专利名称：流体压力降低装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种流体能量消耗装置，更具体地讲，涉及一种流体压力降低装置，该装置对于气流，以及对于能避免形成空洞并因此对液流具有低噪音性质的装置具有低声学转换效率。
背景技术：
在工业生产过程，例如油和气体管线系统、发电站、化学生产过程等的流体控制中，往往需要降低流体的压力。为此可以利用可调节的流体限制装置例如流体控制阀和流体调节器，以及其它固定的流体限制装置例如扩散器、消音器和其它背压装置(back pressure device)。流体控制阀和/或其它流体限制装置在一个给定应用中的目的在于控制流速或其它工艺参数，但是这种限制作为一种流动控制功能的副作用引起固有的压力降低。
加压流体含有存储的机械潜能。降低压力就释放出这种能量。该能量本身表现为流体的动能-流体的整体运动(bulk motion)和它的随机的湍流运动(random turbulent motipn)。尽管湍流是流体的无序运动，但是在这种随机运动中有一种瞬间结构，在其中形成湍流旋涡(涡系)，但是它迅速破裂成为较小的旋涡，随后这些较小的旋涡也破裂等。粘滞性最终将最小的涡流运动阻尼掉，并且能量已被转换成热量。
压力和速度波动与作用在管线系统的结构元件上的涡流运动相连的，从而造成振动。振动会导致保持压力的部件的疲劳断裂或者其它类型的磨损、性能降低或所连接的仪器出现故障。即使当没有物理损坏时，振动产生空气传播的噪音，它是令人不快的或者可能会损坏人的听力。
在涉及液体的工业应用中，由流体压力降低产生的噪音、振动以及损坏的主要根源是空化作用(cavitation)。当流体经过压力低于其蒸汽压的区域时会在流体流中引起空化作用。在这种降低的压力处，形成汽泡，并且随后在向下游行进进入压力超过蒸汽压的区域时会坍塌破裂(collapse)。这种坍塌破裂的汽泡可以导致噪音、振动以及损坏。因此，理想的是，流体压力降低装置应该逐渐地降低流体压力而不会降低到蒸汽压以下。但是实际上，这种压力降低装置制造起来相当困难和昂贵，因此，已知的流体压力降低装置采用多个阶段的压力降低。在这种装置中最终的压力降低量较小，它会产生较少的气泡和较少的空化作用。
目前有一些流体控制阀，包含一种形成压力降低装置的层叠圆盘形式的阀调整器件(valve trim)，这些层叠的圆盘限定了多条流体流动通道，被设计用于在流体中产生压降。
采用层叠圆盘的一个装置具有形成在其中的扭曲的(tortuous)流体流动通道。在该装置中，每条流体流动通道设计有一系列连续垂直转弯，从而流体流在所述通道从入口通向出口时在扭曲的通道中许多次改变方向。在这种装置中，希望每个垂直转弯能产生离散的压力降，从而扭曲通道产生多级压力降。但是实际上，已经发现，在流体通道中的中间的垂直转弯不会对分级的压力降低有效地产生限制。另外，扭曲通道所产生的压力降是不可预测的，因为每个垂直转弯对压力降低所产生的影响是不可知的。另外，已经发现垂直转弯可以产生压力和质量流量不平衡以及流动的低效率(flow inefficiency)。压力不平衡可以导致在装置内在流体瞬间降低至蒸汽压之下并且随后就恢复的地方产生低压区域，由此产生空化作用和导致损坏。流量不平衡影响压力的降低以及流经装置的流体速度，其中更大的质量流经某些通道而导致速度增加。
另外，扭曲通道装置所具有的通道出口的取向使得流出该通道的流体流汇集起来。结果，流出相邻出口的流体射流可以发生猛烈碰撞而形成具有更大流体功率的更大射流，从而增大了噪音程度。
在目前可得到的阀内调整器件中的上述缺陷以及其它缺陷在提供所要求的减弱噪声、降低振动和降低或消除空化作用损坏方面明显地降低了这些装置的有效性。因此，要求消除上述缺陷并且在阀内调整器件中提供其它改进以便使得它们能够提供增强的噪声衰减特性。
发明内容
根据本发明的某些方面，提供一种流体压力降低装置，该装置包括多个层叠的圆盘，每块圆盘具有一周边和一中空中心部分，并且这些层叠的圆盘沿着纵向轴线对准；
