ES2882713T3

ES2882713T3 - Procedimiento de procesamiento de artículos y procedimiento de tratamiento de artículos a alta presión

Info

Publication number: ES2882713T3
Application number: ES18703570T
Authority: ES
Inventors: Per Burström; Roger Thunholm
Original assignee: Quintus Technologies AB
Current assignee: Quintus Technologies AB
Priority date: 2018-02-05
Filing date: 2018-02-05
Publication date: 2021-12-02
Anticipated expiration: 2038-02-05
Also published as: RU2731613C1; US20200376791A1; KR102232721B1; EP3749511B1; WO2019149377A1; CN111670113B; JP6891348B2; JP2021508289A; US11135798B2; KR20200064139A; EP3749511A1; CN111670113A

Abstract

Un procedimiento (100) para procesar al menos un artículo (5) en una disposición de prensado que comprende un recipiente a presión (2) que comprende un cilindro de presión (1), una cámara de horno (18) dispuesta dentro del recipiente a presión para calentar un medio de presión, en el que la cámara del horno comprende al menos un elemento calefactor, y un compartimento de carga (19) para contener el al menos un artículo, en el que el compartimento de carga está dispuesto dentro de la cámara del horno, y al menos un generador de flujo (30, 32) para circular medio de presión dentro del recipiente a presión, en el que el procedimiento comprende los pasos de: aumentar (110) la temperatura en el compartimento de carga mediante el al menos un elemento calefactor en la cámara del horno; mantener (120) la temperatura aumentada a un nivel de temperatura predeterminado, T1, durante un período de tiempo seleccionado, t1; y durante los pasos de aumentar la temperatura y mantener la temperatura aumentada, hacer circular (130) el medio de presión dentro del recipiente a presión por el al menos un generador de flujo, en el que el procedimiento además está caracterizado por que comprende durante el paso de aumentar la temperatura, hacer circular el medio de presión dentro del recipiente a presión haciendo funcionar el al menos un generador de flujo a una primera velocidad R1; y durante el paso de mantener la temperatura aumentada, hacer circular el medio de presión dentro del recipiente a presión haciendo funcionar el al menos un generador de flujo a una segunda velocidad R2, en el que la segunda velocidad es menor que la primera velocidad.

Description

DESCRIPCIÓN

Procedimiento de procesamiento de artículos y procedimiento de tratamiento de artículos a alta presión CAMPO TÉCNICO

La presente invención se refiere en general al campo del tratamiento a presión. En particular, la presente invención se refiere a un procedimiento para aumentar y mantener la temperatura durante un tratamiento de artículos y/o productos mediante prensado en caliente, tal como, por ejemplo, prensado isostático en caliente (HIP).

ANTECEDENTES

El prensado isostático en caliente (HIP) es una tecnología que encuentra un uso cada vez más generalizado. El HIP se puede utilizar, por ejemplo, para reducir o incluso eliminar la porosidad en piezas fundidas (por ejemplo, álabes de turbina) con el fin de aumentar sustancialmente su vida útil y resistencia (por ejemplo, su resistencia a la fatiga). Además, el HIP se puede utilizar en la fabricación de productos mediante la compresión de polvo, en el que el polvo se envasa en cápsulas de chapa, dando al producto la forma deseada. E1HIP es de particular interés para proporcionar productos que se desean o requieren que sean total o sustancialmente completamente densos, y que tengan superficies externas libres de poros o sustancialmente libres de poros, etc.

Un artículo que se someterá a un tratamiento a presión mediante HIP puede colocarse en un compartimento o cámara de carga de un recipiente a presión aislado térmicamente. Un ciclo de tratamiento puede comprender cargar el artículo, tratar el artículo y descargar el artículo. Se pueden tratar varios artículos simultáneamente. El ciclo de tratamiento puede dividirse en varias partes o fases, como una fase de prensado, una fase de calentamiento y una fase de enfriamiento. Después de cargar un artículo en el recipiente a presión, se puede sellar, seguido de la introducción de un medio de presión (por ejemplo, que comprende un gas inerte tal como gas que contiene argón) en el recipiente a presión y el compartimento de carga del mismo. A continuación, se aumentan la presión y la temperatura del medio de presión, de modo que el artículo se somete a una presión aumentada y una temperatura aumentada durante un período de tiempo seleccionado. El aumento de temperatura del medio de presión, que a su vez puede provocar un aumento de temperatura del artículo, se proporciona por medio de un elemento de calentamiento u horno dispuesto en una cámara de horno del recipiente a presión. Las presiones, temperaturas y tiempos de tratamiento pueden depender, por ejemplo, de las propiedades de material deseadas o requeridas del artículo tratado, el campo particular de aplicación y la calidad requerida del artículo tratado. Las presiones en HIP pueden estar, por ejemplo, en el rango de 200 bar a 5000 bar, tal como de 800 bar a 2000 bar. Las temperaturas en HIP pueden estar, por ejemplo, en el intervalo de 300 °C a 3000 °C, tal como de 500 °C a 2000 °C.

Las autoclaves con recirculación de gas caliente por convección natural son conocidos por el estado de la técnica, por lo que se puede utilizar la distribución de presión en la autoclave debido a las diferencias de temperatura presentes o requeridas (calentamiento o enfriamiento en las paredes exteriores). En las autoclaves, los fluidos más fríos caen hacia abajo y los fluidos más calientes suben, siguiendo las leyes de la termodinámica. Durante el calentamiento, el elemento de calentamiento u horno en la cámara del horno inicia un flujo del medio de presión, en el que el flujo puede depender de la disposición del elemento de calentamiento u horno.

Se apreciará que las características de un aumento de temperatura y el mantenimiento de la temperatura aumentada en el recipiente a presión pueden afectar las propiedades metalúrgicas del artículo tratado. Un calentamiento no homogéneo puede provocar, por ejemplo, tensiones internas en los artículos o productos, un tratamiento desigual de los artículos o productos dispuestos en diferentes lugares del compartimento de carga, una dificultad para controlar el calentamiento, etc. Por eso, en general es deseable proporcionar un calentamiento homogéneo y también, si es posible, poder controlar el calentamiento y/o la velocidad de calentamiento. Por ejemplo, puede ser necesario o deseable aumentar y mantener la temperatura del medio de presión (y por tanto del artículo) sin provocar grandes variaciones de temperatura dentro del compartimento de carga. Sin embargo, debe tenerse en cuenta que las disposiciones y procedimientos de la técnica anterior como se describieron anteriormente pueden sufrir diferencias de temperatura relativamente grandes en el recipiente a presión durante el funcionamiento. Esto es particularmente una preocupación en el desarrollo de disposiciones de prensado más grandes para la capacidad de tratar artículos y/o productos más grandes y/o en mayor cantidad por razones de coste y/o eficiencia, ya que las técnicas de la técnica anterior utilizadas en disposiciones de prensado relativamente grandes pueden ocasionar diferencias de temperatura mayores y/o más frecuentes en el compartimento de carga durante el funcionamiento de la operación del prensado.

Por tanto, existe el deseo de mejorar la fase de calentamiento en el tratamiento de artículos y/o productos, y en particular en una disposición de prensado para prensado isostático en caliente, de modo que se pueda lograr un calentamiento (sustancialmente) uniforme.

Un documento de la técnica anterior que describe una cámara de prensado calentable que tiene ventiladores para distribuir el calor dentro de la cámara, de acuerdo con el preámbulo de la reivindicación independiente 1, se describe en el documento US2007/228596 A1.

SUMARIO

En vista de lo anterior, una preocupación de la presente invención es proporcionar un procedimiento para procesar al menos un artículo en una disposición de prensado, por ejemplo, mediante HIP, en el que un calentamiento (sustancialmente) homogéneo en el compartimiento de carga de la disposición de prensado puede obtenerse durante una fase de calentamiento y/o mantenimiento de un ciclo de tratamiento.

Para abordar al menos una de estas preocupaciones y otras preocupaciones, se proporciona un procedimiento de acuerdo con la reivindicación independiente. Los modos de realización preferentes se definen por las reivindicaciones dependientes.

De acuerdo con el preámbulo de la reivindicación 1, se proporciona un procedimiento para procesar al menos un artículo en una disposición de prensado. La disposición de prensado comprende un recipiente a presión que comprende un cilindro de presión y una cámara de horno dispuesta dentro del recipiente a presión para calentar un medio a presión. La cámara del horno comprende al menos un elemento calefactor y un compartimento de carga para contener al menos un artículo, en el que el compartimento de carga está dispuesto dentro de la cámara del horno. La disposición de prensado comprende además al menos un generador de flujo para hacer circular medio a presión dentro del recipiente a presión. El procedimiento comprende el paso de aumentar la temperatura en el compartimento de carga mediante el al menos un elemento calefactor en la cámara del horno. El procedimiento comprende además el paso de mantener la temperatura aumentada a un nivel de temperatura predeterminado durante un período de tiempo seleccionado. Durante los pasos de aumentar la temperatura y mantener la temperatura aumentada, el procedimiento comprende además el paso de hacer circular el medio a presión dentro del recipiente a presión mediante el al menos un generador de flujo.

