CN100386153C - 用来处理流体的方法和装置 - Google Patents

Abstract

在用来处理流体的方法和装置中，泵组件(7)将来自流体来源的流体流递送给歧管(8)。歧管(8)驱动流体流进入从歧管递送到壳体(9)的第一和第二流体流。壳体(9)在其中包括与第二漩流式喷嘴(28)对置的第一漩流式喷嘴(27)。第一流体流进入第一漩流式喷嘴(27)产生第一旋转流体流，而第二流体流进入第二漩流式喷嘴(28)产生第二旋转流体流。第一和第二漩流式喷嘴(27、28)使第一和第二旋转流体流在碰撞室(89)中撞击，借此处理流体。

Description

用来处理流体的方法和装置

相关的专利申请

这份申请是2001年7月5日申请的专利申请第09/899,467号的部份继续申请。

本发明的技术领域

本发明涉及用来处理流体的方法和装置，更具体地说，但不作为限制，涉及用来将流体输送到藏在其中的漩流式喷嘴组件的改进的流体递送系统。

本发明的现有技术

美国专利第4,261,521号揭示一种与一对在壳体里面对置的漩流式喷嘴一起构成的漩流式喷嘴组件。壳体维持喷嘴和它们各自的喷嘴出口的轴线对准而且进一步引导流体进入漩流式喷嘴。流体进入经过直线的圆形的口与超环面相切的空腔进入每个漩流式喷嘴内部的逐渐变小的漩流管。超环面空腔毗邻垂直于喷嘴轴线的逐渐变小的锥形漩流管的大头。当较多的流体不断地进入端口的时候，流体离开这个超环面区段，螺旋形地朝喷嘴出口前进。从超环面形状到锥形形状的转变是关键的。如果圆锥体的内部边缘与超环面的外侧相切，流体流出太快以致不能完全覆盖漩流管的内部。反之，如果圆锥体的内部边缘在环面的底部象限开始，那么流出的流体干扰流入的流体而且引起较大的湍流。

当流体被迫螺旋形地流出每个漩流管的时候，离心能量使流体对着逐渐变小的漩流管侧面的圆形区段变平。当流体向出口成螺旋状流出时，这个作用使流体加速，从而在漩流管室内部形成空洞。当流体脱离漩流管壁的时候，它径向加速，形成空心的流体圆锥。来自一个漩流式喷嘴的空心流体圆锥与来自另一个漩流式喷嘴的空心的流体圆锥在形成有液体衬里的封闭室的壳体内相撞。这个封闭室由于漩流的离心能量引起的空洞发展实质上的真空。来自两个空心流体圆锥的撞击的能量在有这个实质上的真空存在的情况下影响流体的变化。

流体形成均匀一致的薄膜并因此将最大的流体表面面积暴露在漩流室的作用之下是令人想要的和有益的。此外，这个流体薄膜变成漩流反应室的液体内壁。如果流体在流出喷嘴的时候不是沿着锥形漩流管的壁面均匀分布，不稳定性将在两个喷嘴之间的撞击图中发展，从而导致喷嘴性能的低效率。这些在流体分布方面的不规则性在从垂直于喷嘴的轴线进入的单一的、圆形流体截面开始试图使流体发展成环形的均匀一致的薄膜区段的时候是固有的。

逐渐增加漩流管的长度由于允许流体有更多的时间发展稳定的流动图而有助于均匀一致的薄膜的发展；然而不幸的是附加的长度大幅度增加磨擦损失。这些磨擦损失在离开喷嘴的两个空心流体圆锥碰撞的时候减少冲击能量，因此限制喷嘴的效率。增加的长度还减少可得的离心能量，因为长度必须加到漩流管的大头上。这使超环面区段变得更大而且对于给定的入口速度将降低旋转速度。

美国专利第5,435,913号把另一个内嵌的漩流管加到每个喷嘴上以消除单一的入口。这有一些有益的效果，尤其是在成对的漩流管被适当地确定尺寸和彼此相对定位的时候。然而，纵排设计的喷嘴对的适当地确定尺寸和定位颇具挑战性。人们必须小心地确定相对尺寸和位置，因为漩流管能相互干扰而不是相互增强。

因此，人们长期以来就感觉需要一种改进的流体递送系统把流体输送到内藏的漩流式喷嘴组件。改进的流体递送系统将更有效地输送流体，以允许更均匀一致的薄膜厚度在漩流式喷嘴组件的个别漩流式喷嘴中形成。改进的流体递送系统进一步提供更大的应用范围，但是在安排方面不复杂，因为它是用单一的入口或纵排的喷嘴设计完成的。

本发明的概述

依照本发明，用来处理流体的装置包括泵、其中包括与第二漩流式喷嘴对置的第一漩流式喷嘴的壳体、以及将来自泵的流体流交付给壳体的歧管。泵包括与流体来源耦合的入口和与歧管耦合的出口。泵驻留在适合允许泵向后和围绕枢轴运动的泵支架上。此外，泵可以垂直取向，以允许泵的叶轮分级。支撑壳体的框架也支撑泵，以避免由于使从流体来源到泵的连接垂直给泵加载。

