NO342394B1

NO342394B1 - Strømningsopprettende setering og reguleringsventil med strømningsopprettende setering.

Info

Publication number: NO342394B1
Application number: NO20141059A
Authority: NO
Inventors: Michel Ken Lovell
Original assignee: Fisher Controls Int Llc
Priority date: 2012-03-27
Filing date: 2014-09-02
Publication date: 2018-05-14
Also published as: AU2013240102B9; JP6283018B2; AR090492A1; KR20150000475A; CA2865752C; CN203363223U; EP2831476B1; RU2635176C2; AU2013240102B2; EP2831476A1; WO2013148423A1; CA2865752A1; US9097364B2; MX2014011689A; AU2013240102A1; US20130256572A1; CN103363135A; JP2015512498A; AU2013240102A9; RU2014141368A

Abstract

En setering (20) for en reguleringsventil (10) har et ventillegeme (12) som avgrenser et innløp (22), et utløp (26), og et galleri (30). Seteringen omfatter et ringformet legeme (44) og en strømningsseparator (46). Det ringromformede organ er innrettet til å bli anbrakt i galleriet i ventilhuset, og innbefatter en indre sidevegg (54) som danner en åpning (56) for å romme fluidstrømning gjennom galleriet. Strømningsseparatoren er anordnet i porten og innbefatter et strømningsopprettende parti (80) som avgrenser et antall separate passasjer (86). Hver av den flerheten av separate passasjer har en hydraulisk diameter (Dh) og en lengde (L) som er større enn det hydrauliske diameter. Som sådan, passasjene separerer strømmen av fluid gjennom porten inn i en flerhet av separate strømningsbaner (78) for å avbryte turbulens i tilknytning til åpningen.

Description

OPPFINNELSENS OMRÅDE

[0001] Den foreliggende oppfinnelsen er rettet mot reguleringsanordninger for fluidstrøm og mer spesielt, mot seteringer for reguleringsanordninger for fluidstrøm.

BAKGRUNN

[0002] Reguleringsanordninger for fluidstrøm, slik som en reguleringsventil, blir ofte brukt til å kontrollere egenskapene for et fluid som strømmer gjennom et rør. En typisk anordning omfatter et ventillegeme som definerer et innløp, et utløp og en fluidstrømningsbane som strekker seg mellom innløpet og utløpet. Et ventilsetering er koplet til ventillegemet og avgrenser en åpning gjennom hvilken strømningsbanen forløper. Et strupeelement, så som en plugg, er bevegelig i forhold til ventilseteringen for å styre fluidstrømmen gjennom åpningen.

[0003] Når man velger en reguleringsventil for en bestemt prosess, vil en reguleringsventil-ingeniør kunne bli møtt med mange krav til utforming og begrensninger i utforminger. For eksempel vil noen varmeapplikasjoner kreve at rørforbindelser blir aksialt innrettet hvor andre applikasjoner kan tillate rørforbindelser å være rettvinklet i forhold til innløpet og utløpet for ventilen. Andre applikasjoner igjen, vil kunne kan ha begrensninger på flate-mot-flate dimensjoner (dvs. avstanden mellom innløp og utløp på reguleringsventil).

[0004] En vanlig type reguleringsventil er en seteventil. Mer spesielt kan en toppinngangs seteventil være vanlig på grunn av enkelt vedlikehold og allsidighet. Slike ventiler kan benyttes for kritiske applikasjoner, f.eks. krevende forhold der støy og turbulente strømninger kan være et problem. Slike toppinngangs-tilgang til de interne trimkomponentene gir raske endringer og vedlikehold som eliminerer kostbar nedetid i prosessanlegget. Toppinngangs seteventiler omfatter ikke-aksiale baner; ellers kjent som krokete strømningsbaner. Slike ikke-aksielle strømningsbaner kan skape turbulens i strømningsbanen for reguleringsventilen, som på en ugunstig måte kan påvirke ytelsen i systemet og føre til driftsmessige ineffektivitet og økte driftskostnader og nedetid.

OPPSUMMERING

Den foreliggende oppfinnelse tilveiebringer en setering for en reguleringsventil med et ventillegeme og et reguleringselement anordnet inne i ventillegemet for å styre strømmen av fluid gjennom ventillegemet, idet ventillegemet definerer et innløp, et utløp, et galleri, og en strømningsbane som strekker seg fra innløpet til utløpet via galleriet, og reguleringselementet omfatter en spindel og en ventilplugg koplet til spindelen, idet seteringen omfatter:

et ringromformet legeme innrettet for å bli anbrakt i galleriet for ventillegemet, der det ringromformede legeme innbefatter et holdeparti og en indre sidevegg, der holdepartiet festes til ventillegemet, den indre sideveggen definerer en åpning for å romme fluidstrømning gjennom galleriet; og

en strømningsseparator anbragt inne i minst et parti av åpningen i det ringromformede legeme, der strømningsseparatoren innbefatter et strømningsopprettende parti som avgrenser en flerhet av adskilte passasjer, hvor hver av flerheten med adskilte passasjer har en hydraulisk diameter og en lengde som er større enn den hydrauliske diameteren, for derved å separere strømmen av fluid gjennom åpningen inn i en flerhet av separate strømningsbaner for å forstyrre turbulensen i åpningen; karakterisert ved at den indre sideveggen definerer en seteflate, idet seteflaten er innrettet for å være i inngrep med ventilpluggen når reguleringselementet er i en lukket stilling.

Den foreliggende oppfinnelse tilveiebringer også en reguleringsanordning for fluidstrøm, omfattende:

et ventillegeme som danner en innløpsåpning, en utløpsåpning, og et galleri anordnet mellom innløpsåpningen og utløpsåpningen, innløps- og utløpsåpningene strekker seg langs en felles første akse, galleriet strekker seg langs en andre akse som er på tvers av den første akse; og

et reguleringselement anordnet inne i galleriet for ventillegemet og er forskyvbar langs den andre akse for å styre strømmen av fluid gjennom ventillegemet; og

en setering ifølge oppfinnelsen, idet seteringen er fast anbragt inne i galleriet for ventillegemet.

Ytterligere utførelsesformer av seteringen og reguleringsanordningen for fluidstrøm i henhold til oppfinnelsen fremgår av de uselvstendige patentkrav.

[0005] Ett aspekt ved den foreliggende oppfinnelse tilveiebringer en setering for en reguleringsventil med et ventillegeme som definerer et innløp, et utløp, et galleri, og en strømningspassasje som strekker seg fra innløpet til utløpet via galleriet. Seteringen omfatter et ringromformet legeme og en strømningsseparator. Det ringromformede organet er innrettet for å bli anbrakt i galleriet på ventillegemet, og omfatter et festeparti, og en indre sidevegg. Den tilbakeholdende delen er for å bli festet til ventillegemet. Den indre sidevegg definerer en åpning for å romme fluidstrømning gjennom galleriet via seteringen. Strømningsseparator er anordnet i det minste et parti av åpningen til det ringromformede legeme, og omfatter et strømningsopprettende parti som avgrenser en flerhet av adskilte passasjer. Hver av flerheten av adskilte passasjer har en lengde og en hydraulisk diameter, hvor lengden er større enn den hydrauliske diameter for å danne adskilte passasjer som skiller strømmen av fluid gjennom åpningen inn i en flerhet av separate strømnings-baner for å avbryte turbulensen i galleriet.

