Verfahren zur Schnellkühlung einer heiß isostatischen Presse und eine heiß isostatische Presse

Abstract

 Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Schnellkühlung einer heiß isostatischen Presse, bestehend aus einem Druckbehälter (1) mit innen liegendem Beladungsraum (19) und dazwischen angeordneter Isolierung (8), wobei innerhalb der Isolierung (8) Heizelemente (4) und eine Beladung (18) auf einer Beladungsträgerplatte (6) angeordnet sind. Das Verfahren zeichnet sich dadurch aus, dass im Inneren des Beladungsraumes (19) eines Druckbehälters (1) zur Bildung einer Rotationsströmung (23) über zumindest eine Düse (13) Fluid eingedüst wird, wobei sich das Fluid während des Durchlaufes der Rotationsströmung (23) in der Nähe der Isolation (8) sich mit Fluid aus der Nähe der Beladung (18) vermischt und wobei das aus der Düse (13) austretende Fluid eine niedrigere Temperatur als das Fluid im Beladungsraum (19) und/oder die Beladung (18) aufweist. In der vorgeschlagenen Heiß Isostatische Presse ist innerhalb des Druckbehälters (1) zumindest eine Leitung (12) mit Verbindung zu zumindest einer Düse (13) im Inneren des Beladungsraumes (19) angeordnet, wobei die Leitung (12) mit Fluid einer niedrigeren Temperatur versorgt wird.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Schnellkühlung einer Heiß Isostatischen Presse nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 und eine Heiß Isostatische Presse nach dem Oberbegriff des Anspruches 13.

[0002] Heiß Isostatische Pressen (HIP) oder Autoklav-Öfen werden heute für vielfältige Anwendungsgebiete eingesetzt. Hierbei werden feste Werkstücke oder aus Pulver bestehende Formmassen in einer Matrize unter hohem Druck und hoher Temperatur verdichtet. Dabei können artgleiche aber auch unterschiedliche Werkstoffe miteinander Verbunden werden. In der Regel werden die Werkstücke in einem Ofen mit einer Heizung eingelegt, der wiederum von einem Hochdruckbehälter umschlossen ist. Während oder nach der Erhitzung wird durch den allseitigen Druck eines Fluids bzw. Inertgases, meist Argon, eine vollständige isostatische Verpressung durchgeführt, bis die Werkstücke optimal verdichtet sind. Dieses Verfahren wird auch verwendet, um eine Nachverdichtung von Bauteilen, zum Beispiel aus keramischen Werkstoffen, z.B. für Hüftgelenksprothesen, für Aluminium-Gussbauteile im Automobil- oder Motorenbau, als Zylinderköpfe von PKW-Motoren, oder Präzisionsgussteile aus Titanlegierungen, z.B. Turbinenschaufeln zu bewirken. Bei der Nachverdichtung unter hohem Druck und hoher Temperatur werden die im vorhergehenden Herstellungsprozess entstandenen Poren geschlossen, bestehende Fehlstellen verbunden und die Gefügeeigenschaften verbessert. Ein weiteres Anwendungsgebiet ist die Herstellung von endkonturnahen Bauteilen aus Pulverwerkstoffen, die bei dem Prozess verdichtet und gesintert werden.

[0003] HIP-Zyklen dauern in der Regel sehr lange, von mehreren Stunden bis hin zu mehreren Tagen. Ein beträchtlicher Teil der Zykluskosten werden dabei durch den Maschinenstundensatz aufgrund der Kapitalbindung verursacht. Speziell die relativ langen Abkühlzeiten von Betriebstemperatur auf eine zulässige Temperatur, bei der die Pressenanlage gefahrlos geöffnet werden kann, schlagen in der Regel mit über einem Drittel der Zykluszeit zu buche und sind prozesstechnisch nicht von Nutzen. Es ist nun bekannt, dass die Abkühlung auch für die Werkstoffeigenschaften der zu produzierenden Teile eine wesentliche Rolle spielt. Viele Werkstoffe benötigen die Einhaltung einer bestimmten maximalen Abkühlungsgeschwindigkeit aus Gründen der Werkstoffqualität. Daneben ist bei der Abkühlung zu beachten, dass ein Werkstück selbst in seinem Volumen gleichmäßig und nicht ungleichmäßig mit unterschiedlichen Temperaturzonen abgekühlt wird. Bei der Herstellung von Großbauteilen können die Eigenspannungen bei Temperaturunterschieden zu Verzug, zu Rissen mit entsprechender Kerbwirkung oder zu einer vollständigen Zerstörung führen. Aber auch bei Kleinteilen, die in der Regel in einem Gestell oder Regal im Ofen deponiert werden, können derartige Probleme auftreten.

