CN101427060B

CN101427060B - 流体减压装置

Info

Publication number: CN101427060B
Application number: CN2007800138289A
Authority: CN
Inventors: 迈克尔·威尔帝·麦克蒂
Original assignee: Fisher Controls International LLC
Current assignee: Fisher Controls International LLC
Priority date: 2006-04-18
Filing date: 2007-03-27
Publication date: 2011-05-04
Anticipated expiration: 2027-03-27
Also published as: WO2007126863A1; RU2586422C2; AU2007245151B2; RU2437018C2; AU2007245151A1; RU2011137009A; US8033300B2; MX2008013412A; CA2649699C; US7802592B2; CN101427060A; NO20084462L; US20070240774A1; CA2649699A1; RU2008144788A; EP2008009A1; US20100319799A1; BRPI0710660A2; AR060476A1

Abstract

一种示例性流体减压装置，包括：具有内表面(204)和外表面(206)的中空筒(202)；以及在所述内、外表面之间延伸的多个通路(212)。每个通路均限定具有截面积和浸润周界的孔(214)，所述孔的浸润周界大于与所述通路之一的截面积相同的圆形孔或矩形孔的第二浸润周界。

Description

流体减压装置

技术领域

本发明大体上涉及流体减压装置，更具体而言，涉及用于过程流体处理系统中的流体减压装置。

背景技术

在过程控制工业中，许多控制阀应用，例如发电或石油炼制应用等，导致所形成的过程状况产生不可接受程度的气动噪音。例如，通常可接受程度的气动噪音在控制阀管线下游1米处及离开控制阀管线1米处的测量约为85dBA。应理解的是，实施为阀调整装置(valve trim)或通气扩散器(vent diffuser)的流体减压装置能够显著减小在各种过程应用中产生的噪音。这些流体减压装置的物理和流体动力机制以及在流体减压装置的应用中的气动噪音预测在近年来已被相当好地理解。

控制阀噪音问题的传统解决方案包括圆柱形流体减压装置，其形成专门的内部流体结构，以将压降(即，控制在流体减压装置内的离散过渡中的压降)分级和/或将流体减压装置的出口流动分离为多股较小的流动流，从而减小气动噪音。进一步，应理解的是，传统的流体减压装置使用两种通用的通路截面：圆形和矩形。这些通路截面常常受限于现有技术的制造能力。由于这些传统的制造和预测技术，这些通路截面依然继续使用在当前应用中。具体而言，由堆叠盘或熔模铸造板构造而成的流体减压装置通常形成矩形截面的流动通路形状，而通过随后的传统机加工操作而形成为圆柱形的部件形成圆形截面的流体通路形状。

这些流体通路的目的在于，在流体减压装置内形成减噪结构，以减小流动流中转化为噪音的能量值，和/或将所产生噪音的频率移动到听觉范围以外的程度。一种这样减小气动噪音的普遍策略是，在流体减压装置中最小化孔的尺寸或减小通路的截面积，以致使所产生噪音的峰值频率移动到听觉范围以外。这样，为了改善流体减压装置的性能，制造商将流体通路制造得在满足应用的前提下尽可能小。然而，这种减噪技术的缺点在于，其减小了控制阀的总流动容量，并使流体减压装置易于受到阻塞或流动阻碍的影响。

发明内容

本文公开的示例性流体减压装置可用于减小与过程流体相关的能量、压力、和/或噪音。根据一个示例，一种流体减压装置可包括：具有内表面和外表面的中空筒；以及在所述内表面与外表面之间延伸的多个通路。每个所述通路均限定具有限定一浸润周界的截面积的孔，所述浸润周界大于与所述孔的截面积相同的圆形或矩形之一的浸润周界。

根据另一示例，一种流体减压装置可包括：具有内表面和外表面的中空筒；和在所述内表面与外表面之间延伸的多个通路，所述内表面与外表面限定所述通路的液压直径，以显著减小由所述通路内的流体流动引起的气动噪音。

根据又一示例，一种流体减压装置可包括：具有内直径表面和外直径表面的筒；和在所述内直径表面与所述外直径表面之间延伸的多个孔。每个所述孔均具有包含至少一个曲线形侧部或边缘的开口。

根据再一示例，一种流体减压装置可包括：具有内直径表面和外直径表面的筒；和在所述内直径表面与所述外直径表面之间延伸的多个孔。每个所述孔均具有在所述外直径表面上的开口，所述开口至少包括由与所述开口的形心相交的平面限定并具有不同面积的第一面积部分和第二面积部分。