歧管接受来自泵的流体流而且把流体流分为第一流体流和第二流体流。因此，歧管包括与泵的出口耦合的入口和与入口耦合实际上把流体流分为第一流体流和第二流体流的分流器。歧管进一步包括与分流器耦合的第一弯管和与第一弯管耦合的偶联管，借此第一弯管和第一偶联管帮助将第一流体流交付给壳体。歧管还进一步包括与分流器耦合的第二弯管和与第二弯管耦合的第二偶联管，借此第二弯管和第二偶联管帮助将第二流体流交付给壳体。

壳体包括接受第一流体流的第一入口和接受第二流体流的第二入口。壳体定义将第一流体流这样交付给第一漩流式喷嘴以致第一漩流式喷嘴接受其中的流体而且将旋转赋予流体并借此形成第一旋转流体流的第一空腔。同样，壳体定义将第二流体流这样交付给第二漩流式喷嘴以致第二漩流式喷嘴接受其中的流体而且将旋转赋予流体并借此形成第二旋转流体流的第二空腔。第一和第二漩流式喷嘴和壳体定义第一旋转流体流与第二旋转流体流在流体流出壳体的出口之前发生撞击的碰撞室。

在处理流体的方法中，第一漩流式喷嘴与第二漩流式喷嘴按对置的关系放置。第一流体流被引入第一漩流式喷嘴周围的空腔，而来自第一流体流的流体被引入第一漩流式喷嘴，以形成第一旋转流体流。同样，第二流体流被引入第二漩流式喷嘴周围的空腔，而来自第二流体流的流体被引入第二漩流式喷嘴以形成第二旋转流体流。最后，第一旋转流体流与第二旋转流体流在碰撞室中碰撞。

在制造适合提供真空测量的漩流式喷嘴的方法中，导管是经过其中有漩流式喷嘴的壳体上的孔插入的。导管的一端被放在漩流式喷嘴的空腔中，而自紧密封被固定在孔上。

所以，本发明的目标是提供一种有消音特性的流体处理装置。

本发明的另一个目标是提供一种易于维护的流体处理装置。

本发明进一步的目标是提供一种将流体更有效地运送到漩流式喷嘴组件的流体处理装置。

鉴于下面的描述，本发明的其它目标、特征和优势对于熟悉这项技术的人将变得明显。

附图简要说明

图1是举例说明用来处理流体的装置的机柜的透视图。

图2-4是依照用来处理流体的装置的第一实施方案举例说明流体递送系统的透视图。

图5是举例说明依照第一实施方案藏在流体递送系统中的漩流式喷嘴组件的漩流式喷嘴的局部剖视图。

图6是举例说明有漩流式喷嘴组件藏在其中的流体递送系统的剖视图。

图7是依照用来处理流体的装置的第二实施方案举例说明流体递送系统的透视图。

图8是依照用来处理流体的装置的第二实施方案举例说明流体递送系统的侧视图。

图9是依照用来处理流体的装置的第二实施方案举例说明流体递送系统的俯视图。

图10是依照用来处理流体的装置的第二实施方案举例说明流体递送系统的局部剖视的正视图。

图11和12是举例说明用来处理流体的装置的漩流式喷嘴的透视图。

图12是举例说明用来处理流体的装置的漩流式喷嘴的透视图。

图13是举例说明漩流式喷嘴的漩流式喷嘴本体的入口一侧的正视图。

图14是举例说明漩流式喷嘴的漩流式喷嘴本体的剖视图。

优选实施方案的详细描述

如同在图1和2中举例说明的那样，用来处理流体的装置5的机柜50依照第一实施方案包括顶盖51、侧壁52和53、前壁59和后壁54。机柜50的顶盖51被依次用底座6a支撑和固定的侧壁52和53、前壁59和后壁54支撑着。机柜50的侧壁52和53、前壁59和后壁54实质上全都具有相同的高度并且在角上邻接。四个壁面支架55a、55b、55c和55d也被固定到底座6a上。壁面支架55a、55b、55c和55d是形状与侧壁52和53、前壁59和后壁54的边缘的邻接角落一致的角钢。侧壁52和53、前壁59和后壁54使用任何适当的方法(例如，凹槽和狭长孔、铆接、紧固螺钉、螺栓螺母等)在角落固定到壁面支架55a，55b，55c和55d上。

在这个第一实施方案中，前壁59由包含半圆形缺口以致它们被固定在一起的时候形成允许入口60和出口23穿过的孔口的两个部分59a和59b构成。同样，侧壁52和53由有前半段52a和53a和后半段52b和53b的部分构成。此外，任何结构的通风狭长孔56可以被包括在机柜50上，以便为用于流体处理装置5的泵组件7的泵马达7b的适当的通风创造条件。当然，其它的孔口或孔也可以包括在机柜50或底座6上用于输电线或满足使用者的任何其它需要。