[0006] Et annet aspekt ved den foreliggende oppfinnelse tilveiebringer en reguleringsanordning for fluidstrøm, som innbefatter et ventillegeme, et reguleringselement, og en setering. Ventillegemet definerer en innløpsåpning, en utløpsåpning, og et galleri anordnet mellom innløpsåpningen og utløpsåpningen. Innløps- og utløpsåpningene strekker seg langs en felles første akse, mens galleriet strekker seg langs en andre akse som er på tvers av den første akse. Reguleringselementet er anordnet inne i galleriet på ventillegemet og er forskyvbar langs den andre akse for å styre strømmen av fluid gjennom ventillegemet. Seteringen er fast anordnet inne i galleriet for ventillegemet, og omfatter et ringromformet legeme og en strømningsseparator. Det ringromformede legeme omfatter et holdeparti og en indre sidevegg. Det tilbakeholdende partiet er fast forbundet med ventillegemet og den indre sideveggen definerer en åpning for å romme fluidstrømning gjennom galleriet. Strømningsseparator er anordnet innenfor minst et parti av åpningen i det ringromformede legeme, og omfatter et strømningsopprettende parti som avgrenser en flerhet av adskilte passasjer. Hver av flerheten av adskilte passasjer har en lengde og en hydraulisk diameter, hvor lengden er større enn den hydrauliske diameter for å danne adskilte passasjer som skiller strømmen av fluid gjennom åpningen inn i en flerhet av separate strømningsbaner for å avbryte turbulensen i galleriet.

[0007] Et annet aspekt ved den foreliggende oppfinnelse tilveiebringer en reguleringsanordning for fluidstrøm som innbefatter et ventillegeme, et reguleringselement, og en setering. Ventillegemet definerer en innløpsåpning, en utløpsåpning, og et galleri anordnet mellom innløpsåpningen og utløpsåpningen. Innløps- og utløpsåpningene strekker seg langs en felles første akse, mens galleriet strekker seg langs en andre akse som er på tvers av den første akse. Reguleringselementet er anordnet inne i galleriet på ventillegemet og er forskyvbar langs den andre akse for å styre strømmen av fluid gjennom ventillegemet. Seteringen er fast anordnet inne i galleriet for ventillegemet, og omfatter et ringromformet legeme, og en anordning for å redusere trykksvingninger. Det ringromformede legeme omfatter et holdeparti og en indre sidevegg. Det tilbakeholdende partiet er fast forbundet med ventillegemet og den indre sidevegg definerer en åpning for å romme fluidstrømning gjennom galleriet. Midlene for å redusere trykksvingninger er festet innenfor åpningen til det ringromformede legeme for å redusere svingninger ved et innløpstrykk på innløpsåpningen til ventillegemet og et utløpstrykk ved utløpsåpningen, og deretter differansetrykket eller Δp, for ventillegemet.

[0008] Et annet aspekt ved den foreliggende oppfinnelse tilveiebringer en reguleringsanordning for fluidstrøm som innbefatter et ventillegeme, et reguleringselement, og en setering. Ventillegemet definerer en innløpsåpning, en utløpsåpning, og et galleri anordnet mellom innløpsåpningen og utløpsåpningen. Innløps- og utløpsåpningene strekker seg langs en felles første akse, mens galleriet strekker seg langs en andre akse som er på tvers av den første akse. Reguleringselementet er anordnet inne i galleriet for ventillegemet og er forskyvbar langs den andre akse for å styre strømmen av fluid gjennom ventillegemet. Seteringen er fast anordnet inne i galleriet for ventillegemet, og omfatter et ringromformet legeme, og et middel for å redusere tvangssvingninger. Det ringromformede legeme omfatter et holdeparti og en indre sidevegg. Det tilbakeholdende partiet er fast forbundet med ventillegemet og den indre sidevegg definerer en åpning for å romme fluidstrømning gjennom galleriet. Midlene for å redusere tvangssvingninger er festet innenfor åpningen av det ringromformede legeme for å redusere svingninger i en fluidkraft som påføres reguleringselementet.

[0009] Et annet aspekt ved den foreliggende oppfinnelse tilveiebringer en fremgangsmåte for fremstilling av en setering med et ringromformet legeme og en strømningsseparator. Fremgangsmåten innbefatter å kutte en første flerhet med flate stykker av et materiale i en første flerhet av langstrakte spiler som har en første flerhet av slisser som strekker seg nedad fra en øvre kant av denne. Fremgangsmåten innbefatter også å kutte en andre flerhet av flate stykker av et materiale i et andre antall langstrakte spiler som har en andre flerhet av slisser som strekker seg oppad fra en nedre kant derav. Fremgangsmåten innbefatter i tillegg sammenkobling av den første flerhet av langstrakte spiler med den andre flerhet av langstrakte spiler ved å innrette hver av de første antall spiler med en tilsvarende en av den andre flerhet slisser og skyve spilene sammen slik at partier av den første flerhet med spiler blir mottatt innenfor den andre flerhet av slisser i den andre flerhet langstrakte spiler og deler av den andre flerhet av spilene blir mottatt i løpet av den første flerhet av slisser i den første flerhet langstrakte spiler. Videre fortsatt, fremgangsmåten innbefatter å feste de første og andre flerhetene av spilene sammen på steder i tilknytning til minst noen av de første og andre flerhetene av slissene for å skape en mellomliggende strømningsseparator. Videre fortsatt, fremgangsmåten omfatter å arbeide den mellomliggende strømningsseparatoren til en ønsket form for å korrespondere med en tverrsnittsform av en åpning på et tilsvarende ringformet legeme av en setering for å lage en endelig strømningsseparator. Fremgangsmåten innbefatter videre å sette inn den endelige strømningsseparatoren i åpningen på det ringromformede organet og feste den endelige strømningsseparatoren til det ringromformede legeme.

[0010] Enda et annet aspekt av foreliggende oppfinnelse tilveiebringer en fremgangsmåte for ettermontering en reguleringsanordning for fluidstrøm med en strømningsseparator, hvori fluidstrømningsstyringsinnretningen innbefatter et ventillegeme, et reguleringselement, og en setering, der ventillegemet definerer et innløp, et utløp, og et galleri anordnet mellom innløpet og utløpet, reguleringselementet er bevegelig anordnet i galleriet mellom en lukket posisjon og minst én åpen stilling, og der seteringen er fast i galleriet for å komme i tettende inngrep med betjeningselementet når reguleringselementet er i lukket stilling. Fremgangsmåten innbefatter fjerning av reguleringselementet fra galleriet på ventillegemet, for derved å eksponere for en galleriåpning i ventillegemet. Fremgangsmåten innbefatter videre å fjerne seteringen fra ventillegemet, der seteringen omfatter et ringromformet legeme med en innvendig sidevegg som definerer en åpning for å romme fluidstrømningen gjennom galleriet. Fremgangsmåten innbefatter videre posisjonering av en strømningsseparator inn i åpningen på seteringen, der strømningsseparatoren har innbefattet et strømningsopprettende parti og minst ett fotparti, der det strømningsopprettende partiet definerer en flerhet av adskilte passasjer, hvor det minst ene fotpartiet strekker seg radialt utover fra det strømningsopprettende partiet. Enda videre, fremgangsmåten omfatter å feste det minst ene fotpartiet på en aksial endeflate på det ringromformede legemet, for derved å feste strømnings-separatoren til det ringromformede legeme. Ytterligere enda, fremgangsmåten innbefatter å sette inn og sikre seteringen, inkludert det ringromformede legemet og strømningsseparatoren, i galleriet på ventillegemet, slik at den flerheten av adskilte passasjer blir tilpasset for å separere strømmen av fluid gjennom åpningen inn i en flerhet av separate strømningsveier.