附图说明

图1是示例性流体减压装置的正等轴测图。

图2图示出可用于在图1的示例性流体减压装置中设置孔的示例性倒置样式。

图3至5图示出用于已知流体减压装置中的孔与用于图1的示例性流体减压装置中的示例性三角形孔之间的比较。

图6图示出图3至5的示例性三角形孔的非对称性质。

图7图示出可用于实现流体减压的多个示例性六边形孔。

图8图示出包括多个孔的示例性流体减压装置的一部分的正等轴测图，其中每个所述孔均具有多个凹进或曲线形侧部或边缘。

图9和10图示出图8的其中一个孔与近似尺寸的矩形孔的浸润周界之间的比较。

图11和12图示出可用于本文所述的示例性流体减压装置中的具有曲线形边缘的其它示例性孔。

图13图示出包括多个星形孔的示例性流体减压装置的一部分的正等轴测图，其中每个所述孔具有多个直线形侧部或边缘。

图14图示出包括形成多个通路的多个嵌套筒的示例性流体减压装置的分解正等轴测图，每个所述筒具有至少两种不同形状的孔。

图15A和图15B图示出使用多个堆叠盘形成并具有多个十二边形的孔的示例性流体减压装置的正等轴测图和俯视剖视图。

图16图示出可与本文所述的示例性流体减压装置共同使用的示例性阀组件。

具体实施方式

本文公开的示例性流体减压装置可用于减小在过程流体处理系统中的例如气体或液体之类的过程流体中产生的噪音和/或压力。不同于已知的具有圆形或矩形孔的流体减压装置，本文描述的示例性流体减压装置使用比已知孔具有相对较大浸润周界的孔来实现。此外，用于实现本文描述的示例性流体减压装置的示例性孔提供相对较大的浸润周界，同时提供流体通路的孔的截面积与用于形成已知流体减压装置中的通路的孔的截面积大致相同或相等。换句话说，本文描述的示例性流体减压装置采用的孔的浸润周界与面积的比率相对大于采用大致圆形或矩形孔的已知流体减压装置所提供的浸润周界与面积的比率。

如在下文中更详细所述，增大孔的浸润周界与面积的比率显著改善了孔的减噪性能。在已知流体减压装置中，形成于其中的圆形或矩形孔的浸润周界固有地受限于既减小流体噪音而又保持足够流动容量的要求。这样，为了增大已知圆形或矩形孔的浸润周界，孔的总尺寸或尺度必须增大。然而，增大孔的总尺寸减小浸润周界与面积的比率，并影响孔的减噪性能。

在一些示例性应用中，以下描述的流体减压装置可使用形成非对称开口和/或具有凹进或曲线形侧部或周界边缘的孔来实现。具体而言，以下描述的示例性孔所具有的浸润周界与面积的比率相对大于用于已知流体减噪装置的孔的浸润周界与面积的比率。以下描述的一些示例性孔可设置为交替倒置或旋转样式结构以增大孔密度(例如，在流体减压装置的给定面积中形成的孔的数量)，从而增大流体减压装置的总浸润周界与面积的比率。增大每个孔(以及整个流体减压装置)的浸润周界与面积的比率和/或在给定的流体减压装置中形成更多孔，使流体减压装置能够保持或增大流动容量，同时由于压力降低而相应地更有效地减噪。

详细参照图1所示的示例，示例性流体减压装置200使用具有筒壁208的中空筒202实现，筒壁208具有内表面204(例如，内直径表面)和外表面206(例如，外直径表面)。筒202还包括第一端表面或称顶表面210和与顶表面210相反的第二端表面或称底表面(未示出)。此外，筒202包括延伸穿过筒壁208的多个三角形通路212。具体而言，三角形通路212包括三角形孔214，或者更一般而言，包括具有直线形周界边缘或侧部以限定大致三角形开口的开口。在包括从内表面204向外表面206的流体流动方向的示例性应用中，形成在内表面204上的三角形孔214为入口孔，而形成在外表面206上的三角形孔214为出口孔。

虽然在所示示例中，流体减压装置200使用在以下更详细描述的可替代示例性应用中的一个筒(即，筒202)实现，但是，流体减压装置200可使用两个或多个共心、共轴或嵌套的筒(例如，图14的示例性流体减压装置1400)实现，其中至少一个筒包括三角形通路212和/或本文描述的其它示例性通路。在其它可替代示例性应用中，流体减压装置200可使用多个堆叠环(例如，图15A和15B的示例性流体减压装置1500)实现，其中至少一些堆叠环用于形成三角形通路212和/或本文描述的其它示例性通路。