Por tanto, la presente invención se basa en la idea de proporcionar un procedimiento para procesar uno o más artículos en una disposición de prensado, por ejemplo, capaz de llevar a cabo un tratamiento a presión de artículos, por ejemplo, mediante HIP. El procedimiento puede aumentar la temperatura en el compartimento de carga en el que están dispuestos los artículos y hacer funcionar al menos un generador de flujo durante este aumento de temperatura para hacer circular el medio de presión dentro del recipiente a presión. Además, cuando se alcanza una temperatura predeterminada o deseada dentro del compartimento de carga, el procedimiento puede mantener esta temperatura durante un período de tiempo predeterminado o deseado durante el cual se hace funcionar el al menos un generador de flujo para hacer circular el medio de presión dentro del recipiente a presión. Por lo tanto, durante la primera subfase de aumento de temperatura en el compartimento de carga y la segunda subfase subsiguiente de mantenimiento de la temperatura aumentada en el compartimento de carga, la convección forzada en la disposición de prensado haciendo funcionar el generador de flujo de la disposición de prensado del procedimiento puede obtener un calentamiento (al menos sustancialmente) uniforme dentro del compartimento de carga.

La presente invención es ventajosa porque el funcionamiento del o de los generadores de aire tanto durante la fase de calentamiento, en la que se aumenta la temperatura en el compartimento de carga, como durante la fase de mantenimiento, en la que la temperatura aumentada se mantiene en el compartimento de carga, ocasiona una distribución de temperatura relativamente constate o uniforme en el compartimento de carga. Esto es muy beneficioso porque los artículos sometidos al procesamiento o tratamiento en la disposición de prensado pueden estar sujetos a la misma temperatura, o sustancialmente la misma, durante el ciclo de tratamiento, lo cual ocasiona una conformidad en el procesamiento de los artículos). La posibilidad de la presente invención de proporcionar un calentamiento uniforme puede ser particularmente importante en el caso de que se utilicen compartimentos de carga relativamente grandes, evitando así que los artículos que están separados en el compartimento de carga se procesen de manera diferente. Otro beneficio de la presente invención es que el calentamiento uniforme puede mejorar los procesos, incluido el endurecimiento por precipitación del material del (de los) artículo(s). Más específicamente, debe tenerse en cuenta que el tratamiento en solución antes de los procesos de endurecimiento por precipitación puede ser sensible a las fluctuaciones de temperatura, lo cual en consecuencia puede ocasionar un deterioro de las propiedades del material de los artículos tratados. La presente invención puede superar este problema mediante su concepto innovador de proporcionar un calentamiento uniforme durante el ciclo de tratamiento.

La presente invención es además ventajosa porque el calentamiento y/o enfriamiento uniforme y constante puede reducir el riesgo de que se produzcan tensiones internas en el material del (de los) artículo(s).

La presente invención es además ventajosa porque el calentamiento uniforme puede incrementar el control de la fase de calentamiento del ciclo de tratamiento.

Se apreciará que el concepto de calentamiento inventivo de la presente invención puede ocasionar además ciclos de tratamiento más cortos de la disposición de prensado. Esto no implica simplemente un funcionamiento mejorado de la disposición de prensado considerando el tiempo ahorrado, sino que también ocasiona una mejor rentabilidad del funcionamiento de la disposición de prensado.

Se proporciona un procedimiento para procesar al menos un artículo en una disposición de prensado. La disposición de prensado puede ser adecuada para el tratamiento de al menos un artículo mediante prensado, por ejemplo, prensado en caliente como HIP. La disposición de prensado comprende un recipiente a presión que comprende un cilindro de presión y una cámara de horno dispuesta dentro del recipiente a presión para calentar un medio a presión. El medio de presión utilizado en la disposición de prensado puede comprender, por ejemplo, o estar constituido por un medio fluido que puede tener una afinidad química relativamente baja en relación con el (los) artículo(s) a tratar en la disposición de prensado. El medio de presión puede comprender, por ejemplo, un gas, por ejemplo, un gas inerte tal como gas argón. La cámara del horno comprende al menos un elemento calefactor y un compartimento de carga para contener al menos un artículo, en el que el compartimento de carga está dispuesto dentro de la cámara del horno. La disposición de prensado comprende además al menos un generador de flujo para hacer circular medio a presión dentro del recipiente a presión. Por el término "generador de flujo", se entiende aquí sustancialmente cualquier elemento, dispositivo, disposición o similar que sea capaz de generar un flujo (de medio de presión), tal como un ventilador, eyector, medio de circulación o similar.

El procedimiento comprende el paso de aumentar la temperatura en el compartimento de carga mediante el al menos un elemento calefactor en la cámara del horno. El procedimiento comprende además el paso de mantener o mantener la temperatura aumentada a un nivel de temperatura predeterminado durante un período de tiempo seleccionado. Durante los pasos de aumentar la temperatura y mantener la temperatura aumentada, el procedimiento comprende además el paso de hacer circular el medio a presión dentro del recipiente a presión mediante el al menos un generador de flujo. En otras palabras, el procedimiento comprende hacer funcionar uno o más generadores de flujo cuando se aumenta la temperatura y mantener la temperatura aumentada en el compartimiento de carga de la disposición de prensado.

De acuerdo con la parte de caracterización de la reivindicación 1, el procedimiento comprende, además, durante el paso de aumentar la temperatura, hacer circular el medio de presión dentro del recipiente a presión haciendo funcionar el al menos un generador de flujo a una primera velocidad. Además, durante el paso de mantener la temperatura aumentada, el procedimiento está configurado para hacer circular el medio de presión dentro del recipiente a presión haciendo funcionar el al menos un generador de flujo a una segunda velocidad, en el que la segunda velocidad es menor que la primera. Por el término "velocidad", se entiende aquí una velocidad de funcionamiento, por ejemplo, revoluciones por minuto (rpm) del o de los generadores de flujo. Al hacer funcionar el (los) generador(es) de flujo a una segunda velocidad en la subfase de mantener la temperatura aumentada en el compartimiento de carga, en el que la segunda velocidad es menor que la primera velocidad de funcionamiento del (de los) generador(es) de flujo en la subfase de aumento de la temperatura, la segunda velocidad puede ser relativamente baja y/o mantenerse al mínimo para mantener la convección forzada en el recipiente a presión.

De acuerdo con un modo de realización de la presente invención, el procedimiento puede comprender además hacer funcionar el al menos un generador de flujo en función de al menos una propiedad del medio de presión. Por lo tanto, durante el paso de aumentar la temperatura y/o el paso de mantener la temperatura aumentada en el recipiente a presión, el procedimiento está configurado para hacer circular el medio de presión dentro del recipiente a presión haciendo funcionar el al menos un generador de flujo a una velocidad que depende de una o más propiedades de fluido del medio de presión. Se apreciará que las propiedades de fluido del medio de presión pueden depender de varios parámetros tales como la presión y/o temperatura del medio de presión, la velocidad de calentamiento del medio de presión, etc. Ejemplos de propiedades de fluido del medio a presión pueden ser la densidad, la capacidad calorífica (térmica) y/o la conductividad térmica, etc., del medio de presión. El presente modo de realización es ventajoso porque el paso de aumentar la temperatura y/o el paso de mantener la temperatura aumentada en el recipiente a presión puede controlarse en un grado aún mayor.

De acuerdo con un modo de realización de la presente invención, el procedimiento puede comprender, además, durante el paso de aumentar la temperatura, aumentar la temperatura con una velocidad de al menos 10 °C/min., preferentemente al menos 30 °C/min. El presente modo de realización es ventajoso porque puede obtenerse un aumento de temperatura relativamente rápido, mientras que sigue proporcionando las ventajas de un calentamiento uniforme.

De acuerdo con un modo de realización de la presente invención, el procedimiento puede comprender, además, durante el paso de aumentar la temperatura, mantener la diferencia de temperatura en el compartimento de carga dentro de un intervalo de temperatura AT de 50 °C, preferentemente 35 °C, y lo más preferente 20 °C. Por tanto, el modo de realización del procedimiento puede proporcionar una diferencia de temperatura relativamente pequeña en el compartimento de carga durante el paso de aumentar la temperatura. El presente modo de realización es ventajoso porque puede proporcionarse un procedimiento de calentamiento incluso más uniforme en la disposición de prensado.

