CN101909789A - 热等静压装置 - Google Patents

Abstract

在本发明的一个方面，提供了一种用于通过热等静压处理物品的热等静压装置。该热等静压装置包括具有炉腔(18)和位于所述炉腔(18)之下的“换热器单元”(33)或热吸收材料的压力容器(1)，该炉腔包括隔热套管(3)和用于在加压过程中加热压力介质的炉子(36)。在本发明的另一个方面，提供了一种在热等静压装置中处理物品的方法。该热等静压装置还包括压力容器，该压力容器包封炉腔和“换热器单元”。该方法包括将物品装载到炉腔中、对物品进行加压和加热处理、冷却物品和卸载物品的步骤。在“换热器单元”保持位于压力容器内部时，执行所有所述述步骤。热在热等静压循环的不同部分处被递至“换热器单元”中或者从“换热器单元”传出。

Description

热等静压装置

技术领域

本发明涉及一种通过热等静压处理物品的装置以及涉及通过热等静压对物品进行处理。

背景技术

热等静压(HIP)是一种应用越来越广泛的技术。热等静压例如用于实现消除铸件(比如涡轮叶片)中的孔隙，以便显著地增加它们使用寿命和强度(特别是疲劳强度)。另一个应用领域是产品制造领域，该产品需要通过压缩粉末而变得充分致密并且具有无孔表面。

在热等静压中，将要通过加压进行处理的物品被放置在绝缘的压力容器的负载室中。一个循环或者处理循环包括如下步骤：对物品进行装载、处理和卸载，循环的整个持续时间在此称作循环时间。该处理又可分为若干部分或阶段，比如加压阶段、加热阶段和冷却阶段。

在装载之后，该容器被密封起来并且压力介质被引入压力容器和压力容器的负载室中。压力介质的压力和温度随后被增加，以使得物品在选定的时间段内经受增加的压力和升高的温度。压力介质的温度升高以及由此引起的物品的温度升高通过设置在压力容器的炉室中的加热元件或炉子来提供。压力、温度和处理时间当然取决于很多因素比如，被处理物品的材料性质，应用领域，和被处理物品的期望质量。热等静压中的压力和温度范围典型地分别从200巴到5000巴和从300℃到3000℃。

当完成对物品的加压时，物品在从压力容器移出或卸载之前常常需要被冷却。在许多种冶金学处理中，冷却速率会影响冶金学性质。例如，为了得到高质量的材料，应当使热应力(或温度应力)和晶粒生长最小化。因此，需要将材料均匀冷却并且，如果可能的话，需要控制冷却速率。本领域已知的许多压力装置受到物品缓慢冷却的影响，因此已经做出努力来减少物品的冷却时间。

在美国专利5118289中，提供了一种适于在物品完成加压和加热处理之后快速冷却该物品的热等静压器具。该热等静压器具包括压力容器，所述压力容器具有外壁、端盖和被热障环绕的热区。压力容器的外壁从外部被冷却。热区设置为接收要被处理的物品。在热障和具有端盖的压力容器之间有较冷的空间或区域。与常规的热等静压器具一样，压力介质在置于如上所述的热区中的物品的加压过程中被加热。

进一步地，在美国专利5118289所公开的热等静压器具中，在物品的冷却过程中，冷却的压力介质被引入热区中，由此，热能从物品传递到压力介质中。因此，压力介质的温度在通过热区的过程中升高而物品的温度降低。当离开热区时，较热的压力介质到达压力容器壁。在常规的热等静压器具中，到达压力容器壁的热压力介质的量必须被严格控制以便不会对压力容器壁(即，与热压力介质接触的热等静压器具的每个内部表面)过度加热。这意味着必须以较慢的速度进行冷却，即，不能快于压力容器可长时间承受的冷却速度。

