SE521206C2 - Förfarande för kylning av en ugnskammare för varmisostatisk pressning och en anordning härför - Google Patents

Description

30 b.) UT 521 206 ; - 4 \ . n 2 US 5,l23,832 beskriver en varmisostatisk press för åstadkommande av en jämnare kylning av lasten, varvid en gasblandning àstadkommes genom att kall gas blandas i en ejektor med varm gas från ugnskammaren. Temperaturen hos gasblandningen som sprutas ut i lastutrymmet är ungefär 10% lägre än den aktuella temperaturen i lastutrymmet.

Blandandet av den kalla gasen och den varma gasen i ejektorn erfordrar strypning eller reducering för erhållande av en god blandningseffekt. Inloppet för den blandade gasen in till lastutrymmet är således väldigt litet, typiskt 100 mm i diameter, medan lastutrymmets diameter är typiskt ungefär 1,2 m. Även om en tillfredsställande kylning kan uppnås, har denna konstruktion även nackdelar. När ugnskammaren är avsedd att värmas under pressningsoperationen blir uppvärmningen av ugnskammaren, och i synnerhet av lastutrymmet, extremt ojämn på grund av den lilla inloppsarean till lastutrymmet, såvida inte värmeelement är anordnade på sidan av ugnskammaren. I många fall är det önskvärt att endast ha värmeelement vid ugnskammarens bottenparti, av bland annat sådan skäl såsom enkelhet och kostnadsbesparing. Det kvarstår således ett behov av ett enkelt alternativ som åstadkommer god blandning och som inte har ovan nämnda konstruktionsbegränsningar.

Sammanfattning av uppfinningen Ett ändamål med föreliggande uppfinning är att åstadkomma ett förfarande och en anordning för varmisostatisk pressning, vilka åstadkommer en jämn kylning av ett lastutrymmet i en ugnskammare, och vilka mildrar nackdelarna med den kända tekniken.

Ett annat ändamål med uppfinningen är att åstadkomma ett förfarande och en anordning för varmisostatisk pressning, vilka är lämpliga även för en ugn som saknar värmeelement på sidan av ugnen.

Dessa och andra ändamål, vilka kommer att framgå av det följande, uppnås genom ett förfarande och en 10 15 20 25 30 u.) U'| . . . . , 1 521 206 3 varmisostatisk pressningsanordning enligt bifogade patentkrav.

Föreliggande uppfinning grundar sig på insikten om att en god blandning av kallt tryckmedium med varmt tryckmedium som släppts ut från lastutrymmet i en ugnskammare, är erhållbar utan användning av speciella blandningsanordningar. Med andra ord kan en passiv blandning användas, i vilken kallt tryckmedium, utan hjälp och otvingat, blandar sig med varmt tryckmedium.

Det sålunda blandade tryckmediet förs in i ugnskammaren.

Detta innebär att den faktiska blandningsprocessen àstadkommes genom rörelserna av de olika tempererade tryckmedierna, dvs. genom självkonvektion.

Fördelen med att låta blandningen genomföras oberoende av speciella blandningsarrangemang, såsom en strypventil hos en ejektor eller pumpar eller fläktar, är bland annat att underhålls- och driftskostnader begränsas. Ytterligare fördelar kommer att framgå av det följande.

Termen ”kallt” tryckmedium har en relativbetydelse och det skall inses att termen avser ett tryckmedium som har en temperatur vilken är lägre än temperaturen av ett uppvärmt tryckmedium som är närvarande inuti ugnskammaren. Följaktligen är ett ”varmt” tryckmedium ett tryckmedium som har värmts före eller under den faktiska pressningsoperationen i ugnskammaren, och som har en förhållandevis högre temperatur än det kalla tryckmediet.

Termen blandat tryckmedium skall avse ett tryckmedium vilket har erhållits genom blandning av det kalla tryckmediet och det varma tryckmediet, och vilket således har en temperatur någonstans mellan temperaturerna för det varma tryckmediet och det kalla tryckmediet.

Det har visat sig vara särskilt fördelaktigt att blanda tryckmedierna genom självkonvektion. Detta kan stadkommas genom att det förhållandevis kalla W tryckmediet medges falla genom det utsläppta förhållandevis varma tryckmediet. Om fallet eller lO 15 20 25 30 u) U1 521 206 4 sjunkandet av det kalla tryckmediet är fràn en viss höjd, kommer det kallat tryckmediet och det varma tryckmediet att blandas väl i temperaturavseende. Det välblandade tryckmediet kommer därefter att återföras till lastutrymmet, och kommer således att ha en något lägret temperatur än den aktuella temperaturen i lastutrymmet.

Höjdskillnaden driver således flödet av tryckmedier, dvs. självkonvektionen.

