше ...

Термины запроса в документе

Реферат

[RU]

1. Устройство для формирования гальванического слоя на поверхности внутренней резьбы, нарезанной на внутренней поверхности конца стальной трубы, содержащее механизм уплотнения внутри трубы, который при эксплуатации закупоривает внутренний канал стальной трубы в положении, отстоящем от внутренней резьбы в осевом направлении стальной трубы; трубчатый нерастворимый электрод, который при эксплуатации расположен в конце трубы таким образом, чтобы быть напротив внутренней резьбы; механизм подачи электролита, расположенный при эксплуатации вне конца трубы, который включает в себя множество форсунок, которые ориентированы радиально от центральной оси стальной трубы при эксплуатации; и механизм уплотнения на конце трубы, который вмещает внутри себя форсунки механизма подачи электролита и закреплен при эксплуатации на конце трубы в состоянии, при котором механизм уплотнения на конце трубы плотно соприкасается с внешней поверхностью конца трубы, при этом, если смотреть в осевом направлении трубы, наконечник каждой из форсунок размещен между внутренней резьбой и нерастворимым электродом, и каждая из форсунок выполнена с возможностью впрыска электролита из сформированного на наконечнике отверстия впрыска вдоль направления вращения по часовой стрелке или направления вращения против часовой стрелки относительно оси трубы.

2. Устройство по п.1, при этом каждая из форсунок перпендикулярна осевому направлению трубы или отклонена к концу трубы.

3. Устройство по п.1, при этом при эксплуатации каждая из форсунок ориентирована перпендикулярно оси трубы и каждая из форсунок имеет отверстие, выполненное с возможностью впрыска электролита в основном направлении, перпендикулярном осевому направлению трубы и направлению оси форсунки, или впрыска электролита в направлении, которое отклоняется от основного направления к концу трубы.

4. Устройство по любому из пп.1-3, при этом механизм подачи электролита включает в себя три форсунки.

5. Устройство по любому из пп.1-4, при этом механизм уплотнения на конце трубы дополнительно включает в себя выпускное отверстие для выпуска использованного электролита и механизм выпуска использованного электролита.

6. Устройство по п.5, при этом механизм выпуска использованного электролита представляет собой открывающийся в атмосферу участок, располагаемый при эксплуатации в положении над стальной трубой в механизме уплотнения на конце трубы.


Полный текст патента

(57) Реферат / Формула:

1. Устройство для формирования гальванического слоя на поверхности внутренней резьбы, нарезанной на внутренней поверхности конца стальной трубы, содержащее механизм уплотнения внутри трубы, который при эксплуатации закупоривает внутренний канал стальной трубы в положении, отстоящем от внутренней резьбы в осевом направлении стальной трубы; трубчатый нерастворимый электрод, который при эксплуатации расположен в конце трубы таким образом, чтобы быть напротив внутренней резьбы; механизм подачи электролита, расположенный при эксплуатации вне конца трубы, который включает в себя множество форсунок, которые ориентированы радиально от центральной оси стальной трубы при эксплуатации; и механизм уплотнения на конце трубы, который вмещает внутри себя форсунки механизма подачи электролита и закреплен при эксплуатации на конце трубы в состоянии, при котором механизм уплотнения на конце трубы плотно соприкасается с внешней поверхностью конца трубы, при этом, если смотреть в осевом направлении трубы, наконечник каждой из форсунок размещен между внутренней резьбой и нерастворимым электродом, и каждая из форсунок выполнена с возможностью впрыска электролита из сформированного на наконечнике отверстия впрыска вдоль направления вращения по часовой стрелке или направления вращения против часовой стрелки относительно оси трубы.

2. Устройство по п.1, при этом каждая из форсунок перпендикулярна осевому направлению трубы или отклонена к концу трубы.

3. Устройство по п.1, при этом при эксплуатации каждая из форсунок ориентирована перпендикулярно оси трубы и каждая из форсунок имеет отверстие, выполненное с возможностью впрыска электролита в основном направлении, перпендикулярном осевому направлению трубы и направлению оси форсунки, или впрыска электролита в направлении, которое отклоняется от основного направления к концу трубы.

4. Устройство по любому из пп.1-3, при этом механизм подачи электролита включает в себя три форсунки.

5. Устройство по любому из пп.1-4, при этом механизм уплотнения на конце трубы дополнительно включает в себя выпускное отверстие для выпуска использованного электролита и механизм выпуска использованного электролита.

6. Устройство по п.5, при этом механизм выпуска использованного электролита представляет собой открывающийся в атмосферу участок, располагаемый при эксплуатации в положении над стальной трубой в механизме уплотнения на конце трубы.