每块圆盘具有至少一条在所述中空中心部分和所述周边之间延伸的流动通道，所述流动通道包括一入口部分、一出口部分和一在所述入口部分和所述出口部分之间延伸的中间部分。每条流动通道的中间部分包括一压力降低结构和紧接在该压力降低结构下游的一恢复区域。
根据本发明的其它方面，提供了一种流体压力降低装置，该装置包括有多个层叠的圆盘，每块圆盘具有一周边和一中空中心部分，并且所述的多个层叠的圆盘沿着纵向轴线对准。每块圆盘具有至少一条在所述中空中心部分和所述周边之间延伸的流动通道，所述流动通道包括一入口部分、一出口部分和在所述入口部分和所述出口部分之间延伸的中间部分。每条流动通道的中间部分包括一限制件和一紧接在该限制件下游的相连的的恢复区域，其中所述限制件引导流体基本上朝着相连的的恢复区域的中心。
根据本发明的其它方面，提供了一种流体压力降低装置，该装置包括多个层叠的圆盘，每块圆盘具有一周边和一中空中心部分，并且所述的多个层叠的圆盘沿着纵向轴线对准。每块圆盘具有至少一条在所述中空中心部分和所述周边之间延伸的流动通道，所述流动通道包括一入口部分、一出口部分和一在所述入口部分和所述出口部分之间延伸的中间部分，其中流动通道中间部分的相对的壁沿流动通道中间部分从入口部分朝着出口部分向前逐渐彼此相互分开。
根据本发明另一些方面，提供一种流体压力降低装置，该装置包括多个层叠的圆盘，每块圆盘具有一周边和一中空中心部分，并且所述的多个层叠的圆盘沿着纵向轴线对准。每块圆盘具有至少一条在所述中空中心部分和所述周边之间延伸的第一和第二流动通道，所述第一流动通道包括一入口部分、一出口部分和一在所述入口部分和所述出口部分之间延伸的中间部分，所述第二流动通道具有一入口部分、一出口部分和一在所述入口和出口部分之间延伸的中间部分。所述第二流动通道的中间部分和第一流动通道的中间部分在一个交叉点相交，并且所述第一和第二流动通道中每一条的中间部分包括一位于所述交叉点的下游的恢复区域。
根据本发明还有一些方面，提供了一种流体压力降低装置，该装置包括多个层叠的圆盘，每块圆盘具有一周边和一中空中心部分，并且所述的多个层叠的圆盘沿着纵向轴线对准。每块圆盘具有至少一条在所述中空中心部分和所述周边之间延伸的流动通道，所述流动通道包括一入口部分、一出口部分和一在所述入口部分和所述出口部分之间延伸的中间部分。每条流动通道延伸越过圆盘的整个厚度，从而形成一条贯穿切割的流动通道，每条贯穿分割(through-cut)的流动通道将所述圆盘分成至少第一和第二原坯部分(blank portion)。
根据本发明某些方面，提供一种装配流体压力降低装置的方法，该方法包括形成多个圆盘，每块圆盘具有至少一条在圆盘的中空中心部分和周边之间延伸的流动通道，每条流动通道包括一入口部分、一出口部分和一在所述入口和出口部分之间延伸的中间部分，所述流动通道将所述圆盘分成至少第一和第二原坯部分，每块圆盘还包括在所述第一和第二原坯部分之间延伸的第一桥形部分(bridge portion)。沿着一轴线将这些圆盘层叠并且固定在一起以形成一种层叠圆盘组件。然后除去在所述层叠圆盘组件中的每个圆盘的第一桥形部分。
在所附权利要求书中具体提出的本发明的特征被认为是新颖的。结合附图参照以下说明可以最好地理解本发明，其中相同的附图标记在几幅图面中表示相同的元件。
图1是一剖视图，显示出形成根据本发明的流体压力降低装置的包含有以层叠圆盘形式的阀调整器件的流体控制阀；图2为可以用来形成图1中的每块层叠圆盘的环形圆盘的平面视图；图3为具有用来形成多级压力降低的限制件的一可选实施例的环形圆盘的平面视图；图4A为包括具有内环形式的桥形部分的用来形成多级压力降低的另一个可选实施例的环形圆盘的平面图；图4B为类似于图4A的圆盘实施例的平面视图，其中该环形圆盘包括以外环形式的桥形部分；图4C为类似于图4A的圆盘实施例的平面视图，其中该环形圆盘包括两个以内环和外环形式的桥形部分；图4D为类似于图4A的圆盘实施例的平面视图，其中该环形圆盘包括以内环形式的第一桥形部分和以多个凸缘形式的第二桥形部分；图5为处于层叠组件中的如图4所示的五块圆盘的透视图；