KORT BESKRIVELSE AV FIGURER

[0011] FIG. 1 er et tverrsnittsideriss av en reguleringsanordning for fluidstrøm som er laget i samsvar med prinsippene i den foreliggende oppfinnelsen;

[0012] FIG. 2 er et perspektivriss ovenfra av et eksempel på en setering er laget i overensstemmelse med prinsippene i den foreliggende oppfinnelsen;

[0013] FIG. 3 er et perspektivriss av en del av en flerhet av spiler som sammen gjør seteringen på fig. 2;

[0014] FIG. 4 er et perspektivriss av et annet eksempel på en setering laget i overensstemmelse med prinsippene i den foreliggende oppfinnelsen;

[0015] FIG. 5 er et perspektivriss fra toppen av enda et eksempel på en setering laget i overensstemmelse med prinsippene i den foreliggende oppfinnelsen;

[0016] FIG. 6 er et perspektivriss fra undersiden av seteringen på fig. 5;

[0017] FIG. 7 er en perspektivskisse av en strømningsseparator på seteringen på fig. 5 og 6;

[0018] FIG. 8 er et planriss av nok et annet eksempel på en setering laget i overensstemmelse med prinsippene i den foreliggende oppfinnelsen;

[0019] FIG. 9A og 9B er diagrammer som illustrerer variasjoner i inntak og utløp, henholdsvis, på en konvensjonell reguleringsanordning for fluidstrøm;

[0020] FIG. 10A og 10B er grafer som illustrerer variasjoner i inntak og utløp, henholdsvis, på en reguleringsanordning for fluidstrøm som er laget i samsvar med prinsippene i den foreliggende oppfinnelsen;

[0021] FIG. 11 er en kurve som viser variasjoner i kraft anvendt på et betjeningselement for en konvensjonell reguleringsanordning for fluidstrøm; og

[0022] FIG. 12 er en kurve som viser variasjoner i kraft anvendt på et betjeningselement for en reguleringsanordning for fluidstrøm som er laget i samsvar med prinsippene i den foreliggende oppfinnelsen.

DETALJERT BESKRIVELSE AV FIGURENE

[0023] Som vil bli beskrevet i detalj, den foreliggende oppfinnelsen er rettet mot en strømnings utretting setering og en reguleringsventil som har en strømningsopprettende setering, så vel som fremgangsmåter for produksjon og installasjon av en slik setering inn i en reguleringsventil. Seteringen omfatter generelt et ringromformet legeme og en strømningsseparator som er anordnet i åpningen på det ringromformede legeme (dvs. portåpning). Strømningsseparatoren omfatter et antall adskilte passasjer for separering (kjent for å dele) strømmen av fluid gjennom seteringen til en flerhet av ikke-kommuniserende strømningsbaner som i et eksempel kan være tilnærmet 3-6 ganger så lang som den hydrauliske diameteren på de separate strømningspassasjene. De separate strømningsbanene vil derved forstyrre turbulens ved det punktet i ventillegemet, og fremme ensartet strøm for å øke drifts-effektiviteten for systemet, noe som er spesielt fordelaktig for ventillegemene som er i en "flyte opp" konfigurasjon.

[0024] FIG. 1 viser en fluidstrømningsstyringsanordning (dvs. en reguleringsventil) 10 laget i samsvar med prinsippene i den foreliggende oppfinnelsen. I det foreliggende eksempel vil reguleringsanordningen omfatte en type kuleventil som innbefatter et ventillegeme 12, et ventillokk 14, et reguleringselement 16, et bur 18, og en setering 20.

[0025] Ventillegemet 12 innbefatter en strømningspassasje dannet av et innløp 22 med en innløpsåpning 24, et utløp 26 med en utløpsåpning ved 28, og et galleri 30 anordnet mellom innløps- og utløpsslissene 24, 28. Galleriet 30 omfatter en stort sett sylindrisk boring som strekker seg generelt vertikalt innenfor ventillegemet 12 langs en akse på galleriet og som avgrenser en galleriåpning 36 i ventillegemet 12. I tillegg til innløpsåpningen 24, vil innløpet 22 omfatte en innløpspassasje 32 som strekker seg mellom innløpsåpningen 24 og galleriet 30. Tilsvarende, i tillegg til utløpsåpningen 28, vil utløpet 26 omfatte en utløpspassasje 34 som strekker seg mellom utløpsåpningen 28 og galleriet 30.

[0026] I det viste eksempel er innløpsåpningen 24 og utløpsåpningen 28 i ventillegemet 12 sentrert langs en felles strømningsakse Af. Den felles strømningsakse Af er på tvers av aksen Atr for innløpspassasjen og, i det viste eksempel; strømningsaksen Af er omtrent vinkelrett på galleriaksen. Videre fortsatt, innløpsåpningen 24 ligger i et hovedsakelig vertikalt innløpsplan Pi og utløpsåpning ligger i et generelt vertikalt utløpsplan Po som er parallell med og forskjøvet fra innløpsplanet Pi av en flate-mot-flate dimensjon Dff. I den konfigurasjon som er beskrevet ovenfor og vist på fig. 1, er reguleringsventilen 10 anordnet i en "flyte opp" konfigurasjon. Det vil si, etter hvert som fluid strømmer i innløpet 22, vil det passere gjennom innløpspassasjen 32 og må "flyte opp" mot galleriet 30. Når reguleringselementet 16 blir plassert utenfor seteringen 20, vil væsken strømme fra innløpspassasjen 32 og må snu skarpt for å strømme gjennom seteringen 20 og til galleriet 30. I eksempelet vist, vil i det minste en del av innløpspassasjen 32 som er plassert umiddelbart tilstøtende til galleriet 30 strekke seg langs en overgangsakse Atr som er anordnet i en vinkel i forhold til en galleriakse At. I noen eksempler, kan den være en vinkel i et område på omtrent 30 grader til omtrent 90 grader, i et område på omtrent 45 grader til omtrent 90 grader, eller i et annet område. I eksemplet vist på fig. 1, er vinkelen omtrent 45 grader. Så konfigurert, må fluid som strømmer inn i galleriet 30 fra innløpspassasjen 32 i ventillegemet 12 foreta en sving i en vinkel β som er lik det tilskudd av vinkelen α eller 135 grader. I andre eksempler, kan fluidet gjøre en sving i en vinkel β som er i et område av omtrent 90 grader til omtrent 150 grader, for eksempel, eller en annen vinkel.

[0027] Fortsatt med henvisning til fig. 1, er seteringen 20 ifølge foreliggende utførelsesform av reguleringsanordningen omfatter et ringformet element festet i et indre sammenvevet parti 40 av galleriet 30 i ventillegemet 12. I noen eksempler kan seteringen 20 være gjenget inn i det sammenvevede partiet 40, bli holdt med en sveis, eller, som vist på fig. 1, seteringen 20 kan bli holdt tilbake av ett eller flere gjengede festemidler 42 i samarbeid med å bli plassert mellom buret 18 og det sammenvevede partiet 40. Uavhengig av de midler som seteringen 20 blir holdt tilbake inne i ventillegemet 12 med, vil det beskrevne eksempel på seteringen 20 omfatte et ringromformet legeme 44 og en strømningsseparator 46. Det ringromformede legeme 44 omfatter et generelt fast ringformet element som omfatter et tilbakeholdende parti 48 og et seteparti 50. Det tilbakeholdende partiet 48 innbefatter en skulder 52 som strekker seg radialt utover fra setepartiet 50, og i den beskrevne utførelse, mottar gjengede festemidler 42 for feste av seteringen 20 inn i galleriet 30. Setepartiet 50 i det beskrevne eksempel omfatter en indre sidevegg 54. I eksemplet vist på fig. 1, er den indre sidevegg 54 formet konvekst innad for å definere en øvre seteflate 58 og definerer en sirkulær åpning 56 i seteringen 20. Åpningen 56 innbefatter en åpningsdiameter Dp.

