[發(fā)明專利]流體減壓裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 00806807.0
• 申請日: 2000-03-10
• 公開（公告）號: CN1349599A
• 公開（公告）日: 2002-05-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: H·D·鮑曼
• 申請（專利權(quán)）人: 費(fèi)希爾控制產(chǎn)品國際公司
• 主分類號: F16K47/08
• 分類號: F16K47/08
• 代理公司: 上海專利商標(biāo)事務(wù)所
• 代理人: 張?zhí)m英

發(fā)明領(lǐng)域

本發(fā)明涉及流體能量消散裝置，尤其涉及防氣穴流體減壓裝置，該裝置包括多個(gè)供流體流動(dòng)的疊堆板。

發(fā)明背景

流體減壓裝置通常用于各閥中。已知的一類流體減壓裝置包括一疊堆地安裝在流體控制閥內(nèi)的環(huán)形盤。通常稱為“閥調(diào)整件”(valve?trim)或“閥盒”的疊堆盤在中空的中心與外周之間構(gòu)成多個(gè)流道。一閥件可在中空的中心中移動(dòng)以在閥的入口與出口之間連接或多或少的流道。這種裝置曾經(jīng)通過改變流動(dòng)方向和增加流道橫截面來減少壓力。但是，已有技術(shù)的流體減壓裝置沒能有效地將流體力學(xué)的原理應(yīng)用于流體流道的設(shè)計(jì)，以在壓力顯著下降的同時(shí)避免靜壓水頭達(dá)到流體的蒸發(fā)壓力。

于1970年9月22日授予Cummins的美國專利3,529,628描述了使用等孔形式和形成對角徑向流道的疊堆閥調(diào)整件。但是，這些盤中的諸開口沒有規(guī)律，在這些開口之間形成一不可預(yù)知的阻力路徑。流道不是用流體力學(xué)的有效原理設(shè)計(jì)的。而且，Cummins沒有公開對塞子與環(huán)形孔之間的環(huán)形面積進(jìn)行加壓以避免徑向加壓通道與下一個(gè)未加壓通道間的損壞的方法。

于1978年11月14日授予Baumann的美國專利4,125,129公開了一種具有相同環(huán)形圓盤的多板閥調(diào)整件，當(dāng)它們的角度偏移時(shí)，形成一如圖14所示的垂直流道。圖18和19也示出了諸相同的板，它們彼此之間角位偏移而形成了一垂直流道。但是，使用諸圓孔作為節(jié)流孔大大減少了流量，并由于急速地進(jìn)入這些孔而形成大量的收縮，導(dǎo)致過分的壓力恢復(fù)。于1982年11月2日授予Baumann的美國專利4,356,843公開了類似的相同的板，這些板有選擇地重疊在一起，具有徑向的矩形的流動(dòng)槽，以在水平方向和一平面中進(jìn)行節(jié)流。

于1998年6月23日授予Baumann等人的美國專利5,769,122公開了包括諸板的減壓裝置，這些板具有帶有流線型入口的限流結(jié)構(gòu)，在每一收縮之后入口的后面是長而寬的沉淀室，并且在兩平面中提供徑向朝外的流道。例如，圖10和11所示的結(jié)構(gòu)以及圖7所示的小孔62允許速度相應(yīng)于大的壓力恢復(fù)而逐漸下降，這適合于氣體以獲得超音速，但這不利于會(huì)形成氣穴的液體。‘122專利還揭示了幾個(gè)在一水平平面內(nèi)的限流結(jié)構(gòu)，以考慮至少50％的不受干擾的壓力恢復(fù)。

于1997年11月18日授予Steinke的美國專利5,687,763公開了一種流體流動(dòng)控制裝置，具有在形成于一對相同板的開口之間的諸徑向流道內(nèi)的曲折的轉(zhuǎn)向。壓降是經(jīng)急劇的轉(zhuǎn)向形成，而不是通過小孔形成的。此外，沿閥柱塞與閥盒孔之間的間隙沒有提供逐漸的減壓。

所有已知的流體減壓裝置都具有這樣或那樣的缺點(diǎn)，包括氣穴、減壓不足、不能提供沿閥柱塞與閥盒孔之間的間隙的逐漸的減壓、低流量和制作困難，有的缺點(diǎn)還不止于此。因此，人們需要新的和性能改進(jìn)的流體減壓裝置。

本發(fā)明概要

根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供一種流體減壓裝置。該流體減壓裝置包括一堆疊的具有空的中心的環(huán)形板、一在其第一周長處的流體入口和一在其第二周長處的流體出口。這些板中經(jīng)選擇的每一塊構(gòu)成至少一個(gè)減壓段，該減壓段包括一具有一圓的或漸錐入口和一陡峭排放口的小孔和一連接于排放口的連通通道。每一減壓段與諸疊堆環(huán)形板中的一相鄰板的另一減壓段連通。兩個(gè)或兩個(gè)以上的減壓段串聯(lián)，構(gòu)成從流體入口到流體出口的減壓流道。

流體減壓裝置與嚙合在中空中心的可移動(dòng)柱塞一起使用。諸環(huán)形板構(gòu)成至少一個(gè)經(jīng)過疊堆層的軸向流道，以使在疊堆環(huán)形板中的不同軸向高度的流體逐漸減壓。軸向流道可通向疊堆環(huán)形板的中空的中心，或位于中空的中心的徑向外面。

在一個(gè)實(shí)施例中，減壓流道由多個(gè)串聯(lián)的減壓段構(gòu)成，并包括在疊堆環(huán)形板的相鄰板之間交替的徑向和軸向流動(dòng)部分。疊堆環(huán)形板構(gòu)成兩個(gè)或兩個(gè)以上的平行的減壓流道。在另一實(shí)施例中，減壓流道由多個(gè)串聯(lián)的減壓段構(gòu)成，并包括穿過疊堆環(huán)形板中的相繼的板的徑向和軸向流動(dòng)部分。疊堆環(huán)形板構(gòu)成兩個(gè)或兩個(gè)以上的平行的減壓流道。在該實(shí)施例中，構(gòu)成每一減壓流道的環(huán)形板的數(shù)量等于在減壓流道中減壓段的數(shù)量。

排入連通通道的諸小孔的數(shù)量和/或流動(dòng)面積可沿減壓流道增加。最好是，諸環(huán)形板構(gòu)成多個(gè)在流體入口與流體出口之間的平行的減壓流道。最好是，每一減壓段的速度頭損失大于75％，相應(yīng)的壓力恢復(fù)小于25％。最好是，連通通道的寬度至少是小孔寬度的3.5倍。當(dāng)兩個(gè)或兩個(gè)以上的小孔流入一個(gè)連通通道時(shí)，連通通道的寬度最好至少是這些小孔加起來的寬度的3.5倍。