图6为允许流向相邻层叠圆盘的可选实施例环形圆盘的平视面图；图7为处于层叠组件中的如图6所示的八块圆盘的透视图；图8为具有相交流动通道的可选实施例环形圆盘的平面视图；并且图9为另一个环形圆盘实施例的平面视图，显示出具有多个子出口的流动通道。
具体实施例方式
参照图1，该图以具有多个层叠圆盘并且安装在流体控制阀12内的阀盒(valve cage)10的形式显示出根据本发明原理的的流体压力降低装置。所述的那些层叠圆盘相对于轴29同心。流体控制阀12包括一阀体14，所述的阀体包括一流体入口16、一流体出口18和通过该阀体的一连通通道20。虽然从入口16向出口18的流体流在这里被描述成如在图1中的箭头所示一样从左向右行进，但是要理解的是，在不脱离本发明的教导的情况下该流体也可以沿着相反的方向(即，从右向左)流动。
座圈22安装在阀体通道20内并且与阀操作部件24共同操作以控制进入内部和穿过阀盒10外部的流体流量。可以按照已知方式通过常规的安装部件例如阀盒紧固件26和与该阀的阀罩(valve bonnet)部分接合的安装螺栓28将阀盒10保持在该阀内。位于阀盒10外侧上的一系列焊缝30将这些圆盘牢牢保持在装配好的叠中。在本发明的一结构优选的实施例中，每块单独的圆盘镀有镍镀层。这些镀镍圆盘被装配成放置在紧固件中的叠并且经受适当的层叠负荷和温度以使各块镀镍圆盘相互熔接。在其它实施例中，可以将这些圆盘钎焊或焊接在一起。对于较大的圆盘而言，可以采用一系列螺栓或其它类型的机械紧固件来使层叠的圆盘牢牢保持装配在一起。
阀盒10包括多块层叠圆盘，每块圆盘与如在图2中所示的圆盘32相同。圆盘32包括中空的中心部分34和环形周边36。在圆盘32中形成有多条流动通道38。每条流动通道38具有设置在中心部分34附近的入口部分40、设置在周边36附近的出口部分42以及将入口部分40与出口部分42连接的中间部分44。当将相同圆盘层叠在圆盘32的顶部上并且充分转动(例如相对于在图2中所示的圆盘转动60度)时，应该理解，这些流动通道46完全包含在每块圆盘32内。在这种实施例中，每条流动通道38由内壁46、外壁48、以及上面和下面的相邻圆盘32的原坯部分所限定。
每个圆盘32具有给定的厚度“t”，图1和图5中可以看得最清楚。在一个优选实施例中，每条流动通道38延伸穿过圆盘的整个厚度，以提供一个贯穿分割的流动通道。该贯穿分割的流动通道可以采用已知的几种方法中的任何一种来形成，包括激光切割。另外，流动通道38可以是贯穿分割通道以外的其它形式。例如，流动通道38可以是在圆盘32中形成的凹槽或者沟道。
使每条流动通道38成形为能提高施加在流体上的拖曳力。在图2所示的实施例中，每条流动通道38的中间部分44被成形为普通的螺旋形状。螺旋形状使得流动通道38从入口部分40至出口部分42所经过的长度最大。可以将流动通道38的初始宽度选择为确保流体能够迅速附着在内外壁46、48上。在优选实施例中，每条流动通道38的宽度可以逐渐扩展以控制在压力降低时流体的速度。
另外，这些流动通道38被加工得可以降低噪声和空化作用。在这一点上，这些流动通道38避免紧密地间隔开或者在方向上连续突然变化，该方向在这里被定义为在相邻流动通道部分之间成90度或更小的夹角。在图2中所示的实施例中，使每条流动通道38成型为渐进曲线形状，从而在通道的相邻部分之间没有形成任何锐角。
要理解的是，如果从圆盘轴线29和流动通道入口部分40画出参考线50的话，则按照与参考线成一个角度的方向延伸出的流动通道38的任何部分都将使当流动通道38从入口部分40移动到出口42时该通道的长度增加。任何这种附加的流动通道长度都将增加作用在流体上的拖曳力，由此实现压力降低。当在流动通道38中没有出现紧密间隔的或者连续方向突变时，结果是流体压力逐渐降低而不会产生可能引起流量不均衡、通道效率降低和低压区域下降至液体蒸汽压力以下的区域的相邻高低压区域，这会导致闪蒸和空化作用。
