NO339437B1 - Forbedret rotasjonsseparator og -fremgangsmåte - Google Patents

Description

Den foreliggende oppfinnelse vedrører generelt en separator og spesielt en rotasjonsseparator for separering av faststoffer, væsker og/eller gasser med relativt høye tettheter fra væsker og/eller gasser med relativt lave tettheter i en trykksatt strømning.

En rotasjonsseparator kan bli benyttet til å separere substanser med relativt høye tettheter, slik som væsker, fra en trykksatt strømning, slik som en naturgasstrømning. Under operasjon av en typisk rotasjonsseparator blir en virvelstrøm utviklet i prosesstrømmen når den strømmer gjennom en rotasjonstrommel. Fluidet blir utsatt for et treghetsakselerasjonsfelt som fører til at sentrifugalkrefter blir rettet radielt utover mot den indre overflaten av trommelen. Substansene med relativt høye tettheter i virvelstrømmen, slik som væsker, blir utsatt for de høyeste sentrifugalkrefter. Væsker tilstede i strømmen blir således sentrifugert og fanget mot den indre overflaten av trommelen, som dermed radielt separerer væskene (høytetthetssubstanser) fra gassen (lavtetthetssubstanser). Som et resultat forlater en "ren" eller i det vesentlige ikke-væske-transporterende gasstrømning aksielt trommelen og strømmer nedstrøms av rotasjonsseparatoren.

Imidlertid kan flere problemer oppstå under operasjon av en typisk rotasjonsseparator. For eksempel kan en selvdrevet rotasjonsseparator, med andre ord en rotasjonsseparator i hvilken rotasjonstrommelen blir drevet av prosesstrømmen, ha en begrenset væskehåndteringskapasitet, og en betydelig væskemengde i strømmen kan redusere separasjonseffektiviteten.

Et annet problem oppstår i forbindelse med variasjoner i den volumetriske strømningsraten for den trykksatte strømmen. Operasjon av en typisk rotasjonsseparator ved en volumetrisk strømningsrate den ikke er konstruert for (off-design volumetric flow rate) kan enten føre til en reduksjon i separasjonseffektiviteten til separatoren (i tilfelle en redusert strømningsrate) eller en økning i trykkfallet over separatoren (i tilfelle en økende strømningsrate).

Andre operasjonsproblemer inkluderer en reduksjon i separasjonseffektiviteten for separatoren på grunn av reduksjon i fluidhastighetene i trommelen grunnet eventuelle statiske overflater som trommelen roterer om. Væskedreneringsraten fra separatoren kan også være tilstrekkelig i forhold til raten for separasjon av væske fra gass, som eventuelt forårsaker væskeoppbygning i separatoren. Videre kan eventuelle trykkendringer i strømmen gi slitasje på ulike komponenter i separatoren, slik som lagersammenstillinger. Grunnet strømningsmotstanden i forbindelse med rotasjonstrommelen kan også en sekundær strøm av gass bli drevet rundt utsiden av trommelen. Siden den sekundære strømmen ikke har gjennomgått rotasjonsseparasjon i trommelen, kan den transportere væske som så kan bli gjeninnført i gasstrømmen nedstrøms av trommelen. Rekontaminert gass (eller væskebærende gass) kan således bli transportert nedstrøms av separatoren, og ødelegge formålet med separatoren.

Derfor er det som trengs en separator og/eller en fremgangsmåte som blant annet overvinner en eller flere av de ovennevnte problemer.

WO-00/74811 Al, EP-0 552 837 Al og US-3 810 347 beskriver alle sentrifugalseparatorer som har roterbare tromler for å separere substanser med relativt høy tetthet fra substanser med relativt lav tetthet. Fig. 1 er et perspektivriss av en separator i henhold til en utførelsesform av den foreliggende oppfinnelse.

Fig. 2 er et snittriss av separatoren i fig. 1 tatt langs linjen 2-2,

Fig. 3 er et snittriss av separatoren i fig. 2 tatt langs linjen 3-3,

Fig. 4 er et delvis perspektiv/delvis snittriss av en del av separatoren i fig. 1,

Fig. 5 er et riss lignende det i fig. 4, men som viser en separator i henhold til en annen utførelsesfonn av den foreliggende oppfinnelse, Fig. 6 er et delvis perspektiv/delvis snittriss lignende det i fig. 2, men som viser en separator i henhold til nok en utførelsesform av den foreliggende oppfinnelse, Fig. 7 er et delvis perspektiv/delvis snittriss av en forstørret del av risset vist i fig. 6.

Ved nå å henvise til fig. 1, viser henvisningstallet 10 generelt til en separator 10 benyttet til å separere faststoffer, væsker og/eller gasser med relativt høye tettheter fra en trykksatt strøm slik som for eksempel en naturgasstrøm. Med andre ord separerer separatoren 10 faststoffer, væsker og/eller gasser med relativt høye tettheter fra væsker og/eller gasser med relativt lave tettheter i den trykksatte strømmen, og fjerner de separerte substansene fra den trykksatte strømmen. For klargjøringsformål vil substansen som skal separeres (eller substansene med relativt høye tettheter) bli betegnet som "væske(r)", mens substansene med relativt lave tettheter vil bli betegnet som "gass",

Separatoren 10 inkluderer en mantel 12 i form av et langstrakt rørlegeme med en lengdeakse. En innløpsåpning 14, generelt i form av et rørformet element, strekker seg fra mantelen 12, og en innløpsadapter 16 er koblet til innløpsåpningen. En rørseksjon 18 er koblet til adapteren 16. Et hus 20 strekker seg inn i mantelen 12, og en rørseksjon 22 er koblet til huset. Separatoren 10 er avpasset for in-line rørinstallasjon, og rørseksjonene 18 og 22 er avpasset for transport av en trykksatt strøm til og vekk fra separatoren 10, respektivt, som indikert med strømningspilene.

Med henvisning til fig. 2, med fortsatt henvisning til fig. 1, inkluderer mantelen 12 motsatte ender 12a og 12b. En kanal 12c er dannet i den indre overflaten av mantelen 12 og er tilstøtende enden 12a, definerende en indre overflate 12c' og en radielt forløpende vegg 12c". Tilsvarende er en kanal 12d dannet i den indre overflaten av mantelen 12 og er tilstøtende enden 12b, definerende en indre overflate 12d' og en radielt forløpende vegg 12d". Periferiske forløpende spor 12e og 12f er utformet i de indre overflatene 12c' og 12d' respektivt.