在这个第一实施方案中，机柜50的顶盖51使用任何的适当方法(例如铆接、摩擦、紧固螺钉、螺栓螺母等)固定在侧壁52和53、前壁59和后壁54的顶上。顶盖51的顶盖唇缘51a实质上从顶盖51的外缘垂直地延伸，以致顶盖唇缘51a的内侧接触侧壁52和53、前壁59和后壁54的外侧。虽然这个第一实施方案举例说明顶盖51固定在机柜50的侧壁52和53、前壁59和后壁54上，但是熟悉这项技术的人将承认顶盖唇缘51a可以被固定到机柜50的侧壁52和53、前壁59和后壁54上或者顶盖51可以全然不被固定，而是搁在机柜50的侧壁52和53、前壁59和后壁54的顶上。

固定在底座6a上的声学壁57驻留在机柜50里面。声学壁57在这个第一实施方案中是由两个部分57a和57b构成的，每个部分都包括半圆形缺口，以致当它们固定在一起的时候形成允许流体处理装置5的泵组件7的泵壳体7a从中穿过的孔口。此外，前壁59、前半段52a和53a、声学壁57和顶盖51在这个第一实施方案中是这样构成的，以便减少或消除由于流体在流体处理装置5的歧管8和壳体9里面流动产生的噪音。前壁59、前半段52a、53a、声学壁57和顶盖51优选不包括孔口或孔，以便减少声音，而且优选用诸如泡沫塑料、软木之类吸收或抑制声音的材料构成或用这样的材料做衬里。

如同在图2-4和6中举例说明的那样，用来处理流体的装置5包括有泵壳体7a和泵马达7b的泵组件7。泵组件7的泵壳体7a包括为流体来源提供连接点的入口60和出口11。泵组件7是任何能够通过装置5从流体来源泵抽流体的泵。在这个第一实施方案中，流体是任何可流动的液体或气体或者能在加压的气流或液流下递送的固体微粒。虽然这个第一实施方案揭示用来递送流体的泵组件7，但是熟悉这项技术的人将承认许多其它适当的等价装置，例如高压气罐。

用来处理流体的装置5包括框架6和泵支架70，两者都是使用任何适当的方法(例如，铆接、紧固螺钉，螺栓螺母等)安装到底座6a上的。泵支架70支撑泵组件7的泵马达7b，而框架6借助支撑搁板71a和支柱71b支撑泵组件7的入口60。框架6借助支撑搁板71a和支柱71b这样支撑入口60，以致在从流体来源到泵组件7的连接中使用的任何管道设备的重量都不停留在泵壳体7a上，从而保护泵密封、泵轴承和泵轴免受由在泵马达7b和泵壳体7a之间的连接上超重造成的垂直运动引起的损害。

泵马达7b这样安装在泵支架70上，以致在为了完成维护或修理(例如，更换密封或重装轴承)而与泵壳体7a分离的时候，泵马达7b可以向后沿着泵支架70朝后壁54移动。进而，泵马达7b可以在泵支架70上围绕枢轴转动，以允许接近泵马达7b的内部。泵马达7b在泵支架70附近的运动允许流体处理装置5的其余部分在维护或修理泵马达7b或泵壳体7a期间维持组装状态，从而缩短了修理时间。因此，泵支架70在长度方面比泵马达7b长，为合理的移动范围创造条件，以便给出更接近泵马达7b或泵壳体7a的通路。

用来处理流体的装置5包括有漩流式喷嘴组件10配置在其中的壳体9和将泵组件7的出口11通过流体连接到壳体9上的歧管8。框架6借助支撑搁板72和支柱76支撑壳体9。框架6借助支撑搁板72和支柱76这样支撑壳体9和歧管8，以致它们的重量不搁在泵壳体7a上，从而保护泵密封、泵轴承和泵轴免受由于在泵马达7b和泵壳体7a之间的连接上超重造成的垂直运动引起的损害。

支撑搁板72使用任何诸如螺栓螺母或紧固螺钉之类的适当方法固定到框架6上。支柱76使用任何诸如焊接之类的适当方法附着到壳体9上；然而，为了避免流体流产生的声音从歧管8和壳体9转移到框架6，支柱76通过消音或吸收衬套73附着到支撑搁板72上。在这个第一实施方案中，衬套73是吸收声音的橡皮块，一块呈螺栓形而另一块呈螺母形。螺母形的橡皮块被插在支柱76和支撑搁板72之间而且对准穿过支柱76和支撑搁板72的孔。然后，螺栓形的橡皮块穿过支撑搁板72的孔、螺母形的橡皮块和支柱76的孔插入，借此将支柱76固定到支撑搁板72上，同时提供其间的消音。

虽然这个第一实施方案揭示消声或吸音的衬套73，但是熟悉这项技术的人将理解有许多可以用来将支柱76固定到支撑搁板72上的消音或吸音的连接件或衬套。此外，如果不必消音，那么支撑搁板72包括众多连接狭长孔，它们允许支撑搁板72的垂直运动，以便允许支撑搁板72直接固定到支柱76上。