[0004] Autoklaven mit Heißgasumwälzung mit oder ohne mechanische Hilfsmittel, wie Gebläse, sind hinreichend aus dem Stand der Technik bekannt. Bei der Anwendung ohne mechanische Hilfsmittel werden die natürliche Konvektion und die Umverteilung des Gases im Autoklaven durch vorhandene oder geförderte Temperaturunterschiede (Beheizung oder Abkühlung an Aussenwänden) eingesetzt. Dabei fällt kälteres Fluid nach unten und heißeres Fluid steigt auf. Durch den Einsatz von Leitorganen können derartige Fluidströmungen kontrolliert benutzt werden, um eine gleichmäßige Erwärmungs- oder Abkühlungsumwälzung im Autoklaven zu schaffen. Im Stand der Technik werden hierbei bevorzugt so genannte Leit- oder Konvektionshülsen verwendet, die aus einem oben und unten offenen Rohr bestehen. Bei der Erhitzung sorgen Wärmequellen im Ofen für den Antrieb und die Strömung kommt je nach Anordnung der Wärmequelle entsprechend in Gang. Im Abkühlungsbetrieb fällt das erkaltende Fluid zwischen der Konvektionshülse und der kühlenden Außenwand nach unten und schiebt so das wärmere Fluid im Inneren der Hülse an den Werkstücken vorbei nach oben. Am Deckel der HIP-Anlage schiebt die von unten ankommende Strömung das Fluid in Richtung der Außenbereiche und somit fällt das Fluid zwischen der Außenwand und der Hülse wieder nach unten. Dabei entsteht wieder eine entsprechende Abkühlung wodurch der kontinuierliche Kühlprozess aufrechterhalten wird.

[0005] Eine Ausführungsform zur Schnellkühlung einer HIP-Anlage ist beispielsweise mit der DE 38 33 337 A1 bekannt geworden. Bei dieser Lösung wird zum Einsetzen der Schnellkühlung, eine Gaszirkulation zwischen dem Heißraum innerhalb der Isolierhaube und dem Kaltraum außerhalb der Isolierhaube hergestellt, indem über Ventile im Bodenraum der Kreislauf geöffnet wird. Im oberen Deckel der Isolierhaube sind ständig offene Bohrungen vorhanden, über die das heiße Fluid austreten kann. Ein Nachteil dieser Ausführungsform ist, dass sehr kaltes Fluid von unten in den Heißraum zurückströmt und direkt mit der Beladung des Ofens bzw. den Werkstücken in Berührung kommt. Der Heißraum wird somit von unten nach oben mit Kaltgas aufgefüllt. Dies hat den Nachteil, dass zum einen eine schlagartige Abkühlung mit zu unsicher einsteuerbaren Parametern entstehen kann und dass keine gleichmäßige Abkühlgeschwindigkeit über den gesamten Chargenraum erreicht wird. Gerade bei großen Bauteilen können hierbei durch die ungleichmäßige Abkühlung die oben beschriebenen Probleme wie Verzug, Risse oder Zerstörung eintreten.

[0006] Aus WO 2003 / 070 402 A1 Ist ein Verfahren zur Kühlung einer heiß isostatischen Presse und eine heiß isostatische Presse bekannt geworden. Dabei wird in dem Verfahren heißes Fluid aus dem Beladungsraum entlassen, mit einem kühlen fallendem Fluid außerhalb des Beladungsraumes vermischt und das vermischte Fluid wieder dem Beladungsraum zugeführt. Das Verfahren selbst ist in seinem angestrebten Bedingungen komplex und benötigt dazu weiter auch noch einen komplexen Aufbau einer zugehörigen heiß isostatischen Presse mit vielen angeordneten Leitungsbereichen. Nachteilig ist auch, dass das wiedereingeleitete vermischte Fluid in nicht kontrollierbarer Art und Weise in den Beladungsraum zurückströmt und dort unter Umständen zu unterschiedlichen Abkühlungsgeschwindigkeiten führen kann, wenn Hinterschneidungen der Beladung oder Stützbauten der Beladung eine ordentliche Durchströmung des Beladungsraumes verhindern. Zudem wird weiterhin das auf Mischtemperatur gekühlte Gas von unten in den Beladungsraum zugeführt, was unweigerlich zu einem Temperaturgefälle zwischen unterem Ende und oberem Ende des Beladungsraumes führt und somit keine gleichmäßige Abkühlgeschwindigkeit realisiert werden kann.