Efter det att det blandade tryckmediet har återförts till ugnskammaren för kylning av lasten, kommer det att släppas ut från lastutrymmet och blandas igen med ett tryckmedium som har en jämförelsevis lägre temperatur än det nyligen utsläppta tryckmediet, och sedan kommer det än en gång att återföras till lastutrymmet. Denna cykel kommer således stadigt att sänka temperaturen i lastutrymmet och ugnskammaren, varvid en jämn temperatursänkning av lasten uppnås.

Slingan för flödet av det blandade tryckmediet är företrädesvis anordnad så att inloppet till lastutrymmet ligger under den zon till vilket det förhållandevis kalla tryckmediet levereras. Det kalla tryckmediet kommer således att, till följd av sin höga densitet, falla från en hög nivå, genom det utsläppta varma tryckmediet och blandas med detta, till en lägre nivå, och därigenom kan ett jämnt tempererat blandat tryckmedium ledas in i lastutrymmet vid den lägre nivån. Detta är uppenbarligen en enkel och praktisk lösning. Det är dock tänkbart att anordna inloppet någon annanstans, så länge som tryckmedierna har medgivits att blandas väl, och därefter möjligtvis pumpas upp till en högre nivå.

Fallet eller sjunkandet av det förhållandevis kalla tryckmediet dimensioneras så att detta tryckmedium blandas väl, i temperaturavseende, med det utsläppta varma tryckmediet innan blandningen förs tillbaka in i lastutrymmet. Det har visat sig att en god blandningseffekt är erhållbar om det kalla tryckmediet levereras vid en nivå som motsvarar halva höjden av lO l5 20 25 30 h) Ul 521 206 5 lastutrymmet och sàledes sjunker genom det utsläppta varma tryckmediet till en nivå som motsvarar botten av lastutrymmet. Ett lastutrymme kan typiskt ha en höjd av 500 mm, varvid halva höjden skulle motsvara en fallhöjd pà 250 mm. Det kalla tryckmediet avges lämpligtvis pà en ännu högre höjd, sàsom vid en nivà nära ugnskammarens topparti för säkerställande av god blandning.

En god blandning av de oliktempererade tryckmedierna är även beroende av proportionen av det kalla tryckmediet till det varma tryckmediet. En lämplig proportion är 1:4.

En lägre mängd kallt tryckmedium är emellertid också möjlig. Mängden kallt tryckmedium som skall blandas in i det varma tryckmediet bör regleras sä att alltför snabb och ojämn kylning av lasten undviks.

Det förhållandevis varma tryckmediet släpps lämpligtvis ut frän ugnskammaren vid ugnskammarens topparti, för möjliggörande av en jämn värmeöverföring fràn tryckmediet till hela lasten. Tryckmediet införs således genom ugnskammarens bottenparti och släpps ut, efter att det har arbetat sig genom hela lasten, vid ugnskammarens topparti.

Det förhållandevis kalla tryckmediet kan tillföras pà olika sätt. Ett sätt är att, genom hela kylningsprocessen, tillföra nytt kallt tryckmedium från en extern källa. Ett annat alternativ är att kula ned en del av det blandade tryckmediet i sig. Med andra ord, efter det att kallt tryckmedium har levererats från en extern källa och sedan blandats med det varma tryckmediet leds en del av detta blandade tryckmedium in i lastutrymmet, medan en annan del avleds, utanför lastutrymmet, företrädesvis ut från ugnskammaren, och kyls ned. Det avledda och nedkylda tryckmediet àteranvänds sedan och används för blandning med nytt utsläppt, förhållandevis varmt tryckmedium. Det nya blandade tryckmediet kan igen delas i tvà delar, och så vid re. En kombination av de j a , två alternativen är också mö lig, det vill säga att genom 10 15 20 25 30 Lu LH 521 206 6 hela kylningsprocessen använda både en extern källa av kallt tryckmedium och den återanvända avledda typen.

En anordning enligt uppfinningen kan, förutom en ugnskammare, lämpligtvis innefatta ett vàrmeisolerande hölje av standardtyp som är anordnad inuti ett tryckkärl och som innesluter ugnskammaren. Ovan beskrivna uppdelning och avledning av flödet av blandat tryckmedium realiseras lämpligtvis medelst avledningsorgan såsom en öppning anordnad i det värmeisolerande höljet, genom vilken en del av det blandade tryckmediet kan strömma ut till höljets utsida. Öppningen är företrädesvis placerad vid en lägre nivå än den nivå på vilken inloppet till lastutrymmet är. Då en del av det blandade tryckmediet har passerat till utsidan av det värmeisolerande höljet, kan den kylas ned på olika sätt, såsom medelst en värmeväxlare, en labyrintpassage med vattenkylda väggar eller liknande. En genomgång àterför slutligen tryckmediet för ytterligare en blandningsverkan med det utsläppta varma tryckmediet. Tryckkärlet är lämpligtvis försett med en ventil i en ledning för bortskaffande av överskottstryckmedium.

