CN110678319B

CN110678319B - 压制设备

Info

Publication number: CN110678319B
Application number: CN201780088866.4A
Authority: CN
Inventors: 皮尔·伯斯特罗姆; 马格努斯·拜格涅维; 斯特凡·古斯塔夫松
Original assignee: Quintus Technologies AB
Current assignee: Quintus Technologies AB
Priority date: 2017-03-23
Filing date: 2017-03-23
Publication date: 2021-11-05
Anticipated expiration: 2037-03-23
Also published as: EP3600866A1; ES2954993T3; JP2020511312A; KR102296875B1; KR20190126827A; RU2734855C1; EP3600866C0; WO2018171884A1; EP3600866B1; US11298905B2; CN110678319A; JP6888111B2; US20200094508A1

Abstract

披露了一种压制设备(100)。该压制设备(100)包括压力容器(2)和布置在该压力容器(2)内的炉腔(18)。该炉腔(18)至少部分地由隔热外壳(6，5 7，8)包围，并且被布置为使得压力介质能够进入和离开该炉腔(18)。该压制设备(100)包括多个压力介质引导通路(10，11)，该多个压力介质引导通路与该炉腔(18)处于流体连通、并且被布置为在该压力容器(2)内形成外部冷却回路。该压制设备(100)包括吸热元件(20)，该吸热元件布置在该压力容器(2)内、并且10被配置为从已经离开该炉腔(18)的压力介质吸收热量。

Description

压制设备

技术领域

本发明总体上涉及压力处理领域。特别地，本发明涉及一种用于通过比如热等静压(HIP)等热压来处理至少一个制品的压制设备。

背景技术

热等静压(HIP)可以例如用于减少或者甚至消除铸件(例如涡轮机叶片)中的孔隙率，以便显著增加它们的使用寿命和强度(例如，它们的疲劳强度)。此外，HIP可以用于通过压缩粉末来制造产品，这些产品期望或需要是完全或基本完全致密的、并且具有无孔隙或基本无孔隙的外表面等。

要通过HIP进行压力处理的制品可以被定位在隔热压力容器的负载隔室或腔室中。处理周期可以包括装载制品、处理制品和卸载制品。可以同时处理若干个制品。处理周期可以被分成比如压制阶段、加热阶段和冷却阶段等若干个部分或阶段。在将制品装载到压力容器中之后，则可以密封该压力容器，随后将压力介质(例如，包括比如含氩气体等惰性气体)引入到压力容器及其负载隔室中。然后增加压力介质的压力和升高其温度，使得制品在选定的时间段期间经受已增加的压力和已升高的温度。通过布置在压力容器的炉腔中的加热元件或炉来升高压力介质的温度，这又会导致制品的温度升高。压力、温度和处理时间可以例如取决于被处理制品的期望的或需要的材料特性、具体的应用领域、以及被处理制品的质量要求。HIP中的压力可以例如在从200巴至5000巴(比如从800巴至2000巴)的范围内。HIP中的温度可以例如在从300℃至3000℃(比如从800℃至2000℃)的范围内。

当制品的压力处理完成时，制品可能需要在从压力容器移除或卸载之前被冷却。制品的冷却特性(例如其冷却速率)可能影响被处理制品的冶金性能。通常期望的是能够以均匀的方式冷却制品，并且如果可能的话，能够控制冷却速率。已经作出努力来减少对经受HIP的制品进行冷却所需的时间段。例如，在冷却阶段期间，可能需要或期望以受控的方式快速降低压力介质的温度(并且从而降低制品的温度)而不会导致负载隔室内的任何大的温度变化(例如，使得负载隔室内的温度以均匀的方式降低)，并且在选定的时间段期间将温度保持在某一温度水平或某一温度范围内，而在选定的时间段期间没有或只有小的温度波动。通过在制品冷却期间在负载隔室内没有任何大的温度变化，在制品的冷却期间在制品的不同部分内可以没有或者只有非常小的温度变化。因此，可以降低被处理制品中的内部应力。

发明内容

可以预想的是，可以在制品经受相对高的压力的同时对制品进行冷却，这对于被处理制品的冶金性能可能是有利于的。

鉴于此以及前述背景技术部分中的描述，本发明的关注点是提供一种能够例如通过HIP对至少一个制品进行压力处理的压制设备，该压制设备能够在处理周期的冷却阶段期间将经受压力处理的该至少一个制品相对快速地冷却到所需的或期望的温度。

本发明的另一关注点是提供一种能够例如通过HIP对至少一个制品进行压力处理的压制设备，该压制设备能够在处理周期的冷却阶段期间对经受压力处理的该至少一个制品提供相对高的冷却速率，其中可能地压力介质的冷却速率超过每分钟300℃。

