УСОВЕРШЕНСТВОВАННОЕ РЕГУЛИРОВАНИЕ ШУМА ПУТЕМ РАССЕИВАНИЯ ШУМОВЫХ ЧАСТОТ ВЫХОДНЫХ СТРУЙ
IMPROVED NOISE CONTROL VIA OUTLET JET FREQUENCY DISPERSAL

Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение в целом относится к устройствам для понижения давления, таким как полости клапана со сложенными в стопу дисками и вентиляционные диффузоры с выходными каналами.
Уровень техники
В известных регулирующих клапанах полость клапана может служить в качестве направляющей для штока клапана при его клапана перемещении из закрытого положения, в котором шток клапана герметично взаимодействует с седлом клапана, к открытому положению, в котором шток клапана расположен на расстоянии от седла клапана. Если клапан расположен в открытом положении, текучая среда протекает от входного отверстия клапана, проходит вдоль канала между седлом клапана и штоком клапана, проходит через полость клапана и выходит через выходное отверстие клапана. Как правило, полости клапана состоят из нескольких дисков, которые размещены в вертикальной стопе. Диски в целом имеют несколько входных каналов, по меньшей мере одну нагнетательную секцию и несколько выходных каналов. В таких дисках текучая среда входит во входные каналы, проходит через нагнетательные секции смежных дисков и выходит через выходные каналы. В таких полостях клапана сложенных в стопу дисков, текучая среда, выходящая из выходных каналов, может создавать шум, имеющий высокий уровень, который может привести к необратимым повреждениям слуха у людей, работающих рядом с регулирующим клапаном.
Для уменьшения общего уровня шума текучей среды, выходящей из полости клапана, обычная практика состоит в разбиении протекающих струй на небольшие независимые струи. Разбиение протекающих струй увеличивает частоту шума, создаваемого текучей средой, выходящей из полости клапана. Как правило, пиковая частота может быть увеличена до значений, близких к диапазону или расположенных в диапазоне, который не воспринимается человеческим ухом. Разбиение протекающих струй таким способом обычно достигают путем использования нескольких выходных каналов с унифицированным размером, расположенных вдоль внешней периферии дисков. Чем меньше размер выходного канала, тем больше уменьшение шума. Однако чем меньше размер каждого выходного канала, тем большее количество выходных каналов необходимо иметь для управления текучей средой, проходящей через полость клапана. Следовательно, увеличение числа выходных каналов приводит к увеличению производственных затрат.
Сложенные в стопу диски, такие как описанные выше, также могут быть использованы в вентиляционном диффузоре для уменьшения давления текучей среды, такой как пар, выходящий из диффузора в атмосферу. Как и в полостях клапана, уменьшение шума обычно достигают путем уменьшения размера и увеличения количества имеющих унифицированный размер выходных каналов. Как указано выше, это уменьшение размеров и увеличение количества приводит к увеличению затрат на изготовление дисков.
Вентиляционные диффузоры других типов могут содержать цилиндрическую полую трубу, содержащую несколько имеющих унифицированный размер вентиляционных сквозных отверстий, выполненных в стенке трубчатого диффузора. Для уменьшения общего уровня шума текучей среды, выходящей из трубчатого диффузора, размер каждого вентиляционного отверстия минимизирован для разбиения протекающих струй на небольшие независимые струи с обеспечением, таким образом, смещения пиковой частоты создаваемого шума из слышимого спектра. Однако, как указано выше, уменьшение размера вентиляционных отверстий приводит к необходимости увеличения их количества с обеспечением, таким образом, увеличения производственных затрат.
Раскрытие изобретения
В соответствии с одним вариантом настоящего изобретения стопируемый диск для уменьшения шума содержит:
внутренний периферийный край;
наружный периферийный край;
входные каналы, расположенные вдоль внутреннего периферийного края;
выходные каналы, расположенные вдоль наружного периферийного края и содержащие первые и вторые выходные каналы, причем каждый из первых выходных каналов имеет первую ширину, а каждый из вторых выходных каналов имеет вторую ширину, которая больше, чем первая ширина,
причем входные и выходные каналы расположены таким образом, что текучая среда, входящая в один из входных каналов, выходит через один или оба из первых и вторых выходных каналов, и
причем первые и вторые выходные каналы взаимодействуют друг сдругом для рассеяния шумовых пиковых частот текучей среды, выходящей из выходных каналов, с обеспечением, таким образом, уменьшения общего уровня шума от этой текучей среды.
В соответствии с другим вариантом настоящего изобретения вентиляционный диффузор содержит удлиненную полую трубу, имеющую закрытую непроницаемую нижнюю часть. Вентиляционные отверстия проходят через трубу таким образом, что внутренняя часть трубы имеет жидкостную связь с атмосферой. Вентиляционные отверстия содержат круглые первые вентиляционные отверстия и круглые вторые вентиляционные отверстия, причем каждое из вторых вентиляционных отверстий имеет диаметр, который больше, чем диаметр каждого из первых вентиляционных отверстий. Первые и вторые вентиляционные отверстия взаимодействуют друг с другом для рассеивания шумовых пиковых частот текучей среды, выходящей из вентиляционных отверстий, с обеспечением, таким образом, уменьшения общего уровня шума от этой текучей среды.