Det kalla tryckmediet kan matas eller levereras på många olika sätt innan det blandas med det varma tryckmediet. Det kan exempelvis matas av en motordriven pump som är monterad vid tryckkärlets botten, eller av en fläkt, eller av vilket annat lämpligt matningsorgan som helst. Det väsentlig är att det kalla tryckmediet ges möjlighet att falla från en viss höjd. En annan väsentlighet avseende det kalla tryckmediet är att undvika att det har direktkontakt med de pressade artiklarna eller lasten, som skall kylas ned i lastutrymmet. Ett sätt är att mata det kalla tryckmediet genom en ledning som är anordnad utanför lastutrymmet.

Ett annat sätt är att leda det kalla utrymmet på ett avskärmat sätt, såsom genom ett stigrör, genom lastutrymmet från dess bottenparti till dess topparti, varigenom det kalla tryckmediet hindras från att blanda 10 15 20 25 30 2 ,..... .. . ... .. . 5:21 (16 ...., . . . . . .. U ,, . . . . a . . f ~ , f ' V = fl r.H. . .. H. M .H . . , ._ U .... ..,. .... . .. ,.,. .... .. 7 sig med varmt tryckmedium inuti lastutrymmet, men medges att blanda sig med varmt tryckmedium utanför lastutrymmet vid dess topparti. Denna centrala disposition har fördelen att en rak ledning kan användas, vilken ledning levererar det kalla tryckmediet så att det enkelt kan sprida sig i alla radiella riktningar och således blanda sig med varmt tryckmedium som har strömmat ut från olika områden runt lastutrymmesväggens omkrets.

Ovanför lastutrymmet, men nedanför ett innertak av ovan nämnda värmeisolerande hölje, kan ett styrorgan vara anordnat för styrning av flödet av tryckmedium från ett utrymme, vilken avgränsas av höljet och nämnde innertak, till ett område nära en sidovägg av höljet. Styrorganet realiseras företrädesvis såsom innefattande en skärm som väsentligen avskärmar lastutrymmet från nämnda utrymme.

En fördelaktig utformning av skärmen liknar en allmän konform, dvs. skärmen sluttar från sitt centrum ned till sin omkrets. En liknande skärmutformning visas i WO 01/14087. Utformningen enligt föreliggande uppfinning möjliggör en effektiv självkonvektion genom matning av det kalla tryckmediet till nämnda utrymme ovanför skärmens centrum, vilket således är på en högre nivå än nivån vid vilken skärmens perifera del är belägen i ett område nära höljets vägg. Tack vare denna lutning hos skärmen kommer det kalla tryckmediet att drivas ned mot höljets vägg och kommer effektivt att blandas med det varma tryckmediet. Det skall noteras att den faktiska blandningen kan påbörjas redan ovanför skärmen på nämnda utrymme, om utloppet för det varma tryckmediet från lastutrymmet öppnar mot nämnda utrymme. Blandningen kan emellertid även äga rum efter det att det kalla tryckmediet har lämnat nämnda utrymme och nätt höljets vägg och där börjar sjunka genom det varma tryckmediet, vilket har släppts ut fràn sidan av den lastutr"mw "avgränsande väggen. I det senare fallet æs kommer falltrycket att åstadkomma ett undertryck som lO 15 20 25 30 b.) UW E 1 .. u. . . , . . . .. H .. 2 2 . .. .. . _. , , ... . _, , . . ... , ... . i =. _. . .. i . . . » ,, . 8 tvingar tryckmediet inuti lastutrymmet att dras ut sidledes.

Det kalla tryckmediet levereras företrädesvis till utrymmet mellan skärmen och innertaket medels ett stigrör som sträcker sig i ugnskammaren uppåt och som är försett med en mynning eller dysa, eller flera dysor sàsom korta grenrör, ovanför nämnda skärm för avgivande av förhållandevis kallt tryckmedium till nämnda utrymme.

Stigröret kan lämpligtvis vara anordnat att sträcka sig längs ugnskammarens centrala längdaxel och upp genom en central öppning i skärmen. Den centrala öppningen kan även fungera som ett utlopp för varmt tryckmedium fràn lastutrymmet, vilket innebär att stigrörets diameter är mindre än den centrala öppningens diameter så att varmt tryckmedium medges passera genom den centrala öppningen.

Det varma tryckmediet kan även strömma ut vid ett ställe mellan skärmen och lastutrymmets sidovägg. Ett alternativ till den centrala dispositionen av stigröret är ett eller flera stigrör utanför ugnskammaren, med stigrörens mynningar eller dysor anordnade runt ugnskammarens omkrets. Sädana mynningar kan vara i form av stryphàl anordnade i en cirkulär kanal som är anordnad runt lastutrymmet.