De acuerdo con un modo de realización de la presente invención, el procedimiento puede comprender, además, durante el paso de mantener la temperatura aumentada, mantener la diferencia de temperatura en el compartimento de carga dentro de un intervalo de temperatura AT de 8 °C, preferentemente 5 °C, y lo más preferente 2 °C. El presente modo de realización es ventajoso porque el procedimiento puede lograr una diferencia de temperatura relativamente pequeña dentro del compartimento de carga, lo cual ocasiona un grado aún mayor de calentamiento uniforme de los artículos durante el procesamiento de los artículos en la disposición de prensado.

De acuerdo con un modo de realización de la presente invención, el procedimiento puede comprender además el paso de aumentar la presión en el compartimento de carga. El procedimiento puede comprender además el paso de mantener la presión aumentada a un nivel de presión predeterminado, Pi, durante un período de tiempo seleccionado, t3. El paso de mantener el aumento de presión en el compartimento de carga puede tener lugar, pero no necesariamente, durante el paso anteriormente descrito de mantener el aumento de temperatura en el compartimento de carga. Por lo tanto, el procedimiento puede comprender la combinación de aumentar la temperatura y aumentar la presión y, posteriormente, mantener la temperatura aumentada y la presión aumentada, en el que el procedimiento puede hacer funcionar simultáneamente el (los) generador(es) de flujo para lograr una convección forzada en el compartimiento de carga. El presente modo de realización es ventajoso porque los beneficios de un calentamiento uniforme proporcionado por el procedimiento pueden proporcionarse convenientemente en una disposición de prensado en la que se proporciona una temperatura y una presión relativamente altas, por ejemplo, una disposición de prensado para HlP.

De acuerdo con un modo de realización de la presente invención, el procedimiento puede comprender, además, después de los pasos de aumentar la temperatura y mantener la temperatura aumentada, reducir la temperatura en el compartimento de carga. Por tanto, cuando finaliza el tratamiento a (alta) presión del artículo, es posible que sea necesario enfriar el artículo antes de someterlo a cualquier paso de procesamiento posterior o de sacarlo o descargarlo del recipiente a presión. Se apreciará que las características del enfriamiento del artículo, por ejemplo, la velocidad del mismo, pueden afectar las propiedades metalúrgicas del artículo tratado. El presente modo de realización es ventajoso porque el procedimiento puede, en combinación con la fase de calentamiento y la fase de mantenimiento ventajosas descritas, también proporcionar una fase de enfriamiento rápida y eficaz en el ciclo de tratamiento. Por tanto, el presente modo de realización es ventajoso tanto por la capacidad de lograr las propiedades de material deseadas del (de los) artículo(s) como por la posibilidad de obtener un ciclo de enfriamiento relativamente corto, ahorrando así tiempo de procesamiento y/o costes.

De acuerdo con un modo de realización de la presente invención, el recipiente a presión de la disposición de prensado puede comprender además un cierre de extremo superior y un cierre de extremo inferior. El procedimiento puede comprender además hacer circular un medio de presión dentro del recipiente a presión, por lo que el medio de presión está dispuesto para pasar a través del compartimiento de carga, y guiar el medio de presión más allá de al menos uno de los cierres del extremo superior y el cierre del extremo inferior para un enfriamiento del medio de presión. Se apreciará que el cierre del extremo superior y/o el cierre del extremo inferior pueden actuar como un disipador de calor transfiriendo calor desde el medio de presión dispuesto para entrar en contacto (térmico) con el cierre del extremo superior y/o el cierre del extremo inferior. El presente modo de realización es ventajoso porque puede realizarse un enfriamiento del medio de presión de una manera relativamente rápida y conveniente utilizando el cierre del extremo superior y/o el cierre del extremo inferior como disipadores de calor para el medio de presión.

De acuerdo con un modo de realización de la presente invención, la disposición de prensado puede comprender al menos un elemento para enfriar el medio de presión, y el procedimiento puede comprender además el paso de enfriar el medio de presión permitiendo que el medio de presión pase a través del al menos un elemento. El presente modo de realización es ventajoso porque la fase de enfriamiento en el ciclo de tratamiento puede llegar a ser incluso más corta y/o más eficiente.

De acuerdo con un modo de realización de la presente invención, el recipiente a presión de la disposición de prensado puede comprender además un cierre de extremo superior y un cierre de extremo inferior, y al menos un elemento intercambiador de calor dispuesto en al menos uno del cierre de extremo superior y el cierre de extremo inferior. El procedimiento puede comprender además el paso de hacer circular un medio de presión dentro del recipiente a presión, por lo que el medio de presión está dispuesto para pasar a través del compartimento de carga. El procedimiento puede comprender además el paso de guiar el medio de presión a través de un paso del al menos un elemento intercambiador de calor para permitir un flujo de medio de presión a través del al menos un elemento intercambiador de calor. El procedimiento puede comprender además el paso de hacer circular un medio de enfriamiento dentro del al menos un elemento intercambiador de calor para un enfriamiento del medio de presión dispuesto para fluir a través del al menos un elemento intercambiador de calor. De este modo, el medio de presión está dispuesto para pasar a través del compartimento de carga y pasar a través del cierre del extremo superior y/o del cierre del extremo inferior del dispositivo de presión, en el que están dispuestos uno o más elementos intercambiadores de calor. Se apreciará que el elemento intercambiador de calor de acuerdo con el modo de realización es un elemento "activo" en el sentido de que el medio de enfriamiento se transporta hacia dentro y/o lejos del elemento intercambiador de calor. El modo de realización de la presente invención es ventajoso porque el enfriamiento del medio de presión es altamente eficaz mediante el enfriamiento activo mediante la circulación del medio de enfriamiento dentro del (de los) elemento(s) intercambiadores de calor. Por tanto, el intercambio eficiente de calor entre el medio de presión y el medio de enfriamiento ocasiona una reducción sustancial y rápida de la temperatura del medio de presión, lo cual a su vez ocasiona un enfriamiento relativamente rápido del (de los) artículo(s) en el compartimiento de carga. El modo de realización de la presente invención es además ventajoso porque puede ocasionar ciclos de tratamiento de presión más cortos de la disposición de prensado. Debería observarse que esto no implica simplemente un funcionamiento mejorado de la disposición de prensado considerando el tiempo ahorrado, sino que también puede ocasionar una mejor rentabilidad del funcionamiento de la disposición de prensado.

De acuerdo con un modo de realización de la presente invención, el recipiente a presión de la disposición de prensado puede comprender además un elemento absorbente de calor dispuesto dentro del recipiente a presión y configurado para absorber calor del medio de presión. El procedimiento puede comprender además la circulación de un medio de presión dentro del recipiente a presión, por lo que el medio de presión está dispuesto para pasar a través del elemento absorbente de calor. El elemento absorbente de calor, que de forma alternativa podría denominarse unidad de disipación de calor o unidad de intercambiador de calor, puede estar dispuesto completamente dentro del recipiente a presión. El elemento absorbente de calor puede ser un elemento "pasivo" en el sentido de que el elemento absorbente de calor puede no estar provisto de conductos, pasajes, canales o similares para transportar medio refrigerante hacia o desde el elemento absorbente de calor. El elemento absorbente de calor puede no tener conexión con el exterior del recipiente a presión. En particular, el elemento absorbente de calor puede no tener comunicación fluida con el exterior del recipiente a presión. Se apreciará que el elemento intercambiador de calor en el cierre del extremo superior, por el contrario, es un elemento "activo" en el sentido de que el medio de enfriamiento se transporta hacia dentro y/o lejos del elemento intercambiador de calor. El modo de realización de la presente invención es ventajoso porque se puede lograr un enfriamiento relativamente rápido de cualquier artículo, que se coloca en la cámara de carga, a una temperatura requerida o deseada, por ejemplo, durante una fase de enfriamiento de un ciclo de tratamiento. Además, configurando apropiadamente, por ejemplo, el elemento absorbente de calor con respecto a su capacidad o capacidad de absorción de calor puede ser posible lograr una velocidad relativamente alta de enfriamiento del artículo, por ejemplo, durante una fase de enfriamiento de un ciclo de tratamiento. Se apreciará que existe un efecto de sinergia entre el concepto de proporcionar un elemento absorbente de calor y un elemento intercambiador de calor con fines de enfriamiento en una disposición de prensado. Por tanto, mediante una disposición de prensado que comprende tanto un elemento absorbente de calor como un elemento intercambiador de calor de acuerdo con uno o más de los modos de realización descritos en el presente documento, se puede obtener un enfriamiento aún más eficaz del medio de presión. En consecuencia, esto puede ocasionar un enfriamiento aún más eficiente y/o más corto de un ciclo de tratamiento de prensado en la disposición de prensado.

