[发明专利]在降噪部件和高流量部件之间具有零死区的阀笼

说明书

本发明提供了一种用于流体流动控制设备的阀笼，包括中空的圆柱体、降噪部件、高流量部件以及转换部。降噪部件具有多个入口，多个出口以及多个在入口和出口之间延伸的弯曲的流动路径。高流量部件相邻于降噪部件轴向设置且包括第一轴端、第二轴端以及多个主流动开口。转换部被限定在降噪部件和高流量部件的第二轴端之间的界面上且包括多个转换开口。每个转换开口包括在高流量部件端部的槽，从而使得该转换部在用于流体流动控制设备中时在降噪部件和高流量部件之间提供具有零死区的阀笼。

技术领域

本发明涉及滑动阀杆流体流动控制设备，且更具体地，涉及用于滑动阀杆流体流动控制设备的内部元件。

背景技术

在工业过程控制中，许多过程应用可能产生难以接受的程度的噪音。在控制阀应用中，阀内件如阀笼，可能遇到很多刺耳的操作条件。例如，在分送液化天然气(LNG)的应用中，在将天然气导入到分送管路之前，大压缩机被用于将天然气加压成液相。公知的，在压缩机运行过程中，可能发生潜在的破坏情况，例如已知的“喘振”。压缩机的喘振点通常被定义是给定压缩机速度可以达到的在最小稳定流的最大压力的运行点。

位于或低于该喘振点的压缩机的运行可能导致不稳定的运行，其可导致压缩机喘振的发生。例如，在正常运行中当通过压缩机系统的气流减少时，将增大流体压强以保持流动，但接近喘振点时，压缩机不能在气体中给予足够的动力来继续使气流通过压缩机，从而导致气流短暂中断。当气流中断时，入口压强下降且出口压强变得比入口压强大，这就会导致压缩机中的倒流(即，气流立刻从出口流向入口)。该倒流一直保持到在涡轮入口处增长足够的压位差以克服喘振情况。如果压缩机继续在喘振点附近运行，所述振荡情况将重复发生，从而导致反复的倒流，直到运行条件改变。该倒流与压缩机喘振一起产生压缩机反向推力，其可能导致不稳定的轴向和径向振动，进而可能损坏压缩机且产生极大的噪音。

为了避免压缩机产生喘振并损坏压缩机，能够在压缩机周围建立防喘振系统。公知的是防喘振系统需要高流量防喘振阀(即，大流量和高压强的阀)。例如，防喘振阀可具有22英寸的端口且在550psi的压差下运行。本领域技术人员可以想到这些流动条件可产生高质量流率，其可能产生紊流且产生程度难以接受的噪音。为了防止不期望的噪音以及损害性的振动，防喘振阀还依赖于降噪流体压强减小设备(如，降噪内部元件)。现有的降噪内部元件，如费希尔控制国际有限公司供应的降噪阀内件(譬如，内件)，包括使用多级流体压强减小设计的阀笼，其由一堆环形板形成，这些环形板在空腔中心和外围之间限定出多个抑制通道。这种设备已经被开发用于低压、中压以及高压应用中的优化运行中。

在一些应用中，整个阀笼由堆叠的盘式组件构成是有利的，使得该堆叠的盘式组件在相关流体流动控制元件的整个行程范围内提供降噪和液压减小。然而，在其他应用中，仅在部分行程中需要进行降噪。在这些情况中，当整个阀笼由堆叠的盘构造而成时，堆叠的盘式装置实质上减小了控制阀潜在的整体流量。

发明内容

本发明一方面提供了一种用于流体流动控制设备的阀笼。该阀笼大体包括中空的圆柱体，降噪部件，高流量部件和转换部。中空的圆柱体具有至少一个内圆柱表面和至少一个外圆柱表面。降噪部件具有在内圆柱表面上形成的多个入口，在外圆柱表面上形成的多个出口，以及在入口和出口之间延伸的多个弯曲的流动路径。高流量部件与降噪部件轴向地相邻设置，且包括第一轴端，第二轴端，以及多个主流动开口，所述多个主流动开口在第一和第二轴端之间周向环绕地与高流量部件隔开。最后，转换部限定在降噪部件和高流量部件的第二轴端之间的界面上。转换部包括多个在外圆柱体表面和内圆柱体表面之间径向延伸的转换开口，其中每个转换开口包括在高流量部件的第二轴端中的槽，从而使得该转换部在用于流体流动控制设备中时在降噪部件和高流量部件之间提供具有零死区的阀笼。