Sà som har beskrivits tidigare, är en god blandningseffekt erhállbar även om det kalla tryckmediet släpps frän exempelvis halva lastutrymmets höjd. Detta kan realiseras medelst ledningar för kallt tryckmedium utanför lastutrymmet eller medelst ett centralt stigrör som är anordnad inuti lastutrymmet, varvid stigröret har grenar till och genom lastutrymmets sidovägg.

En stor fördel med föreliggande uppfinning är att blandningen kan enkelt och effektivt utföras i god tid innan det sålunda blandade tryckmediet införs i lastutrymmet. Följaktligen är det inte nödvändigt att begränsa inloppet till en liten area, sàsom arean i den i US 5,l23,832 visade konstruktionen. Tvärtom är det möjligt att utnyttja en mycket större inloppsarea lO 15 20 25 30 b) LH 521 206 _»=;+ - f - . . -. fördelad över ugnens botten. Uppfinningen medger inloppsarean, dvs. den area genom vilken tryckmedium kan strömma in i lastutrymmet, att typiskt vara omkring 30% av lastutrymmets bottentvärsnittsarea. Denna lösning ger inte bara den önskade kontrollerade kylningen av lastutrymmet och ugnskammaren, utan gör det även möjligt att arbeta med värmeelement anordnade endast under lastutrymmet, för uppvärmningsverkan under den faktiska pressningsoperationen. Uppfinningen hindrar naturligtvis inte värmeelement från att användas vid sidan av ugnskammaren.

Tryckmediet som används i föreliggande uppfinning är lämpligtvis en gas, företrädesvis en inert gas, såsom argon, vilken används både för överföring av värme till lasten före och under pressning, och för kylning av lasten efter pressning. Det är emellertid även möjligt att använda en vätska, säsom olja, som nämnda tryckmedium.

Kort beskrivning av ritningarna Fig. l illustrerar en varmisostatisk press enligt känd teknik.

Fig. 2 illustrerar schematiskt ett tryckkärl hos en varmisostatisk press enligt en utföringsform av föreliggande uppfinning.

Fig. 3 illustrerar schematiskt ett tryckkärl av en varmisostatisk press enligt en annan utföringsform av föreliggande uppfinning.

Fig. 4 illustrerar schematiskt ett tryckkärl av en varmisostatisk press enligt ytterligare en utföringsform av föreliggande uppfinning.

Detaljerad beskrivning av ritningarna Fig. l illustrerar en varmisostatisk press 10 enligt hån 1 *“'“. Den kända varmisostatiska pressen lO har en [L f T fl) Eu :J 71 traditionell tryckkärlsvägg 12 som är försedd med en kanal för vattenkylning. Artiklar 16 lastas in i ett 10 15 20 25 30 bd U'| 521 206 10 lastutrymme i en ugnskammare 18. Ugnskammaren är omgiven av en värmeisolerande mantel 20 och en bottenisolerande platta 22. En korg 24 är anordnad i ugnskammaren 18 runt artiklarna 16 i lastutrymmet så att ett mellanrum 26 bildas mellan korgen 24 och den värmeisolerande manteln 20. Två ejektorer 28, 30 är anordnade nedanför respektive ovanför den bottenisolerande plattan 22. Den värmeisolerande manteln 20 är försedd med öppningar 32 i sin nedre del. Mellan den värmeisolerande manteln 20 och tryckkärlet 12 är ett utrymme 34 bildat. I utrymmet 34 är en cylinder 36 införd och försedd med en öppning i sin övre del och en öppen nedre del 38. Den öppna nedre delen 38 är belägen under öppningen 32 i den värmeisolerande manteln 20. Gas från kylslingan i utrymmet 34 längs tryckkärlsväggen 12 sugs in i den nedre ejektorn 28. Den nedre ejektorn 28 förser den övre ejektorn 30 med dess drivande flöde av förhållandevis kall gas. Den övre ejektorn 30 är anordnad ovanför den bottenisolerande plattan 22. I den övre ejektorn 30 sugs varm gas från mellanrummet 26 in i ejektorn 30 och blandas med det drivande flödet av förhållandevis kall gas. Den övre ejektorn 30 är anordnad under lastutrymmet och gasen sprutas in underifrån. Så som framgår av figuren, är den övre ejektorn 30 nödvändig för åstadkommande av en god blandning av gaserna. Dessutom kan bara en begränsad inloppsarea användas för insprutning av de sålunda blandade gaserna. Vidare har denna begränsade area en nackdel i uppvärmningen av lasten under den faktiska pressningsoperationen. För att en jämn uppvärmning av lastutrymmet i ugnskammaren 18 skall åstadkommas, är det nödvändigt att anordna värmeelement (ej visade) på sidan av ugnskammaren 18.

