CN103946613A - 流动流体的减压及减速装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种流动流体的减压及减速装置。在本发明中，罩笼由紧密结合于所述阀塞的外周面并具有贯通孔的圆盘构成。并且，所述圆盘沿着所述罩笼的中心轴方向层叠，在相互层叠的多个圆盘上，形成流道部，连通所述圆盘的外周面和与所述贯通孔对应的内周面，以使通过所述多个圆盘形成流道，并且，所述流道在所述被层叠的圆盘上，以圆周方向及垂直方向转换流道方向。并且，在本发明中，层叠适用有以所述流道的方向转换次数及流道部的数量为基础的一个以上的流道部图形的圆盘，而控制随着所述阀塞上升所形成的开度而产生的流量增加的速度。

Description

流动流体的减压及减速装置
技术领域
本发明涉及流动流体的减压及减速装置，详细地涉及一种在压差高降压比适用于阀门等流体处理装置的流入口侧和排出口侧的条件下，有效地降低通过所述装置的流动流体的压力，并限制流动速度，而抑制因流动流体而产生的噪音、振动及气蚀(Cavitation)、侵蚀等副作用的流动流体的减压及减速装置。
背景技术
一般而言，在高降压比的极限条件下，在要求对压力或流速的控制精确性的领域中，为了适当控制流体的流速和压力，并保持长寿命和良好的状态，而使用具有孔(Orifice)形、迷宫(Labyrinth)形或弯曲(Tortuous)形流道的流体的阻力装置。
由流体的阻力装置产生的流动速度与附加于该装置的前端和后端的流体的压差、根据流道的形状和雷诺数(ReynoldsNumber)决定的总阻力系数及流体的密度有直接的关系。即，在流体阻力装置中，降压量与总阻力系数、流体的密度及流动速度的倍数成比例关系，如下面[数学式1]所示。
数学式1
< MARGIN > < TR > < P > < CHAR > &Delta;P = &zeta; &rho;&omega; 2 2 < / CHAR > < / P >
在此，△P为流体的降压量，ξ为总阻力系数，ρ为流体的密度，ω为流体的速度。该降压量根据特定适用条件决定。因此，在流体的阻力装置内，流道的各个弯曲部局部阻力较大时，总阻力系数变大，从而，增大所述降压量。并且，通过增大该降压量，可有效控制流体的速度和压力，并使得流体的阻力装置更简单化。
在此，各个弯曲部的局部阻力根据弯曲部的折弯角度、形状、截面面积、粗糙度和各个弯曲部之间的距离、多个弯曲部形成的流道的方向等几何结构(Geometry)决定。因此，有效地利用上述结构时，相对地可获得较大的局部阻力和总阻力系数。
可将该关系以简单的数学式表示如下。
数学式2
<MARGIN><TR><P><CHAR>ξ1=f(geomerty)</CHAR></P>
数学式3
< MARGIN > < TR > < P > < CHAR > &xi; 1 &equiv; &Delta;P &rho;&omega; 2 / 2 = k &Delta; k Re C 1 A&zeta; loc < / CHAR > < / P > < P > < / P >
在此，ξ1为一个弯曲部的阻力系数，k△为流道粗糙度的系数，kRe为雷诺数的系数，C1为流道横截面形状的系数，A为方向转换角度的系数，ξloc为弯曲部特定形状的阻力系数。
根据上述所述的理论性依据，开发并使用有各种类型的流体的阻力装置，此类装置出现在美国专利即第5,941,281号、第5,819,803号、第4,921,014号、第4,617,963号、第4,567,915号、第4,407,327号、第4,352,373号、第4,279,274号、第4,105,048号。
现有的流体阻力装置大部分以叠起来或层叠而形成的一连串的圆盘或圆柱为基础。并且，此类圆盘或圆柱将流道的方向转换至被分离为多个的流道，或改变流道截面面积，而分散流体的能量，从而，使得控制装置的压力或流量。并且，为了解决噪音和气蚀问题，显示有适用多个流道及多级(Multipath and Multistage)组合并用于增大每个流道流动阻力的特定的迷宫或弯曲形态。
根据所述数学式，直接调节流道的粗糙度、装置前后端的压差、流道的横截面面积、流道的特定形状等时，可了解到以所需水平制造流体的压力和流动速度。
即，使用上述言及的各种变量的相关关系时，可形成有效的流动阻力。并且，在所述各种变量中，对流动阻力造成最大影响的流道的几何结构，广泛使用形成使流体流道的方向发生弯曲的弯曲流道的方法。该流体的方向转换通过使流动流体形成涡流，而引导能量损失，从而形成流道阻力。