参照图3，该图显示出一种可选环形圆盘60，该环形圆盘具有产生多级压力降低的流体流动通道62。每块圆盘60具有一中空中心部分64和一周边66。每条流动通道62从位于中空中心部分64附近的入口部分68通过中间部分70延伸至位于周边66附近的出口部分72。在图3中所示的实施例中，每条流动通道62的中间部分70形成为一系列扁平区段部分(flat leg portion)70a、70b和70c。在流体流经该流动通道62时，这些区段部分(leg portion)70a-c与跟在压力降低阶段之后的恢复相连的。在相邻扁平区段部分70a-c之间形成的每个夹角大于90°(即，不会形成如在这里所述的方向突变)。压力降低结构，例如设在中间部分70中的限制件74、76可以产生不连续的压降并且朝向流体流的下游。在所示的实施例中，限制件74由形成在流动通道62的内部80中的内脊部78和从流动通道外壁84伸出的外脊部82形成。同样，限制件76由形成在内壁80中的内脊部86和形成在外壁84中的外脊部88形成。要理解的是，限制件74、76可以由形成在内壁或外壁80、84中的单个脊部形成，或者按照可以实现压力降低的任意其它方式形成。
紧接着在每个限制件74、76的下游处分别有一恢复区域90、92。这些恢复区域90、92在其中没有任何限制件、突然的方向变化或其它压力降低结构。因此，这些恢复区域90、92使得流体能够重新附着在流动通道62的内外壁80、84上，使得压力降低的拖曳力再次作用在该流体上。还有，由于流体流再次附着在流动通道62的壁上，所以在恢复区域下游设置压力降低结构将更加有效。因此，提供了一种实际的多级流体压力降低装置。
流动通道62在限制件74、76上游的几何形状可以与限制件74、76的形状和尺寸一致，使流动在恢复区域中取向，因此避免了更大的再循环区域。如在图3中所示一样，限制件74的外脊部82大于内脊部78。这些不同的脊部有助于引导流体流朝着下游恢复区域90的中心，从而提供更加均匀的流体流速分布并且防止出现相邻的高低流体压力区域和过大的恢复区域。更加均匀的流速分布的一个优点是增加了下游压力降低阶段的可预测性。
出口部分72被定位和取向，从而降低了从相邻出口部分72排出的流体的会聚性。在图3的实施例中，出口部分围绕着圆盘60的周边间隔开。另外，相邻出口部分被引导相互远离，从而使离开相邻流动通道62的流体分散开。
参照图4A，该图显示出一环形圆盘100，该圆盘非常类似于图3的环形圆盘60。但是，其中一个主要差异在于每条流动通道62a-c的中间部分70的形状。当前实施例的区段70a-c具有一种渐进曲线形状，而不是如在图3中所示的扁平形状，使得流动通道62a-c更加接近螺旋线。
图4A的环形圆盘100的流动通道62a-c还包括用于产生分段压力下降的限制件74、76、77。与图3的实施例类似，显示出流动通道62a和62c具有通过从相对流动通道壁伸出的第一和第二脊部形成的限制件。但是，流动通道62b显示出可以采用的另外一些可供选择的限制件。例如，限制件74b由从相对流动通道壁伸出的偏置脊部79a、79b形成。除了偏置之外，这些脊部79a、79b还具有不同的外形。例如，脊部79b比脊部79a更进一步地伸入到流动通道中。可以采用各种不同的限制件实施例来获得所要求的流动特性，例如压力降低和流体流动取向。
图4的圆盘100还包括一桥形部分，例如形成在圆盘100的中空中心部分处的内环102，用来便于制造和装配多块圆盘以形成调整器件盒。在没有内环102的情况下，每块圆盘将由难以输送和装配的单独的螺旋形原坯件(blank piece)104形成。在具有内环102的情况下，这些原坯件104被保持不动，同时相对容易地将这些圆盘堆叠并且固定在一起。然后通过除去内环102以将调整器件盒的中空中心部分扩大至其最终直径，从而在中空中心部分和入口部分68之间建立流体连通。每块圆盘可以具有一可以提供与内环相同的益处的外环105(图4B)，而不是内环102。一旦将这些圆盘装配好，就可以除去该外环105。另外，如图4C中所示一样，这些圆盘可以同时设有内环102和外环105，从而在调整器件盒的装配过程中使这些圆盘进一步稳定。还有，桥形部分可以设置成在相邻原坯件104之间延伸的一个或多个凸缘106(图4D)的形式。在将这些圆盘装配好之后将这些凸缘105除去。在前述实施例中的任一个中，可以通过任意已知的方法例如通过打磨、研磨或机加工来除去该桥形部分。