然而，上述提到的美国专利5118289中的热等静压器具中进一步包括换热器，该换热器位于热区的上方，以便能够减少用于冷却物品的时间。由此，压力介质在其与压力容器壁接触之前会通过换热器被冷却。因此，该换热器在没有过度加热压力容器壁风险的情况下具有提高的冷却能力。进一步地，与常规的热等静压器具一样，当压力介质在物品的冷却过程中经过压力容器壁与热障之间的间隙时，该压力介质被冷却。当冷却的压力介质到达压力容器的底部时，其经由通过该热障的通道重新进入热区(要被冷却的物品位于该热区中)。

在压力介质和物品的冷却过程中，换热器变热，并且，为了在物品的冷却过程中用作辅助器(booster)，换热器必须在该热等静压器具可以被操作以处理新的一组物品之前被冷却。因此，这种类型的热等静压器具的缺点在于后续循环之间的时间取决于换热器的冷却时间。为了克服该问题，一种方法是使用两个换热器。通过使用两个换热器，在热等静压过程中使用一个换热器的同时，另一个换热器可以在热等静压器具的外部被冷却。但是，这导致在每次加压操作之前不得不调换这两个换热器的缺点。另外，使用两个换热器当然会增加加压装置的成本。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种改进的热等静压器具，该热等静压器具消除了或至少减小了上述提到的问题中的至少一个。

该目的通过所附的独立权利要求所述的热等静压装置来实现。在从属权利要求中限定了进一步的实施例。

在本发明的第一个方面中，提供了一种用于通过热等静压来处理物品的热等静压装置。该热等静压装置包括压力容器，该压力容器包括炉腔，该炉腔包括隔热套管和用于在加压过程中加热压力介质的炉子。该炉腔设置用于接收物品。进一步地，压力容器包括换热器单元，该换热器单元位于所述炉腔的下方并且布置用于与压力介质交换热能。

因此，本发明基于提供换热器单元并使用压力介质冷却换热器单元的构思。这通过将换热器单元设置在压力容器内部并且在炉腔的下方来实现，在该处换热器单元可以与压力介质交换热能。随后，换热器单元可暴露于压力介质的较冷部分，由于较热部分和较冷部分之间的密度差，压力介质的较冷部分力求在压力容器中向下到达压力容器的底部。因此，代替在压力介质可预期比在容器下部中更热的情况下将换热器单元设置在炉腔的上方的是，在压力介质可预期为较冷的情况下将换热器单元设置在炉腔的下方。由此，较冷的压力介质可用于降低换热器单元的温度。

在物品的冷却过程中，在完成处理循环的加热和加压部分之后，热(或热能)从压力介质传递至换热器单元。在随后的处理循环中再次操作加压装置以用于冷却物品之前，热能必须从热交换单元消散掉。这通过将较冷的压力介质流引导经过较热的换热器单元来完成。因此，热在热等静压循环或处理循环的不同部分被传递至换热器单元或从换热器单元中传递出。

通过这种方式，由于交换器不需要在循环之间被移动或替换，本发明提供了明显便于操作加压装置的优点。

此外，由于一个加压装置仅需使用一个换热器的事实，可降低加压装置的成本。

在加压装置的底部处设置换热器单元的另一个优点是通过在压力容器顶部处的用于装载和卸载物品的开口易于进入炉腔和负载室。

为了使压力容器的壁能承受热等静压过程的高温度和压力，热等静压器具优选设有用于冷却压力容器的机构。例如，用于冷却的机构可以是冷却剂，比如水。该冷却剂可以被设置成在管道系统或冷却管道中沿着压力容器的外壁流动，以便将壁的温度保持在合适的水平。

进一步，炉腔的隔热套管包括下部隔热部分，而换热器单元位于套管的下部隔热部分的下方。因此，该换热器与炉腔内的物品分隔开并且热隔离。由此，炉腔内的热区与位于热等静压装置下部部分的冷区有效地隔离开。

