熱等靜壓機(jī)工作熱區(qū)的快速冷卻系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提出的一種熱等靜壓機(jī)工作熱區(qū)的快速冷卻系統(tǒng)，在高壓容器底部設(shè)有通過(guò)托料盤(6)中心，同軸相連于托料盤上下端面的循環(huán)風(fēng)扇(9)和冷卻風(fēng)扇(8)；冷卻風(fēng)扇(8)產(chǎn)生的低溫氣流(19)通過(guò)托料盤中設(shè)置的環(huán)布?xì)饬魍ǖ?13)，進(jìn)入高溫空間被位于托料盤上端的循環(huán)風(fēng)扇(9)均勻攪拌為亞高溫氣體，推送到工作熱區(qū)(12)，將快速冷卻的高溫氣體(17)從裝料架(4)頂部口排出，下行至U形循環(huán)通道(21)，再上行至溢出口(14)，再?gòu)膬?nèi)循環(huán)通道(20)下行至托料盤下方的低溫空間，同時(shí)與環(huán)繞在高壓容器上的冷卻水螺旋冷卻循環(huán)通道(15)進(jìn)行熱交換成低溫氣流(19)，再經(jīng)冷卻風(fēng)扇(8)均勻攪拌，上行至工作熱區(qū)，往復(fù)循環(huán)，完成工作熱區(qū)的快速冷卻。
【專利說(shuō)明】熱等靜壓機(jī)工作熱區(qū)的快速冷卻系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于熱等靜壓機(jī)工作熱區(qū)的快速冷卻系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]熱等靜壓機(jī)是對(duì)制品實(shí)施壓制和燒結(jié)的等靜壓設(shè)備，它是一種在密閉容器內(nèi)以氮?dú)?或氬氣)氣體為傳壓介質(zhì)，在高溫和高壓的共同作用下，對(duì)制件進(jìn)行壓制燒結(jié)處理的?？梢詫⑼惒牧弦约安煌牧辖Y(jié)合在一起，直至工件達(dá)到最佳致密度。也可以對(duì)工件進(jìn)行再致密化處理，可封閉前道工序中產(chǎn)生的微孔、愈合缺陷部位、改善結(jié)構(gòu)特性。還可以用于制造粉末材料近終成形構(gòu)件，在工藝過(guò)程中對(duì)其進(jìn)行致密化和燒結(jié)處理。
[0003]現(xiàn)有熱等靜壓機(jī)快速冷卻方法有射流式快速冷卻方法，即壓力容器底部通過(guò)噴嘴噴入低溫流體形成旋流，旋流經(jīng)過(guò)隔熱體附近的過(guò)程中與制件附近的高溫流體混合。該方法由于使噴嘴附近的氣流形成旋流，并使噴嘴中的較低溫度的氣流與熱區(qū)中的氣流混合。該方法適用于小型熱等靜壓機(jī)，對(duì)于直徑和高度尺寸較大以及超大的熱等靜壓機(jī)不能產(chǎn)生明顯的冷卻作用，同時(shí)，噴嘴處的氣流溫度明顯低于遠(yuǎn)處的氣流，使附近的結(jié)構(gòu)件和制件產(chǎn)生不均勻的熱應(yīng)力，還會(huì)發(fā)生再結(jié)晶顆粒大小不均勻，影響了制件的質(zhì)量以及結(jié)構(gòu)件的使用壽命。
[0004]現(xiàn)有技術(shù)中還有一種方法是利用射流原理，將熱等靜壓機(jī)工作缸底部的冷氣體與熱區(qū)底部的熱氣體混合后引入熱區(qū)，通過(guò)快冷氣體通道，經(jīng)過(guò)裝料架、加熱元件、隔熱體，到工作缸內(nèi)壁，熱量被工作缸壁內(nèi)設(shè)置的冷卻水帶走。一般適用于中、小型熱等靜壓機(jī)的快冷。
[0005]現(xiàn)有技術(shù)中還有一種方法，在工作熱區(qū)的工件隔間中設(shè)置冷卻氣體通道，容器外設(shè)置氣體壓力泵，該方法步驟為:從工件隔間放出高溫壓力介質(zhì)；提供冷卻壓力介質(zhì)，使其能在工件隔間的外面下降穿過(guò)放出的高溫壓力介質(zhì)；將由此得到的混合壓力介質(zhì)引入到工作隔間。此方法由于設(shè)置的冷卻氣體通道設(shè)置在工件隔間內(nèi)，占用了工件的擺放空間，使工件的形狀大小受到較大限制。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的不足之處，提供一種冷卻快，工作熱區(qū)氣流冷卻均勻，不易發(fā)生再結(jié)晶顆粒，能夠適用于大、中、小型熱等靜壓機(jī)的快速冷卻系統(tǒng)。