并且，利用横截面面积的急速扩张和急速收缩的流道的几何结构通过形成流动流体的涡流而引导能量损失，形成流道阻力。该几何结构与弯曲流道结构相比，形成非常大的流道阻力(约2倍以上)。
最后，利用弯曲流道结构和横截面面积的急速扩张和急速收缩的流道结构时，可以制造以所需的标准调节流体的压力和流动速度的简单的流体的减压装置。
并且，流体的减压装置也必须考虑噪音。即，主要噪音源为空气动力学噪音，该噪音能量的程度与质量流量、上游侧的绝对压力对比下游侧的绝对压力的压力比、几何结构及流体的物理特性相关。在特定部位压力比大时，发生因音速流动或闪蒸(Flashing)而产生的壅塞流动(Choke Flow)，而成为发生高噪音和振动的原因，熟知地，通过控制压力比，限制或抑制噪音发生率。因此，降低该压力比的方法，如上所说明的，将特定部位即流动部的结构形成为可降低流动速度的几何结构。
在处理流体的设备中，流体的流速加快时，增强侵蚀、腐蚀、噪音。熟知地，对于水，在以碳钢制造的设备中，其流动速度为30～40ft/sec以上时，引起侵蚀。在特定部位(例如，孔板或阀门的局部位置)上，流体的流动速度加快时，极大增强噪音。并且，随着速度增加，而液体的压力降低，此时的压力减少至蒸汽压(Vapor Pressure)以下时，液体汽化并发生闪蒸(Flashing)。并且，在后端，压力恢复至汽化压力以上时，发生气蚀。因该设备噪音、振动、侵蚀、腐蚀等严重，在适用于特定条件的流体的阻力装置上，必须不能急剧改变压力和速度。
为了解除该流体处理装置中的副作用，Guy Borden(控制阀:测量和控制的实用指南，美国仪表学会，1998)表示必须降低流体的排出口侧的动能(Kinetic Energy)，并根据损伤或噪音标准而限制流体的排出口侧的动能。并且，参照国际电工委员会(International Electrotechnical Commision)标准(IEC-534-8-3-1995，'工业过程控制阀.第8部分:噪声问题.第3节:气动控制阀噪声预测法')时，作为降低噪音的方法，了解到：具有降低流体的速度(近似声效率方法)的方法和提高噪音频率的方法(近似频率变更方法)。即降低对流体的质量流(MassFlow)和速度的动能(Kinetic Energy)时，可降低声效率(Acoustic Efficiency)、声功率(Acoustic Power)、声压水平(Sound PressureLevel)。并且，将流体所通过的孔分为几个时，噪音的峰值频率(PeakFrequency)转向较高侧。由此，噪音的峰值频率超过人可听声频范围，并增加噪音的传递损失(Transmission Loss)，而最终降低噪音。
因此，为了限制因该流体处理装置的前端压力和后端压力的高压力差而产生的流体的流动速度，公开了弯曲的流道结构的流动阻力装置的现有技术。即，如本发明的流体的流动阻力装置所示，调节流体的减压和流速的现有技术，出现在美国注册专利第6,615,874号(2003.9.9.注册)和美国注册专利第7,766,045号(2010.8.3.注册)。
以图1至图3为基础，进行更详细说明，美国注册专利第6,615,874号中，流动控制装置由阀芯(trim)组件构成。在流动控制装置的流体入口(2)和流体出口(3)之间，沿着流体流道形成有多个流动流道(4)。各个流动流道(4)形成于阀芯盘(1)上，并形成有膨胀和收缩装置(5)、速度控制装置(6)、消音室(7)及频率变更流道(8)。膨胀和收缩装置(5)具有急速扩张和收缩流道横截面面积的横截面面积。速度控制装置(6)在流体入口(2)上形成流道面积较小的横截面面积，在流体出口(3)上形成相对较大的横截面面积。消音室(7)构成地用于去除在膨胀和收缩装置(5)及速度控制装置(6)上产生的音响。频率变更流道(8)从消音室(7)向流体出口(3)形成，使得对与流体流道相关的声干扰的，增加流体的可听频率。
该结构，如上所述，在流体阻力装置上，形成如之字一样，向左右转换一定角度(θ)方向的弯曲的流道，通过流体的膨胀和收缩作用，使得形成了流体的流动阻力。
但，美国注册专利第6,615,874号为了得到对流体的较小的流动阻力而产生的所需水平的流动阻力，因必须将弯曲的流道形成为几个，而存在了加大装置的尺寸的缺点。