[0007] Die Aufgabe vorliegender Erfindung besteht nun darin ein Verfahren zur Schnellkühlung einer heiß isostatischen Presse anzugeben und eine heiß isostatische Presse geeignet zur Durchführung des Verfahrens zu schaffen, die eine gleichmäßige Abkühlung des Beladungsraumes bzw. der Beladung ermöglichen, wobei ein kälteres Fluid zügig mit heißem Fluid im Beladungsraum der heiß isostatischen Presse durchmischt wird und gleichzeitig eine ausreichend schnelle und vor allem sichergestellte Umwälzung des Fluids im gesamten Druckbehälter, aber besonders im Beladungsraum erreicht wird, um eine gleichmäßige Abkühlung der gesamten Beladung zu erreichen.

[0008] Die Lösung der Aufgabe für das Verfahren besteht nach Anspruch 1 darin, dass im Inneren des Beladungsraumes eines Druckbehälters zur Bildung einer Rotationsströmung über zumindest eine Düse Fluid eingedüst wird,
wobei sich das Fluid während des Durchlaufes der Rotationsströmung in der Nähe der Isolation sich mit Fluid aus der Nähe der Beladung vermischt und
wobei das aus der Düse austretende Fluid eine niedrigere Temperatur als das Fluid im Beladungsraum und/oder die Beladung aufweist.

[0009] Die Lösung der Aufgabe für die heiß isostatische Presse zur Durchführung des Verfahrens besteht nach Anspruch 13 darin, dass innerhalb des Druckbehälters zumindest eine Leitung mit Verbindung zu zumindest einer Düse im Inneren des Beladungsraumes angeordnet ist, wobei die Leitung mit Fluid eine niedrigere Temperatur als das Fluid im Beladungsraum und/oder die Beladung versorgt wird.

[0010] Die Lehre der Erfindung besteht darin, dass durch die gezielte Eindüsung kühlen Fluids im oberen Bereich des Druckbehälters eine Rotationsströmung innerhalb des Beladungsraumes gebildet wird. Durch das Eindüsen mit hoher Geschwindigkeit am oberen Ende des Beladungsraumes entsteht eine Zykloneffekt innerhalb des Beladungsraumes, das heißt, kühleres Fluid aus der Düse wird durch die Rotation entlang der Isolierung im Kreis bewegt und sinkt durch die höhere Fluiddichte dabei nach unten. Durch eine fehlende Trennung zum Beladungsraum kommt es zu einer Vermischung zwischen dem heißen Fluid in der Nähe der Beladung und dem zyklonartig bewegten kalten Fluid. Das dabei nach unten fallende Fluid zieht hierbei heißes Fluid aus dem inneren Bereich des Beladungsraumes mit sich wodurch eine Mischtemperatur entsteht. Durch die optimale Durchmischung und die aus physikalischen Gründen sichergestellte Sicherung der Beladung vor zu kaltem Fluid ist eine optimaler und gleichmäßiger Abkühlungsgradient der einzelnen Beladungsteile sichergestellt. Durch die Rotationsbewegung des Fluids im inneren des Beladungsraumes wird auch sichergestellt, dass aufsteigendes und abfallendes Fluid keine Temperaturnischen im Beladungsraum aufgrund von Hinterschneidungen der Beladung oder eines Beladungsträgers entstehen können. Nischen mit normalerweise stehendem Fluid werden aufgrund des rotierenden Fluids und den dadurch zusätzlich entstehenden Turbulenzen an beispielsweise Hinterschneidungen trotzdem ausreichend durchmischt um Temperaturunterschiede perfekt auszugleichen.

[0011] Mit den erfindungsgemäßen Merkmalen ist es nun möglich beim Einsetzen der Schnellkühlung eine gleichmäßige Temperaturverteilung über den gesamten Beladungsraum während der andauernden Abkühlphase zu erzielen.

