流动流体的流体流动控制装置和系统以及方法与流程

本公开总体上涉及流体流动控制装置、系统和方法。更特别地，本公开的实施方式可以涉及这样的流体流动控制装置：该流体流动控制装置被构造成改变穿过流体控制装置的流体的特性。例如，当流体穿过流体控制装置时，流体控制装置可以对流体进行重新指引和/或使流体的力和/或能量(例如，流体的压力)减小。

背景技术：

1、在许多工业领域中，通常需要减小管路、阀或另外的流体处理组件或装置内的流体(例如，液体和/或气体)的力或能量(例如，压力)。为此，可以采用一个或更多个流体控制装置。在本领域中已经提出了用于控制装置的各种设计。例如，可以采用一装置来将通过该装置的流分成一股或更多股流，所述装置被构造为装置内的一个或更多个曲折的流体流动路径。当流体穿过曲折的流体流动路径时，流体多次改变方向。此外，当流体行进通过曲折的流体流动路径时，流体流动路径的总横截面积可以增加以提供流动路径内的流体的速度的减小。由于因路径的壁之间的摩擦、流体方向的快速变化以及室的扩张或收缩而引起的损失，流体压力和流体能量沿着该路径部分地消散。这些装置可以包括通常所说的“曲折路径修整(trim)装置”。

2、流体流动控制装置通常被设置在阀的本体内或阀的本体(例如，阀内件(valvetrim))附近。流体流动控制装置也可以设置在流体流动系统的其他部分中。例如，流体流动控制装置可以被放置在各种流体流动路径(例如，阻流(choke)管或内件)中，以在需要的情况下提供系统内的流体压力的减小。例如，多级阻流管或内件可以用于产生压力破坏，从而降低多级阻流管或内件中的压力。传统设计和制造的内件具有容纳在套筒内以限定出阻流管的机加工内件。例如，在2021年3月9日授予flowserve management company的美国专利10,941,878中公开了这种流动装置，每个专利的公开内容全部均通过参引并入本文中。

3、加压流体包含有所储存的机械势能。流体流动控制装置通过降低流体的压力和速度来消散该能量。当流体流动通过流体路径时，流体流可能是湍流的。湍流的流体具有相关的压力和速度波动，这些压力和速度波动作用于流体在其中流动的管道和流体控制装置的结构元件上。这些压力和速度波动通常伴随有其他问题，比如侵蚀(erosion)、噪音、振动和空蚀(cavitation)。在许多应用中，这些伴随的问题是流体流动控制装置的不期望或不可接受的特性。

4、传统的阻流内件是使用多个销被保持在一起的，这提供了潜在的泄漏路径，并且传统的阻流内件是通过多个o形环密封件进行密封的，这使组装变得复杂并且可能导致不期望的故障。例如，在没有多个密封件的情况下，传统的设计历史上曾因来自在阻流内件的出口处的围绕销以及在套筒的外部的泄漏路径的高速空蚀和侵蚀磨损而对含有压力的本体造成损坏。

技术实现思路

1、本公开的各种实施方式包括克服传统的流体流动控制装置的问题中的许多问题的流体流动控制装置。本公开描述了包括流体路径的流动控制装置的实施方式，该流动控制装置被构造成更好地控制空蚀、振动以及与流体流动控制相关联的其他问题。

2、在一个或更多个实施方式中，流体流动控制装置可以包括沿着纵向轴线延伸的基本上筒形的本体。基本上筒形的本体具有在基本上筒形的本体的第一轴向端部处的流体入口和在基本上筒形的本体的第二轴向端部处的流体出口。通道从位于第一轴向端部处的流体入口穿过基本上筒形的本体的内部部分延伸至位于第二轴向端部处的流体出口。这些通道共同限定出穿过基本上筒形的本体的流体路径以减小行进通过该流体路径的流体的压力，其中，通道中的每个通道均与这些通道中的至少一个其他通道相交。

3、在另外的实施方式中，流体流动系统可以包括：流体处理部件，该流体处理部件限定出穿过流体处理部件的流体流动路径；以及流动控制装置，该流动控制装置位于流体处理部件的流体流动路径中。流动控制装置可以包括沿着纵向轴线延伸的长形的本体。该长形的本体具有在长形的本体的第一纵向端部处的流体入口和在长形的本体的第二纵向端部处的流体出口。通道被限定在长形的本体内并且在位于第一纵向端部处的流体入口与位于第二纵向端部处的流体出口之间延伸。这些通道共同限定出穿过长形的本体的流体路径，以减小从流体入口穿过流体路径行进至流体出口的流体的压力。通道可以被定位和构造成使得来自通道的流体流在流体出口附近对来自通道中的相邻的至少一个通道的流体流进行冲击。