并且，如图4所示，美国注册专利第7,766,045号的发明中，由可层叠的两个以上的圆盘(10)构成减小流体压力的装置。各个圆盘(10)在层叠于一个圆盘上部时，中孔中心部(11)和周边部(12)沿着纵轴排列对准。各个圆盘(10)由一个以上的入口流道区域和一个以上的出口流道区域构成，其中，入口流道区域，具有形成第一入口(14)面积和第一出口(15)面积的流道入口端(13)；出口流道区域，具有形成第二入口(17)面积和第二出口(18)面积的出口流道端(16)。在此，提前确定第二入口面积和第二出口面积的比例，使得通过在出口流道端形成背压，而形成向周边的亚音速流体流动。
但该美国注册专利第7,766,045号也与美国注册专利第6,615,874相似，通过层叠圆盘，形成经过圆盘的上下部而发生弯曲并转换方向的流道，并通过因流体的流动方向而分开的流道和合并的流道，而使得进行流体的膨胀和收缩作用。
由此，美国注册专利第7,766,045号，与可用体积相比，形成对流体相对较小的流动阻力。因此，美国注册专利第7,766,045号中，为了获取所需水平的流动阻力，还必须形成更多的弯曲并转换方向的流道，因此，还存在了装置的尺寸和装置占有的空间较大的缺点。
另一现有技术，参照本发明的发明人的韩国注册专利第0438047号(流体的降速及降压控制用阻力装置)。
韩国注册专利第0438047号中，如图5所示，对于控制流体流动的圆盘柱式流体阻力装置，在圆盘(20)的圆周的外围边缘部上，沿着圆周方向形成多个结合用圆形孔(21)，在圆盘内径圆周上的具有流体流入部(22)的方形狭槽(RectangularGroove)和圆盘外径圆周上的具有流体排出部(23)的方形狭槽之间，径向(RadialDirection)周期性地形成多个T字形贯通孔(24)，从而，形成第一贯通孔图形(Pattern)(25)，沿着圆周方向(CircumferentialDirection)与第一贯通孔图形(25)构成一定角度，径向周期性地形成多个T-字形流道贯通孔，从而，形成第二贯通孔图形(26)，沿着所述第一、第二贯通孔图形(25、26)的圆周两侧方向而形成一定角度，径向周期形成有多个方形孔(27)，从而，形成第三、第四贯通孔图形(28、29)，并且，所述四个图形(25、26、28、29)构成地沿着圆周方向分别对称(AngularSymmetry)，并形成周期性排列的形状。因此，为了将形成有所述图形的相同的圆盘形成圆盘柱而重叠结合，并以特定角度进行旋转，以使四个图形也沿着圆盘柱轴方向(AxialDirection)被依次配置，被重叠结合的四个圆盘使立体型弯曲流道沿着圆周方向和径向形成。并且，所述四个圆盘被周期性地重叠结合而形成圆盘柱，由此，也沿着圆盘柱轴方向被配置有立体型弯曲流道。
并且，在立体型弯曲流道上，在方向转换为直角之前，形成涡流形成用空间(30)。在此，所述涡流形成用空间沿着圆盘柱的轴方向并根据方形孔图形形成，沿着径向及圆周方向并根据T-字形流道贯通孔形状构成。
此时，韩国注册专利第0438047号中，T-字形流道贯通孔形状上沿着圆盘的径向突出形成有涡流形成用空间。因此，为了确保沿着径向的T-字形流道贯通孔之间的分割距离，必须缩减T-字形流道贯通孔的数量，或增加圆盘的半径。
在此，缩减T-字形流道贯通孔的数量时，根据弯曲流道的方向转换次数的减少，难以将流体的流动速度和压力减少至所需水平。
并且，增加圆盘的半径时，存在需增加装置的半径，并增加该装置尺寸的问题。
发明内容
(技术课题)
本发明根据上述所述的必要性而研发，本发明的目的为提供一种流动流体的减压及减速装置，在高压降比适用于阀门等流体处理装置的流入口侧和排出口侧的条件下，有效地降低通过所述装置的流动流体的压力，并限制流动速度。
本发明的另一目的为提供一种流动流体的减压及减速装置，可简单地安装于阀门等流体处理装置内部的可用体积内。
本发明的又一目的为提供一种流动流体的减压及减速装置，以所需水平控制根据开度而引起的流量的增加。
本发明的再一目的为提供一种流动流体的减压及减速装置，简化流道的结构并增强流体的能量损耗，且无需形成用于形成涡流的单独的空间。
(技术方案)
为了实现如上所述的目的，本发明的特征在于：本发明涉及一种流动流体的减压及减速装置，是一种安装于流体处理装置的流动流体的减压及减速装置，其中流体处理装置，包括：主体，具有流入口和排出口；阀塞，为了调节流体的流量，在所述流入口和所述排出口之间移动；阀座，与所述阀塞密切结合，切断流体的流动；罩笼，紧密结合于所述阀塞的外周面，并根据所述阀塞的升降，使流体通过，所述罩笼由紧密结合于所述阀塞的外周面并具有贯通孔的圆盘构成，并且，所述圆盘沿着所述罩笼的中心轴方向层叠，在相互层叠的多个圆盘上，形成流道部，连通所述圆盘的外周面和与所述贯通孔对应的内周面，以使通过所述多个圆盘形成流道，并且，所述流道在所述被层叠的圆盘上，以圆周方向及垂直方向转换流道方向，并层叠适用有以所述流道的方向转换次数及流道部的数量为基础的一个以上的流道部图形的圆盘，而控制随着所述阀塞上升所形成的开度而产生的流量的增加速度。