Huset 20, generelt i form av et langstrakt rørelement med variable inner- og ytterdiametere, strekker seg gjennom enden 12a av mantelen 12 slik at en del av huset er anordnet inne i mantelen og en annen del av huset er anordnet utenfor mantelen og inkluderer en innergjenget kobling 20a via hvilken rørseksjonen 22 er tilkoblet. Aksielt adskilte annulære ringer 20b og 20e strekker seg rundt huset 20. Den annulære ringen 20e er glidbart tilkoblet den indre overflaten 12c' av kanalen 12c, og kontakter den radielt forløpende veggen 12c". En kanal 20d er utformet i den annulære ringen 20e, og strekker seg rundt denne. En O-ring 20e er anordnet i kanalen 20d og kontakter tettende den indre overflaten 12e' av kanalen 12e. En holdering 24 er anordnet i sporet 12e og kontakter ringen 20e, for dermed å feste huset 20 til mantelen 12.

Et par annulære ringer 20f og 20g strekker seg rundt og radielt utover fra den ytre overflaten av huset 20. Ringene 20f og 20g har generelt triangulære tverrsnitt, og overflater 20f og 20g' respektivt, som strekker seg i en spiss vinkel fra den ytre overflaten av huset 20 og i en retning motsatt av den innergj engede koblingen 20a. Kanaler 20h og 20i er utformet i ringene 20f og 20g respektivt.

Et annulært område 25 er definert av den ytre overflaten av huset 20 og den indre overflaten av mantelen 12. Et støtteelement 26 strekker seg radielt innover fra en indre overflate av huset 20. En forsenking 26a strekker seg aksielt gjennom senteret av støtteelementet 26, og et antall boringer 26b strekker seg gjennom støtteelementet og er anordnet periferisk om boringen 26a.

En akselsammenstilling 28 inkluderer en aksel 30 med variabel diameter som strekker seg gjennom forsenkningen 26a. En annulær ring 30a strekker seg periferisk om legemet til akselen 3D, og er anordnet i delen med forstørret diameter av forsenkningen 26a. Yttergjengekoblinger 30b og 30c strekker seg aksielt fra motsatte ender av akselen 30. En mutter 32 er gjengetilkoblet yttergjengekoblingen 30b, og spenner dermed ringen 30a mot en vegg av forsenkningen 26a og fester akselen 30 til støtteelementet 26. Akselen 30 strekker seg gjennom aksielt adskilte lagersammenstillinger 34a og 34b. Et rørformet element eller hylse 37 er anordnet mellom lagersammenstillingene 34a og 34b, og omkranser den tilsvarende delen av akselen 30.

Et skiveelement 38 med en boring kontakter lagersammenstillingen 34b, og yttergjengekoblingen 30c er i kontakt med innergj engene utformet i den indre veggen til boringen, som spenner skiveelementet mot lagersammenstillingen 34b. En mutter 40 er gjengeforbundet med yttergjengekoblingen 30c, og låser dermed skiveelementet 38 på plass for å fiksere den korrekte forbelastningen på lagersammenstillingen 34b.

En rotor 42 kontakter lagersammenstillingene 34a og 34b, og er anordnet nær den annulære ringen 30a. Rotoren 42 er generelt i form av et rørformet element, og omkranser hylsen 37, skiveelementet 38, yttergjengekoblingen 30c, mutteren 40 og delen av akselen 30 som strekker seg fra den annulære ringen 30a til yttergjengekoblingen 30c. Et antall rotorblader 42a strekker seg radielt utover fra den ytre overflaten av rotoren 42.

Et annulært område 43 er definert av den indre overflaten av rotoren 42 og den ytre overflaten av akselen 30 slik at hylsen 37, ved å omkranse akselen 30, er anordnet i det annulære området. En endehette 44 er gjengetilkoblet enden av rotoren 42 motsatt av den annulære ringen 30a, og omgir dermed skiveelementet 38, yttergjengekoblingen 30c og mutteren 40.

En trommel 46 er koblet til de fjerne ender av rotorbladene 42a. Trommelen 46 er generelt i fonn av et rørformet element, aksielt forløpende inn i huset 20 og periferisk forløpende om rotoren 42 og endehetten 44. Et annulært område 47 (ikke vist) er definert av den ytre overflaten av trommelen 46 og den indre overflaten av huset 20.

En avsmalnet indre overflate 46a er definert av trommelen 46, og strekker seg fra rotorbladene 42a til en innløpsende 46b. Et annulært område 48 er definert av den ytre overflaten av rotoren 42 og den indre overflaten 46a. Et antall blindboringer 46c er utformet i den ytre overflaten av trommelen 46 på et aksielt sted som tilsvarer den aksielle posisjonen til den annulære ringen 20b til huset 20. Et endeparti 46d med øket diameter definerer en vegg som er anordnet i kanalen 20i. En annulær labyrint - eller trommeltetning 49 er anordnet i, og koblet til, veggene til kanalen 20i, periferisk forløpende om endepartiet 46d med øket diameter. Tettingen 49 inkluderer et antall fremspring som strekker seg radielt innover og forskjøvet (offset) fra den ytre overflaten av endepartiet 46d med øket diameter.

En sirkulær plate 50 er anordnet til kanalen 12d, som kontakter overflaten 12d' og veggen 12d". En boring 50a er utformet gjennom senteret av platen 50. En O-ring 52 er anordnet i et ringformet spor utformet i den ytre periferiske overflaten av platen 50, og tetter mot overflaten 12d'. En holdering 53 er anordnet i sporet 12f, og kontakter platen 50, som fester platen til mantelen 12.

Likt periferisk adskilte blader 52a-52d er koblet til platen 50, og strekker seg aksielt mot huset 20 og trommelen 46 (bladet 52d er ikke vist i fig. 2). Langstrakte hakk 52a'-52d' er utformet i bladene 52a-52d, respektivt, og definerer fjerne endeparti er av bladene som er betydelig forskjøvet (offset) fra den indre overflaten av mantelen 12. En generelt sirkulær plate 54, med sin periferisk forløpende ytre overflate avsmalnet vekk fra trommelen 46, er forbundet med de fjerne ender av bladene 52a-52d.

En ventilinnsats 58 strekker seg gjennom boringen 50a, og inkluderer en flens 58a som kontakter en side av platen 50. En holdering 60 er anordnet i et ringformet spor utformet i den ytre overflaten av ventil innsatsen 58, og kontakter siden av platen 50 motsatt av siden i kontakt med flensen 58a, og fester dermed ventilinnsatsen 58 til platen 50. En O-ring 62 er anordnet i et annulært spor utformet i den ytre overflaten av ventilinnsatsen 58, og tetter mot den indre veggen av boringen 50a.

