具有高性能阀笼的控制阀制造技术

控制阀包括具有入口和出口的本体以及定位在所述入口与所述出口之间的通道中的阀座。阀塞定位在本体内并能够在打开位置与关闭位置之间移动以调节出口处的流体流动。笼设置在本体内，邻近阀座并靠近阀塞。笼还具有圆周壁，该圆周壁具有沿着笼的纵向轴线对准的外表面和内表面。笼的外表面限定外部流动长度，并且内表面限定小于外部流动长度的内部流动长度。

【技术实现步骤摘要】
具有高性能阀笼的控制阀
概括地，本公开内容涉及控制阀，更具体而言，涉及用于控制阀的高性能阀笼。
技术介绍
在典型的控制阀中，当阀塞从关闭位置(在该位置处，阀塞密封地接合阀座)移动到打开位置(在该位置处，阀塞设置为远离阀座)时，阀笼可以为阀塞提供引导。当阀处于打开位置时，流体从阀入口流动，穿过阀座与阀塞之间的通道，穿过阀笼，并通过阀出口流出。除了引导阀塞外，阀笼还可用于附加的功能，诸如降噪声。典型的控制阀笼通常包括具有多个共面的径向流动通道的环形圆柱体作为手段，以控制流动或增加对节流塞的稳定性和/或鲁棒性。然而，在使用阀笼来调节和/或表征流体流动的应用中，当前技术通常依赖于通过环形圆柱体钻孔，使用堆叠和焊接、钎焊或螺栓连接在一起的切割盘层压，或使用堆叠和焊接、钎焊或螺栓连接在一起的层压铸造或蚀刻盘。然而，典型的阀笼，特别是诸如防空化或噪音衰减设计的高性能元件具有许多设计限制以确保性能。例如，适当的出口孔间距在很多情况下是必不可少的，以确保适当的噪音衰减或能量分散(dispersion)。这些设计通常具有基本上在同一平面内的流动通道(入口到出口)。尽管流动通道可以是任何形状、长度、直径、具有或不具有类似于限制或扩展的特征，但这些通道大部分是共面的并且从阀笼的内径径向地行进到外径或从阀笼的外径到内径，取决于控制阀的流向。因此，为了确保所需高性能设计的适当出口间距，入口也必须具有类似的间距，这可能需要阀塞在完全关闭位置和完全打开位置之间的大行程距离。
技术实现思路
根据本专利技术的一个示例性方面，控制阀包括具有入口和出口的本体以及定位在所述入口与所述出口之间的通道中的阀座。阀塞定位在所述本体内并能够在打开位置与关闭位置之间移动以调节所述出口处的流体流动。笼设置在所述本体内，邻近所述阀座并靠近所述阀塞，并且具有圆周壁，所述圆周壁具有沿着所述笼的纵向轴线对准的外表面和内表面。所述笼的所述外表面限定外部流动长度，并且所述内表面限定小于所述外部流动长度的内部流动长度。进一步根据本专利技术的前述示例性方面中的任何一个或多个，所述控制阀还可以以任意组合包括以下优选形式的任何一种或多种。在一个优选的形式中，所述笼还包括第一端和与所述第一端相对的第二端。多个出口形成在所述外表面中，其中，最接近所述笼的所述第一端的第一出口与最接近所述笼的所述第二端的第二出口之间的纵向距离限定所述外部流动长度。多个入口形成在所述内表面中，其中，最接近所述笼的所述第一端的第一入口与最接近所述笼的所述第二端的第二入口之间的纵向距离限定所述内部流动长度。在另一个优选形式中，所述第一出口通过第一流动通道与所述第一入口流体连通，并且所述第二出口通过第二流动通道与所述第二入口流体连通。在另一个优选形式中，所述第一流动通道和所述第二流动通道具有围绕所述纵向轴线的大致螺旋形状。在另一个优选形式中，所述第二流动通道具有从大致垂直于所述纵向轴线延伸并通过所述第二入口的径向平面以锐角延伸的部分。在另一个优选形式中，所述笼是整体的实心圆柱体。在另一个优选形式中，所述笼包括多个堆叠的盘。在另一个优选的形式中，所述控制阀还包括致动器，所述致动器的尺寸设定成沿所述纵向轴线在整个所述内表面的所述内部流动长度上冲击阀塞，以调节沿着所述外表面的所述外部流动长度的流体流动。