此时所述各个流道部图形，适用于两个以上的圆盘，并在所述两个以上的圆盘上形成相同的形态。
并且，某一个流道部图形，具有相当于3的倍数的方向转换次数。
并且，所述流道部由包括进入部和通道部的多个流道单元构成，其中，所述通道部，连接于所述进入部，并与所述进入部形成直角或锐角地延伸，所述一个流道单元的通道部连接于在被层叠的圆盘上形成的流道单元的进入部。
或者，所述流道部由多个流道单元及连接单元构成，其中所述多个流道单元，包括：进入部和通道部，其中所述通道部，连接于所述进入部，并与所述进入部形成直角或锐角地延伸；所述连接单元，沿着垂直方向连通所述流道单元，所述一个流道单元的通道部也可通过在被层叠的圆盘上形成的连接单元连接于在下一个被层叠的圆盘上形成的流道单元的进入部。
优选地，所述通道部的宽幅大于所述进入部的宽幅。
并且，在所述通道部的末端上，形成于连接在所述通道部的末端的另一个圆盘上的流道单元的进入部被以从所述通道部的末端面及侧面分隔的状态配置在平面上，形成有供流体从所述通道部的末端进入形成于所述另一个圆盘上的流道单元的进入部之前产生涡流的涡流形成部。
所述进入部和通道部在各个圆盘上形成凹陷一定深度的狭槽形态，或在各个圆盘上贯通形成。
并且，在圆盘上分别贯通形成有进入部和通道部的情况下，在形成一个流道部图形的多个圆盘的上下端分别层叠隔板。
另外，所述通道部可以形成为曲面形态。
(有利效果)
本发明的流动流体的减压及减速装置，具有如下效果：在高降压比适用于阀门等流体处理装置的流入口侧和排出口侧的条件下，有效地降低通过流体处理装置的流体的压力并将流动速度限制为适当的水平，由此，可抑制因流体而产生的噪音、振动及气蚀(Cavitation)、侵蚀等副作用。
即，通过多个狭槽或多个贯通孔在罩笼的各个圆盘上反复形成弯曲流道和涡流形成空间，快速的流体流动在流道内形成产生不规则涡流的紊流流动，由此，通过因流体的流动阻力而引起的能量损失，即流速水头损失(Velocity HeadLoss)，而减少流体压力和流动速度，从而，最大化地防止因上述所述的高流速而产生的副作用。
根据现有技术(美国专利第5,819,803号)制造的立体型流道结构为简单地急速扩张及急速收缩流道横截面面积而形成简单的直角弯曲流道的结构。具有引导该径向的流体流动和径向的流体流动的各不相同的形状的一对圆盘由形成弯曲流道的简单结构构成。相反地，在本发明中，根据局部发生速度的增加和压力的急速变化，完善了因噪音、振动、腐蚀或磨损等变弱的缺点。即，本发明利用流体的热力学及流体力学特性，在流道内，在流道方向转换为垂直方向之前，形成了涡流形成用空间，以使加大每个向垂直方向的方向转换部位本身的阻力系数。
如本发明所示，了解到：在流道转换之前，存在涡流形成用空间时，该弯曲部的阻力系数(ξs)相比于没有涡流形成用空间的弯曲部的阻力系数值，增加了约1.2倍。
数学式4
在该涡流形成空间中，通过使流体形成涡流，流体产生旋转能量损失，并使得通过涡流形成弯曲空间的流体的动能产生相当于涡流形成旋转能量的损失。假设因外部原因，产生急剧的压力变化时(流体的急加速状态)，流体以直角弯曲之前，在涡流形成空间中，作为吸收冲击量的缓冲空间发生作用，有效地减少动能。
并且，本发明具有如下优点：通过改善现有技术的缺点即因将弯曲的流道形成为几个的结构而造成装置尺寸变大的问题，可制造出更简单的流体处理装置。
并且，本发明具有如下优点：显示各种流道部图形，并将根据开度而引起流量的增加控制为所需水平，可根据阀门的使用环境或特性而控制流量。
并且，本发明具有如下效果：即使将流道的结构简单化，也能使增加流体的能量损失，而有效地减少流体的流动速度和压力，无需形成另外用于涡流形成的空间，由此，容易制造且无需改变圆盘的尺寸，即增长流道的长度。
附图说明
图1至图5为显示根据现有技术而制造的流动流体的减压装置的附图；
图6为显示安装有本发明的流动流体的减压及减速装置的阀门结构的纵向截面图；
图7为显示流动流体的减压及减速装置的基本结构的剖视图；
图8至图10为显示流动流体的减压及减速装置的基本结构的附图；
图11及图12为显示根据流动流体的减压及减速装置的基本结构的流道单元的配置状态的附图；