上述的桥形部分对于可供选择的流动通道结构例如凹槽或沟道而言是不必要的，其中没有形成单独的原坯件。在这些可选方案中，这些流动通道38可以在圆盘的铸造或成形期间形成，蚀刻进圆盘表面中，或者通过任意其它合适的方法形成。
图5提供了多个层叠环形圆盘100的透视图。从图5中可以理解的是，相邻环形圆盘100可以彼此相对转动以形成流动通道62。在所示的实施例中，层叠圆盘100的内环102还没有被除去以暴露出每条流动通道62的入口部分68。
参照图6，该图显示出一种可供选择的实施例的环形圆盘110，其中每条流体流动通道62经过1块以上的圆盘。在所示的实施例中，中间部分70包括具有一出口端114的上游部分112和具有一入口端118的下游部分116。如在图7中所示一样，多个相同圆盘110可以形成并且层叠在一起，使得形成在第一圆盘110中的上游部分112的出口端114与形成在第二圆盘110的下游部分116的入口端118对准。因此，流体将从中空中心部分通过第一圆盘的上游部分112流向出口端114。然后该流体将通过重叠的出口端114和入口端118转移到第二圆盘的下游部分116。
处在第一和第二圆盘之间的过渡部分形成呈两个连续90°方向变化形式的压力降低结构。为了降低紧密间隔的方向突变的不利影响，每个下游流动通道部分116包括紧接着入口端118下游的恢复区域120。恢复区120使得流体中的紊流消失，并促进流体重新附着到流动通道壁上。结果，即使有一系列(即一对)连续的方向突变，也可以更好的预知由此产生的压力降，并加强了拖曳力的渐进效果。在一可供选择的实施例中，出口端114和入口端118可以成形得实现从一个圆盘向下一个的平滑过渡，由此避免了产生连续突然的方向变化。
图8显示出另一个圆盘实施例，它具有相交的流体流动通道，从而流体在这些通道中的碰撞降低了流体压力。圆盘130包括三个形成在圆盘的中空中心部分134处的入口部分132。每个入口部分132可以为用于两个相连的流动通道的共同入口部分。例如，共同入口部分132将流体输送给流动通道136、138。每条流动通道136、138具有从入口部分132到出口部分140的大体上为螺旋形的形状。每个入口部分132优选与中空中心部分134的中点径向对准，从而每条流动通道136、138大致接收进入相连的入口部分132的流体的一半。因为在入口部分132和流动通道136、138之间的方向突变，所以在每条流动通道136、138中紧接着在入口部分132下游位置处提供了恢复区域142、144。
每条流动通道136、138包括呈流动通道相交部分形式的压力降低结构。在每条流动通道136、138朝着圆盘130的周边146延伸时，它与其它流动通道相交。例如，流动通道138在相交部分150处与流动通道148相交。流动通道138在相交部分154处进一步与流动通道152相交。最后，流动通道138在相交部分156处与流动通道136相交。每条流动通道在每个相交部分的下游设有足够的恢复区域。例如，流动通道138被成型得在相交部分150和154之间形成有一恢复区域158。另外，在相交部分154和156之间设有恢复区域160。
在操作中，要理解的是流经这些流动通道的流体在相交部分处碰撞。这些流体碰撞消耗了在流体中的能量并且降低了流体压力。因此，流体自身的运动被用来增强能量消耗并且实现压力降低。
这些流动通道可以是共平面的，从而每个相交部分沿着流体流动方向产生突然变化。例如在相交部分150处，通过流动通道138行进的流体可以到达相交部分150并且如箭头162所示一样偏转进入流动通道148的下游部分。同样，在流动通道148的上游部分中的流体可以到达相交部分150并且如箭头164所示一样偏转进入流动通道138的下游部分。流经这些通道的流体因此会在方向上经历突然变化。虽然一般来说在方向上的突然变化会导致出现不理想的流动特性，但是设在每个相交部分下游的恢复区域例如恢复区域158降低了这些方向突变的不利影响并且使得与之相连的的压力下降更加可以预测。结果，可以更加可靠地计算并且设计出通过所要求的该圆盘130的总压力降。