[0007]本發(fā)明的上述目的可以通過(guò)以下措施來(lái)達(dá)到，一種熱等靜壓機(jī)工作熱區(qū)的快速冷卻系統(tǒng)，包括:通過(guò)高壓容器I的冷卻水循環(huán)系統(tǒng)、隔熱體2、加熱元件3，裝料架4、隔熱墊5和設(shè)置在熱等靜壓機(jī)工作熱區(qū)的快冷氣體通道，其特征在于，在所述高壓容器I的底部設(shè)有通過(guò)托料盤6中心，同軸相連于托料盤6上下端面的循環(huán)風(fēng)扇9和冷卻風(fēng)扇8 ;設(shè)置在托料盤的下端的冷卻風(fēng)扇8產(chǎn)生的低溫氣流19，通過(guò)隔熱墊5還是托料盤6中設(shè)置的環(huán)布?xì)饬魍ǖ?3，進(jìn)入托料盤6上端的亞高溫空間11中與高溫氣體參混，同時(shí)被位于托料盤6上端的循環(huán)風(fēng)扇9均勻攪拌為亞高溫氣體，推送到高壓容器的工作熱區(qū)12，將快速冷卻的高溫氣體17從裝料架4頂部口排出，下行至加熱元件3外側(cè)壁與隔熱體2內(nèi)壁之間的U形循環(huán)通道21，讓熱氣流沿著U形循環(huán)通道21上行至溢出口 14，從高壓容器內(nèi)壁與隔熱體2之間內(nèi)隔筒16形成的內(nèi)循環(huán)通道20，下行至托料盤6下方的低溫空間10，同時(shí)與環(huán)繞在高壓容器I筒體上的冷卻水螺旋冷卻循環(huán)通道15進(jìn)行熱交換成低溫氣流19，低溫氣流19再經(jīng)冷卻風(fēng)扇8均勻攪拌，上行至工作熱區(qū)，往復(fù)循環(huán)，完成工作熱區(qū)12的快速冷卻。
[0008]本發(fā)明相比于現(xiàn)有技術(shù)具有如下有益效果。
[0009]本發(fā)明通過(guò)控制電動(dòng)風(fēng)機(jī)7，使循環(huán)風(fēng)扇9和冷卻風(fēng)扇8產(chǎn)生轉(zhuǎn)動(dòng)。少量低溫氣流在冷卻風(fēng)扇8推動(dòng)下，到達(dá)隔熱墊6與托料盤5之間的空間中，與高溫氣體參混。參混后的氣體被循環(huán)風(fēng)扇9攪拌混合均勻，成為亞高溫氣體12。亞高溫氣體由循環(huán)風(fēng)扇9推送到工作熱區(qū)，實(shí)現(xiàn)工作熱區(qū)的快速冷卻。工作熱區(qū)的高溫氣體從裝料架4頂部排出，分別從內(nèi)循環(huán)通道20和外循環(huán)通道21溢出，并最終被循環(huán)風(fēng)扇9和/或冷卻風(fēng)扇8攪拌混合均勻，成為冷卻快，工作熱區(qū)氣流冷卻均勻，不易發(fā)生再結(jié)晶顆粒的流動(dòng)氣源。
[0010]本發(fā)明適用于大、中、小型等各種尺寸規(guī)格的熱等靜壓機(jī)的快速冷卻，與現(xiàn)有的快速冷卻方法相比，工作熱區(qū)內(nèi)的溫度均勻性更好，熱區(qū)內(nèi)降溫速率更易于控制。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0011]圖1是本發(fā)明熱等靜壓機(jī)工作熱區(qū)的快速冷卻系統(tǒng)的構(gòu)造組成示意圖。
[0012]圖中:I高壓容器，2隔熱體，3加熱元件，4裝料架，5托料盤，6隔熱墊，7電動(dòng)風(fēng)機(jī)，8冷卻風(fēng)扇，9循環(huán)風(fēng)扇，10低溫空間，11亞高溫空間，12工作熱區(qū)，13環(huán)布?xì)饬魍ǖ溃?4溢出口，15冷卻循環(huán)通道，16內(nèi)隔筒，17高溫氣體，18亞高溫氣體，19低溫氣流，20內(nèi)循環(huán)通道,21U形循環(huán)通道。