图13及图14为显示根据流动流体的减压及减速装置的变形结构而形成的流道单元和连接单元的配置状态的附图；
图15及图16为显示根据开度而产生的流量变化的图表；
图17为显示根据本发明的流道部的单位图形的附图；
图18至图23为显示本发明的各个流道部图形附图。
优选实施方式
下面，参照附图对本发明的流动流体的减压及减速装置进行说明。在下面的实施例中，将阀门作为流体处理装置进行说明，但并非限定于该阀门，应当理解：也包含具有将高压降比适用于流入口侧和排出口侧条件的其它装置。
基本结构
图6为显示安装有本发明的流动流体的减压及减速装置的阀门结构的纵向截面图，图7为显示流动流体的减压及减速装置的基本结构的剖视图，图8至图10为显示流动流体的减压及减速装置的基本结构的附图，图11及图12为显示根据流动流体的减压及减速装置的基本结构的流道单元的配置状态的附图。
如图6及图7所示，流动流体的减压及减速装置安装于流体处理装置的一种即阀门(100)内的罩笼(150)上。并且，阀门内的流入口(111)及排出口(113)的方向可根据阀门的特性及所使用的流体的种类改变。并且，阀门的流量随着借助阀杆(120)连接的阀塞(130)的上下运动而进行调节。即，以图6的中心线为标准，如右侧所示，阀塞(130)向上部移动时，开启流道而流量增加，以图6的中心线为标准，如左侧所示，阀塞(130)向下部移动时，关闭流道而流量减少。
本实施例的阀门(100)包括：主体(110)，具有流入口(111)和排出口(113)；阀塞(130)，为了调节流体的流量，在所述流入口(111)和所述排出口(113)之间移动；阀座(140)，与所述阀塞(130)紧密结合，切断流体的流动；罩笼(150)，紧密结合于所述阀塞(130)的外周面，并随着所述阀塞(130)的升降，使流体通过。
所述罩笼(150)由具有紧密结合于所述阀塞(130)的外周面的贯通孔(153)的圆盘(151)构成，所述圆盘(151)沿着所述罩笼(150)的中心轴方向层叠。被层叠的圆盘(151)的数量可根据阀门的使用流量、阀塞的升降距离等进行适当选择。
并且，所述圆盘(151)的上部及下部分别配置有遮板(154)。
并且，为了用多个圆盘(151)形成罩笼，所述圆盘通过焊接、销、螺栓或硬焊而结合。
所述罩笼(150)起到根据阀塞(130)的升降而使流体通过的作用，为此，在所述圆盘的贯通孔(153)上沿着放射状外围形成流道。在本发明中，通过被层叠的圆盘，即相互联合两个以上的相邻的圆盘，形成流道。
进行更详细地说明时，所述圆盘(151)上形成多个具有进入部(159)和通道部(161)的流道单元(157)，所述流道单元(157)与相邻层叠的其它的圆盘(151')的流道单元(157')联合，而以圆周方向及垂直方向转换流道方向，形成贯通所述圆盘的外周面和与所述贯通孔对应的内周面的流道部(155)。
所述流道单元(157)在一个圆盘(151、151’)上形成为相同的图形，在层叠于所述圆盘(151)的圆盘(151')上，形成有连接所述流道单元(157)的其它的流道单元(157')。
构成流道单元(157)的进入部(159)位于所述圆盘的最外缘或最内缘时，只向所述圆盘的内周面或外周面开放，但位于所述圆盘的内部时，因沿着垂直方向与相邻层叠的流道单元连接，进入部(159)的侧面被全部关闭。
并且，所述通道部(161)连接于所述进入部(159)，并与所述进入部(159)形成直角或锐角地延伸。需考虑利用该圆盘的可用空间的流道部(155)的合适的形状及配置。
并且，所述通道部(161)也位于所述圆盘的最外缘或最内缘时，只向所述圆盘的内周面或外周面开放，但位于所述圆盘的内部时，因以垂直方向与相邻层叠的流道单元连接，通道部(161)的侧面被全部关闭。
并且，进入部(159)和通道部(161)也可以形成凹陷一定深度的狭槽的形态，如图所示，在各个圆盘(151)上也可被贯通形成。由此，在进入部(159)和通道部(161)贯通形成于圆盘上时，在层叠的圆盘(151')上也可对准未形成有流道单元(157')的面，而切断进入部(159)和通道部(161)的上端及下端，层叠未形成有流道单元的平板形态的隔板(未图示)，可切断进入部(159)和通道部(161)的上端或下端。
尤其在本发明中，如图9所示，圆盘上形成有相同图形的流道单元，相对于其中一个圆盘(151)而翻转其它圆盘(151')并进行层叠时，可形成流道部(155)。因此，在本发明中，圆盘上形成相同图形的流道单元，因可形成一个流道部图形，由此，具有容易制造圆盘的优点。