Евразийское ои 027461 (13) В1
патентное
ведомство
(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ЕВРАЗИЙСКОМУ ПАТЕНТУ
(45) Дата публикации и выдачи патента 2017.07.31
(21) Номер заявки 201492225
(22) Дата подачи заявки 2013.06.24
(51) Int. Cl. C25D 7/04 (2006.01) C25D 5/04 (2006.01)
(54) ГАЛЬВАНИЗИРУЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО
(31) 2012-148476
(32) 2012.07.02
(33) JP
(43) 2015.05.29
(86) PCT/JP2013/067194
(87) WO 2014/007090 2014.01.09
(71) (73) Заявитель и патентовладелец:
НИППОН СТИЛ ЭНД СУМИТОМО МЕТАЛ КОРПОРЕЙШН (JP); ВАЛЛУРЕК ОЙЛ ЭНД ГЭС ФРАНС (FR)
(72) Изобретатель:
Кимото Масанари, Исии Кадзуя, Ямамото Тацуя (JP)
(74) Представитель:
Медведев В.Н. (RU)
(56) JP-A-61133397 JP-A-59166694 JP-A-2012082450
(57) Гальванизирующее устройство включает в себя механизм уплотнения внутри трубы, который закупоривает внутренний канал стальной трубы, трубообразный нерастворимый электрод, который расположен в конце трубы таким образом, чтобы быть напротив внутренней резьбы, механизм подачи электролита, который включает в себя множество форсунок, которые простираются радиально с осью стальной трубы в качестве центра, и механизм уплотнения на конце трубы, который вмещает внутри себя форсунки и закреплен на конце трубы, если смотреть в осевом направлении трубы, при этом наконечник каждой из форсунок размещен между внутренней резьбой и нерастворимым электродом, и каждая из форсунок впрыскивает электролит в направлении, которое пересекает направление протяженности форсунки, причем это направление является направлением вращения по часовой стрелке или направлением вращения против часовой стрелки, в котором центром является ось трубы.
Область техники
Настоящее изобретение относится к гальванизирующему устройству, которое формирует гальванический слой на поверхности внутренней резьбы, нарезанной на внутренней окружной поверхности конца стальной трубы.
Испрашивается приоритет патентной заявки Японии № 2012-148476, поданной 2 июля 2012 года, содержание которой включено в настоящий документ посредством ссылки.
Предпосылки создания изобретения
Чтобы добывать из-под земли природный газ или сырую нефть, в направлении существующих под землей в нескольких тысячах метров от поверхности земли месторождения природного газа или месторождения нефти бурят скважину, и при этом необходимо установить в скважину большую обсадную колонну. В этой обсадной колонне соединяют одна с другой в линию множество длинных стальных труб (так называемые нефтяные обсадные трубы). В последние годы с точки зрения повышения производительности увеличивается потребность в резьбовом соединении (так называемый соединительный замок, представляющий единое целое с трубой) стальной трубы, способным непосредственно соединять нефтяные обсадные трубы без использования муфтового соединения. Нефтяная обсадная труба, имеющая наружную резьбу, сформированную на внешней окружной поверхности одного конца трубы, и внутреннюю резьбу, сформированную на внутренней окружной поверхности другого конца трубы, используется как соединительный замок, представляющий одно целое с трубой. То есть соединительный замок, представляющий одно целое с трубой, включает в себя наружную резьбу ("ниппель"), которую нарезают спирально по внешней окружной поверхности одного конца нефтяной обсадной трубы, и внутреннюю резьбу ("муфту"), которую нарезают спирально по внутренней окружной поверхности одного конца другой нефтяной обсадной трубы, присоединенной к этой нефтяной обсадной трубе.
Традиционно, когда нефтяные обсадные трубы свинчивают одну с другой, то чтобы предотвратить "заедание" соединенного участка, по меньшей мере на одну из наружной резьбы и внутренней резьбы нефтяной обсадной трубы наносят смазочное масло (уплотняющую смазку API - Американского нефтяного института), включающее тяжелые металлы, такие как свинец. С другой стороны, в регионе, в котором использование уплотняющей смазки API ограничивают жестким природоохранным законодательством, может быть использовано защищающее окружающую среду смазочное масло ("зеленая смазка"), не включающее тяжелые металлы. Поскольку смазочная способность "зеленой смазки" хуже, чем у уплотняющей смазки API, то на участке соединения легко происходит "заедание". Тем самым, когда в качестве смазочного масла используют "зеленую смазку", то чтобы компенсировать недостаток смазочной способности "зеленой смазки" и предотвратить явление "заедания", предпочтительно, чтобы по меньшей мере на одной поверхности из наружной резьбы и внутренней резьбы, нарезанных на конце нефтяной обсадной трубы, был сформирован гальванический слой, такой как слой меди.
Например, в нижеприведенном патентном документе 1 раскрывают устройство, которое формирует гальванический слой на поверхности наружной резьбы ("ниппель"), нарезанной на одном конце нефтяной обсадной трубы, то есть на внешней окружной поверхности одного конца нефтяной обсадной трубы.
Документ предшествующего уровня техники
Патентный документ Патентный документ 1
Японская рассмотренная заявка на патент; вторая публикация № S63-6637.
Раскрытие изобретения
Задача, решаемая изобретением
Когда в качестве соединительного элемента используется соединительная муфта, на поверхности внутренней резьбы, нарезанной на внутренней окружной поверхности соединительной муфты, формируют гальванический слой и, таким образом, надежность (сопротивление заеданию) соединительного участка улучшается. Также в соединительном замке, представляющем одно целое с трубой, чтобы получить подобную надежность, предпочтительно, чтобы на поверхности внутренней резьбы ("муфты"), нарезанной на внутренней окружной поверхности одного конца нефтяной обсадной трубы, был сформирован гальванический слой.
В общем, когда формируется гальванический слой, одновременно с гальваническим слоем образуются пузырьки водорода или кислорода. Как описано в патентном документе 1, когда гальванический слой формируется на поверхности наружной резьбы, нарезанной на внешней окружной поверхности стальной трубы, поскольку пузырьки быстро отделяются от поверхности наружной резьбы, проблемы не существует. Однако, если гальванический слой формируется на поверхности внутренней резьбы, нарезанной на внутренней окружной поверхности стальной трубы, поскольку отделение пузырьков затрудняется из-за внутренней стенки стальной трубы, эти пузырьки, в частности, легко остаются в бороздках внутренней резьбы. Остаточная часть пузырьков делает участок непокрытым и становится причиной, которая уменьшает сопротивление заеданию соединенного участка.