根据本发明的实施例的热等静压装置包括第一和第二导向通道或通路。第一导向通道形成在炉腔套管和压力容器的外壁之间。套管包括隔热部分和罩，该罩设置成环绕该隔热部分。第二导向通道因此形成在隔热部分和罩之间。第一导向通道主要设置用于沿着压力容器壁的环绕壁或外壁的内部沿向下方向引导压力介质。第二引导通道主要设置用于沿着炉腔的外壁(即炉腔的罩)沿向上方向引导压力介质。

当压力介质与压力容器壁接触时，如上所述，在压力介质与壁之间进行热能交换，壁可以通过来自压力容器外部的冷却剂而被冷却。通过这种方式，该加压装置有利地设置用于使压力介质在压力容器内循环，由此形成一个外部的、被动的对流回路。该外部对流回路的目的是在物品的冷却过程中能够冷却压力介质并且在物品的加热过程中能够冷却换热器单元。

有利的是，该实施例使得在物品的加压和加热过程中冷却热交换单元成为可能，也就是说，热能在物品的冷却过程中从压力介质传递至换热器单元，而在物品的加压和加热过程中从换热器单元传递到压力介质。通过这种方式，由于在物品冷却之后可立即操作加压装置来对新的一组物品进行加压和加热，可缩短循环周期。

根据本发明的其它实施例，热等静压装置还包括流动发生器，该流动发生器在换热器单元附近位于炉腔的下面。该流动发生器加强了压力介质在压力容器内的循环，即压力介质在外部对流回路中的循环。该流动发生器可以是例如风扇、泵、喷射器或类似物的形式。

炉腔可进一步地包括形成在炉腔的隔热套管与负载室之间的另外的导向通道。

另外地，另外的流动发生器可位于炉腔内，以用于使压力介质在炉腔内循环，由此形成均匀的温度分布。流动发生器迫使压力介质向上经过负载室并向下经过所述另外的导向通道。结果是，形成了内部的、主动对流回路。所述另外的流动发生器(比如风扇、泵、喷射器或类似物)可用于控制内部的、主动对流回路。

在外部的对流回路中，压力介质在压力容器的外壁处(即，压力容器的内表面处)被冷却，在该处，压力介质流向加压装置的底部。在加压装置的底部处，压力介质的一部分可被迫返回到炉腔中，在炉腔中其在快速冷却过程中被物品(或负载)加热。然后，由于流动发生器，该压力介质会朝着炉腔的顶部向上流动，如上描述，用于内部对流回路。

另外地，压力容器可包括用于引导和导向压力介质流旁经或者通过换热器单元的导向装置。当流被引导旁经换热器单元时，旨在基本上避免压力介质与换热器单元之间的热能交换。另一方面，当流被导向或引导通过换热器单元，能够实现压力介质与换热器单元之间的热能交换。因此，导向装置提供了一种控制何时应用换热器单元的冷却作用的能力，也就是说，换热器单元的辅助作用可以在处理循环的冷却部分的选定时间段内应用。但是，在所述第一导向通道中，还可通过例如可调节的节流部件(例如呈阀门形式的节流部件)来控制换热器单元的冷却作用。

而且，导向装置可包括第一阀门装置，所述第一阀门装置设置在换热器单元的外周，由此，使得可能改进对压力介质流体从第一导向通道流动旁经或者通过换热器单元的流动控制。在本文中，术语“沿外周”是指沿换热器单元径向由第一阀门装置覆盖的位置，该位置与沿着优选是圆柱状的压力容器的纵向轴线的位置无关。进一步，第一阀门装置可部分地或全部地覆盖压力容器的外周，也就是说，其不取决于沿着换热器单元的外周的角度位置。

而且，导向装置可包括第二阀门装置，其中换热器单元沿第二阀门装置的外周设置。由此，可以实现对来自第一导向通道的流动旁经或通过换热器单元的压力介质的流动控制的改进。类似地，根据上述内容，本文中使用的术语“沿外周”是指沿第二阀门装置径向由换热器覆盖的位置，该位置与沿着压力容器的纵向轴线的位置无关。另外，与第一阀门装置相类地，换热器单元可部分地或全部地覆盖第二阀门装置的外周，也就是说，换热器单元的位置与沿着第二阀门装置的外周的角度位置无关。

