DE3028773A1 - Autoklavenofen mit mechanischer zirkulation - Google Patents
Autoklavenofen mit mechanischer zirkulationInfo
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Description
.'"..I _ I ; . " DR.-ING. FRANZ lTUESTliSiy ^J ö / / <J
WUESTHOFF-v. PECHMANN-BEHRENS-GOETZ dipl-incgerhard puls (1951-197»)
DIPL.-CHEM. DR. E. FREIHERR VON PECIlMANN
PROFESSIONAL REPRESENTATIVES BEFORE THE EUROPEAN PATENT OFFICE DR.-ING. DIETER BEHRENS
D-8000 MÜNCHEN 90 Ii)-53 492 SCHWEIGERSTRASSE 2
telefon: (089) 66 ze>
ji
Autoclave Eng., Inc. telex: 514070
Erie, Pennsylvania 29# Jul±
Beschreibung
Autoklavenofen mit mechanischer Zirkulation
Für Vorrichtungen, die eine Probe oder ein Werkstück bei hohen Drücken und hohen Temperaturen behandeln, darunter
Öfen zum Herstellen von Verbindungen unter Gasdruck und Vorrichtungen zum isostatischen Heißpressen, gibt es derzeit
viele Anwendungsgebiete. Bei diesen Vorrichtungen wird ein Werkstück üblicherweise bei 1000 0C und etwa 1050 kp/cmz behandelt,
wenngleich auch höhere Temperaturen und Drücke angetroffen werden. Für diese Anwendungsfälle geeignete Vorrichtungen
weisen im allgemeinen einen Ofen im Innern eines Druckgefäßes oder Autoklaven auf. Der Ofen erwärmt das Werkstück
und schützt das Gefäß gegen übermäßige -Temperatur. Das Gefäß hält den Ofen und das Werkstück auf den gewünschten
Drücken.
Bei einem vorgegebenen Druck wird die Mindestsicherheitsdicke der Gefäßwand durch den Durchmesser des Druckgefäßes
bestimmt. Um extrem schwere Gefäße zu vermeiden, ist es von Vorteil, wenn der Gefäßdurchmesser möglichst klein gehalten
wird. Mit anderen Worten, der Raum zwischen der Innenseite der Gefäßauskleidung und dem Werkstück sollte sehr
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klein sein, obwohl dies der Raum ist, der vom Ofen eingenommen
wird.
Bei den meisten Prozessen ist es wesentlich, daß die Temperatur des Werkstückes äußerst gleichmäßig ist. Andernfalls
können sich aus unterschiedlicher Wärmedehnung des Werkstückes Schwierigkeiten ergeben. Somit muß der Ofenteil der
Hochdruck- und Hochtemperatur-Vorrichtung die Wärme gleichmäßig auf das Werkstück verteilen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Autoklaven
oder eine Druckgefäß-Ofen-Kombination zu schaffen, bei der der Durchmesser des Druckgefäßes so klein wie möglich gehalten
ist und gleichzeitig für eine gleichmäßige Wärmeverteilung auf das Werkstück zur Erzielung einer gleichmäßigen
Werkstücktemperatur gesorgt ist.
Die Aufgabe ist mit den Merkmalen der Hauptansprüche 1 oder
und der zugehörigen Unteransprüche gelöst.
Die vorliegende Erfindung steht im Zusammenhang mit der US-PS 4 151 400, in der eine mechanische Zirkulation in einem
Autoklavenofen beschrieben wird und bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Herstellen von Verbindungen unter Gasdruck,
isostatischen Heißpressen o.dgl., in der sich ein Werkstück bei hohen Temperaturen und Drücken behandeln" läßt. Erfindungsgemäß
hat die Vorrichtung ein zylindrisches Druckgefäß von überwiegender Längserstreckung, das eine isolierte Haube
oder isolierten Ofen aufweist, der das Werkstück und einen Herd umschließt, auf dem das Werkstück aufruht. Der Herd ist
auf einen hitzefesten Untersatz aufgesetzt; ein zylindrisches Heizelement umgibt den Untersatz vorzugsweise vollständig
unter dem Herd. Das Heizelement ist vorzugsweise aus Kohlenstoff oder Graphit. Zufriedenstellende Ergebnisse können
auch mit anderen elektrischen Widerstandsheizelementen, darunter Maschenwerke aus Molybdän oder Wolfram, erreichbar
sein. In Anbetracht oxidierender Atmosphären und wegen des
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niedrigeren Strombedarfs kann das Heizelement aus SiC sein.
Um den Untersatz und das Heizelement kann ein zylindrischer hitzefester Schirm so angeordnet sein, daß er Konvektion
zur Wärmeübertragung vom Heizelement auf das auf den Herd aufgesetzte Werkstück ermöglicht.