Краткое описание чертежей
На фиг.1 показан вид сверху варианта реализации стопируемого диска для уменьшения шума.
На фиг.2 показан частичный вид сверху варианта реализации стопируемого диска для уменьшения шума, показанного на фиг.1.
На фиг.3 показан частичный вид сверху дополнительного варианта реализации стопируемого диска для уменьшения шума.
На фиг.4 показано перспективное покомпонентное изображение стопы дисков, причем каждый диск выполнен согласно варианту выполнения диска, показанного на фиг.1.
На фиг.5 показан частичный разрез вида сбоку стопы дисков, причем каждый диск выполнен согласно варианту выполнения диска, показанного на фиг.1.
На фиг.6 показан частичный разрез вида сбоку регулирующего клапана, который содержит стопу дисков, причем каждый диск выполнен согласно варианту выполнения диска, показанного на фиг.1.
На фиг.7 показан частичный разрез вида сбоку вентиляционного диффузора, который содержит стопу дисков, причем каждый диск выполнен согласно варианту выполнения диска, показанного на фиг.1.
На фиг.8 показан частичный разрез вида сбоку варианта реализации вентиляционного диффузора, который содержит несколько вентиляционных отверстий.
На фиг.9 показан частичный разрез вида сбоку варианта реализации вентиляционного диффузора, показанного на фиг.8.
На фиг.10 показан частичный разрез вида сбоку регулирующего клапана, который содержит полость клапана, содержащую цилиндрическую трубу с множеством вентиляционных отверстий.
Осуществление изобретения
1
2
1
Как показано на фиг.1, стопируемый диск 10 для уменьшения шума содержит внутренний периферийный край 12 и наружный периферийный край 14. Входные каналы 16 расположены вдоль внутреннего периферийного края 12, и выходные каналы 18 расположены вдоль наружного периферийного края 14. Выходные каналы 18 содержит первые выходные каналы 18a и вторые выходные каналы 18b. Каждый из первых выходных каналов 18a имеет первую ширину W, и каждый из вторых выходных каналов 18b имеет вторую ширину W, которая больше, чем первая ширина W. Текучая среда, входящая по меньшей мере в один из входных каналов 16, проходит через нагнетательную секцию 20 по меньшей мере одного из соседних дисков и выходит через один или оба из первого выходного канала 18a и второго выходного канала 18b. Первые выходные каналы 18a и вторые выходные каналы 18b взаимодействуют друг с другом для рассеивания шумовых пиковых частот текучей среды, выходящей из выходных каналов 18 с обеспечением, таким образом, уменьшения общего уровня шума, созданного текучей средой, выходящей из выходных каналов 8.
Как показано на фиг.1, диск 10 по существу может быть выполнен плоским и может по существу иметь кольцевую форму. Диск 10 может быть выполнен из металла, металлического сплава или любого подходящего материала. Более конкретно, диск 10 может быть ограничен внутренним периферийным краем 12, который образует центральное отверстие 22. Внутренний периферийный край 12 может быть выполнен круглым или по существу круглым по форме с обеспечением, таким образом, формирования круглого центрального отверстия 22. Диск 10 дополнительно может быть ограничен наружным периферийным краем 14, который может быть выполнен круглым по форме, причем круглый наружный периферийный край 14 и круглый внутренний периферийный край 12 могут быть концентрическими относительно общего центра 24.
Как показано на фиг.1, диск 10 также может содержать нагнетательную секцию 20, которая расположена между наружным периферийным краем 14 и внутренним периферийным краем 12. Нагнетательная секция 20 может быть образована внутренним краем 26, который смещением в наружном радиальном направлении от внутреннего периферийного края 12 диска 10. Кроме того, нагнетательная секция 20 может быть образована наружным краем 28, который смещен в радиальном внутреннем направлении от наружного периферийного края 14 диска 10. Радиальное расстояние, на которое внутренний край 26 нагнетательной секции 20 смещен в наружном направлении от внутреннего периферийного края 12 диска 10 и на которое наружный край 28 смещен во внутреннем направлении от наружного периферийного края 14 диска 10, образует некоторые соотношения с радиальным расстоянием, на которое входные каналы 16 проходят в наружном направлении от внутреннего периферийного края 12 диска 10, и с радиальным расстоянием, на которое выходные каналы 18 проходят во внутреннем направлении от наружного периферийного края 14 диска 10, причем эти соотношения будут описаны более подробно ниже. Нагнетательная секция 20 по бокам может быть ограничена первой торцовой стенкой 32 и второй торцовой стенкой 34, каждая из которых проходит в радиальном направлении между внутренним краем 26 и наружным краем 28 нагнетательной секции 20. Каждая из первой торцовой стенки 32 и второй торцовой стенки 34 может быть немного смещена от средней линии 34, которая проходит через центр 24, причем средняя линия 34 может разделять диск на первую дисковую часть 36 и вторую дисковую часть 38.