或者，这些流动通道可以在每个相交部分之前偏置以降低或者消除在流体流中的方向突变，同时还能够通过两股流体之间的流体剪切层的作用产生附加的损耗。如在图8中所示一样，流动通道136可以在相交部分168处与流动通道166相交。在相交部分168的上游，流动通道136可以包括一斜面170，该斜面将流体流朝着相交部分168的上部引导，而流动通道166可以包括一斜面172，该斜面将流体流朝着相交部分168的下部引导。结果，从通道136、166流进相交部分168的流体将继续沿着它们相应的通道而不会突然改变方向。虽然在相交部分168处的压力降低没有与平面相交部分150相连的的压力降大，但是由于相邻流体流动流所产生的剪切力消耗了流体中的能量。
现在参照图9，该图显示出一种具有多个子出口192的环形圆盘190。流动通道62形成在圆盘190中，具有一入口部分68、一中间部分70和一出口部分72。入口部分68和中间部分70可以按照上面参照那些不同实施例所述的任一种方式形成。然而，出口部分72包括形成第一和第二子流动出口194的分开的子流动部分192。多个子流动出口194增加了在流体和通道壁之间的接触，由此提高了粘性阻力。
虽然本说明书涉及包括节流流体控制阀中的本发明的流体压力降低装置，但是要理解的是，本发明并不限于此。该装置可以被提供用做管线中的固定的限制件，该固定的限制件的位置在控制阀的上游或者下游，或者完全与控制阀的位置无关。
前面的详细说明只是为了便于清楚理解，而不应该从中理解为必须的限制，因为各种改进对本领域普通技术人员来说是显而易见的。
权利要求
1.一种流体压力降低装置，该装置包括多个层叠的圆盘，每块圆盘具有一周边和一中空中心部分，并且所述的多个层叠的圆盘沿着纵向轴线对准；每块圆盘具有至少一条在所述中空中心部分和所述周边之间延伸的流动通道，所述流动通道包括一入口部分、一出口部分和一在所述入口部分和所述出口部分之间延伸的中间部分；每条流动通道的中间部分包括一压力降低结构和一紧接在该压力降低结构下游设置的一恢复区域。
2.如权利要求1所述的流体压力降低装置，其中所述压力降低结构包括一对在流体通道中的方向突变部分。
3.如权利要求1所述的流体压力降低装置，其中所述流体通道的中间部分包括多个扁平区段部分。
4.如权利要求1所述的流体压力降低装置，其中所述流动通道中间部分的相对的壁在流动通道中间部分从入口部分朝着出口部分前进时彼此相互逐渐分开。
5.如权利要求1所述的流体压力降低装置，其中所述压力降低结构包括一限制件。
6.如权利要求5所述的流体压力降低装置，其中所述限制件包括从所述流动通道的第一壁延伸出的第一脊部。
7.如权利要求6所述的流体压力降低装置，其中所述限制件还包括从所述流动通道的一第二相对壁中延伸出的第二脊部。
8.如权利要求7所述的流体压力降低装置，其中所述第一脊部比所述第二脊部更深地延伸进所述流体通道中。
9.如权利要求7所述的流体压力降低装置，其中所述第一和第二脊部偏置，从而第一脊部设置在第二脊部的上游。
10.如权利要求1所述的流体压力降低装置，其中每条流体通道包括在中间部分的多个压力降低结构和紧接在所述的限制件下游设置的相连的恢复区域，其中每对压力降低结构和恢复区域产生一个压力下降阶段。
11.如权利要求1所述的流体压力降低装置，其中所述流动通道中间部分弯曲以形成一螺旋线。
12.如权利要求11所述的流体压力降低装置，其中所述入口部分沿着径向圆盘基准线对准并且包括一入口恢复区域。
13.如权利要求1所述的流体压力降低装置，其中所述流动通道中间部分的下游部分包括第一和第二子流动出口。
14.一种流体压力降低装置，所述的装置包括多个层叠的圆盘，每块圆盘具有一周边和一中空中心部分，并且所述的多个层叠的圆盘沿着纵向轴线对准；每块圆盘具有至少一条在所述中空中心部分和所述周边之间延伸的流动通道，所述流动通道包括一入口部分、一出口部分和一在所述入口部分和所述出口部分之间延伸的中间部分；每条流动通道的中间部分包括一限制件和紧接在所述的限制件下游设置的一恢复区域，其中所述限制件引导流体基本上朝着相连的恢复区域的中心。
15.如权利要求14所述的流体压力降低装置，其中所述流动通道中间部分的相对的壁在流动通道中间部分从入口部分朝着出口部分前进时彼此相互逐渐分开。
