旋转阀以及旋转阀的球状元件制造技术

本实用新型专利技术提供了一种旋转阀以及旋转阀的球状元件。所述旋转阀包括阀主体，所述阀主体限定入口、出口以及与所述入口和所述出口流体连通的阀内部。所述阀还包括经由阀杆设置在所述阀内部以控制通过所述阀的流体流量的球状元件，以及用于密封地接合所述球状元件的阀座。所述球状元件包括具有外部部分的主体、穿过所述主体的中心部分设置的孔以及设置在所述孔和所述外部部分之间以在所述阀的高腐蚀性和磨蚀性应用期间加强所述球状元件的至少一个支架。

Rotary valve and ball element of rotary valve

【技术实现步骤摘要】
旋转阀以及旋转阀的球状元件
本公开内容涉及旋转阀以及旋转阀的球状元件。
技术介绍
过程控制系统通常采用旋转阀(诸如球阀、蝶阀、偏心盘阀、偏心塞阀等)来控制过程流体的流量。旋转阀通常包括阀内件组件以及流体控制元件(例如，盘、球等)，阀内件组件具有设置在流体路径中并围绕流动孔隙(aperture)的底座，流体控制元件设置在流体路径中并能够经由轴旋转地耦合到阀的主体。为了控制通过一些旋转阀的流体的流量，流体控制元件的位置可以从闭合位置变化到全开或中间流速位置，在闭合位置处，流体控制元件与底座密封接合，由此防止流体流量通过流动孔隙，而在全开或中间流速位置处，流体控制元件与底座间隔开，由此允许流体流量通过流动孔隙。在一些旋转阀中，流体控制元件是球状元件。例如，在浮球阀设计中球状元件的重量直接影响将该球推入底座以维持所需的底座负载和随后的最大泄漏率所需的弹簧力的量。该负载导致球相对于底座较高的摩擦，从而导致打开/闭合阀所需的较高的扭矩。例如，这在低压降时尤其重要，这时该压降没有引起很多的力来例如帮助将球状元件压入到底座中。旋转阀的传统球状元件不是非常有弹性的，这例如防止球状元件较容易地符合阀座的密封表面的形状。例如，这在金属球或金属底座密封中特别成问题。另外，阀的各种操作环境的温度变化经常引起球状元件和阀座的形状改变，使得现有的球状元件更难以有效的方式密封地接合阀座。
技术实现思路
根据第一示例性方面，一种旋转阀包括阀主体，所述阀主体限定阀入口、阀出口以及与所述阀入口和所述阀出口流体连通的控制通道。球状元件经由阀杆设置在所述控制通道内以控制所述阀入口和所述阀出口之间的流体流量。所述球状元件包括具有外部部分的主体、设置在所述主体的中心部分的孔以及设置在所述主体中在所述孔和所述球状元件的外部部分之间处的至少一个支架。阀座设置在所述控制通道中靠近所述阀入口处并密封地接合所述球状元件。在所述球状元件旋转时，所述球状元件的孔可以从闭合位置移动到打开位置，其中所述球状元件的所述孔暴露于所述控制通道，从而允许流体流量通过所述孔。根据第二示例性方面，一种旋转阀的球状元件，包括：具有外侧部分的主体。所述球状元件还包括设置在所述主体内的孔。所述球状元件还包括设置在所述主体和所述孔之间的至少一个支架，其中，所述至少一个支架按以下中的一者或多者设置：从所述孔到所述球状元件的外部部分径向地设置、垂直于所述孔设置、平行于所述孔设置，和/或所述至少一个支架由所述主体在所述外部部分和所述孔中的一者或多者处的厚度的变化形成。根据前述第一或第二示例性方面中的任何一者或多者，所述球状元件还可以包括用于接收所述阀杆的槽或凹槽中的一者或多者。另外，所述至少一个支架包括多个支架，并且所述多个支架中的每一个支架都包括径向支架。每一个径向支架都具有延伸到所述孔的第一部分和与所述球状元件的外部部分接触的第二部分。此外，每一个径向支架都可以在所述孔周围彼此等距地间隔开。在另一个方面中，所述至少一个支架平行于所述孔设置。在又一种形式中，所述至少一个支架垂直于所述孔设置。