为了解决这些关注点和其他关注点中的至少一个，提供了根据独立权利要求的压制设备。优选实施例由从属权利要求限定。

根据第一方面，提供了一种压制设备。压制设备可以适用于通过压制(例如，比如HIP等热压)来处理至少一个制品。压制设备包括压力容器。压力容器包括压力缸和端部封闭件。压制设备包括布置在该压力容器内的炉腔。炉腔可以被布置或配置为固持至少一个制品。炉腔至少部分地由隔热外壳围成。炉腔(例如，其隔热外壳)可以被布置为使得压力介质可以进入和离开该炉腔。压制设备包括多个压力介质引导通路，该多个压力介质引导通路与炉腔处于流体连通、并且被布置为在压力容器内形成外部冷却回路。压制设备包括吸热元件。吸热元件被布置在压力容器内，并且被配置为从压力介质吸收热量或热能。

压制设备的隔热外壳包括隔热部和至少部分地包围该隔热部的壳体。

外部冷却回路的一部分包括至少一个第一压力介质引导通路，该至少一个第一压力介质引导通路分别形成在该壳体的至少一些部分与隔热部之间、并且被布置为在压力介质已经离开炉腔之后将该压力介质朝向端部封闭件引导到端部封闭件与炉腔之间的空间，并且该吸热元件被布置在该空间中。

吸热元件包括至少一个入口，该至少一个入口允许已经离开炉腔的压力介质进入吸热元件的内部中。吸热元件被配置为允许压力介质被引导穿过该吸热元件朝向该吸热元件的至少一个出口，该至少一个出口允许压力介质离开该吸热元件。该至少一个入口布置在该吸热元件的第一侧，并且该至少一个出口布置在该吸热元件的第二侧。吸热元件的第二侧面向朝向端部封闭件的内表面的方向。

外部冷却回路的另一部分包括至少一个第二压力介质引导通路，该至少一个第二压力介质引导通路被布置为在已经(经由该至少一个第二开口)离开吸热元件的压力介质再次进入到炉腔中之前在靠近压力缸的壁的内表面处引导该压力介质。

因此，根据第一方面，压制设备包括以下外部冷却回路，已经离开炉腔的压力介质可以在最终返回炉腔之前在该外部冷却回路中被引导。在压力介质穿过该外部冷却回路期间，该压力介质通过将热量或热能耗散到压制设备的比如压力介质引导通路的壁和压力容器的壁等部件而被冷却。根据第一方面，离开炉腔的压力介质首先在外部冷却回路的分别形成于该壳体的至少一些部分与隔热部之间的一部分中被引导朝向该压力容器的压力缸的端部封闭件。压力介质因此可以在该隔热部的外表面和该壳体的至少部分地包围该隔热部的内表面之间穿过，由此该压力介质可以通过在靠近该壳体的内表面处经过而被冷却，该内表面可以比该隔热部更冷。随后，至少一部分压力介质或者甚至全部(或者基本上全部)压力介质穿过吸热元件，由此该压力介质可以被进一步冷却。在压力介质已经离开吸热元件之后，压力介质在靠近该压力容器的壁的内表面处被引导，由此在压力介质再次进入该炉腔中之前该压力介质可以被进一步冷却。

鉴于前述内容，借助于外部冷却回路中的该至少一个第一压力介质引导通路和该至少一个第二压力介质引导通路、以及吸热元件，可以实现例如在处理周期的冷却阶段期间将例如可以被放置在炉腔中的任何制品相对快速地冷却到所需的或期望的温度。进一步，通过例如相对于吸热元件的吸热容量或能力适当地配置该吸热元件，可以例如在处理周期的冷却阶段期间实现相对高的制品冷却速率。

吸热元件可以完全布置在压力容器内，该吸热元件替代性地可以被称为散热器单元或热交换器单元。吸热元件从以下意义上说可以是“被动”元件，即该吸热元件可能并不设有用于将冷却介质输送到吸热元件或从吸热元件输送冷却介质的任何导管、通路、通道等。吸热元件可以与压力容器的外部没有连接。特别地，吸热元件可以与压力容器的外部不处于流体连通。

压力容器或压制设备中使用的压力介质可以例如包括液体或气体介质或由液体或气体介质构成，该液体或气体介质相对于要在压制设备中处理的(多个)制品具有相对低的化学亲和性。压力介质可以例如包括气体(例如，比如氩气等惰性气体)，或者液体(例如油)。

该至少一个第二压力介质引导通路可以被布置为沿着压力容器的壁，例如沿着压力缸的壁。

压力缸的壁可以包括该压力缸的外壁，这些壁具有内表面，在已经离开吸热元件的压力介质再次进入炉腔之前在靠近该内表面处(在该至少一个第二压力介质引导通路中)引导该压力介质。压力缸的外壁可以例如包括压力缸的侧向壁或周向壁。压力缸的外壁的外表面上(或压力缸的包络表面上)可以设置通道、导管和/或管件等，在这些通道、导管和/或管件等中可以提供冷却剂流用于冷却该压力缸的外壁。

