一种内加热式的温等静压装置及温等静压方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种内加热式的温等静压装置及温等静压方法，属于温等静压装置技术领域，解决了现有温等静压装置中介质油温度不均匀，影响压制产品性能的均匀性等技术问题；该温等静压装置包括承压容器、加热单元、加压单元和隔离单元；承压容器包括筒体以及筒体密封件；隔离单元包括隔热屏和隔热底座，隔热屏为倒U型，隔热底座上方设有料框，隔热屏和隔热底座围成的区域为加热区。加热单元包括发热体和引电电极，发热体下端与引电电极连接，引电电极穿过筒体下端的筒体密封件和隔热底座；加压单元用于向承压容器内加压。本发明专利技术具有温度控制精准和温度均匀性优异的特性，能够大幅提升温等静压产品的性能。

A Thermo-Isostatic Pressure Device with Internal Heating and Thermo-Isostatic Pressure Method

【技术实现步骤摘要】
一种内加热式的温等静压装置及温等静压方法
本专利技术涉及新材料温等静压
，尤其涉及一种内加热式的温等静压装置及温等静压方法。
技术介绍
等静压技术是一种利用密闭高压容器内制品在各向均等的超高压压力状态下成型的超高压液压先进设备。等静压技术按成型和固结时的温度高低，分为冷等静压、温等静压、热等静压三种不同类型。温等静压是在一定的温度条件下，对粉末材料施加各向均等的压力，进行成形的工艺技术。作为粉末材料成形的良好途径，具有提高复合材料成形部件性能，改善成形均匀性、增加材料利用率、降低成本等优势。随着新材料行业的不断进步以及温等静压工艺的不断成熟，温等静压技术已从军工等尖端领域逐步过渡到民用行业，如工程材料成形、粉末材料成形、混合层压等。温等静压设备是实现温等静压工艺的载体，目前，温等静压工艺的实现方式为：将待压物料放入高压容器内，然后将具有一定温度的工作介质油充入高压容器，将端盖关闭形成密闭容器。通过增压器将具有同样温度或略高温度的工作介质油充入高压容器进行增压，待压物料在工作介质油中一定温度及压力作用下，完成成形过程。从上述原理可知，温等静压的温度控制完全依赖于预热的工作介质油，介质油在管路中以及高压容器中均存在一定的热量损失，会引起油温的降低，进而导致整个温等静压工艺过程温度不稳定。且由于油温存在一定的温度梯度，会造成整个容器内部温度不均匀，进而影响压制产品的均匀性。因此，在进行温等静压工艺时，如何精确地控制温度、并始终保持整个压制过程中的温度均匀性，成为温等静压技术的关键，现有温等静压设备无法满足上述需求。
技术实现思路
鉴于上述的分析，本专利技术提供一种内加热式的温等静压装置和温等静压方法，能够提高温等静压温度控制的精准度及温度均匀性，从而提升温等静压材料的性能。本专利技术的目的主要是通过以下技术方案实现的：一方面，本专利技术公开了一种内加热式的温等静压装置，包括承压容器、加热单元、加压单元和隔离单元；承压容器包括筒体以及筒体密封件；加热单元包括发热体和引电电极，发热体下端与引电电极连接；引电电极安装于下塞内部；加压单元用于向承压容器内加压；隔离单元包括隔热屏和隔热底座，隔热屏为倒U型，隔热底座上方设有料框，隔热屏和隔热底座围成的区域为加热区。在一种可能的设计中，加压单元至少包括两个结构相同的增压器，增压器的出口管道穿过筒体密封件和隔热底座进入加热区，出口管道倾斜设置且其中心线交。在一种可能的设计中，加压单元至少包括两个结构相同的增压器，两个增压器在筒体内的管道分别连接有第一旋转导流筒和第二旋转导流筒；第一旋转导流筒和第二旋转导流筒上均设有第一导流孔。在一种可能的设计中，第一旋转导流筒和第二旋转导流筒上分别设有第一喷头和第二喷头，第一喷头和第二喷头沿圆周方向均设有第二导流孔。进一步地，承压容器内部的压力为10～300MPa，温度为50～300℃。进一步地，料框包括上盖和底框，且料框形状为圆柱形，底框的侧壁上设有多个用于流通加热介质的通孔，底框内放置待压式样。进一步地，筒体密封件包括上塞和下塞，增压器引电电极穿过下塞延伸至加热区内。另一方面，本专利技术提供了一种内加热式的温等静压方法，采用上述的内加热式的温等静压装置，该温等静压方法包括以下步骤：S1.将待压物料放入料框并将料框放置于隔热底座上，用筒体密封件将承压容器密封；S2.向承压容器中注入加热介质，加热介质注满后利用加压单元和加热单元分别对加热介质进行增压和加热，待加热介质的温度和压力达到设定数值后对承压容器进行保温保压，然后对待压物料进行压制；S3.待物料压制完成后，对承压容器进行降温和卸压，获得温等静压产品。另一方面，本专利技术还提供了一种内加热式的温等静压方法，采用上述的内加热式的温等静压装置，该温等静压方法包括以下步骤：S1’.将待压物料放入料框并将料框放置于隔热底座上，用筒体密封件将承压容器密封；S2’.利用两个增压器的倾斜出口管道向承压容器中注入加热介质，加热介质在倾斜出口管道出口处进行交汇和涡流；同时利用加热单元对加热介质进行加热，待加热介质的温度和压力达到设定数值后对承压单元进行保温保压，然后对待压物料进行压制；S3’.待物料压制完成后，对承压容器进行降温和卸压，获得温等静压产品。再一方面，本专利技术还提供了一种内加热式的温等静压方法，采用上述的内加热式的温等静压装置，该温等静压方法包括以下步骤：S1”.将待压物料放入料框中，然后将料框放置于隔热底座上，用筒体密封件的上塞将承压容器密封；S2”.加热介质通过两个增压器上的第一导流孔和第二导流孔进入加热区，并在承压容器内形成涡流，同时利用加热单元对加热介质进行加热，待加热介质的温度和压力达到设定数值后进行保温保压，然后对待压物料进行压制；S3”.待物料压制完成后，对承压容器进行降温和卸压，获得温等静压产品。进一步地，料筐的材质为不锈钢；发热体的形状为丝状、棒状或带状，材质为铁铬铝。本专利技术至少可实现如下有益效果之一：(1)与现有技术相比，本专利技术的加热单元设置在筒体内部，这种设置方式能够对加热介质直接加热，避免了介质油在管路及承压容器内的热量损失，进而保证介质油处于温度均匀稳定的状态，最终保证压制产品性能的均匀性。(2)通过将两个增压器的出口管道倾斜设置，能够使介质油在两个出口管道处发生汇流并产生扰动，扰动能够保证不同的介质油与加热体进行接触，从而使处于隔热屏内部的介质油处于温度均匀性良好的环境中，从而避免在承压容器内产生温度梯度，最终保证温等静压装置能够满足高均匀性温等静压产品的成形要求。(3)本专利技术将结构相同的两个增压器分别连接有第一旋转导流筒和第二旋转导流筒，且第一旋转导流筒和第二旋转导流筒上均设有第一导流孔，第一导流孔沿第一旋转导流筒和第二旋转导流筒环向方向上均匀分布；当两个增压器开始工作时，第一旋转导流筒和第二旋转导流筒绕其内部的旋转轴转动，第一旋转导流筒和第二旋转导流筒内的介质油受离心力的作用开始通过第一导流孔甩出并形成旋流和扰动，受到扰动的介质油能够充分的被加热体进行加热并进行充分的混合，从而避免在承压容器内产生温度梯度，进而保证承压容器内部加热介质的温度均匀性。(4)通过在第一喷头和第二喷头上设置第二导流孔，第二导流孔沿第一喷头和第二喷头的环向方向上呈散射状分布；当介质油经第二导流孔均匀的喷出到加热区，当第一喷头和第二喷头随着第一旋转导流筒和第二旋转导流筒旋转时，从第二导流孔喷出的介质油同样能够形成进一步扰动，受到扰动的介质油能够充分的被加热和被混合，从而保证承压容器内部加热介质的温度均匀性。本专利技术的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分可从说明书中变得显而易见，或者通过实施本专利技术而了解。本专利技术的目的和其他优点可通过在所写的说明书实施例以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。附图说明附图仅用于示出具体实施例的目的，而并不认为是对本专利技术的限制，在整个附图中，相同的参考符号表示相同的部件。图1为实施例1提供的内加热式的温等静压装置的承压容器及内部结构示意图。附图标记：其中：1-待压物料；2-加热介质；3-料框；4-发热体；5-隔热屏；6-隔热底座；7-下塞；8-上塞；9-筒体；10-电极；11-增压器。具体实施方式下面结合附图来具体描述本专利技术的优选实施例，其中，附图构成本申请本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种内加热式的温等静压装置，其特征在于，包括承压容器、加热单元、加压单元和隔离单元；所述承压容器包括筒体以及筒体密封件；所述隔离单元包括隔热屏和隔热底座，所述隔热屏为倒U型，所述隔热底座上方设有料框，所述隔热屏和隔热底座围成的区域为加热区；所述加热单元包括发热体和引电电极，所述发热体下端与引电电极连接；所述引电电极穿过筒体下端的筒体密封件和隔热底座；所述加压单元用于向承压容器内加压。

