用于操縱載荷以用于等靜壓力處理的裝置和方法
【專利說明】用于操縱載荷以用于等靜壓力處理的裝置和方法發(fā)明領域
[0001]本發(fā)明涉及高壓處理領域。特別地，本發(fā)明涉及用于操縱載荷以用于等靜壓力處理的裝置。另外，本發(fā)明還涉及用于操縱載荷以用于高壓處理的方法。
[0002]發(fā)明背景
[0003]等靜壓機用于制造不同類型的物品，例如用于航空器的渦輪機葉片或者用于植入到人體中的人造髖關節(jié)。壓機通常包括爐子，該爐子設置有電加熱元件，電加熱元件用于提高其中載荷，例如物品，在裝載空間中被壓制的爐腔中的溫度。在最終的壓制操作之后，通常重要的是快速冷卻裝載空間使得其中的載荷將獲得所期望的性能，并使得避免或最小化晶粒生長。此外，快速的冷卻產生提高的生產率，這是因為可以快速地移除載荷，從而減小了循環(huán)時間。然而，還重要的是實現(xiàn)了整個裝載空間的均勻冷卻。
[0004]在高壓壓機的高壓壓制操作期間，容納在壓力容器的壓力腔中的壓力介質被增壓到非常高的壓力。壓力介質通常是液體氣態(tài)介質，例如氬氣。高壓壓機可用在各種應用中，例如，用在通過高度地增壓設置在封閉容器中的液體而將片狀金屬部件形成為預定形狀。如果高壓壓機在壓力容器中的內置物的每一側上施加相等的壓力，那么該壓機稱為等靜壓機。基于等靜壓壓制過程期間壓力介質的溫度，該過程可稱作熱等靜壓壓制或HIP(下文稱作HIP)、溫等靜壓壓制或冷等靜壓壓制。
[0005]在過去的數(shù)十年內，HIP已經將其自身確立為用于由廣泛范圍的金屬和/或陶瓷制造的部件的生產的具有競爭力的且經過驗證的制造工藝過程，其中該部件用在多種工業(yè)領域，例如航天、海上作業(yè)、能源和醫(yī)學領域中。氣體壓力在所有方向上均勻地作用，以提供均衡的特性和非常高的材料致密度。HIP提供許多益處，并且已經成為傳統(tǒng)工藝例如鍛造、鑄造和機械加工的可行的和高性能的替代方式。HIP技術可以用于容器中的金屬粉末的壓密(粉末冶金HIP或PM HIP)。粉末通過壓力壓緊，同時溫度將確保粉末晶粒之間的接觸表面上的擴散，直至中空空間閉合，從而實現(xiàn)非常高的致密化。PM HIP技術在多個方面的優(yōu)勢在于，例如，其能夠提供由良好的和均質各向同性的微結構所提供的改善的材料特性、提供通過擴展的熔合概率得到的改善的耐磨性和抗腐蝕性、提供焊接操作數(shù)量以及相關的費用和檢測問題的減少，等等。
[0006]HIP壓機通常布置在工作場所的坑或洞中。然而，存在與這類布置相關的問題，因為在高壓壓機損壞的情況下，這可能是危險性的。例如，高壓壓機的壓力介質氣體(例如，窒息性氣體例如氬氣)的泄漏可以導致坑中的氣體濃度的快速上升。這對于因高壓壓機的維護和/或檢測而出現(xiàn)在坑中的人來說是極度危險的。盡管需要提供用于測量壓機內和其周圍環(huán)境中的窒息性氣體程度的計量器，以及針對操作該壓機的人員的專門訓練，然而，這些和其它措施對于高壓壓機的安全操作來說可能是不夠的。此外，因為坑或洞通常相對狹窄或擁擠，因此對于各種高壓壓機操作，例如將壓力容器插入到高壓壓機中和/或將壓力容器從高壓壓機中移出，該空間是確實有限的。這可導致更不方便的高壓壓機操作，特別是在壓力處理之前或之后。此外，將理解的是，市場不斷地需求更大的載荷和/或更高效的HIP生產率，這導致了具有針對提高的效率的需求的甚至更大的HIP裝置。然而，由于已知裝置的限制，許多現(xiàn)有技術的裝置不能夠提供較大的HIP單元。
[0007]因此，存在對其減輕上述問題中的至少一些且能夠提供更安全和更方便的操作的替代裝置的愿望。

【發(fā)明內容】

[0008]本發(fā)明的目的是緩解上述問題并提供實現(xiàn)了安全和方便的操作的裝置。
[0009]該目的和其它目的通過提供具有在獨立權利要求中限定的特征的裝置和方法來實現(xiàn)。在從屬權利要求中限定了優(yōu)選的實施方案。