4、在另外的实施方式中，利用流体流动控制装置降低流体中的压力的方法可以包括：将高压流体接纳到本体的在本体的第一轴向端部处的流体入口中；将高压流体指引(direct)通过被限定在本体内的通道，以将高压流体中的压力降低而使该高压流体成为低压流体；以及使低压流体在本体的在本体的第二轴向端部处的流体出口处离开。

5、另外的实施方式包括用于形成流体流动控制装置的方法，该方法包括：通过增材制造过程，构建流体流动控制装置的本体；以及在增材制造过程期间，在本体中同时限定出一个或更多个通道。

技术特征：

1.一种流体流动控制装置，所述流体流动控制装置包括：

2.根据权利要求1所述的流体流动控制装置，其中，所述通道相对于所述纵向轴线以倾斜的角度延伸穿过所述基本上筒形的本体。

3.根据权利要求2所述的流体流动控制装置，其中，所述通道限定出沿着所述基本上筒形的本体延伸的螺旋形图案。

4.根据权利要求1至3中的任一项所述的流体流动控制装置，其中，所述通道中的每个通道均在所述通道中的多于一个的其他通道处相交。

5.根据权利要求1至3中的任一项所述的流体流动控制装置，其中，在位于所述第一轴向端部处的所述流体入口与位于所述第二轴向端部处的所述流体出口之间延伸的所述通道完全位于所述基本上筒形的本体的内部。

6.根据权利要求1至3中的任一项所述的流体流动控制装置，其中，所述通道中的至少一些通道在所述流体出口附近径向向内延伸穿过所述基本上筒形的本体。

7.根据权利要求1至3中的任一项所述的流体流动控制装置，其中，与所述通道的在所述流体入口处的间距相比，所述通道中的至少一些通道在所述流体出口处定位成相对更靠近彼此。

8.根据权利要求7所述的流体流动控制装置，其中，所述通道被定位和构造成使得来自所述通道的流体流在所述流体出口处对来自所述通道中的相邻的至少一个通道的流体流进行冲击。

9.根据权利要求1至3中的任一项所述的流体流动控制装置，其中，所述基本上筒形的本体包括在所述第二轴向端部处的轴向延伸的腔，所述轴向延伸的腔延伸到所述基本上筒形的本体中并且被所述基本上筒形的本体在径向上围绕，以及其中，所述流体出口的至少一部分被限定在所述轴向延伸的腔内。

10.根据权利要求9所述的流体流动控制装置，其中，所述基本上筒形的本体包括位于所述轴向延伸的腔内的基本上锥形的突出位置件，以对所述流体出口处的所述流体流进行指引。

11.根据权利要求1至3中的任一项所述的流体流动控制装置，其中，所述基本上筒形的本体包括单件式的整体结构，并且所述通道被限定在所述单件式的整体结构内。

12.根据权利要求1至3中的任一项所述的流体流动控制装置，其中，所述基本上筒形的本体是通过增材制造过程形成的。

13.根据权利要求1至3中的任一项所述的流体流动控制装置，其中，所述基本上筒形的本体包括限定出整个所述流体路径的单个结构。

14.一种流体流动系统，所述流体流动系统包括：

15.根据权利要求14所述的流体流动系统，其中，在位于所述第一纵向端部处的所述流体入口与位于所述第二纵向端部处的所述流体出口之间延伸的所述通道完全定位在所述长形的本体内。

16.根据权利要求14所述的流体流动系统，其中，来自所述通道的所述流体流在所述流体出口处对来自所述通道中的相邻的至少一个通道的所述流体流进行冲击，所述流体出口被定位在限定于所述长形的本体内且在所述第二纵向端部处的腔内。

17.根据权利要求14至16中的任一项所述的流体流动系统，其中，所述基本上筒形的本体和所述通道是通过增材制造过程同时形成的，以及其中，所述流体处理部件包括阀或连接管道的一部分。

18.一种利用流体流动控制装置降低流体中的压力的方法，所述方法包括：

19.根据权利要求18所述的方法，所述方法还包括：将在所述流体出口处离开所述本体的所述通道的所述低压流体的流体流指引成对所述通道中的相邻的通道的流体流进行冲击。

20.一种形成流体流动控制装置的方法，所述方法包括：

技术总结
流体流动控制装置、系统和方法可以包括沿着纵向轴线延伸的本体。该本体具有在本体的第一轴向端部处的流体入口和在本体的第二轴向端部处的流体出口。通道可以在位于第一轴向端部处的流体入口与位于第二轴向端部处的流体出口之间延伸穿过本体的内部部分。这些通道共同限定出穿过本体的流体路径。

技术研发人员：杰夫·帕里什,戴维·巴塞洛缪,詹姆斯·戴维斯,郭善玮,考希克·阿索坎
受保护的技术使用者：芙罗服务私人有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/5/10