Ein Hohlraum in der Nähe der Basis des Untersatzes bildet ein Gebläseradgehäuse, das sich radial erstreckende Ausströmöffnungen
aufweist, die durch die Seitenwand des Untersatzes nach außen münden. In der Gebläseradkammer ist ein
Gebläserad angeordnet, das eine nach unten sich erstreckende Welle aufweist. Es sind entsprechende Einrichtungen für den
Antrieb' der Welle durch einen elektrischen Motor im unteren Teil des Druckgefäßes vorgesehen. Bei einer Ausführungsform
ist die Welle durch den Boden des Druckgefäßes hindurchgeführt und ragt in eine abgedichtete Antriebseinheit hinein, an
der getriebene Magnete befestigt sind. Geeignete Magnetantriebe sind beispielsweise aus den US-PSen 2 996 363 und
4 106 825 bekannt.
Der Ofen ist mit einer fernbetätigten Umlenkvorrichtung ausgestattet.
Somit ist es möglich, daß das Gebläserad die unter Druck gesetzte Atmosphäre entweder nur innerhalb des Ofens
umwälzt oder nach Umlegen der Umlenkvorrichtung die Ofenatmosphäre sowohl entlang der Innenfläche der Druckgefäßwände
als auch innerhalb des Ofens zirkulieren läßt.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden anhand schematischer. Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:
Fig'. I einen Querschnitt durch einen Ofen gemäß einer Ausführungsform
der Erfindung,
Fig. 2 den Schnitt II-II in Fig. 1,
Fig. 2 den Schnitt II-II in Fig. 1,
Fig. 3 eine Darstellung, welche die Zirkulation der Ofenatmosphäre
nur innerhalb des Ofens zeigt und Fig. 4 eine Darstellung, welche den Ofenatmosphärenstrom
entlang der Innenfläche der Gefäßwand während des Abkühlens zeigt.
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Gemäß Fig. 1 umschließt ein von einer Basis 1 und einem Mantel 2 gebildetes Druckgefäß einen Ofen mit einer Haube 4,
einem Schirm 9 und Heizelementen, die von Heizstäben 8 gebildet sind. Ein Werkstück 7 wird von einem Herd 6 und einem
Untersatz 5 abgestützt. Zwischen der Haube 4 des Ofens und der Innenfläche der Wand des Druckgefäßes ist ein zylindrischer
Leitkörper 3 angeordnet.
Gemäß Fig. 1 hat der Mantel 2 des Druckgefäßes oder Autoklaven die Gestalt eines umgedrehten Hutes oder Bechers.
Der Mantel 2 weist an seiner Basis einen Flansch auf, der mit Öffnungen für Befestigungsmittel versehen ist, mit denen
sich der Mantel 2 an der Basis 1 befestigen läßt. Ein O-Ring oder Dichtglied 21 dichtet druckdicht ab. In die Basis 1 oder
den Mantel 2 sind nicht dargestellte Öffnungen eingearbeitet, die an Einrichtungen zum Unterdrucksetzen des Gefäßinnenraumes
mit beispielsweise einer inerten Atmosphäre angeschlossen sind. Drücke bis zu etwa 2100 kp/cm2 sind üblich.
Die Dicke des Mantels 2 ist von den zu haltenden Drücken und vom Durchmesser des Mantels 2 abhängig. In den meisten Fällen
ist der Mantel 2 aus Stahl von hoher Festigkeit hergestellt.
Der an der Basis 1 abgestützte Untersatz 5 trägt an seiner Oberseite den Herd 6 aus Graphit, Molybdän oder Wolfram. Der
Herd 6 muß kräftig genug sein, um das Werkstück 7 bei" Betriebstemperaturen abstützen zu können. Der Herd 6 ist
von größerem Durchmesser als der Untersatz 5. Dadurch ist es möglich, daß die Basis des Werkstückes 7 größer ist als der
obere Teil des Untersatzes 5.
Vorzugsweise ist von einem hohlen Fuß 22 eine Ofensohle 23 in etwas Abstand über der Basis 1 abgestützt. Der Fuß 22 und
die Ofensohle 23 können aus Kohlenstoffstahl hergestellt sein.
Auf die Ofensohle 23 ist eine gegen Wärme und elektrisch isolierende Unterlage 24 aufgesetzt, die ein Gußformstück
aus einem hitzefesten isolierenden Material oder mit hohem
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Aluminiumoxidanteil sein kann. An der Oberseite der Unterlage 24 ist ein Gebläseradkammerblock 25 angeordnet. Der
Herd 6 ist auf ein Verlängerungsstück 26 des Untersatzes 5 aufgesetzt. Im Gebläseradkammerblock 25 ist ein Anker 27 befestigt,
der zur fluchtenden Ausrichtung in das Verlängerungsstück 26 aus Graphit des Untersatzes 5 eingreift.