在可替代示例性应用中，实施为如本文所述的流体减压装置，可使用非圆形截面形状的大致中空结构或管形结构而形成。也就是，本文描述的示例性流体减压装置可使用椭圆形截面形状或任何其它截面形状的中空结构实现。然而，为了清楚，示例性流体减压装置在本文描述为使用大致圆形截面形状的中空筒。

虽然由三角形通路212形成的三角形孔214显示为延伸穿过内表面204和外表面206，然而，在其它示例性应用中，该表面形状可形成在筒壁208内的表面上，因而可能从筒202的外侧(例如，在表面204和206处)不可见。例如，形成在内、外表面204、206上的入口孔和出口孔的形状可不同于在其间延伸穿过筒壁208的对应通路(例如，三角形通路212)的形状。在嵌套筒结构(例如，图14的示例性流体减压装置1400)中，筒202可在内、外筒(例如，图14的筒1402和1406)之间嵌套，其中，内、外筒具有的入口/出口孔的形状不同于筒202的三角形孔214的形状。另外或可替代地，流体减压装置200可使用形成具有非三角形形状的开口的孔来实现，所述形状例如包括以下描述的形状或其它任何形状，其中一些形状可具有一个或多个顶点(例如，三角形具有三个顶点，泪滴形具有一个顶点，等)。

在用于设置图1所示的三角形孔214的倒置样式中，每个倒置孔的底边与相同行中的相邻非倒置孔的顶点对齐。然而，在可替代应用中，示例性流体减压装置200通过使用图2中所示的另一示例性倒置样式250来设置三角形孔214而实现。如图2所示，一些三角形孔214倒置并相对于其它三角形孔214偏移。通过这种方式，倒置孔的底边不与相同行内的相邻非倒置孔的顶点水平对齐。将孔倒置和偏移(例如，如倒置样式250所示)使得在给定面积内能够形成相对较多的三角形孔214，并增大通过流体减压装置的流体流动。

将孔倒置和偏移显著减小或消除了孔行之间的材料的连续部分，并当阀组件的塞(例如，图16中所示阀组件1600的塞1602)竖直开启而露出孔214以使流体能够流过其中时，能够连续增大通过流体减压装置的流动。例如，如图2所示，沿水平方向和竖直方向使三角形孔214相对于彼此偏移，消除了由虚线表示的材料的周向连续部分252。具有沿竖直和水平方向的偏移孔的样式可用于任何类型的孔以显著减小或消除在孔行之间的材料的周向连续部分。例如，如图7所示，沿水平方向和竖直方向使六边形孔702相对于彼此偏移，消除了由虚线表示的材料的周向连续部分704。

在图2所示的示例中，倒置样式250不是直接倒置样式。也就是，一些相邻行未被同样设置，或者说并未相对于彼此直接倒置。此外，特定行可包括明显不相对于彼此倒置的相邻孔。例如，如图2所示，相邻孔254和256并未相对于彼此倒置。然而，孔256相对于与孔254和256处于相同行中的孔258倒置。

流体减压装置200可使用形成不同形状的开口的掺杂的孔来实现，其中一些形状可根据本文所述的示例来选择。例如，在可替代示例性应用中，流体减压装置200可使用形成三角形孔214的孔和具有六边形开口的孔(例如，图7的六边形孔702)的组合来实现。

在所示示例性应用中，三角形通路212形成内表面204与外表面206之间的流动路径，从而使过程流体能够以受控方式流过筒壁208的内表面204与外表面206之间流动路径。在一些示例性应用中，每个三角形通路212可形成单一的流动路径。在这些示例性应用中，所有进入三角形通路212之一的一端(例如，通过内表面204端)的过程流体均将从同一三角形通路212的另一端(例如，外表面206端)离开。

三角形通路212采用与已知流体减压装置相比显著增大与流体减压装置200相关的浸润周界的样式或结构形成在筒202中。具体而言，如图1所示，三角形通路212以交替倒置样式结构形成，使得以正立向上结构形成的第一类三角形通路212(例如，使三角形开口的顶点朝向顶表面210)与以颠倒结构形成的第二类三角形通路212(例如，使三角形开口的顶点朝向筒202的底表面)相邻。

可替代地，倒置如图1所示的每个三角形通路212能够减小各三角形通路212之间的空间、距离或材料，从而使通路212更紧密地设置在一起。以这种方式，在筒202中可形成相对较多的三角形通路212，以增大与流体减压装置200相关的总的浸润周界以及浸润周界与面积的比率(例如，相对于筒202的表面积)，因此，通过增大流体减压装置200中的单位表面积的流体通路的总数，不仅改善了流体减压装置200的减噪性能，而且还提高了流动容量。