在压力缸的外壁的外表面上，并且可能地在用于冷却剂的任何通道、导管和/或管件等上，可以设置预应力装置。可以例如以线(例如，由钢制成)的形式设置预应力装置，这些线缠绕成多圈以便围绕压力缸的外壁的外表面以及可能地还围绕其上可以设有的用于冷却剂的任何通道、导管和/或管件等形成一个或多个带，并且优选地以若干个层形成。预应力装置可以被布置用于在压力缸上施加径向压缩力。

可以从在靠近该压力缸的壁的内表面处引导的压力介质传递到压力缸的壁的热能的量可以取决于以下中的至少一个：压力介质在其在靠近该压力缸壁的内表面处经过期间的速度、在压力介质在靠近压力缸壁的内表面处经过期间与压力缸的壁的内表面(直接)接触的压力介质的量、以及压力介质与压力缸的壁之间的相对温度差。压力缸的壁可以是压力缸的外壁。

在本申请的上下文中，外部冷却回路是指与炉腔内的冷却回路(例如，炉腔内的对流回路)分离的冷却回路。

吸热元件可以例如被布置为使得吸热元件的第一侧与吸热元件的第二侧相对。因此，吸热元件的第一侧和第二侧可以是吸热元件的两个相对侧。

吸热元件的该至少一个入口可以例如包括至少一个开口。吸热元件的该至少一个出口可以包括至少一个开口。

根据本发明的一个或多个实施例，吸热元件可以包括多个入口。吸热元件的第一侧的至少一部分可以包括被分布在该吸热元件的第一侧的该至少一部分上的多个穿孔或开口。被分布在该吸热元件的第一侧的该至少一部分上的该多个穿孔或开口可以构成吸热元件的该多个入口。由于压力介质的流动阻力，已经离开炉腔并且在外部冷却回路的分别形成于壳体的至少一些部分与隔热部之间的一部分中被引导朝向压力容器的压力缸的端部封闭件的压力介质可以变得均匀或基本均匀地分布在吸热元件的第一侧的包括该多个穿孔或开口的该至少一部分上。因此，可以促进或确保已经离开炉腔的相对大量的压力介质进入吸热元件的内部中。

吸热元件可以以不同的方式配置或布置，以便相对于不同的要求或期望调整或定制其吸热容量或能力。因此，例如在处理周期的冷却阶段期间，可以实现相对高的制品冷却速率。

根据本发明的一个或多个实施例，吸热元件(的内部)可以例如展现出多通道结构、或蜂窝结构(即，具有类似于蜂窝的几何形状的结构)。吸热元件可以例如包括多个压力介质引导通道，该多个压力介质引导通道中的每一个可以被布置为将已经进入吸热元件中的压力介质在该吸热元件的内部内引导朝向吸热元件的该至少一个出口或引导至该至少一个出口。吸热元件的压力介质引导通道可以例如包括在蜂窝结构中或者由蜂窝结构构成。

每个压力介质引导通道总体上可以沿着轴线在吸热元件的第一侧与吸热元件的第二侧之间延伸。

吸热元件的压力介质引导通道中的至少一个在沿着相应压力介质引导通道的方向上观察时可以例如具有正方形截面、圆形截面或椭圆形截面。在沿着相应压力介质引导通道的方向上观察时具有正方形或大致正方形截面的压力介质引导通道对于在压力介质被输送通过压力介质引导通道时可以特别有利地为压力介质提供相对低的流动阻力。由此，可以有助于例如在处理周期的冷却阶段期间将例如可以被放置在炉腔中的任何制品相对迅速地冷却到所需的或期望的温度，而同时保持冷却阶段的所需持续时间相对较短。应当理解的是，吸热元件的压力介质引导通道中的至少一个在沿着相应压力介质引导通道的方向上观察时可以具有除正方形截面、圆形截面或椭圆形截面以外的截面，因此这些形状是示例性的。例如，根据本发明的一个或多个实施例，可以预想三角形或四边形形状、或任何其他多边形形状。

吸热元件的至少一部分或某个部分可以由金属或具有相对高导热率的另一材料制成。

例如，吸热元件(的内部)可以包括一个或多个蓄热元件，比如由金属或具有相对高导热率的另一材料制成的多个球体。

替代性地或另外，吸热元件(的内部)可以包括具有相对高导热率的材料的多孔结构。例如，可能地，吸热元件(的内部)可以包括具有互连孔隙的金属泡沫，例如所谓的开放泡沫。

可能地，吸热元件可以包括多个出口。吸热元件的第二侧的至少一部分可以包括被分布在该吸热元件的第二侧的该至少一部分上的多个穿孔或开口。吸热元件的第二侧的该多个穿孔或开口可以构成吸热元件的该多个出口。