现在参照图3、4和6，歧管8包括入口12、分流器13、弯管14和15和柔性偶联管80和81。入口12使用任何适当的方法(例如，法兰和紧固件)连接到泵壳体7的出口11上，以便接受来自泵壳体7的流体流。入口12装配在分流器13的入口之内并且借助摩擦、焊接、胶之类的东西保持在其中，以便将流体递送到分流器13中。分流器13接受流体流而且通过相对于来自入口12的流动改变实质上垂直的流体流方向把流体流分为第一流体流和第二流体流。分流器13在这个第一实施方案中是Y形的，以便考虑到来自入口12的流体流更平滑地转变成第一流体流和第二流体流。所以，分流器13防止流体流的突然停止和变更方向，借此减少这种类型的变向引起的排放压头和进一步考虑到进入两个由此产生的流体流的增大的压力。

分流器13借助摩擦、焊接、胶或相似的东西接到弯管14和15上，以便将第一流体流交付给运送给弯管14，将第二流体流交付给弯管15。弯管14使从分流器13收到的第一流体流转向并且将第一流体流交付给柔性的偶联管80。弯管14包括借助偶联管支架82接到柔性偶联管80上的弯管接头16。同样地，弯管15使从分流器13收到的第二流体流转向并且将第二流体流交付给柔性的偶联管81。弯管15包括借助偶联管支架83接到柔性偶联管81上的弯管接头18。

如同在图3中举例说明的那样，壳体9包括借助偶联管支架84接到柔性的偶联管80上允许将第一流体流交付给壳体9的壳体接头17。壳体9进一步包括借助偶联管支架85接到柔性的偶联管81上允许将第二流体流交付给壳体9的壳体接头19。柔性的偶联管80和81在这个第一实施方案中是用为减少或消除声音向壳体9的转移设计的柔性材料构成的。然而，柔性的偶联管80和81和偶联管支架82-85仅仅在需要防止声音的应用中才是必要的。在对声音不敏感的应用中，可以利用两个带法兰的管子或其它的将来自弯管14和15的流体流引向壳体9的装置。另外，虽然这个第一实施方案揭示一种用来把流体流运送到壳体9中的歧管8，但是熟悉这项技术的人将承认许多其它适当的等价方法，例如，两个泵和分开的对壳体9的连接或单一的泵将流体递送到壳体9的侧面部分而不是末端部分。

壳体9包括入口21和22、出口23、棘爪25和26、端盖86和87以及圆筒88。壳体9定义沿着它的中心线的内腔20和将中心近似地定位在壳体9的中点与内腔20连通的内腔24。壳体9借助偶联管支架84和85附着到柔性的偶联管80和81上，以便接受在入口21的第一流体流和在入口22的第二流体流。出口23可使用众所周知的管道系统连接到任何适当的流体储器或递送系统，在这个第一实施方案中，为了通过在维持内腔20和内腔24内的涌出条件的同时防止内腔20和内腔24中的排放压头来减少出口压力损失，出口23是迅速地把流体流改变到水平方向的弯管。虽然向上排放的设计是符合要求的，但是也可以使用采用其它角度的设计。

漩流式喷嘴组件10驻留在内腔20之内，而且在这个第一实施方案中包括在壳体9的内腔20之内对置的漩流式喷嘴27和28，为的是使第一流体流与第二流体流相撞，借此处理流动的流体。漩流式喷嘴27插进内腔20，直到它邻接棘爪25为止，而端盖86使用任何适当的方法(例如，摩擦、偶联管、焊接、胶或类似的东西)附着到圆筒88上，以形成壳体9的第一个侧面。在漩流式喷嘴27插进壳体9的情况下，漩流式喷嘴27和壳体9定义接受来自入口21的第一流体流并且将第一流体流交付给漩流式喷嘴27的空腔40。同样，漩流式喷嘴28插进内腔20，直到它邻接棘爪26为止，而端盖87使用任何适当的方法(例如，摩擦、偶联管、焊接、胶或类似的东西)附着到圆筒88上，以形成壳体9的第二个侧面。在漩流式喷嘴28插进壳体9的情况下，漩流式喷嘴28和壳体9定义接受来自入口22的第二流体流并且将第二流体流交付给漩流式喷嘴28的空腔41。此外，漩流式喷嘴27和28在内腔20里面按对置关系定位形成碰撞室89，在那里第一流体流与第二流体流发生撞击。

如同在图5和11-14中举例说明的那样，漩流式喷嘴27包括喷嘴本体29和端盖30。为了揭示，在本文中将仅仅描述漩流式喷嘴27；然而，人们应该理解漩流式喷嘴28在设计、构造和操作方面与漩流式喷嘴27完全相同，只是为了促成第二流体流与第一流体流相撞按照与漩流式喷嘴27对置的关系放在壳体9的内腔20之内。此外，虽然下面用于漩流式喷嘴27的设计是优选的，但是熟悉这项技术的人将认识到在美国专利第4,261,521和5,435,913号中揭示的漩流式喷嘴也可以被利用。

在这个第一实施方案中，喷嘴本体29在外形上实质上是圆筒形的而且包括穿过它沿着轴线定位的逐渐变小的通道31。逐渐变小的通道31包括入口面32而且在直径方面逐渐减少直到在出口面33终结。逐渐变小的通道31的锥度大于0°、小于90°，然而更优选的锥度是大于5°、小于60°。

