BE899638A - Inrichting voor de nabehandeling, inz. de afkoeling van aan isostatisch persproces onderworpen vormstukken. - Google Patents

Abstract

De uitvinding betreft een inrichting voor de afkoeling, van aan een isostatisch persproces onderworpen vormstukken met het kenmerk dat zij voorzien is van een injectorsysteem (16), dat verbonden is met een gasleiding (15) waarlangs de gassen door het injectorsysteem worden aangezogen, een en ander zodanig dat een gascirculatie in hogerbedoelde drukkamer (1) kan worden onderhouden en wel hoofdzakelijk tussen de bovenste en onderste gebieden van de inrichting.

Description

   <Desc/Clms Page number 1> 
 



   "National Forge Europe", naamloze vennootschap voor "Inrichting voor de nabehandeling, inz. de afkoeling van aan isostatisch persproces onderworpen vormstukken" Uitvinder : Andrew CRUM 
 EMI1.1 
 ------------------------- ------------------------ 

 <Desc/Clms Page number 2> 

 "Inrichting voor de nabehandeling, inz. de afkoeling van aan een isostatisch persproces onderworpen vormstukken" 
 EMI2.1 
 Deze uitvinding betreft een inrichting voor de nabehandeling, inz. de afkoeling van aan een isostatisch persproces onderworpen vormstukken, waarbij de in een drukkamer aan hoge temperaturen en druk onderworpen vormstukken op een laadkan zijn gestapeld, welke laadkan zich in het midden van een verwarmingsoven bevindt. 



  Bij het volgens het isostatisch persproces behandelen van vormstukken worden de aan een hoge druk 500 tot 2000 bar en hoge temperaturen SOOOC tot 20000C onderworpen vormstukken op een laadkan of laadrek gestapeld. 



  Deze laadkan rust op een basis in het midden van een oven die op zijn beurt in een gesloten drukkamer is gemonteerd. De oven wordt meestal gevormd door een netwerk van electrische weerstanden die op hun beurt zijn omgeven door een isolerend scherm. In het isolerend scherm zijn meestal bovenaan een reeks doorgangen voor het circuleren van het gas tijdens de afkoelingsfase voorzien. 



  Om de afkoeling in zekere mate te versnellen wordt thans reeds gebruik gemaakt van een in de bodem van de drukkamer gemonteerd afkoelingsventiel. Een reeks doorgangen verbinden dit afkoelingsventiel 

 <Desc/Clms Page number 3> 

 in het bijzonder het ventielhuis   hiervan,   met de ruimte rondom het isolerende scherm. Deze pijpen monden bij voorkeur uit in de bodem van de met argon of een daartoe geschikt neutraal gas gevulde drukkamer. 



   Bij gesloten ventiel is afkoeling door natuurlijke convectie uitgesloten. 



   Bij open ventiel ontstaat door circulatie van het gas in de drukkamer afkoeling door natuurlijke convectie. Inderdaad circuleert het gas van de bodem van de drukkamer, ter hoogte van het ventielhuis, naar de hoger gelegen gebieden van de oven. Vanuit de eigenlijke oven circuleert het gas doorheen de bovenaan in de isolerende wand van de oven voorziene boringen of openingen naar de cirkelvormige ruimte tussen oven en drukkamerwand. Een inrichting uitgerust met een oven van het beschreven type bestaat meestal hoofdzakelijk uit een cilindrische drukkamer met een verticale hartlijn. waarvan de wanddikte voldoende is om de hoge, in de inrichting ontwikkelde, gasdrukken te weerstaan. 



   De circulatie van het gas door natuurlijke convectie is niet alleen onvoldoende om een snelle afkoeling van de bewerkte vormstukken in de hand te werken maar bij het gebruik van dergelijke structuren ontstaat daarenboven in de drukkamer een stratificatieverschijnsel waardoor de zeer warme gassen zich bovenaan in de drukkamer en de minder warme gassen zich onderaan in deze drukkamer en in de oven stabiliseren. 



   Verdere problemen ontstaan hierbij eveneens doordat het afkoelritme afhankelijk is van de fysische eigenschappen van het gebruikte gas, zoals de dichtheid-temperatuur relatie, wat een niet gelijkmatige afkoeling van de in de oven gestapelde vormstukken voor 

 <Desc/Clms Page number 4> 

 gevolg kan hebben. Verschillende of uiteenlopende afkoelingsgradiënten kunnen er inderdaad de oorzaak van zijn dat de fysische structuur van de behandelde produkten niet voor alle vormstukken dezelfde kan zijn. 



