CN209407413U - 一种绝热隔热屏 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种绝热隔热屏，尤其涉及一种热等静压超高温超高压环境下的绝热隔热屏，包括支撑底板和罩设在支撑底板上的隔热屏罩体，其特征在于：隔热屏罩体由高温支撑筒Ⅰ（1）、超高温支撑筒Ⅱ（2）、中温支撑筒（3）、低温支撑筒（4）四层壳体由内而外依次套装组成，壳体之间分别套装有超高温绝热层（6）、高温绝热层（7），低温绝热层（8）；本实用新型相较传统式隔热屏减少了壳体的层数，实现支撑筒内外压力差的快速平衡，防止各支撑筒在压力差的作用下发生串动而导致隔热层损伤，提高了系统在高温高压条件下的稳定性，延长了设备的使用寿命。
Description
技术领域
本实用新型一种绝热隔热屏，尤其涉及一种热等静压超高温超高压环境下的绝热隔热屏。
背景技术
随着科技水平的提高，热等静压技术（Hot Isostatic Pressing，简称HIP）迅捷发展，其广泛应用于高温合金、钛合金、高速钢和特种陶瓷的粉末致密固接，消除高温合金、钛合金、铝合金等材料的铸件、锻件或3D打印成形件的缺陷，异种材料不同性能之间的扩散连接，以及碳碳复合材料的浸渍碳化等领域。热等静压的操作工艺通常是将待处理的工件粉末或制品放置到密闭的容器中，升温至烧结温度(通常为材料主成分熔的2／3 )，与此同时，通过向粉末或制品施加各向同等的压力，并施以高温，从而借助高温高压的作用使制品得以烧结和致密化。热等静压装置是在高温和高压下利用帕斯卡定律使金属粉末制品成型及致密化的一种设备，经过此工艺处理的金属工件晶粒细小而均匀，其密度可接近理论密度，且各向力学性能均能得以大幅提升。
近几年来，由于特种陶瓷、钨钼靶材和陶瓷基复合材料的快速发展，推动了“双两千”（压力2000个大气压、温度2000℃）的热等静压设备蓬勃发展，热等静压装置严格意义上来讲属于特种热处理设备，温度的均匀性对于制件的性能有着重要的意义，且与常规加热炉相比，由于热等静压装置加热腔内部充满超高压气体介质，使得在加热炉体内部既有常规的辐射传热，还存在气体的对流传热及传导传热，从而导致其温度场的分布情况相对也要复杂得多，因此在对发热体产生的热量进行保护时需采用多层结构的隔热屏壳体，以尽可能地防止热量损失和提高热压效率。
隔热屏安装在热等静压设备的密闭压力容器内，与工作台组合形成一个相对封闭的处理制品的装料区，实现装料区高温高压环境，是实现热等静压技术的关键部件之一。
现有技术中应用于此类热等静压装置的传统型隔热屏采用的是六层结构套装壳体，中国专利CN201620180579公开了一种热等静压隔热屏装置，提供了五层结构套装壳体，结构套装壳体层数较多制作工艺复杂，成本较高，并且只能应用于工作温度≤ 2000℃，工作压强≤ 200MPa的条件下，不能实现超高温高压环境下的绝热隔热功能。
现有技术中，热等静压工艺处于200MPa超高压环境之中加压、卸压和排气过程中时，容易造成各支撑筒内外压力的不平衡，各支撑筒在压力差的作用下发生串动而导致隔热层损伤。
发明内容
为解决现有技术中结构套装壳体层数较多，制作工艺复杂，成本较高，不能实现超高温高压环境下的绝热隔热功能和热等静压工艺处于超高压环境之中，容易造成各支撑筒内外压力的不平衡，各支撑筒在压力差的作用下发生串动而导致隔热层损伤的问题，本实用新型提供了一种绝热隔热屏。本实用新型的一种绝热隔热屏，包括支撑底板和罩设在支撑底板上的隔热屏罩体，其特征在于：隔热屏罩体由高温支撑筒Ⅰ、超高温支撑筒Ⅱ、中温支撑筒、低温支撑筒四层壳体由内而外依次套装组成，高温支撑筒Ⅰ和超高温支撑筒Ⅱ之间套装有超高温绝热层、超高温支撑筒Ⅱ和中温支撑筒之间套装有高温绝热层，中温支撑筒和低温支撑筒之间套有低温绝热层。
进一步，所述的绝热隔热屏设置在密闭压力容器内。