还可以将第一阀门装置和第二阀门装置结合，以便例如得到对压力介质的流动控制甚至更大的改进。这些将在下面详细描述中仅通过举例的方式进行更详细的描述。

附图说明

通过下面的详细描述和附图容易理解本发明的包括其具体特征和优点的各个方面。在下面的附图中，在本发明的所有实施例中，相同的附图标记表示相同的元件或结构特征。此外，用于对称定位的部件、元件或特征指示的附图标记在图中仅指明一次。在附图中：

图1是根据本发明的一个实施例的加压装置在超快速冷却阶段中的侧视图；

图2是根据本发明的另一个实施例的加压装置在超快速冷却阶段中的侧视图；

图3是根据本发明的又一个实施例的加压装置在快速冷却阶段中的侧视图；

图4是根据本发明的再一个实施例的加压装置在超快速冷却阶段中的侧视图；

图5是根据本发明的又一个实施例的加压装置在加热和/或加压阶段中的侧视图；

图6是根据图5的加压装置在利用冷的、不运转(inactive)的换热器单元进行快速冷却阶段中的侧视图；

图7是根据图5的加压装置在利用热的、不运转的换热器单元进行快速冷却阶段中的侧视图；和

图8是根据图5的加压装置在超快速冷却阶段中的侧视图。

具体实施方式

下面是对根据本发明的示例性实施例进行的描述。该描述旨在仅仅为了解释的目的而并不具有限制性含义。应该注意，附图是示意性的，并且出于简化的目的，所述实施例中的加压装置可包括许多未在附图中提到的结构特征和元件。

根据本发明的加压装置的实施例可用于通过热等静压处理由许多不同材料制成的物品。

参考图1，示出了根据本发明的一个实施例的加压装置。加压装置旨在用于为物品加压，该加压装置包括压力容器1，所述压力容器1具有比如是一个或多个端口(入口和出口)的用于供给和排放压力介质的装置(未显示)。压力容器1包括炉腔18，所述炉腔包括炉子(或加热器)36或加热元件，以用于在处理循环的加压部分期间加热压力介质。例如如图1所示，炉子36可位于炉腔18的下部部分处，或者如图2所示，炉子36位于炉腔18的侧部处。本领域的技术人员应意识到，还可以将侧部处的加热元件和底部处的加热元件结合以获得位于炉腔的侧壁和底部处的炉子。理所当然的是，本领域已知的对于炉子的对加热元件进行放置的任何实施方式可应用于在此所示的实施例。

应注意的是术语“炉子”是指用于加热的装置，而术语“炉腔”是指负载和炉子所位于的体积。

炉腔18还包括用于接收和保持要被处理的物品5的负载室19。在炉腔18中，还设有风扇30，该风扇30用于使压力介质在炉腔18内循环，并且增加了内部对流回路，在该内部对流回路中，压力介质具有通过负载室的向上流动和沿着炉腔的外周部分12的向下流动。炉腔18被隔热套管3环绕。套管3的底部包括下部隔热部分6，该下部隔热部分设有通道37，以用于将压力介质供给至炉腔18。

进一步，压力容器1包括位于炉腔18以及下部隔热部分6的下方处、在压力容器1底部的换热器单元33。换热器部分33设置用于与压力介质进行热能的交换、消散和/或吸收。

压力容器1还包括位于炉腔18下方的风扇31，以用于将压力介质引导至炉腔中。

而且，压力容器1的外壁可设有管路或管子(未显示)，在该管路或管子中可提供有用于冷却的冷却剂。以这种方式中，容器壁可被冷却以保护其免受有害的加热。冷却剂优选为水，但是也可想到其它冷却剂。冷却剂的流动在图1中由压力容器外部的箭头表示。