并且，在此情况下，流道单元沿着径向以一定间距分隔的状态配置在圆盘上，如图10所示，使形成流道部的圆盘(151、151’)旋转流道部间角度的一半，而层叠至形成其它流道部的圆盘上时，即使流道单元形成为被贯通的形态，也可无所述隔板地生成流道部。
并且，所述进入部(159)和通道部(161)以直角或锐角进行连接，但在图7至图12的基本结构中，例示以锐角进行连接的形态。
即，如图11所示，进入部(159)和通道部(161)以小于90°的锐角连接。并且，进入部(159)的宽幅(a)形成地小于通道部(161)的宽幅(b)。进入部(159)的宽幅(a)与通道部(161)的宽幅(b)相同时的能量损失大于进入部(159)的宽幅(a)小于通道部(161)的宽幅(b)时的能量损失。但，优选地，为了构成地使进入通道部(161)的流体形成涡流，并以垂直方向进行方向转换，而连接与通道部(161)连接的层叠的圆盘的流道单元(157)的进入部(159)，由此，进入部(159)的宽幅(a)小于通道部(161)的宽幅(b)。
换言之，沿着通道部(161)移动的流体以垂直方向进行方向转换，而进入至进入部(159)时，随着进入空间收缩，而对流体产生移动阻力。
并且，在所述通道部(161)的末端上，形成于在连接所述通道部(161)的末端的其它圆盘上的流道单元的进入部(159)以从所述通道部(161)的末端面及侧面分隔的状态配置于平面上，在所述通道部(161)的末端上，形成有供流体进入形成在所述其它圆盘的流道单元的进入部(159)之前产生涡流的涡流形成部(163)。
更详细地说明时，涡流形成部(163)形成于通道部(161)的末端，如图11所示，层叠的圆盘的进入部(159)以垂直方向被连接时，在平面上形成剩余的空间(c及d)，以使在涡流形成部(163)中流体产生涡流。
此时，为了剩余的空间(c及d)形成更大的涡流而扩大能量损失可进行扩张，但优选地，形成地小于进入部(159)的宽幅(a)。
并且，优选地，为了防止因流入的异物而使流道关闭，在平面上的被叠合于所述涡流形成部(163)的层叠的圆盘的进入部(159')的长度(e)大于进入部(159)的宽幅(a)。
并且，通道部(161)和被层叠的圆盘的通道部(161')之间的间距(f)根据本发明的装置所使用的条件的压力和温度等，提前计算并确定在结构上稳定的间距。
而且，优选地，进入部(159)的流道长度(k)形成为被层叠的圆盘的进入部(159')的长度(e)和通道部(161)与被层叠的圆盘的通道部(161)间的间距(f)的长度之和。
并且，进入部(159)和通道部(161)以锐角，即90°以下的角度(θ)连接时，从进入部(159)向通道部(161)的方向转换角度变大，由此，可更大地引起流体能量损失。
并且，通道部(161)可沿着圆盘的圆周方向形成为曲面形态。形成为曲面时，产生通道部(161)的长度变长的效果，对流体施加持续的摩擦。即，以锐角进行方向转换的流体经过通道部(161)的长流道，而借助摩擦发生能量损失。
并且，在流道单元(157)的进入部(159)和通道部(161)的内周面上，进行粗糙度加工或形成凹凸，更能够增加流体的能量损失。
并且，构成一个流道部的通道部(161)的长度，从圆盘的中心并在所设定的角度范围(参照图9的'α')内形成。由此，所述通道部(161)的长度越远离圆盘的中心越长，并且，通道部(161)的长度增加执行加大流体的能量损失的功能。
通过形成所述流道部(155)的流道单元(157)和涡流形成部(163)的流体的流动形态，如图12所示。即，流入圆盘(151)的进入部(159)的流体进入宽幅大于进入部(159)的通道部(161)并发生膨胀，沿着通道部(161)的曲面移动，而持续受到因曲面而产生的摩擦力，从而发生能量损失。并且，在流体到达通道部(161)的末端并进入在层叠的圆盘(151')上形成的流道单元(157')的进入部(159')之前，在形成于通道部(161)末端的涡流形成部(163)产生涡流，形成旋风流动图形。并且，与通道部(161)相比，进入部(159')的宽幅窄，并以垂直方向进行方向转换，由此，进入至进入部(159')的流体进行收缩并发生能量损失。该过程从流道的入口到出口被进行多次，而使减小流体的压力并减小流动速度。
并且，通过该过程，最初进入流道时，因流体的高速度和压力被均匀地降低，在阀门被打开的状态下，可抑制发生因高流速而造成的气蚀及反复击打等所产生的阀门受损的现象。