Fig. 2 illustrerar schematiskt ett tryckkärl 40 av hos en varmisostatisk press enligt en utföringsform av föreliggande uppfinning. Fig. 2 är huvudsakligen en tvärsnittsvy av tryckkärlet 40. Tryckkärlet 40 innefattar en cylindrisk tryckkärlsvägg 42, vilken kan vara försedd 10 15 20 25 30 Lu Lfl .U H. ;.. ,-. I ll med kanaler för kylvatten (ej visade). Tryckkärlsväggen 42 omger en ugn 43. Inuti ugnen 43, omges en ugnskammare 44 av ett värmeisolerande hölje 46 eller mantel. En korg 48 är anordnad i ugnskammaren 44 och avgränsar ett lastutrymme 50 i vilket artiklar lastas (artiklarna är inte visade för tydlighets skull). Korgens 48 utsida är företrädesvis beklädd med ett isolerande material för hållande av en god temperaturskillnad mellan korgens 48 insida och utsida. Korgens inre är försett med galler eller perforerade hyllor 52 för placering av artiklarna pà olika nivåer i lastutrymmet 50 och för att medge gasen att strömma upp förbi dem genom lastutrymmet 50. Korgen 48 är anordnad sä att ett mellanrum 54 är bildat mellan korgen och det värmeisolerande höljet 46. Vid lastutrymmets 50 nedre parti är värmeelement 56 anordnade för värmning av gas och därigenom artiklarna som skall pressas. Ovanför korgen 48 och lastutrymmet 50, men nedanför ett innertak 58 som utgör en del av det är en skärm 60 anordnad för vilket värmeisolerande höljet 46, styrning av gasflödet frän ett utrymme 62, avgränsas av höljet 46 och nämnda innertak 58, till ett område 64 nära en sidovägg av höljet 46. Skärmen 60 avskärmar väsentligen lastutrymmet 50 fràn nämnda utrymme 62. Skärmen 60 har en sluttande form eller nàgot av en konform eller en stympad kon. Skärmen 60 sluttar fràn sitt centrum, som är anordnat koncentriskt med korgens eller själva pressens centralaxel, ned till sin omkrets nära det värmeisolerande höljets 46 sidovägg.

En rörledningsanordning 66 är i förbindelse med en pump 68 eller en ejektor som levererar kall gas fràn ett externt gassystem 69. Rörledningsanordningen 66 innefattar ett stigrör 70 som sträcker sig genom lastutrymmet 50, längs korgens 48 centrala axel, från korgens 48 bottenparti till en nivà ovanför korgens 48 topparti, eller mer exakt genom en central öppning 61 i den sluttande skärmen 60 och ovanför den sluttande skärmen 60. Stigröret 70 är i förbindelse med en 10 15 20 25 30 b) 01 521 206 12 fördelare 72 som är anordnad ovanför skärmen och som innefattar flera korta grenrör 74, vilka är jämnt fördelade kring fördelarens omkrets. Det korta rören 74 är således riktade sä att de pekar radiellt bort frän fördelaren 72 och centralaxeln. En anslutning 76 är anordnad vid pressens bottenparti för avgivande av överskottsgas eller för införande av gas.

Det värmeisolerande höljet 46 är som i den kända tekniken försedd med öppningar 78 i sitt nedre sidoparti.

Vidare är ett utrymme 80 bildat mellan det värmeisolerande höljet 46 och tryckkärlsväggen 42. I utrymmet 80 är en cylinder 82, såsom i den kända tekniken, införd och försedd med en öppning 84 i sitt övre parti och ett öppet nedre parti 86. Det öppna nedre partiet 86 är beläget under öppningen 78 i det värmeisolerande höljet 46.

En nedkylning som är avsedd att genomföras efter en avslutad pressningsoperation kommer nu att beskrivas. För att lastutrymmet 50 och de däri innehällna artiklarna skall kylas, blandas kall gas med varm gas pà följande sätt. Kall gas pumpas medelst pumpen 68 fràn en kallgaskälla, upp genom det centralt anordnade stigröret 70, till fördelaren 72 där den kalla gasen levereras till utrymmet 62 ovanför skärmen 60. Kall gas illustreras med svarta pilar. Den kalla gasen, som har en högre densitet än den omgivande gasen, kommer att falla ned längs skärmen 60 till nämnda område 64 nära det värmeisolerande höljet 46 och in i mellanrummet 54 mellan korgen 48 och det värmeisolerande höljet 46. Varm gas som finns i lastutrymmet 50 släpps ut, eller kommer snarare att sugas ut fràn lastutrymmet 50 genom en öppning 88 eller utlopp mellan skärmen 60 och toppen av korgen 48. Varm gas illustreras med vita pilar. Den kalla gasen kommer fortsätta att falla genom den varma gasen som finns i M “ “mr 54, och som kontinuerligt släpps ut från lastutrymmet 50. Gaserna kommer således att blandas och denna blandade gas kommer att ha en lägre temperatur än 10 15 20 25 30 Lu U1 521 206 l3 den utsläppta varma gasen, såsom typiskt 10% lägre i °C.