[0012] Weitere vorteilhafte Maßnahmen und Ausgestaltungen des Gegenstandes der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen und der folgenden Beschreibung mit der Zeichnung hervor.

[0013] Es zeigen:

Figur 1

In schematischer Darstellung einen vertikalen Schnitt durch die Mittelachse eines Druckbehälters mit externer Fluidkühlung,

Figur 2

einen waagrechten Schnitt durch den Eindüsungsebene im oberen Bereich des Beladungsraumes des Druckbehälters nach Figur 1,

Figur 3

einen weiteren waagrechten Schnitt durch die Vermischungsebene zwischen den Bereichen außerhalb und innerhalb der Isolation des Druckbehälters,

Figur 4

a, b mit zwei Ausführungsbeispielen betreffend einer Leitvorrichtung für das Fluid im oberen Bereich des Beladungsraumes und

Figur 5

einen vertikalen Schnitt durch die Mittelachse eines Druckbehälters mit einer internen Schnellkühlung mittels einer Umwälzungsvorrichtung.

[0014] Der in den Figuren dargestellte Druckbehälter 1 weist einen üblicherweise innen liegenden Beladungsraum 19 und eine dazwischen angeordnete Isolierung 8 auf. Innerhalb der Isolierung 8 sind Heizelemente 4 angeordnet und eine Beladung 18 wird üblicherweise auf eine Beladungsträgerplatte 6 aufgestellt oder mittels eines Lastenträgers (nicht dargestellt) auf die Beladungsträgerplatte 6 gestellt. Der Druckbehälter 1 weist im übrigen Verschlussdeckel 2 und 3 auf zur Be- und Entladung des Druckbehälters 1 dienen, die aber im Weiteren zur Vereinfachung der Beschreibung dem Druckbehälter 1 als zugehörig angesehen werden. Innerhalb der Isolierung 8 ist im Beladungsraum 19 zumindest eine Düse 13 angeordnet, durch die zur Bildung einer Rotationsströmung 23 Fluid, vorzugsweise mit hoher Geschwindigkeit, eingeströmt wird. Das Fluid weist eine niedrigere Temperatur als das Fluid im Beladungsraum 19 und/oder die Beladung 18 selbst auf und wird aufgrund physikalischer Gesetze durch die Rotation an die Innenwand der Isolierung 8 gedrückt. Während des Durchlaufes der Rotationsströmung 23 in der Nähe der Isolation 8 vermischt sich das außen rotierende Fluid mit wärmerem Fluid aus der Nähe der Beladung 18. In einem lotrechten Schnitt zur Mittelachse 26 des Druckbehälters 1 findet sich in der Nähe der Mittelachse 26 somit das Fluid höchster Temperatur. Die Temperatur nimmt dabei während einer laufenden Rotationsströmung 23 kontinuierlich in Richtung Isolierung 8 ab. In einer bevorzugten Ausführungsform wird das Fluid horizontal zur Mittelachse 26 des Druckbehälters 1 aus der Düse 13 ausgedüst. Optimal ist auch eine tangentiale Ausdüsung des Fluids zur Mittelachse 26 des Druckbehälters 1. Von Vorteil ist natürlich auch eine hohe Geschwindigkeit des Fluids beim Austritt aus der Düse 13 und/oder die Anordnung von mehreren Düsen 13. Nach Figur 5 wird das Fluid entweder mit einer niedrigeren Temperatur aus dem Bodenraum 22 mittels einer Umwälzvorrichtung 5 entnommen und direkt in die Leitung 12 eingespeist, oder es kann wie in den Figuren 1 und 4 dargestellt über einen Auslass 24 außerhalb des Druckbehälters 1 einem Fluidkühler 10 zugeführt und anschließend über einen Einlass 25 in die Leitung 12 eingespeist werden.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform wird das über den Einlass 25 in den Druckbehälter 1 zurückgeführte gekühlte Fluid über eine Saugstrahlpumpe, bestehend aus einem Einblasrohr 15 und einer Venturidüse 16, unter Zumischung von Fluid aus dem Bodenraum 22 in die Leitung 12 eingespeist (Figur 1). Bei allen Antriebslösungen für die Rotationsströmung 23 kann das Fluid aus den Durchbrechungen 7 direkt aus dem Beladungsraum 19 und/oder aus dem zweiten Ringspalt 17 in den Bodenraum 22 eintreten. Dies ist eine konstruktive Gestaltung und definiert sich aus den zu erzielenden Abkühlungsgeschwindigkeiten, denn das Fluid aus dem Beladungsraum 19 ist signifikant wärmer als aus dem zweiten Ringspalt 17.