进一步，在所述的每一层绝热层的外层设置一层气流通道或通气管，用于实现在向热等静压设备的密闭压力容器中快速充气时各支撑筒内外压力差的快速平衡。
进一步，所述的超高温支撑筒Ⅰ和超高温支撑筒Ⅱ的结构采用整体倒杯式。
进一步，所述的超高温支撑筒Ⅰ和超高温支撑筒Ⅱ采用密封拼接倒杯式，防止工作时热量以对流传热方式经拼接缝隙处快速传到外层。
进一步，所述的超高温支撑筒Ⅰ和超高温支撑筒Ⅱ采用侧面拼接倒杯式。
进一步，所述的超高温支撑筒Ⅰ和超高温支撑筒Ⅱ采用顶部拼接倒杯式。
进一步，所述的支撑底板包括支柱和其支撑的工作台，支柱和工作台之间形成冷态区。
本实用新型具有如下有益效果：
采用多层壳体结构由内向外依次套装组成，可逐层有效阻隔热量的向外散失，削减了能耗，有效地提高了能量利用率和加热效率；改进后的绝热隔热屏装置相较传统式隔热屏减少了壳体的层数，本实用新型的绝热隔热屏在每一层绝热层的外面均设置了一层气流通道或通气管，使在向热等静压设备的密闭压力容器中快速充气时各支撑筒内外压力差的快速平衡，防止各支撑筒在压力差的作用下发生串动而导致隔热层损伤，且提高了系统在高温高压条件下的稳定性，延长了设备的使用寿命。
整体倒杯式结构在隔绝气体对流方面具有较好的效果；经过密封拼接的超高温支撑筒Ⅰ和超高温支撑筒Ⅱ能够达到整体倒杯式结构相近的密封效果，防止工作时热量以对流传热方式经拼接缝隙处快速传到外层，虽然在隔绝气体对流方面不及整体倒杯式，但制作成型工艺简单，制作成本较低，而且便于安装。
本实用新型的绝热隔热屏在200MPa压力环境下，对热量进行约束屏蔽，形成温度2000℃、压力200MPa超高温超高压环境处理制品的装料区，且屏外温度低于200℃，具有重量轻、绝热效果好、使用寿命长等优点。
附图说明
下面结合附图对本实用新型的绝热隔热屏进一步说明。
图1是热等静压设备密闭压力容器剖面图。
图2是超高温超高压环境下本实用新型的一种绝热隔热屏。
图3是本实用新型的一种绝热隔热屏整体倒杯式超高温支撑筒结构图。
图4是本实用新型的一种绝热隔热屏侧面拼接倒杯式超高温支撑筒结构图。
图5是本实用新型的一种绝热隔热屏侧面拼接倒杯式超高温支撑筒拼接结构放大图。
图6是本实用新型的一种绝热隔热屏顶部拼接倒杯式超高温支撑筒结构图。
图7是本实用新型的一种绝热隔热屏顶部拼接倒杯式超高温支撑筒拼接结构放大图。
图中：1超高温支撑筒Ⅰ，2超高温支撑筒Ⅱ，3中温支撑筒，4低温支撑筒，5密闭压力容器，6超高温绝热层，7高温绝热层，8低温绝热层，9装料区，10工作台，11支柱，12冷态区，13气流通道，14通气管。
具体实施方式
如图1、图2所示，本实用新型的一种绝热隔热屏，包括支撑底板和罩设在支撑底板上的隔热屏罩体，其特征在于：隔热屏罩体由高温支撑筒Ⅰ1、超高温支撑筒Ⅱ2、中温支撑筒3、低温支撑筒4四层壳体由内而外依次套装组成，高温支撑筒Ⅰ1和超高温支撑筒Ⅱ2之间套装有超高温绝热层6、超高温支撑筒Ⅱ2和中温支撑筒3之间套装有高温绝热层7，中温支撑筒3和低温支撑筒4之间套有）低温绝热层8。
进一步，所述的绝热隔热屏，设置在密闭压力容器5内。
进一步，在所述的每一层绝热层的外层设置一层气流通道13或通气管14，用于实现在向热等静压设备的密闭压力容器中快速充气时各支撑筒内外压力差的快速平衡。
如图3所示，进一步，所述的超高温支撑筒Ⅰ1和超高温支撑筒Ⅱ2的结构采用整体倒杯式。
如图4、图5所示，进一步，所述的超高温支撑筒Ⅰ1和超高温支撑筒Ⅱ2采用密封拼接倒杯式，防止工作时热量以对流传热方式经拼接缝隙处快速传到外层。
进一步，所述的超高温支撑筒Ⅰ1和超高温支撑筒Ⅱ2采用侧面拼接倒杯式。
如图6、图7所示，进一步，所述的超高温支撑筒Ⅰ1和超高温支撑筒Ⅱ2采用顶部拼接倒杯式。
进一步，所述的支撑底板包括支柱11和其支撑的工作台10，支柱和工作台之间形成冷态区12。