De acuerdo con un modo de realización de la presente invención, la cámara del horno puede estar al menos parcialmente encerrada por una carcasa termoaislante que comprende una parte termoaislante y una carcasa que encierra al menos parcialmente la parte termoaislante. La disposición de prensado puede comprender además un primer generador de flujo dispuesto dentro de la carcasa aislante térmica y un segundo generador de flujo dispuesto debajo de la carcasa aislante térmica. El procedimiento puede comprender además el paso de controlar un suministro de medio de presión a al menos uno del primer generador de flujo y el segundo generador de flujo. De este modo, el procedimiento puede controlar el suministro de una primera parte (más caliente) del medio de presión y el suministro de una segunda parte (más fría) del medio de presión al respectivo primer y segundo generador de flujo. Por el término "controlar un suministro de medio de presión" se entiende aquí controlar la cantidad de medio de presión suministrado (por ejemplo, por unidad de tiempo). El presente modo de realización es ventajoso porque el control de la temperatura del medio de presión dentro de la disposición de prensado puede mejorarse aún más. Por ejemplo, durante una fase de calentamiento en el ciclo de tratamiento de la disposición de prensado, la disposición de control puede configurarse para detener cualquier suministro de medio de presión a un (segundo) generador de flujo configurado para hacer circular un medio de presión relativamente frío. Esto se puede lograr cerrando una o más válvulas de modo que no se transporte, o se transporte un mínimo de, medio de presión (relativamente frío) hacia el generador de flujo. En combinación con esto, la disposición de control puede configurarse opcionalmente para abrir una o más válvulas para un suministro de medio de presión a un (primer) generador de flujo para una circulación de medio de presión (relativamente caliente). Por el contrario, en caso de que se desee un enfriamiento relativamente rápido en el ciclo de tratamiento de la disposición de prensado, el procedimiento puede suministrar una parte relativamente grande de la segunda parte (más fría) del medio de presión al (segundo) generador de flujo, por ejemplo, mediante (completamente) abriendo una o más válvulas.

De acuerdo con un modo de realización de la presente invención, el procedimiento puede comprender además controlar el funcionamiento de al menos uno del primer generador de flujo y el segundo generador de flujo. El término "funcionamiento" puede, en este contexto, significar velocidad, revoluciones por minuto o similares, en caso de que el generador de flujo sea un ventilador. De forma alternativa, en el caso de un eyector como generador de flujo, el término "funcionamiento" puede significar un caudal. El presente modo de realización es ventajoso porque la temperatura del medio de presión dentro de la disposición de prensado puede controlarse incluso en mayor medida. Por ejemplo, en el caso de una fase de calentamiento, el procedimiento puede hacer funcionar el primer generador de flujo a una velocidad relativamente alta. De forma alternativa, en caso de que se desee un enfriamiento relativamente rápido en el ciclo de tratamiento de la disposición de prensado, el procedimiento puede hacer funcionar el segundo generador de flujo a una velocidad relativamente alta.

De acuerdo con un modo de realización de la presente invención, se proporciona un procedimiento para el tratamiento a alta presión de al menos un artículo en una disposición de prensado que comprende un recipiente a presión que comprende un cilindro de presión, una cámara de horno dispuesta dentro del recipiente a presión para calentar un medio de presión, en el que la cámara del horno comprende al menos un elemento calefactor, y un compartimento de carga para contener el al menos un artículo, en el que el compartimento de carga está dispuesto dentro de la cámara del horno, y al menos un generador de flujo para hacer circular el medio de presión dentro del recipiente a presión. El procedimiento puede comprender los pasos secuenciales de disponer al menos un artículo a procesar dentro del compartimento de carga, aumentar la temperatura en el compartimento de carga y aumentar la presión en el compartimento de carga. Cabe señalar que los pasos de aumentar la temperatura y aumentar la presión en el compartimento de carga se pueden realizar simultáneamente. El procedimiento puede comprender además el paso de mantener el aumento de temperatura a un nivel de temperatura predeterminado, T1, durante un período de tiempo seleccionado, ti, realizar el procedimiento de acuerdo con uno o más de los modos de realización descritos anteriormente, mantener la presión aumentada a un nivel de presión predeterminado, Pi, durante un período de tiempo seleccionado, t3 y reducir la temperatura en el compartimento de carga realizando el procedimiento de acuerdo con uno o más de los modos de realización descritos anteriormente. Por tanto, el modo de realización puede referirse a un prensado en caliente tal como HIP, que abarca además las fases del ciclo de tratamiento de aumentar la temperatura y mantener la temperatura en el compartimento de carga durante el cual se realiza un tratamiento a presión. Después del tratamiento (HIP), se realiza el enfriamiento (rápido) antes de que los artículos puedan retirarse del recipiente a presión. El modo de realización de la presente invención es ventajoso porque el procedimiento de tratamiento de (alta) temperatura y (alta) presión puede comprender las ventajosas subfases de calentamiento, mantenimiento y enfriamiento de acuerdo con uno o más de los modos de realización del procedimiento descritos anteriormente, lo cual lleva a un ciclo de tratamiento aún más eficiente.

De acuerdo con un modo de realización de la presente invención, el procedimiento mencionado anteriormente para el tratamiento a alta presión puede comprender además el paso de controlar un suministro de medio a presión de acuerdo con el modo de realización descrito anteriormente que describe esta característica.

De acuerdo con un modo de realización de la presente invención, el procedimiento mencionado anteriormente para el tratamiento a alta presión puede comprender además el paso de controlar el funcionamiento de al menos uno del primer generador de flujo y el segundo generador de flujo de acuerdo con el modo de realización descrito anteriormente que describe esta característica.

Otros objetos y ventajas de la presente invención se describen a continuación por medio de ejemplos de realización. Debe observarse que la presente invención se refiere a todas las posibles combinaciones de las características enumeradas en las reivindicaciones. Características adicionales y ventajas de la presente invención se harán evidentes cuando se estudien las reivindicaciones adjuntas y la descripción del presente documento. Los expertos en la técnica se dan cuenta de que diferentes características de la presente invención se pueden combinar para crear modos de realización distintos a los descritos en el presente documento.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS

Se describirán a continuación los modos de realización ejemplificantes de la presente invención con referencia a los dibujos adjuntos.

La fig. 1 es una vista lateral, en parte en sección, esquemática de una disposición de prensado.

Las figs. 2a y 2b son vistas laterales, en parte en sección, esquemáticas de una parte inferior de una disposición de prensado.

La fig. 3 es una vista lateral, en parte en sección, esquemática de una disposición de prensado.

Las figs. 4 a 7 son ilustraciones esquemáticas de procedimientos de acuerdo con modos de realización de la presente invención.

Todas las figuras son esquemáticas, no necesariamente a escala, y muestran en general solo partes que son necesarias con el fin de dilucidar los modos de realización de la presente invención, en el que otras partes pueden omitirse o simplemente sugerirse.

DESCRIPCIÓN DETALLADA

La presente invención se describirá ahora a continuación con referencia a los dibujos adjuntos, en los cuales se muestran modos de realización ejemplificantes de la presente invención. No obstante, la presente invención se puede realizar de muchas formas diferentes y no se debería considerar limitada a los modos de realización de la presente invención descritos en el presente documento; en lugar de eso, estos modos de realización se proporcionan a modo de ejemplo con el fin de que esta divulgación transmita el alcance de la presente invención a los expertos en la técnica.

La fig. 1 es una vista lateral esquemática, en parte en sección, de una disposición de prensado 100. La disposición de prensado 100 está destinada a ser utilizada para prensar al menos un artículo, indicado esquemáticamente con el número de referencia 5. La disposición de prensado 100 comprende un recipiente a presión 2. Aunque no se muestra en la fig. 1, el recipiente a presión 2 puede comprender elementos, medios, módulos, etc., tales como uno 0 más puertos, entradas, salidas, válvulas, etc., para suministrar y descargar medio de presión hacia y desde el recipiente a presión 2.

El recipiente a presión 2 comprende un cilindro de presión 1, un cierre de extremo superior 3 y un cierre de extremo inferior 9. El recipiente a presión 2 comprende una cámara de horno 18. La cámara del horno 18 comprende un horno, o calefactor o elementos calefactores, para calentar el medio de presión en el recipiente a presión, por ejemplo, durante una fase de prensado de un ciclo de tratamiento. El horno se indica esquemáticamente en la fig.