该至少一个第二压力介质引导通路可以进一步被布置为沿着压力容器的压力缸的端部封闭件。

该至少一个第二压力介质引导通路可以被布置为在已经(经由该至少一个第二开口)离开吸热元件的压力介质再次进入到炉腔中之前在进一步靠近端部封闭件处引导该压力介质。热量或热能在其在靠近端部封闭件处被引导时可以从压力介质传递到端部封闭件，该热量或热能随后可以经由该端部封闭件从压力容器耗散。因此，通过将该至少一个第二压力介质引导通路布置为在已经离开吸热元件的压力介质再次进入到炉腔中之前在进一步靠近端部封闭件处引导该压力介质，可以提高对该压力介质的冷却。由此，可以有助于例如在处理周期的冷却阶段期间将例如可以被放置在炉腔中的任何制品相对快速地冷却到所需的或期望的温度，而同时保持冷却阶段的所需持续时间相对较短。

可以从在靠近端部封闭件处被引导的压力介质传递到端部封闭件的热能的量可以取决于以下中的至少一个：压力介质在其在靠近端部封闭件处经过期间的速度、在压力介质在靠近端部封闭件处经过期间与端部封闭件(直接)接触的压力介质的量、以及压力介质与端部封闭件之间的相对温度差。

吸热元件可以至少部分地被壳体包围，例如，使得吸热元件的第二侧与壳体的一部分之间存在以下空间，已经离开吸热元件的压力介质可以进入(或进入)该空间。压力介质可以经由壳体的上述部分中的至少一个开口被引导到该至少一个第二压力介质引导通路。如前述内容中所提及的，该至少一个第二压力介质引导通路可以进一步被布置为沿着端部封闭件，并且该至少一个第二压力介质引导通路可以被布置为在已经离开该吸热元件的压力介质再次进入该炉腔中之前在进一步靠近该端部封闭件处引导该压力介质。压力介质可以经由壳体的上述部分中的至少一个开口被引导到该至少一个第二压力介质引导通路(在靠近端部封闭件处)。

壳体的上述部中的该至少一个开口可以例如是单一开口，该单一开口可能地相对于压力容器的纵向轴线居中、指向端部封闭件。因此，可以实现已经离开吸热元件的压力介质的朝向端部封闭件的内表面的相对高速流动。这进而可以促进或允许热量或热能从压力介质到端部封闭件的相对较大的传递，该热量或热能随后可以经由该端部封闭件从压力容器耗散，从而提高对压力介质的冷却。由此，可以有助于例如在处理周期的冷却阶段期间将例如可以被放置在炉腔中的任何制品相对快速地冷却到所需的或期望的温度，而同时保持冷却阶段的所需持续时间相对较短。

吸热元件可以机械地连接到端部封闭件。吸热元件可以机械地连接到端部封闭件，以便(进一步)促进热量或热能从压力介质到端部封闭件的相对大的传递。在吸热元件机械地连接到端部封闭件的情况下，该吸热元件可以并不仅仅是经由在吸热元件与端部封闭件之间流动的压力介质热联接或连接到端部封闭件的。被吸热元件从正在输送通过吸热元件的压力介质吸收的任何热量或热能的至少一部分可以通过吸热元件与端部封闭件之间的机械连接来从吸热元件传递到端部封闭件。从吸热元件传递到端部封闭件的热量或热能可以随后经由端部封闭件从压力容器耗散。因此，通过吸热元件被机械地连接到端部封闭件，可以提高对压力介质的冷却。由此，可以有助于例如在处理周期的冷却阶段期间将例如可以被放置在炉腔中的任何制品相对快速地冷却到所需的或期望的温度，而同时保持冷却阶段的所需持续时间相对较短。

吸热元件可以例如通过该吸热元件的与端部封闭件处于机械接触的一部分或某部分来机械地连接到端部封闭件。替代性地或另外，吸热元件可以例如通过与该吸热元件和端部封闭件连接的一个或多个分开的导热元件来机械地连接到端部封闭件。

吸热元件可以以不同的方式布置在压力容器内。吸热元件可以例如被紧固或固定地连接到壳体的一部分。替代性地或另外，吸热元件可以由至少一个支撑结构支撑，该至少一个支撑结构可以联接到隔热部或壳体中的至少一个。

端部封闭件可以例如包括顶端封闭件或由顶端封闭件构成。

压力容器可以进一步包括底端封闭件。压力容器因此可以包括顶端封闭件和底端封闭件、或(更一般地)第一端部封闭件和第二端部封闭件。炉腔可以例如被布置为使得压力介质可以从炉腔与底端(或第二端部)封闭件之间的空间进入炉腔、以及离开炉腔进入该空间。压力容器、或压力容器的压力缸可以例如被布置为使得顶端(或第一端部)封闭件的内表面和底端(或第二端部)封闭件的内表面朝向或基本朝向彼此定向。