Et sylindrisk fremspring 58b strekker seg aksielt fra flensen 58a i en retning mot huset 20 og trommelen 46. En boring 58c med variabel diameter er utformet gjennom enden av ventilinnsatsen 58 motsatt av fremspringet 58b. En innergjengekobling 58d er utformet i delen av boringen 58c med forstørret diameter. En avløpsledning (ikke vist) er koblet til ventilinnsatsen 58 via innergjengekoblingen 58d. Et antall åpninger 58e er utformet gjennom fremspringet 58b, forløpende radielt utover fra veggen av boringen 58c med redusert diameter. Aksielt adskilte O-ringer 64a og 64b er anordnet i annulære spor utformet i den ytre overflaten av fremspringet 58b.

En ventilhylse 66 med en blindboring 66a er glidbart tilkoblet fremspringet 58b slik at boringen opptar fremspringet. Et antall åpninger 66b er utformet gjennom veggen til hylsen 66, forløpende radielt utover fra den indre overflaten av boringen 66a. O-ringene 64a og 64b kontakter tettende den indre veggen til horingen 66a. En flottørsammenstilling (ikke vist) er koblet til ventilhylsen 66. Flottørsammenstillingen er konvensjonell, og kan som sådan inkludere en flottør koblet til ventilhylsen 66.

Med henvisning til fig. 3-4, og med fortsatt henvisning til fig. 1-2, er innløpsadapteren 16 generelt i form av et rørformet element og inkluderer en innergj engerkobling 16a som rørseksjonen 18 er gjengekoblet. En periferisk forløpende skulder 16b er utformet i den indre veggen til adapteren 16, og definerer et hulrom 16c i hvilket innløpsåpningen 14 blir opptatt slik at den fjerne enden av innløpsåpningen kontakter skulderen. Den indre veggen til hulrommet 16c kan være festet til ytterveggen til innløpsåpningen på en hvilken som helst konvensjonell måte, slik som for eksempel ved å belegge veggene med polyvinylklorid- (PVC)-klar sement eller annet passende klebemiddel, eller ved å benytte mekaniske festemidler.

Innløpsåpninger 14 er generelt i fonn av et rørformet element med en langsgående senterakse 14a, og er koblet til mantelen 12 slik at den langsgående senteraksen er i det vesentlige orientert vinkelrett i forhold til, og forskjøvet fra, lengdeaksen til mantelen, og slik at en del av ytterveggen til innløpsåpningen er tangensielt innrettet med en del av ytterveggen til mantelen, som vist i fig. 3.

En i det vesentlige prismatisk tangensiell dyse 70 er anordnet i innløpsåpningen 14, og er utformet på en side av innerveggen til innløpsåpningen 14, og på den motsatte siden av en prismatisk skråplanoverflate 72a til en dyseinnsats 72. Slik den er vist i fig. 3, strekker en overflate 72a av innsatsen 72 seg i en vinkelretning slik at den vertikale avstanden mellom overflaten 72a og den motsatte indre overflaten av innløpsåpningen 14 avtar ettersom overflaten 72a strekker seg mot mantelen 12. De vinkelrette sider av den tangensielle dyse er utformet av to parallelle overflater 78b og 78b' (ikke vist) av dyseinnsatsen 72. Kanten av dyseinnsatsen 72 i innløps- og utløpssiden, i forhold til prosesstrømmen, er avsmalnet tilbake til den indre overflaten av innløpsåpningen 14 og avrundet for å maksimere effektiviteten til den tangensielle dysen 70. Disse avsmalningene danner overflater 78a og 78c, mellom hvilke overflaten 78b er anordnet, og motsatte overflater 78a' og 78c' (ikke vist), mellom hvilke overflaten 78b' er anordnet. Den resulterende dysen 70 er således en jevnt konvergerende passasje.

Innsatsen 72 kontakter den indre overflaten av innløpsåpningen 14 via en festeinnretning 74. En tetningsskive 76 er anordnet i en forsenkning utformet i ytterveggen til innløpsåpningen 14, og kontakter tettende hodet til festeinnretningen 74 og den vertikale veggen til forsenkningen. Et dyseåpningsareal 80 er definert av det minimale tverrsnittsarealet til dysen 70, vinkelrett i forhold til retningen til prosesstrømmen og som oppstår i området nær overflaten 78c.

I operasjon, fortsatt med henvisning til fig. 1-4, entrer gasstrømmen innløpsåpningen 14, og deretter separatoren 10, via rørseksjonen 18 og adapteren 16. Gasstrømmen entrer innløpsåpningen 14 ved et operasjonsstrømtrykk og en operasjons-volumetrisk strømningsrate. Det forstås at masse (bulk) og/eller medrevne væsker er tilstede i den trykksatte gasstrømmen etter entring inn i innløpsåpningen 14 og at det er ønskelig å separere væskene fra strømmen vis separatoren 12. Strømmen blir således renset eller "skrubbet" ved hjelp av separatoren 10, og ren gass (eller ikke-væsketransporterende gass) strømmer nedstrøms av separatoren 10 via rørseksjonen 22.

Når gassen strømmer inn i innløpsåpningen 14 også tilbake gjennom den tangensielle dysen 70 blir den akselerert av reduksjonen i strømningsareal til en topphastighet i dysemunningsområdet 80. Strømmen entrer så det annulære området 25 i en retning som er i det vesentlige vinkelrett på lengdeaksen til mantelen 12. Når denne høyhastighetsstrømmen blir tvunget til å krummes rundt lengdeaksen til mantelen 12 ved hjelp av krumningen til mantelens innervegg, blir det etablert et roterende virvelstrømningsregime. Når gassen virvler rundt den ytre overflaten til huset 20 i det annulære området 25, blir gassen forhindret fra å bevege seg aksielt i en retning mot rørseksjonen 22 av den annulære ringen 20c. O-ringen 20e forhindrer gassen fra å lekke ut i atmosfæren fra mellom mantelen 12 og den annulære ringen 20c.

Grunnet den initielle virvelgenereringen beveger gassen seg således i det annulære området 25 i en aksiell retning mot innløpsenden 46b av trommelen 46 i fonn av en virvelstrøm, og mellom to statiske overflater, den ytre overflaten av huset 20 og den indre overflaten av mantelen 12.