Вместо одиночной нагнетательной секции 20, описанной выше, диск может иметь две или больше нагнетательных секций 20. Например, несколько нагнетательных секций 20 могут быть расположены между наружным периферийным краем 14 и внутренним периферийным краем 12. Диски 10, имеющие несколько нагнетательных секций 20, также могут содержать несколько дополнительных входных каналов (не показаны), которые проходят в наружном направлении относительно входных каналов 16, расположенных вокруг внутреннего периферийного края 12, причем диски также могут содержать несколько дополнительных выходных каналов (не показаны), которые проходят во внутреннем направлении относительно выходных каналов 18, расположенных вокруг наружного периферийного края 14. В дисках 10 дополнительные входные каналы и выходные каналы взаимодействуют друг с другом для обеспечения возможности протекания в нагнетательные секции 20 текучей среды, протекающей из входных каналов 16 к выходным каналам 18. Согласно другому варианту реализации диск вообще может не иметь нагнетательной секции 20, но вместо этого может иметь по меньшей мере один канал, который проходит между входным каналом 16, расположенным вокруг внутреннего периферийного края 12 диска 10, и по меньшей мере одним выходным каналом 18, расположенным вокруг наружного периферийного края 14 диска 10. Канал (или каждый из каналов) может представлять собой узкий канал, имеющий по меньшей мере одно дросселирующее средство, такое как изменение направления узкого канала (т.е., может представлять собой извилистый канал).
Как показано на фиг.1, диск 10 также может содержать несколько входных каналов 16, расположенных вдоль внутреннего периферийного края 12 диска 10. Каждый из входных каналов 16 может содержать канальную часть 40, которая проходит в радиальном направлении, и канальную часть 16, которая пересекает слотовую часть 42, которая перпендикулярна канальной части, так что входной канал 16 имеет T-образную форму. Входные каналы 16 могут быть расположены в любом подходящем месте вдоль периферии внутреннего периферийного края 12. Например, как показано на фиг.1, входные каналы 16 могут быть расположены только вдоль части внутреннего периферийного края 12, включенную во вторую дисковую часть 38. Соседние входные каналы 16 могут быть расположены друг от друга на любом подходящем расстоянии. Например, соседние входные каналы 16 могут быть равномерно расположены на расстоянии друг от друга, как показано на фиг.1. Слотовая часть 42 может проходить во внутреннем направлении на расстоянии от внутреннего периферийного края 12 диска 10 таким образом, что слотовая часть 42 имеет жидкостную связь с частью нагнетательной секции 20 по меньшей мере одного соседнего диска 10, если несколько дисков 10 вертикально сложены друг на друга способом, подробно описанным ниже.
Как показано на фиг.1 и 2, несколько выходных каналов 18 расположены вдоль наружного периферийного края 14 диска 10. Выходные каналы 18 могут быть расположены в любом подходящем месте вдоль периферии наружного периферийного края 14. Например, как показано на фиг.1, выходные каналы 18 могут быть расположены только вдоль части наружного периферийного края 14, относящейся ко второй дисковой части 38. Выходные каналы 18 содержат первые выходные каналы 18a и вторые выходные каналы 18b. Каждый из первых выходных каналов 18a может содержать первый боковой край 44a и второй боковой край 46a, причем каждый из первого бокового края 44a и второго бокового края 46a может проходить во внутреннем радиальном направлении от наружного периферийного края 14 к центру 24 диска 10. Периферийный внутренний край 48а может проходить между первым боковым краем 44a и вторым боковым краем 46a, и внутренний край 48a может иметь форму круглой дуги, которая смещена в радиальном направлении на расстояние D от наружного периферийного края 14 диска 10. Слотовая часть 42 может быть расположена на расстоянии во внутреннем направлении от внутреннего периферийного края 12 диска 10 и иметь жидкостную связь с частью нагнетательной секции 20 по меньшей мере одного соседнего диска 10, если несколько дисков 10 вертикально сложены друг на друга способом, подробно описанным ниже.
1
1
1
Первый боковой край 44a и второй боковой край 46a первого выходного канала 18a могут быть разделены пространством с первой шириной а первой ширине W может соответствовать первое угловое расстояние Θ. Согласно другому варианту реализации первый боковой край 44a и второй боковой край 46a могут быть проходить параллельно вместо того, чтобы проходить в радиальном направлении, а согласно этому варианту реализации первая ширина W представляет собой линейное расстояние между первым боковым краем 44a и вторым боковым краем 46a.