示例性流体减压装置200可由包括金属和/或非金属材料的任意类型的材料或材料组合而制成。此外，一个或多个制造过程可用于制造示例性流体减压装置200以具有任意希望的直径和长度。制造过程可包括例如熔模铸造、精密铸造、激光切割、水流切割、放电加工(EDM)、粉末冶金(PM)、金属注射成型(MIM)、酸蚀刻、管拉制工艺、和/或任何其它适合的制造或制作过程。上述制作过程对于本领域技术人员是公知的。

上述制作过程提供多种制造筒的方法。一种示例性方法包括在平坦坯料的矩形件内激光切割通路，将平坦坯料弯曲，并焊接矩形平坦坯料的端部以形成筒。如前所述，可将多个筒共心或共轴组装以增大通路长度，并通过包含更多压降梯级来改善减噪性能。另一示例性方法涉及包括将熔融金属注入陶瓷模具中的熔模铸造。熔模铸造能够在大体积大规模生产过程中同时生产多个筒，而不需要大量生产设备，从而使制造总成本保持相对较低。一些上述制造过程，例如PM和MIM，能够使用在平坦坯料中不易使用的材料来制成示例性流体减压装置200。特别是，诸如陶瓷之类的非金属材料可用于一些或所有上述制造过程或类似过程中，以形成示例性流体减压装置200。

图3至5图示出用于已知流体减压装置中的孔与用于图1的示例性流体减压装置200中的图1的示例性三角形孔214之间的比较。具体而言，图3图示出采用结合已知流体减压装置使用的典型设置或放置结构的圆形孔302，以及在可替代方案中的示例性流体减压装置200中采用交替倒置样式结构以减小各三角形通路212之间的间隔的三角形孔214。

如图4所示，三角形孔214之一(其与三角形通路212之一相关)所占据的包括开口表面积304和周围表面积306的总表面积，大致近似于或等于圆形孔302之一的包括开口表面积308和周围表面积310的总表面积。然而，通过应用如图1-3中所示的交替倒置样式结构，在两个相邻三角形孔214之间的孔间壁312(图3)的厚度或尺寸(以及表面积)可显著减小。而且，虽然与三角形孔214之一相关的开口面积304等于圆形孔302之一的开口面积308(例如，面积＝0.0123平方英寸)，如图3所示，然而，多个交替倒置的三角形孔214(例如，在图3的示例中显示为三个)比多个圆形孔302需要更少的筒202的总表面积，同时使最小孔间壁厚度316保持与圆形孔302关联的最小孔间壁厚度318大致相同或相等。在一些示例性应用中，最小孔间壁厚度316和318可与在操作过程中保持流体减压装置的结构完整性所需的最小厚度相关。图1-3中所示的交替倒置样式结构可有利地使用三角形通路212实现，以使用更多的周围表面积306，从而通过在筒壁208的给定部分中形成相对较多的三角形通路212(例如，具有更大的孔密度)而增大流体减压装置200的总浸润周界(图1)，由此相对于传统流体减压装置增大了流体减压装置200的流动容量。

除了有利于交替倒置样式结构在流体减压装置200中形成相对较多的孔以外，三角形孔214还具有比圆形孔302相对较大的浸润周界与面积的比率。如图3所示，三角形孔214具有的浸润周界等于0.505英寸，面积等于0.0123平方英寸，这样，其具有的浸润周界与面积的比率为41。相比之下，圆形孔302具有的浸润周界与面积的比率为31.8，显著小于三角形孔214的浸润周界与面积的比率。

具有增大的浸润周界与面积的比率的三角形孔214还具有比圆形孔302的液压直径(d_H)和控制阀型修正因子(control valve style modifier factor)(F_D)相对较小的液压直径(d_H)和相对较小的控制阀型修正因子(F_D)。液压直径(d_H)是用于表示在筒表面(例如，筒202的内表面204或外表面206)上由通路(例如，三角形通路212)形成的开口(例如，流体出口开口或流体入口开口)的尺寸的量度。液压直径(d_H)特别用于表示非圆形开口的尺寸，并可使用以下的公式1确定：