并且，具有可简单安装于罩笼的可用体积内的优点。
变形结构
下面，对本发明的基本结构的变形结构进行说明。
图13及图14为显示根据流动流体的减压及减速装置的变形结构而形成的流道单元和连接单元的配置状态的附图。
如附图所示，本发明的基本结构的流道部(155)通过2个圆盘(151、151’)形成，但变形结构通过3个以上圆盘(151、151’、151")形成。即，流道部(155)还包括：在基本结构上言及的流道单元(157、157”)；连接单元(165)，以垂直方向连接所述流道单元(157、157”)。
所述连接单元(165)起到作为连接在层叠于一端的圆盘(151)上形成的通道部(161)和在层叠于另一端的圆盘(151")上形成的进入部(159")的通道的作用，根据形成有连接单元(165)的圆盘(151')的层叠数量，增加所述通道的长度。
其余的结构与基本结构相同，因此，省略对其的详细说明。
流道部图形
下面，对本发明的流道部图形进行详细说明。下面虽然将说明的流道部图形以基本结构作为基础进行说明，但也可以变形结构或结合基本结构和变形结构而形成流道部图形。
图15及图16为显示根据开度而产生的流量变化的图表，图17为显示根据本发明的流道部的单位图形的附图，图18至图23为显示本发明的各个流道部图形附图。
在图18至图23中，为了简便，在流道部图形上省略涡流形成部(163)的图示，在基本结构上的直角形态的流道单元(157)可变形为曲线形态。并且，实线显示形成于在上端配置的圆盘上的流道单元(157)，虚线显示形成于层叠的圆盘上的流道单元。
如图13所示，根据阀塞的上升而形成的罩笼的开度，通过罩笼的流体的流量增大。此时，根据开度而产生的流量的增加，在形成于罩笼的流道的形态相同时，显示为直线形态。
但，显示根据开度而产生的流量的增加的直线的倾斜需根据阀门的设置条件或作用而增大或减小。并且，根据开度而增加的流量也能够以非直线形态的曲线形态实现。例如，存在以如下类型实现的必要性，在开度初期，流量的增加速度甚微，之后逐步地极速增加流量的类型，或在开度初期，流量的增加速度极快，之后流量的增加甚微的类型。并且，在该两种类型中，其流量的增加形态也可以更缓慢地或更急剧地变形。
由此，根据阀门的设置条件或作用，改变开度和流量之间的关系时，必然会增大对阀门的运用及应用的便利性。
但在现有的阀门中，根据反复形成相同形态的流道，只体现了开度和流量之间具有一定倾斜的直线形态的关系。
因此，在本发明中，将以所述流道的方向转换次数及流道部的数量为基础的一个以上的流道部图形适用于圆盘，而使得控制了根据随着所述阀塞上升所形成的开度而产生的流量的增加速度。
本发明中所研发的流道部图形的图17(a)中图示的单位图形反复被形成一个以上。
即，在图17(a)图示的单位图形中，发生3次方向转换。对其进行更详细地说明时，图17(a)图示的单位图形由以下构成：从进入部(159)向通道部(161)的沿着圆周方向的方向转换(参照图17(a)中的①)；从通道部(161)向被层叠的圆盘的进入部(159')的以垂直方向进行的方向转换(参照图17(a)中的②)；为进入被层叠的圆盘的进入部(159')的以垂直方向进行的方向转换(参照图17(a)中的③)。
附加连接该单位图形时，可如图17(b)及(c)所示，进行持续连续延长。即，如图17(b)所示，被连接2个单位图形时，共执行6次方向转换(参照图17(b)中的①～⑥)，如图17(c)所示，被连接3个单位图形时，共执行9次方向转换(参照图17(c)中的①～⑨)。
也可通过该单位图形形成本发明的流道部图形，但为了极大化增强流体的能量损失，而增加单位图形的数量，此时方向转换次数相当于3的倍数。
并且，通过多个单位图形构成的流道部图形可如图18至图23所示。但流道部图形根据阀门的设置条件或作用，组合单位图形的数量及配置、基本结构和变形结构，形成增加方向转换次数的各种形态的图形。
并且，本发明所研发的流道部图形形成地具有3～17个流道部(155)，但也可增加流道部的数量。
如下所示，各个流道部图形进行详细说明时。
首先，图18中图示的流道部图形由3个流道部(155)构成，构成使得具有45次方向转换次数。因此，根据图18中图示的流道部图形，流道部的数量少，而且，为了通过罩笼，流体需以圆周方向及垂直方向而转换方向45次，由此，流体的通过量相对地少。
并且，图19所示的流道部图形由6个流道部(155)构成，构成使得具有27次方向转换次数。因此，根据图19所示的流道部图形，与图18所图示的流道部图形相比，增加流道部的数量，且减少方向转换次数，由此，与图18所图示的流道部图形相比，相对地单位时间内通过更多的流量。