2
2
2
1
2
2
1
Как показано на фиг.1 и 2, каждый из вторых выходных каналов 18b может содержать первый боковой край 44b и второй боковой край 46b, причем каждый из первого бокового края 44b и второго бокового края 46b может проходить во внутреннем радиальном направлении от наружного периферийного края 14 к центру 24 диска 10. Периферийный внутренний край 48b может проходить между первым боковым краем 44b и вторым боковым краем 46b, причем внутренний край 48b может иметь форму круглой дуги, которая смещена в радиальном направлении на расстояние D от наружного периферийного края 14 диска 10. Расстояние D для вторых выходных каналов 18b может иметь такое же значение, что и расстояние D для первых выходных каналов 18a, как показано на фиг.1 и 2, или расстояния D могут быть выполнены различными. Первый боковой край 44b и второй боковой край 46b второго выходного канала 18b могут быть разделены пространством с второй шириной W, а вторая ширина W может соответствовать второму угловому расстоянию Θ, которое больше, чем первое угловое расстояние Θ. Согласно другому варианту реализации первый боковой край 44b и второй боковой край 46b могут проходить параллельно друг другу вместо того, чтобы проходить в радиальном направлении. Согласно этому варианту реализации вторая ширина W равна линейному расстоянию между первым боковым краем 44b и вторым боковым краем 46b, причем вторая ширина W больше, чем первая ширина W.
Согласно варианту реализации, показанному на фиг.1 и 2, каждый из выходных каналов 18 может представлять собой первый выходной канал 18a или второй выходной канал 18b. В соответствии с одной конфигурацией диска 10 первые выходные каналы 18a и вторые выходные каналы 18b могут чередоваться в расположении такие образом, что каждый первый выходной канал 18a расположен вплотную по меньшей мере к одному второму выходному каналу 18b, а каждый второй выходной канал 18b расположен вплотную по меньшей мере к одному первому выходному каналу 18a. Однако, может быть использована любая подходящая конфигурация первых выходных каналов 18a и вторых выходных каналов 18b.
Первые выходные каналы 18а и вторые выходные каналы 18b, которые могут быть расположены вдоль наружного периферийного края 14 диска 10, образуют дискретные выходные группы 50, причем выходные группы 50 могут содержать любое подходящее количество первых выходных каналов 18a и вторых выходных каналов 18b. Например, каждая из выходных групп 50 может содержать пять индивидуальных выходных каналов 18, причем пять выходных каналов 18 могут содержать от одного до четырех первых выходных каналов 18a, при этом остальные пять выходных каналов могут быть вторыми выходными каналами 18b. Например, выходная группа 50 может содержать два вторых выходных канала 18b и три первых выходных канала 18a, причем каждый второй выходной канал 18b расположен между парой первых выходных каналов 18a. В качестве другого примера, выходная группа 50 может содержать два первых выходных канала 18а и три вторых выходных канала 18b, причем каждый первый выходной канал 18a расположен между парой вторых выходных каналов 18b. Относительный порядок расположения первых выходных каналов 18a и вторых выходных каналов 18b в пределах первой выходной группы 50a может быть таким же, что и относительный порядок расположения первых выходных каналов 18а и вторых выходных каналов 18b в пределах второй выходной группы 50b. Действительно, каждая из выходных групп 50 может иметь один и тот же относительный порядок расположения первых выходных каналов 18a и вторых выходных каналов 18b. Однако, относительный порядок первых выходных каналов 18a и вторых выходных каналов 18b в конкретной выходной группе 50 может быть различным по сравнению с остальными выходными группами 50.
3
3
3
2
3
3
2
3
1
2
Вместо того чтобы содержать только несколько первых выходных каналов 18a и несколько вторых выходных каналов 18b, выходные каналы 18 могут содержать любое количество имеющих различный размер выходных каналов 18. Например, как показано на фиг.3, выходные каналы 18 могут содержать по меньшей мере один из третьих выходных каналов 18c, каждый из которых может содержать первый боковой край 44c и второй боковой край 46c, причем каждый из первого бокового края 44c и второго бокового края 46c может проходить во внутреннем радиальном направлении от наружного периферийного края 14 к центру 24 диска 10. Периферийный внутренний край 48 с может проходить между первым боковым краем 44c и вторым боковым краем 46c, и внутренний край 48c может иметь форму круглой дуги, которая в радиальном направлении смещена на расстояние D от наружного периферийного края 14 диска 10. Первый боковой край 44c и второй боковой край 46d третьего выходного канала 18b могут быть разделены пространством, имеющим третью ширину W, а третьей ширина W может соответствовать третьему угловому расстоянию Θ, которое больше, чем второе угловое расстояние Θ. Согласно другому варианту реализации первый боковой край 44c и второй боковой край 46c могут проходить параллельно друг другу вместо того, чтобы проходить в радиальном направлении. Согласно этому варианту реализации третья ширина W равна линейному расстоянию между первым боковым краем 44c и вторым боковым краем 46c, причем третья ширина W больше, чем вторая ширина W. Третья ширина W также может быть любым из линейной ширины или углового расстояния, которое отличается от первой и второй ширины W, W.
По меньшей мере один из третьих выходных каналов 18c может быть расположен в любом месте относительно первого и второго выходных каналов 18a, 18b. Например, третий выходной канал 18c может быть расположен между одним первым выходным каналом 18a и одним вторым выходным каналом 18b. Кроме того, если несколько выходных каналов 18 расположены в выходных группах 50, по меньшей мере один из третьих выходных каналов 18c может входить в состав любой из выходных групп 50.