i.公式1　　　

d_{H} = \frac{4 \times A}{I_{W}}

如以上公式1所示，液压直径(d_H)由通路的孔面积的四倍乘积与浸润周界的比率限定。例如，图4的孔面积304乘以4并除以开口的浸润周界(I_w)(即，

\frac{4 \times A}{I_{W}}

)。

此外，控制阀型修正因子(F_D)是与孔的减噪性能间接成比例的度量，并因而指示孔可减噪的相对量。具体而言，孔的控制阀型修正因子(F_D)越小，则孔减噪的量越大。特定孔的控制阀型修正因子(F_D)可使用以下的公式2和3确定：

ii.公式2　　　　　　

F_{D} = \frac{d_{H}}{d_{O}}

iii.公式3　　　　　　　

d_{O} = \sqrt{\frac{4 \times N_{O} \times A}{π}}

如以上公式2所示，孔的控制阀型修正因子(F_D)可通过将(例如，图1的三角形孔214之一)开口的液压直径(d_H)除以该开口的等效圆直径(d_O)来确定。由现有技术已知，开口的等效圆直径(d_O)表示等效圆形开口(即，具有相同面积的圆形开口)的直径。如公式2所示，等效圆直径(d_O)可通过以下方式确定：由孔数量(N_O)的四倍乘积产生第一乘积(4×N_O)，将该第一乘积(4×N_O)乘以开口的表面形状面积(A)而产生第二乘积(4×N_O×A)，将该第二乘积(4×N_O×A)除以π而产生商并对该商进行平方根运算(例如，

\sqrt{\frac{4 \times N_{O} \times A}{π}}

)。

控制阀型修正因子(F_D)可用于设计开口以产生比使用已知孔实现的减噪相对较大的流体减噪。具体而言，控制阀型修正因子(F_D)的量级与液压直径(d_H)成正比。可通过孔有效减噪的最高频率与该孔的液压直径(d_H)以及该孔的控制阀型修正因子(F_D)成反比。具有相对较低截止频率的孔相对较多地减噪。

孔有效减小与高于孔的下截止频率的频率相关的噪音。具有相对较小液压直径(d_H)的孔比具有相对较大液压直径(d_H)的孔具有更低的截止频率，并因而更大地减小由流体流动所产生的气动噪音。进一步，设计具有相对较小液压直径(d_H)的孔也能够在流体减压装置中形成更多这样的孔，这增大了流体减压装置的流体流动容量。

虽然三角形孔214和圆形孔302的开口面积相等(例如，面积＝0.0123平方英寸)(例如，三角形孔214的等效圆直径(d_O)(d_O＝0.125英寸)等于圆形孔302的圆直径(d＝0.125英寸))，但是三角形孔214与相对较小的控制阀型修正因子(F_D)和相对较大的浸润周界(WP)相关。

图5图示出采用结合已知流体减压装置使用的典型设置或放置结构中的矩形(即长方形)孔502以及采用交替倒置样式结构的一些三角形孔214。具体而言，图5例示出，当每种类型的多个孔形成在相应近似尺寸的面积内时，矩形孔502的总浸润周界和总面积与三角形通路212的总浸润周界和总面积之间的比较。在所示示例中，矩形孔502具有与三角形孔214相同的底边和高度尺度。

虽然矩形孔502的浸润周界(0.621英寸)大于三角形孔214的浸润周界(0.505英寸)，然而，以图3和5所示的交替倒置样式结构设置三角形孔214，形成的总浸润周界(2.371英寸)大于三个矩形孔502的总浸润周界(1.863英寸)，各矩形孔502与各三角形孔214均分开相同距离并在近似尺寸的面积内形成。进一步，由于三角形孔214与矩形孔502相比具有较小的液压直径(d_H)和较大的浸润周界与面积的比率，因此三角形孔214比矩形孔502更大地减小流体噪音。

图6图示出由图1的三角形通路212之一形成的开口(例如，图1的三角形孔214之一)的不对称性质。具体而言，三角形孔214显示为具有第一面积部分P1602和第二面积部分P2604，其中，面积部分P1602和P2604的每一个均具有不同面积。如图所示，面积部分P1602和P2604由与三角形孔214的形心608相交的平面606限定。本文描述的一些开口形状和其它未描述的但处于本文描述的示例的精神和范围内的开口形状，可包括至少两个面积部分(例如，面积部分P1602和P2604)，这些面积部分具有不等的面积并由与开口的形心(例如，形心608)相交的平面(例如，平面606)限定。