[0015] Zur weiteren Optimierung der Schnellkühlung des gesamten Druckbehälters wird ein äußerer Zirkulationskreis 20 mittels natürlicher Konvektion in zwei parallel zueinander angeordneten Ringspalten 9, 17 etabliert, wobei der Zirkulationskreis 20 vollständig außerhalb der Isolierung 8 angeordnet ist. Das Fluid des äußeren Zirkulationskreises 20 und das rotierende Fluid aus dem Beladungsraum 19 können sich unterhalb des Beladungsraumes mittels Durchbrechungen 14 in der Isolierung 8 miteinander austauschen und vermischen. Heißes Gas aus der Rotationsströmung 23 kann hierbei durch die Durchbrechungen 14 in den äußeren Zirkulationskreis 20 gelangen, wo es sich zunächst mit der äußeren Zirkulationsströmung vermischt und durch die Zirkulation an der Druckbehälterwand 1 weiter abgekühlt wird und als gekühltes Gas über die Durchbrechungen 14 zurück unterhalb den Beladungsraum 19 strömen kann.
Durch die Vermischung aus dem über den Einlass 25 zugeführten extern gekühlten Fluid und/oder dem im äußeren Ringraum 17 über die Wand des Druckbehälters 1 gekühltem Fluid, wird eine sehr intensive und schnelle Abkühlung des Beladungsraumes 19 bei einer Schnellkühlung nach den Figuren 1, 4 oder 5 erzielt. Natürlich steht hier dem Fachmann eine Vielzahl an Variationsmöglichkeiten im Rahmen der Offenbarung zur Verfügung.

[0016] In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform nach Figur 4 wird das Fluid über die Düse 13 in oder oberhalb einer Leitvorrichtung 27 in den Beladungsraum 19 eingedüst. Diese Leitvorrichtung 27 kann dabei als eine einfache oder doppelt horizontal angeordneten Scheibe (Figur 4a) oder Ring (Figur 4b) ausgeführt sein, die sicherstellt, dass das aus der Düse 13 austretende kühlere Fluid vor Eintritt in die Rotationsströmung 23 zum äußeren Rand des Beladungsraumes 19, hier gebildet durch die Isolierung 8, gelangt. Damit wird ein unkontrolliertes Strömen von kühlerem Fluid in die Mitte des Beladungsraumes 19 vermieden.
Die Leitvorrichtung 27 kann zusätzlich als ein waagrecht angeordneter Doppelblech oder Doppelring, wie nach der Ausführung in Figur 4a, b, ausgeführt sein, wobei durch das Einströmen des kühleren Fluids aus der Düse 13 zwischen den beiden Blechen eine optimale und eng begrenzte Gasführung unabhängig von der Gestaltung und Höhe des oberen Bereiches der Isolierung 8 (Dach) erzielt werden kann.
Auch wäre denkbar die Leitvorrichtung 27 als eine erweiterte Düse 13 zu gestalten, so dass das durch die Düse 13 in die Leitvorrichtung 27 eintretende Fluid eine primäre Rotationsströmung innerhalb des Doppelbleches erzeugt, und erst anschließend in der Nähe der Wand der Isolierung 8 in den Beladungsraum 19 eintritt. Dabei könnte zumindest eine Eintrittsöffnung die Merkmale der Düse 13 hinsichtlich der Ausrichtung aufweisen.
Um eine sofortige Vermischung des aus der Düse 13 austretenden kühlen Fluids mit heißem Fluid aus der Nähe der oberen Isolierung 8 zu erzwingen ist es denkbar das Fluid aus der Düse 13 in eine Saugstrahldüse (nicht dargestellt) einzudüsen.
In einer weiteren Gestaltungsvariante können zusätzliche Durchbrechungen 7 zwischen dem äußeren Ringspalt 17 und dem Bodenraum 22 vorgesehen sein, wodurch das an der Drückbehälterwand abgekühlte Fluid unmittelbar in den Bodenraum 22 zurückströmen kann (Figur 5).