Настоящее изобретение выполнено с учетом вышеописанного обстоятельства и его задачей является обеспечение гальванизирующего устройства, способного к формированию равномерного гальванического слоя без непокрытой области на поверхности внутренней резьбы, нарезанной на внутренней ок-
ружной поверхности конца стальной трубы. Средства решения проблемы
Настоящее изобретение выбирает следующие средства для решения вышеупомянутых проблем и достижения взаимосвязанной задачи. А именно:
1) в соответствии с аспектом настоящего изобретения обеспечивают гальванизирующее устройство, которое формирует гальванический слой на поверхности внутренней резьбы, нарезанной на внутренней окружной поверхности конца стальной трубы, включающее в себя: механизм уплотнения внутри трубы, который закупоривает внутренний канал стальной трубы в положении, отстоящем от внутренней резьбы в осевом направлении стальной трубы; трубообразный нерастворимый электрод, который располагается в конце трубы таким образом, чтобы быть напротив внутренней резьбы; механизм подачи электролита, который включает в себя множество форсунок, которые простираются радиально с осью стальной трубы в качестве центра, и располагаются снаружи конца трубы; и механизм уплотнения на конце трубы, который вмещает внутри себя форсунки и закрепляется на конце трубы в состоянии, при котором механизм уплотнения на конце трубы плотно соприкасается с внешней окружной поверхностью конца трубы, и если смотреть в осевом направлении трубы, наконечник каждой из форсунок размещается между внутренней резьбой и нерастворимым электродом, а каждая из форсунок впрыскивает электролит из отверстия впрыска, сформированного на наконечнике, в направлении, которое пересекает направление протяженности форсунки, причем это направление является направлением вращения по часовой стрелке или направлением вращения против часовой стрелки, в котором центром является ось трубы.
2) В гальванизирующем устройстве в соответствии с п.1 каждая из форсунок может быть перпендикулярной осевому направлению трубы или может быть наклонена к торцевой стороне трубы.
3) В гальванизирующем устройстве в соответствии с п.1 каждая из форсунок может быть перпендикулярной осевому направлению трубы и каждая из форсунок может впрыскивать электролит в опорном направлении, перпендикулярном к осевому направлению трубы и к направлению протяженности, если смотреть в направлении протяженности форсунки, или может впрыскивать электролит в направлении, которое отклоняется от опорного направления к торцевой стороне трубы.
4) В гальванизирующем устройстве в соответствии с любым из пп.1-3 механизм подачи электролита может включать в себя три форсунки.
5) В гальванизирующем устройстве в соответствии с любым из пп.1-4 механизм уплотнения на конце трубы может дополнительно включать в себя: выпускное отверстие для выпуска использованного электролита; и механизм содействия выпуску жидкости для содействия выпуску использованного электролита.
6) В гальванизирующем устройстве в соответствии с пунктом (5) механизм содействия выпуску жидкости может представлять собой открывающийся в атмосферу участок, который в механизме уплотнения на конце трубы располагается в положении над стальной трубой.
Эффекты изобретения
В соответствии с вышеописанными аспектами может быть сформирован равномерный гальванический слой без непокрытой области на поверхности внутренней резьбы, нарезанной на внутренней окружной поверхности конца стальной трубы.
Краткое описание чертежей
Фиг. 1 представляет собой пояснительный вид, принципиально показывающий конфигурацию гальванизирующего устройства в соответствии с вариантом выполнения настоящего изобретения.
Фиг. 2 представляет собой разрез, взятый вдоль линии А-А на фиг. 1 (вид, если смотреть в направлении оси стальной трубы 0).
Фиг. 3 представляет собой вид, когда механизм 7 подачи электролита в видоизмененном примере рассматривается в направлении, перпендикулярном осевому направлению стальной трубы 0.
Фиг. 4 представляет собой разрез, взятый вдоль линии В-В на фиг. 3 (вид, если смотреть в направлении оси стальной трубы 0).
Фиг. 5 представляет собой вид, когда форсунка 7а для впрыскивания электролита рассматривается в направлении R11 ее протяженности.
Лучший вариант исполнения изобретения
В дальнейшем в этом документе будет подробно описан вариант выполнения настоящего изобретения со ссылкой на чертежи или тому подобное.
Фиг. 1 представляет собой пояснительный вид, принципиально показывающий конфигурацию гальванизирующего устройства 1 в соответствии с вариантом выполнения настоящего изобретения.
Как показано на фиг. 1, гальванизирующее устройство в соответствии с настоящим изобретением представляет собой устройство, которое формирует гальванический слой на поверхности внутренней резьбы 0b, спирально нарезанной на внутренней окружной поверхности одного конца 0а цилиндрической стальной трубы 0. На фиг. 1 примером является состояние, при котором стальная труба 0 располагается приблизительно горизонтально. В нижеприведенных описаниях примером является случай, в котором стальная труба 0 представляет собой длинную бесшовную нефтяную обсадную трубу. Кроме того, ссылочная позиция AX на чертеже указывает ось (центральную ось) стальной трубы 0.
Гальванизирующее устройство 1 включает в себя механизм 2 уплотнения внутри трубы, механизм 3 уплотнения на конце трубы, нерастворимый электрод 4 и механизм 5 подачи электролита. В дальнейшем в данном документе последовательно будут описаны детали каждого компонента гальванизирующего устройства 1.
Механизм 2 уплотнения внутри трубы
Механизм 2 уплотнения внутри трубы располагается в заданном положении 0c внутри трубы в осевом направлении (направление вдоль оси AX трубы на фиг. 1) стальной трубы 0 от внутренней резьбы 0b этой стальной трубы 0. Механизм 2 уплотнения внутри трубы соприкасается со стальной трубой 0 в герметизирующем состоянии в заданном положении 0c. Другими словами, механизм 2 уплотнения внутри трубы закупоривает внутренний канал стальной трубы 0 в заданном положении 0c.