尽管在图中没有显示，压力容器1可被打开以使得压力容器1内的物品可被移出。这可以以许多对于本领域的技术人员来说显而易见的不同方式来实现。

现在描述根据本发明实施例的示例性加压装置的操作。在下面的描述中，处理循环可以包括若干个阶段，比如装载阶段、加压和/或加热阶段、冷却阶段、快速冷却阶段、超快速冷却阶段和卸载阶段。

首先，压力容器1被打开以使得可进入炉腔18和炉腔的负载室19。这可以通过本领域已知的许多不同方式来实现，并且对于理解本发明的原理来说，不需要对这些方式进行进一步描述。

随后，将要被加压的物品放置在负载室19中，并且关闭压力容器1。

当物品已经放置在压力容器1的负载室19时，压力介质例如通过压缩机、加压储存罐(压力供给源)、低温泵或类似物被供应到压力容器1中。压力介质到压力容器1中的供应持续进行直到压力容器1内部获得期望的压力。

在压力介质供应到压力容器1中的同时或者之后，激活炉腔18的炉子(加热元件)36并且升高负载室内的温度。如果需要，持续进行压力介质的供应并且使压力增大，直到已经得到低于用于加压过程的期望压力并且在低于期望的加压温度的温度下的压力水平。而后，压力通过升高炉腔18的温度而增加最终量以便达到期望的加压压力。替代地，同时达到期望的温度和压力，或者在达到期望的温度之后达到期望的压力。本领域的技术人员应意识到，本领域已知的任何适合的方法可用于达到期望的加压压力和温度。例如，可平衡压力容器和高压力供给源中的压力，然后通过压缩机进一步加压压力容器，以及同时进一步加热压力介质。内部对流回路可由包括在炉腔18中的风扇30被激活以便获得均匀的温度分布。

根据在此所述的实施例，期望的压力在约200巴(bar)以上，期望的温度在约400℃以上。

在保持温度和压力的选定时间段之后，即在实际的加压阶段之后，压力介质的温度将被降低，即冷却阶段开始。对于加压装置的实施例来说，如下描述，冷却阶段可包括例如一个或多个快速冷却阶段和/或超快速冷却阶段。

当温度已经降得足够低时，用于加压阶段的压力介质可从压力容器1中排放出。对于一些压力介质来说，将压力介质排放到罐或类似部件中以用于再循环可以是很方便的。

在减压之后，压力容器1被打开以使得加压的物品5可以从负载室19中卸载。

在图2中，描述了根据本发明另一个实施例的热等静压装置。在该实施例中，第一导向通道10形成在压力容器外壁的内侧和套管3之间。该第一导向通道10用于将压力介质从压力容器1的顶部引导至压力容器的底部。

进一步地，隔热套管3包括隔热部分7和设置用于环绕隔热部分7的罩2，该罩热密封压力容器1的内部以降低热损失。

而且，第二导向通道11形成在炉腔18的罩2和炉腔18的隔热部分7之间。第二导向通道11用于朝向压力容器的顶部引导压力介质。第二导向通道11设有用于向该第二导向通道供给压力介质的入口14，以及设有位于压力容器顶部处的、用于允许压力介质的流入所述第一导向通道10的开口13。

隔热部分7设有用于将压力介质经由入口14供给至第二导向通道的开口(或间隙)15。入口14优选位于下部隔热部分6的上边沿的下方。外部对流回路由此由第一导向通道10和第二导向通道11以及压力容器1的在下部隔热部分6的下方的下部部分形成。

如上所述在根据图2的加压装置中充分地进行物品5的加压。但是，当在该加压装置中对物品加压时，换热器单元33通过从第一导向通道10流来的压力介质被冷却，在第一导向通道10中，压力介质通过与压力容器1的外壁接触而被冷却。外壁又被来自于其外部的冷却剂(比如水)冷却。压力介质从换热器单元33吸收热，该换热器单元33因此将热消散掉，并且压力介质继续传送通过开口15而进入第二导向通道11。然后关闭阀门32(未显示)。在本实施例中，换热器单元有利地在物品的加压和加热过程中被冷却以使换热器单元33准备用于另一个超快速冷却阶段。