另外，所述至少一个支架与其它支架中的每一个支架等距地间隔开。此外，所述至少一个支架可以包括具有至少一个支架的多个支架。所述至少一个支架可以具有第一厚度T1并且设置在用于接收轴和所述孔的槽之间。所述多个支架还可以包括具有第二厚度T2并设置在孔隙和所述球状元件的外部部分之间的第二支架。此外，第三支架可以具有第三厚度T3并设置在所述孔隙和所述孔之间，以及第四支架可以具有第四厚度T4并设置在两个孔隙之间，其中，所述第一厚度T1可以大于所述第二厚度T2、所述第三厚度T3和所述第四厚度T4。另外，所述第四厚度T4大于第二厚度T2和所述第三厚度T3，从而导致所述支架在所述球状元件周围具有不同厚度。根据其它方面，所述至少一个支架可以包括至少一一体式径向支架，并且所述球状元件的主体可以在所述槽、所述球状元件的外部部分和所述孔中的一者或多者周围具有不同的厚度。另外，所述球状元件的主体包括垂直于所述孔的至少一个区域，所述至少一个区域比所述主体的其它区域更厚。另外，所述至少一个支架包括多个支架，并且所述多个支架中的所述支架按以下中的一者或多者设置：从所述孔到所述球状元件的外部部分径向地设置、平行于所述孔设置、垂直于所述孔设置或其任何组合。在一个优选形式中，所述主体是使用增材制造技术、铸造技术或烧结技术之一来创建的。另外，所述主体内的所述孔是使用增材制造技术、铸造技术或烧结技术中的一者或多者来创建的。此外，所述主体内的所述至少一个支架是使用增材制造技术、铸造技术或烧结技术中的一者或多者来创建的。在另一个方面中，增材制造技术可以包括3D打印。另外，所述球状元件还可以包括形成在所述球状元件的所述主体的外部部分中的槽或凹槽中的一者，其中，所述槽或所述凹槽中的一者用于接收阀杆。根据其它方面，所述主体的外部部分包含涂层。所述主体、所述孔和所述至少一个支架中的一者或多者是通过铸造或烧结中的一者或多者形成的，并且所述主体、所述孔和所述至少一个支架中的一者或多者是通过制造连接的。此外，所述主体和所述支架中的一者或多者由片材、机加工棒料或板制成。附图说明在所附权利要求中具体阐述了被认为是新颖的本技术的特征。通过参考结合附图的以下描述可以最好地理解本技术，其中相同的附图标记表示若干附图中的相同元件，其中：图1A是根据本公开内容的教导的示例性旋转阀的局部分解透视图。图1B是根据本公开内容的教导的具有球状元件的图1的示例性旋转阀的分解视图；图2是根据本公开内容的教导构造的示例性旋转阀的横截面视图；图3是根据本公开内容的教导构造的旋转控制阀的示例性球状元件的横截面视图；图4是根据本公开内容的教导构造的旋转阀的另一个示例性球状元件的横截面视图；图5是根据本公开内容的教导构造的旋转阀的又一个示例性球状元件的横截面视图；图6是根据本公开内容的教导构造的旋转阀的又一个示例性球状元件的横截面视图；图7是根据本公开内容的教导构造的旋转阀的又一个示例性球状元件的横截面视图；以及图8是根据本公开内容的一方面的描绘示例性方法的流程图。具体实施方式本公开内容涉及旋转阀的支撑球状元件。旋转阀包括阀主体，该阀主体限定阀入口、阀出口以及与阀入口和阀出口流体连通的控制通道。球状元件经由阀杆设置在控制通道内，以控制阀入口和阀出口之间的流体流动，并包括具有外部部分的主体。孔设置在该主体的中心部分中，并且至少一个支架设置在该主体中孔和球状元件的外部部分之间处。该至少一个支架可以包括多个支架，并且可按以下中的一者或多者进行设置：从该孔隙到球状元件的外部部分径向地设置、平行于该孔设置、垂直于所述孔设置或其任何组合。此外，所述至少一个支架可以包括至少一个一体式径向支架，使得球状元件的主体可以在槽、球的外部部分和孔中的一者或多者周围具有变化的厚度。