[发明专利]高压釜系统及方法

说明书

高压釜系统包括高压釜容器(210)和储存容器(220)，高压釜容器(210)用于对牺牲型陶瓷芯体(未示出)进行浸出操作，该储存容器(220)容纳有苛性浸出流体(230)。在容器(210)和罐(220)之间的流体流动路径中插入有热交换单元(240)，热交换单元(240)包括容纳有水形式的热交换介质(260)的主体(250)，以及以(270)和(280)表示的第一热交换导管和第二热交换导管。主体设有热交换介质入口管道(290a)和热交换介质出口管道(290b)使得可以补充介质(260)，优选地基本上连续地补充介质(260)，以优化热传递效率。

技术领域

本发明涉及高压釜系统和操作高压釜系统的方法，并特别但不排他地关注浸出式高压釜和及操作浸出式高压釜的方法。

背景技术

高压釜是在各种工艺中使用的压力容器，通常需要施加高压和/或高温以对诸如部件、仪器或工件的制品进行物理和/或化学处理。

在某些应用中，高压釜的操作是为了在精细部件(例如航空发动机的涡轮零件)的精密铸造中所用的牺牲型陶瓷结构(称为芯体)不能从成品部件中完整地移除的情况下，引起这些牺牲型陶瓷结构溶解或降解。为实现该目的，将该部件放置在高压釜容器内，并引入对陶瓷芯体具有破坏性(通常是苛性)的溶液。在被称为“浸出”的工艺中，利用压力和温度的组合，使高压釜内的苛性溶液剧烈沸腾，由此搅动并最终溶解陶瓷芯体。然后，将苛性溶液排放至供应罐，以便在使用来自罐的溶液用新部件重复该循环之前，可以从高压釜中移除该部件。

使用诸如氮气或空气的气体对容器选择性加压，以控制容器中的浸出溶液的沸腾。有时将这称为加压的或排出的气体。

图1以100示意性地一般地示出了浸出式高压釜系统，其中，高压釜容器110与储罐120流体连通。第一排放管道130和第二排放管道140在浸出循环结束时分别将排出的气体和/或蒸气和使用过的浸出流体从高压釜110输送至罐120。装载管道150将浸出流体从罐120输送到容器110，以准备下一个浸出循环。

铸造技术和部件结构本身在复杂性方面不断发展，因此，已经相应地开发了用于芯体的陶瓷材料。结果，浸出操作趋向于越来越大的压力和温度。

此外，高压釜内的增压和减压循环需要周期性排出气体，这可能包括潜在的有危险的夹带蒸气。快速将能量耗散到罐中也可能是危险的。

提取的浸出液和排出的气体通常都返回到储存容器中，在较低的温度和压力下，该储存容器容纳有一定的贮存器容积的浸出流体。随着返回的流体被引入罐中(有时通过压力耗散管道(称为“喷淋管道”))，返回的流体的能量降低。然而，贮存器的温度随着对高压釜容器进行的连续的装载和排放循环而升高。在若干个循环后，温度达到存在危害性风险的水平。

当试图在浸出工艺中适应增加的温度和压力时，之前已经考虑过简单地增加贮存器的容积。然而，这种方法除了不切实际且由于空间原因而不合需要之外，也不能解决另一个问题，即当将流体重新引入罐中时会产生过多的噪声，这部分是由于气体的迅速膨胀和贮存器液体局部沸腾。

发明内容

本发明的实施例旨在至少部分地解决上述问题。

本发明限定于当前应参考的所附独立权利要求中。此外，可以在所附的从属权利要求中找到优选特征。

根据本发明的一个方面，提供了一种热交换器，该热交换器与高压釜容器一起使用，该高压釜容器被布置成使用时与外部支撑系统流体连通，该热交换器被布置成使用时定位于高压釜容器与外部支撑系统之间的流体流动路径中并且彼此流体连接，该热交换器包括主体和定位在主体内的热交换导管，该热交换导管被布置成使用时在高压釜容器和支撑系统之间输送流体，该主体被布置成使用时容纳有至少部分地围绕导管的热交换介质，以在使用时促进导管中的流体与导管外的热交换介质之间的热能传递，其中浸出流体和加压的/排出的流体被布置成在高压釜容器和外部支撑系统之间单独输送，并且浸出流体和加压的/排出的流体中的至少一种通过热交换导管来输送。