Proportionen mellan mängden kall och varm gas för blandning kan typiskt vara 1:4, eller till och med en större skillnad. Jämfört med den kända tekniken utnyttjas i ugnen 43 enligt föreliggande uppfinning en förhållandevis stor del av ugnen 43 för den faktiska blandningen av den kalla gasen och den varma gasen.

Istället för att använda en liten förträngning i vilken gaserna blandas, används en volym eller ett mellanrum 54 i form av en cirkulär spalt kring korgen 48 för en passiv blandning genom självkonvektion.

En del av den blandade gasen áterförs till lastutrymmet 50 efter det att den har passerat genom de avstängda värmeelementen 56 vid korgens 48 bottenparti.

En annan del av den blandade gasen avleds så att den strömmar ut genom öppningarna 78 i det värmeisolerande höljet 46 och färdas upp längs en sida av cylindern 82 och tryckkärlsväggen 42, varvid nämnda tryckkärlsvägg 42 är försedd med lämpliga kylorgan sàsom en vattenkanal.

Denna avledda del av den blandade gasen kommer därför att kylas ned ännu mer dä den passerar intill tryckkärlsväggen 42 och äterförs lämpligtvis till pumpen 68 för att pumpas in i rörledningsanordningen 66 som kall gas. Det skall noteras att den yttre kylslingan endast används när gas har pumpats genom rörledningsanordningen 66.

För tydlighets skull har det endast illustrerats att varm gas strömmar ut från ett utlopp eller en öppning 88 mellan skärmen 60 och korgen 48. Det är emellertid även möjligt att medge varm gas att släppas ut vid skärmens 60 centrala öppning 61, om exempelvis stigrörets 70 utsidesdiameter är mindre än den centrala öppningens diameter.

Under värmning och pressning finns det inte något behov av att avleda gas till utsidan av det värmeisolerande höljet 46. Sá som framgàr av figuren, är inloppsarean till lastutrymmet 50 ganska stor. Även om lO 15 20 25 30 to LH ,. .Mu m :n ~= ~~=. 521 206 14 uppfinningen huvudsakligen hänför sig till kylning av lasten, ger den även en fördel vad beträffar värmning av lasten. Den stora inloppsarean medger ugnskammaren 44 och lasten att värmas på tillfredsställande sätt av värmeelementen 56 vilka är anordnad under lastutrymmet 50, och således är det inte nödvändigt att anordna värmeelement 56 på sidan av lastutrymmet, dvs. runt dess omkrets. När artiklarna som är avsedda att pressas år placerade i lastutrymmet 40, kopplas således vàrmeelementen 56 under lastutrymmet 50 till och det externa gassystemet 69 (som har lagring och kompressorer) kommer att leverera gas, såsom argon, genom anslutningen 76 och komprimera gasen så att ett högtryck på typiskt 300-5000 bar uppnås i ugnskammarens 44 lastutrymme 50.

Gasen som strömmar in i lastutrymmet 50 kommer att passera genom den stora area som upptas av värmeelementen 56, varvid en jämn uppvärmning av artiklarna i lastutrymmet 50 erhålls.

Fig. 3 illustrerar schematiskt ett tryckkärl 90 hos en varmisostatisk press enligt en annan utföringsform av uppfinningen. Fig. 3 är en perspektivvy, delvis i genomskärning, av tryckkårlet 90. De strukturella detaljerna som motsvarar de i tryckkärlet 40 i Fig. 2 har givits samma hänvisningssiffror som detaljerna i Fig. 2.

Således framgår det att tryckkärlet 90 har en allmänt cylindrisk form. Gallrena eller de perforerade hyllorna 52 i lastutrymmet 50 är cirkulåra och försedda med perforeringar eller genomgående hål.

Det i Fig. 3 illustrerade tryckkärlet 90 skiljer sig från det som illustrerats i Fig. 2 i det att det är försett med två skärmar, en nedre skärm 92 och en övre skärm 94, ovanför korgen 48. Den nedre skärmens 92 omkrets är placerad i direktkontakt med korgens 48 övre cirkulära kant. Således medges ingen gas att strömma ut e 48 och den nedre skärmen 92. I en alternativ utformning kan emellertid omkretsen vara öppen så att gas medges att passera mellan korgen 48 och den 10 15 20 25 30 L-J UT 4 . - - ~ . , . « « - u 521 206 l5 nedre skärmen 92. Den övre skärmen 94 är placerad koncentriskt ovanför och på ett avstånd från den nedre skärmen 92. Den övre skärmen 94 har väsentligen samma strukturella form som den nedre skärmen 92. Detta dubbla skärmarrangemang säkerställer en god spridning av den kalla gasen till sidoväggen som utgör en del av det värmeisolerande höljet 46. Stigröret 70 och korgen 48 år lämpligtvis tillverkade av rostfritt stål, medan det värmeisolerande höljet 46 är vanligtvis tillverkat av molybden. Stål har en högre värmeutvidgningskoefficient än molybden. Denna koefficientskillnad kan orsaka en skillnad i vertikal rörelse, såsom 60 mm, av stigröret 70 av stål i förhållande till det värmeisolerande höljet 46 under temperaturändring när ugnskammaren värms upp. Den övre skärmen 94 är upphängd från det värmeisolerande höljet 46, vars innervägg vanligtvis är gjord av molybden. Stigröret 70 av stål kommer därför att röra sig i förhållande till den övre skärmen 94, men inte i förhållande till den nedre skärmen 92, vilken är anbringad på stålkorgen 48.