如此配置，中空的支撑球状元件比传统的实心球状元件更有弹性，从而允许球状元件更容易地符合密封表面的形状。另外，空心球状元件减小了球状元件的重量，从而减少了将球状元件推入阀座以维持所需的底座负载和随后的最大泄漏率所需的弹簧力的量。现在参考图1A、1B和2，描绘了过程控制系统中通常采用的类型的示例性旋转阀10。控制阀10包括阀主体12本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种旋转阀，其特征在于，所述旋转阀包括：阀主体，所述阀主体限定阀入口、阀出口以及与所述阀入口和所述阀出口流体连通的控制通道；球状元件，所述球状元件经由阀杆设置在所述控制通道内以控制所述阀入口和所述阀出口之间的流体流量，所述球状元件包括具有外部部分的主体、设置在所述主体的中心部分的孔以及设置在所述主体中在所述孔和所述球状元件的外部部分之间处的至少一个支架；以及阀座，所述阀座设置在所述控制通道中靠近所述阀入口处并密封地接合所述球状元件，其中，在所述球状元件旋转时，所述球状元件的孔能够从闭合位置移动到打开位置，其中所述球状元件的所述孔暴露于所述控制通道，从而允许流体流量通过所述孔。

【技术特征摘要】
2017.09.01 US 15/693,6571.一种旋转阀，其特征在于，所述旋转阀包括：阀主体，所述阀主体限定阀入口、阀出口以及与所述阀入口和所述阀出口流体连通的控制通道；球状元件，所述球状元件经由阀杆设置在所述控制通道内以控制所述阀入口和所述阀出口之间的流体流量，所述球状元件包括具有外部部分的主体、设置在所述主体的中心部分的孔以及设置在所述主体中在所述孔和所述球状元件的外部部分之间处的至少一个支架；以及阀座，所述阀座设置在所述控制通道中靠近所述阀入口处并密封地接合所述球状元件，其中，在所述球状元件旋转时，所述球状元件的孔能够从闭合位置移动到打开位置，其中所述球状元件的所述孔暴露于所述控制通道，从而允许流体流量通过所述孔。2.根据权利要求1所述的旋转阀，其特征在于，所述球状元件还包括用于接收所述阀杆的槽或凹槽中的一者或多者。3.根据权利要求1所述的旋转阀，其特征在于，所述至少一个支架包括多个支架，并且所述多个支架中的每一个支架都包括径向支架，每一个径向支架都具有延伸到所述孔的第一部分和与所述球状元件的外部部分接触的第二部分，每一个径向支架在所述孔周围彼此等距地间隔开。4.根据权利要求1所述的旋转阀，其特征在于，所述至少一个支架平行于所述孔设置。5.根据权利要求1所述的旋转阀，其特征在于，所述至少一个支架垂直于所述孔设置。6.根据权利要求4所述的旋转阀，其特征在于，所述至少一个支架与其它支架中的每一个支架等距地间隔开。7.根据权利要求1所述的旋转阀，其特征在于，所述至少一个支架包括多个支架，所述多个支架包括具有第一厚度T1并且设置在用于接收轴和所述孔的槽之间的所述多个支架中的至少一个支架、具有第二厚度T2并设置在孔隙和所述球状元件的外部部分之间的第二支架、具有第三厚度T3并设置在所述孔隙和所述孔之间的第三支架、以及具有第四厚度T4并设置在两个孔隙之间的第四支架，其中，所述第一厚度T1大于所述第二厚度T2、所述第三厚度T3和所述第四厚度T4，并且所述第四厚度T4大于所述第二厚度T2和所述第三厚度T3，从而使得所述支架在所述球状元件周围具有各种厚度。8.根据权利要求1所述的旋转阀，其特征在于，所述至少一个支架包括至少一个一体式径向支架，并且...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·D·雅布朗斯基，
申请(专利权)人：费希尔控制产品国际有限公司，
类型：新型
国别省市：美国,US