[0028] Fortsatt med henvisning til fig. 1, buret 18 for reguleringsanordningen i det foreliggende eksempel omfatter et hult sylindrisk element med en nedre ende 60, en øvre ende 62, og en flerhet med vinduer 64. Buret 18 er anordnet i galleriet 30 i ventillegemet 12 slik at den nedre ende 60 ligger an i inngrep med skulderen 52 på det tilbakeholdende partiet 48 av seteringen 20 for å hjelpe til med å opprettholde seteringen 20 i forbindelse med det sammenvevede partiet 40 på galleriet 30. Den øvre ende 62 omfatter en radialt utad ragende flens 66 klemt mellom dekslet 14 og ventillegemet 12 i tilknytning til galleriåpningen 36. Vinduene 64 gir en rute for fluidstrømning mellom innløpet 22 og galleriet 30 når reguleringselementet 16 inntar en stilling for å tillate slik strømning.

[0029] Reguleringselementet 16, som vist, omfatter en spindel 68 og en ventilplugg 70 festet til en ende av spindelen 68. Ventilpluggen 70 innbefatter et sylindrisk legeme med en endevegg 72 festet til spindelen 68. Endeveggen 72 innbefatter i tillegg et antall slisser 74 for å muliggjøre kommunikasjon av fluid fra innløpspassasjen 32 til et dekselkammer 75 som gjør det mulig med balansert drift av reguleringsanordningen. Så konfigurert, vil reguleringselementet 16 være bevegbart i galleriet 30 mellom en lukket stilling, hvor seteenden 76 på ventilpluggen 70 er i tettende inngrep med seteflaten 58 på den indre sideveggen 54 av seteringen 20 (vist i fig. 1) for å hindre strømning av fluid gjennom galleriet 30, og en åpen posisjon, hvori seteenden 76 på ventilpluggen 70 løftes fra (f.eks. i avstand fra) seteringen 20 for å muliggjøre strømning av fluid gjennom galleriet 30.

[0030] Til slutt, som nevnt, vil reguleringsanordningen 10 av det foreliggende eksempel innbefatte dekslet 14, som kan være en hette-lignende struktur festet til ventillegemet 12 i tilknytning til galleriåpningen 36. I tillegg til å klemme flensen 66 for buret 18 for å holde på buret 18 i galleriet 30, vil dekslet 14 innbefatte en gjennomgående boring 38 som opptar spindelen 68 på reguleringselementet 16 slik at spindelen 68 kan strekke seg ut til en aktuator (ikke vist) for styring av stillingen på reguleringselementet 16, og drift av anordningen 10.

[0031] Som nevnt ovenfor, vil seteringen 20 i henhold til foreliggende oppfinnelse innbefatte det ringromformede legeme 44 og strømningsseparatoren 46. Det ringromformede legeme 44 tjener først og fremst for å etablere en strømningsreguleringsområde inne i ventillegemet 12 ved å tilveiebringe en seteflate 58 mot hvilken ventilpluggen 70 setter seg når den opptar den lukkede stilling. Strømningsseparatoren 46 tjener til å forstyrre turbulens eller resirkuleringsstrøm som kan dannes i en resirkuleringssone 33 ved siden av seteringen 20, og fremme jevn fluidstrøm i galleriet 30 på ventillegemet 12 under høy hastighet for fluidstrømmen.

[0032] Det vises nå til fig. 2, der seteringen 20 på fig. 1 er illustrert i mer detalj med det ringromformede legeme 44, og et eksempel på strømningsseparatoren 46.

Det ringromformede legeme 44 er beskrevet ovenfor, og dets detaljer vil derfor ikke bli gjentatt. Strømningsseparatoren 46 omfatter en struktur som er beregnet for å separere strømmen av fluid gjennom seteringen 20 inn i en flerhet parallelle strømningsbaner 78, kun en av disse er identifisert med henvisningstall av hensyn til klarhet. Denne separasjonen av fluidstrømmen inn i en flerhet av strømningsbaner 78 forstyrrer en resirkuleringsstrøm og annen turbulens i resirkuleringssonen 33 i innløpspassasjen 32 for ventillegemet 12 som blir okkupert av seteringen 20. I noen eksempler, kan seteringen 20 være laget av et metallmateriale slik som en rustfri stållegering, inkludert, f.eks., S31600 eller S 17400. Andre eksempler kan omfatte mer korrosjonsbestandige legeringer som, for eksempel, N06625 og N10276. Selvfølgelig kan andre materialer også benyttes, avhengig av den spesielle anvendelse som er involvert.

[0033] På fig. 2, er flerheten av strømningsbaner 78 definert ved et strømningsopprettende parti 80 av strømningsseparatoren 46, som omfatter første og andre flerheter av langstrakte spiler 82, 84 løpende vinkelrett på hverandre og sammenkoblet slik at det i tverrsnitt dannes et mønster av gridtype slik at strømningsbanene 78 opptar en tredimensjonal matrisekonfigurasjon. Den første flerhet av spiler 82 strekker seg parallelt med hverandre og rett til venstre i forhold til orienteringen på fig. 2, og den andre flerheten av spilene 84 strekker seg parallelt med hverandre og fra topp til bunn i forhold til orienteringen i fig. 2. Så konfigurert, vil de langstrakte spilene 82, 84 definere en flerhet av parallelle og rette passasjer 86, der de innvendige volumene svarer til den flerheten av fluidstrømningsbaner 78. I dette eksempel er flerheten passasjer 86, og, som sådan, flerheten av strømningsbaner 78 har felles tverrsnittsdimensjoner, og er jevnt fordelt over hele det strømningsopprettende partiet 80 og åpningen 56 er definert av det ringromformede legeme 44. I andre eksempler kan imidlertid flerheten av passasjer 86 og flerheten av strømningsbaner 78 være fordelt i en ikke-ensartet måte, og / eller kan ha varierende tverrsnittsdimensjoner. I tillegg, i det beskrevne eksempel, vil hver av de første og andre flerhetene av spilene 82 innbefatte elleve (11) spiler 82, 84. Dette er bare ett eksempel, imidlertid, og som vil bli beskrevet nedenfor, kan antall spiler 82, 84 bestemmes som en funksjon av den ønskede flerheten passasjer 86 og strømningsbaner 78, som kan bestemmes som en funksjon av den ønskede ytelse av strømningsseparatoren 46.

[0034] Det henvises nå til fig. 3, som viser bare et utvalgt antall av de flerheter av spilene 82, 84 i fig. 2, der det kan sees at hver spile 82, 84 kan være laget av et flatt materialstykke er kuttet til den ønskede form. I det foreliggende eksempel, er den ønskede formen rektangulær. Av hensyn til beskrivelsen, kan hver spile 82 av den første flerhet av spilene 82 bli referert til som en "bunn spile 82", og omfatter en første flerhet av spiler 86 (f.eks. spor, kutt, kanaler, etc.) som strekker seg innover (som vil være kjent som nedover) fra en øvre kant 88 av spilen 82. Av hensyn til beskrivelsen kan hver spile 84 av den andre flerhet av spilene 84 bli referert til som en "topp spile 84", og omfatter en andre flerhet av spiler 90 (f.eks. spor, kutt, kanaler, etc.) som strekker seg innover (som vil være kjent som oppover) fra en nedre kant 92 av spilen 84. Slik utformet, er en sliss 90 i hver av de øverste spilene 84 innrettet med en slisse 86 for en tilsvarende bunnspile 82, og deretter blir de to spilene 82, 84 skjøvet sammen og forbundet med hverandre. Prosessen gjentas inntil alle spilene 82, 84 er innbyrdes forbundet sammen. På dette punktet, for å oppnå strukturell integritet, kan de første og andre flerhetene av spilene 82, 84 festes sammen ved sveising eller lodding, f.eks., for å skape en mellomliggende strømningsseparator 46. En slik sveising eller lodding danner fortrinnsvis sammenføyningene i tilknytning til hver av slissene 86, 90, og kan føre til at spilene 82, 84 varmes opp. Ved avkjøling kan den mellomliggende strømningsseparatoren 46 krympe litt, avhengig av det spesifikke materialet som benyttes. Således, i en foretrukket fremgangsmåte for fremstilling av strømningsseparatoren 46, vil den mellomliggende strømningsseparatoren 46 som kommer fra den ovenfor beskrevne fremstillingsprosess ytterligere bli kuttet til den ønskede sirkulære formen på åpningen 56 i det ringromformede legeme 44 kun etter sveising, og avkjøling. Dette resulterer i en endelig strømningsseparator 46, som avbildet i fig. 2, som passer tett inn med åpningen 56 på seteringen 20. Når anbragt i åpningen 56, kan den endelige strømningsseparatoren 46 festes til det ringromformede organ 44 enten ved sveising eller lodding av endene på hvilke som helst antall av spilene 82, 84 til den indre sideveggen 54 for derved å danne sammenføyningene 61.