Fig. 4 illustrerar schematiskt ett tryckkärl 100 hos en varmisostatisk press enligt en ytterligare utföringsform av föreliggande uppfinning. Samma hänvisningssiffror används för strukturella detaljer som motsvarar detaljerna i Fig. 2 och 3. I denna utföringsform leds den kalla gasen till fallhöjden medelst ett rör 102, vilket leds längs korgens 48 utsida.

Röret 102 år i förbindelse med en fördelningsring 104 som är försedd med många, runt sin utsidesomkrets jämnt fördelade, stryphål 106. Kall gas som leds till fördelningsringen 104 kommer således att tvingas ut genom stryphålen 106 till det cylindriska mellanrummet 54 mellan korgen 48 och det värmeisolerande höljet 46. I mellanrummet 54 kommer den kalla gasen att blandas med varm gas, som har passerat från iastutrymmet 50 genom ett öppet område 88 mellan korgen 48 och den sluttande skärmen 60 in i mellanrummet 54. Även om fördelnings- 10 15 20 25 -..-.- n. v. 1 u m n. f- w e f: 1 u o . v n v. u» i u- . v > a v f - v -» - _. - ßl. 1 . , 1 _ 4. » A i 1 1 I H :i 16 ringen 104 är anordnad på toppen av korgen 48, skulle det även vara tänkbart att anordna den pà en lägre höjd. Det viktiga är att den kalla gasen kommer sjunka genom den varma gasen en sträcka som är tillräcklig för erhållande av en välblandad gas, och att den faktiska blandningen utförs utanför lastutrymmet 50.

Det skall noteras att flertal modifieringar och variationer kan göras utan att fràngà ramen för föreliggande uppfinning sàsom den definieras i de medföljande patentkraven.

Det skall således inses att ritningarna endast är schematiska illustrationer med avsikt att belysa uppfinningens principer. Alla strukturella element hos de olika utföringsformerna av uppfinningen visas uppenbarligen inte pà ritningarna. De olika detaljerna och särdragen, sàsom öppningar och aperturer, kan ha alternativa dimensioner och placeringar.

Claims (22)

10 15 20 25 30 35 521 206 17 PATENTKRAV

1. l. Förfarande för kylning av en last som är anordnad (50) (44) varmisostatisk pressningsanordnings ugn (43), i ett lastutrymme i en ugnskammare i en k ä n n e t e c k n a t av stegen: att släppa ut varmt tryckmedium från lastutrymmet; att tillhandahålla kallt tryckmedium för att göra det möjligt för det att falla genom det utsläppta varma tryckmediet utanför lastutrymmet; och att leda det sålunda erhållna blandade tryckmediet in i lastutrymmet.

2. Förfarande enligt krav 1, vid vilket nämnda blandade tryckmedium, efter det att det har letts in i (50), tryckmedium som är avsett att blandas med kallt lastutrymmet släpps ut från lastutrymmet som varmt tryckmedium.

3. Förfarande enligt något av kraven 1-2, vid vilket det kalla tryckmediet införs i flödet av utsläppt tryckmedium vid en högre nivå av ugnen (43) än den nivå vid vilken det blandade tryckmediet leds in i lastutrymmet (50).

4. Förfarande enligt krav 3, vid vilket det kalla tryckmediet införs i det utsläppta varma tryckmediet (50), ovanför halva höjden av lastutrymmet företrädesvis vid en nivå nära lastutrymmets topparti.

5. Förfarande enligt något av kraven 1-4, vid vilket det varma tryckmediet släpps ut från lastutrymmet (50) vid dess topparti.

6. Förfarande enligt något av kraven l-5, vid vilket en del av det blandade tryckmediet avleds från resten av det blandade tryckmediet för att kylas ned och 10 15 20 25 30 35 521 206 18 återanvändas som kallt tryckmedium avsett att blandas med nytt utsläppt varmt tryckmedium.

7. Förfarande enligt något av kraven l-6, vid vilket det kalla tryckmediet leds på ett avskärmat sätt genom (50) för att blandning med varmt tryckmedium inuti lastutrymmet från dess bottenparti till dess topparti, lastutrymmet skall förhindras men blandning med varmt tryckmedium utanför lastutrymmet skall medges vid dess topparti.