上述端部封闭件中的任何一个可以被布置为使得可以例如根据本领域已知的任何方式打开和关闭该端部封闭件。

下面通过示例性实施例描述本发明的进一步的目的和优点。应注意，本发明涉及权利要求中引用的特征的所有可能组合。当研究所附权利要求和本文中的说明书时，本发明的进一步的特征和优点将变得明显。本领域技术人员认识到，本发明的不同特征可以组合以创建除了本文描述的实施例之外的实施例。

附图说明

下面将参考附图来描述本发明的示例性实施例。

图1是根据本发明的实施例的压制设备的示意性局部截面侧视图。

图2是根据本发明的实施例的吸热元件的从其第一侧上方观察到的视图，其中布置了呈开口的形式的多个入口。

图3是图2中展示的吸热元件从其第二侧上方观察到的视图，其中布置了呈开口的形式的多个出口。

图4是根据本发明的实施例的压制设备的示意性局部截面侧视图。

所有图都是示意性的，不一定按比例绘制，并且总体上仅示出了为了阐明本发明的实施例所必需的部分，其中其他部分可以省略或仅仅被提出。

具体实施方式

现在将参考附图在下文中描述本发明，附图中示出了本发明的示例性实施例。然而，本发明可以用许多不同的形式来实施，并且不应被解释为限于本文阐述的本发明的实施例；而是，这些实施例是作为示例提供的，使得本披露内容将本发明的范围传达给本领域技术人员。

图1是根据本发明的实施例的压制设备100的示意性局部截面侧视图。压制设备100旨在用于压制至少一个制品，该制品用附图标记5示意性地指示。压制设备100包括压力容器2。尽管图1中未示出，但压力容器2可以包括用于向压力容器2供应压力介质和从该压力容器排出压力介质的元件、装置、模块等，比如一个或多个端口、入口、出口、阀等。

压力容器2包括压力缸1、顶端封闭件3和底端封闭件9。压力容器2包括炉腔18。炉腔18包括炉、或加热器或加热元件，以用于例如在处理周期的压制阶段期间加热压力容器中的压力介质。炉在图1中用附图标记36示意性地指示。根据图1中所展示的本发明的实施例，炉36可以被布置在炉腔18的下部部分处。替代性地或另外，炉36可以被布置为靠近炉腔18的内侧表面或侧向表面。应当理解的是，炉36相对于炉腔18(例如在其之内)的不同构型和布置是可能的。炉36关于其相对于炉腔18(例如在其之内)的布置的任何实施方式可以用在本文描述的本发明的任一实施例中。在本申请的上下文中，术语“炉”指的是用于提供加热的元件或装置，而术语“炉腔”指的是炉以及可能地负载隔室和任何制品所在的区域或区。如图1所展示的，炉腔18可能并不占据压力容器2的整个内部空间，而是可以在炉腔18周围留下压力容器2的内部的中间空间10。中间空间10形成压力介质引导通路10。在压制设备100的操作期间，中间空间10内的温度可以低于炉腔18内的温度，但是中间空间10和炉腔18可以处于相等或基本相等的压力。

压力容器2的外壁的外表面可以设有通道、导管或管件等(未示出)，这些通道、导管或管件例如可以被布置为与压力容器2的外壁的外表面连接、并且可以被布置为平行于压力容器2的轴向方向延伸。用于冷却压力容器2的壁的冷却剂可以设置在通道、导管或管件中，由此压力容器2的壁可以被冷却，以便在压力容器2的操作期间保护壁免受有害的热量累积。通道、导管或管件中的冷却剂可以例如包括水，但是另一类型或其他类型的冷却剂是可能的。在图1中用压力容器2的外侧的箭头指示了在压力容器2的外壁的外表面上设置的通道、导管或管件中的冷却剂的示例性流动。

即使在任何附图中没有明确指明，压力容器2也可以被布置为使得其可以被打开和关闭，从而使得任何制品5可以插入压力容器2内或被移除。压力容器2的使其可以被打开和关闭的布置可以以本领域已知的多种不同方式实现。尽管在图1中没有明确指明，但是顶端封闭件3和底端封闭件9中的一个或两个可以被布置为使得其可以被打开和关闭。

炉腔18由隔热外壳6、7、8围成，并且被布置为使得压力介质可以进入和离开炉腔18。根据图1中展示的本发明的实施例，隔热外壳6、7、8包括隔热部7、部分地包围隔热部7的壳体6、以及底部隔热部8。尽管隔热外壳由附图标记6、7、8共同指代，但并非隔热外壳6、7、8的所有元件都可以被布置成是被隔热的或用于隔热的。例如，壳体6可以不被布置成是被隔热的或用于隔热的。