Der Untersatz 5 ist von einem im Abstand von ihm angeordneten zylindrischen elektrischen Widerstandsheizelement aus Kohlenstoff,
Graphit, SiC oder einem hitzefesten Metall, z.B. Molybdän, umgeben. Das Heizelement kann von einem zylindrischen
Käfig aus Stäben 8 gebildet sein, wobei einander benachbarte Stäbe 8 oben durch Kappen 8a paarweise miteinander
verbunden sind, wobei die Kappen 8a das zugehörige Stäbepaar überspannen. Um den Untersatz 5 sind ein elektrisch
leitender Ring 8b mit Außenzähnen und ein elektrisch leitender Ring 8c mit Innenzähnen angeordnet, die Basen zum Abstützen
der zylindrischen Stäbe 8 bilden und die Stäbepaare mit elektrischem Strom versorgen.
Die Basis 1 des Druckgefäßes wird von elektrischen Verbindern
35 und 36 durchdrungen, die den Heizelementen elektrischen Strom von entsprechender Spannung zuführen.
Bei der bevorzugten Ausführungsform weisen die Ofensohle 23, die isolierende Unterlage 24 und der Gebläseradkammerblock
Öffnungen auf, damit an die Ringe 8b und 8c angeschraubte .Stangen 29 aus Graphit, Kohlenstoff, Molybdän oder Wolfram
in den Raum unter der Ofensohle 23 eindringen können, wo sie mit Kupplungen 30 mit einer Anschlußklemme 31 verbunden
sind, die an eine durch die Basis 1 hindurchgeführte elektrische Leitung angeschlossen ist.
Der um den Außenumfang des Heizelementes angeordnete hitzefeste Schirm 9 hat als Hauptaufgabe, direkte Strahlung vom
Heizelement nach außen zur Haube 4 zu verhindern.
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Der Schirm 9 kann aus hochwarmfestem Isoliermaterial bestehen,
beispielsweise aus Leichtisolierblöcken zusammengesetzt oder aus hochwarmfestem Material gegossen sein. Er
kann auch ein mehrschaliger Strahlungsschirm sein. Der Schirm 9 ruht an der Unterlage 24 auf. Der Schirm 9 muß oben
entlüftet werden. Im oberen Teil des Schirms 9 sind Löcher vorzugsweise im Abstand zum Zentrum ausgebildet.
Die Haube 4 weist in der Nähe ihrer Basis zwei Reihen von Öffnungen auf. Jede Reihe hat mehrere mit Umfangsabstand
rings um die Haube 4 angeordnete Öffnungen. Die Öffnungsmittelpunkte in einer Reihe sind zumindest annähernd in einer
zur Basis 1 des Druckgefäßes parallelen Ebene angeordnet. Die beiden Öffnungsreihen sind mit axialem oder vertikalem
Zwischenabstand angeordnet. Die untere Reihe besteht aus Rückströmöffnungen 62, die radial außerhalb von nachstehend
näher beschrieben Einlaßkanälen 47 angeordnet sind. Die höher gelegene Reihe setzt sich aus Ausströmöffnungen 64 zusammen,
die mit Abstand über der Reihe der Rückströmöffnungen 62 und unmittelbar über der isolierenden Unterlage 24 angeordnet
sind.
In der Unterlage 24 sind eine axiale Öffnung 48 und die davon radial ausgehenden Einlaßkanäle 47 ausgebildet. Die
Einlaßkanäle 47 sind so angeordnet, daß sie mit den Rückströmöffnungen 62 in der Haube 4 fluchten. Im Gebläseradkammerblock
25 ist eine Gebläseradkammer ausgebildet, von der
mehrere radiale Auslässe 49 wegführen. In der- Gebläseradkammer ist ein Gebläserad 50 angeordnet und an einer nach
unten sich erstreckenden Welle 52 befestigt, welche die Unterlage 24, die Ofensohle 23, den Fuß 20 und die Basis
des Druckgefäßes durchdringt.
Die Welle 52 dringt in eine abgedichtete magnetische Antriebseinheit
des beispielsweise aus den US-PSen 2 996 und 4 106 825 bekannten Typs ein. Bei einer alternativen
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Ausführungsform wird die Welle 52 von einem zwischen der
Basis 1 und der Ofensohle 23 angeordneten elektrischen Motor angetrieben. In diesem Falle muß der Raum unter der Ofensohle
23 sorgfältig auf einer für den elektrischen Motor, zulässigen Betriebstemperatur gehalten werden. Außerdem wird
durch den elektrischen Motor eine Vergrößerung des Raumes zwischen der Ofensohle.23 und der Basis 1 des Druckgefäßes
erforderlich.