Например, в качестве механизма 2 уплотнения внутри трубы может быть использована применяемая при работе с трубами шестигранная заглушка. Как хорошо известно, шестигранная заглушка имеет структуру, которая закупоривает внутренний канал трубчатого элемента вставкой резинового кольца между двумя пластинами и увеличением диаметра этого резинового кольца. Кроме того, механизм 2 уплотнения внутри трубы не ограничивается шестигранной заглушкой, а может быть любым устройством, имеющим структуру, способную закупоривать внутренний канал стальной трубы 0.
Поскольку специалистам в данной области техники хорошо известен механизм 2 уплотнения внутри трубы, дальнейшие описания в отношении механизма 2 уплотнения внутри трубы опускаются.
Механизм 3 уплотнения на конце трубы
Механизм 3 уплотнения на конце трубы включает в себя трубообразный основной корпус 3a, который вмещает форсунки 5a, 5b и 5c для впрыскивания электролита, включенные в нижеописанный механизм 5 подачи электролита, и включает в себя форму внутренней поверхности, которая может быть закреплена в состоянии, при котором основной корпус 3a плотно соприкасается с внешней окружной поверхностью и с торцевой поверхностью конца 0a стальной трубы 0.
Механизм 3 уплотнения на конце трубы закреплен на конце 0а трубы в состоянии, при котором основной корпус 3a плотно соприкасается с внешней окружной поверхностью и с торцевой поверхностью конца 0a стальной трубы 0, и, таким образом, механизм 3 уплотнения на конце трубы герметизирует внутреннюю сторону конца 0a стальной трубы 0 вместе с механизмом 2 уплотнения внутри трубы.
В основном корпусе 3a механизма 3 уплотнения на конце трубы располагаются отверстие 3c выпуска жидкости и механизм 3b содействия выпуску жидкости.
Отверстие 3c выпуска жидкости выпускает электролит после того, как этот электролит использовали для формирования гальванического слоя, и оно располагается в положении ниже, чем стальная труба 0, когда на этой стальной трубе 0 закрепляют механизм 3 уплотнения на конце трубы.
Механизм 3b содействия выпуску жидкости содействует выпуску использованного электролита. Механизм 3b содействия выпуску жидкости не ограничивается конкретным типом, если он может содействовать выпуску электролита, и, как показано на фиг. 1, предпочтительно представляет собой открывающееся в атмосферу отверстие 3b, которое располагается в положении над стальной трубой 0 в механизме 3 уплотнения на конце трубы.
Может быть принята конфигурация, в которой в открывающемся в атмосферу отверстии 3b устанавливается электромагнитный клапан (не показан), и открывающееся в атмосферу отверстие 3b открывается и закрывается.
Альтернативно, в открывающееся в атмосферу отверстие 3b устанавливается шланг, этот шланг простирается вверх и он может предотвращать выдувание жидкости за пределы основного корпуса 3a, уравновешивая давление введенной насосом жидкости и вес самой жидкости. Альтернативно, выпуску использованного электролита можно содействовать подачей сжатого воздуха из открывающегося в атмосферу отверстия 3b во внутренний участок конца 0a трубы или тому подобного.
Если после того, как сформировался гальванический слой, использованный электролит выпускается не быстро, то гальванический слой может корродировать, а цвет слоя может измениться. Однако, как описано выше, поскольку в механизме 3 уплотнения на конце трубы обеспечивается открывающееся в атмосферу отверстие 3b, и, таким образом, использованный электролит выпускается быстро, изменение цвета поверхности гальванического слоя, сформированного на внутренней резьбе 0b, может быть подавлено.
Нерастворимый электрод 4
Нерастворимый электрод 4 представляет собой полый цилиндрический электрод (анод), предназначенный для формирования гальванического слоя на внутренней резьбе 0b, и он располагается в конце 0a стальной трубы 0 таким образом, чтобы быть напротив внутренней резьбы 0b. Предпочтительно, чтобы центральная ось нерастворимого электрода 4 была расположена так, чтобы совпадать с осью AX стальной трубы 0. То есть, если смотреть в осевом направлении стальной трубы 0, предпочтительно, чтобы стальная труба 0 и нерастворимый электрод 4 имели концентрическую связь. Нерастворимый электрод 4 располагается таким образом и, следовательно, на поверхности внутренней резьбы 0b, которая нарезана на внутренней окружной поверхности конца 0a трубы, может быть сформирован гальванический слой, имеющий высокую равномерность.
Предпочтительно, чтобы в качестве нерастворимого электрода 4 использовался электрод, в котором покрытые оксидом иридия титановая пластина или пластина из нержавеющей стали формировались в цилиндрической форме.
Возбуждающий стержень 6 для возбуждения нерастворимого электрода 4 пронизывает основной корпус 3a механизма 3 уплотнения на конце трубы и соединяется с нерастворимым электродом 4. В качестве возбуждающего стержня 6 может быть использован, например, стержень из титана, стержень из нержавеющей стали или тому подобный.
Если одновременно между нерастворимым электродом 4 и стальной трубой 0 прикладывают разность потенциалов, а между внутренней резьбой 0b и нерастворимым электродом 4 с помощью описанного ниже механизма 5 подачи электролита подают электролит, то на поверхности внутренней резьбы 0b формируется гальванический слой.
Поскольку специалистам в данной области техники хорошо известен нерастворимый электрод 4, дополнительные описания в отношении нерастворимого электрода опускаются.
Механизм 5 подачи электролита
Механизм 5 подачи электролита подводит электролит внутрь конца 0а стальной трубы 0, и удерживается в положении снаружи трубчатого конца 0a с помощью удерживающего механизма (не показан), который обеспечивают на механизме 3 уплотнения на конце трубы. Далее в этом документе со ссылкой на фиг. 1 и 2 будет подробно описана конфигурация механизма 5 подачи электролита. При этом фиг. 2 представляет собой разрез, взятый вдоль линии A-A на фиг. 1 (то есть, если смотреть изнутри стальной трубы 0 наружу стальной трубы 0 в осевом направлении стальной трубы 0).
Как показано на фиг. 1 и 2, механизм 5 подачи электролита включает в себя множество (три в качестве примера в настоящем варианте выполнения) форсунок 5a, 5b и 5c для впрыскивания электролита, которые простираются радиально оси AX стальной трубы 0 в качестве центра. Как показано на фиг. 2, если смотреть в направлении оси стальной трубы 0, наконечники (см. ссылочные позиции 5а-1, 5b-1 и 5с-1 на фиг. 2) соответствующих форсунок 5a, 5b и 5c для впрыскивания электролита располагаются между внутренней резьбой 0b и нерастворимым электродом 4.