[0010]因此，根據(jù)本發(fā)明的第一個方面，提供了用于操縱載荷以用于在高壓裝置中等靜壓力處理的裝置。該裝置包括運輸單元，該運輸單元包含至少一個軌道，該至少一個軌道用于將載荷從高壓裝置外的工作空間運輸?shù)接糜诘褥o壓力處理載荷的處理位置中。此外，運輸單元還布置為用于在壓力處理載荷之后將載荷從處理位置運輸?shù)焦ぷ骺臻g。該裝置還包括至少部分地布置在高壓裝置上方的分隔平面，其中工作空間設置在分隔平面的上方。該分隔平面布置為在高壓裝置氣體泄漏的情況下將工作空間從高壓裝置遮蔽。
[0011]根據(jù)本發(fā)明的第二個方面，提供了用于操縱載荷以用于在高壓裝置中等靜壓力處理的方法。該方法包括步驟:在至少一個軌道上將載荷從高壓裝置外的工作空間運輸?shù)接糜诘褥o壓力處理載荷的處理位置中；和在壓力處理載荷之后將載荷從處理位置運輸?shù)焦ぷ骺臻g。該方法還包括提供至少部分地在高壓裝置上方的分隔平面的步驟，其中工作空間設置在分隔平面上方。該方法還包括在高壓裝置氣體泄漏的情況下，通過分隔平面將工作空間從高壓裝置遮蔽的步驟。
[0012]因此，本發(fā)明基于將載荷運入高壓裝置的用于等靜壓力處理的處理位置并從其運出的思路。至少部分地布置在高壓裝置上方的分隔平面在該分隔平面下方提供了用于將載荷以及任選的其它設備便利地運輸?shù)礁邏貉b置中的空間，并且該分隔平面還提供了在高壓裝置氣體泄漏的情況下將工作空間從高壓裝置遮蔽。
[0013]本發(fā)明的優(yōu)勢在于分隔平面提供了相對寬敞的層或空間，使得相對較大和/或長的載荷(含有或不含輔助設備)可以(水平地)運入高壓裝置以及從其運出。換言之，載荷和/或設備可以在該空間中在運輸單元的軌道上方便地運輸。這在為滿足大的載荷和/或高效的生產率的市場需求而需要的相對較大的載荷和/或設備的情況下是極具優(yōu)勢的。
[0014]本發(fā)明的分隔平面能夠在分隔平面的上方界定工作空間，S卩，上部層，其中該工作空間可以布置為用于任何種類的生產操作，例如，操縱載荷。此外，分隔平面還能夠在分隔平面下方界定空間，即，下部層，其中該空間布置為用于將載荷運輸?shù)礁邏貉b置的處理位置中。該(下部層)空間還可以布置為用于任何種類的維修作業(yè)。因此，分隔平面在該裝置中實現(xiàn)了用于該裝置的容易的操作的方便的分開。
[0015]本發(fā)明的另一個優(yōu)勢在于該裝置可以以一個或多個模塊提供，使得該裝置被簡單地制造并安裝。對于本發(fā)明的裝置，高壓裝置不需要坑或洞，并且不需要為載荷的運輸提供高架起重機。
[0016]本發(fā)明另外的優(yōu)勢在于該裝置允許與載荷相關的(輔助)設備的模塊化。換言之，為載荷進行壓力處理而提供的設備可以作為模塊或單元(提前)提供。在現(xiàn)有技術的裝置中，例如，當洞或坑用于高壓裝置時，通常存在很少的或不存在可用于與載荷相關的設備的空間，并且據(jù)此需要在高壓裝置的地點提供預安裝設備。在本發(fā)明中，在另一方面，該設備可以作為整體式裝置或單元提供。這具有優(yōu)勢，即用于載荷的設備可以提前組裝成單元，并且該單元提供了到高壓壓機的地點的更方便的運輸。
[0017]本發(fā)明另外的優(yōu)勢在于分隔平面能夠在高壓裝置的任何損壞和/或故障，例如壓力介質(例如，氬氣)泄漏、爆炸等情況下，將工作空間從高壓裝置遮蔽。因此，分隔平面能夠保護設置在分隔平面上方的任何人員和/或設備免遭分隔層下方的氣體的(危險的)泄漏的危害。
[0018]用于操縱載荷以用于在高壓裝置中等靜壓力處理的裝置包括含有至少一個軌道的運輸單元。對于“軌道”，本文中大體上表示任何種類的導引裝置，例如道軌、纜索諸如此類。該運輸單元(運輸單元的軌道)布置為用于將載荷從高壓裝置外的工作空間運輸?shù)接糜诘褥o壓力處理載荷的處理位置中。對于“處理位置”，在此意指其中載荷在處理期間可經受來自高壓裝置的壓力的位置。對于“工作空間”，在此意指其中載荷可以手動地和/或自動地操縱、存放或類似操作的空間、房間