图7图示出可用于形成流体减压装置(例如，图1的流体减压装置200)的多个示例性六边形孔702。具体而言，如图7所示，示例性六边形孔702可采用蜂巢状样式设置以减小内孔壁706的厚度或宽度，由此增大可形成在流体减压装置的给定部分中的孔的数量。进一步，六边形开口比具有与该六边形开口大致近似或相等面积的矩形或圆形开口具有相对较大的浸润周界与面积的比率和相对较小的控制阀型修正因子(F_D)。相对较大的浸润周界与面积的比率和相对较小的控制阀型修正因子(F_D)使六边形孔702能够比圆形或矩形孔(例如，图3的圆形孔302和图5的矩形孔502)减小在相对较宽的频谱范围内产生的噪音。

图8图示出具有多个孔802的示例性流体减压装置800的一部分的正等轴测图，其中每个孔具有如图9和10所示的大致凹进形状902。凹进形状902是具有凹进、曲线形周界部分或侧边缘的矩形开口。然而，作为开口902的替代或补充，可使用具有凹进或曲线形周界部分或边缘的不同形状的开口，包括例如：大致三角形的开口、大致六边形的开口、大致星形的开口、大致月牙形的开口、其它大致多边形的开口，等等。例如，可使用如图11所示的大致凹进的三角形开口1000和/或如图12所示的大致六边形的开口1100。

一般地，如本文使用的那样，凹进开口具有至少一个曲线形侧部或边缘。使开口的侧部或边缘弯曲增大了侧部或边缘的长度，并因而有利于增大开口的总浸润周界。图9和10图示出凹进形开口902与凸出形开口904之间的比较。如图9所示，凹进形状902限定一区域，在此区域的两点之间至少有一直线段903不完全包含在此区域内。相比之下，凸出形状904限定一区域，在此区域的任意两点之间的直线段905完全包含在此区域内。

如图10所示，开口902具有四个曲线形侧部或边缘906a、906b、906c和906d，每个侧部或边缘具有的长度均大于开口904的多个直线形侧部908a、908b、908c和908d中相对应的一个的长度。与开口904相比，曲线形或弯曲的侧部906a-d导致较大的浸润周界、较大的浸润周界与面积的比率，以及较小的控制阀型修正因子(F_D)。

虽然开口902所占据的包括开口面积910和周围表面积912的总表面积与由大致矩形开口904所占据的面积914大致近似或相等，然而，曲线形侧部906a-d为开口902提供了相对较大的浸润周界，而不会增大所需的总表面积(例如，面积910和面积912之和)。

图13图示出具有多个孔1302的示例性流体减压装置1300的一部分的正等轴测图，其中每个孔均形成大致星形的开口1304。在所示示例中，星形开口1304具有多个侧部或边缘，这些侧部或边缘提供相对较大的浸润周界与面积的比率和相对较小的控制阀型修正因子(F_D)，同时占据与由已知孔(例如，矩形和圆形孔)占据的总表面积大致相同的总表面积值(例如，图10的形状表面积910和周围表面积912之和)。对于具有奇数个顶点的星形孔而言，一些孔可采用大致非倒置结构来构造或设置，而其它孔可采用相对于非倒置孔的大致倒置结构而形成。

孔1302可采用互配(例如互锁)的拼图状样式结构设置，以在示例性流体减压装置1300上形成相对较大数量的多个孔1302。虽然孔1302显示为具有采用特定尺度和配比的大致星形的开口1304，然而，其它尺度和/或配比也可应用。

图14图示出使用多个嵌套筒形成的示例性流体减压装置1400的分解正等轴测图。如图所示，示例性流体减压装置1400包括设置在第二筒1404内的第一筒1402，而筒1404设置在第三筒1406内。在所示示例中，第一类多个六边形孔1412形成在第一筒1402中，第二类多个矩形孔1414形成在第二筒1404中，而第三类多个六边形孔1416形成在第三筒1406中。在示例性应用中，第一筒1402的孔1412用作入口梯级，第二筒1404的孔1414用作稳压室(plenum)，而第三筒1406的孔1416用作出口梯级。此外，流体减压装置可使用更多或更少的筒和/或具有不同形状的孔构成。例如，第一筒的孔可为月牙形，第二筒的孔可为星形，第三筒的孔可为十二边形，而第四筒的孔可为六边形。

再次参照图14，第一筒1402包括第一筒内表面1418、第一筒外表面1420，以及从第一筒内表面1418延伸到第一筒外表面1420而形成六边形孔1412的多个径向通路。第二筒1404包括第二筒内表面1422、第二筒外表面1424，以及从第二筒内表面1422延伸到第二筒外表面1424而形成矩形孔1414的多个径向通路。第三筒1406包括第三筒内表面1426、第三筒外表面1428，以及从第三筒内表面1426延伸到第三筒外表面1428而形成六边形孔1416的多个通路。

