[发明专利]压力容器密封

说明书

技术领域

本发明涉及高压挤压领域，并具体而言，用于等静压挤压的压力容器。

背景技术

高压压力机经常用于粉末或铸造材料的密封以实现材料孔隙度的消除，例如用于飞机的涡轮机叶片。因此，压力被施加到放置在压力机中的物体，以便基本上增加物体的使用寿命和强度，更具体地，增加疲劳强度。另一个应用范围是需要被充分密集和具有无孔表面的产品的制造。

受到高压挤压处理的物体被定位在压力室的装填隔室中。装填后，压力室被密封并且液体或气体压力介质被引入到压力室和压力室的装填隔室中。压力机通常包括设有电热元件的熔炉，用于增加压力室中的温度。压力介质的压力和温度增加，使物体在选择的时间段经受高压和高温。当物体挤压完成时，物体经常需要在从压力室移除或卸载之前被冷却。

压力、温度和处理时间取决于诸如待处理的物体的材料特性、应用范围和/或所需要的物体的质量等因素。基于等静压挤压过程期间的压力介质的温度，该过程可以被称作热等静压挤压(以下被称作HIP)，其中压力通常可以达到300MPa，温等静压挤压(在此处被称作WIP)，或冷等静压挤压(以下被称作CIP)，其中压力可以达到700MPa。

用于高压压力机的圆筒是通过锻造传统制造的，其中主体首先被铸造并且然后被锻造。更具体地，大致圆筒形主体先被铸造，然后被锻造以扩展成具有适当直径和壁厚度的中空圆筒主体。锻造过程提供了增加铸造材料的强度的优点。为了承受高的内部压力，圆筒主体然后通过径向压缩圆筒的方式被预施加应力，由此，圆筒壁经历正切压缩应力。预施加应力还使圆筒壁中的裂缝形成/蔓延的风险最小化，并因此减少了压力容器失效的风险。

在制造非常大的圆筒时，对用于锻造、热处理、和机械加工过程的设备的要求要求是高的。近来，对于待挤压的物品的尺寸越来越大的需求的增加日益发展，这暗示了增加压力室的容量的需求，经常超过使用现有压力容器可能的情况。另外，上述传统的制造方法是复杂且耗时的。与有限数量的合格供应者相结合，这会导致长时间才能交付的问题。因此具有改善压力容器的需要，并且特别地，需要能够应对持续增加的需求和满足业务和顾客的需要的压力容器。

发明内容

本发明的一种目标是提供一种减轻至少一些上述问题的改善的装置和方法。该目标和其它目标通过提供具有独立权利要求所限定的部件的压力容器和高压压力机来实现。优选实施例被限定在从属权利要求中。

根据本发明的第一方面，提供有一种压力容器，该压力容器包括被设置用于容纳压力介质的压力室。压力容器还包括被设置用于纵向连接以形成圆筒主体的至少一个圆筒段，藉此，接合部形成在所述至少一个圆筒段的相邻边缘处，用于密封相邻边缘。此外，第一预施加应力装置被设置用于将径向压缩力施加在至少一个圆筒段上，从而在接合部处获得正切的压缩应力。

根据本发明的第二方面，提供有用于物品的等静压力处理的高压压力机，其包括根据本发明第一方面的，该压力机具有设置在力缓冲压力主体周围的力缓冲压力机框架。

本发明的压力容器基于以下理解：通过形成在圆筒段相邻纵向边缘的接合部(一个或多个)用于相邻边缘的密封来提供改进的压力容器。接合部在相邻边缘处提供流体密封，使得在压力容器的操作期间液压介质不会再相邻边缘之间泄漏。接合部还减少在圆筒段的相邻边缘之间出现裂缝结构和/或损坏的风险，从而提高圆筒主体的强度。

压力容器的结构特征，例如圆筒段的结构、预施加应力装置等等可以根据相同未决申请“在焊接部减少残余应力”中的说明而提供。其它优点和设计和结构细节在同一申请人的所述共同未决申请中被全面地说明，其内容通过引用在此结合。

在压力容器操作期间，第一预施加应力装置被设置用于将径向压缩力施加在圆筒段上。由于圆筒段之间的接合部因为这些力可以构成圆筒主体的临界点，特别是在压力容器的极限压力处，所以希望提供一种坚固的接合部，用于在圆筒主体中改进密封和/或避免出现裂缝等等，这些裂缝会导致圆筒主体渗漏。然而，将被连接以形成圆筒主体的圆筒段的相邻边缘可以包括表面糙度、划痕等等，这会在圆筒段的形成期间出现。在圆筒段装配到圆筒主体中之后，圆筒段的不均匀边缘会导致圆筒主体的相邻边缘处的损坏增加的风险。本发明有利之处在于接合部形成在圆筒段的相邻边缘用于密封的目的，其中接合部包括圆筒段的平整相邻边缘，使得边缘彼此平整地邻接。