В дополнение, если смотреть в направлении оси стальной трубы 0, соответствующие форсунки 5а, 5b и 5с для впрыскивания электролита впрыскивают электролит из отверстий впрыска (см. ссылочные позиции 5d, 5e и 5f на фиг. 2), сформированных на каждом наконечнике форсунок в направлениях, которые пересекают направления протяженности (см. ссылочные позиции R1, R2 и R3 на фиг. 2) форсунок для впрыскивания электролита, причем эти направления являются направлениями вращения в направлении по часовой стрелке или в направлении против часовой стрелки, в которых центром является ось AX трубы. Далее в этом документе направления, в которых электролит впрыскивается из соответствующих форсунок 5а, 5b и 5с для впрыскивания электролита, называются направлениями впрыскивания электролита (см. ссылочные позиции S1, S2 и S3 на фиг. 2).
Кроме того, как описано выше, соответствующие направления S1, S2 и S3 впрыскивания электролита могут быть установлены в направлении вращения по любому из направления по часовой стрелке и направления против часовой стрелки, в котором центром является ось AX трубы. Однако, чтобы эффективно подавить возникновение непокрытых областей, предпочтительно, чтобы соответствующие направления S1, S2 и S3 впрыскивания электролита устанавливали в том же самом направлении вращения из направления по часовой стрелке или направления против часовой стрелки, как и направление нарезки внутренней резьбы 0b.
Как показано на фиг. 2, направление R1 протяженности форсунки 5а для впрыскивания электролита пересекает направление S1 впрыскивания электролита. Однако, оба (R1 и S1) не обязательно пересекаются друг с другом в состоянии, когда оба являются перпендикулярными друг другу.
Другими словами, угол пересечения между направлением R1 протяженности форсунки 5а для впрыскивания электролита и направлением S1 впрыскивания электролита не ограничивается 90° и может быть установлен должным образом в соответствии с размерами стальной трубы 0 и нерастворимого электрода 4 или тому подобного так, чтобы на поверхности внутренней резьбы 0b формировался равномерный гальванический слой.
Связь между направлением R2 протяженности форсунки 5b для впрыскивания электролита и направлением S2 впрыскивания электролита и связь между направлением R3 протяженности форсунки 5с для впрыскивания электролита и направлением S3 впрыскивания электролита являются подобными вышеуказанному.
В дополнение, например, когда направление нарезки внутренней резьбы 0b является направлением по часовой стрелке, предпочтительно, чтобы все направления S1, S2 и S3 впрыскивания электролита устанавливали таким образом, чтобы быть обращенными в направлении вращения часовой стрелки, в котором центром является ось AX трубы.
Более того, угол между соседними форсунками для впрыскивания электролита может быть установлен должным образом в соответствии с общим числом форсунок для впрыскивания электролита. Например, в настоящем варианте выполнения, когда общее число форсунок для впрыскивания составляет 3, может быть установлен угол между соседними форсунками для впрыскивания электролита 120°.
В дополнение, как показано на фиг. 1, если смотреть в направлении, перпендикулярном осевому направлению стальной трубы 0, соответствующие форсунки 5а, 5b и 5с для впрыскивания электролита отклоняются к стороне конца 0а трубы. Другими словами, направления R1, R2 и R3 протяженности соответствующих форсунок 5а, 5b и 5с для впрыскивания электролита отклоняются относительно оси AX стальной трубы 0.
Предпочтительно, например, чтобы угол отклонения (на фиг. 1 - ссылочная позиция а1) между форсункой 5а для впрыскивания электролита (направление R1 протяженности) и осью AX трубы был установлен должным образом в соответствии с размером стальной трубы 0 и нерастворимого электрода 4 или тому подобного таким образом, чтобы на поверхности внутренней резьбы 0b формировался равномерный гальванический слой. В соответствии с проведенной изобретателями экспертизой было установлено, что гальванический слой, имеющий высокую равномерность, формировался, если угол а1 отклонения устанавливали в диапазоне, равном или более чем 45° и менее чем 90°.
Кроме того, форсунка 5а для впрыскивания электролита (направление R1 протяженности) может быть перпендикулярна направлению оси стальной трубы 0 (то есть угол отклонения а1 = 90°). Также в этом случае было определено, что формировался гальванический слой, имеющий высокую равномерность.
Связь между форсункой 5b для впрыскивания электролита и осью AX трубы и связь между форсункой 5с для впрыскивания электролита и осью AX трубы являются подобными вышеуказанному.
В соответствии с гальванизирующим устройством 1 по вышеописанному настоящему варианту выполнения равномерный гальванический слой может быть сформирован без непокрытой области на поверхности внутренней резьбы, нарезанной на внутренней окружной поверхности конца 0а стальной трубы 0. Далее в этом документе будут описаны причины.
При формировании гальванического слоя на резьбовой поверхности стальной трубы 0 общеизвестен способ, который отделяет пузырьки путем применения струи электролита. Например, в предшествующем уровне техники, раскрытом в патентном документе 1, можно применять струю электролита путем увеличения подводимого количества электролита.
Однако покрываемая поверхность является поверхностью резьбы и включает в себя гребни резьбовых витков и впадины резьбовых витков. Тем самым струя во впадинах резьбовых витков слабая, в то время как около поверхностей гребней резьбовых витков струя сильная. Поскольку газообразный водород или газообразный кислород, образованные при формировании гальванического слоя, представляют собой мельчайшие пузырьки, эти пузырьки, накопленные во впадинах резьбовых витков, не отделяются от впадин резьбовых витков до тех пор, пока мельчайшие пузырьки не соберутся во впадинах резьбовых витков (бороздках резьбы) и не станут большими пузырьками. Непокрытая область, которая в действительности возникает, представляет собой область, подобную маленькой точке. Кроме того, резьба, которая используется для крепежных деталей, формируется в трехмерной спиральной форме.