Jede für den Drehantrieb der Welle 52 gewählte Vorrichtung sollte drehzahlregelbar sein, um die exakte Anpassung der
Zirkulation im Druckgefäß an den darin ablaufenden speziellen Prozeß oder Prozeßstufe zu ermöglichen.
An der Stelle, an der die Welle 52 die Ofensohle 23 durchdringt, kann eine axial ausgerichtete Büchse vorgesehen sein,
in der die Welle 52 drehbar gelagert ist. Dies ist von Vorteil, wenn sich aufgrund der Länge der Welle 52 bei Fehlen
einer Lagerung in der Ofensohle 23 zu große Schwingungen ergeben würden. Das Gebläserad 50 kann als herkömmlicher
"Käfigläufer" oder beliebig anders ausgebildet sein. Da das
Gebläserad .50 hohen Temperaturen ausgesetzt ist, muß es wie die Welle 52 aus einem solche Temperaturen standhaltenden
Werkstoff hergestellt sein.
Der vorstehend beschriebene Aufbau ist im wesentlichen dem aus der US-PS 4 151 400 bekannten Aufbau ähnlich, mit Ausnahme
der Haube 4 und der in ihr ausgebildeten Reihen von Einlaß- bzw. Rückströmöffnungen 62 und Ausströmöffnungen
Der zwischen der Innenfläche der Druckgefäßwand und der Haube 4 angeordnete rohrförmige Leitkörper 3 weist mehrere
Öffnungen 70 auf, die mit Umfangsabstand radial außerhalb der Einlaßkanäle 47 und der Rückströmöffnungen 62 in der
Haube 4 angeordnet sind.
Im Leitkörper 3 ist ein Umlenkring 72 verschiebbar, der von
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einem in sehr kleinem Abstand von ihm angeordneten dünn- . wandigen Rohr aus hochwarmfestern Metall, beispielsweise
rostfreiem Stahl o.dgl., gebildet ist. Der Umlenkring 72 hat an seinem oberen Rand einen radial nach innen gerichteten
Flansch 73, dessen Breite ausreicht, um den kreisringförmigen Raum zwischen dem Leitkörper 3 und der Haube 4
mit für leichtgängige Bewegung des Umlenkringes 72 genügendem
Spiel auszufüllen. Im Umlenkring 72 sind nahe dem radialen Flansch 73 mehrere Öffnungen 74 so angeordnet, daß
sie durch Auf- und Abwärtsverstellen des Umlenkringes 72 mit den Öffnungen 70 im Leitkörper 3 in Deckungsstellung
verbringbar sind.
Der Leitkörper 3 kann wie der Umlenkring 72 von einem dünnwandigen
Rohr aus hochwarmfestem Metall gebildet sein, da seine einzige Aufgabe darin besteht, den Strom der zirkulierenden
Atmosphäre zu lenken.
An der Basis 1 sind mehrere elektromagnetisch betätigte Hebevorrichtungen 76 angeordnet, die den Umlenkring 72 einen
kleinen Betrag von beispielsweise etwa 10 bis 15 cm nach oben und nach unten zu verstellen vermögen, wenn sie, je nach Fall,
elektrisch abgeschaltet oder betätigt werden.
In der in Fig. 1 und 3 gezeichneten obersten Stellung des Umlenkringes 72 wird die Ofenatmosphäre zwischen dem Schirm
und der Haube 4 nach unten.und durch die Ausströmöffnungen in der Haube 4 nach außen angesaugt und dann vom Umlenkring
72 durch die Einströmöffnungen 62 in der Haube 4 zu den Einlaßkanälen 47 gelenkt. Dabei nehmen die Öffnungen 70 im Leitkörper
3 und die Öffnungen 74 im Umlenkring 72 keine Deckungsstellung ein.
In der in Fig. 4 dargestellten untersten Stellung des Umlenkringes
72 wird die Ofenatmosphäre zwischen dem Schirm 9 und der Haube 4 nach unten und durch die Ausströmöffnungen 64 in
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der Haube 4 nach außen angesaugt. Sodann wird die Atmosphäre durch den radialen Flansch 73 nach oben zwischen die Haube 4
und den Leitkörper 3 gelenkt und danach zwischen dem Leitkörper 3 und der Innenfläche der Druckgefäßwand nach unten
angesaugt. Sodann wird die Atmosphäre durch die sich deckenden Öffnungen 70 im Leitkörper 3 und Öffnungen 74 im Umlenkring
72 hindurch in die Rückströmöffnungen 62 und die Einlaßkanäle 47 angesaugt.