喷嘴本体29包括有在其中带凹槽36的升起部分35的肩台34。肩台34具有适合凭借磨擦与壳体9的内表面接合的尺寸，而且其升起部分35邻接棘爪25，借此使漩流式喷嘴27能精确地在壳体9里面定位。凹槽36接受在其中的密封件，以使喷嘴本体29和漩流式喷嘴27在壳体9内形成流体密封。

喷嘴本体29进一步包括用来将第一流体流引入漩流式喷嘴27的锥形通道31的口37-39。在这个第一实施方案中，口37-39在外形上从入口面32开始实质上是梯形的而且环绕喷嘴本体29在径向是等间隔的。虽然这个第一实施方案揭示三个实质上梯形的口37-39，但是熟悉这项技术的人将认识到只有一个口实际上是必要的，而且可以利用的口的数目是任意的。此外，口37-39可以是任何适合将流体递送到锥形通道31之中的形状，例如，椭圆形、三角形和D形之类的形状。

在这个第一实施方案中，口37-39与锥形通道31的内表面相切而且以与锥形通道31的锥度相同的角度进入锥形通道31，这将增强第一流体流从空腔40到锥形通道31的递送而且最终将提高第一流体流环绕锥形通道31的分布。虽然这个第一实施方案揭示按锥形通道31的锥度形成角度的切线口37-39，但是熟悉这项技术的人将认识到口37-39能相对于锥形通道31的锥度以任何角度进入锥形通道31。此外，定义入口面32的喷嘴本体29的末端包括锥度，与锥形通道31的锥度相同的角度，以保证口37-39每个都定义实质上梯形的形状。

端盖30邻接喷嘴本体29定义入口面32的末端，以便将入口面32密封，借此允许流体仅仅通过口37-39进入锥形通道31。因此，与喷嘴本体29定义入口面32的末端邻接的端盖30的内表面包括锥度，与锥形通道31的锥度相同的角度。端盖30使用任何适当的方法(例如，紧固螺钉、胶或类似的东西)附着到喷嘴本体29定义入口面32的末端上。然而，人们应该理解端盖30可以与喷嘴本体29一起整体成形。虽然这个第一实施方案揭示端盖30的内表面和喷嘴本体29定义入口面32的末端包括锥度与锥形通道31的锥度相同的角度以保证口37-39每个都定义实质上梯形的形状，但是熟悉这项技术的人将认识到端盖30的内表面和喷嘴本体29定义入口面32的末端可以以任何角度存在。

端盖30包括近似在端盖30的内表面中心与它一起整体成形的或附在它上面的突出部42。在这个第一实施方案中，突出部42在外形上是锥形的并且延伸到锥形通道31中，以便调整进入锥形通道31的流体的力矢量的分量。穿过突出部42的通道43与近似在端盖30的外表面中心的空腔44连通。如同在图5中举例说明的那样，导管45装配在空腔44之内，以允许测量锥形通道31内的真空。导管导向密封46装配在使用任何适当的方法(例如，螺纹配合、焊接或类似的东西)在孔48上固定到壳体9的端盖47之内。端盖47和导管导向密封46两者都包括孔口，以允许导管45插入空腔40和空腔44。导管导向密封46优选用允许导管45在空腔40内更大幅度地运动并因此有更大的能力使导管45坐在空腔44里面的柔韧的、柔顺的或弹性体的材料构成。导管导向密封46是自紧的而且与端盖47一起工作，以致作用在导管导向密封46内侧上的流体压力迫使导管导向密封46顶在端盖47上，借此使导管导向密封46在端盖47和导管45上变形，从而形成不渗透流体的密封。

从空腔40交付给漩流式喷嘴27的第一流体流经由口37-39进入锥形通道31。经由空腔40将第一流体流交付给口37-39通过消除口37-39相对于特定的流体入口点取向的需求提供重要的优势。锥形通道31接受其中的流体而且将旋转赋予流体，借此形成沿着锥形通道31前进并且在其出口面33流出的第一旋转流体流。每个口37-39都沿着切向和法向两个方向将一部分流体流交付给锥形通道31。流体的这种在多区中沿切向和法向进入使流体均匀地分布在环绕锥形通道31的旋转薄膜中，这将使内在的湍流运动造成的流动损失减到最少。因此，漩流式喷嘴27为离开锥形通道31的出口面33的旋转流体流提供更强烈和更稳定的撞击。

此外，在这个第一实施方案中，口37-39的横截面积小于锥形通道31的入口面32的横截面积，这将在旋转流体流内产生真空。然而，熟悉这项技术的人将认识到口37-39的尺寸可以基于特定的应用要求变化。口37-39产生的真空度可以利用突出部42进行调整，以便改变旋转流体流的力矢量。例如，增加突出部42的尺寸(即，直径或长度)将减少锥形通道31内可用流体填充的体积，借此增加真空并因此提供力矢量向下和向外的分量更大的旋转流体流。