如图2所示，当在示例性的加压装置中进行物品的冷却时，换热器单元33吸收来自压力介质的热，该压力介质又被物品5加热，导致物品5冷却。对于图2所示的实施例，冷却阶段仅包括一个阶段，该阶段在此称作超快速冷却或超快速冷却阶段。超快速冷却表明换热器单元33用于在压力介质通过通道37(阀门32现在是开放的)进入炉腔18之前冷却压力介质。因此，换热器单元33于是经由压力介质从物品5中吸收热能。

参考图3，示出了根据本发明的加压装置的又一个实施例。此处，压力容器1还包括固定的导向装置45，该导向装置比如是一个或多个壁或隔板，以用于将第一导向通道10中的压力介质引导至换热器单元33的下部部分。由此，在加热阶段中，与图2中的加压装置的换热器相比，换热器单元33可以以不同方式消散热。

图3的示例性实施例中的加压、加热和冷却阶段以与图2所示的实施例相似的方式进行。为了高效率地利用本实施例中的换热器单元33，可设置有至少一个另外的进入通道37的进口(未显示)，该进口可在下部隔热部分6附近位于阀门32的上方。通过这种方式，压力介质的流动可被控制以便在超快速冷却阶段中流经热交换器单元。

如图4所示，在根据本发明的加压装置的又一个实施例中，压力容器1包括一个可动的外部导向装置35。通过该外部导向装置，压力介质通过换热器单元33的流动可被控制成具有向下或向上的方向。另外，压力介质的流动可被控制成从换热器单元33旁路流过而不流经换热器单元33，由此不能通过换热器单元33交换热能。该外部导向装置可以处于上部位置、下部位置或位于上部位置与下部位置之间的某一位置。

对于根据图4的加压装置的示例性实施例，冷却阶段包括三个阶段，在此是指利用冷的换热器单元33的快速冷却、利用热的换热器单元33的快速冷却、和超快速冷却。

在根据图4的加压装置中的物品的超快速冷却的过程中，外部导向装置35位于其下部位置。由此，压力介质的流动具有通过换热器单元33向下的方向。如果风扇31产生通过通道37的充分流动，则会有压力介质从开口15向下流动，而在开口15处的压力介质的流动具有向上方向，用于使经过通道37的流动更为缓和。因此，当风扇31具有较高的速度时，该外部对流回路将会饱和，流量将停止增长。

如果期望在超快速冷却中的选定时间段中不使用换热器单元33，可将进行快速冷却的加压装置与热或冷的换热器单元33一起操作。这里，给出的术语“热”和“冷”与环绕换热器单元的压力介质的温度相关。以这种方式中，如果换热器单元33比压力介质冷，该换热器单元33的辅助作用可例如应用于处理循环的不同阶段。

如果换热器单元33是热的，也就是说，换热器单元33的温度比它周围的压力介质的温度高，则外部导向装置35位于其上部位置，由此，允许较冷压力介质流经换热器单元33的下方进入通道37。在风扇31以较低速度操作的情况下，压力介质的一部分将流经换热器单元33，进入开口15并且进一步进入第二导向通道11。然而，优选的是操作该风扇以使得压力介质的大部分将流经换热器单元33的下方并经由阀门32进入通道37，该阀门32是开放的。

如果换热器单元33是冷的，也就是说，换热器单元33的温度比它周围的压力介质的温度低，则外部导向装置35位于其下部位置，由此，允许较热的压力介质流经换热器单元33上方并且经由开放的阀门32进入通道37。另外，压力介质的一部分进入开口15并且进入第二导向通道11。

当加热物品时，外部导向装置位在其上部位置。由此，压力介质的流动具有通过换热器单元33的向上方向。阀门32是关闭的。被压力容器1的外壁冷却的压力介质冷却换热器单元33并经过开口15进入第二导向通道11。通过这种方式，换热器单元33准备用于另一个冷却阶段。