   De uitvinding heeft nu tot doel deze en gelijkaardige gebreken van de tot nog toe bekende inrichting te verhelpen en een inrichting voor te schrijven waarbij een aanzienlijk snellere afkoeling van de vormstukken, in zeer gelijkwaardige omstandigheden, kan worden verwacht. 



   Om dit volgens de uitvinding te verwezenlijken, wordt de inrichting volgens de uitvinding gevormd door minstens één buis die zich over nagenoeg de lengte van hogerbedoelde drukkamer en dus van hogerbedoelde laadkan uitstrekt en onderaan aansluit bij een kamer, dewelke voorzien is van een injector, die geplaatst is bovenaan het ventiel dat de doorgangen beveelt die de ruimte tussen de buiten-en binnenwand van het isolerend scherm verbinden. Een en ander zodanig dat bij geopend ventiel een gascirculatie tussen binnen-en buitenzijde van het isolerend scherm ontstaat en onderhouden wordt. De injector of venturi is verbonden met een pijp met een hogedrukleiding buiten de drukkamer, zodat langs daar koud gas door middel van o. a. een compressor kan toegevoerd worden naar de injector. 



  Door het invoeren van nieuw gas langs deze leiding naar de injector, zuigt deze injector een meervoudige gashoeveelheid aan langs het ventiel en de doorgangen die binnen-en buitenwand van het isolerend scherm verbinden. Het nieuw ingevoerde gas is normaal van dezelfde aard als het zich in de drukkamer bevindende gas. Het nieuw ingebrachte gas vermengt zich met de langs het ventiel aangezogen gashoeveelheid en deze gemengde gashoeveelheid wordt door het venturi in hogerbedoelde buis gestuurd. Volgens een mogelijke uitvoeringsvorm kan hogerbedoelde buis op verschillende niveaus voorzien zijn van gaten. 



   Andere details en voordelen van de uitvinding zullen blijken uit de hiernavolgende beschrijving van een inrichting voor de nabehandeling, inz. de 

 <Desc/Clms Page number 5> 

 afkoeling van aan een isostatisch persproces onderworpen vormstukken, volgens de uitvinding. Deze beschrijving wordt uitsluitend bij wijze van voorbeeld gegeven en beperkt de uitvinding niet. De verwijzingscijfers heb- ben betrekking op de hieraan toegevoegde figuur. 



   Deze figuur is een schematische, verticale doorsnede volgens de hartlijn van de inrich- ting. 



   De inrichting volgens de uitvinding bestaat principieeluit een drukkamer (1) die volgens de schematische voorstelling als een gesloten ruimte is voorgesteld maar die in werkelijkheid boven met een hermetisch deksel is uitgerust. 



   In de drukkamer   (1)   is een oven gemonteerd bestaande uit electrische weerstanden, dewelke in één of meerdere zones over de lengte van de drukkamer kunnen worden verdeeld. Tussen oven en drukkamer bevindt zich een cilindervormige isolerende wand (3). Tussen het - isolerend deksel (4) en de reeds genoemde cilindrische isolerende wand (3) zijn openingen (5) voorzien om een drukegalisatie te bekomen tijdens het proces en om de circulatie van de gassen mogelijk te maken tussen het inwendige van de oven en de cilindrische ruimte tussen de buitenwand van het isolatiescherm en de binnenwand van de drukkamer (1). 



   De aan het isostatisch persproces onderworpen vormstukken worden gestapeld op een laadkan. 



   Een dergelijke laadkan wordt met de verwijzing (6), en de daarop gestapelde vormstukken met de verwijzing (7) aangeduid. 



   Het geheel rust op een basis (8). 



   In het midden doorheen deze basis en volgens de hartlijn van de inrichting loopt een al dan niet geperforeerde buis (9) die onderaan aansluit 

 <Desc/Clms Page number 6> 

 bij het ventielhuis (11) van het ventiel (12). 



   Het ventielhuis (11) is met de ruimte (13), tussen de drukkamer   (1)   en de isolerende wand (3) van de oven verbonden door een reeks doorgangen (14). 



   Zoals reeds in de aanhef uiteengezet belet de sluiting van het ventiel (12) de convectie van de gassen zowel in de verwarmingsoven als in de drukkamer   (1)   zelf. Bij het openen van het ventiel (12) kunnen de opgewarmde gassen door de opening (5) ontsnappen, langs de opening tussen buitenwand isolatiescherm en binnenwand drukkamer, en door de doorgangen (14) naar het ventielhuis (11) en van daaruit naar de kamer (10) en de buis (9) circuleren. Een dergelijke structuur is reeds bekend maar laat een te trage afkoeling van de gassen, dus van de vormstukken, toe. 