Bezugszeichenliste: DP 1341 EP

[0017] 

1.

Druckbehälter

2.

Verschlussdeckel oben

3.

Verschlussdeckel unten

4.

Heizelemente

5.

Umwälzvorrichtung

6.

Beladungsträgerplatte

7.

Durchbrechungen

8.

Isolierung

9.

Ringspalt 1

10.

Fluidkühler

11.

Kompressor

12.

Leitung

13.

Düse

14.

Durchbrechungen

15.

Einblasrohr

16.

Venturidüse

17.

Ringspalt 2

18.

Beladung

19.

Beladungsraum

20.

Zirkulationskreis außen

21.

Leitblech für 20

22.

Bodenraum

23.

Rotationsströmung

24.

Auslass

25.

Einlass

26.

Mittellinie

27.

Leitvorrichtung

Ansprüche

1. Verfahren zur Schnellkühlung einer heiß isostatischen Presse, bestehend aus einem Druckbehälter (1) mit innen liegendem Beladungsraum (19) und dazwischen angeordneter Isolierung (8),
wobei innerhalb der Isolierung (8) Heizelemente (4) und eine Beladung (18) auf einer Beladungsträgerplatte (6) angeordnet sind,
dadurch gekennzeichnet, dass
im Inneren des Beladungsraumes (19) eines Druckbehälters (1) zur Bildung einer Rotationsströmung (23) über zumindest eine Düse (13) Fluid eingedüst wird,
wobei sich das Fluid während des Durchlaufes der Rotationsströmung (23) in der Nähe der Isolation (8) sich mit Fluid aus der Nähe der Beladung (18) vermischt und
wobei das aus der Düse (13) austretende Fluid eine niedrigere Temperatur als das Fluid im Beladungsraum (19) und/oder die Beladung (18) aufweist.

2. Verfahren nach Anspruch 1,dadurch gekennzeichnet, dass das kühlere Fluid tangential zur Mittelachse (26) des Druckbehälters (1) aus der Düse (13) in den Beladungsraum (19) eingedüst wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1,dadurch gekennzeichnet, dass das kühlere Fluid in einem zur Horizontalen leicht geneigten Winkel nach unten oder nach oben tangential aus der Düse (13) in den Beladungsraum (19) eingedüst wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1,dadurch gekennzeichnet, dass das kühlere Fluid aus der Düse (13) mit hoher Geschwindigkeit in den Beladungsraum (19) eingedüst wird.

5. Verfahren nach Anspruch 1,dadurch gekennzeichnet, dass das aus der Düse (13) austretende Fluid mit einer niedrigeren Temperatur aus dem Bodenraum (22) direkt in die Leitung (12) eingespeist wird.

6. Verfahren nach Anspruch 1,dadurch gekennzeichnet, dass Fluid über einen Auslass (24) einem Fluidkühler (10) außerhalb des Druckbehälters (1) zugeführt wird und anschließend über einen Einlass (25) in die Leitung (12) eingespeist wird.

7. Verfahren nach Anspruch 1,dadurch gekennzeichnet, dass im Bodenraum (22) das außerhalb des Druckbehälters (1) gekühlte Fluid über eine Saugstrahlpumpe, bestehend aus einem Einblasrohr (15) und einer Venturidüse (16), direkt und/oder unter Zumischung von Fluid aus dem Bodenraum (22) in die Leitung (12) eingespeist wird.

8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zur weiteren Optimierung der Schnellkühlung ein äußerer Zirkulationskreis (20) mittels natürlicher Konvektion (in zwei parallel zueinander angeordneten Ringspalten (9, 17)) etabliert wird, der vollständig außerhalb der Isolierung (8) angeordnet ist.

9. Verfahren nach Anspruch 1,dadurch gekennzeichnet, dass das Fluid aus der Rotationsströmung (23) aus dem Beladungsraum (19) unterhalb des Beladungsraumes (19) über Durchbrüche (14) in der Isolierung (8) in den äußeren Zirkulationskreis (20) eintritt und sich mit dem Fluid des äußeren Zirkulationskreises (20) vermischt, im weiteren durch die Zirkulation an der Wand des Druckbehälters (1) vorbeiströmt und als kühleres Fluid über die Durchbrechungen (14) unterhalb des Beladungsraumes (19) zurückströmt.