在另一个优选形式中，所述多个入口中的每一个入口限定中心线，并且所述多个出口中的每一个出口限定中心线。多个流动通道穿过所述壁而形成，并提供所述入口与所述出口之间的流体连通。所述入口被纵向间隔开，使得所述入口的中心线具有第一规则间隔，并且所述出口被纵向间隔开，使得所述出口的中心线具有不同于所述第一规则间距的第二规则间距。在另一个优选形式中，所述第一规则间距大于所述第二规则间距。在另一个优选形式中，每个流动通道包括大致径向延伸的入口部分、大致径向延伸的出口部分和在所述入口部分与所述出口部分之间延伸并具有大致螺旋形状的中间部分。在另一个优选形式中，公共入口部分为多个流动通道提供流体入口。所述多个流动通道的所述中间部分通常在大致相反的方向上螺旋形成，并且每个流动通道在交点处与至少一个其它流动通道交叉，并且每个中间部分包括位于所述交点下游的恢复区。根据本专利技术的另一个示例性方面，控制阀笼包括圆周壁，所述圆周壁具有沿着所述控制阀笼的纵向轴线对准的外表面和内表面。多个入口形成在所述内表面中，每个入口限定中心线，并且多个出口形成在所述外表面中，每个出口限定中心线。多个流动通道形穿过所述壁而形成，并提供所述入口与所述出口之间的流体连通。每个流动通道包括入口部分、出口部分和在所述入口部分与所述出口部分之间延伸并具有围绕所述纵向轴线的大致螺旋形状的中间部分。所述中间部分的至少一部分从大致垂直于所述纵向轴线延伸并且通过对应的入口部分的径向平面以锐角延伸。进一步根据本专利技术的前述示例性方面中的任何一个或多个，控制阀笼还可以以任意组合包括以下优选形式中的任何一个或多个。在一个优选的形式中，所述笼是整体的实心圆柱体。在另一个优选形式中，所述笼包括多个堆叠的盘。在另一个优选的形式中，公共入口部分为多个流动通道提供流体入口。所述多个流动通道的所述中间部分在大致相反的方向上螺旋形成，并且每个流动通道在交点处与至少一个其它流动通道交叉，并且每个中间部分包括位于所述交点下游的恢复区。在另一个优选形式中，所述外表面限定外部流动长度，并且所述内部表面限定小于所述外部流动长度的内部流动长度。在另一个优选形式中，所述控制阀笼还包括第一端和与所述第一端相对的第二端。最接近所述笼的所述第一端的第一出口与最接近所述笼的所述第二端的第二出口之间的纵向距离限定所述外部流动长度以及最接近所述第一端的第一入口与最接近所述笼的所述第二端的第二入口之间的纵向距离限定所述内部流动长度。在另一个优选形式中，控制阀包括所述控制阀笼，并且还包括具有入口与出口的本体、定位在所述入口与所述出口之间的通道中的阀座以及定位在所述本体内并且能够在打开位置与关闭位置之间移动以调节所述出口处的流体流动的阀塞。所述控制阀笼设置在所述阀体内邻近所述阀座并靠近所述阀塞。在另一个优选形式中，所述控制阀还包括致动器，所述致动器的尺寸设定成沿着所述纵向轴线在整个所述内表面的所述内部流动长度上冲击阀塞，以调节沿着所述外表面的所述外部流动长度的流体流动。附图说明图1是示例性控制阀的横截面图；图2是图1的控制阀的示例性控制阀笼的侧视图；图3是图2的控制阀笼的透视图；图4是图3的控制阀笼的透视图，其中，流动通道以虚线示出；图5是图3的控制阀笼的流动通道的图示；图6是沿着图3的线6-6截取的图2的控制阀笼的侧面剖视图；图7是图6的控制阀笼的侧面剖视图，其中，流动通道以虚线示出；图8是图6的控制阀笼的流动通道的图示；和图9是沿图2中的线9-9截取的图2的控制阀笼的俯视横截面图。具体实施方式本文描述的控制阀和控制阀笼提供了高性能的阀笼，其允许使用具有较短行程的致动器。