Under denne tiden skjer masseseparering av væske fra gassen i gasstrømmen. Virvelstrømmen skaper et sentrifugalkraftfelt i det annulære området 25. Med andre ord skaper virvelstrømmen en periferisk forløpende oppstilling av effektive sentrifugalkrefter på den virvlende strømmen som er rettet radielt utover mot den indre overflaten av mantelen 12. på grunn av at raten for radiell bevegelse av fluidpartiklene er direkte relatert til deres størrelse og tetthet, er den største effekten på massevæsken (bulkliquid) i gasstrømmen, med andre ord de relativt store væskedråpene i gasstrømmen. Masse- eller bulkvæsken blir således fordelaktig sentrifugert eller "tvunget" mot den indre overflaten av mantelen 12, og separeres dermed fra gassen.

Den resulterende oppbygningen av kontinuerlig sentrifugert bulkvæske på den indre overflaten av mantelen 12 i harmoni med det induserte sentrifugalkraftfeltet tvinger væsken til å strømme nedover langs den indre overflaten av mantelen, og mot platen 50. Bulkvæsken blir så drenert fra mantelen 12 på en måte som skal beskrives. Det forstås at eventuelle trykkdifferanser i nærheten av den indre overflaten av mantelen 12, og/eller langs den langsgående lengden av mantelen, også kan fremme strømning av bulkvæsken langs den indre overflaten. Videre, grunnet den vertikale orienteringen av mantelen 12, forstås det at tyngdekraften også vil fremme strømning av bulkvæsken langs den indre overflaten av mantelen 12 og mot platen 50.

Som beskrevet ovenfor beveger virvelstrømmen i det annulære området 25 seg aksielt mot innløpsenden 46b av trommelen 46, og entrer området av mantelen 12 mellom platen 54 og trommelen 46.1 dette punktet blir strømmen omledet oppover i en aksiell retning og entrer trommelen 46. På grunn av reduksjonen i radius på dette punktet øker virvelhastigheten i strømmen ytterligere, og øker således sentrifugalkreftene på fluidet. Det skal forstås at en relativt liten andel av denne strømmen isteden kan strømme rundt utsiden av trommelen 46 og inn i det annulære området 47 (ikke vist). Tettingen 49 motstår og begrenser mengden gass som strømmer inn i det annulære området 47.

Strømmen som entrer trommelen 46 og det annulære området 48 fortsetter å virvle og bli utsatt for induserte sentrifugalkrefter, som fordelaktig sentrifugerer tettere komponenter til den indre overflaten 46a av trommelen 46, og dermed separerer væskene (høyhastighetssubstanser) fra gassen (lavtetthetssubstanser).

Som et resultat av virvelstrømmen, og grunnet kombinasjonen av viskøst dragg eller friksjon på den indre overflaten av trommelen 46 og momentoverføringen fra virvelstrømmen til bladene 42a, roterer trommelen og bladene med klokken, som vist i fig. 3. Rotoren 42 og endehetten 44 roterer sammen med rotasjon av trommelen 46 og bladene 42a, med lagersammenstillingene 34a og 34b som understøttelse av den roterende rotoren 42. Akselen 30 understøtter i sin tur lagersammenstillingene 34a og 34b. Akselen 30, hylsen 37, skiveelementet 38 og mutteren 40 forblir stasjonære når rotoren 42 roterer om akselen. Trommelen 46 blir således drevet av den trykksatte gasstrømmen som entrer separatoren 10.

Rotasjon av trommelen 46 tilveiebringer kontinuerlig sentrifugalkrefter som blir rettet radielt utover, og som får den medrevende væsken til å forbli på eller "klebes" mot den indre overflaten av den roterende trommelen, og separeres fra gassen. Siden både trommelen 46 og rotoren 42 roterer er virvelstrømmen i det annulære området 48 avgrenset av den roterende indre overflaten til trommelen og den roterende ytre overflaten av rotoren. Som et resultat av den roterende ytre overflaten av rotoren 42 er hastigheten til virvelstrømmen høyere og sentrifugalkreftene større enn hvis den ytre overflaten av rotoren var statisk, som således forbedrer separasjonen av væske fra gassen i det annulære området 48.

Videre, blir det ikke dannet noen betydelig fluidskjærgrense i den indre overflaten av trommelen 46 fordi trommelen 46, rotoren 42 og virvelstrømmen beveger seg med tilnærmelsesvis samme rotasjonshastighet og dermed fremmer dannelsen av en periferisk forløpende, jevn og distinkt væskelag på den indre overflaten av trommelen.

Grunnet den ovenfor beskrevne bulkvæskeseparasjonsprosess opplever trommelen 46 relativt lav væskebelastning. Med andre ord er bulkvæsker i det vesentlige ikke tilstede i virvelstrømmen som entrer trommelen 46 og det annulære området 48. Siden rotasjonshastigheten til trommelen 46 er en funksjon av blant annet væskemengden i gasstrømmen (jo større væskemengde jo lavere rotasjonshastighet), blir en relativt høy rotasjonshastighet for trommelen bibeholdt på grunn av det vesentlige fraværet av bulkvæske som entrer trommelen. Grunnet bulkvæskeseparasjonsprosessen blir rotasjonshastigheten for trommelen 46 således i det vesentlige frakoblet fra, eller ikke lenger en vesentlig funksjon av, væskemengden i gasstrømmen oppstrøms av separatoren 10, med andre ord væsken strømmer gjennom rørseksjonen 18.

Rotasjon av trommelen 46, sammen med den avsmalnende profilen til den indre overflaten 46a av trommelen, tvinger også den medrevne væsken på den indre

overflaten til å strømme mot innløpsenden 46b av trommelen. Når innløpsenden 46b nås tømmes væsken radielt utover fra enden og blir slynget mot den indre overflaten av mantelen 12. Den tømte væsken blir enten båret av delen av virvelstrømmen som strømmer nedover forbi platen 54, eller treffer den indre overflaten av mantelen 12 og forenes med den allerede separerte bulkvæsken til å strømme langs den indre overflaten og dreneres fra mantelen på en måte som skal beskrives. Videre, grunnet den vertikale orienteringen av mantelen 12, forstås det at tyngdekraft også kan fremme tømming av væsken fra trommelen 46.

