[发明专利]静态流混合和调节装置及制造方法

说明书

技术领域

本发明通常涉及混合或者调节、或者混合和调节管道内的介质流动的装置，以及更特别地，本发明涉及将被用在流量计、泵、压缩机、反应器或者其他是不管上游层化、流场畸变、扰动或者其他异常如何均要求混合均匀的、无涡流的、对称的、可再现的和去层化的速度剖面的关键设备的上游的装置。

背景技术

管道内介质流动中的扰动由于会产生例如涡流和不规则流动剖面而不利地影响流量计性能和泵防护。所导致的误差经常超过流量计制造商公开的精度要求并且可能导致气穴现象（cavitation）和过度的泵元件退化。其中，比如可以通过管束或者穿孔的板而实现的流调节在现有技术中是已知的，所述流调节用于针对管道内流动的介质（如液体、水汽、气体、空气、蒸汽或者浆等）去除涡流并产生对称的和可再现的速度剖面。流调节也应该对非均匀的介质去层化。可以从流调节中受益的速度剖面包括由于经过或者靠近障碍物（所述障碍物比如是不定地（arbitrarily）改变流动特性的可变阀、弯头、阻塞或者接头）而引起的扰动所导致的不规律的那些速度剖面。

在专利US4929088和US4981368中描述了现有技术的流调节器的实例。其他的现有技术流调节器可以具有管束、穿孔的板、或者其他挡板装置。图1示出了专利US4929088和US4981368中所描述的类型的现有技术流调节装置10。这个流调节器是安装在管或者管路中的组件并且包含翼片17，翼片17在箭头A所示的流动方向上向内地成角度。这个装置需要多个管直径（典型地大约6个直径）的距离以在经过流动扰动平面15之后适当地调节管道中的介质流动。图1将典型地需要的6个直径图示为两个清晰的距离12和13，每个为三个直径。因此，在管道中具有发生在扰动面15的流畸变的介质流动能够被装置10调节为当到达诸如泵或流量计19的装置或者到达要求流动介质没有不期望的流动剖面和层化的任何其他装置时具有期望的剖面，其中扰动面15在流调节装置10上游的一定距离11处。

存在多种类型的可以产生流动扰动平面15的流畸变装置，包括但不限于弯管、弯头、接头或者与管道没有共同平面的区域。流动介质需要流过如由距离13显示那样的多个管道直径的距离，用于防涡流动作、漩涡产生和湮灭、或者沉淀的发生。这个距离对于发生在流调节器下游的沉淀是必需的以确保流动介质的适当调节。流动介质在到达泵、流量计或者需要混合或者去层化的任何其他装置之前需要被适当地调节。当用在文中时，“去层化”是如下过程，即，将气态的或者液体的物质等混合到一起以消除任何种类的被层化的层，例如，它的温度、密度、浓度、化学的或者不同的介质的层。此外，最小畸变的和均匀的流动剖面在其中破坏性的空穴成问题或者其中存在被层化的或者不对称的流量轮廓的泵中是非常重要的。

被用于具有的尺寸为直径大于大约6英寸的管道的流调节装置（如图1中所示的）是笨重的，运送成本高，并且加工和安装的专业技术要求高。当管道以及因此调节器装置的尺寸在直径方面增加时，这个情况逐渐地变得更加困难且成本高昂。

此外，“占地面积”在特定的实施中是极其有价值的，比如，例如海上（offshore，离岸）石油平台。在船上或飞机上或者在构建在核电站中的保护外壳的内部（它们都具有很强的最小化管道的直线排布（“占地面积/体积”）的需求），体积和面积是重要的。响应于这个需求，研发出图2的装置20以减少管道的长排布长度的问题，该管道的长排布长度是流调节所需要的。这是另一个现有技术的流调节器的说明，该流调节器至少减少了该问题，但是没有完全消除该问题。

其他的流调节装置包括管束和穿孔的板，管束不会矫正速度剖面畸变，穿孔的板是有用的但是趋向于导致过度的压降，执行很少的混合操作，以及在泵防护中不是特别有用的。

本发明的目的和基本问题是克服现有技术的装置的缺点以及提供静态混合和流调节装置以及制造该装置的方法。

发明内容

上面的基本问题根据独立权利要求而被解决。从属权利要求涉及本发明的概念的优选实施例。

本发明的静态混合和流调节装置用在管道内，该管道旨在承载至少一种介质，该至少一种介质在管道内在预定的主流动方向上流动，该静态混合和流调节装置包括多个翼片，该多个翼片相对于主流动方向倾斜；

该装置包括：

-板形主体，该板形主体具有符合所述管道的内部构形的周缘形状，优选为圆形形状，并且被设置成通常以横向的定向安装在所述管道中，

-在板形主体中提供的孔，孔分布在板形主体上，

以及