在运行时，歧管8如同先前描述的那样组装起来并且接到泵组件7上。每个漩流式喷嘴27和28如同先前描述的那样按对置的关系插进壳体9，而壳体9接在歧管8上。泵组件7从流体来源抽出流体并且将流体递送到把流体分为第一流体流和第二流体流的歧管8之中。歧管8把第一流体流递送到壳体9的空腔40之中、把第二流体流递送到壳体9的空腔41之中。第一流体流经由漩流式喷嘴27的口37-39从空腔40进入漩流式喷嘴27。漩流式喷嘴27接受其中的流体并且将旋转赋予流体，借此形成沿着漩流式喷嘴27流动并且流出它的出口面33进入碰撞室89的第一旋转流体流。同样，第二流体流经由漩流式喷嘴28的口从空腔41进入漩流式喷嘴28。漩流式喷嘴28接受其中的流体并且将旋转赋予流体，借此形成沿着漩流式喷嘴28流动并且流出它的出口面进入碰撞之室89的第二旋转流体流。由于漩流式喷嘴27和28呈对置关系，所以第一旋转流体流在碰撞室89里面撞击第二旋转流体流，从而导致进行通过流体中分子键的断裂或流体内微粒尺寸的减小的流体处理。然后，经过处理的流体流出壳体9的出口23并且流到适当的流体储器或递送系统中。

优选的是维持来自漩流式喷嘴27和28的排放量使之足以维持碰撞室89内的涌出条件。此外，从碰撞室89向上排放到出口23保证碰撞室89在漩流式喷嘴27和28的操作期间保持涌出状态。这提高了漩流式喷嘴27和28的效率，因为从漩流式喷嘴27和28排放的旋转流体流不被在非涌出式碰撞室设计中能够发生的在进入出口23期间可能溅回碰撞室89的先前排放的流体流破坏。

如同在图7-10中举例说明那样，依照第二实施方案用来处理流体的装置105包括按垂直位置取向的泵107，以便允许叶轮的分级，这在要求较少的马力的同时提供较高的压力。虽然垂直取向的泵有压力限制，然而它们就大多数应用而言是充份的，同时提供截然不同的节约功率的优势。泵107包括提供对流体来源的连接点的入口160和出口111。泵107是任何能够将来自流体来源的流体泵送通过装置105的泵。在这个第一实施方案中，流体是任何可流动的流体或气体或在加压气体或液体流动下可递送的固体微粒。虽然这个第二实施方案揭示用来递送流体的泵107，但是熟悉这项技术的人将承认许多其它适当的等价装置，例如，高压气罐。

用来处理流体的装置105包括框架106和泵支架170，两者使用任何适当的方法(例如铆接、紧固螺钉、螺栓螺母等)安装在底座106a上。泵支架170支撑着泵107，而框架106借助支柱173和174和支架175和176支撑泵107的入口160。框架106借助支柱173和174和支架175和176这样支撑入口160，以致在将流体来源接到泵107上时使用的任何管道设备的重量不搁在泵107上，从而保护泵密封、泵轴承和泵轴使之免受由于在泵马达和泵叶轮之间的连接上超重造成的垂直运动引起的损害。虽然未举例说明，但是熟悉这项技术的人将认识到装置105可以包括与机柜50类似的机柜。

用来处理流体的装置105包括有漩流式喷嘴组件110配置在其中的壳体109和将泵107的出口111流体连接到壳体109上的歧管108上。框架106借助支柱173和174和支架171和172支撑壳体109。框架106借助支柱173和174和支架171和172这样支撑壳体109和歧管108，以致它们的重量不搁在泵107上，从而保护泵密封、泵轴承和泵轴使之免受由于在泵马达和泵叶轮之间的连接上超重造成的垂直运动引起的损害。

歧管108在这个第二实施方案中位于实质上水平的平面中而且包括入口112、分流器113、弯管114和115和柔性的偶联管180和181。入口112使用任何适当的方法(例如，法兰和紧固件)接到泵107的出口111上以便接受来自泵107的流体流。入口112装配在分流器113的入口内而且借助摩擦、焊接、胶或类似的东西保持在其中以便将流体递送到分流器113中。分流器113接受流体流而且通过相对于来自入口112的流动改变实质上垂直的流体流的方向把流体流分为第一流体流和第二流体流。在这个第二实施方案中，分流器113是Y形的，以便考虑到来自入口112的流体流更平滑地转变成第一流体流和第二流体流。所以，分流器113防止流体流突然地停止和改变方向，借此降低这种类型的变向产生的排放压头和进一步考虑进入由此产生的两个流体流的增大的压力。

分流器113借助摩擦、焊接、胶或类似的东西接到弯管114和115上，以便将第一流体流交付给弯管114和将第二流体流交付给弯管115。弯管114改变从分流器113收到的第一流体流的流向并且把第一流体流交付给柔性的偶联管180。弯管114包括借助偶联管支架182接到柔性偶联管180上的弯管接头116。同样，弯管115改变从分流器113收到的第二流体流的流向并且将第二流体流交付给柔性的偶联管181。弯管115包括借助偶联管支架183接到柔性偶联管181上的弯管接头118。