Wenn das Gebläserad 50 drehangetrieben wird, saugt es die Ofenatmosphäre oder Ofengase an seiner Welle' 52 entlang ein
und drückt sie radial nach außen in den Raum zwischen der Wand des Untersatzes 5 und dem Schirm 9 in der Nähe der Heizstäbe
8. Bei eingeschalteten Heizstäben 8 werden die an ihnen vorbeiströmenden Gase erwärmt und dann in den.Raum über dem
Herd 6 gedrückt, wo sie Wärme auf das Werkstück 7 übertragen. Danach strömen die Gase zwischen den Schirm 9 und die Haube 4,
wobei, wie schon erläutert, ihr Rückströmweg dann von der Stellung des Umlenkringes 72 abhängig ist.
Die Hauptwärmeisolierung zwischen dem Werkstück 7 und den Heizstäben 8 einerseits und dem Mantel 2 des Druckgefäßes
wird von der isolierenden Haube 4 besorgt. Sie ist so ausgelegt, daß sie die Wärmeübertragung auf den Mantel 2 so
gering wie möglich hält und daß ihre Wärmekapazität niedrig ist. Es sind mehrere Haubenkonstruktionen möglich. Die in
Fig. 1 dargestellte Ausführungsform hat eine Innenauskleidung 40 aus rostfreiem Stahl und eine Äußenbekleidung
41 aus Kohlenstoffstahl; dazwischen ist eine Wärmeisolierungsschicht
42 aus keramischer Faser angeordnet. Bei anderen Haubenkonstruktionen kann eine Innenauskleidung fehlen und
können statt der Fasern hochwarmfeste Isolierblöcke verwendet sein. Um bestmögliche Ergebnisse zu erzielen, kann
am oberen Ende der Haube 4 ein zusätzlicher axialer Wärmeschild 43 angeordnet sein, der aus einem hochwarmfesten Metall,
z.B. Inconel (hochwarm- und korrosionsfeste Nickellegierung
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mit zusätzlich Chrom, Eisen, Kupfer und weiteren Legierungselementen) bestehen sollte. Wie für den Untersatz 5 gilt für
die Haube 4, daß umsomehr Wärmeenergie für die Temperaturerhöhung des Werkstückes 7 zur Verfugung steht, je weniger
Wärmeenergie von der Haube 4 absorbiert wird. Die Wärmekapazität der Haube 4 sollte daher so klein wie möglich gehalten
werden.
Das oder die Heizelemente sind vollständig unter dem Werkstück 7 angeordnet und benötigen daher keinen Raum zwischen
dem Werkstück 7 und der Haube 4. Dies ermöglicht eine Verringerung des Durchmessers der Haube 4 und damit des Mantels
2 des Druckgefäßes mit den vorstehend beschriebenen Vorteilen.
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Claims (4)
1. Vorrichtung zum Herstellen von Verbindungen unter Gasdruck, isostatischen Heißpressen o.dgl., in der sich ein
Werkstück bei hohen Temperaturen und Drücken behandeln läßt, umfassend
- ein zylindrisches Druckgefäß (Basis 1, Mantel 2) von überwiegender
Längserstreckung zum Umschließen eines Ofens, einer Ofensohle (23) und einer isolierenden Haube (4), die
an der Ofensohle (23) aufruht und das Werkstück (7) und
einen Herd (6), an dem das Werkstück (7) aufruht, umschließt,
- einen zylindrischen Leitkörper (3) zwischen der Innenwand des Druckgefäßes (1,2) und der Haube (4),
- einen zylindrischen hochwarmfesten Untersatz (5) von überwiegender
Längserstreckung, der von der Ofensohle (23) aufragt und auf den der Herd (6) aufgesetzt ist,
- ein zylindrisches Heizelement (Heizstäbe 8, Kappen 8a, Ringe 8b,8c), das unter dem Herd (6) um und zumindest annähernd
über der gesamten Länge des Untersatzes (5) angeordnet ist,
- einen zylindrischen Schirm (9), der um den Untersatz (5) und das Heizelement (8,8a,8b,8c) angeordnet ist und sich
von der Ofensohle (23) nach oben und über den Herd (6) erstreckt,
- eine Gebläseradkammer im Untersatz (5) nahe dessen Basis mit davon ausgehenden radialen Auslässen (49) und einem in
ihr angeordneten Gebläserad (50) mit einer sich nach unten erstreckenden Antriebswelle (52),
gekennzeichnet durch
/2
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-2'- ■ ■ 53
- eine fernbetätigbare Umlenkvorrichtung (Umlenkring 72), die den Strom der sich unter der Wirkung des Gebläserades
(50) bewegenden Ofenatmosphäre so zu lenken vermag, daß der Strom, bevor er zum Gebläserad (50) zurückfließt, in einer
■ ersten Stellung der Umlenkvorrichtung- (72) völlig in die
Haube (4) des Ofens und in einer zweiten Stellung aus dem
Ofeninnenraum zwischen den Leitkörper (3) und die Innenfläche der Gefäßwand gelenkt wird.