16.如权利要求14所述的流体压力降低装置，其中所述限制件包括从所述流动通道的第一壁延伸出的第一脊部。
17.如权利要求16所述的流体压力降低装置，其中所述限制件还包括从所述流动通道的第二相对壁中延伸出的第二脊部。
18.如权利要求17所述的流体压力降低装置，其中所述第一脊部比所述第二脊部更深地延伸进所述流体通道中。
19.如权利要求17所述的流体压力降低装置，其中所述第一和第二脊部偏置，使得第一脊部设置在第二脊部的上游。
20.如权利要求14所述的流体压力降低装置，其中每条流体通道包括在中间部分的多个限制件和紧接着每个限制件的下游设置的相连的恢复区域，其中每个限制件引导流动基本朝着相连的恢复区域中心，并且每个限制件和恢复区域对产生一个压力下降阶段。
21.如权利要求14所述的流体压力降低装置，其中所述流动通道中间部分弯曲以形成一螺旋线。
22.一种流体压力降低装置，所述的装置包括多个层叠的圆盘，每块圆盘具有一周边和一中空中心部分，并且所述的多个层叠的圆盘沿着纵向轴线对准；每块圆盘具有至少一条在所述中空中心部分和所述周边之间延伸的流动通道，所述流动通道包括一入口部分、一出口部分和一在所述入口部分和所述出口部分之间延伸的中间部分，其中流动通道中间部分的相对壁在流动通道中间部分从入口部分朝着出口部分前进时彼此相互逐渐分开。
23.如权利要求22所述的流体压力降低装置，其中每条流动通道的中间部分具有大体上为螺旋形的形状。
24.如权利要求22所述的流体压力降低装置，其中每条流动通道的中间部分包括一压力降低结构和紧接在所述的限制件下游设置的一恢复区域。
25.如权利要求24所述的流体压力降低装置，其中所述压力降低结构包括一对在流体通道中的方向突变部分。
26.如权利要求24所述的流体压力降低装置，其中所述压力降低结构包括一限制件。
27.如权利要求26所述的流体压力降低装置，其中所述限制件包括从所述流动通道的一第一壁延伸出的一第一脊部。
28.如权利要求27所述的流体压力降低装置，其中所述限制件还包括从所述流动通道的第二相对壁中延伸出的一第二脊部。
29.如权利要求28所述的流体压力降低装置，其中所述第一脊部比所述第二脊部更深地延伸进所述流体通道中。
30.如权利要求28所述的流体压力降低装置，其中所述第一和第二脊部偏置，使得第一脊部设置在第二脊部的上游。
31.如权利要求24所述的流体压力降低装置，其中每条流体通道包括在中间部分的多个压力降低结构和紧接在所述的限制件下游设置的一相连的恢复区域，其中每个压力降低结构和恢复区域对产生一个压力下降阶段。
32.一种流体压力降低装置，所述的装置包括多个层叠的圆盘，每块圆盘具有一周边和一中空中心部分，并且所述的多个层叠的圆盘沿着纵向轴线对准；并且每块圆盘具有至少一条在所述中空中心部分和所述周边之间延伸的第一和第二流动通道，所述第一流动通道包括一入口部分、一出口部分和在所述入口部分和一在所述出口部分之间延伸的中间部分，所述第二流动通道具有一入口部分、一出口部分和一在所述入口和出口部分之间延伸的中间部分；其中所述第二流动通道的中间部分和第一流动通道的中间部分在一相交部分处相交；并且其中所述第一和第二流动通道中每一条的中间部分包括位于所述相交部分下游的一恢复区域。
33.如权利要求32所述的流体压力降低装置，其中所述第一和第二流动通道被引导朝向处在基本上相同的平面上的所述的相交部分，使得流经所述第一和第二流动通道的流体在所述的相交部分处经受一方向突变。
34.如权利要求32所述的流体压力降低装置，其中所述第一流动通道包括一位于所述的相交部分上游方向朝着第一平面的第一斜面，所述第二流动通道包括一位于相交部分上游方向朝着第二平面的第二斜面，从而流经所述第一和第二流动通道的流体在所述的相交部分处产生剪切力。
35.如权利要求32所述的流体压力降低装置，其中所述第一流动通道入口部分和第二流动通道入口部分一体地设置成一共同入口部分。
36.如权利要求35所述的流体压力降低装置，其中所述共同入口部分沿着从轴线延伸至共同入口部分的径向圆盘基准线对准，从而基本上相等量的流体进入所述第一和第二流动通道。