【技术特征摘要】
1.一种内加热式的温等静压装置，其特征在于，包括承压容器、加热单元、加压单元和隔离单元；所述承压容器包括筒体以及筒体密封件；所述隔离单元包括隔热屏和隔热底座，所述隔热屏为倒U型，所述隔热底座上方设有料框，所述隔热屏和隔热底座围成的区域为加热区；所述加热单元包括发热体和引电电极，所述发热体下端与引电电极连接；所述引电电极穿过筒体下端的筒体密封件和隔热底座；所述加压单元用于向承压容器内加压。2.根据权利要求1所述的内加热式的温等静压装置，其特征在于，所述加压单元至少包括两个结构相同的增压器，所述增压器穿过筒体密封件和隔热底座的对应出口管道进入加热区，所述出口管道倾斜设置且其中心线交。3.根据权利要求1所述的内加热式的温等静压装置，其特征在于，所述加压单元至少包括两个结构相同的增压器，所述增压器在筒体内的管道上分别连接有第一旋转导流筒和第二旋转导流筒；所述第一旋转导流筒和第二旋转导流筒上均设有第一导流孔。4.根据权利要求3所述的内加热式的温等静压装置，其特征在于，所述第一旋转导流筒和第二旋转导流筒上分别设有第一喷头和第二喷头，所述第一喷头和第二喷头沿圆周方向均设有第二导流孔。5.根据权利要求1所述的内加热式的温等静压装置，其特征在于，所述承压容器内部的压力为10～300MPa，温度为50～300℃。6.根据权利要求1所述的内加热式的温等静压装置，其特征在于，所述料框包括上盖和底框，且料框形状为圆柱形，所述底框的侧壁上设有多个用于流通加热介质的通孔，所述底框内放置待压式样。7.根据权利要求1所述的内加热式的温等静压装置，其特征在于，所述筒体密封件包括上塞和下塞，所述加压单元和引电电极穿过下塞进入加热区。8.一种内加热式...

【专利技术属性】
技术研发人员：张德明，陈宏霞，马立良，叶青，
申请(专利权)人：新冶高科技集团有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11