   Volgens de uitvinding wordt nu gebruik gemaakt van een leiding (15) voor een gas onder druk. Deze leiding (15) mondt in de kamer (lo)   uit jn een injec-   tor (16) dewelke het langs leiding (15) ingebrachte gas vermengt met het langs het ventielhuis (11) aangezogen gas en dit stuurt in een conisch onderdeel (17) waarop de buis (9) aansluit. 



   Dank zij   dee   structuur kan op verrassende wijze voor een gegeven debiet aan gas door de leiding   (15)   een volume gas in de oven en in drukkamer worden gecirculeerd dat meerdere malen hoger ligt dan het nieuw ingebrachte gas. Deze circulatie is uiteraard slechts mogelijk wanneer het ventiel (12) in de open stand staat. Door het venturi effect wordt inderdaad een snelle verplaatsing van de gassen door de buis (9) verwezenlijkt. 



  Het mengsel vers gas door de leiding (15) toegevoerd met het in de drukkamer   (1)   aanwezige gas circuleert dus snel en regelmatig door het geheel van de inrichting. Daartoe kan trouwens de buis (9), zoals reeds hoger gezegd, geperforeerd zijn, wat een betere verspreiding van het gas verzekert. 

 <Desc/Clms Page number 7> 

 



   Voordelen van de nieuwe structuur volgens de uitvinding zijn o. m. de volgende :
1. De afkoeling door convectie hangt nu af van de door het verse gas geïntroduceerde energie. Het convectieverschijnsel blijft aanhouden, ook in afwezigheid van enig temperatuursverschil tussen de laadkan en de drukkamer. 



   2. De hoeveelheid convectie, en dus de omvang van de afkoeling, hangt af van het ritme waarmede vers gas wordt geïntroduceerd zodat de afkoeling dan bij deze schikking kan geregeld worden. 



   3. Het mengsel vers geïntroduceerd en in de drukkamer aanwezige gas heeft voldoende kinetische energie om de statische druk van het gas in het bovendeel van de buis (9) te overwinnen. Hierdoor kan koud gas op de warmste plaats worden geïntroduceerd van waaruit het gasmengsel door de zwaartekracht naar omlaag zal worden verplaatst. Tijdens deze neerwaartse verplaatsing van het afkoelend gas worden de vormstukken eveneens   afgekoeld. Elk stratificatieverschijnsel   in de drukkamer en in de oven wordt op deze wijze volledig uitgeschakeld. 



   Het is duidelijk dat de uitvinding niet beperkt is tot de hierboven beschreven uitvoeringsvorm en dat hieraan vele veranderingen zouden kunnen worden aangebracht zonder buiten het raam van de octrooiaanvrage te treden.

Claims (3)

CONCLUSIES.

1. Inrichting voor de nabehandeling, inz. de afkoeling, van aan een isostatisch persproces onderworpen vormstukken, waarbij de in een drukkamer aan hoge temperatuur en druk onderworpen vormstukken op een laadkan zijn gestapeld, welke laadkan zich in het midden van een verwarmingsoven bevindt, met het kenmerk dat zij wordt gevormd door minstens één buis (9), die zich volgens, of nagenoeg volgens, de hartlijn van de drukkamer (1) en dus van hogerbedoelde laadkan (7) uitstrekt en onderaan aansluit bij een kamer (10), dewelke voorzien is van een injectorsysteem (16), dat verbonden is met een gasleiding (15), en met het verdere kenmerk dat op bedoelde kamer (10) een ventiel (12) is aangesloten dat een reeks doorgangen (14) beveelt die de ruimte (13) tussen de binnenwand van hogerbedoelde drukkamer (1)

en de buitenwand van een isolatieschild (3) verbinden, en waarlangs de gassen door het injectorsysteem worden aangezogen, een en ander zodanig dat een gascirculatie in hogerbedoelde drukkamer (1) kan worden onderhouden en wel hoofdzakelijk tussen de bovenste en onderste gebieden van de inrichting.

2. Inrichting volgens conclusie 1, met het kenmerk dat in een kamer waar de hogerbedoelde buis (9) op aansluit, een injector of venturisysteem is ingebouwd, aangesloten aan een leiding (15) waarlangs bijkomend gas kan worden ingebracht.

3. Inrichting volgens één van de conclusies 1 en 2, met het kenmerk dat hogerbedoelde buis (9) op verschillende niveau's van openingen is voorzien.