并且，图20至图23所图示的流道部图形的方向转换次数统一为18次，但流道部(155)的数量各不相同。即，图20所图示的流道部图形中，具有7个流道部，图21所图示的流道部图形中，具有11个流道部，图22所图示的流道部图形中，具有14个流道部，图23图示的流道部图形中，具有17个流道部。因此，从图20所图示的流道部图形趋向图23所图示的流道部图形，流道部数量随之增加，从而，相对地单位时间内通过更多的流量。
只以如上所述的6个流道部图形中某一个构成罩笼时，根据开度而增加的流量以直线形态显示。但，因从图18所图示的流道部图形趋向图23所图示流道部图形，单位时间通过流量增加，因此，直线的倾斜也从图15的①至⑥渐渐增加。因此，欲根据开度而极微地增加通过的流量时，使用图18所图示的流道部图形，欲最大地增加根据开度而通过的流量时，可运用图23所图示的流道部图形。
并且，根据组合使用6个流道部图形，设定得显示增加曲线形态的状态。例如，将图18所图示的流道部图形配置于罩笼下端，将图19至图23所图示的流道部图形依次层叠至其上部时，如图16的①所示，形成在开度初期流量的增加较少，之后随着开度增大，流量也相应地急速增加的形态。
相反地，将图23所图示的流道部图形配置于罩笼下端，将图22至图18中图示的流道部图形依次层叠至其上部时，如图16的②所示形成在开度初期流量急速增加，之后随着开度变大，流量增加依次减少的形态。
因此，组合该6种流道部图形而制造符合各种阀门的设置条件或作用的罩笼。
本发明的权利不限定于上面所述的实施例，根据权利要求范围限定，本发明的领域的普通技术人员应当理解：在权利要求范围内可进行各种变形和修改。

Claims (8)

1.一种流动流体的减压及减速装置，是一种安装于流体处理装置的流动流体的减压及减速装置，其中流体处理装置，包括：主体，具有流入口和排出口；阀塞，为了调节流体的流量，在所述流入口和所述排出口之间移动；阀座，与所述阀塞密切结合，切断流体的流动；罩笼，紧密结合于所述阀塞的外周面，并根据所述阀塞的升降，使流体通过，其特征在于：
所述罩笼由紧密结合于所述阀塞的外周面并具有贯通孔的圆盘构成，并且，所述圆盘沿着所述罩笼的中心轴方向层叠，
在相互层叠的多个圆盘上，形成流道部，连通所述圆盘的外周面和与所述贯通孔对应的内周面，以使通过所述多个圆盘形成流道，并且，所述流道在所述被层叠的圆盘上，以圆周方向及垂直方向转换流道方向，并层叠适用有以所述流道的方向转换次数及流道部的数量为基础的一个以上的流道部图形的圆盘，而控制随着所述阀塞上升所形成的开度而产生的流量增加的速度，所述流道部由多个流道单元构成，流道单元包括进入部和通道部，其中通道部，连接于所述进入部，并与所述进入部形成直角或锐角地延伸，
所述一个流道单元的通道部连接于在被层叠的圆盘上形成的流道单元的进入部，
所述通道部的幅度大于所述进入部的幅度，
在所述通道部的末端上，形成于连接在所述通道部的末端的另一个圆盘上的流道单元的进入部被以从所述通道部的末端面及侧面分隔的状态配置在平面上，形成有供流体从所述通道部的末端进入形成于所述另一个圆盘上的流道单元的进入部之前产生涡流的涡流形成部。
2.根据权利要求1所述的流动流体的减压及减速装置，其特征在于：
所述流道部还包括：
以垂直方向连通所述流道单元的连接单元,
所述一个流道单元的通道部通过形成于在被层叠的圆盘上的连接单元连接至形成于在下一个被层叠的圆盘上的流道单元的进入部。
3.根据权利要求1所述的流动流体的减压及减速装置，其特征在于：
所述各个流道部图形，适用两个以上的圆盘，并在所述两个以上的圆盘上形成为相同的形态。
4.根据权利要求1所述的流动流体的减压及减速装置，其特征在于：
某一个流道部图形具有相当于3的倍数的方向转换次数。
5.根据权利要求1所示的流动流体的减压及减速装置，其特征在于：
所述进入部和通道部在各个圆盘上形成凹陷一定深度的狭槽形态。
6.根据权利要求1所述的流动流体的减压及减速装置，其特征在于：
所述进入部和通道部在各个圆盘上被贯通形成。
7.根据权利要求6所述的流动流体的减压及减速装置，其特征在于：
在形成一个流道部图形的多个圆盘上下端分别层叠有隔板。
8.根据权利要求1所述的流动流体的减压及减速装置，其特征在于：
所述通道部形成为曲面形态。
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