Som indikert ovenfor, har området av mantelen 12 under platen 54 ingen gassgjennomstrømning, og bare noen mindre sekundærstrømmer. Væskefilmen som dreneres ned langs innsiden av mantelen 12 passerer gjennom den smale spalten dannet mellom den ytre sylindriske kanten av platen 54 og den indre overflaten av mantelen 12. Initielt er væskene fremdeles virvlende nær virvelhastigheten for hovedprosesstrømmen. Ettersom den fortsetter sin nedoverbevegelse kontakter væskefilmen de fjerne endedeler av bladene 52a-52d, som fremviser dragoverflater, og reduserer rotasjonshastigheten til væsken. Når væsken strømmer aksielt forbi hakkene 52a'-52d', fremviser de proksimale endepartier av bladene 52a-52d relativt høye dragoverflater, som ytterligere reduserer rotasjonshastigheten til eventuelle virvelegenskaper for strømmen og i det vesentlige stopper all virvelbevegelse i nærheten av ventilhylsen 66. Platen 54 og bladene 52a-52d begrenser således i det vesentlige virvelmengden under platen, og bidrar til total opphør av virvelstrømningsregimet under platen.

Som beskrevet ovenfor strømmer væske nedover langs den indre overflaten av mantelen 12 grunnet både bulkvæskeseparasjon og væsketømming fra trommelen 56. Væsken koaliserer og samler seg på platen 50 i bunnen av mantelen 12. Ved å begrense virvelstrømmen under platen 54 forstås det at platen 54 og bladene 52a-52d også kan fremme væskeoppsamling på platen 50. Det forstås videre at platen 54 og bladene 52a-52d kan gjøre det mulig for ytterligere væske i strømmen å "klebe seg" til bladene og/eller den indre overflaten av mantelen 12, og strømme nedover derlangs for oppsamling på platen 50.

Ettersom mer væske samler seg på platen 50 dannes en dam med væske på bunnen av mantelen 12, forløpende over platen og med et stigende væskenivå. Når væskenivået stiger, stiger også flottøren (ikke vist) koblet til ventilhylsen 66 også, som får ventilhylsen til å gli oppover langs ventilinnsatsen 58. Ventilhylsen 66 fortsetter å stige inntil hylsen passerer i det minste en del av åpningene 58e, og dermed eksponerer i det minste en del av åpningene til væsken. Væsken i mantelen 12 strømmer gjennom åpningene 58e og inn i boringen 58c, og dreneres fra mantelen via dreneringsledningen koblet til ventilinnsatsen 58 (dreneringsledningen er ikke vist).

Ettersom væske dreneres fra mantelen 12 på ovennevnte måte avtar væskenivået i bassenget i mantelen som i sin tur får ventilhylsen 66 til å gli nedover inntil hylsen dekker åpningene 58e og væskestrømmen gjennom åpningene opphører. All væske i hylsen 66 og anordnet mellom den fjerne enden av fremspringet 58b og den indre overflaten av hylsen, går ut av hylsen via åpningene 66b for å gjøre det mulig for hylsen å gli nedover mot platen 50. O-ringene 64a og 64b kontakter tettende den indre veggen til hylsen 66 og forhindrer uønsket lekkasje når det ikke er noe væske som strømmer inn i separatoren 10. Den ovenfor beskrevne prosess blir gjentatt ettersom ytterligere væske samler seg i nærheten av ventilinnsatsen 58.

Hvis væskemengden i gasstrømmen i rørseksjonen 18 øker vil væskemengden som samler seg i bunnen av mantelen 12 også øke. Som et resultat vil væskedreneringsraten fra separatoren 10 øke fordi hylsen 66 vil gli høyere langs fremspringet 58b og eksponere mer av åpningene 58e. Motsatt, hvis væskemengden i gasstrømmen i rørseksjonen 18 avtar, vil væsken som samler seg i bunnen av mantelen 12 også avta. Som et resultat vil væskedreneringsraten fra separator 10 også avta fordi hylsen 66 vil gli lavere langs innsatsen 58 og eksponere mindre av åpningene 58e. På et hvilket som helst bestemt tidspunkt korresponderer således væskedreneringsraten i det vesentlige med væskemengden separert fra gasstrømmen.

Videre forstås det at en væsketrykktetting alltid blir bibeholdt mellom boringen 58c til innsatsen 58 og området av innsiden av mantelen 12 over væskenivået for den oppsamlede væsken i bunnen av mantelen. Dette innebærer at under den ovenfor beskrevne dreneringsprosessen er de eksponerte deler av åpningene 58e alltid nedsenket i den oppsamlede væsken i bunnen av mantelen 12, og bibeholder dermed trykket på innsiden av mantelen over væskenivået for den oppsamlede væsken.

I lys av det foregående forstås det at mantelen 12 er i det vesentlige oppdelt i to regioner - en høyvirvelseparasjonsregion over platen 54 og en lav - eller ingen-virveldreneringsregion under platen. Som et resultat av den ovenfor beskrevne separasjonen og dreneringen forlater ren gass i gasstrømmen (eller ikke-væsketransporterende gass) trommelen 46 og strømmer gjennom boringene 26b til støtteelementet 26. Det forstås at boringene 26b kan medvirke i uniform fordeling av strømmen, og minimalisering av utgangsturbulensen som er tilstede i strømmen. Den rene gassen strømmer nedstrøms av separatoren 10 via rørseksjonen 22.

Under den intielle trykksettingen av separatoren 10, og/under en økning i operasjonsstrømningstrykket for strømmen i rørseksjonen 18, forstås det at minst litt gass strømmer hm i det annulære området 43. Denne gassen kan nå det annulære området 43 ved å strømme over lagersammenstillingene 34a og 34b. Tilstedeværelsen av hylsen minimaliserer gassvolummengden i det annulære området 43, og minimaliserer dermed den fluidmengden som strømmer over lagersammenstillingene 34a og 34b under den initielle trykksettingen av separatoren 10 og/eller under økningen i operasjonstrykk for strømmen. Denne reduksjonen i fluidmengden som strømmer inn i det annulære området 43 fremmer opprettholdelse av integriteten til konnektorene mellom lagersammenstillingene 34a og 34b og akselen 30 mellom lagersammenstillingene og rotoren 42 og mellom de andre ovenfor beskrevne mekaniske koblinger i akselsammenstillingen 28. Reduksjonen i fluidstrømning over lagersammenstillingene 34a og 34b begrenser også kontamineringen av nevnte lagersammenstillinger.