阀笼具有多个实质上偏离共平面的流动通道，这提供了更紧凑的入口间距，同时仍允许所需的出口间距，这允许使用更便宜的较短行程的致动器，而不会牺牲阀笼的性能及其预期的设计功能和特征，诸如流动能力(flowcapacity)、流量特性、噪音衰减、空化减轻等。阀笼利用流动通道设本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种控制阀，包括：本体，所述本体具有入口和出口；阀座，所述阀座定位在所述入口与所述出口之间的所述本体的通道中；阀塞，所述阀塞定位在所述本体内，并且能够在打开位置与关闭位置之间移动以调节所述出口处的流体流动；以及笼，所述笼设置在所述本体内，邻近所述阀座且靠近所述阀塞，所述笼包括：圆周壁，所述圆周壁具有沿着所述笼的纵向轴线对准的外表面和内表面；其中，所述外表面限定外部流动长度；以及所述内表面限定小于所述外部流动长度的内部流动长度。

【技术特征摘要】
2017.04.19 US 15/491,3411.一种控制阀，包括：本体，所述本体具有入口和出口；阀座，所述阀座定位在所述入口与所述出口之间的所述本体的通道中；阀塞，所述阀塞定位在所述本体内，并且能够在打开位置与关闭位置之间移动以调节所述出口处的流体流动；以及笼，所述笼设置在所述本体内，邻近所述阀座且靠近所述阀塞，所述笼包括：圆周壁，所述圆周壁具有沿着所述笼的纵向轴线对准的外表面和内表面；其中，所述外表面限定外部流动长度；以及所述内表面限定小于所述外部流动长度的内部流动长度。2.根据权利要求1所述的控制阀，其中，所述笼还包括：第一端；第二端，所述第二端与所述第一端相对；多个出口，所述多个出口形成在所述外表面中，其中，最接近所述笼的第一端的第一出口与最接近所述笼的第二端的第二出口之间的纵向距离限定所述外部流动长度；和多个入口，所述多个入口形成在所述内表面中，其中，最接近所述笼的第一端的第一入口与最接近所述笼的第二端的第二入口之间的纵向距离限定所述内部流动长度。3.根据权利要求2所述的控制阀，其中，所述第一出口通过第一流动通道与所述第一入口流体连通，并且所述第二出口通过第二流动通道与所述第二入口流体连通。4.根据权利要求3所述的控制阀，其中，所述第一流动通道和所述第二流动通道具有围绕所述纵向轴线的大致螺旋形状。5.根据权利要求3所述的控制阀，其中，所述第一流动通道具有从径向平面以锐角延伸的部分，所述径向平面大致垂直于所述纵向轴线并且穿过所述第一入口而延伸。6.根据权利要求1所述的控制阀，其中，所述笼是整体的实心圆柱体。7.根据权利要求1所述的控制阀，其中，所述笼包括多个堆叠的盘。8.根据权利要求1所述的控制阀，其中，所述控制阀还包括致动器，所述致动器的尺寸被形成为沿所述纵向轴线在所述内表面的整个内部流动长度上冲击所述阀塞，以调节沿着所述外表面的外部流动长度的流体流动。9.根据权利要求2所述的控制阀，其中：所述多个入口中的每一个入口限定中心线；所述多个出口中的每一个出口限定中心线；多个流动通道穿过所述壁而形成，并且提供所述入口与所述出口之间的流体连通；所述入口被纵向间隔开，使得所述入口的中心线具有第一规则间隔；以及所述出口被纵向间隔开，使得所述出口的中心线具有不同于所述第一规则间距的第二规则间距。10.根据权利要求9所述的控制阀，其中，所述第二规则间距大于所述第一规则间距。11.根据权利要求9所述的控制阀，其中，每个流动通道包括大致径向延伸的入口部分、大致径向延伸的出口部分和在所述入口部...

【专利技术属性】
技术研发人员：M·W·麦卡迪，
申请(专利权)人：费希尔控制产品国际有限公司，
类型：发明
国别省市：美国,US