10. Verfahren nach Anspruch 1,dadurch gekennzeichnet, dass Fluid entweder über senkrecht liegende Durchbrechungen (7) aus dem Beladungsraum (19) und/oder aus waagrecht liegenden Durchbrechungen (7) in den Bodenraum (22) einströmen kann.

11. Verfahren nach Anspruch 1,dadurch gekennzeichnet, dass das kühlere Fluid aus der Düse (13) vor Eintritt in den Beladungsraum (19) in eine Leitvorrichtung (27) eingedüst wird, wobei die Leitvorrichtung (27) das kühlere Fluid im äußeren Bereich nahe der Wand der Isolierung (8) an den Beladungsraum (19) abgibt.

12. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das kühlere Fluid aus der Düse (13) vor Eintritt in den Beladungsraum (19) in eine Leitvorrichtung (27) eingedüst wird, wobei in der Leitvorrichtung (27) eine erste Rotationsströmung erzeugt wird, bevor die Leitvorrichtung (27) das kühlere Fluid im äußeren Bereich nahe der Wand der Isolierung (8) an den Beladungsraum (19) abgibt.

13. Heiß Isostatische Presse, bestehend aus einem Druckbehälter (1) mit innen liegendem Beladungsraum (19) und dazwischen angeordneter Isolierung (8), wobei innerhalb der Isolierung (8) Heizelemente (4) und eine Beladung (18) auf einer Beladungsträgerplatte (6) angeordnet sind, zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass
innerhalb des Druckbehälters (1) zumindest eine Leitung (12) mit Verbindung zu zumindest einer Düse (13) im Inneren des Beladungsraumes (19) angeordnet ist, wobei die Leitung (12) mit Fluid eine niedrigere Temperatur als das Fluid im Beladungsraum (19) und/oder die Beladung (18) versorgt wird.

14. Heiß Isostatische Presse nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausströmrichtung der Düse (13) horizontal und/oder tangential zur Mittelachse (26) des Druckbehälters (1) angeordnet ist.

15. Heiß Isostatische Presse nach Anspruch 13 und/oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausströmrichtung der Düse (13) tangential zur Mittelachse (26) und aus der Horizontalen nach unten oder nach oben geneigt angeordnet ist.

16. Heiß Isostatische Presse nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Leitung (12) in und/oder durch den Bodenraum (22) führt.

17. Heiß Isostatische Presse nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche 13 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass im Bodenraum (22) ein Umwälzvorrichtung (5) zur Speisung der Leitung (12) mit Fluid aus dem Bodenraum (22) angeordnet ist.

18. Heiß Isostatische Presse nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche 13 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass im Bodenraum (22) ein Einlass (25) zur Zuführung von gekühltem Fluid angeordnet ist.

19. Heiß Isostatische Presse nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche 13 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass im Bodenraum (22) ein Auslass (24) angeordnet ist, der mit einem Fluidkühler (10) und/oder einem Kompressor (11) außerhalb des Druckbehälters (1) und schließlich mit dem Einlass (25) verbunden ist.

20. Heiß Isostatische Presse nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche 13 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass im Bodenraum (22) eine Saugstrahlpumpe, bestehend aus einem Einblasrohr (15) und einer Venturidüse (16) angeordnet ist, wobei das Einblasrohr mit dem Einlass (25) verbunden ist.

21. Heiß Isostatische Presse nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche 13 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Isolierung (8) außenseitig ein oben und unten durchbrochenes Leitblech (21) zur Bildung eines Ringspaltes (9) aufweist.

22. Heiß Isostatische Presse nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche 13 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass in der Isolierung (8) zwischen Beladungsraum (19) und Bodenraum (22) Durchbrechungen (14) angeordnet sind.

23. Heiß Isostatische Presse nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche 13 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Beladungsraum (19) und/oder dem Ringraum (17) und dem Bodenraum (22) Durchbrechungen (7) angeordnet sind.

24. Heiß Isostatische Presse nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche 13 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen Beladungsraum (19) und Düse (13) eine Leitvorrichtung (27) aus zumindest einem waagrechten Blech angeordnet ist.

Zeichnung