1 con el número de referencia 36. De acuerdo con el modo de realización de la presente invención ilustrada en la fig. 1, el horno 36 puede estar dispuesto en una parte inferior de la cámara del horno 18. De forma alternativa o, además, el horno 36 podría disponerse en las proximidades del lado interior o de las superficies laterales de la cámara del horno 18. Debe entenderse que son posibles diferentes configuraciones y disposiciones del horno 36 en relación con, por ejemplo, dentro de la cámara del horno 18. Cualquier implementación del horno 36 con respecto a una disposición del mismo en relación con, por ejemplo, dentro de la cámara del horno 18 puede usarse en cualquiera de los modos de realización de la presente invención descritas en el presente documento. En el contexto de la presente solicitud, el término "horno" se refiere a los elementos o medios para proporcionar calefacción, mientras que el término "cámara del horno" se refiere al área o región en la que se encuentran el horno y posiblemente el compartimento de carga y cualquier artículo. Como se ilustra en la fig. 1, la cámara del horno 18 puede no ocupar todo el espacio interior del recipiente 2 a presión, pero puede dejar un espacio intermedio 10 del interior del recipiente a presión 2 alrededor de la cámara del horno 18. El espacio intermedio 10 forma un paso de guiado de medio de presión 10. Durante el funcionamiento del dispositivo de prensado 100, la temperatura en el espacio intermedio 10 puede ser menor que la temperatura en la cámara del horno 18, pero el espacio intermedio 10 y la cámara del horno 18 pueden estar a una presión igual o sustancialmente igual.

La superficie exterior de las paredes exteriores del recipiente a presión 2 puede estar provista de canales, conductos o tubos, etc. (no mostrados), cuyos canales, conductos o tubos, por ejemplo, pueden disponerse de modo que estén en conexión con la superficie exterior. de la pared exterior del recipiente a presión 2 y pueden disponerse para que discurra en paralelo a una dirección axial del recipiente a presión 2. Se puede proporcionar un refrigerante para enfriar las paredes del recipiente a presión 2 en los canales, conductos o tubos, por lo que las paredes del recipiente a presión 2 se pueden enfriar para proteger las paredes de la acumulación de calor perjudicial durante el funcionamiento del recipiente a presión 2. El refrigerante en los canales, conductos o tubos puede comprender, por ejemplo, agua, pero son posibles otro u otros tipos de refrigerantes. Un ejemplo de flujo de refrigerante en canales, conductos o tubos provistos en la superficie exterior de las paredes exteriores del recipiente a presión 2 se indica en la fig. 1 mediante las flechas en el exterior del recipiente a presión 2.

Aunque no se indica explícitamente en ninguna de las figuras, el recipiente a presión 2 puede disponerse de manera que pueda abrirse y cerrarse, de manera que cualquier artículo 5 dentro del recipiente a presión 2 pueda insertarse o retirarse. Una disposición del recipiente a presión 2 de manera que pueda abrirse y cerrarse puede realizarse de varias formas diferentes, como se conoce en la técnica. Aunque no se indica explícitamente en la fig. 1, uno o ambos del cierre del extremo superior 3 y el cierre del extremo inferior 9 pueden disponerse de modo que se puedan abrir y cerrar.

La cámara del horno 18 está rodeada por una carcasa aislada térmicamente 6, 7, 8 y está dispuesta de modo que el medio de presión pueda entrar y salir de la cámara del horno 18. De acuerdo con el modo de realización de la presente invención ilustrada en la fig. 1, la carcasa aislada térmicamente 6, 7, 8 comprende una parte aislante térmica 7, una carcasa 6 que encierra parcialmente la parte aislante térmica 7 y una parte aislante inferior 8. Aunque la carcasa termoaislada se denomina colectivamente mediante los números de referencia 6, 7, 8, no todos los elementos de la carcasa aislada térmicamente 6, 7, 8 pueden disponerse de forma que estén termoaislados o termoaislantes. Por ejemplo, la carcasa 6 puede no estar dispuesta de forma que sea termoaislante o termoaislante.

Un primer paso de guiado 13 está formado en el interior de la parte aislante térmica 7, entre la parte aislante térmica 7 y una pared del compartimento de carga 19, y está dispuesto para guiar hacia abajo el medio de presión que ha pasado a través del compartimento de carga 19. Se forma un paso de guía 11 entre la parte de aislante térmica 7 y la carcasa 6. Como se ilustra en la fig. 1, los pasos de guía 10, 11, 13 están dispuestos para formar al menos una parte de un bucle dentro del recipiente a presión 2. El flujo de medio de presión durante una fase de un ciclo de tratamiento se ilustra mediante las flechas dentro del recipiente a presión 2 mostrado en la fig. 1. Una parte del bucle comprende el paso de guía del medio de presión 11 formado entre las partes del alojamiento 6 y la parte de aislante térmica 7, respectivamente. El paso de guía del medio de presión 11 está dispuesto para guiar el medio de presión después de haber salido de la cámara del horno 18 hacia el cierre del extremo superior 3.

La disposición de prensado de la fig. 1 comprende además un primer generador de flujo 30 dispuesto dentro de la carcasa aislada térmicamente 6, 7, 8. Aquí, el primer generador de flujo 30 se ejemplifica como un ventilador o similar para la circulación del medio de presión dentro de la cámara del horno 18. El paso de guía 13 está en comunicación fluida con el primer generador de flujo 30, de modo que el medio de presión del paso de guía 13 puede volver a entrar en el compartimiento de carga a través del primer generador de flujo 30. La disposición de prensado 100 comprende además un segundo generador 32 de flujo dispuesto debajo de la carcasa 8 aislada térmicamente. De manera análoga al primer generador de flujo 30, el segundo generador de flujo 32 también se ejemplifica como un ventilador o similar para la circulación del medio de presión. El segundo generador de flujo 32 está en comunicación fluida con el primer generador de flujo 30 de manera que el medio de presión que circula por el segundo generador de flujo 32 se alimenta al primer generador de flujo 30 para alimentarlo más al compartimiento de carga 19 del dispositivo de prensado 100.

Las figs. 2a y 2b son vistas laterales esquemáticas, en parte en sección, de una parte inferior de una disposición de prensado 100, por ejemplo, como se describe y divulga en la fig. 1.

La fig. 2a describe el flujo de medio de presión durante una etapa o fase de enfriamiento del ciclo de tratamiento de la disposición de prensado y la fig. 2b describe el flujo de medio de presión durante una etapa o fase de calentamiento del ciclo de tratamiento de la disposición de prensado. En las figs. 2a y 2b, la disposición de prensado comprende un primer generador de flujo 30 dispuesto dentro de la carcasa termoaislada. Aquí, el primer generador de flujo 30 se ejemplifica como un ventilador o similar para la circulación del medio de presión dentro de la cámara del horno 18. De acuerdo con el modo de realización de la presente invención ilustrada en la fig. 1, el ventilador 30 puede, por ejemplo, estar dispuesto en la abertura mencionada anteriormente en la parte aislante inferior. El primer paso de guía 13 está en comunicación fluida con el primer generador de flujo 30, de modo que el medio de presión del paso de guía 13 puede volver a entrar en el compartimiento de carga 19 a través del primer generador de flujo 30. La disposición de prensado 100 comprende además un segundo generador de flujo 32 dispuesto debajo de la carcasa con aislante térmica. De manera análoga al primer generador de flujo 30, el segundo generador de flujo 32 también se ejemplifica como un ventilador o similar para la circulación del medio de presión. El segundo generador de flujo 32 está en comunicación fluida con el primer generador de flujo 30 a través de un tubo 31 de tal manera que el medio de presión circulado por el segundo generador de flujo 32 se alimenta al primer generador de flujo 30 para alimentarse además al compartimiento de carga del dispositivo de prensado.

En la fig. 2a, que describe el flujo durante una etapa o fase de enfriamiento del ciclo de tratamiento de la disposición de prensado, el medio de presión que es guiado en el segundo paso de guía 10 de regreso hacia la cámara del horno 18 puede entrar en un espacio entre la cámara del horno 18, o la parte aislante inferior, y el cierre del extremo inferior. Se apreciará que el medio de presión que ha pasado a través del segundo paso de guía 10, en el que el medio de presión puede haberse enfriado aún más al ser llevado cerca de la superficie interior de las paredes del cilindro de presión, puede tener una temperatura relativamente baja. Por tanto, el medio de presión de temperatura relativamente baja puede ser transportado, a través del segundo generador de flujo 32, hacia el primer generador de flujo 30 para su transporte adicional al compartimiento de carga. La disposición de prensado 100 puede comprender además una disposición de control (no mostrada) configurada para controlar un suministro de medio de presión desde el primer paso de guía 13 al primer generador de flujo 30 y para controlar un suministro de medio de presión desde el segundo paso de guía 10 al segundo generador de flujo 32. La disposición de control puede configurarse además para controlar el funcionamiento (por ejemplo, revoluciones por minuto, rpm) del primer generador de flujo 30 y/o el segundo generador de flujo 32. Por ejemplo, en caso de que se desee un enfriamiento relativamente rápido en el ciclo de tratamiento de la disposición de prensado, la disposición de control puede configurarse para suministrar una parte relativamente grande del medio de presión relativamente frío desde el paso de guía 10 hacia el compartimiento de carga a través del segundo generador de flujo 32, por ejemplo, abriendo (completamente) una o más válvulas.