压制设备100包括吸热元件20。吸热元件20被布置在压力容器2内，并且被配置为从压力介质吸收热量。吸热元件20的至少一部分或某个部分可以例如由金属或具有相对高导热率的另一材料制成。吸热元件20将在下文中进一步描述。

压力介质引导通路11形成在隔热部7与壳体6之间。如图1所展示的，压力介质引导通路10和11与炉腔18处于流体连通、并且被布置为在压力容器2内形成外部冷却回路的至少一部分。在处理周期的冷却阶段期间压力介质的流动由图1中示出的压力容器2内的箭头展示出。外部冷却回路的一部分包括分别形成在壳体6的一些部分与隔热部7之间的压力介质引导通路11。压力介质引导通路11被布置为在压力介质已经离开炉腔18之后将压力介质朝向顶端封闭件3引导到顶端封闭件3与炉腔18之间的空间，吸热元件20被布置在该空间中。吸热元件20可以例如借助于一个或多个支撑结构(图1中未示出)被悬挂或布置在顶端封闭件3与炉腔18之间的空间内，该(这些)支撑结构例如可以被附接到壳体6和/或隔热部7。如图1所展示的，压力介质可以离开负载隔室19、并且随后在负载隔室19的壁与隔热部7之间的压力介质引导通路中被引导，在此之后压力介质可以通过隔热部7与壳体6之间的开口进入到压力介质引导通路11中。可能地，隔热部7与壳体6之间的开口可以设有阀或任何其他类型的可调节流器或压力介质流动限制装置。

吸热元件20包括多个入口21，该多个入口允许已经离开炉腔18的压力介质进入到吸热元件20的内部22中。吸热元件20被配置为允许压力介质被引导穿过吸热元件20朝向吸热元件20的多个出口23。该多个出口23允许压力介质离开吸热元件20。入口21被布置在吸热元件20的第一侧24，并且出口23布置在吸热元件20的第二侧25。应当理解的是，不必具有多个入口21和多个出口23。可能地，吸热元件20的第一侧24上只存在一个入口21，并且可能地，吸热元件20的第二侧25上只存在一个出口23。

吸热元件20的第二侧25面向朝向顶端封闭件3的内表面的方向，比如如图1所展示的。如图1中进一步所展示的，吸热元件20可以被布置为使得吸热元件20的第一侧24与吸热元件20的第二侧25相对。

外部冷却回路的另一部分包括由部分地由顶端封闭件3的内表面限定(例如，在顶端封闭件3下方)的空间限定的压力介质引导通路、以及压力介质引导通路10。由部分地由顶端封闭件3的内表面限定的空间限定的压力介质引导通路以及压力介质引导通路10被布置为在已经离开吸热元件20的压力介质再次进入炉腔18之前在靠近顶端封闭件3处和在靠近压力容器2的壁(例如，分别为压力缸1的壁，如图1所示)的内表面29处引导该压力介质。因此，在外部冷却回路的该另一部分中，压力介质被引导靠近顶端封闭件3的内表面和压力缸1的壁的内表面29。在压力介质在靠近顶端封闭件3的内表面和压力缸1的壁的内表面29处经过期间，从压力介质可以传递的热能的量可以取决于以下中的至少一个：压力介质的速度、与顶端封闭件3的内表面和压力缸1的壁的内表面29(直接)接触的压力介质的量、压力介质与顶端封闭件3的内表面和压力缸1的壁的内表面29之间的相对温度差、顶端封闭件3的厚度和压力缸1的厚度、以及设置在压力缸1的壁的外表面上的通道、导管或管件中的任何冷却剂流(在图1中由压力缸1的外侧的箭头指示)的温度。

在压力介质引导通路10中被往回朝向炉腔18引导的压力介质进入炉腔18(或底部隔热部8)与底端封闭件9之间的空间。炉腔18可以被布置为使得压力介质可以从炉腔18与底端封闭件9之间的空间进入炉腔18、以及离开炉腔18进入该空间。例如，并且根据图1所展示的本发明的实施例，炉腔18可以在底部隔热部8中设有开口，从而允许压力介质流入或流出炉腔18。如图1所展示的，压制设备100可以包括风扇30或类似物，以用于压力介质在炉腔18内的循环。根据图1所展示的本发明的实施例，风扇30可以例如布置在底部隔热部8中的上述开口处，该开口允许压力介质流入或流出炉腔18。