本实用新型公开了一种超高温超高压环境下的高效绝热隔热屏，安装在热等静压设备密闭压力容器5内部，在200MPa压力环境下，对热量进行约束屏蔽，形成温度2000℃、压力200MPa超高温超高压环境处理制品的装料区9，且高效绝热隔热屏的屏外温度低于200℃，具有重量轻、绝热效果好、使用寿命长等优点。
高效绝热隔热屏安装在热等静压设备的密闭压力容器内，处于200MPa超高压环境之中。在包括装料、抽真空、洗炉、加压、升温、保温保压、卸压、降温和排气热等静压工艺过程中，容易造成各支撑筒内外压力的不平衡，在每一层绝热层的外面设置的气流通道13或通气管14，实现在向热等静压设备的密闭压力容器5中快速充气时各支撑筒内外压力差的快速平衡。
以上所述，仅为本实用新型较佳实施例而已，故不能以此限定本实用新型实施的范围，即依本实用新型申请专利范围及说明书内容所作的等效变化与修饰，皆应仍属本实用新型专利涵盖的范围内。
Claims (8)
1.一种绝热隔热屏，包括支撑底板和罩设在支撑底板上的隔热屏罩体，其特征在于：所述的隔热屏罩体由高温支撑筒Ⅰ（1）、超高温支撑筒Ⅱ（2）、中温支撑筒（3）、低温支撑筒（4）四层壳体由内而外依次套装组成，高温支撑筒Ⅰ（1）和超高温支撑筒Ⅱ（2）之间套装有超高温绝热层（6）、超高温支撑筒Ⅱ（2）和中温支撑筒（3）之间套装有高温绝热层（7），中温支撑筒（3）和低温支撑筒（4）之间套有低温绝热层（8）。
2.根据权利要求1所述的一种绝热隔热屏，其特征在于：所述的绝热隔热屏设置在密闭压力容器（5）内。
3.根据权利要求1所述的一种绝热隔热屏，其特征在于：所述的每一层绝热层的外层设置一层气流通道（13）或通气管（14）。
4.根据权利要求1、2或3所述的一种绝热隔热屏，其特征在于：所述的超高温支撑筒Ⅰ（1）和超高温支撑筒Ⅱ（2）的结构采用整体倒杯式。
5.根据权利要求1、2或3所述的一种绝热隔热屏，其特征在于：所述的超高温支撑筒Ⅰ（1）和超高温支撑筒Ⅱ（2）采用密封拼接倒杯式。
6.根据权利要求5的所述的一种绝热隔热屏，其特征在于：所述的超高温支撑筒Ⅰ（1）和超高温支撑筒Ⅱ（2）采用侧面拼接倒杯式。
7.根据权利要求5所述的一种绝热隔热屏，其特征在于：所述的超高温支撑筒Ⅰ（1）和超高温支撑筒Ⅱ（2）采用顶部拼接倒杯式。
8.根据权利要求1所述的一种绝热隔热屏，其特征在于：所述的支撑底板包括支柱（11）和其支撑的工作台（10），支柱和工作台之间形成冷态区（12）。
Priority Applications (1)
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| CN201822065616.3U CN209407413U (zh) | 2018-12-11 | 2018-12-11 | 一种绝热隔热屏 |
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|---|---|---|---|---|
| CN111217609A (zh) * | 2019-11-29 | 2020-06-02 | 宁波伏尔肯科技股份有限公司 | 一种3d打印整体式碳化硅隔热屏的制备方法 |
| CN111408722A (zh) * | 2020-04-29 | 2020-07-14 | 钢研昊普科技有限公司 | 一种热等静压设备的隔热屏装置 |
| CN113819754A (zh) * | 2021-10-12 | 2021-12-21 | 中国科学院沈阳科学仪器股份有限公司 | 一种真空电阻炉热屏蔽结构 |
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| CN113819754A (zh) * | 2021-10-12 | 2021-12-21 | 中国科学院沈阳科学仪器股份有限公司 | 一种真空电阻炉热屏蔽结构 |
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