4
4
4
3
4
4
3
5
5
5
4
5
5
4
7
8
6
5
7
6
8
7
В дополнение к третьим выходным каналам 18c, выходные каналы 18 могут содержать по меньшей мере один четвертый выходной канал 18d, пятый выходной канал 18e или выходные каналы с последующими порядковыми номерами. По меньшей мере один четвертый выходной канал 18d может быть идентичен третьим выходным каналам 18c, описанным выше, за исключением того, что первый боковой край 44d и второй боковой край 46d четвертого выходного канала 18d могут быть разделены пространством, имеющим четвертую ширину W, причем четвертая ширина W может соответствовать четвертому угловому расстоянию Θ, которое больше, чем третье угловое расстояние Θ. Согласно другому варианту реализации четвертая ширина W может быть равна линейному расстоянию между первым боковым краем 44d и вторым боковым краем 46d, причем четвертая ширина W больше, чем третья ширина W. По меньшей мере один пятый выходной канал 18e также может быть идентичен третьим выходным каналам 18c, описанным выше, за исключением того, что первый боковой край 44e и второй боковой край 46e пятого выходного канала 18e могут быть разделены пространством, имеющим пятую ширину W, причем пятая ширина W может соответствовать пятому угловому расстоянию Θ, которое больше, чем четвертое угловое расстояние Θ. Согласно другому варианту реализации пятая ширина W может быть равна линейному расстоянию между первым боковым краем 44e и вторым боковым краем 46e, причем пятая ширина W больше, чем четвертая ширина W. Специалисты согласятся, что могут быть использованы шестой выходной канал 18f, имеющий шестую ширину W6, седьмой выходной канал 18g, имеющий седьмую ширину W, и восьмой выходной канал 18h, имеющий восьмую ширину W, и т.п. Шестая ширина W больше, чем пятая ширина W, седьмая ширина W больше, чем шестая ширина W, восьмая ширина W больше, чем седьмая ширина W, и так далее.
По меньшей мере один четвертый выходной канал 18d, пятый выходной канал 18e и так далее могут быть расположены в любом месте относительно первых, вторых и третьих выходных каналов 18a, 18b, 18c. Кроме того, если несколько выходных каналов 18 образуют несколько выходных групп 50, по меньшей мере один из четвертого выходного канала 18d, пятого выходного канала 18e и так далее может содержаться в любой из выходных групп 50.
При использовании, множество дисков 10 могут быть сложены в стопку для формирования полости 52 клапана с обеспечением использования в регулирующем клапане 54, как показано на фиг.6. Несколько отверстий (не показаны) могут быть выполнены в каждом из дисков 10, образующих полость 52 клапана, так что вертикальный стержень или сквозной болт (не показаны) могут быть расположены в каждом из отверстий с обеспечением, таким образом, поддержки стопки дисков 10 в выровненном состоянии по вертикали и горизонтали. Полость 52 клапана может состоять из стопки идентичных дисков 10, причем ориентация дисков 10 может чередоваться вдоль вертикальной оси 56 полости 52 клапана. В частности, как показано на частичном покомпонентном изображении полости 52 клапана на фиг.4, центральная линия 34β второго диска 10β может быть вертикально выровнена относительно центральной линии 34α первого диска 10α, однако первая дисковая часть 36α первого диска 10α может быть расположена выше второй дисковой части 38β второго диска 10β. Центральная линия 34c третьего диска 10c может быть вертикально выровнена относительно центральной линии 34α первого диска 10α и центральной линии второго диска 10β, в то время как вторая дисковая часть 38β второго диска 10β может быть расположена выше первой дисковой части 36γ третьего диска 10γ. Чередующийся шаблон может быть повторен для каждого из дисков 10, образующих полость 52 клапана. Однако, может быть использована любая подходящая конфигурация или ориентация дисков 10. Кроме того, вместо повторяющейся стопки идентичных дисков полость 52 клапана может содержать два или больше различных дисков.
Как показано на фиг.6, регулирующий клапан 54 содержит корпус 55, входное отверстие 58 и выходное отверстие 64, выполненные в корпусе 55, седло 62 клапана, расположенное в корпусе 55 между входным отверстием 58 и выходным отверстием 64, и шток 60 клапана, который совершает перемещение в вертикальном направлении от первого положения, в котором шток 60 клапана герметично взаимодействует с седлом 62 клапана, ко второму положению, в котором шток 60 расположен на расстоянии от седла 60. При протекании текучей среды во входное отверстие 58 регулирующего клапана 54 шток 60 расположен на расстоянии от седла 62, и текучая среда протекает через полость 52 клапана к выходу 64. В частности, текучая среда протекает по меньшей мере в один из входных каналов 16, затем протекает через нагнетательную секцию 20 по меньшей мере одного из смежных дисков и вытекает, например, через один или оба из первого выходного канала 18a и второго выходного канала 18b. Если диск 10 содержит другие выходные каналы 18, такие, например, как третий выходной канал 18c, текучая среда может выходить через любой из первого выходного канала 18a, второго выходного канала 18b и третьего выходного канала 18c.