[0035] Med henvisning tilbake til fig. 1, kan et eksempel på fluidstrømnings reguleringsanordningen 10 av den foreliggende oppfinnelsen innbefatte en klasse 300, 12 tommers ventil så som Fisher Design EU ventil, som er kommersielt tilgjengelig fra Fisher Controls International LLC i Marshalltown, Iowa. Innløps- og utløpsmunningene 24, 26 på en slik ventil kan ha 12 tommers nominell diameter for å bli koblet inn på en 12-tommers rørledning, f.eks. I tillegg kan reguleringsanordningen 10 i fig. 1 innbefatte en flate-mot-flate dimensjon DFF på omtrent 30 tommer og en åpningsdiameter Dp på omtrent 11 tommer. Disse dimensjonene resulterer i et forhold på flate-mot-flate dimensjon Dff til åpningsdiameter Dp (L/D forhold) på omtrent 2,72. I tillegg, i et eksempel på reguleringsanordningen 10, som innbefatter seteringen 20 og strømningsseparatoren 46 vist i fig. 2, hver av strømningspassasjene 86 for strømningsseparatoren 46, vil dcet kunne være en hydraulisk diameter Dh (FIG. 2) og en lengde L (figur 1) som er større enn den hydrauliske diameter Dh. I ett eksempel kan den hydrauliske diameter Dh være omtrent 1 cm og lengden L kan være omtrent 4,75 tommer. Således kan et L/D-forhold for strømningspassasjer 86 av det foreliggende eksempelet være omtrent 4,75.

[0036] De forannevnte dimensjoner for reguleringsanordningen 10 er bare eksempler og andre reguleringsanordninger 10 laget i samsvar med prinsippene i den foreliggende oppfinnelse kan bli laget med forskjellige dimensjoner og i forskjellige forhold mellom dimensjonene. For eksempel, i et eksempel, kan et forhold mellom lengden L av passasjene 86 og de hydrauliske diameterne Dh i passasjene 86 være i et område fra omtrent 1,16 til omtrent 10. I andre eksempler, kan et forhold mellom lengden L av passasjene 86 og de hydrauliske diameterne Dh i passasjene 86 i strømningsseparatoren 46 være i området av omtrent 3 til omtrent 6. Videre, i noen eksempler, kan de hydrauliske diameterne Dh av passasjene 86 i strømningsseparatoren 46 være i et område fra omtrent 1/2 tomme til omtrent 2 tommer, og lengden L for hver av de adskilte passasjene 86 i strømningsseparatoren 46 være i området av omtrent 3 til omtrent 6 tommer. Enda videre, i noen eksempler, kan et forhold mellom flate-mot-flate-dimensjon Dff til åpningen diameteren Dp av seteringen 20 i ventillegemet 12 være i et område av omtrent 1,43 til omtrent 10. I noen eksempler, kan et forhold mellom flate-mot-flate-dimensjon Dff til åpningen diameteren Dp av seteringen 20 i ventillegemet 12 være i et område av omtrent 2,5 til omtrent 3. Således, ut fra det foregående, må det forstås at en hvilken som helst kombinasjon av parametere (f.eks. åpningsdiameter Dp, flate-mot-flate-dimensjon Dff, vinkelen α, osv.) som er beskrevet heri kan kombineres innenfor en reguleringsanordning 10 med en strømningsseparator 46 i henhold til prinsippene for den foreliggende oppfinnelse. Videre er beskrivelsen ikke begrenset til å innlemme en strømningsseparator 46 i de respektive reguleringsanordningene 10 som er beskrevet, men snarere vil en hvilken som helst reguleringsanordning i stand til å ha fordeler av innlemming av en slik strømningsseparator være inkludert. Videre, mens de foregående dimensjoner er gitt med hensyn til de funksjoner som er beskrevet spesifikt i fig. 1 og 2, kan samme dimensjoner og dimensjonsforhold gjelde likt for alle påfølgende alternative eksempler og funksjoner.

[0037] Mens strømningsseparatoren 46 avbildet i FIG. 2 er blitt beskrevet som å innbefatte de første og andre flerhetene av spiler 82, 84 som er innbyrdes forbundet sammen for å definere adskilte passasjer 86 og strømningsbaner 78, er dette kun ett eksempel, og alternative strømningsseparatorer kan være laget på en annen måte. For eksempel, fig. 4 viser en alternativ setering 100 med et ringromformet legeme 144 og en strømningsseparator 146 laget i samsvar med prinsippene i den foreliggende oppfinnelsen. Detaljene i det ringromformede legeme 144 på fig.

4 kan være identisk med det ringromformede organ 44 som beskrevet ovenfor og vil derfor ikke bli gjentatt. Strømningsseparatoren 146 i fig. 4 innbefatter et strømningsopprettende parti 180 omfatter et antall parallelle rør 148 som er festet i en bunt ved hjelp av sveising, lodding eller på annen måte. Den flerhet av rør 148 innbefatter en ytre ring av rør 148a, en indre ring av rør 148b, og et sentralt rør 148c. Sveising eller lodding danner fortrinnsvis sammenføyningene 155 mellom tilstøtende ytre sidevegger 156 av rørene 148a, 148b, 148c, som vist. I tillegg, i likhet med strømningsseparatoren 46 som er beskrevet ovenfor, kan strømningsseparatoren 146 i fig. 4 festes til en indre sidevegg 154 av det ringromformede legeme 144 på seteringen 100 ved en flerhet av sammenføyninger 161 dannet ved sveising, lodding eller på annen måte, slik at helheten av seteringen 100, inkludert strømningsseparatoren 146 er strukturelt stabil.

[0038] Hvert av rørene 148a, 148b, 148c i FIG. 4 består av en av en flerhet av adskilte passasjer 150A, 150b, 150c som definerer et indre volum som opptrer som en primær fluidstrømningsbane 152. I det viste eksempel er rørene 148a, 148b, 148c hule sylindriske rør som har sirkelrunde tverrsnitt. Som sådan, på grunn av geometrien for de spesielle rørene 148a, 148b, 148c, vil strømningsseparatoren 146 ifølge det foreliggende eksempelet også definere en flerhet av sekundære fluidstrømningsbaner 158. De sekundære strømningsbaner 158a, 158b er plassert mellom ytre sidevegger 157 av tilstøtende rør 148a, 148b, 148c, så vel som mellom de ytre sideveggene 157 av den ytre ringen med rør 148a, og den indre sideveggen 154 av det ringromformede legeme 144. I dette eksemplet, vil de sekundære strømningsbaner 158 innbefatte omkretsbaner 158A og indre baner 158b, hvor en av hver er vist med fortykkede linjer i fig. 4. Omkretsbanene 158a er anbrakt mellom den ytre ringen med rør 148a, og det ringromformede legeme 144 og er trekantet i tverrsnitt, med to innad krummede sider og en utad kurvet side blir definert av den indre sidevegg 54 av det ringromformede legeme 44. I kontrast til dette, er de indre banene 158b trekantete i tverrsnitt med tre innad krummede sidevegger.

