使用感应加热的钎焊方法及用于其的装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开一种用于感应加热的加热装置(20)。该加热装置可以包括轴承环(32)、至少一个设置在所述轴承环(32)内的轴承元件(74)，以及靠近所述轴承环(32)和所述至少一个轴承元件(74)的钎焊材料(80)。该加热装置还可以包括靠近所述轴承环的至少一部分被径向定位的电感器(24)。电源(22)可以电联接到该电感器。轴承定向件(34)还可以邻靠所述至少一个轴承元件的表面。该轴承定向件(34)可以将所述至少一个轴承元件的表面定向。本发明专利技术还公开一种加热方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
技术介绍
包括彼此相对运动的轴承面的传统轴承装置是业内公知的。例如，传统所谓的“推力轴承”以及某些径向轴承的实施例都包括至少部分地彼此接触且彼此相对运动或滑动的轴承面。这些轴承面可以包括超硬材料用于在轴承装置的使用期间耐磨损。在一个例子中，轴承装置中的轴承面可以包括诸如金刚石(例如，聚晶金刚石)的硬质材料。轴承装置(比如推力轴承和径向轴承)的一种应用是在地下钻井中使用的钻井设备。具体地，钻井电机已经被用于在地层中钻井，尤其是用于油气开采。在常见的井下钻井电机中，钻井电机被悬吊在一串钻杆的下端，所述钻杆包括多个在接头处连接在一起并由工作面支撑的钻杆段。旋转钻头(例如，固定切削刃钻头、牙轮钻头、铰刀等)可以被支撑在钻井电机下面(通过钻杆段、钻铤或其他已知的结构件)，或者有必要的话可以被直接连接到井下电机。钻液通常通过管线和电机被循环以在电机内产生转矩，从而使可旋转钻头旋转。然后钻液可以通过已钻好的孔和钻柱之间的环形空间返回工作面，并且将切除的地层带到工作面。井下钻井电机包括轴承装置，比如推力轴承或径向轴承。更具体地，传统的井下钻井电机可以包括连接到电机壳体的不旋转的非旋转轴承环以及与井下液压马达的输出轴旋转的旋转轴承环。在一个实施例中，由多个硬质轴承元件(比如金刚石轴承元件)组成的轴承组件可以被联接到旋转轴承环和非旋转轴承环。轴承元件被定位成彼此相邻，以使得非旋转轴承环和旋转轴承环的金刚石轴承面彼此接触。轴承元件通常采用各种方法被固定到轴承装置，包括将轴承元件钎焊到轴承装置的旋转轴承环和非旋转轴承环上。但是，传统的钎焊技术要求将待钎焊的零件长时间暴露在高温下，以将用于钎焊这些零件的硬钎料熔化。轴承零件(比如旋转轴承环和非旋转轴承环)常常将放在加热炉中几个小时，以将这些零件和硬钎料加热到合适的钎焊温度。
技术实现思路
根据至少一个实施例，一种加热装置可以包括具有旋转轴线的旋转支撑件，旋转支撑件被设计成绕该旋转轴线旋转。加热装置还可以包括定位成靠近轴承环的至少一部分的电感器。旋转支撑件可以被设计成相对该电感器旋转。根据另一个实施例，轴承定向件可以被设计为与旋转支撑件一起旋转。加热装置还包括电联接到电感器的交流电源。另外，电感器可以围绕旋转支撑件的旋转轴线。另外，旋转支撑件可以包括一个被设计为将轴承环可释放地固定到旋转支撑件上的卡盘。电感器可以包括至少一个感应线圈。根据某些实施例，电感器包括第一感应线圈和第二感应线圈。第一感应线圈可以径向地围绕第二感应线圈的至少一部分。第一感应线圈可以径向地围绕轴承环的至少一部分，轴承环至少部分地围绕第二感应线圈。根据各种实施例，加热装置可以包括具有导电材料的轴承环，设置在轴承环内的至少一个轴承元件，以及靠近所述至少一个轴承元件和所述轴承环的钎焊材料。加热装置还可以包括被定位成在径向上靠近所述轴承环的至少一部分的电感器。加热装置还可以包括电联接到所述电感器的电源。所述至少一个轴承元件可以至少部分地设置在被限定在轴承环内的至少一个凹部内。加热装置还可以包括支撑轴承环的旋转支撑件。电联接到电感器的所述电源可以是交流电源。电感器可以包括第一感应线圈和第二感应线圈。第一感应线圈和第二感应线圈可以被定位成第一感应线圈径向地围绕第二感应线圈的至少一部分。轴承环的至少一部分可以径向地定位在第一感应线圈和第二感应线圈之间。根据至少一个实施例，加热装置可以包括轴承环、至少一个设置在轴承环内的轴承元件，以及靠近所述至少一个轴承元件和轴承环的钎焊材料。加热装置还可以包括靠近轴承环的至少一部分径向定位的电感器。另外，加热装置可以包括邻靠所述至少一个轴承元件的表面的轴承定向件。轴承定向件可以给所述至少一个轴承元件的表面定向。轴承定向件可以给所述至少一个轴承元件的表面施加作用力，所述作用力可以指向轴承环。根据各种实施例，所述至少一个轴承元件的所述表面可以包括轴承接触面。