En la fig. 2b, que describe el flujo durante una etapa o fase de calentamiento del ciclo de tratamiento de la disposición de prensado, la disposición de control puede configurarse para detener cualquier suministro de medio de presión al segundo generador de flujo 32 cerrando una o más válvulas tales que nada, o un mínimo, de medio de presión (relativamente frío) se transporta a través del tubo 31 hacia el primer generador de flujo 30. En combinación con esto, la disposición de control puede configurarse opcionalmente para abrir una o más válvulas para un suministro de medio de presión al primer generador de flujo 30 para una circulación de medio de presión (relativamente caliente). Por tanto, solo el medio de presión del paso de guía 13 puede ser aspirado al primer generador de flujo 30 y transportado además en el compartimiento de carga de la disposición de prensado.

La fig. 3 es una vista lateral esquemática, en parte en sección, de una disposición de prensado 100 de acuerdo con un modo de realización a modo de ejemplo. Se apreciará que la disposición de prensado 100, como se muestra, tiene muchas características y componentes en común con la disposición de prensado mostrada en la fig. 1, y por lo tanto se hace referencia a la fig. 1 por razones de simplicidad. En la fig. 3, un elemento intercambiador de calor 170 está dispuesto en el cierre del extremo superior 3 de la disposición de prensado 100. El elemento intercambiador de calor 170 comprende un circuito 180 para permitir una circulación del medio de enfriamiento dentro del circuito 180 del elemento intercambiador de calor 170 para un enfriamiento del medio de presión dispuesto para pasar a través del elemento intercambiador de calor 170 en el cierre del extremo superior 3. El medio de presión puede, desde la abertura del alojamiento 6, pasar a través de un paso 200 del elemento intercambiador de calor 170 dispuesto en el cierre del extremo superior 3. Más específicamente, el medio de presión puede entrar en el paso 200 a través de una entrada 205 del paso 200 en una parte central del elemento intercambiador de calor 170, y salir del paso 200 a través de una salida 210 en una parte periférica del elemento intercambiador de calor 170. A continuación, el medio de presión puede entrar en el segundo paso de guía 10. Se apreciará que el medio de presión que entra en el elemento intercambiador de calor 170 puede entrar en un contacto térmico relativamente estrecho con el elemento intercambiador de calor 170 siendo enfriado por el medio refrigerante que pasa a través del circuito 180 del mismo. Por tanto, el medio de presión se puede enfriar de forma eficaz y/o rápida mediante el elemento intercambiador de calor 170. El circuito 180 del elemento intercambiador de calor 170 comprende un tubo de entrada 185 que está conectado de forma fluida al circuito 180 a través de los canales 197 para un suministro de medio refrigerante al circuito 180. De forma análoga, el circuito 180 comprende un tubo de salida 195 conectado de forma fluida al circuito 180 para una descarga del medio refrigerante del circuito 180. Durante el funcionamiento del elemento intercambiador de calor 170, el medio de enfriamiento se dispone de este modo para circular dentro del circuito 180 del elemento intercambiador de calor 170 para una transferencia de calor o enfriamiento del medio de presión que pasa por el cierre del extremo superior 3. Como la temperatura del medio refrigerante es significativamente más baja que la temperatura del medio de presión, hay una transferencia de frío del medio de enfriamiento al medio de presión, o análogamente, una transferencia de calor del medio de presión al medio de enfriamiento. Se apreciará que el elemento intercambiador de calor 170 descrito en la fig. 3 es esquemático y que son posibles otras configuraciones. Por ejemplo, el elemento intercambiador de calor 170 puede disponerse de forma alternativa en el cierre del extremo inferior 9 con el mismo circuito 180 o uno similar que en el cierre del extremo superior 3.

La fig. 4 es una ilustración esquemática de un procedimiento 101 de acuerdo con un modo de realización de la presente invención para el tratamiento de al menos un artículo en una disposición de prensado 100, por ejemplo, como se ejemplifica en la fig. 1. En primer lugar, el procedimiento 101 comprende el paso de aumentar 110 la temperatura en el compartimento de carga, en el que están dispuestos uno o más artículos, mediante el al menos un elemento calefactor en la cámara del horno. El procedimiento 101 puede aumentar 110 la temperatura durante el tiempo hasta, en el que puede depender de factores tales como el material de los artículos a tratar o procesar, el tamaño y/o configuración de la disposición de prensado, etc. El tiempo tü puede ser, por ejemplo, de 5 horas, preferentemente de 3 horas y más preferentemente de 1,5 horas.

El procedimiento 101 puede aumentar 110 la temperatura arbitrariamente, es decir, de una manera no especificada. Sin embargo, y de acuerdo con un modo de realización preferente, el procedimiento 101 puede aumentar 110 la temperatura en el compartimiento de carga con una velocidad (gradiente) AT|/At de al menos 10 °C/min., preferentemente al menos 30 °C/min. Además, y también de acuerdo con un modo de realización preferente, el procedimiento 101 puede, durante el paso de aumentar 110 la temperatura, mantener la diferencia de temperatura en el compartimento de carga dentro de un intervalo de temperatura AT0 de 50 °C, preferentemente 35 °C, y lo más preferente 20 °C.

Después del paso del procedimiento 101 de aumentar 110 la temperatura en el compartimiento de carga del dispositivo de prensado 100, el nivel de temperatura T1 dentro del compartimiento de carga puede ser de 500-3000 °C, preferentemente 1000-1400 °C, y más preferentemente ca. 1200 °C.

Después del paso de aumentar 110 la temperatura en la disposición de prensado 100, el procedimiento 101 puede comprender además el paso de mantener 120 la temperatura (aumentada) en el nivel de temperatura predeterminado antes mencionado T1 durante un período de tiempo seleccionado t-i. El período de tiempo seleccionado t1 de mantener T1 puede ser de 0,1 a 6 horas, preferentemente de 0,5 a 4 horas y más preferentemente de 1 a 2 horas. De acuerdo con un modo de realización preferente, el procedimiento 101 puede, durante el paso de mantener 120 la temperatura aumentada en el compartimiento de carga, mantener la diferencia de temperatura en el compartimiento de carga dentro de un intervalo de temperatura AT1 de 8 °C, preferentemente 5 °C, y lo más preferente 2 °C.

El procedimiento 101 puede comprender además el paso de reducir 140 la temperatura en el compartimiento de carga después de los pasos de aumentar a 110 °C la temperatura y mantener a 120 °C la temperatura aumentada en la disposición de prensado. La temperatura en el compartimento de carga puede reducirse 140 durante el tiempo t2. La velocidad (gradiente) ATo/At de la reducción de temperatura (es decir, la velocidad de enfriamiento) puede ser al menos 200 °C/min., preferentemente al menos 250 °C/min., y más preferentemente al menos 300 °C/min.

Durante los pasos del procedimiento 101 de aumentar 110 la temperatura y mantener 120 la temperatura aumentada en el compartimento de carga 19 de la disposición de prensado, como se indica esquemáticamente en la fig. 4, el procedimiento 101 comprende además hacer circular 130 el medio de presión dentro del recipiente a presión mediante el al menos un generador de flujo en la disposición de prensado. Por tanto, el procedimiento 101 comprende hacer funcionar uno o más de los generadores de flujo tanto durante la fase de calentamiento, en la que el procedimiento 101 aumenta 110 la temperatura en el compartimento de carga, como durante la fase de mantenimiento, en la que el procedimiento 101 mantiene 120 el aumento de temperatura en el compartimento de carga. Se apreciará que el procedimiento 101 de este modo ocasiona una distribución de temperatura relativamente constante o uniforme en el compartimento de carga, tanto durante la subfase de aumento 110 de temperatura (fase de calentamiento) como durante la subfase de mantenimiento 120 de la temperatura aumentada (fase de mantenimiento). En otras palabras, la diferencia ATo de temperatura en el compartimento de carga de la disposición de prensado durante el paso de aumentar 110 la temperatura y la diferencia AT1 de temperatura en el compartimento de carga de la disposición de prensado durante el paso de mantener 120 la temperatura, puede ser relativamente pequeña mediante el procedimiento inventivo de la presente invención.