В качестве способа, который отделяет мельчайшие пузырьки от впадин резьбовых витков, изобретатели нашли способ, который подает электролит спиральной струей между поверхностью внутренней резьбы 0b и нерастворимым электродом 4 с помощью множества, то есть двух или более форсунок для впрыскивания электролита. Однако, когда используется единственная форсунка для впрыскивания электролита, достаточные струйные эффекты не могут быть получены.
Более того, даже когда три форсунки для впрыскивания электролита монтируют на вершинах подводящего отверстия, если направление впрыскивания электролита каждой форсунки для впрыскивания электролита не подходящее, то баланс давления между форсунками для впрыскивания электролита не может быть отрегулирован должным образом, и достаточные струйные эффекты не могут быть получены.
Поэтому множество форсунок для впрыскивания электролита располагаются на подводящем отверстии центра конца 0а стальной трубы 0, и регулировкой направлений впрыскивания электролита каждой из форсунок для впрыскивания электролита может быть получена равномерная спиральная струя.
Более конкретно, как показано на фиг. 1 и 2, наконечники соответствующих форсунок 5а, 5b и 5с для впрыскивания электролита отклоняются к оси AX стальной трубы 0, подлежащей покрытию. Предпочтительно, чтобы было обеспечено три или более форсунок для впрыскивания электролита. Более того, предпочтительно, чтобы направления S1, S2 и S3 впрыскивания электролита форсунок 5а, 5b и 5с для впрыскивания электролита были установлены таким образом, чтобы спиральная струя формировалась в том же направлении вращения, как направление нарезки резьбы на подлежащей покрытию поверхности внутренней резьбы 0b.
Предпочтительно, чтобы наконечники соответствующих форсунок 5а, 5b и 5с для впрыскивания электролита были размещены вне стальной трубы 0, от вершины внутренней резьбы 0b, то есть от вершины 0a-1 конца 0а стальной трубы 0 так, чтобы пузырьки отделялись от всей области поверхности внутренней резьбы 0b.
Более того, предпочтительно, чтобы поверхности наконечников соответствующих форсунок 5а, 5b и 5с для впрыскивания электролита были размещены между внутренней резьбой 0b и нерастворимым
электродом 4 в радиальном направлении стальной трубы 0.
Наконечники соответствующих форсунок 5а, 5b и 5с для впрыскивания электролита формируются линейно в направлении внутренней резьбы 0b. Однако, например, участок наконечника, включающий поверхность наконечника каждой из форсунок 5а, 5b и 5с для впрыскивания электролита может быть отклонен за пределы радиального направления стальной трубы 0 в соответствии с диаметром стальной трубы 0, размерами внутренней резьбы 0b или тому подобного, чтобы увеличить равномерность спиральной струи, которая формируется между внутренней резьбой 0b и нерастворимым электродом 4. Кроме того, даже в том случае, когда участок наконечника, включающий поверхность наконечника каждой из форсунок 5а, 5b и 5с для впрыскивания электролита, не отклоняется за пределы радиального направления стальной трубы 0, если эта стальная труба 0, которая гальванизируется, изменяется, предпочтительно, чтобы направления ориентации (направления впрыскивания электролита) соответствующих форсунок 5а, 5b и 5с для впрыскивания электролита были должным образом скорректированы в соответствии с диаметром стальной трубы 0, размерами внутренней резьбы 0b или тому подобного.
Как описано выше, поскольку в гальванизирующем устройстве 1 по настоящему варианту выполнения между внутренней резьбой 0b и нерастворимым электродом 4 может быть сформирована равномерная спиральная струя, то пузырьки, остающиеся во впадинах резьбовых витков внутренней резьбы 0b, могут быть эффективно удалены.
Поэтому в соответствии с гальванизирующим устройством 1 по настоящему варианту выполнения может быть сформирован равномерный гальванический слой без непокрытой области на поверхности внутренней резьбы, нарезанной на внутренней окружной поверхности конца 0а стальной трубы 0.
Дополнительно, в соответствии с гальванизирующим устройством 1 по настоящему варианту выполнения, поскольку в механизме 3 уплотнения на конце трубы обеспечивают открывающееся в атмосферу отверстие 3b, и, таким образом, использованный электролит быстро выпускается, изменение цвета поверхности гальванического слоя, сформированного на внутренней резьбе 0b, может быть подавлено.
Более того, настоящее изобретение не ограничивается вышеописанным вариантом выполнения, и могут быть модификации с примером ниже. Например, вместо показанного на фиг. 1 и 2 механизма 5 подачи электролита может быть использован механизм 7 подачи электролита, включая конфигурацию, показанную на фиг. 3 и 4. Фиг. 3 представляет собой вид, когда механизм 7 подачи электролита в модифицированном примере рассматривается в направлении, перпендикулярном осевому направлению стальной трубы 0. Фиг. 4 представляет собой разрез, взятый вдоль линии В-В на фиг. 3 (то есть вид, если смотреть изнутри стальной трубы 0 за пределы стальной трубы 0 в осевом направлении стальной трубы
0).
Как показано на фиг. 3 и 4, механизм 7 подачи электролита в примере модификации включает в себя множество (три в качестве примера в настоящем варианте выполнения) форсунок 7а, 7b и 7с для впрыскивания электролита, которые простираются радиально с осью AX стальной трубы 0 в качестве центра. Как показано на фиг. 4, если смотреть в осевом направлении стальной трубы 0, наконечники (см. ссылочные позиции 7а-1, 7b-1 и 7с-1 на фиг. 4) соответствующих форсунок 7а, 7b и 7с для впрыскивания электролита располагаются между внутренней резьбой 0b и нерастворимым электродом 4.
В дополнение, если смотреть в осевом направлении стальной трубы 0, соответствующие форсунки 7а, 7b и 7с для впрыскивания электролита впрыскивают электролит из отверстий впрыска (см. ссылочные позиции 7d, 7e и 7f на фиг. 4), сформированных на каждом наконечнике форсунок, в направлениях, которые пересекают направления протяженности (см. ссылочные позиции R11, R12 и R13 на фиг. 4) форсунок для впрыскивания электролита, причем эти направления являются направлениями вращения в направлении по часовой стрелке или в направлении против часовой стрелки, в которых ось AX трубы является центром. Далее в этом документе направления, в которых электролит впрыскивается из соответствующих форсунок 7а, 7b и 7с для впрыскивания электролита, называются направлениями впрыскивания электролита (см. ссылочные позиции S11, S12 и S13 на фиг. 4).