根据图5，示出了根据本发明加压装置的再一个实施例。此处，该压力容器1还包括一个可动的内部导向装置34，以用于控制压力介质的流动。因此，该压力容器包括可动的内部导向装置34和可动的外部导向装置35。与仅包括外部导向装置35的实施例相比，内部导向装置34和外部导向装置35允许对通过或旁经换热器单元33的压力介质的流动控制进行改进。

参考图5，示出了对物品5进行加压和加热。压力介质的流动经过换热器单元33经由开口15进入第一导向通道11。阀门32现在是关闭的。通过这种方式，换热器单元33在对物品5进行加热和加压的过程中被冷却，由此，可在已经完成冷却物品5(如下描述)的阶段之后开始另一个加压阶段。

对于根据图5的加压装置，冷却阶段包括不同的阶段：超快速冷却、利用热的换热器单元33的快速冷却和利用冷的换热器单元33的快速冷却。同样，术语“热”和“冷”应解释为与环绕换热器单元33的压力介质的温度相关。

参考图6至图8，对根据图5的加压装置的冷却阶段进行更加详细的说明。

在利用冷的换热器单元33的快速冷却阶段中，如图6所示，压力介质的流动经过换热器单元33的上方，进一步经由开放的阀门32进入通道37，经过下部隔热部分6，并且进入炉腔18。从图6可以看出，内部导向装置34和外部导向装置35位于在它们下部位置。通过这种方式，如果需要的话，换热器单元33的辅助作用可在不同场合进行分配和用于不同场合。

根据图7，示出了利用热的换热器单元33的快速冷却阶段。现在，内部导向装置34和外部导向装置35位于它们上部位置。通过这种方式，压力介质的流动被引导至换热器33的下面并经由开放的阀门32进入通道37。这在当压力介质的温度低于换热器单元33的温度时是适合的。在该阶段，只有来自压力容器壁的冷却效果用于冷却压力介质，该压力介质又冷却物品5。因此，不存在辅助作用。对于如图7所示的实施例，当利用热的换热器单元进行快速冷却的过程中风扇31的速度较低时，会有如箭头101所示的沿向上方向通过换热器单元33的流动。

如图8所示，在超快速冷却阶段中，内部阀门装置34位于其上部位置并且外部阀门装置35位于其下部位置，由此，压力介质的流动被引导向下通过换热器33。阀门32是开放的以允许压力介质进入通道37并通过风扇31被迫使进入炉腔18。

进一步，根据上述实施例的热等静压装置可包括在入口14处的可控节流部件，以用于通过换热器单元实现辅助作用得到进一步改进。该节流部件可以是阀门或类似部件。优选地，该节流部件被调节以允许在超快速冷却阶段中通过入口14的压力介质的流量很小。

在热等静压装置的再一个实施例中，开口15可设有可控的节流部件，以用于通过换热器单元实现的辅助作用得到更进一步的改进。同样，该节流部件可以是阀门或类似部件。例如，在不使用换热器单元的快速冷却中，通过节流部件来完全关闭开口15可以是有利的。

而且，在热等静压装置的实施例中，孔16可设有可控的节流部件，以用于进一步改进辅助作用。

在另外的实施例中，内部导向装置和/或外部导向装置可以用具有上部阀门和下部阀门的固定壁部分替代，比如用于控制上面详细描述的压力介质的流动。例如，关闭上部阀门并打开下部阀门将对应于将导向装置设置在上部位置。

在阅读过上面描述之后，本发明的其它实施例对于本领域的技术人员来说是显而易见的。例如，可以通过将固定的外部阀门与可动的内部阀门相结合或者替代地通过将固定的内部阀门与可动的外部阀门相结合的方式来提供另一个实施例。而且，本领域的技术人员将会意识到可构建一种仅具有可动的内部阀门的加压装置。