La fig. 4 muestra un modo de realización adicional del procedimiento 101 de la presente invención. Aquí, el medio de presión dentro del recipiente a presión se hace circular haciendo funcionar el al menos un generador de flujo a una primera velocidad R1 durante el paso de aumentar 110 la temperatura dentro del compartimento de carga. Además, el medio de presión dentro del recipiente a presión se hace circular haciendo funcionar el al menos un generador de flujo a una segunda velocidad R2 durante el paso de mantener 120 la temperatura dentro del compartimiento de carga, en el que la segunda velocidad R2 es menor que la primera velocidad R1, es decir, R2<R-i . Por ejemplo, el procedimiento 101 puede hacer funcionar uno o más de los generadores de flujo a una velocidad R1 durante hasta y a la velocidad R2 Durante t-i. Además, el procedimiento 101 puede mantener la segunda velocidad R2 relativamente baja, por ejemplo, a una velocidad mínima para mantener la convención forzada por el (los) generador(es) de flujo en el recipiente a presión. Además, el procedimiento 101 puede hacer funcionar uno o más de los generadores de flujo a una velocidad en función de las propiedades del fluido del medio de presión. Por lo tanto, durante el paso de aumentar 110 la temperatura y/o el paso de mantener 120 la temperatura aumentada, el procedimiento puede configurarse para hacer circular el medio de presión dentro del recipiente a presión haciendo funcionar el (los) generador(es) de flujo a velocidad(es) que depende(n) de las propiedades fluidas del medio de presión.

La fig. 5 es una ilustración esquemática de un procedimiento 200 de acuerdo con un modo de realización de la presente invención para el tratamiento de al menos un artículo en una disposición de prensado 100, por ejemplo, como se ejemplifica en la fig. 1. Además, se apreciará que los pasos del procedimiento 200 incluyen uno o más de los pasos del procedimiento 101 como se describió previamente en el texto y en la fig. 4, y por la presente se hace referencia al texto y la figura mencionados para una mayor comprensión. Inicialmente, es decir, en la parte más a la izquierda del diagrama T, P de la fig. 5, el calentamiento (es decir, aumento de temperatura T) se realiza al vacío, por lo que la presión P disminuye ligeramente desde el nivel de presión atmosférica. A partir de entonces, y en combinación con los pasos descritos anteriormente de aumentar, mantener y/o enfriar la temperatura en el compartimiento de carga del recipiente a presión durante el funcionamiento de uno o más generadores de flujo, el procedimiento 200 comprende además el paso de aumentar 210 la presión en el compartimento de carga. El procedimiento 200 comprende además el paso de mantener 220 la presión aumentada a un nivel de presión predeterminado, P1, durante un período de tiempo seleccionado, t3. La presión predeterminada P1 puede ser de 20 a 500 MPa, preferentemente de 50 a 300 MPa y más preferentemente de 80 a 250 MPa. Se apreciará que el paso de mantener 220 la presión en el compartimento de carga se puede realizar (pero no necesariamente) simultáneamente con el paso anteriormente descrito de mantener la temperatura en el compartimento de carga. En otras palabras, el período de tiempo seleccionado t3 de mantener P1 puede corresponder al período de tiempo seleccionado t1 de mantener T1 en el compartimento de carga.

La fig. 6 es una ilustración esquemática de un procedimiento 400 de acuerdo con uno o más modos de realización de la presente invención para el tratamiento de al menos un artículo. La disposición de prensado, por ejemplo, como se ejemplifica en la fig. 1, puede comprender además al menos un elemento para enfriar el medio de presión. Por tanto, después de los pasos de aumentar la temperatura y mantener la temperatura aumentada, el procedimiento 400 puede comprender el paso de reducir 410 la temperatura en el compartimento de carga por medio del (de los) elemento(s). Por ejemplo, el elemento puede constituir o comprender un elemento intercambiador de calor dispuesto en el cierre del extremo superior de la disposición de prensado como se describe en la fig. 3. Más específicamente, el elemento intercambiador de calor puede comprender un circuito para permitir una circulación del medio de enfriamiento dentro del circuito del elemento intercambiador de calor para un enfriamiento del medio de presión dispuesto para pasar a través del elemento intercambiador de calor en el cierre del extremo superior. El elemento puede, de forma alternativa, o en combinación con él, constituir o comprender un elemento intercambiador de calor dispuesto en el cierre del extremo inferior de la disposición de prensado. De forma alternativa, o en combinación con esto, el elemento puede además constituir o comprender un elemento absorbente de calor dispuesto dentro del recipiente a presión y configurado para absorber calor del medio de presión. El procedimiento 400 puede comprender además el paso de hacer circular 420 un medio de presión dentro del recipiente a presión, por lo que el medio de presión está dispuesto para pasar a través del compartimento de carga. En caso de que la disposición de prensado comprenda un elemento intercambiador de calor dispuesto en el cierre del extremo superior de la disposición de prensado, el procedimiento 400 puede comprender además el paso de guiar 430 el medio de presión a través de un paso del elemento intercambiador de calor para permitir un flujo de medio de presión a través del elemento intercambiador de calor, y hacer circular 440 un medio de enfriamiento dentro del elemento intercambiador de calor para un enfriamiento del medio de presión dispuesto para fluir a través del elemento intercambiador de calor. De forma alternativa, o en combinación con el elemento intercambiador de calor, la disposición de prensado puede comprender un elemento absorbente de calor dispuesto dentro del recipiente a presión. Por lo tanto, el procedimiento 400 puede comprender además hacer circular 450 un medio de presión dentro del recipiente a presión, por lo que el medio de presión está dispuesto para pasar a través del elemento absorbente de calor.

El procedimiento 400 puede comprender además el paso de controlar 460 un suministro de medio de presión a al menos uno de uno o más generadores de flujo durante uno o más de los pasos 410, 420, 430, 440 y/o 450. El procedimiento 400 puede comprender además el paso de controlar 470 el funcionamiento de al menos uno de los uno o más generadores de flujo durante uno o más de los pasos 410, 420, 430, 440 y 450. De acuerdo con la disposición de prensado 100 como se ejemplifica en la fig. 1, el medio de presión que es guiado en el paso de guía del medio de presión hacia la cámara del horno puede entrar en un espacio entre la cámara del horno, o la parte aislante inferior, y el cierre del extremo inferior. Se apreciará que el medio de presión que ha pasado por el elemento intercambiador de calor y ha pasado por el segundo paso de guía, en el que el medio de presión puede haberse enfriado más al ser llevado cerca de la superficie interior de las paredes del cilindro de presión, puede tener una temperatura relativamente baja. Por tanto, el medio de presión de temperatura relativamente baja puede transportarse, a través del segundo generador de flujo, hacia el primer generador de flujo para su transporte adicional al compartimento de carga. Por lo tanto, mediante el paso de controlar 460 un suministro de medio de presión al primer y/o segundo generadores de flujo y/o el paso de controlar el funcionamiento (por ejemplo, revoluciones por minuto, rpm) del primer y/o segundo generador de flujo, mediante el procedimiento 400 se puede conseguir una fase de calentamiento, mantenimiento y/o enfriamiento aún más controlada y/o más rápida del ciclo de tratamiento. Por ejemplo, el procedimiento 400 puede detener cualquier suministro de medio de presión al segundo generador de flujo cerrando una o más válvulas de manera que no circule medio de presión (relativamente frío) o circule un mínimo de este. En combinación con esto, la disposición de control puede configurarse opcionalmente para abrir una o más válvulas para un suministro de medio de presión al primer generador de flujo para una circulación de medio de presión (relativamente caliente).

La fig. 7 es una ilustración esquemática de un procedimiento 500 de acuerdo con uno o más modos de realización de la presente invención para el tratamiento de al menos un artículo. El procedimiento 500 puede comprender en primer lugar el paso de disponer 510 de al menos un artículo a procesar dentro del compartimento de carga de una disposición de prensado. El procedimiento 500 puede comprender a partir de entonces los pasos de aumentar 520 la temperatura en el compartimento de carga y aumentar 530 la presión en el compartimento de carga. Cabe señalar que los pasos de aumentar 520 la temperatura y aumentar la presión 530 en el compartimento de carga pueden realizarse simultáneamente. El procedimiento 500 comprende además el paso de mantener 540 la temperatura aumentada a un nivel de temperatura predeterminado T1 durante un período de tiempo seleccionado t1 realizando al menos un paso de uno o más de los procedimientos 100, 200, 400 descritos anteriormente. El procedimiento 500 puede comprender además los pasos de mantener 550 la presión aumentada a un nivel de presión predeterminado P1 durante un período de tiempo seleccionado t3. Los pasos de mantener 540 la temperatura aumentada y mantener 550 la presión aumentada se pueden realizar simultáneamente, es decir, el período de tiempo t3 seleccionado de mantener P1 puede corresponder al período de tiempo seleccionado t1 de mantener T1 en el compartimento de carga. El procedimiento 500 puede comprender además el paso de reducir 560 la temperatura en el compartimento de carga realizando al menos un paso de uno o más de los procedimientos 100, 200, 400 descritos anteriormente. El procedimiento 500 puede comprender además controlar 570 un suministro de medio de presión y/o controlar 580 el funcionamiento de al menos uno de los primeros y segundos generadores de flujo.