示例性筒1402、1404和1406设置为使多个孔1412、1414和1416形成通过示例性流体减压装置1400的预定流动路径。在所示示例中，示例性流体减压装置1400通过将第二筒1404嵌套、配合或压入第三筒1406内以及将第一筒1402嵌套、配合或压入第二筒1404内而形成。以这种方式，第一筒外表面1420的绝大部分与第二筒内表面1422的绝大部分邻接、接触、机械连接和/或接合。此外，第二筒外表面1424与第三筒内表面1426相邻，使得第二筒外表面1424的绝大部分与第三筒内表面1426的绝大部分邻接、接触、机械连接和/或接合。

孔1412、1414和1416至少部分地相互对齐，以在第一筒1402与第三筒1406之间形成流动路径，从而使流体能够从第一筒1402的内表面1418流动穿过流体减压装置1400而流向第三筒1406的外表面1428。本领域普通技术人员应易于认识到，过程流体也可从第三筒1406的外表面1428流动到第一筒1402的内表面1418。

虽然示例性流体减压装置1400图示为具有三个筒(例如，图14的示例性筒1402、1404和1406)以及六边形和矩形几何形状的孔，然而，在可替代的应用中可使用更多或更少的筒并具有采用任何希望的几何形状和位置的任意数量的孔，以形成任何希望的流动路径结构。

图15A和图15B例示出使用多个堆叠盘1501形成的示例性流体减压装置1500的正等轴测图和俯视图。每个盘1501包括周界1504和中空心部1502，如图15B所示。如图15A所示，盘1501堆叠并沿纵向轴线C对齐以形成流体减压装置1500的内表面1503、外表面1505、顶表面1530和法兰1540。堆叠盘1501形成内表面1503与外表面1504之间延伸的多个通路。如图15B所示，每个通路可包括入口段1506、出口段1507，以及在入口段1506与出口段1507之间延伸的中间段1508。入口段1506和出口段1507形成十字形的十二边形孔1520，如图15A所示。

在所示示例中，十二边形孔1520使用多个三盘堆叠而形成。三盘堆叠中的一个包括上盘1510、中间或中介盘1512和下盘1514。上盘1510和下盘1514可形成具有相等尺度并形成孔1520的上、下部分的相应的正方形截面区域。中间盘1512形成具有矩形截面的区域，该区域具有的截面积例如可为与上盘1510和下盘1514对应的矩形截面区域的任一个的截面积的两倍。将上盘1510和下盘1514对称定位在中间盘1512的上方和下方，形成十字形的十二边形孔1520。虽然多个孔1520显示为形成具有特定尺度和配比的大致十字形的开口，然而，具有其它尺度和/或配比的不同形状开口的孔也可使用多个堆叠盘结构来实现，同时提供相对较大的浸润周界与面积的比率和相对较小的控制阀型修正因子(F_D)，以减小流体噪音。

用于制造图15A和15B所示的示例性实施例的可替代方法，可被认为处于本公开内容的范围内。例如，在于2004年3月9日公开并转让至费希尔控制LLC公司(Fisher Controls LLC)的美国专利6,701,957中，公开了一种用于通过使用多个盘制造示例性流体减压装置的示例性方法，该专利公开内容通过引用并入本文。每个盘使用利用桥保持在一起的多个坯件(例如螺旋形件)形成，所述桥例如为在每个盘的中空心部处的内环，以利于组装所述盘。以这种方式，内环可将坯件保持在适当位置，而同时所述盘被相对容易地堆叠和紧固到一起。通过使用诸如搪磨、磨光或机加工之类的任何已知方式去除内环，流体减压装置的中空心部形成为其最终直径。可替代地或另外地，所述盘可设置有外环或在相邻坯件之间延伸的一个或多个突部，以在制造过程中定位或保持所述盘。

在图15B中的堆叠盘装置1500的可替代示例性应用中，十二边形通路1520可用于形成曲折流动路径。曲折流动路径可以通过如图15B所示地突然改变流动路径方向或通过混合流动路径和/或将流动路径进一步分为更小的流动路径(未示出)而实现。曲折路径形成对流体的粘滞曳力，并因而减小了在流过曲折路径的流体中的流体能量。这样，流过曲折路径的流体速度随着流体朝向流体出口行进而减小，由此显著减小了当流体排出所述盘的周界处的流体出口时的流体压力。在另一可替代应用中，流体通路可通过以下方式形成在堆叠盘装置的两个盘之间：在每个单独盘的表面上形成通路的一部分，使得连续的上盘的实体底表面相对于包含通路底部的下盘而形成通路顶部。