8. Förfarande enligt något av kraven 1-6, vid vilket det kalla tryckmediet leds vid sidan av (50) med varmt tryckmedium utanför lastutrymmet vid dess lastutrymmet till dess topparti för att blandning topparti skall medges.

9. Förfarande enligt något av kraven 1-8, vid vilket en gas, företrädesvis en inert gas, såsom argon, används som nämnda tryckmedium. lO. Varmisostatisk pressningsanordning, innefattande (50) är avsedda att pressas; ett lastutrymme för anordnande av artiklar som k ä n n e t e c k n a d av (88) möjligt för varmt tryckmedium att strömma ut ur ett utlopp från lastutrymmet för att göra det lastutrymmet; ett matningsorgan (66,70,72,74,lO2,lO4,l06) matning av kallt tryckmedium till en nivå som gör det för möjligt för det kalla tryckmediet att falla genom och blandas med det utsläppta varma tryckmediet; ett inlopp till lastutrymmet för att göra det möjligt för sålunda erhållet blandat tryckmedium att ledas in i lastutrymmet.

10. 15 20 25 30 35 521 206 19 varvid nämnda utlopp (50)

11. Anordning enligt krav 10, (88) år beläget vid ett topparti av lastutrymmet nämnda inlopp är beläget vid ett bottenparti av och lastutrymmet.

12. Anordning enligt något av kraven 10-ll, varvid (74,lO6) kallt tryckmedium levereras, är anordnad vid en högre en mynning av nämnda matningsorgan, från vilken nivå än nämnda inlopps nivå.

13. Anordning enligt krav 12, varvid nämnda mynning (74,106) är anordnad vid en nivå ovanför lastutrymmet (so).

14. Anordning enligt något av kraven 10-13, varvid lastutrymmet (50) är anordnat i en ugnskammare (44), vilken ugnskammare är innesluten av ett värmeisolerande hölje (46) som är anordnat inuti ett tryckkärl (40,90,100), varvid ett styrorgan (60,92,94), som är anordnat mellan lastutrymmet och ett innertak (58) av höljet, (62) nämnda innertak, varvid styrorganet är anordnat att styra avgränsar ett utrymme mellan sig själv och flödet av tryckmedium från nämnda utrymme till ett område (64) nära en sidovägg av höljet.

15. Anordning enligt krav 14, varvid nämnda (60,92) från nämnda utrymme som väsentligen (62), är anordnat att styrorgan innefattar en skärm (50) varvid matningsorganet (66,70,72,74) leverera kallt tryckmedium till nämnda utrymme (62) vid avskärmar lastutrymmet en högre nivå än den nivå vid vilken en omkretsdel av skärmen är belägen i ett område nära höljets vägg, varigenom kallt tryckmedium hindras från att blanda sig med varmt tryckmedium inuti ugnskammaren (44).

16. Anordning enligt krav 15, varvid nämnda matningsorgan (66,70,72,74) innefattar ett stigrör (70) 10 15 20 25 30 35 521 206 20 (50) (74) för avlämnande av kallt tryckmedium till (62). som sträcker sig i lastutrymmet uppåt och som är försett med åtminstone en mynning ovanför nämnda (60) nämnda utrymme skärm

17. Anordning enligt något av kraven 15-16, varvid (88) (60) sidovägg av ugnskammaren (44). nämnda utlopp är anordnat mellan skärmen och en

18. Anordning enligt något av kraven 15-16, varvid nämnda utlopp är en öppning anordnad i skärmen.

19. Anordning enligt något av kraven 10-18, ytterligare innefattande: avledningsorgan (78,80,82,84) för avledning av en del av det blandade tryckmediet från resten av det blandade tryckmediet, kylorgan (42,80) det blandade tryckmediet, för kylning av den avledda delen av och àteranvändningsorgan (80,84,86) för återanvändning av den avledda delen av tryckmediet som ett kallt tryckmedium som är avsett att blandas med nytt varmt tryckmedium som strömmar ut genom nämnda utlopp (88).

20. Anordning enligt krav 19 i kombination med krav 14, varvid nämnda avledningsorgan (78,80,82,84) (78) i höljet (46) del av det blandade tryckmediet kan strömma ut till innefattar en apertur genom vilken en utsidan av höljet, och varvid nämnda kylorgan och àteranvändningsorgan innefattar en passage (80) fràn nämnda apertur till nämnda matningsorgan (66,70,72,74,lO2,104,lO6).

21. Anordning enligt något av kraven 10-20, varvid (106) vilken kallt tryckmedium avlämnas, är anordnad utanför åtminstone en mynning av nämnda matningsorgan, från ugnskammarens (44) omkrets. 521 206 21

22. Anordning enligt nàgot av kraven 10-21, varvid nämnda tryckmedium är en gas, företrädesvis en inert gas, såsom argon.