如图1所展示的，可以设置压力介质导管31(例如，包括运输管)，该压力介质导管可以从底部隔热部8与底端封闭件9之间的空间延伸并穿过底部隔热部8，使得来自压力介质引导通路10的进入底部隔热部8与底端封闭件9之间的空间中的压力介质可以经由压力介质导管31被引导到炉腔18中。压力介质导管31可以设有一个或多个开口(图1中未示出)，可能地，该一个或多个开口可以包括比如阀等一个或多个可调节流器，从而允许压力介质流动到压力介质导管31中。替代性地或另外，压力介质导管31的端部可以在距底端封闭件9的内表面一定距离处终止、并且可以具有位于底部隔热部8与底端部封闭件9之间的空间中的入口，从而允许压力介质流动到压力介质导管31中。

压制设备100可以包括例如呈一个或多个风扇、泵、喷射器等形式的至少一个流量发生器。该至少一个流动发生器可以被布置在压力容器2中，以便例如经由图1所展示的压力介质导管31运输压力介质(该压力介质在已经在压力介质引导通路10中被引导之后进入底部隔热部8与底端封闭件9之间的空间中)朝向炉腔18并进入该炉腔。图1中未示出该至少一个流量发生器。

根据图1所展示的本发明的实施例，吸热元件20至少部分地被壳体6包围，使得吸热元件20的第二侧25与壳体6的一部分之间存在以下空间，已经离开吸热元件20的压力介质可以进入到该空间中。离开吸热元件20进入此空间的压力介质(至少)通过壳体6的该部分中的开口38被引导至由部分地由顶端封闭件3的内表面限定的空间限定的压力介质引导通路和压力介质引导通路10。

图2是根据本发明的实施例的吸热元件20的从吸热元件20的第一侧24上方观察到的视图，其中布置了呈开口21的形式的多个入口21。图3是图2中展示的吸热元件20的从吸热元件20的第二侧25上方观察到的视图，其中布置了呈开口23的形式的多个出口23。吸热元件20包括多个压力介质引导通道26，该多个压力介质引导通道被布置为将已经进入吸热元件20中的压力介质在该吸热元件的内部内引导朝向吸热元件20的至少一个出口或引导至该至少一个出口。压力介质引导通道26中的每一个可以例如具有入口21和相对应的出口23，但是这不是必需的。例如，一个或一些压力介质引导通道26可以各自具有入口歧管和出口26。

压力介质引导通道26在吸热元件20内的布置或构型可以以不同的方式实现或实施。例如，吸热元件20的压力介质引导通道26可以包括在蜂窝结构中或者由蜂窝结构构成。

根据图2和图3中展示的本发明的实施例，吸热元件20的压力介质引导通道26各自在沿着相应压力介质引导通道26的方向上观察时具有正方形截面。然而，应当理解的是，这是根据示例的，并且压力介质引导通道26中的一个或多个可以具有如在沿着相应压力介质引导通道的方向上所见的除正方形形状以外的截面，比如圆形形状、三角形形状或四边形形状、或者任何其他多边形形状。

应当理解的是，如图2和图3所展示的具有多个压力介质引导通道26的吸热元件20的构型是示例性的，并且其他构型也是可能的。例如，吸热元件20的内部22可以包括一个或多个蓄热元件，比如由金属或具有相对高导热率的另一材料制成的多个球体(图中未示出)。替代性地或另外，吸热元件20的内部22可以包括具有相对高导热率的材料的多孔结构(图中未示出)。例如，可能地，吸热元件20的内部22可以包括具有互连孔隙的金属泡沫，例如所谓的开放泡沫。

图4是根据本发明的实施例的压制设备100的示意性局部截面侧视图。图4中展示的压制设备100类似于图1中展示的压制设备100，并且相同的附图标记指示具有相同或相似功能的相同或相似部件。图4中展示的压制设备100与图1中展示的压制设备100的不同之处在于，图4中展示的压制设备100包括连接元件32，这些连接元件被布置为将吸热元件20机械地连接到顶端封闭件3。连接元件32可以由导热材料制成，例如金属或金属性材料。替代性地或另外，吸热元件20可以通过吸热元件20的与顶端封闭件3处于机械接触的一部分或某部分而机械地连接到顶端封闭件3(图4中未示出)。

总之，披露了一种压制设备。压制设备包括压力容器和布置在压力容器内的炉腔。炉腔至少部分地由隔热外壳围成，并且被布置为使得压力介质可以进入和离开炉腔。压制设备包括多个压力介质引导通路，该多个压力介质引导通路与炉腔处于流体连通、并且被布置为在压力容器内形成外部冷却回路。压制设备包括吸热元件，该吸热元件布置在压力容器内、并且被配置为从已经离开炉腔的压力介质吸收热量。

虽然已经在附图和前面的描述中对本发明进行了说明，但是这样的说明应被认为是说明性的或示例性的而非限制性的；本发明不限于所披露的实施例。从对附图、本披露和所附权利要求的研究中，本领域技术人员在实施所要求保护的本发明时可以理解和实现所披露的实施例的其他变化。在所附权利要求中，词语“包括”不排除其他的要素或步骤，并且不定冠词“一”或“一个”并不排除多个。在相互不同的从属权利要求中引用某些措施的纯粹事实并不表明这些措施的组合不能被有利地使用。权利要求中的任何附图标记不应被解释为限制范围。