壳体109包括借助偶联管支架184接到柔性偶联管180上允许将第一流体流交付给壳体109的壳体接头117。壳体109进一步包括借助偶联管支架185接到柔性偶联管181上允许将第二流体流交付给壳体109的壳体接头119。柔性的偶联管180和181在这个第二实施方案中是用为减少或消除声音向壳体109转移而设计的柔性材料构成的。然而，柔性的偶联管180和181和偶联管支架182-185仅仅在需要防止声音的应用中才是必要的。在对声音不敏感的应用中，将流体流从弯管114和115引向壳体109的两个带法兰的管子或其它装置可以被利用。另外，虽然这个第一实施方案揭示用来将流体流递送到壳体109中的歧管108，但是熟悉这项技术的人将承认许多其它适当的等价方法，例如，两个泵和分开连接到壳体109上或单一的泵将流体递送到壳体109的侧面部分而不是末端部分。

壳体109包括入口121和122、出口123、棘爪125和126、端盖186和187和圆筒188。壳体109定义沿着其中心线的内腔120和将中心近似地定位在壳体109的中点与内腔120连通的内腔124。壳体109借助偶联管支架184和185附着到柔性的偶联管180和181上，以便在入口121接受第一流体流和在入口122接受第二流体流。出口123可使用众所周知的管道系统接到任何适当的流体储器或递送系统上，在这个第一实施方案中，出口123是迅速改变流体流的水平方向的弯管，以便通过在维持内腔120和内腔124内的涌出条件的同时防止内腔120和内腔124中的排放压头来减少出口压力损失。虽然向上排放的设计是符合要求的，但是采用其它角度的设计可以被使用。

漩流式喷嘴组件110驻留在内腔120内，而且在这个第二实施方案中包括漩流式喷嘴127和128，它们在壳体109的内腔120里面按对置的关系放置，以使第一流体流与第二流体流相撞，借此处理流动的流体。漩流式喷嘴127插进内腔120直到它邻接棘爪125为止，而端盖186使用任何适当的方法(例如，摩擦、偶联管、焊接、胶或类似的东西)附着到圆筒188上，形成壳体109的第一个侧面。在漩流式喷嘴127插进壳体109的情况下，漩流式喷嘴127和壳体109定义接受来自入口121的第一流体流并且将第一流体流交付给漩流式喷嘴127的空腔140。同样，漩流式喷嘴128插进内腔120直到它邻接棘爪126为止，而端盖187使用任何适当的方法(例如，摩擦、偶联管、焊接、胶或类似的东西)附着到圆筒188上，形成壳体9的第二个侧面。在漩流式喷嘴128插进壳体109的情况下，漩流式喷嘴128和壳体109定义接受来自入口122的第二流体流并且将第二流体流交付给漩流式喷嘴128的空腔141。此外，漩流式喷嘴127和128在内腔120里面按相对的关系定位形成碰撞室189，在那里发生第一流体流与第二流体流的碰撞。漩流式喷嘴127和128在设计、构造和操作方面与先前参照图5和11-14描述的漩流式喷嘴27和28完全一致。作为替代，在美国专利第4,261,521和5,435,913号中揭示的漩流式喷嘴也可以被利用。

在运行时，歧管108如同先前描述的那样组装起来并且被接到泵107上。每个漩流式喷嘴127和128都如同先前描述的那样按相对的关系插进壳体109，而且壳体109被接到歧管108上。泵107将流体从流体来源抽出并且将流体递送到把流体分为第一流体流和第二流体流的歧管108中。歧管108把第一流体流递送到壳体109的空腔140中、把第二流体流递送到壳体109的空腔141中。第一流体流经由漩流式喷嘴127的口从空腔140进入漩流式喷嘴127。漩流式喷嘴127接受其中的流体而且将旋转赋予流体，借此形成沿着漩流式喷嘴127前进并且流出它的出口面133进入碰撞室189的第一旋转流体流。同样，第二流体流经由漩流式喷嘴128的口从空腔141进入漩流式喷嘴128。漩流式喷嘴128接受其中的流体并且将旋转赋予流体，借此形成沿着漩流式喷嘴128前进并且流出它的出口面进入碰撞室189的第二旋转流体流。由于漩流式喷嘴127和128呈相对的关系，第一旋转流体流在碰撞室189内撞击第二旋转流体流，从而导致通过流体中分子键的断裂或流体内固体微粒尺寸的减小进行流体处理。然后，经过处理的流体从壳体109的出口123流出并且流到适当的流体储器或递送系统中。

优选的是维持来自漩流式喷嘴127和128的排放使之足以维持碰撞室189内的涌出条件。此外，从碰撞室189向上排放到出口123保证碰撞室89在漩流式喷嘴127和128的操作期间保持涌出状态。这将提高漩流式喷嘴127和128的效率，因为从漩流式喷嘴127和128排放的旋转流体流不被在非涌出式碰撞室设计中能够发生的在进入出口123期间可能溅回碰撞室189的先前排放的流体流破坏。

虽然本发明已依照上述的实施方案予以描述，但是这样的描述仅仅是为了仿效的目的，许多替代方案、等价方案和不同程度的变化将落在本发明的范围之内，这对于熟悉这项技术的人将是显而易见的。因此，那个范围在任何方面都不受前面的描述限制，而是用权利要求书定义的。