Пример протекания текучей среды через полость 52 клапана подробно показан на фиг.5, на котором показан частичный разрез полости 52 клапана. Текучая среда, входящая в полость 52 клапана, протекает в радиальном направлении в канальные части 40 входных каналов 16β, 16δ, 16ζ дисков 10β, 10δ, 10ζ соответственно. Затем текучая среда входит в слотовые части 42 входных каналов 16β, 16δ, 16ζ и протекает в осевом направлении и входит в нагнетательные секции 20α, 20γ, 20ε смежных дисков 10α, 10γ, 10ε соответственно. Затем текучая среда протекает в радиальном направлении через нагнетательные секции 20α, 20γ, 20ε смежных дисков и протекает в осевом направлении в выходные слоты 18β, 18δ, 18ζ дисков 10β, 10δ, 10ζ соответственно. Затем текучая среда протекает в радиальном направлении через выходные слоты 18β, 18δ, 18ζ дисков 10β, 10δ, 10ζ и затем вытекает из полости 52 клапана. Как описано выше, текучая среда может выходить через любой или все из первых выходных каналов 18a и вторых выходных каналов 18b каждого из дисков 10β, 10δ, 10ζ, если каждый из дисков 10β, 10δ, 10ζ содержит выходные каналы только двух размеров. Если диск содержит выходные каналы по меньшей мере трех размеров, текучая среда может выходить через любые или все из первых выходных каналов 18a, вторых выходных каналов 18b, третьих выходных каналов 18 с и так далее каждого из дисков 10β, 10δ, 10ζ.
Диски 10 описанной полости 52 клапана, содержащие несколько выходных каналов 18, имеющих неунифицированные ширины, обеспечивают повышенный уровень уменьшения шума по сравнению с дисками, выходные каналы которых имеют унифицированную ширину. В частности, выходные каналы 18, имеющие неунифицированные ширины, (такие как первый выходной канал 18a и второй выходной канал 18b) взаимодействуют друг с другом с формированием выходных струй, имеющих по существу неоднородные длины. Длина выходной струи может быть определена как длина шлейфа текучей среды, выходящей из выходного канала. Поскольку длины выходных струй являются неодинаковыми, звуковая энергия в выходных каналах не освобождается с одной и той же пиковой частотой, и результирующее рассеивание выходных пиковых частот уменьшает общий уровень шума в дросселирующем средстве.
1
2
Для соответствующего рассеяния пиковых частот шума текучей среды, выходящей из выходных каналов, различие в проходных сечениях неунифицированных выходных каналов 18 (таких как первый выходной канал 18a и второй выходной канал 18b) должно быть достаточно большим. Специалистам понятно, что разность в выходном проходном сечении выходных каналов, имеющих унифицированную глубину, пропорциональна их угловой или линейной ширине. Соответственно, разность между шириной W первого выходного канала 18a и шириной W второго выходного канала 18b должна привести в качестве рекомендуемого минимума к разности в девятнадцать процентов между выходными проходными сечениями. Также важно, чтобы разность между проходными сечениями выходных каналов (такая как разность между проходными сечениями первого выходного канала 18a и второго выходного канала 18b) не являлась кратным числом проходных сечений. Для этой цели рекомендуют использовать процентные доли простых чисел. Однако, необходимо учесть, что наибольший выходной канал не должен быть слишком большим для эффективного уменьшения шума текучей среды, выходящей из выходного канала. Специалисты согласятся, что единственным увеличивающим стоимость фактором, связанным с диском 10, является стоимость изготовления нового шаблона для изготовления диска, и это увеличение стоимости может быть частично сдержано за счет сокращения времени изготовления шаблона.
Не смотря на то, что выше описаны варианты реализации дисков 10, образующих полость 52 клапана, диски 10 также могут быть включены в состав вентиляционного диффузора для уменьшения давления выходящей из него текучей среды с одновременным уменьшением уровня шума, вызванного выходящими текучими средами. Как показано на фиг.7, вентиляционный диффузор 100 может содержать пустотелую цилиндрическую трубу 102, имеющую фланцевую насадку 104, расположенную в согласующем конце цилиндрической трубы 102. Несколько дисков 10, которые могут быть конструктивно и функционально идентичны дискам 10, описанным в связи с полостью 52 клапана, могут быть расположены между нижней поверхностью фланцевой насадки 104 и верхней поверхностью непроницаемой, плоской концевой пластины 106. Цилиндрическая труба 102, диски 10 и концевая пластина 106 могут быть соединены болтами 108, которые проходят сквозь совмещенные в осевом направлении сквозные отверстия, выполненные во фланцевой насадке 104, каждом из дисков 10 и концевой пластине 106. Согласно одному из вариантов реализации вентиляционного диффузора 100 текучая среда под высоким давлением проходит из внутренней части цилиндрической трубы 102 по меньшей мере в один из входных каналов 16. Затем текучая среда проходит через нагнетательную секцию 20 по меньшей мере одного из смежных дисков для выхода, например, через один или оба из первого выходного канала 18a и второго выходного канала 18b. Если диск 10 содержит другие выходные каналы, такие, например, как третий выходной канал 18c, то текучая среда может выходить через любой из первого выходного канала 18a, второго выходного канала 18b и третьего выходного канала 18c. Таким образом, описанные выше пиковые частоты шума текучей среды, выходящей из выходных каналов 18, рассеиваются и, следовательно, происходит уменьшение шума текучей среды, выходящей из вентиляционного диффузора.