[0039] I tillegg vil de rørene 148a, 148b, 148c, f.eks. i fig. 4, variere i diameter. Det vil si at hver av den ytre ring med rør 148a har en første diameter d1, hver av den indre ring med rør 148b har en andre diameter d2, og det sentriske røret 148c har en tredje diameter d3. I det avbildede eksempel er d1 er større enn d2 og d3, mens d3 er større enn d2. Som sådan, strømningsseparatoren 146 i fig. 4 omfatter en ikke-jevn fordeling av rør 148, passasjer 150, og strømningsbaner 152 over hele åpningen 156 av det ringromformede legemet 144. Med denne konfigurasjonen kan strømningsseparatoren 146 tilveiebringe høyere kapasitet på strømmen gjennom den ytre ringen av rør 148 a og gjennom det sentriske rør 148c, og en mindre på strømmen gjennom den indre ring av rør 148b. Dette kan være fordelaktig, f.eks. for å operere i strømningsbaner som har et mønster av forvrengning eller turbulens som er høyere i det området okkupert av den indre ringen av rør 148b, i forhold til de områder som er okkupert av den ytre ring med rør 148a og det sentriske røret 148c. Dette er et eksempel på en ikke-ensartet fordeling, og diameterne for de forskjellige strømningsbanene og passasjene kan varieres etter ønske. Som sådan bør det forstås at den ikke-ensartet fordeling av passasjer og strømningsbaner i dette eksemplet illustrerer at gjenstanden for foreliggende søknad kan tilpasses (f.eks. innstilles på) å best passe til en bestemt turbulensprofil, hvis ønskelig.

[0040] Hver av seteringene 20, 100 så langt beskrevet har blitt beskrevet som innbefattende en strømningsseparator 46, 146 som er festet til den indre sideveggen 54, 154 av det ringromformede legeme 44, 144. Dette er praktisk for produksjonsog monteringsoperasjoner som skjer i fabrikken. Det kan imidlertid være ønskelig å installere en strømningsseparator inn i en setering på en reguleringsventil som opererer i området.

[0041] Figurene. 5 og 6 fremstiller et eksempel på en setering 200 med et ringromformet legeme 244 som definerer en fluidåpning 256, og en strømningsseparator 246 (også separat vist i fig. 7) for å lette en slik feltinstallasjon. Strømningsseparatoren 246 kan generelt konstrueres lik strømningsseparatoren 46 beskrevet ovenfor med henvisning til fig. 2 og 3, for eksempel, med noen få unntak som vil bli diskutert nedenfor. Det vil si, strømningsseparatoren 246 kan omfatte en struktur som er beregnet for å separere strømmen av fluid gjennom seteringen 200 inn i en flerhet av parallelle strømningsbaner 278, bare én av disse er identifisert med henvisningstall av hensyn til klarhet. Denne separasjonen av fluidstrømmen inn i en flerhet av strømningsbaner 278 forstyrrer forvrengning og annen turbulens i ventillegemet.

[0042] I fig. 5-7, er flerheten av strømningsbaner 278 definert ved et strømningsopprettende parti 280 av strømningsseparatoren 246, som omfatter første og andre flerhet av langstrakte spiler 282, 284 går vinkelrett på hverandre og er forbundet med hverandre for å danne en gittertype mønster, på en måte som er generelt lik den som er beskrevet ovenfor under henvisning til fig. 2 og 3. Således konfigurert, de langstrakte spilene 282, 284 definerer et antall adskilte passasjer 286, de indre volumer som svarer til den flerhet av fluidstrømningsbaner 278 anordnet i en tredimensjonal matrise konfigurasjon. I dette eksempel har flerheten passasjer 286 og, som sådan, flerheten av strømningsbaner 278, felles tverrsnittsdimensjoner, og er generelt jevnt fordelt over hele det strømningsopprettende partiet 280 i strømningsseparatoren 246. I andre eksempler kan imidlertid den flerheten passasjer 286 og den flerheten av strømningsbaner 278 ha varierende tverrsnittsdimensjoner, og/eller kan være fordelt på en ikke-ensartet måte og kan ha varierende tverrsnittsdimensjoner.

[0043] En forskjell i forhold til strømningsseparatoren 46 som er beskrevet ovenfor i fig. 2-3, er at strømningsopprettende parti 280 av strømningsseparatoren 246 avbildet i fig. 5-7 omfatter et generelt firkantet tverrsnitt, sett ovenfra, f.eks., slik som kan sees i fig. 7. Strømningsseparator 46, som er beskrevet ovenfor i fig. 2-3, har et generelt sirkulært tverrsnitt, sett ovenfra. Det firkantede tverrsnitt kan være ønskelig for feltinstallasjon på grunn av det gis en god klaring mellom en indre sidevegg 254 av det ringromformede legeme 244 og de ytre dimensjonene på strømningsseparatoren 246. På grunn av det firkantede tverrsnittet, vil den fler-heten av passasjer 286 og strømningsbaner 278 av strømningsseparatoren 246 i fig.

5-7 ikke helt fylle åpningen 256 for seteringen 200. Det vil si, som f.eks. vist i fig.

5, seteringen 200 kan omfatte fire partielle sirkulære områder 292 som er blottet for spiler. Til en viss grad kan kapasiteten for seteringen 200 i disse områdene 292 være høyere enn sentrum av strømningsseparatoren 246, avhengig av strømningsegenskapene for den spesielle anvendelsen. I andre eksempler kan spilene 282, 284 være utformet for å strekke seg så fullstendig som mulig til den indre sideveggen 254 av det ringromformede legeme 244 for å lukke disse områdene 292, og definerer en helt jevn fordeling av passasjene 286 og strømningsbanene 278 tvers gjennom hele åpningen 256, i tillegg til over helheten av det strømningsopprettende partiet 280.

[0044] En ytterligere forskjell i forhold til strømningsseparatoren 46 beskrevet, med henvisning til fig. 2 og 3, er at den strømningsseparatoren 246 avbildet i fig.

5-7 innbefatter et antall fotpartier 290 som strekker seg radialt utover fra det strømningsopprettende partiet 280, som lett kan ses i fig. 7. I dette eksemplet, vil hvert fotparti 290 innbefatte en flerhet av flenser 294 som strekker seg fra motstående ender av hver av den flerheten med spiler 282, 284. I dette eksemplet har de motstående endene på hver av spilene 282, 284 blitt skåret til å ha en L-formet profil med det nedre benet av den L’en som avgrenser flensen 294 anordnet i nærheten av en nedre ende 296 av strømningsseparatoren 246, som er motsatt til en øvre ende 298 av strømningsseparatoren 246. Ved montering, hver av fotpartiene 290, og eventuelt hver av flensene 294 av fotpartiene 290, blir fast forbundet med en aksial endeflate 295 (figur 6) på det ringromformede legeme 244 på seteringen 200 ved sveising, lodding, eller med tilsvarende midler. Alternativt, hvis det er ønskelig, kan endene på spilene 282, 294 også festes ved sveising, lodding eller på annen måte, til den indre sideveggen 254 av det ringromformede legeme 244 på seteringen 200, på en måte lik med den beskrevet ovenfor med setering 20 vist i fig.

2 og 3 for å gi ekstra strukturell integritet.