Claims (30)

1.一种用来处理流体的装置，其中包括：

泵，包括与流体来源耦合的入口和离开流体来源的出口；

壳体，在其中包括漩流式喷嘴组件；

与泵的出口和壳体耦合的歧管，其中歧管接受从泵到壳体的流体流动，并将所述的流体流动分为第一流体流动和第二流体流动；以及

支撑所述壳体的框架。

2.根据权利要求1的用来处理流体的装置，进一步包括支撑泵的泵支架。

3.根据权利要求2的用来处理流体的装置，其中泵支架在长度上比泵长，以致当泵的泵马达从泵的壳体上松开时，泵的泵马达可以沿着泵支架滑动。

4.根据权利要求2的用来处理流体的装置，其中泵支架在长度上比泵长，以致当泵的泵马达从泵的壳体上松开时，泵的泵马达可以在泵支架上转动。

5.根据权利要求1的用来处理流体的装置，其中泵是垂直取向的，以允许泵的叶轮分级。

7.根据权利要求1的用来处理流体的装置，其中框架支撑泵，使连接泵和流体源的管路的重量不会被落在泵上。

9.根据权利要求8的用来处理流体的装置，进一步包括在框架和壳体之间的衬套，以避免噪音从壳体转移到框架。

10.根据权利要求1的用来处理流体的装置，其中歧管接受来自泵的流体流动并且把流体流动分为第一流体流动和第二流体流动。

11.根据权利要求1的用来处理流体的装置，其中歧管包括与泵的出口耦合的入口。

12.根据权利要求11的用来处理流体的装置，其中歧管包括与入口耦合的分流器，借此分流器接受经由入口来自泵的流体流动而且把流体流动分为第一流体流动和第二流体流动。

13.根据权利要求12的用来处理流体的装置，其中分流器是Y-形的，以提供流体流动从入口进入第一流体流动和第二流体流动的更平滑的转变。

14.根据权利要求12的用来处理流体的装置，其中歧管包括与分流器耦合而且适合接受第一流体流动的第一弯管。

15.根据权利要求14的用来处理流体的装置，其中歧管包括与分流器耦合而且适合接受第二流体流动的第二弯管。

16.根据权利要求14的用来处理流体的装置，其中歧管包括与第一弯管耦合的第一偶联管，第一偶联管接受第一流体流动而且将第一流体流动交付给壳体。

17.根据权利要求16的用来处理流体的装置，其中第一偶联管是柔性的，以减少声音从歧管到壳体的转移。

18.根据权利要求15的用来处理流体的装置，其中歧管包括与第二弯管耦合的第二偶联管，借此第二偶联管接受第二流体流动而且将第二流体流动交付给壳体。

19.根据权利要求18的用来处理流体的装置，其中第二偶联管是柔性的，以减少声音从歧管到壳体的转移。

20.根据权利要求10的用来处理流体的装置，其中壳体包括接受第一流体流动的第一入口和接受第二流体流动的第二入口。

21.根据权利要求20的用来处理流体的装置，其中漩流式喷嘴组件包括放置在壳体里面与也放置在壳体里面的第二漩流式喷嘴对置的第一漩流式喷嘴。

22.根据权利要求21的用来处理流体的装置，其中壳体定义就第一流体流动交付给第一漩流式喷嘴的第一空腔，借此第一漩流式喷嘴接受其中的流体而且将旋转赋予流体，从而形成第一旋转流体流动。

23.根据权利要求21的用来处理流体的装置，其中壳体定义将第二流体流动交付给第二漩流式喷嘴的第二空腔，借此第二漩流式喷嘴接受其中的流体而且将旋转赋予流体，从而形成第二旋转流体流动。

24.根据权利要求21的用来处理流体的装置，其中在壳体中与第二漩流式喷嘴对置的第一漩流式喷嘴的定位定义碰撞室，所述碰撞室位于介于第一漩流式喷嘴和第二漩流式喷嘴之间的壳体中，第一旋转流体流动与第二旋转流体流动在碰撞室中发生撞击。

25.根据权利要求24的用来处理流体的装置，其中碰撞室与壳体的出口连通。

26.根据权利要求25的用来处理流体的装置，其中壳体的出口位于碰撞室上方，以维持碰撞室里面的涌出条件。

27.根据权利要求25的用来处理流体的装置，其中壳体的出口包括弯管，所述弯管将从垂直流动路径中碰撞室流出的流体引导到水平流动路径中。

28.根据权利要求1的用来处理流体的装置，其中壳体包括允许测量漩流式喷嘴组件里面的真空的孔。

29.根据权利要求28的用来处理流体的装置，其中壳体包括位于孔上面的自紧密封，自紧密封使导管的末端易于放置于漩流式喷嘴组件内。

30.根据权利要求29的用来处理流体的装置，其中自紧密封是装配在孔内的导向密封。

31.根据权利要求1的用来处理流体的装置，进一步包括机柜，可将泵、壳体、歧管和框架放置其中。

32.根据权利要求31的用来处理流体的装置，其中机柜包括减少流体在歧管和壳体里面流动产生的噪音的声学壁。

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