На фиг.8 и 9 показан другой вариант реализации вентиляционного диффузора 200. Как показано на фиг.9, вентиляционный диффузор 200 может содержать удлиненную полую цилиндрическую трубу 202, имеющую закрытую непроницаемую верхнюю часть 204. Полая внутренняя часть цилиндрической трубы 202 может иметь жидкостную связь с источником текучей среды с высоким давлением, такой как пар. Верхняя часть 204 может быть выполнена за одно целое с цилиндрической трубой 202 или может быть соединена с цилиндрической трубой 202. Верхняя часть 204 может быть выполнена плоской, как показано на фиг.8 и 9, или может иметь любую форму, подходящую для конкретного случая применения. Цилиндрическая труба 202 может иметь несколько вентиляционных отверстий 206, так что внутренняя часть цилиндрической трубы 202 имеет жидкостную связь с атмосферой. Каждое из вентиляционных отверстий 206 может проходить сквозь цилиндрическую трубу 202 по существу в радиальном направлении. Каждое из вентиляционных отверстий 206 может иметь любую подходящую форму, такую, например, как круг, овал или многоугольник. Вентиляционные отверстия 206 могут быть содержать несколько первых вентиляционных отверстий 206a и несколько вторых вентиляционных отверстий 206b, причем каждое из вторых вентиляционных отверстий 206b может быть больше, чем каждое из первых вентиляционных отверстий 206a. Например, каждое из первых вентиляционных отверстий 206a и вторых вентиляционных отверстий 206b может иметь круглую форму, причем диаметр вторых вентиляционных отверстий 206 может быть больше, чем диаметр первых вентиляционных отверстий 206a.
Как показано на фиг.9, первые вентиляционные отверстия 206a и вторые вентиляционные отверстия 206b могут быть выровнены в осевом направлении и по периферии. Кроме того, каждое первое вентиляционное отверстие 206a может быть расположено вплотную по меньшей мере к одному второму вентиляционному отверстию 206b. Например, первое вентиляционное отверстие 206a может быть расположено между первой парой вторых вентиляционных отверстий 206b, причем первое вентиляционное отверстие 206a и первая пара вторых вентиляционных отверстий 206b могут быть выровнены по периферии (т.е., выровнены по горизонтали согласно варианту реализации, показанному на фиг.8 и 9). Кроме того, первое вентиляционное отверстие 206а может быть расположено между второй парой вторых вентиляционных отверстий 206b, так что первое вентиляционное отверстие 206а и пара вторых вентиляционных отверстий 206b могут быть выровнены в осевом направлении (т.е., выровнены в направлении, параллельном продольной оси цилиндрической трубы 202, согласно варианту реализации, показанному на фиг.8 и 9). Вместо конфигурации, показанной на фиг.8 и 9, первые вентиляционные отверстия 206a и вторые вентиляционные отверстия 206b могут быть выполнены с возможностью любой ориентации, подходящей для конкретного случая применения. Кроме того, вентиляционные отверстия 206 могут содержать несколько третьих вентиляционных отверстий 206 с, причем третьи вентиляционные отверстия 206c могут быть выполнены круглыми по форме и могут иметь диаметр, который больше, чем диаметр вторых вентиляционных отверстий 206b. Каждое из третьих вентиляционных отверстий 206c может быть расположено вплотную по меньшей мере к одному первому вентиляционному отверстию 206a и/или по меньшей мере к одному второму вентиляционному отверстию 206b. Вентиляционные отверстия 206 могут проходить вдоль всей периферии цилиндрической трубы 202 или могут проходить вдоль части периферии цилиндрической трубы 202. Кроме того, вентиляционные отверстия 206 могут проходить в осевом направлении от части цилиндрической трубы 202, которая расположена вплотную к верхней части 204, к части цилиндрической трубы 202, которая смещена в осевом направлении от верхней части 204 цилиндрической трубы 202.
Вентиляционный диффузор 200, имеющий вентиляционные отверстия 206, диаметр которых не является унифицированным, обеспечивает большее уменьшение уровня шума, в отличие от вентиляционного диффузора с отверстиями, имеющими унифицированный диаметр. В частности, вентиляционные отверстия 206, имеющие неунифицированный диаметр (такие как первые вентиляционные отверстия 206a и вторые вентиляционные отверстия 206b), взаимодействуют друг с другом для формирования выходных струй, имеющих по существу неунифицированные размеры. Поскольку длины выходных струй являются неунифицированными, не происходит освобождения звуковой энергии шума в вентиляционных отверстиях с идентичной пиковой частотой, а результирующее рассеивание выходных пиковых частот уменьшает общий уровень шума.