【具體實(shí)施方式】
[0013]為進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并配合附圖詳述于后，以使對(duì)于本發(fā)明更易于了解。但以下所述僅為用來(lái)解釋本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并非企圖據(jù)以對(duì)本發(fā)明做任何形式上的限制。凡是以本發(fā)明的創(chuàng)造精神為基礎(chǔ)，所做的任何形式的修飾或變更，皆仍應(yīng)屬于本發(fā)明意圖保護(hù)的范疇。
[0014]在圖1描述的熱等靜壓機(jī)工作熱區(qū)的快速冷卻系統(tǒng)中，具有一個(gè)帶走容器工作熱區(qū)熱量，環(huán)繞高壓容器I筒體螺旋通道冷卻水循環(huán)系統(tǒng)，冷卻水循環(huán)系統(tǒng)由環(huán)繞在高壓容器I筒體上的螺旋盤升的冷卻循環(huán)通道15組成。高壓容器I內(nèi)采用的氣體為惰性氣體，例如氮?dú)饣驓鍤狻?br> [0015]設(shè)置在高壓容器I容器內(nèi)，開口下的圓柱筒體隔熱體2整體呈現(xiàn)倒杯狀，其內(nèi)設(shè)置了一條氣體通道。其最內(nèi)層的筒體為無(wú)頂蓋的筒，頂部設(shè)有外循環(huán)通道的進(jìn)口。其最外層的筒頂蓋處為環(huán)形頂蓋，是高溫氣體的出口。
[0016]設(shè)置在隔熱體2筒體內(nèi)設(shè)有環(huán)繞裝料架4的加熱元件3。放置待加壓工件的裝料架4為筒狀，裝料架4開口向上，下端相連隔熱墊5。隔熱墊5制有連通裝料架4工作熱區(qū)的氣孔。在高壓容器I的底部設(shè)有通過(guò)托料盤6中心，同軸相連于托料盤6上下端面的循環(huán)風(fēng)扇9和冷卻風(fēng)扇8。冷卻風(fēng)扇8和循環(huán)風(fēng)扇9為同軸裝配，由同一個(gè)電動(dòng)風(fēng)機(jī)7來(lái)實(shí)現(xiàn)其轉(zhuǎn)動(dòng)。電動(dòng)風(fēng)機(jī)7可采用電機(jī)或氣動(dòng)馬達(dá)等形式實(shí)現(xiàn)風(fēng)扇轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)。冷卻風(fēng)扇8既能使高壓容器I內(nèi)壁下方附近的氣體與隔熱墊6下方的氣體攪拌混合均勻，又能使該處有氣體能被推動(dòng)進(jìn)入隔熱墊6中設(shè)置的通道中。
[0017]與循環(huán)風(fēng)扇9和冷卻風(fēng)扇8同軸相連的電動(dòng)風(fēng)機(jī)7驅(qū)動(dòng)循環(huán)風(fēng)扇9和冷卻風(fēng)扇8產(chǎn)生轉(zhuǎn)動(dòng)，使設(shè)置在托料盤6的下端的冷卻風(fēng)扇8產(chǎn)生的低溫氣流19，通過(guò)隔熱墊5還是托料盤6中設(shè)置的環(huán)布?xì)饬魍ǖ?3。氣流通道13等分均布在托料盤6的端面連通高溫空間
11。氣流通道13可以是等分均布的軸向孔，也可以是軸線對(duì)稱的向著中心軸線延伸的傾斜孔，這些等分均布的傾斜孔形成一個(gè)圓錐體形的分布狀態(tài)，將冷卻風(fēng)扇8產(chǎn)生的低溫氣流19，按照空氣動(dòng)力學(xué)的拉瓦爾原理，高壓進(jìn)入托料盤6上端的亞高溫空間11中與高溫氣體參混，同時(shí)被位于托料盤6上端的循環(huán)風(fēng)扇9均勻攪拌為亞高溫氣體，推送到高壓容器的工作熱區(qū)(12)，將快速冷卻的高溫氣體17從裝料架4頂部口排出，下行至加熱元件3外側(cè)壁與隔熱體2內(nèi)壁之間的U形循環(huán)通道21，讓熱氣流沿著U形循環(huán)通道21上行至溢出口 14，從高壓容器內(nèi)壁與隔熱體2之間內(nèi)隔筒16形成的內(nèi)循環(huán)通道20，下行至托料盤6下方的低溫空間10，同時(shí)與環(huán)繞在高壓容器I筒體上的冷卻水螺旋冷卻循環(huán)通道15進(jìn)行熱交換成低溫氣流19，低溫氣流19再經(jīng)冷卻風(fēng)扇8均勻攪拌，上行至工作熱區(qū)，往復(fù)循環(huán)，完成工作熱區(qū)12的快速冷卻。