Кроме того, как описано выше, соответствующие направления S11, S12 и S13 впрыскивания электролита могут быть установлены в направлении вращения в любом из направления по часовой стрелке и направления против часовой стрелки, в котором ось AX трубы является центром. Однако, чтобы эффективно подавить возникновение непокрытых областей, предпочтительно, чтобы соответствующие направления S11, S12 и S13 впрыскивания электролита устанавливали в том же самом направлении вращения из направления по часовой стрелке или направления против часовой стрелки, как и направление нарезки внутренней резьбы 0b.
Как показано на фиг. 4, направление R11 протяженности форсунки 7а для впрыскивания электролита пересекает направление S11 впрыскивания электролита. Однако, оба (R11 и S11) не обязательно пересекают друг друга в состоянии, когда оба являются перпендикулярными друг другу. Другими словами, угол пересечения между направлением R11 протяженности форсунки 7а для впрыскивания электролита и направлением S11 впрыскивания электролита не ограничивается 90° и может быть установлен должным образом в соответствии с размерами стальной трубы 0 и нерастворимого электрода 4 или тому подобного с тем, чтобы на поверхности внутренней резьбы 0b формировался равномерный гальванический слой.
Связь между направлением R12 протяженности форсунки 7b для впрыскивания электролита и направлением S12 впрыскивания электролита и связь между направлением R13 протяженности форсунки 7с для впрыскивания электролита и направлением S13 впрыскивания электролита являются подобными вышеуказанному.
В дополнение, например, когда направление нарезки внутренней резьбы 0b является правым вращением, предпочтительно, чтобы все направления S11, S12 и S13 впрыскивания электролита устанавливались таким образом, чтобы они были обращенными в направлении вращения по часовой стрелке, в котором ось AX трубы является центром.
Более того, угол между соседними форсунками для впрыскивания электролита может быть установлен должным образом в соответствии с общим числом форсунок для впрыскивания электролита. Как показано на фиг. 4, если общее число форсунок для впрыскивания составляет 3, может быть установлен угол 120° между соседними форсунками для впрыскивания электролита.
В дополнение, как показано на фиг. 3, если смотреть в направлении, перпендикулярном осевому направлению стальной трубы 0, соответствующие форсунки 7а, 7b и 7с для впрыскивания электролита перпендикулярны осевому направлению стальной трубы 0. Другими словами, направления R11, R12 и R13 протяженности соответствующих форсунок 7а, 7b и 7с для впрыскивания электролита перпендикулярны осевому направлению стальной трубы 0.
Кроме того, например, как показано на фиг. 5, если смотреть в направлении R11 протяженности форсунки 7а для впрыскивания электролита, эта форсунка 7а для впрыскивания электролита впрыскивает электролит в направлении, которое отклоняется от опорного направления V, перпендикулярного осевому направлению трубы и направлению R11 протяженности к стороне конца 0а трубы.
То есть, если смотреть в направлении R11 протяженности форсунки 7а для впрыскивания электролита, то направление S11 впрыскивания электролита форсунки 7а для впрыскивания электролита отклоняется от опорного направления V к стороне конца 0a трубы.
Предпочтительно, чтобы угол отклонения (ссылочная позиция а2 на фиг. 5) между направлением S11 впрыскивания электролита форсункой 7а для впрыскивания электролита и опорным направлением V был установлен должным образом в соответствии с размерами стальной трубы 0 и нерастворимого электрода 4 или тому подобного так, чтобы на поверхности внутренней резьбы 0b формировался равномерный гальванический слой. В соответствии с проведенной изобретателями экспертизой было установлено, что равномерный гальванический слой без непокрытой области формировался, если угол а2 отклонения был установлен в диапазоне более чем 0° и менее чем или равным 45° (более предпочтительно в диапазоне более чем 0° и менее чем или равным 20°).
В дополнение, форсунка 7а для впрыскивания электролита может впрыскивать электролит в опорном направлении V. В этом случае направление S11 впрыскивания электролита форсункой 7а для впрыскивания электролита и опорное направление V совпадают одно с другим (то есть угол отклонения а2 = 0°). Также в этом случае было определено, что формировался гальванический слой, имеющий высокую равномерность. Форсунки 7b и 7с для впрыскивания электролита также подобны вышеприведенной.
Пример
Далее в этом документе будут описаны примеры настоящего изобретения. Были приготовлены обезжиривающая жидкость (едкий натр =50 г/л), "ударная" никелевая ванна (хлорид никеля =250 г/л и соляная кислота =80 г/л) и ванна омеднения (медный купорос =250 г/л и серная кислота =110 г/л), и было выполнено омеднение посредством процессов и условий, показанных в табл. 1, с использованием гальванизирующего устройства 1, показанного на фиг. 1.
Таблица 1
Процесс
Электролитическое обезжиривание катода
Никелевый "уДаР"
Омеднение
Условия
Темпе-
Плот-
Время
Темпе-
Плот-
Время
Темпе-
Плот-
Время
обработ-
ратура
ность
обработ-
ратура
ность
обработ-
ратура
ность
обработ-
ванны
тока
ки,
ванны °С
тока
ки,
ванны
тока
ки,
А/дм2
секунд
А/дм2
секунд
А/дм2
секунд
120
400
Посредством изменения типа форсунки для впрыскивания электролита, числа форсунок для впрыскивания электролита, присутствия или отсутствия открытого в атмосферу отверстия проверялось присутствие или отсутствие непокрытой области (отсутствие - "хорошо", возникновение пренебрежимо малой - "нормально", возникновение большой - "плохо") и присутствие или отсутствие изменения цвета покрытой поверхности (отсутствие - "хорошо" и присутствие - "плохо"). Результаты показаны в табл. 2. Кроме того, в столбце "тип форсунки" табл. 2 "отдельный тип вне трубы" означает тип (сравнительные данные 1 и 2), в котором форсунки для впрыскивания электролита прикрепляются отдельно к основному корпусу механизма 3 уплотнения на конце трубы и отдельно подводят электролит из вне пределов трубы по шлангам. Дополнительно в столбце "тип форсунки" табл. 2 "обычный тип внутри трубы" означает тип
(примеры 1, 2 и 3), который использует расположение форсунки для впрыскивания электролита, показанного на фиг. 1.