Under normaloperasjon av separatoren 10 forstås det at

operasjonsstrømningstrykket til strømmen i rørseksjonen 18 kan avta. Som et

resultat forstås det videre at separatoren 10 kan trykkavlastes, som tar gass til å strømme ut av det annulære området 43 og over lagersammenstillingene 34a og 34b. Ved å minimalisere gassvolummengden i det annulære området 43 kan hylsen 37 minimalisere fluidmengden som strømmer over lagersammenstillingene 34a og 34b, og dermed fortsette å fremme oppretthold av integriteten til de mekaniske koblinger i akselsammenstillingen 28, og integriteten til selve akselsammenstillings-komponentene. Hylsen 34 minimaliserer således "pustingen" til akselsammenstillingen 28, med andre ord fluidmengden som strømmer til og fra det annulære området 43 og over lagersammenstillingene 34a og 34b.

Med henvisning til fig. 5 er en annen utførelsesform av separatoren generelt

betegnet med henvisningstallet 82, og ligner den i fig. 1-4 og inneholder flere deler av utførelsesformen som er gitt de samme henvisningstall. I utførelsesfonnen i fig. 5 er et hulrom 84 utformet i overflaten 72a til innsatsen 72, som separerer overflaten i to regioner, 72a' og 72a". Avstanden mellom de to regioner 72a' og 72a" korresponderer i det vesentlige med lengden til panelet 78b. En plate 86 er anordnet i hulrommet 84 slik at en overflate 86a for platen er i det vesentlige i flukt med overflateregionene 72a' og 72a".

En aksel 88 er koblet til platen 86 slik at akselen er i det vesentlige vinkelrett med lengdeaksen 14a. Det forstås at akselen strekker seg gjennom en åpning utformet i veggen til innløpsåpningen 14 (ikke vist) og ut av separatoren 10, og at en konvensjonell tetting (ikke vist) omkranser akselen 88 i åpningen for tettende å kontakte både den ytre overflaten av akselen og innløpsåpningen. Akselen 88 er avpasset til å rotere på plass under forhold som skal beskrives. For å romme platen 86 og akselen 88 forstås det at festeinnretningen 74 og tettingsskiven 76 kan bli fjernet fra innløpspartiet 14, og at innsatsen 72 kan være festet til den indre overflaten av innløpsåpningen via andre konvensjonelle midler slik som for eksempel klebemiddel eller andre mekaniske festemidler (ikke vist).

I operasjon opererer separatoren 82 generelt på en lignende måte som separatoren 10 i utførelsesfonnen i fig. 1-4. Som vist i fig. 5 kan platen 86 være i en "helt åpen" posisjon, med andre ord at platen kan være i det vesentlige i flukt med overflateregionene 72a' og 72a".

Når den volumetriske strømningsraten til gasstrømmen i rørseksjonen 18 avtar kan hastigheten til virvelstrømmen i mantelen 12 under bulkvæskeseparasjonsprosessen avta. Siden bulkvæskeseparasjonseffektiviteten er avhengig av hastigheten til virvelstrømmen som virvler rundt huset 20, vil mindre bulkvæskeseparasjon skje.

Tilsvarende, når den volumetriske strømningsraten til gasstrømmen avtar i rørseksjonen 18 kan hastigheten til virvelstrømmen som entrer trommelen 46 også avta. Som et resultat kan separasjonseffektiviteten i trommelen 46 avta fordi separasjonseffektiviteten til trommelen er avhengig av hastigheten til virvelstrømmen som entrer trommelen.

Akselen 88 blir rotert mot klokken, som vist i fig. 5, slik at platen 86 også roterer mot klokken. Rotasjon blir stoppet når platen er i en forhåndsbestemt posisjon, i forhold til delen av veggen til innløpsåpningen 14 som er motsatt av overflateregionene 72a' og 72a". I dette punktet har dysemunningsarealet 80 blitt redusert og panelene 78a og 78b, overflateregionen 72a' og overflaten 86a danner en jevn konvergerende dyse.

Som et resultat av reduksjonen av dysemunningsarealet 80 øker hastigheten til gasstrømmen som strømmer over overflaten 86a, som dermed øker hastigheten til virvelstrømmene i mantelen 12, med andre ord både virvelstrømmen som korresponderer med bulkvæskeseparasjon og den reversaksielle virvelstrømmen som entrer trommelen 46. Den økende hastigheten til virvelstrømmen som virvler rundt huset 20 returnerer virvelstrømmen i det annulære området 25 til sin normale operasjonshastighetsfordeling, og returnerer separatoren 10 til sin normale bulkvæskeseparasjonseffektivitetsnivå. Tilsvarende returnerer den økende hastigheten til virvelstrømmen som entrer trommelen 46 virvelstrømmen i det annulære området 48 til sin normale operasjonshastighetsfordeling, og returnerer trommelen til sitt normale separasjonseffektivitetsnivå. Derfor sikres passende væskeseparasjon av separatoren 10, uavhengig av reduksjonen i volumetrisk strømningsrate for gasstrømmen i rørseksjonen 18.

Når den volumetriske strømningsraten til gasstrømmen i rørseksjonen 18 øker trykkfallet over separatoren 10. Det forstås at det kan være ønskelig å eliminere denne økningen av trykkfall over separatoren 10. Så langt blir akselen 88 rotert medurs, som vist i fig. 5, slik at platen 86 også roterer medurs. Rotasjon blir stoppet når platen er i en forhåndsbestemt posisjon i forhold til delen av veggen til innløpsåpningen 14 som er motsatt av overflateregionene 72a' og 72a". I dette punktet har dysemunningsarealet 80 øket, og panelene 78a og 78b, overflateregionen 72a' og overflaten 86a fortsetter å danne en konvergerende dyse.

Som et resultat av økningen av dysemunningsarealet 80, avtar hastigheten til gasstrømmen som strømmer over overflaten 86a, som dermed returnerer virvelstrømmene i de annulære områder 25 og 48 til deres normale operasjonshastighetsfordelinger, og reduserer trykkfallet over separatoren 10. Derfor kan trykkfallet over separatoren 10 bli holdt på et konstant nivå, uavhengig av økningen av volumetrisk strømningsrate for gasstrømmen i rørseksjonen 18.

I lys av det foregående forstås det at dysemunningsarealet 80 kan bli kontinuerlig variert ved å rotere akselen 88, og redusere eller øke dysemunningsarealet som respons på eventuelle reduksjoner eller økning, respektivt, av den volumetriske strømningsraten til gasstrømmen i rørseksjonen 18, og dermed opprettholde en i det vesentlige konstant hastighetsfordeling for strømmen i det annulære området 48. Det forstås at innsatsen 42, panelene 78a-78c, platen 86 og det korresponderende variasjonsspekteret i dysemunningsarealet 80 kan bli konfigurert slik at separatoren 10 kan gi rom for varierende størrelsesorden av reduksjon av den volumetriske strømningsraten til gasstrømmen, slik som for eksempel reduksjon i størrelsesorden fra 10 til 1.