2. Vorrichtung zum Herstellen von Verbindungen unter Gas-'
druck, isostatischen Heißpressen o.dgl., in der sich ein Werkstück bei hohen Temperaturen und Drücken behandeln läßt,
umfassend
- ein zylindrisches Druckgefäß (Basis 1, Mantel 2) von überwiegender Längserstreckung zum Umschließen eines
Ofens,
- eine Ofensohle (23),
- eine isolierende Haube (4), die an der Ofensohle (23) aufruht und das Werkstück (7) und einen Herd (6), an dem das
Werkstück (7) aufruht, umschließt,
- einen zylindrischen Leitkörper (3), der an seinem unteren Teil von Öffnungen (70) durchsetzt und zwischen der Innenwand
des Druckgefäßes (1,2) und der Haube (4) angeordnet ist,
- eine an der Ofensohle (23) aufruhende isolierende Unterlage
(24) mit einer axialen Öffnung (48) rund davon radial
ausgehenden Einlaßkanälen (47),
- einen zylindrischen hochwarmfesten Untersatz' (5) von überwiegender
Längserstreckung, der eine Basis (Gebläseradkammerblock 25). hat, die über der axialen Öffnung (48) in
der Unterlage (24) aufruht, und auf den der Herd (6) aufgesetzt
ist,
- ein zylindrisches Heizelement (Heizstäbe 8, Kappen 8a, Ringe 8b,8c), das gleichachsig mit dem Untersatz (5) an der
isolierenden Basis (25) aufruht,
- einen zylindrischen Wärmeschirm (9), der rings um den Untersatz (5) und das Heizelement (8,8a,8b,8c) angeordnet
130011/0631
- 3 - 53 492
ist, sich von der Ofensohle (23) nach oben und über den Herd (6) erstreckt und an seinem unteren Abschnitt von
Öffnungen durchsetzt ist,
- eine Gebläseradkammer, die nahe der Basis des Untersatzes
(5) ausgebildet ist und in Verbindung mit der axialen Öffnung (48) in der Unterlage (24) steht und in
der ein Gebläserad (50) mit einer sich nach unten ererstreckenden Antriebswelle (52) angeordnet ist,
gekennzeichnet durch
- eine fernbetätigbare Umlenkvorrichtung mit einem zwischen
der Haube (4) und dem Leitkörper (3) angeordneten zylindrischen Verschlußglied (Umlenkring 72) mit einem radialen
Flansch (73), die den Strom der sich unter der Wirkung des Gebläserades (50) bewegenden Ofenatmosphäre so zu lenken
vermag, daß in einer ersten Stellung der Umlenkvorrichtung die Öffnungen (70) im Leitkörper (3) verschlossen sind und
der Strom völlig in die Haube (4) des Ofens gelenkt wird, und in einer zweiten Stellung der Umlenkvorrichtung die
Öffnungen (70) im Leitkörper (3) freiliegen und der Strom, bevor er zum Gebläserad (50) zurückfließt, aus dem Ofeninnenraum
zwischen den Leitkörper (3) und die Innenseite der Druckgefäßwand gelenkt wird.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Umlenkvorrichtung
zwischen der ersten und der zweiten Stellung von elektromagnetisch betätigten Vorrichtungen (76) bewegt wird.
4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch ge k e η η
zeichnet , daß die Umlenkvorrichtung einen zylindrischen Abschnitt (Umlenkring 72), einen daran befestigten
radialen Flansch (73) und Vorrichtungen (Hebevorrichtungen 76) aufweist zum fernbetätigten Verstellen der Umlenkvorrichtung
in eine erste Stellung, in welcher der zylindrische Abschnitt (72) die Öffnungen (70) im Leitkörper (3) bedeckt und der
radiale Flansch (13) den aus Ausströmöffnungen (64) im unteren Teil der Haube (4) austretenden Strom daran hindert,
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- 4 - 53
nach oben zwischen den Leitkörper (3) und die Haube (4) zu fließen, und in eine zweite Stellung, in welcher der zylindrische
Abschnitt (72) die Öffnungen (70) im Leitkörper (3) freilegt und der Flansch (73) den aus den Ausströmöffnungen
(64) im unteren Teil der Haube (4) austretenden Strom daran hindert, nach unten zwischen den Leitkörper (3) und die
Haube (4) zu fließen.