Таблица 2
Классификация
Тип
Число
Верхняя часть
Непокрытие
Изменение
форсунки
форсунок
открывающегося в атмосферу отверстия
цвета поверхности
Сравнительный
Отдельный
Отсутствует
Плохое
Плохое
пример 1
тип вне трубы
Сравнительный
Отдельный
Отсутствует
Плохое
Плохое
пример 2
тип вне трубы
Пример 1
Обычный тип внутри трубы
Присутствует
Хорошее
Хорошее
Пример 2
Обычный тип внутри трубы
Присутствует
Хорошее
Хорошее
Пример 3
Обычный тип внутри трубы
Присутствует
Нормальное
Хорошее
Как показано на фиг. 2, когда форсунку для впрыскивания электролита обеспечивали отдельно вне трубы (сравнительные примеры 1 и 2), хотя даже число форсунок для впрыскивания электролита составляло 3, не могла быть получена равномерная спиральная струя, и появились непокрытые области.
С другой стороны, когда обеспечивали вместе три или более форсунок для впрыскивания электролита внутри трубы (примеры 1 и 2), было понятно, что непокрытые области не возникли. Полагалось, что это потому что пузырьки, остающиеся во впадинах резьбовых витков внутренней резьбы 0b, эффективно удалялись формированием равномерной спиральной струи между внутренней резьбой и анодом нерастворимого электрода.
В дополнение было подтверждено, что электролит быстро выпускался посредством обеспечения открывающегося в атмосферу отверстия в положении на верхнем участке трубы и не возникало изменение цвета поверхности гальванического слоя.
Более того, обнаружено, что хотя в примере 3 (когда число форсунок для впрыскивания электролита составляло два) табл. 2 возникали пренебрежимо малые непокрытые области, они были на одном уровне, не вызывающем проблем, и эффекты удаления пузырьков были достаточными.
Как понятно из результатов, чтобы предотвратить появление непокрытых областей из-за остающегося газообразного кислорода, образованного на аноде во время покрытия, рассматривается способ приложения струи. Он эффективен только в случае плоской формы при обеспечении форсунки для впрыскивания электролита вне трубы. Однако при спиральной форме резьбы пузырьки остаются во впадинах резьбовых витков, и возникают непокрытые области. Даже когда число форсунок для впрыскивания электролита увеличивается, равномерной струи не получается, и возникают непокрытые области.
С другой стороны, если обеспечивают множество, то есть две или более форсунки для впрыскивания электролита вместе внутри трубы, то между внутренней резьбой и нерастворимым электродом может быть сформирована равномерная спиральная струя, остающиеся во впадинах резьбовых витков пузырьки эффективно удаляются, и может быть предотвращено возникновение непокрытых областей. Число форсунок для впрыскивания электролита предпочтительно составляет 3 и, таким образом, возникновение непокрытых областей может быть надежно предотвращено. Кроме того, посредством обеспечения открывающегося в атмосферу отверстия электролит быстро выпускается, и не возникает изменение цвета поверхности покрытой внутренней резьбы.
Описание ссылочных позиций и обозначений
0 - стальная труба 0а - конец трубы
0а-1 - вершина конца трубы 0b - внутренняя резьба 0с - заданное положение
1 - гальванизирующее устройство
2 - механизм уплотнения внутри трубы
3 - механизм уплотнения на конце трубы 3 a - основной корпус
3b - механизм содействия выпуску жидкости (открывающееся в атмосферу отверстие)
3 c - отверстие выпуска жидкости
4 - нерастворимый электрод
5 и 7 - механизм подачи электролита
5 а, 5b, 5 с - форсунка для впрыскивания электролита 7а, 7b, 7с - форсунка для впрыскивания электролита
5а-1, 5b-1, 5с-1 - наконечник форсунки для впрыскивания электролита 7а-1, 7b-1, 7с-1 - наконечник форсунки для впрыскивания электролита
6 - возбуждающий стержень
ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
1. Устройство для формирования гальванического слоя на поверхности внутренней резьбы, нарезанной на внутренней поверхности конца стальной трубы, содержащее
механизм уплотнения внутри трубы, который при эксплуатации закупоривает внутренний канал стальной трубы в положении, отстоящем от внутренней резьбы в осевом направлении стальной трубы;
трубчатый нерастворимый электрод, который при эксплуатации расположен в конце трубы таким образом, чтобы быть напротив внутренней резьбы;
механизм подачи электролита, расположенный при эксплуатации вне конца трубы, который включает в себя множество форсунок, которые ориентированы радиально от центральной оси стальной трубы при эксплуатации; и
механизм уплотнения на конце трубы, который вмещает внутри себя форсунки механизма подачи электролита и закреплен при эксплуатации на конце трубы в состоянии, при котором механизм уплотнения на конце трубы плотно соприкасается с внешней поверхностью конца трубы,
при этом, если смотреть в осевом направлении трубы, наконечник каждой из форсунок размещен между внутренней резьбой и нерастворимым электродом, и
каждая из форсунок выполнена с возможностью впрыска электролита из сформированного на наконечнике отверстия впрыска вдоль направления вращения по часовой стрелке или направления вращения против часовой стрелки относительно оси трубы.
2. Устройство по п.1, при этом каждая из форсунок перпендикулярна осевому направлению трубы или отклонена к концу трубы.
3. Устройство по п.1, при этом при эксплуатации каждая из форсунок ориентирована перпендикулярно оси трубы и каждая из форсунок имеет отверстие, выполненное с возможностью впрыска электролита в основном направлении, перпендикулярном осевому направлению трубы и направлению оси форсунки, или впрыска электролита в направлении, которое отклоняется от основного направления к концу трубы.
4. Устройство по любому из пп.1-3, при этом механизм подачи электролита включает в себя три форсунки.
5. Устройство по любому из пп.1-4, при этом механизм уплотнения на конце трубы дополнительно включает в себя
выпускное отверстие для выпуска использованного электролита и механизм выпуска использованного электролита.
6. Устройство по п.5, при этом механизм выпуска использованного электролита представляет собой открывающийся в атмосферу участок, располагаемый при эксплуатации в положении над стальной трубой в механизме уплотнения на конце трубы.
А И
Евразийская патентная организация, ЕАПВ Россия, 109012, Москва, Малый Черкасский пер., 2
027461
- 1 -
027461
- 1 -
027461
- 1 -
027461
- 1 -
027461
- 4 -
027461
- 10 -