Claims

1.一种压制设备(100)，包括：

压力容器(2)，该压力容器包括压力缸(1)以及第一端部封闭件和第二端部封闭件；

炉腔(18)，该炉腔布置在该压力容器内，该炉腔至少部分地由隔热外壳(6，7，8)包围、并且被布置为使得压力介质能够进入和离开该炉腔；

多个压力介质引导通路(10，11)，该多个压力介质引导通路与该炉腔处于流体连通、并且被布置为在该压力容器内形成外部冷却回路；以及

吸热元件(20)，该吸热元件布置在该压力容器内并且被配置为从该压力介质吸收热量；

其中该隔热外壳(6，7，8)包括隔热部(7)和至少部分地包围该隔热部的壳体(6)，并且其中该外部冷却回路的一部分包括至少一个第一压力介质引导通路(11)，该至少一个第一压力介质引导通路分别形成在至少该壳体的一些部分与该隔热部之间、并且被布置为在该压力介质已经离开炉腔之后将该压力介质朝向该第一端部封闭件引导到该第一端部封闭件与该炉腔之间的空间，该吸热元件被布置在该空间中，该吸热元件包括多个入口(21)，该多个入口允许已经离开该炉腔的压力介质进入该吸热元件的内部(22)中，该吸热元件被配置为允许压力介质被引导穿过该吸热元件朝向该吸热元件的至少一个出口(23)，该至少一个出口允许该压力介质离开该吸热元件，其中该多个入口被布置在该吸热元件的第一侧(24)，并且该至少一个出口被布置在该吸热元件的第二侧(25)，其中该吸热元件的第一侧的至少一部分包括被分布在该吸热元件的第一侧的该至少一部分上的多个穿孔或开口，该多个穿孔或开口构成该吸热元件的该多个入口，其中该吸热元件的该多个入口允许在该第一压力介质引导通路中引导的所有该压力介质进入该吸热元件的内部中，其中该吸热元件的第二侧面向朝向该第一端部封闭件的内表面的方向，并且其中该吸热元件的该多个入口中的每一个在竖直方向上和在该压力介质在该第一压力介质引导通路中朝向该第一端部封闭件的流动方向上被布置在该隔热部上方；

其中该外部冷却回路的另一部分包括至少一个第二压力介质引导通路(10)，该至少一个第二压力介质引导通路被布置为在已经离开该吸热元件的压力介质再次进入该炉腔中之前在靠近该压力缸的壁的内表面(29)处引导该压力介质。

2.根据权利要求1所述的压制设备，其中，该吸热元件被布置为使得该吸热元件的第一侧与该吸热元件的第二侧相对。

3.根据权利要求1或2所述的压制设备，其中，该吸热元件的该至少一个出口包括至少一个开口(23)。

4.根据权利要求1所述的压制设备，其中，该吸热元件包括多个压力介质引导通道(26)，该多个压力介质引导通道被布置为将已经进入该吸热元件中的该压力介质在该吸热元件的内部内引导朝向该吸热元件的该至少一个出口或引导至该吸热元件的该至少一个出口。

5.根据权利要求4所述的压制设备，其中，该吸热元件的这些压力介质引导通道包括在蜂窝结构中或者由蜂窝结构构成。

6.根据权利要求4或5所述的压制设备，其中，该吸热元件的这些压力介质引导通道中的至少一个在沿着相应压力介质引导通道的方向上观察时具有正方形截面、圆形截面或椭圆形截面。

7.根据权利要求1所述的压制设备，其中，该吸热元件包括多孔结构。

8.根据权利要求1所述的压制设备，其中，该至少一个第二压力介质引导通路进一步被布置为在已经离开该吸热元件的压力介质再次进入该炉腔中之前在进一步靠近该第一端部封闭件处引导该压力介质。

9.根据权利要求1所述的压制设备，其中，该吸热元件至少部分地被该壳体包围，使得该吸热元件的第二侧与该壳体的一部分之间存在以下空间，已经离开该吸热元件的压力介质进入该空间中，其中该压力介质经由该壳体的所述部分中的至少一个开口(38)被引导至该至少一个第二压力介质引导通路。

10.根据权利要求1所述的压制设备，其中，该吸热元件被机械地连接到该第一端部封闭件。

11.根据权利要求1所述的压制设备，其中，所述第一端部封闭件包括顶端封闭件(3)，并且其中，所述第二端部封闭件包括底端封闭件(9)，其中该炉腔被布置为使得该压力介质能够从该炉腔与该底端封闭件之间的空间进入该炉腔、以及离开该炉腔进入该空间。