虽然本文描述了某些装置、方法和制造品，但本专利的涵盖范围并不仅限于此。相反，本专利涵盖无论在文字上还是在等同方案的教示方面处于所附权利要求书的范围内的所有装置、方法和制造品。

Claims

1.一种流体减压装置，包括：

中空结构，其具有内表面和外表面；和

多个通路，其在所述内表面与外表面之间延伸，每个通路使用多个三盘堆叠而形成，其中，所述每个通路限定具有截面积和第一浸润周界的孔，所述第一浸润周界大于与该通路自身的截面积相同的圆形孔或矩形孔之一的第二浸润周界。

2.根据权利要求1所述的流体减压装置，其中，由所述多个通路限定的所述孔的每一个彼此相邻形成；并且，所述孔中的第一类相对于所述孔中的第二类大致倒置、或大致偏移、或大致倒置且偏移。

3.根据权利要求1所述的流体减压装置，其中，由所述多个通路限定的所述孔的至少一个大致为三角形、六边形或十二边形。

4.根据权利要求1所述的流体减压装置，其中，由所述多个通路限定的所述孔的至少一个具有至少一个曲线形边缘或侧部。

5.根据权利要求1所述的流体减压装置，其中，由所述多个通路限定的所述孔的至少一个为大致月牙形或星形之一。

6.根据权利要求1所述的流体减压装置，其中，由所述多个通路限定的所述孔的至少两个具有不同形状。

7.根据权利要求1所述的流体减压装置，其中，由所述多个通路限定的所述孔的至少一个与阀型修正因子值相关，该阀型修正因子值小于与该至少一个孔自身的面积相同的圆的阀型修正因子值。

8.根据权利要求1所述的流体减压装置，其中，所述中空结构形成大致圆形的截面形状。

9.一种流体减压装置，包括：

中空结构，其限定内表面和外表面；和

多个通路，其在所述内表面与外表面之间延伸，每个通路使用多个三盘堆叠而形成，使得所述每个通路限定显著减小由于流体流过所致的气动噪音的通路液压直径。

10.根据权利要求9所述的流体减压装置，其中，所述通路限定在所述内表面或所述外表面中的至少一个上的大致为月牙形或星形之一的孔。

11.根据权利要求9所述的流体减压装置，其中，所述通路限定在所述内表面或所述外表面中的至少一个上的孔；并且，一些所述孔相对于其它所述孔大致倒置、或大致偏移、或大致倒置且偏移。

12.根据权利要求9所述的流体减压装置，其中，所述通路限定在所述内表面或所述外表面中的至少一个上的孔；并且，每个所述孔具有的浸润周界大于与该孔自身的面积相同的圆的浸润周界。

13.根据权利要求9所述的流体减压装置，其中，所述通路限定在所述内表面或所述外表面中的至少一个上的孔；并且，每个所述孔与阀型修正因子值相关，该阀型修正因子值小于与该孔自身的面积相同的圆的阀型修正因子值。

14.根据权利要求9所述的流体减压装置，其中，所述中空结构形成大致圆形的截面形状。

15.一种流体减压设备，包括：

筒，其具有内直径表面和外直径表面；和

多个孔，其在所述内直径表面与外直径表面之间延伸，每个所述孔使用多个三盘堆叠而形成，其中每个所述孔具有在所述外直径表面上的开口，所述开口至少包括第一面积部分和第二面积部分，所述第一面积部分和第二面积部分由与所述开口的形心相交的平面限定并具有不同面积。

16.根据权利要求15所述的设备，其中，至少一个所述开口具有至少一个曲线形边缘或侧部。

17.根据权利要求15所述的设备，其中，至少一个所述开口包括至少一个顶点。

18.根据权利要求15所述的设备，其中，所述开口中的第一类相对于所述开口中的第二类大致倒置、或大致偏移、或大致倒置且偏移。

19.根据权利要求15所述的设备，其中，至少一个所述开口为大致月牙形或星形之一。

20.根据权利要求15所述的设备，其中，至少两个所述开口具有不同形状。

21.根据权利要求15所述的设备，其中，所述开口之一具有的浸润周界大于与该开口自身的面积相同的圆的浸润周界。

22.根据权利要求15所述的设备，其中，至少一个所述开口与阀型修正因子值相关，该阀型修正因子值小于与该至少一个所述开口自身的面积相同的圆的阀型修正因子值。

23.根据权利要求15所述的设备，其中，至少一个所述开口具有的浸润周界大于与该至少一个所述开口自身的面积相同的圆的浸润周界。