37.一种流体压力降低装置，所述的装置包括多个层叠的圆盘，每块圆盘具有一周边和一中空中心部分，并且所述的多个层叠的圆盘沿着纵向轴线对准；每块圆盘具有至少一条在所述中空中心部分和所述周边之间延伸的流动通道，所述流动通道包括一入口部分、一出口部分和一在所述入口部分和所述出口部分之间延伸的中间部分；其中每条流动通道延伸越过圆盘的整个厚度，从而形成一条贯穿的流动通道，每条贯穿流动通道将所述圆盘分成至少第一和第二原坯部分。
38.如权利要求37所述的流体压力降低装置，其中每个圆盘还包括在所述第一和第二原坯部分之间延伸的第一桥形部分。
39.如权利要求38所述的流体压力降低装置，其中所述第一桥形部分包括围绕着所述圆盘的内部延伸的一内环部分。
40.如权利要求38所述的流体压力降低装置，其中所述第一桥形部分包括围绕着所述圆盘的周边延伸的一外环部分。
41.如权利要求38所述的流体压力降低装置，其中所述第一桥形部分包括在所述第一和第二原坯部分之间延伸的一凸缘。
42.如权利要求38所述的流体压力降低装置，其中每块圆盘还包括一第二桥形部分。
43.如权利要求41所述的流体压力降低装置，其中所述桥形部分包括围绕着所述圆盘的所述中空中心部分延伸的一内环部分，并且所述第二圆盘部分包括围绕着所述圆盘的所述周边延伸的一外环部分。
44.如权利要求41所述的流体压力降低装置，其中所述第一和第二桥部分包括在相邻原坯部分之间延伸的第一和第二凸缘。
45.如权利要求37所述的流体压力降低装置，其中每条贯穿流动通道的中间部分的相对的壁在所述流动通道的中间部分从所述入口部分向所述出口部分前进时彼此相互逐渐分开。
46.如权利要求37所述的流体压力降低装置，其中每条贯穿流动通道的中间部分弯曲以形成一螺旋形。
47.如权利要求37所述的流体压力降低装置，其中每条流动通道的中间部分包括一压力降低结构和紧接在所述的限制件下游设置的一恢复区域。
48.一种装配流体压力降低装置的方法，该方法包括形成多个圆盘，每块圆盘具有至少一条在圆盘的中空中心部分和周边之间延伸的流动通道，每条流动通道包括一入口部分、一出口部分和在所述入口和出口部分之间延伸的一中间部分，所述流动通道将所述圆盘分成至少第一和第二坯件部分，每块圆盘还包括在所述第一和第二坯件部分之间延伸的一第一桥形部分；沿着一轴线将这些圆盘层叠在一起；将这些层叠圆盘固定在一起以形成一层叠圆盘组件；除去在所述层叠圆盘组件中的每个圆盘的第一桥形部分。
49.如权利要求48所述的方法，其中所述第一桥部分包括围绕着所述圆盘的内部延伸的一内环部分。
50.如权利要求48所述的方法，其中所述第一桥形部分包括围绕着所述圆盘的周边延伸的一外环部分。
51.如权利要求48所述的方法，其中所述第一桥形部分包括在所述第一和第二坯件部分之间延伸的一凸缘。
52.如权利要求48所述的方法，其中所述圆盘还包括一第二桥形部分，并且其中所述方法包括除去在所述层叠圆盘组件中的每块圆盘的第二桥部分。
53.如权利要求52所述的方法，其中所述第一桥部分包括围绕着所述圆盘的内部延伸的一内环部分，并且所述第二圆盘部分包括围绕着所述圆盘的周边延伸的一外环部分。
54.如权利要求52所述的方法，其中所述第一和第二桥部分包括在相邻坯件部分延伸的第一和第二凸缘。
全文摘要
一种流体压力降低装置，该装置包括多个层叠圆盘(32)，每块圆盘具有沿着纵向轴线(29)对准的周边(36)和中空中心部分(34)。每块圆盘(32)具有在所述中空中心部分(34)和所述周边(36)之间延伸的至少一条流动通道(38)，所述流动通道(38)包括入口部分(40)、出口部分(42)和在所述入口和出口部分(42，44)之间延伸的中间部分(44)。每条流动通道的中间部分(44)包括压力降低结构(74，76)和紧接在压力降低结构(74，76)下游设置的恢复区域(90，92)。
文档编号F16K47/04GK1543545SQ02816044
公开日2004年11月3日 申请日期2002年7月11日 优先权日2001年8月16日
发明者迈克尔·W·麦卡蒂, 特德·A·朗, 迈克尔.M.安德森, .M.安德森, A 朗, 迈克尔 W 麦卡蒂 申请人:费希尔控制国际公司