Med henvisning til fig. 6-7 er en annen utførelsesfonn av en separator generelt betegnet med henvisningstall 90, og ligner den i flg. 1-4 og inneholder flere deler av utførelsesformen som er gitt de samme henvisningstall. I utførelsesformen i fig. 6-7 er motsatte boringer 92 og 94 utformet gjennom den annulære ringen 20b. Boringene 92 og 94 er anordnet slik at boringene er i stand til å bli aksielt innrettet med hvert hull av antallet blindhull 46c under forhold som skal beskrives. En ferritisk komponent 96 er anordnet i hvert av hullene av antallet blindhull 46c. Det forstås at de ferritiske komponentene 96 kan være i et antall konvensjonelle fonner, slik som for eksempel stålsettskruer.

En omformer 98 med en yttergjengekobling 98a er koblet til huset 20. Den yttergjengede koblingen 98a er gjengeforbundet med innerveggen til boringen 92, og boringen og yttergjengekoblingen er aksielt innrettet. Det forstås at en boring (ikke vist) er utformet gjennom yttergjengekoblingen 98a, og er i stand til å bli aksielt innrettet med hvert hull av antallet blindhull 46c under forhold som skal beskrives. Omformeren 98 inkluderer en eller flere magnetiske komponenter.

En fluidledning 100 er koblet til huset 20 via en tilpasning 101 som er gjengetilkoblet den indre veggen til boringen 94. Ledningen strekker seg nedover langsmed mantelen 12, dreier radielt innover under platen 50, og strekker seg så oppover gjennom platene 50 og 54. En ende 100a av ledningen 100 er posisjonert nær innløpsenden 46b av trommelen 46, og forskjøvet fra senter for trommelen. Uavhengig av utstrekningen til ledningen 100 gjennom platen forstås det av innsiden av mantelen 12 forblir avtettet fra omgivelsesmiljøet grunnet et konvensjonell tetningsinngrep mellom ledningen og platen. Det forstås videre at posisjonen til enden 100a kan bli variert slik som for eksempel ved å bevege enden 100a nærmere mot senter av trommelen.

Et par aksielt adskilte kanaler 102a og 102b er utformet i innerveggen til huset 20 slik at boringene 92 og 94 er posisjonert mellom kanalene. Annulære labyrint- eller trommeltettinger 104a og 104b er anordnet i kanaler 102a og 102b, respektivt. Det ovenfor beskrevne annulære området 47, definert av den ytre overflaten til trommelen 46 og den indre overflaten til huset 20, er vist i fig. 7.

I operasjon opererer generelt separatoren 90 på en måte lignende operasjonen for separatoren 10 i utførelsesfonnen i fig. 1-4. Delvis grunnet strømningsmotstanden forbundet med den ovenfor beskrevne energioverføringen mellom strømmen og den roterende trommelen 46 og bladene 42a til rotoren 42, kan en sekundærstrøm av gass bli drevet rundt utsiden av trommelen. Denne sekundærstrømmen strømmer så gjennom det annulære området 47 og forbi trommelen 46, som unngår viskøst drag/friksjon på den indre overflaten av trommelen og momentoverføringen til bladene 42a.

Etter passering av trommelen 46 strømmer sekundærstrømmen gjennom boringene 26b, blandes med resten av gasstrømmen som strømte gjennom det annulære området 48. Siden den sekundære strømmen ikke har gjennomgått rotasjonsseparasjon i trommelen 46 kan den transportere medrevet væske, som dermed øker muligheten for å reinnføre væske tilbake i gasstrømmen som strømmer gjennom boringene 26b til støtteelementet 26. Rekontaminert gass (eller væskebærende gass) kan således bli transportert nedstrøms av separatoren 90 via rørseksjonen 22, som ødelegger formålet med separatoren 90.

Tettingene 49 og 104a begrenser strømningsraten for den sekundære strømmen, og tilveiebringer vesentlig strømningsmotstand i lys av sin nærhet til den ytre overflaten av rotasjonstrommelen 46. Gassen i sekundærstrømmen som strømmer forbi tettingen 104a entrer en del av det annulære området 47 som er aksielt anordnet mellom tettingene 100a og 104b. Denne delen av det annulære området 47 har et høyere trykk enn trykket i innløpsenden 46b av trommelen 46 og nær den langsgående senteraksen til trommelen, med andre ord trykket i mantelen 12 nær enden 100a av ledningen 100. Denne trykkdifferansen skyldes delvis virvelegenskapen til strømmen som entrer trommelen 46.

På grunn av denne trykkdifferansen strømmer sekundærgasstrømmen gjennom boringen 94, tilpasningen 101 og ledningen 100, og forlater ledningen i enden 100a for entring inn i trommelen 46. Sekundærstrømmen blir således avledet tilbake i virvelstrømmen som entrer trommelen 46 og strømme gjennom det annulære området 48, som minimaliserer muligheten for uønsket blanding mellom etterseparasjonsgasstrømmen som skal forlate trommelen og en væsketransporterende sekundærstrøm.

Når trommelen 46 roterer passerer hver ferritiske komponent 96 anordnet i det korresponderende hull 46c boringen 92, og blir dermed et øyeblikk aksielt innrettet med boringen dannet gjennom den yttergjengede koblingen 98a til omformeren 98. Den magnetiske komponenten til omformeren 98 føler passeringen av hver ferritiske komponent 96 ved hjelp av boringen 92, og måler dermed rotasjonshastigheten til trommelen 46. Det forstås at omformeren 98 kan være konfigurert til å måle rotasjonshastigheten til trommelen 46 via andre midler, slik som for eksempel konvensjonelle optiske midler.

Variasjoner kan bli gjort i det foregående uten å fravike fra omfanget av oppfinnelsen. Det forstås at hver av de ovennevnte utførelsesfonner kan bli kombinert med en eller flere av de andre utførelsesformer.

For eksempel kan utførelsesfonnen i fig. 5 bli kombinert med den i fig. 6-7 slik at den resulterende separatoren inkluderer omformeren 98, platen 86 og akselen 88. I en slik kombinasjon forstås det at akselen 88 kan bli aktivt styrt via omformeren 98. Dette innebærer at som respons på sine målinger av rotasjonshastigheten til trommelen 46 kan omformeren 98 sende et korresponderende signal til en motorstyring som i sin tur styrer rotasjonsgraden for akselen 88. Siden rotasjonshastigheten til trommelen 46 er avhengig av den volumetriske strømningsraten til gasstrømmen, blir således all økning eller reduksjon av den volumetriske strømningsraten følt og dysemunningsarealet 80 blir tilsvarende automatisk justert.