[0045] For å installere strømningsseparatoren 246 i fig. 5-7 inn i en setering, som er hjemmehørende i et felt som opererer en reguleringsanordningen for fluidstrøm, så som reguleringsanordningen vist på fig. 1, vil dekslet 14 og betjeningselementet 16 først bli fjernet fra galleriet 30 i ventillegemet 12. Dette eksponerer for galleriåpningen 36 i ventillegemet 12. Deretter kan buret 18 og seteringen 200 fjernes fra ventillegemet 12 gjennom galleriåpningen 36. Eventuelt kan seteringen 200 fjernes fra buret 18, men det behøver ikke være nødvendig. Med seteringen 200 fjernet, kan det strømningsopprettende partiet 280 av strømningsseparatoren 246 avbildet i fig. 5-7 plasseres ved innsetting inn i åpningen 256 definert av det ringromformede legeme 244. Når riktig posisjonert, fotpartiene 290 kontakter den aksiale endeflate 295 av det ringromformede legeme 244. Minst en av flensene 294 på fotpartiene 290, og eventuelt hver av flensene 294 på hvert av fotpartiene 290, kan deretter festes til den aksiale endeflate 295 ved sveising, lodding eller på annen måte, for derved å feste strømningsseparatoren 246 til det ringromformede legeme 244. Seteringen 200, som innbefatter det ringromformede legeme 244 med strømningsseparatoren 246 installert, kan så settes inn gjennom galleriet 30 i ventillegemet 12, med eller separat fra buret 18, og festes på plass. Til slutt kan betjeningselementet 18 og dekslet 14 bli satt inn igjen i ventillegemet 12, og prosessen er fullført. I noen eksempler, før innsetting av det strømningsopprettende partiet 280 av strømningsseparatoren 246 inn i åpningen 256, kan tverrsnittsformen for det strømningsopprettende partiet 280 kunne bearbeides (f.eks. kuttet, malt, maskinert, filt, osv.) til en tverrsnittsform som passer mer som ønsket på innsiden av åpningen 256.

[0046] Som nevnt, strømningsseparatoren 246 avbildet i fig. 5-7 kan konstrueres på en måte som ligner den som er beskrevet med henvisning til strømningsseparatoren 46 på fig. 2 og 3, dvs. inkludert forbundete spiler 282, 284. FIG. 8 viser et annet eksempel på en setering 300 som innbefatter en strømningsseparator 346 tilpasset for feltinstallasjon lik den strømningsseparatoren 246 avbildet i fig. 5-7. Strømningsseparatoren 346 er lik strømningsseparator 246 ved at den innbefatter et strømningsopprettende parti 380 og en flerhet av fotpartier 390 for å lette feltinstallering, hvis det er ønskelig, men er forskjellig ved at den er bygget opp med en flerhet av parallelle firkantet rør 348. Fotpartiene 390 kan være festet til en aksial endeflate 395 av et ringromformet legeme 344 i seteringen 300, som ligner på fotpartier 290 av det eksemplet vist i fig. 5-7, ved sveising, lodding eller på annen måte. Rørene 348 er festet sammen i en bunt ved sveising, lodding eller på annen måte, i likhet med den flerheten med rør 148 som er beskrevet ovenfor under henvisning til fig. 4.

[0047] I fig. 8 har rørene 348 har en felles og hovedsakelig ensartet område, og definerer adskilte passasjer 386 og de tilsvarende strømningsbanene 378 som er hovedsakelig jevnt fordelt over hele strømningsseparatoren 346. I likhet med den strømningsseparatoren 246 beskrevet med henvisning til fig. 5-7, vil det strømningsopprettende partiet 380 av separatoren 346 innbefatte en generell firkantet form sett ovenfra. Av denne grunn kan den seteringen 300 vist i fig. 8 omfatte fire delvis sirkulære områder 392 som er blottet for rør 348. Til en viss grad kan kapasiteten for seteringen 300 i disse områdene 392 være høyere enn i sentrum av strømningsseparatoren 346, avhengig av strømningsegenskapene for den særskilte anvendelsen. I andre eksempler kan tverrsnittsdimensjoner for rørene 348 imidlertid være tilstrekkelig små for å gjøre det mulig for strømningsseparatoren 346 å oppta en tverrsnittsform som svarer nærmere til den faktiske tverrsnittsformen av det ringromformede legeme 344 på seteringen 300. Således konfigurert, i noen eksempler, kan rørene 348 definere en helt jevn fordeling av passasjer 386 og strømningsbaner 378 over hele åpningen 356, i tillegg til over hele det strømningsopprettende partiet 380.

[0048] Som nevnt ovenfor, seteringene 20, 100, 200, 300 og strømningsseparatorer 46, 146, 246, 346 i den foreliggende oppfinnelsen tjener til å forstyrre turbulens og fremmer jevn væskestrøm i galleriet 30 på et ventillegeme 12. Strømningsseparatorer 46, 146, 246, 346 blir anordnet nøyaktig der fluidprofilen i ventillegemet 12 er forvrengt, turbulent, eller på annen måte ujevn. Dette resulterer i reduserte variasjoner i trykk ved innløpet 22 og utløpet 26 i ventillegemet 12 og en mer stabil Δp.

[0049] Figurene. 9A og 9B illustrerer en typisk trykkvariansprofil ved innløpet og utløpet, henholdsvis, for reguleringsanordningen vist på fig. 1 ved hjelp av en setering som omfatter bare det ringromformede legeme 44, uten at strømningsseparatoren 46 er installert. Som kan ses, under drift, kan trykket ved innløpet variere med så mye som 10 psi og mer, mens trykket ved utløpet kan variere så mye som 20 psi. I motsetning til figurer 9A og 9B, vil figurer 10A og 10B illustrere en trykkvariansprofil ved innløpet og utløpet, henholdsvis for reguleringsanordningen vist i fig. 1 med seteringen 300 vist på fig. 8, inkludert strømningsseparatoren 346. Som kan ses, de trykksvingningene ved innløpet og utløpet ved bruk av seteringen 300 blir sterkt reduserte i figurene 10A og 10B i forhold til figurene 9A og 9B. I figurer 10A og 10B er de trykksvingningene tett opp til kun 2-3 psi.

[0050] I tillegg til å redusere innløps- og utløpstrykksvingninger, vil seteringene i den foreliggende oppfinnelsen effektivt redusere variasjoner i den kraften som utøves på betjeningselementet 16. FIG. 11 illustrerer en typisk kraftvariansprofil på reguleringselementet 16, for reguleringsanordningen vist i fig. 1, som bruker en setering som bare innbefatter det ringromformede legeme 44, uten at strømningsseparatoren 46 er installert. Som man vil se, den kraften på reguleringselementet 16 kan svinge med så mye som omtrent 200 lbf. I kontrast til dette, fig. 12 illustrerer en typisk kraftvariansprofil på betjeningselementet 16, for den regulerings-anordningen vist i fig. 1 som bruker en setering 300 på fig. 8. Som det kan ses, vil de kraftvariasjonene på reguleringselementet 16 med anvendelse av seteringen 300 bli sterkt redusert i fig. 12 i forhold til fig. 11. I fig. 12, vil kraften på betjeningselementet 16 bare svinge med omtrent 20 lbf.

[0051] Ut fra det foregående kan det sees at seteringene og strømningsseparatorer av den foreliggende oppfinnelsen med fordel reduserer svingninger i Δp og fluktuasjoner i den kraften som utøves på betjeningselementet 16 for reguleringsventilen 10. Som sådan, hvilke som helst av de strømningsseparatorene 46, 146, 246, 346 som beskrives her vil også kunne bli vurdert for å redusere trykksvingninger og/ eller en anordning for å redusere kraftsvingninger. Reduksjon av trykksvingninger vil med fordel fremme jevn fluidstrøm, som kan være mer effektivt og ønskelig for ikke-ensartet fluidstrøm. Reduksjon av størrelsen på kraftsvingningene anvendt på reguleringselementet muliggjør fordelaktig bruk av mindre aktuatorer, som er billigere og lettere i vekt. Det vil si, for å bekjempe betydelige svingninger i den kraften på et reguleringselement med en pneumatisk aktuator, må f.eks. aktuatoren gjøres meget stiv, noe som krever en meget stor aktuator. Den foreliggende oppfinnelse, ved å redusere tvangssvingninger, gjør det således mulig med bruk av en mindre pneumatisk aktuator, som sparer penger og arbeidskraft.