【權(quán)利要求】
1.一種熱等靜壓機(jī)工作熱區(qū)的快速冷卻系統(tǒng)，包括:通過(guò)高壓容器(I)的冷卻水循環(huán)系統(tǒng)，隔熱體(2)、加熱元件(3)，裝料架(4)、隔熱墊(5)和設(shè)置在熱等靜壓機(jī)工作熱區(qū)的快冷氣體通道，其特征在于，在所述高壓容器(I)的底部設(shè)有通過(guò)托料盤(6)中心，同軸相連于托料盤(6)上下端面的循環(huán)風(fēng)扇(9)和冷卻風(fēng)扇(8);設(shè)置在托料盤的下端的冷卻風(fēng)扇(8)產(chǎn)生的低溫氣流(19)，通過(guò)隔熱墊(5)還是托料盤(6)中設(shè)置的環(huán)布?xì)饬魍ǖ?3，進(jìn)入托料盤(6)上端的亞高溫空間(11)中與高溫氣體參混，同時(shí)被位于托料盤(6)上端的循環(huán)風(fēng)扇(9)均勻攪拌為亞高溫氣體，推送到高壓容器的工作熱區(qū)(12)，將快速冷卻的高溫氣體(17)從裝料架⑷頂部口排出，下行至加熱元件(3)外側(cè)壁與隔熱體⑵內(nèi)壁之間的U形循環(huán)通道(21)，讓熱氣流沿著U形循環(huán)通道(21)上行至溢出口(14)，從高壓容器內(nèi)壁與隔熱體(2)之間內(nèi)隔筒(16)形成的內(nèi)循環(huán)通道(20)，下行至托料盤(6)下方的低溫空間(10)，同時(shí)與環(huán)繞在高壓容器(I)筒體上的冷卻水螺旋冷卻循環(huán)通道(15)進(jìn)行熱交換成低溫氣流(19)，低溫氣流(19)再經(jīng)冷卻風(fēng)扇(8)均勻攪拌，上行至工作熱區(qū)，往復(fù)循環(huán)，完成工作熱區(qū)(12)的快速冷卻。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱等靜壓機(jī)工作熱區(qū)的快速冷卻系統(tǒng)，其特征在于:所述的冷卻水循環(huán)系統(tǒng)由環(huán)繞在高壓容器(I)筒體上的螺旋盤升的冷卻循環(huán)通道(15)組成。
3.根據(jù)權(quán)利要求所述的熱等靜壓機(jī)工作熱區(qū)的快速冷卻系統(tǒng)，其特征在于:設(shè)置在高壓容器(I)容器內(nèi)，開口下的圓柱筒體隔熱體(2)整體呈現(xiàn)倒杯狀，其內(nèi)設(shè)置了一條氣體通道。
4.根據(jù)權(quán)利要求所述的熱等靜壓機(jī)工作熱區(qū)的快速冷卻系統(tǒng)，其特征在于:放置待加壓工件的裝料架(4)為筒狀，裝料架(4)開口向上，下端相連隔熱墊(5)。
5.根據(jù)權(quán)利要求所述的熱等靜壓機(jī)工作熱區(qū)的快速冷卻系統(tǒng)，其特征在于:氣流通道(13)是等分均布的軸向孔，或者是軸線對(duì)稱的向著中心軸線延伸的傾斜孔，這些等分均布的傾斜孔形成一個(gè)圓錐體形的分布狀態(tài)，將冷卻風(fēng)扇(8)產(chǎn)生的低溫氣流(19)，按照空氣動(dòng)力學(xué)的拉瓦爾原理，高壓進(jìn)入 托料盤(6)上端的亞高溫空間(11)中與高溫氣體參混。
【文檔編號(hào)】B22F3/04GK103691945SQ201310565512
【公開日】2014年4月2日 申請(qǐng)日期:2013年11月6日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月6日
【發(fā)明者】邢文濤, 張言平, 吳小平, 張瀟 申請(qǐng)人:四川航空工業(yè)川西機(jī)器有限責(zé)任公司