尽管本说明书和附图公开了包括对部件、材料、温度范围、压力范围等进行选择的实施例和示例，但是本发明不限于这些具体示例。在不脱离所附权利要求所限定的本发明的范围的情况下，可作出大量的修改和改变。

Claims (19)

1.一种用于通过热等静压来处理物品的热等静压装置，该热等静压装置包括：

压力容器(1)，该压力容器包括：

炉腔(18)，该炉腔包括隔热套管(3)和炉子(36)，所述炉子用于在加压过程中加热压力介质，所述炉腔(18)设置用于接收和保持所述物品(5)，和

换热器单元(33)，所述换热器单元位于所述炉腔(18)的下方并且布置用于与所述压力介质交换热能。

2.根据权利要求1所述的热等静压装置，其中所述炉腔(18)具有封闭的顶部。

3.根据前述权利要求中任一项所述的热等静压装置，

其中所述隔热套管(3)包括下部隔热部分(6)，所述换热器单元位于所述下部隔热部分(6)的下方。

4.根据前述权利要求中任一项所述的热等静压装置，

其中第一导向通道(10)形成在压力容器(1)的外壁与所述隔热套管(3)之间，所述第一导向通道(10)设置用于沿着所述外壁的内侧沿向下方向引导压力介质，由此热能能够在压力介质与所述外壁之间进行交换。

5.根据权利要求4所述的热等静压装置，还包括用于冷却的机构，所述用于冷却的机构设置用于提供沿着压力容器(1)外壁的冷却剂流。

6.根据前述权利要求中任一项所述的热等静压装置，其中压力容器(1)还包括用于迫使压力介质进入炉腔(18)中的流动发生器(31)。

7.根据权利要求6所述的热等静压装置，其中所述流动发生器(31)是风扇。

8.根据权利要求6所述的热等静压装置，其中所述流动发生器(31)是喷射器。

9.根据权利要求6所述的热等静压装置，其中所述流动发生器(31)是泵。

10.根据前述权利要求中任一项所述的热等静压装置，其中压力容器还包括可动的导向装置(34，35)，所述可动的导向装置(34，35)设置用于引导压力介质流动旁经换热器单元(33)以用于避免压力介质与换热器单元(33)之间的热能交换，或者所述可动的导向装置(34，35)设置用于引导压力介质流动通过所述换热器单元(33)以允许在压力介质与换热器单元(33)之间进行热能交换。

11.根据权利要求10所述的热等静压装置，其中导向装置(34，35)包括沿换热器单元(33)外周设置的第一阀门装置(35)。

12.根据权利要求10或11所述的热等静压装置，其中导向装置(34，35)包括第二阀门装置(34)，换热器单元(33)是沿所述第二阀门装置(34)外周设置的。

13.根据前述权利要求中任一项所述的热等静压装置，其中隔热套管(3)包括隔热部分(7)和设置在所述隔热部分(7)周围的罩(2)，由此，第二导向通道(11)形成在所述隔热部分(7)和罩(2)之间并且设置用于在所述第二导向通道(11)中沿向上方向引导压力介质。

14.根据前述权利要求中任一项所述的热等静压装置，其中入口(14)设有可控的节流部件。

15.根据权利要求14所述的热等静压装置，其中所述可控的节流部件是阀门。

16.根据前述权利要求中任一项所述的热等静压装置，其中开口(15)设有可控的节流部件。

17.根据权利要求16所述的热等静压装置，其中所述可控的节流部件是阀门。

18.一种在热等静压器具中通过热等静压处理物品的方法，该热等静压器具包括压力容器，所述压力容器包封炉腔和换热器单元，所述方法包括下述步骤：

将物品装载到炉腔中，

对物品进行加压和加热处理，

冷却物品，

卸载物品，

特征在于，在换热器单元保持位于压力容器内部时，执行所有所述步骤。

19.根据权利要求18所述的方法，还包括下述步骤：

在所述物品的处理过程中，在换热器单元位于压力容器内部时，冷却该换热器单元。

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