[0052] Selv om den foregående beskrivelse gir forskjellige eksempler på reguleringsanordninger for fluidstrøm, seteringer, og/eller strømningsseparatorer, som hver for seg har litt forskjellige egenskaper, vil ikke beskrivelsen være begrenset til de spesifikke eksemplene som er beskrevet. Snarere kan ett eller flere trekk ved et hvilket som helst av eksemplene kunne blandes sammen, byttes om, eller på annen måte kombineres for å komme frem til fortsatt ytterligere andre eksempler som ikke er uttrykkelig beskrevet. Avdekking av en funksjon i ett eksempel utelukker ikke innlemming av funksjonen i andre eksempler, men snarere, det uttrykkelig tilveiebringer at en slik funksjon kan gjennomføres inn i et annet eksempel.

Claims

PATENTKRAV

1. En setering (20; 100; 200; 300) for en reguleringsventil (10) med et ventillegeme (12) og et reguleringselement (16) anordnet inne i ventillegemet for å styre strømmen av fluid gjennom ventillegemet, idet ventillegemet definerer et innløp (22), et utløp (26), et galleri (30), og en strømningsbane som strekker seg fra innløpet til utløpet via galleriet, og reguleringselementet omfatter en spindel (68) og en ventilplugg (70) koplet til spindelen, idet seteringen (20; 100; 200; 300) omfatter:

et ringromformet legeme (44; 144; 244; 344) innrettet for å bli anbrakt i galleriet for ventillegemet, der det ringromformede legeme innbefatter et holdeparti (48) og en indre sidevegg (50; 154; 254), der holdepartiet festes til ventillegemet, den indre sideveggen definerer en åpning (56; 156; 256; 356) for å romme fluidstrømning gjennom galleriet; og

en strømningsseparator (46; 146; 246; 346) anbragt inne i minst et parti av åpningen i det ringromformede legeme, der strømningsseparatoren innbefatter et strømningsopprettende parti (80; 180; 280; 380) som avgrenser en flerhet av adskilte passasjer (86; 150; 286; 386), hvor hver av flerheten med adskilte passasjer har en hydraulisk diameter (Dh) og en lengde (L) som er større enn den hydrauliske diameteren, for derved å separere strømmen av fluid gjennom åpningen inn i en flerhet av separate strømningsbaner (78; 152; 278; 378) for å forstyrre turbulensen i åpningen; k a r a k t e r i s e r t v e d at den indre sideveggen definerer en seteflate (58), idet seteflaten er innrettet for å være i inngrep med ventilpluggen når reguleringselementet er i en lukket stilling.

2. Setering ifølge krav 1, hvor flerheten av adskilte passasjer (86; 150; 286; 386) er parallelle med hverandre.

3. Setering ifølge et hvilket som helst av de foregående krav, hvor hver av de adskilte passasjene (86; 150; 286; 386) er en rett passasje.

4. Setering ifølge et hvilket som helst av de foregående krav, hvor flerheten av adskilte passasjer (86; 286; 386) deler en felles hydraulisk diameter.

5. Setering ifølge et hvilket som helst av de foregående krav, hvor et forhold mellom lengden (L) for hver separat passasje (86; 150; 286; 386) til den hydrauliske diameteren (Dh) er i området fra omtrent 1,16 til omtrent 10, hvor foretrukket forholdet mellom lengden på hver separate passasje til den hydrauliske diameter er i området fra omtrent 3 til omtrent 6, og hvor mer foretrukket forholdet mellom lengden på hver separat passasje til den hydrauliske diameter er omtrent 4,75.

6. Setering ifølge et hvilket som helst av de foregående krav, hvor den hydrauliske diameter (Dh) for hver av de atskilte passasjer (86; 150; 286; 386) er i et område på omtrent 1,27 cm (1/2 tomme) til 5,08 cm (2 tommer), og lengden (L) for hver av de separate passasjene er i et område av omtrent 7,62 cm (3 tommer) til omtrent 15,24 cm (6 tommer).

7. Setering ifølge et hvilket som helst av de foregående krav, hvor det strømningsopprettende partiet (80; 180; 280; 380) av strømningsseparatoren (46; 146; 246; 346) omfatter en første flerhet av parallelle spiler (82; 282), og en andre flerhet av parallelle spiler (84; 284) som strekker seg på tvers av og er sammenvevd med den første flerhet av parallelle spiler for å definere flerheten med adskilte passasjer (86; 286).

8. Setering ifølge et hvilket som helst av de foregående krav, hvor det strømningsopprettende partiet (80; 180; 280; 380) av strømningsseparatoren (46; 146; 246; 346) omfatter et antall parallelle rør (148; 348) som er festet i en bunt.

9. Setering ifølge et hvilket som helst av de foregående krav, hvor flerheten av adskilte passasjer (86; 150; 286; 386) er jevnt fordelt over hele det strømningsopprettende partiet (80; 180; 280; 380).

10. Setering ifølge et hvilket som helst av de foregående krav, hvor strømningsseparatoren (46; 146; 246; 346) omfatter en flerhet av fotpartier (290; 390) som strekker seg radialt utover fra det strømningsopprettende partiet (280; 380) videre, hvert av fotpartiene blir festet til en aksial endeflate (295; 395) av det ringromformede legeme (244; 344).

11. En reguleringsanordning (10) for fluidstrøm, omfattende:

et ventillegeme (12) som danner en innløpsåpning (24), en utløpsåpning (28), og et galleri (30) anordnet mellom innløpsåpningen og utløpsåpningen, innløps- og utløpsåpningene strekker seg langs en felles første akse (Af), galleriet strekker seg langs en andre akse (At) som er på tvers av den første akse; og et reguleringselement (16) anordnet inne i galleriet for ventillegemet og er forskyvbar langs den andre akse for å styre strømmen av fluid gjennom ventillegemet; og

en setering (20; 100; 200; 300) ifølge krav 1, idet seteringen er fast anbragt inne i galleriet for ventillegemet.

12. Reguleringsanordning (10) for fluidstrøm ifølge krav 11, hvor ventillegemet (12) omfatter en innløpspassasje (32) som strekker seg mellom innløpsåpningen (24) og galleriet (30), en utløpspassasje (34) som strekker seg mellom utløpsåpningen (28) og galleriet, hvor et parti av innløpskanalen som er anordnet tilstøtende til galleriet strekker seg langs en overgangsakse (Atr) som er anordnet i en vinkel i forhold til den andre aksen (At) til galleriet, vinkelen er i et område på omtrent 30 grader til omtrent 90 grader, hvor foretrukket vinkelen er i et område på omtrent 45 grader til omtrent 90 grader, og hvor mer foretrukket vinkelen er omtrent 45 grader.

13. Reguleringsanordning (10) for fluidstrøm ifølge krav 11, hvor ventillegemet (12) omfatter en flate-mot-flate-dimensjon (Dff) og seteringen (20; 100; 200; 300) omfatter en åpningsdiameter (Dp), idet flate-mot-flate-dimensjonen av ventillegemet blir definert som en avstand mellom et innløpsplan (Pi), som blir okkupert av innløpsåpningen (24), og et utløpsplan (Po) som blir okkupert av utløpsåpningen (28), idet åpningens diameter av seteringen definert som en diameter av åpningen i seteringen, hvor forholdet av flate-mot-flate-dimensjonen til diameteråpningen er i et område av omtrent 1,43 til omtrent 10, og hvor foretrukket forholdet mellom flate-mot-flate-dimensjonen til diameteråpningen er i et område av omtrent 2,5 til omtrent 3.

14. Reguleringsanordning (10) for fluidstrøm ifølge krav 11, som videre omfatter et bur (18) anordnet i galleriet (30), idet buret har en nedre ende (60) som er i inngrep med det tilbakeholdende partiet (48) av det ringromformede legemet (44) for å hjelpe til med å opprettholde seteringen (20) inne i galleriet av ventillegemet (12).