轴承接触面可以包括金刚石材料，比如聚晶金刚石。轴承定向件可以具有邻靠所述至少一个轴承元件的所述表面的基本平的表面。轴承定向件还可以滑动地接合静止支撑件。另外，可以在轴承定向件内在所述轴承环和所述静止支撑件之间限定一个或者多个间隙。根据至少一个实施例，一种加热方法可以包括将至少一个轴承元件定位在轴承环内，以使得钎焊材料被设置在所述至少一个轴承元件和轴承环之间。所述加热方法可以包括使电流通过电感器，以由电感器产生磁场。所述加热方法还可以包括将轴承环的至少一部分暴露在电感器所产生的磁场中。另外，所述加热方法还可以包括将所述轴承环相对于电感器旋转。所述加热方法还可以包括向所述至少一个轴承元件的表面施加作用力。所述施加给所述至少一个轴承元件的表面的作用力可以指向轴承环。通过电感器的电流可以是交流电。根据各种实施例，将轴承环的至少一部分暴露在电感器所产生的磁场中可以包括加热轴承环、钎焊材料和聚晶金刚石轴瓦(insert)。另外，将轴承环的至少一部分暴露在电感器所产生的磁场中可以包括将钎焊材料熔化。根据某些实施例，旋转轴承环可以包括使轴承环绕着穿过轴承环中部的旋转轴线旋转。根据另一个实施例，将轴承环的至少一部分暴露在电感器所产生的磁场中可以包括将轴承环定位成使得所述电感器至少部分地围绕所述轴承环。将轴承环的至少一部分暴露在电感器所产生的磁场中还可以包括将轴承环定位成使得所述轴承环至少部分地围绕所述电感器。所述电感器可以包括第一感应线圈和第二感应线圈。所述加热方法还可以包括使电流流过第二感应线圈，以由第二感应线圈产生一个磁场，并且将所述轴承环的至少一部分暴露在第二感应线圈所产生的磁场中。根据至少一个另外的实施例，一种加热方法可以包括提供超硬磨料复合片(superabrasive compact)，其包括衬底、粘结到衬底上的超硬磨料材料以及基础件。所述加热方法可以包括将电感器设置成靠近基础件，从而旋转所述基础件以及对所述基础件进行感应加热。上述任何实施例的特征都可以根据本文所描述的一般原理彼此结合地使用。在阅读完下面结合附图和权利要求所做出的详细描述之后，能更全面地理解这些和其他实施例、特征及优点。附图说明作为说明书一部分的附图画出多个示范实施例。这些附图和后面的描述一起展示和解释本专利技术的各种原理。图1是根据至少一个实施例的加热装置的侧视图。图2是根据另一个实施例的部分加热装置的侧视图。...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2009.04.16 US 12/425,3041.一种加热装置，所述加热装置包括：
具有旋转轴线的旋转支撑件，所述旋转支撑件被设计成绕所述旋
转轴线旋转；
靠近轴承环的至少一部分定位的电感器；
其中所述旋转支撑件可操作地联接到轴承环；
其中所述旋转支撑件被设计为相对所述电感器旋转。
2.根据权利要求1所述的加热装置，所述加热装置还包括被设计
成将设置在轴承环中的至少一个轴承元件的表面定向的轴承定向件。
3.根据权利要求2所述的加热装置，其中所述轴承定向件被设计
为与所述旋转支撑件一起旋转。
4.根据权利要求1所述的加热装置，其中所述电感器包括感应线
圈。
5.根据权利要求4所述的加热装置，其中所述感应线圈围绕所述
旋转支撑件的旋转轴线。
6.根据权利要求1所述的加热装置，其中所述电感器包括第一感
应线圈和第二感应线圈。
7.一种加热装置，所述加热装置包括：
包括导电材料的轴承环；
设置在所述轴承环中的至少一个轴承元件；
靠近所述轴承环和所述至少一个轴承元件的钎焊材料；
靠近所述轴承环的至少一部分被径向定位的电感器；
电联接到所述电感器的电源。
8.根据权利要求7的加热装置，其中所述至少一个轴承元件被至
少部分地设置在限定在所述轴承环中的至少一个凹部中。
9.根据权利要求7的加热装置，还包括支撑所述轴承环的旋转支
撑件。
10.根据权利要求7的加热装置，其中所述电感器是第一感应线
圈，其中所述加热装置还包括第二感应线圈。
11.一种加热装置，所述加热装置包括：
轴承环；
设置在所述轴承环中的至少一个轴承元件；
靠近所述轴承环和所述至少一个轴承元件的钎焊材料；
靠近所述轴承环的至少一部分被径向定位的电感器；
邻靠所述至少一个轴承元件的表面的轴承定向件，其中所述轴承
定向件将所述至少一个轴承元件的表面定向。
12.根据权利要求11的加热装置，其中所述轴承定向件向所述至
少...

【专利技术属性】
技术研发人员：S·B·皮特森，T·N·塞克斯顿，C·M·西蒙斯，T·C·坎贝尔，
申请(专利权)人：美国合成公司，
类型：发明
国别省市：