Для соответствующего рассеивания пиковых частот шума текучей среды, выходящей из вентиляционных отверстий 206, разность между проходными сечениями неунифицированных вентиляционных отверстий 206 (таких как первые вентиляционные отверстия 206a и вторые вентиляционные отверстия 206b) должна быть достаточно большой. В частности, проходное сечение первых вентиляционных отверстий 206a и проходное сечение вторых вентиляционных отверстий 206b в качестве рекомендуемого минимума должны иметь различие между их проходными сечениями в девятнадцать процентов. Также важно, чтобы разность между проходными сечениями вентиляционных отверстий (такая как разность между проходными сечениями первых вентиляционных отверстий 206а и вторых вентиляционных отверстий 206b) не являлась кратным числом проходных сечений. Для этой цели рекомендуют использовать процентные доли простых чисел. Однако, необходимо учесть, что наибольшее вентиляционное отверстие не должно быть слишком большим для эффективного уменьшения шума текучей среды, выходящей из выходного канала. Специалисты согласятся, что единственным увеличивающим стоимость фактором, связанным с вентиляционным диффузором 200, является нарастающая стоимость технологической оснастки, используемой при изготовлении.
Вместо вентиляционного диффузора, полость 300 клапана для использования в регулирующем клапане 302, как показано на фиг.10, может быть образована цилиндрической трубой 202, имеющей вентиляционные отверстия 206. Регулирующий клапан 302 содержит корпус 303, входное отверстие 304 и выходное отверстие 310, выполненные в корпусе 303, седло 308 клапана, расположенное в корпусе 303 между входным отверстием 304 и выпускным отверстием 310, и шток 306 клапана, который совершает перемещение в вертикальном направлении из первого положения, в котором шток 306 герметично взаимодействует с седлом 308, к второму положению, в котором шток 306 расположен на расстоянии от седла 308. При входе текучей среды во входное отверстие 304 регулирующего клапана 302, если шток клапана 306 расположен на расстоянии от седла 308 (т.е., расположен в открытом положении), текучая среда протекает через вентиляционные отверстия 206 полости 300 клапана к выпускному отверстию 310. Более конкретно, если регулирующий клапан 302 расположен в открытом положении, текучая среда из входного отверстия 304 может проходить в каждое из первых вентиляционных отверстий 206a и вторых вентиляционных отверстий 206b полой внутренней части цилиндрической трубы 202, причем текучая среда может протекать через отверстия и выходить через каждое из первых вентиляционных отверстий 206а и вторых вентиляционных отверстий 206b. Вентиляционные отверстия 206 полости 300 клапана могут быть идентичны по форме и функциям вентиляционным отверстиям 206 вентиляционного диффузора 200, описанного выше. Например, каждое из первых вентиляционных отверстий 206a и вторых вентиляционных отверстий 206b может иметь круглую форму, причем диаметр вторых вентиляционных отверстий 206 может быть больше, чем диаметр первых вентиляционных отверстий 206a. Первые вентиляционные отверстия 206a и вторые вентиляционные отверстия 206b могут быть выполнены с возможностью любой их ориентации, подходящей для конкретного случая применения, такого как для конфигураций, описанных в связи с вентиляционным диффузором 200. Например, несколько первых вентиляционных отверстий 206a и несколько вторых вентиляционных отверстий 206b могут быть выровнены в осевом направлении, а не по периферии. Кроме того, может быть использовано любое количество имеющих другой размер вентиляционных отверстий 206. Например, вентиляционные отверстия 206 могут содержать третьи вентиляционные отверстия 206c, причем третьи вентиляционные отверстия 206c могут иметь круглую форму и диаметр, который больше, чем диаметр вторых вентиляционных отверстий 206b. Вентиляционные отверстия 206 могут проходить вокруг всей периферии цилиндрической трубы 202 или вокруг части периферии цилиндрической трубы 202. Кроме того, вентиляционные отверстия 206 могут проходить в осевом направлении от части цилиндрической трубы 202, которая расположена вплотную к верхней части, к части цилиндрической трубы 202, которая расположена вплотную к нижней части цилиндрической трубы 202.
Таким образом, подобно вентиляционному диффузору 200, описанному выше, полость 300 клапана, содержащая вентиляционные отверстия 206, имеющие неунифицированные диаметры, обеспечивают большее уменьшение уровня шума, чем полости клапана с отверстиями, имеющими унифицированный диаметр. В частности, вентиляционные отверстия 206, имеющие неунифицированный диаметр (такие как первые вентиляционные отверстия 206a и вторые вентиляционные отверстия 206b), взаимодействуют друг с другом для формирования выходных струй, имеющих по существу неунифицированные размеры. Поскольку размеры выходных струй являются неунифицированными, не происходит освобождения звуковой энергии шума в вентиляционных отверстиях с идентичной пиковой частотой, а результирующее рассеивание выходных пиковых частот приводит к уменьшению общего уровня шума.
Несмотря на то, что выше были описаны различные варианты реализации настоящего изобретения, приведенное выше описание не предназначено для ограничения настоящего изобретения. В описанных выше вариантах реализации могут быть выполнены изменения, которые остаются в рамках объема прилагаемой формулы изобретения.