For utførelsesfonnen i fig. 5 forstås det at rotasjonen av akselen 88, og derfor dysemunningsarealet 80, kan bli styrt ved hjelp av andre fremgangsmåter istedenfor ved hjelp av manuell justering eller operasjon av omformeren 98. For eksempel kan rotasjon av akselen 88 bli aktivt styrt via et signal generert som respons på en måling av en annen parameter, slik som for eksempel trykkfallet over separatoren 82 eller den volumetriske strømningsraten til strømmen i rørseksjonen 18. Det forstås videre at andre midler kan bli benyttet for å danne en konvergerende dyse med et variabelt munningsareal. For eksempel kan et antall roterende plater bli installert i innløpsåpningen 14. For et annet eksempel kan en teleskoperende komponent bli installert i innløpsåpningen 14, hvor dysemunningsarealet varierer i samsvar med graden av teleskopisk forlengelse og/eller forkortelse.

Videre, kan lagersammenstillingene 34a og 34b operere ved et trykk som i det vesentlige tilsvarer trykket til gasstrømmen, og kan bli avskjermet fra eventuelle kontaminenter/forurensninger ved bruk av systemer og fremgangsmåter lignende de som er beskrevet i samtidige løpende søknad med serienummer 60/608,296, hvis innhold er inkorporert her som referanse. Det forstås at skjerming av lagersammenstillingene 34a og 34b på denne måten kan kreve at en eller flere fluidledninger strekker seg fra nærheten av lagersammenstillingene til et eller flere væskereservoarer anordnet utenfor separatoren 10, 82 eller 90.

Videre forstås det at deler av, eller hele, mantelen 12, innløpsåpningen 14, huset 20, rotoren 42 og/eller trommelen 46 kan være i andre former enn rørformede elementer, slik som for eksempel i form av prismatiske strukturer. Størrelsen, mengden og plasseringen av bladene 52 kan også bli variert. I tillegg til en vertikal orientering kan separatoren 10, 82 eller 90 være orientert i andre retninger slik som for eksempel horisontalt. Det forstå videre at et mangfold av in-line forbindelseskonfigurasjoner kan bli benyttet ved installasjon av separatoren 10,82 eller 90 i ny rørledning og/eller ettermonteringsapplikasjoner.

De ovenfor beskrevne væsker kan bli separert og ekstrahert foran strømningsmålere i gassoverføringsledninger. Separatoren 10,82 eller 90 kan også bli benyttet for å skrubbe/rense gasser ved kompressorinnløp og tilveiebringe en væske- og gasseparator for applikasjoner hvor kraftgjenvinning ikke behøves. Andre serviceapplikasjoner for separatoren 10,82 eller 90 inkluderer, men er ikke begrenset til, gasskompressorsug- og utløpsapplikasjoner, gassmålingsstasjonsvæske- og faststoffjerningsapplikasjoner, kontaktortårninnløps-og utløpsapplikasjoner, mobil brønntestings- og prøveenhetsapplikasjoner, konvensjonelle separatorutløpsapplikasjoner (hvor separatoren fungerer som en sekundærtrinnsskrubber/væskeutskiller), gassoverføringsapplikasjoner og flaskehalsfjemingsapplikasjoner fra for eksempel eksisterende skrubbere.

Alle romhenvisninger slik som for eksempel "øvre", "nedre", "over", "under", "mellom", "vertikal", "horisontal", "vinklet", "nedover", "oppover", etc. er bare for illustrasjonsformål, og begrenser ikke den spesifikke orientering eller plassering av konstruksjonen beskrevet ovenfor.

Claims (10)

1. Separator (82), innbefattende: en trommel (46) avpasset til å rotere for å separere substanser med relativt høye tettheter fra en trykksatt strøm, hvilken trommel (46) i det minste delvis definerer et strømningsområde gjennom hvilket strømmen strømmer; ogkarakterisert vedat separatoren videre omfatter: midler for å bibeholde hastighetsfordelingen til strømmen i strømningsområdet i det vesentlige konstant når en volumetrisk strømningsraten til strømmen endres, hvorved midlene innbefatter en dyse (70) med en variabel dysemunningsareal (80) i fluidkommunikasjon med strømningsområdet.

2. Separator (82) i henhold til krav 1, hvor dysen (70) innbefatter en plate (86) avpasset til å rotere for å variere dysemunningsarealet (80).

3. Separator (82) i henhold til krav 2, hvor midlene videre innbefatter en aksel (88) koblet til platen (86), idet rotasjon av akselen (88) roterer platen (86).

4. Separator (82) i henhold til krav 2, hvor platen (86) roterer som respons på måling av en parameter.

5. Separator (82) i henhold til krav 3, hvor parameteren er valgt fra gruppen bestående av rotasjonshastigheten til trommelen, et trykkfall i strømmen over separatoren, og volumetrisk strønmingsrate til strømmen.

6. Separator (82) i henhold til krav 4, videre innbefattende en omformer for måling av parameteren, hvor rotasjon av platen (86) blir styrt i det minste delvis ved hjelp av et signal generert av omformeren (98) som respons på dens måling av parameteren.

7. Fremgangsmåte, innbefattende: å separere substanser med relativt høye tettheter fra en trykksatt strømning ved å tillate strømmen å strømme gjennom et strømningsområde som i det minste er delvis definert av en roterende trommel (46); ogkarakterisert vedat fremgangsmåten videre innbefatter: å bibeholde en hastighetsfordeling til strømmen i strømningsområdet i det vesentlige konstant når den volumetriske strømningsraten til strømmen endres, hvor bibeholdelsen av hastighetsfordelingen til strømmen i strømningsområdet i det vesentlige konstant når den volumetriske strømningsraten til strømmen endres, innbefatter fluidmessig å forbinde til strømningsområdet en dyse (70) med et munningsareal (80); og å variere munningsarealet (80) til dysen.

8. Fremgangsmåte i henhold til krav 7, hvor trinnet med å variere innbefatter å rotere en plate.

9. Fremgangsmåte i henhold til krav 8, hvor trinnet med å variere videre innbefatter: å måle en parameter; og å generere et signal som respons på parametermålingen for å styre rotasjonen av platen (86).

10. Fremgangsmåte i henhold til krav 9, hvor parameteren er en rotasjonshastighet til trommelen (46).