En conclusión, se describe un procedimiento para procesar al menos un artículo en una disposición de prensado. La disposición de prensado comprende un recipiente a presión que comprende un cilindro de presión y una cámara de horno dispuesta dentro del recipiente a presión para calentar un medio a presión. La cámara del horno comprende al menos un elemento calefactor y un compartimento de carga para contener al menos un artículo, en el que el compartimento de carga está dispuesto dentro de la cámara del horno. La disposición de prensado comprende además al menos un generador de flujo para hacer circular medio a presión dentro del recipiente a presión. El procedimiento comprende el paso de aumentar la temperatura en el compartimento de carga mediante el al menos un elemento calefactor en la cámara del horno. El procedimiento comprende además el paso de mantener la temperatura aumentada a un nivel de temperatura predeterminado durante un período de tiempo seleccionado. Durante los pasos de aumentar la temperatura y mantener la temperatura aumentada, el procedimiento comprende además el paso de hacer circular el medio a presión dentro del recipiente a presión mediante el al menos un generador de flujo.

Aunque la presente invención se ha ilustrado en los dibujos adjuntos y en la descripción anterior, dicha ilustración debe considerarse ilustrativa o ejemplificante, y no restrictiva; la presente invención no se limita a los modos de realización divulgados. Otras variaciones de los modos de realización divulgados pueden ser entendidas y efectuadas por los expertos en la técnica al poner en práctica la invención reivindicada, a partir de un estudio de los dibujos, la divulgación y las reivindicaciones adjuntas. En las reivindicaciones adjuntas, la palabra "que comprende" no excluye otros elementos o pasos, y el artículo indefinido "un" o "una" no excluye una pluralidad. El mero hecho de que ciertas medidas se mencionen en reivindicaciones dependientes mutuamente diferentes no indica que no pueda usarse una combinación de estas medidas de manera ventajosa. Cualquier signo de referencia en las reivindicaciones no se interpretará como una limitación del alcance.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Un procedimiento (100) para procesar al menos un artículo (5) en una disposición de prensado que comprende un recipiente a presión (2) que comprende un cilindro de presión (1), una cámara de horno (18) dispuesta dentro del recipiente a presión para calentar un medio de presión, en el que la cámara del horno comprende al menos un elemento calefactor, y un compartimento de carga (19) para contener el al menos un artículo, en el que el compartimento de carga está dispuesto dentro de la cámara del horno, y al menos un generador de flujo (30, 32) para circular medio de presión dentro del recipiente a presión, en el que el procedimiento comprende los pasos de: aumentar (110) la temperatura en el compartimento de carga mediante el al menos un elemento calefactor en la cámara del horno;

mantener (120) la temperatura aumentada a un nivel de temperatura predeterminado, T1, durante un período de tiempo seleccionado, t-i;

y durante los pasos de aumentar la temperatura y mantener la temperatura aumentada,

hacer circular (130) el medio de presión dentro del recipiente a presión por el al menos un generador de flujo, en el que el procedimiento además está caracterizado por que comprende

durante el paso de aumentar la temperatura,

hacer circular el medio de presión dentro del recipiente a presión haciendo funcionar el al menos un generador de flujo a una primera velocidad R1; y

durante el paso de mantener la temperatura aumentada,

hacer circular el medio de presión dentro del recipiente a presión haciendo funcionar el al menos un generador de flujo a una segunda velocidad R2,

en el que la segunda velocidad es menor que la primera velocidad.

2. El procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, que comprende, además,

durante el paso de aumentar la temperatura,

aumentar la temperatura con una velocidad de al menos 10 °C/min., preferentemente al menos 30 °C/min.

3. El procedimiento de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende, además, durante el paso de aumentar la temperatura,

mantener la diferencia de temperatura en el compartimento de carga dentro de un intervalo de temperatura AT0 de 50 °C, preferentemente 35 °C, y lo más preferente 20 °C.

4. El procedimiento de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende, además, durante el paso de mantener la temperatura aumentada,

mantener la diferencia de temperatura en el compartimento de carga dentro de un intervalo de temperatura AT1 de 8 °C, preferentemente 5 °C, y lo más preferente 2 °C.

5. El procedimiento de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende, además aumentar la presión en el compartimento de carga; y

mantener el aumento de presión a un nivel de presión predeterminado, P1, durante un período de tiempo seleccionado, t3.

6. El procedimiento de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende, además después de los pasos de aumentar la temperatura y mantener la temperatura aumentada,

reducir (140) la temperatura en el compartimento de carga.

7. El procedimiento de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la disposición de prensado comprende al menos un elemento para enfriar el medio de presión, con el procedimiento que comprende además el paso de

enfriar (410) el medio de presión permitiendo que el medio de presión pase a través del al menos un elemento.

8. El procedimiento de acuerdo con la reivindicación 7, en el que el recipiente a presión de la disposición de prensado comprende además un cierre de extremo superior y un cierre de extremo inferior, y al menos un elemento intercambiador de calor dispuesto en al menos uno del cierre de extremo superior y el cierre de extremo inferior, en el que el procedimiento comprende, además

hacer circular (420) un medio de presión dentro del recipiente a presión, por lo que el medio de presión está dispuesto para pasar a través del compartimento de carga,

guiar (430) el medio de presión a través de un paso del al menos un elemento intercambiador de calor para permitir un flujo de medio de presión a través del al menos un elemento intercambiador de calor, y

hacer circular (440) un medio refrigerante dentro del al menos un elemento intercambiador de calor para un enfriamiento del medio de presión dispuesto para fluir a través del al menos un elemento intercambiador de calor.

9. El procedimiento de acuerdo con la reivindicación 7 u 8, en el que el recipiente a presión de la disposición de prensado comprende además un elemento absorbente de calor dispuesto dentro del recipiente a presión y configurado para absorber calor del medio de presión, en el que el procedimiento comprende, además medio de presión circulante (450) dentro del recipiente a presión, por lo que el medio de presión está dispuesto para pasar a través del elemento absorbente de calor.

10. El procedimiento de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la cámara del horno está al menos parcialmente encerrada por una carcasa aislada térmicamente (6, 7, 8) que comprende una parte (7) aislante térmica y una carcasa (6) al menos encerrando parcialmente la parte termoaislante, en la que la disposición de prensado comprende además un primer generador de flujo (30) dispuesto dentro de la carcasa termoaislada, y un segundo generador de flujo (32) dispuesto debajo de la carcasa termoaislada, en el que el procedimiento comprende además

controlar (460) un suministro de medio de presión a al menos uno del primer generador de flujo y el segundo generador de flujo.

11. El procedimiento de acuerdo con la reivindicación 10, que comprende, además

controlar (470) el funcionamiento de al menos uno del primer generador de flujo y el segundo generador de flujo.

12. Un procedimiento (500) para el tratamiento a alta presión de al menos un artículo en una disposición de prensado que comprende un recipiente a presión que comprende un cilindro de presión, una cámara de horno dispuesta dentro del recipiente a presión para calentar un medio de presión, en el que la cámara del horno comprende al menos una elemento calefactor y un compartimento de carga para contener el al menos un artículo, en el que el compartimento de carga está dispuesto dentro de la cámara del horno, y al menos un generador de flujo para hacer circular el medio a presión dentro del recipiente a presión, en el que el procedimiento comprende los pasos secuenciales de:

disponer (510) al menos un artículo a procesar dentro del compartimento de carga;

aumentar (520) la temperatura en el compartimento de carga y aumentar (530) la presión en el compartimento de carga;

mantener (540) la temperatura aumentada a un nivel de temperatura predeterminado, T1, durante un período de tiempo seleccionado, t-i, realizando el procedimiento de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 - 5, y manteniendo (550) el aumento de presión a un nivel de presión predeterminado, P1, durante un período de tiempo seleccionado, t3; y

reducir (560) la temperatura en el compartimento de carga mediante el modo de realización del procedimiento de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 6 - 9.

13. El procedimiento de acuerdo con la reivindicación 12, que comprende además controlar (570) un suministro de medio de presión de acuerdo con la reivindicación 10.

14. El procedimiento de acuerdo con la reivindicación 12 o 13, que comprende, además

controlar (580) el funcionamiento de al menos uno del primer generador de flujo y el segundo generador de flujo de acuerdo con la reivindicación 11.