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Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US06/070,674 US4235592A (en) | 1979-08-29 | 1979-08-29 | Autoclave furnace with mechanical circulation |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE3028773A1 true DE3028773A1 (de) | 1981-03-12 |
| DE3028773C2 DE3028773C2 (de) | 1985-12-05 |
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Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE3028773A Expired DE3028773C2 (de) | 1979-08-29 | 1980-07-29 | Autoklavenofen mit mechanischer Zirkulation |
Country Status (5)
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|---|---|
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| FR (1) | FR2464445B1 (de) |
| GB (1) | GB2060147B (de) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0185947A1 (de) * | 1984-11-30 | 1986-07-02 | Kurt Prof. Dr.-Ing. Kugeler | Verfahren und Vorrichtung zur Schnellkühlung einer HIP-Anlage |
| DE3826651A1 (de) * | 1988-08-05 | 1990-02-08 | Pfeiffer Vakuumtechnik | Abdichtung fuer eine thermische isolation |
Families Citing this family (30)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4235592A (en) * | 1979-08-29 | 1980-11-25 | Autoclave Engineers, Inc. | Autoclave furnace with mechanical circulation |
| JPS5987032A (ja) * | 1982-11-10 | 1984-05-19 | オ−トクレイヴ・エンジニアズ・インコ−パレイテイド | 加工品処理装置 |
| JPS5986890A (ja) * | 1982-11-11 | 1984-05-19 | 三菱重工業株式会社 | 熱間静水圧プレス装置 |
| JPS5989985A (ja) * | 1982-11-11 | 1984-05-24 | 三菱重工業株式会社 | 熱間静水圧プレス装置 |
| JPS6033195U (ja) * | 1983-08-11 | 1985-03-06 | 株式会社神戸製鋼所 | 熱間静水圧加圧装置 |
| JPS60151096U (ja) * | 1984-03-17 | 1985-10-07 | 株式会社神戸製鋼所 | 熱間静水圧加圧装置 |
| JPS60151095U (ja) * | 1984-03-17 | 1985-10-07 | 株式会社神戸製鋼所 | 熱間静水圧加圧装置用ヒ−タ |
| BE899638A (nl) * | 1984-05-11 | 1984-08-31 | Nat Forge Europ | Inrichting voor de nabehandeling, inz. de afkoeling van aan isostatisch persproces onderworpen vormstukken. |
| JPS61218426A (ja) * | 1985-03-25 | 1986-09-27 | Yanmar Diesel Engine Co Ltd | 掘削機 |
| JPH0334638Y2 (de) * | 1986-02-22 | 1991-07-23 | ||
| DE3621996A1 (de) * | 1986-07-01 | 1988-01-14 | Pfeiffer Vakuumtechnik | Anlage zum waermebehandeln von werkstoffen im vakuum und unter druck |
| DE3622339A1 (de) * | 1986-07-03 | 1988-01-07 | Pfeiffer Vakuumtechnik | Einrichtung zum verteilen eines heissen gasstromes |
| JPH0514157Y2 (de) * | 1987-02-09 | 1993-04-15 | ||
| JPS63226591A (ja) * | 1987-03-16 | 1988-09-21 | 株式会社神戸製鋼所 | 熱間静水圧加圧装置による成形体の冷却方法 |
| FR2620207B1 (fr) * | 1987-09-04 | 1990-01-12 | Physique Appliquee Ind | Four electrique notamment pour traitement thermique |
| DE3736502C1 (de) * | 1987-10-28 | 1988-06-09 | Degussa | Vakuumofen zur Waermebehandlung metallischer Werkstuecke |
| SE467611B (sv) * | 1989-04-04 | 1992-08-17 | Asea Brown Boveri | Anordning foer kylning av lasten i en varmisostatpress |
| SE509760C2 (sv) * | 1997-05-16 | 1999-03-08 | Asea Brown Boveri | Anordning vid ett tryckkärl för varmisostatisk pressning |
| US6864092B1 (en) | 1998-08-13 | 2005-03-08 | Symyx Technologies, Inc. | Parallel reactor with internal sensing and method of using same |
| US6306658B1 (en) | 1998-08-13 | 2001-10-23 | Symyx Technologies | Parallel reactor with internal sensing |
| US6455316B1 (en) | 1998-08-13 | 2002-09-24 | Symyx Technologies, Inc. | Parallel reactor with internal sensing and method of using same |
| US6548026B1 (en) | 1998-08-13 | 2003-04-15 | Symyx Technologies, Inc. | Parallel reactor with internal sensing and method of using same |
| US6528026B2 (en) | 1998-08-13 | 2003-03-04 | Symyx Technologies, Inc. | Multi-temperature modular reactor and method of using same |
| US6994827B2 (en) | 2000-06-03 | 2006-02-07 | Symyx Technologies, Inc. | Parallel semicontinuous or continuous reactors |
| JP2011508671A (ja) * | 2007-12-14 | 2011-03-17 | アブーレ・テクノロジーズ・エービー | 熱間静水圧プレス装置 |
| WO2012069090A1 (en) * | 2010-11-26 | 2012-05-31 | Avure Technologies Ab | Pressure vessel and method for cooling a pressure vessel |
| WO2012092961A1 (en) * | 2011-01-03 | 2012-07-12 | Avure Technologies Ab | Pressing arrangement |
| CN106705661A (zh) * | 2012-10-16 | 2017-05-24 | 拉泽尔安诺德科技股份公司 | 炭素焙烧炉 |
| JP6757286B2 (ja) * | 2017-04-07 | 2020-09-16 | 株式会社神戸製鋼所 | 熱間等方圧加圧装置 |
| US10369755B2 (en) * | 2017-09-26 | 2019-08-06 | The Boeing Company | High-performance workpiece heating system and method |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2996363A (en) * | 1959-11-30 | 1961-08-15 | Autoclave Eng Inc | Autoclave |
| US4022446A (en) * | 1975-10-23 | 1977-05-10 | Autoclave Engineers, Inc. | Quenching in hot gas isostatic pressure furnace |
| US4106825A (en) * | 1976-12-13 | 1978-08-15 | Autoclave Engineers, Inc. | High pressure magnetic drive including magnetic thrust bearings |
| US4131419A (en) * | 1976-05-25 | 1978-12-26 | Asea Aktiebolag | Furnace for the high temperature-high pressure treatment of materials which includes pressure medium circulation channels |
| US4151400A (en) * | 1977-06-15 | 1979-04-24 | Autoclave Engineers, Inc. | Autoclave furnace with mechanical circulation |
| GB2060147A (en) * | 1979-08-29 | 1981-04-29 | Autoclave Eng Inc | Apparatus for treating a workpiece at elevated temperatures |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SE332035B (de) * | 1968-09-18 | 1971-01-25 | Asea Ab |
-
1979
- 1979-08-29 US US06/070,674 patent/US4235592A/en not_active Expired - Lifetime
-
1980
- 1980-04-10 GB GB8011912A patent/GB2060147B/en not_active Expired
- 1980-04-10 FR FR8008063A patent/FR2464445B1/fr not_active Expired
- 1980-07-29 DE DE3028773A patent/DE3028773C2/de not_active Expired
- 1980-08-29 JP JP55118576A patent/JPS5914712B2/ja not_active Expired
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2996363A (en) * | 1959-11-30 | 1961-08-15 | Autoclave Eng Inc | Autoclave |
| US4022446A (en) * | 1975-10-23 | 1977-05-10 | Autoclave Engineers, Inc. | Quenching in hot gas isostatic pressure furnace |
| US4131419A (en) * | 1976-05-25 | 1978-12-26 | Asea Aktiebolag | Furnace for the high temperature-high pressure treatment of materials which includes pressure medium circulation channels |
| US4106825A (en) * | 1976-12-13 | 1978-08-15 | Autoclave Engineers, Inc. | High pressure magnetic drive including magnetic thrust bearings |
| US4151400A (en) * | 1977-06-15 | 1979-04-24 | Autoclave Engineers, Inc. | Autoclave furnace with mechanical circulation |
| GB2060147A (en) * | 1979-08-29 | 1981-04-29 | Autoclave Eng Inc | Apparatus for treating a workpiece at elevated temperatures |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0185947A1 (de) * | 1984-11-30 | 1986-07-02 | Kurt Prof. Dr.-Ing. Kugeler | Verfahren und Vorrichtung zur Schnellkühlung einer HIP-Anlage |
| DE3826651A1 (de) * | 1988-08-05 | 1990-02-08 | Pfeiffer Vakuumtechnik | Abdichtung fuer eine thermische isolation |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| GB2060147B (en) | 1983-03-23 |
| FR2464445B1 (fr) | 1987-08-14 |
| FR2464445A1 (fr) | 1981-03-06 |
| DE3028773C2 (de) | 1985-12-05 |
| US4235592A (en) | 1980-11-25 |
| JPS5634087A (en) | 1981-04-06 |
| GB2060147A (en) | 1981-04-29 |
| JPS5914712B2 (ja) | 1984-04-05 |
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