带有低的压降比率因数的流体控制阀制造技术

一种流体控制阀（１０）和一种用于流体控制阀中的座圈（２０），具有低的压降比率因数，缓解了横跨运行阀门的压力减小现象。所述低的压降比率因数通过对座圈入口进行改进来形成一个进口喷嘴通道（３２）而获得，所述进口喷嘴通道（３２）与一条扩展的长出口通道（３６）相结合，使得结合有这种座圈的阀具有优越的工作性能。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及流体流量控制阀，尤其是涉及具有非常低的压降比率因数的流体流量控制阀。
技术介绍
流体流量控制阀通常被应用于输气管道系统、化学处理工厂等，来在这些体系中精确地控制流体的流量。有时，需要一种具有非常低的压降比率因数特性的流体流量控制阀，以便使得这种阀可以以最大的(或者阻流式)流体流量进行工作，其中，流量将一直与阀杆位置成正比例关系。在过去也曾进行了一些尝试，来通过在阀的输出侧，即阀在扼流区域后方的下游侧，对阀结构进行调整而获得一种具有低的压降比率因数的控制阀。这种已有尝试能够将压降比率因数从0.73左右减小至0.28左右。但是，在某些情况下需要提供一种具有非常低的压降比率因数、比如压降比率因数低于0.14的流体流量控制阀。
技术实现思路
根据本专利技术的原理构造而成的流体流量控制阀包括一个阀体，该阀体具有一个流体入口和一个流体出口、以及一条在它们之间输送流体的流动通道。一个座圈被安装在流动通道的内部，并且与一个阀杆和阀塞协同工作，来控制在座圈的顶部开孔与阀出口之间流动的流体。所述座圈包括三条不同的内部通道，用于连通流过该座圈的流体，即(1)一个成角度的上部，从上座圈开孔开始延伸，并且在该座圈之内会聚式地向下倾斜；(2)一条基本上呈圆柱状的中间通道；(3)一条向外扩展的下部通道，朝向阀的出口进行延伸。设置有一个细长的特形阀塞(anelongated contoured plug)，用于在成角度的上部之内与所述座圈相配合，来控制流体流量。已经确信特别优选的是，对于这种需要一个非常低的压降比率因数的阀来说，包括一个逐步减缩的进口喷嘴结构，用于从阀通道流入阀座内并且前往发生扼流现象的阀座区域的流体。尤其是，特别优选的是通过将流体的焓尽可能高效地转换成动能而包括非常高效的喷嘴结构，类似于一种渐缩渐扩或者“德-拉瓦尔”喷嘴结构。在本专利技术的一种典型成角度的球阀中，在成角度的阀座与特形阀塞之间带有一个根据本专利技术的原理构造而成的进口喷嘴结构，获得了0.065左右的低的预期压降比率因数。附图说明通过参照下面结合附图进行的描述，本专利技术将很好地得以理解，其中，在各个附图中相同的附图标记指代相同的元件，并且图1是一个根据本专利技术带有非常低的压降比率因数的流体流量控制阀的剖视图；而图2是一个分解视图，包括有图1所示控制阀中的阀座和阀塞组件。具体实施例方式图1和2示出了本专利技术的一个实施例，其中一个成角度的球阀带有一个非常低的压降比率因数。需要明白的是，现在的描述仅用于例证本专利技术，并且这里的原理也可以应用于其它类型的阀。参照图1和2，在此示出了一个流体流量控制阀10，包括一个阀体12，该阀体12具有一个流体入口14、一个流体出口16以及一条内部连接通道18，用于将流体从入口14输送过阀体12并且输送至出口16。在阀体12中，安装有一个中空座圈20。一个阀塞22与座圈20协同工作，来控制流体在阀入口14与阀出口16之间的流动。阀塞22与阀杆24一体制成，该阀杆24被可滑动安装在一个阀盖26之内，阀盖26又相应被合适地安装在阀体12上。以一种公知方式，阀杆24可以合适地进行移动，来将阀塞22置于座圈20内的一个流体密封位置和将阀塞22移离该流体密封位置，用于控制流体流过该阀。应该明白的是，流体流动沿着箭头28所示方向进行，以便使得所述流体从入口14流过通道18，进入座圈20的内部，并且从阀出口16流出。根据本专利技术的原理，在此提供了一个逐步缩减的进口喷嘴结构，用于横穿过上座圈开孔30并且进入座圈内部的流体。座圈20包括一组中空的内部通道，包括一条从座圈开孔30开始延伸的成角度的上通道32，一条基本上呈圆柱状的中间通道34，以及一条向外扩展的下通道36。成角度的上通道32由向下会聚的阀座表面38形成(呈圆锥形状)，并且从座圈的水平上表面以一个角度a进行延伸(参见图2)。除了形成圆锥的直线式阀座表面38之外，在这里的技术教导下也可以利用其它表面构造，比如五阶多项式等等。根据本专利技术的原理，在此提供了一种逐步会聚的喷嘴状进口，用于进入阀塞和座圈交界面的流体。这通过将置靠线(the seat line)下降到座圈的内部并且随后对入口进行加工来形成喷嘴而实现。具体来说，参照图1和2，成角度的上通道32由逐步向下会聚的表面38限定而成，并且被制成足够长，以便与特形阀塞22协同工作，从而形成一个逐步减缩的进口喷嘴结构，用于进入成角度的通道32的表面38与阀塞22的特形外表面40之间产生扼流现象的区域的流体。当然，应该明白的是，在座圈20中的成角度的通道32内，扼流区域会出现在座圈表面38与阀塞表面40之间的最小横剖面处。这种独特结构使得流量控制阀10具有非常低的压降比率因数，从而使得该阀以阻流状态进行工作，同时横跨该阀的压力变化尽可能地小，以便在压力变化的大范围内，在给定阀杆位置处的质量流量将保持恒定。阀塞22与成角度的通道32之间的协同工作提供了一种非常高效的喷嘴结构，其结构基本上类似于“德-拉瓦尔喷嘴(渐缩渐扩喷嘴)”或者被简称作“拉瓦尔喷嘴”的结构。在本专利技术的成角度的球阀的典型实施例中，座圈20带有一条成角度的通道，其中座圈表面38的角度a大约为57度(参见图2)。该典型实施例中的阀塞22的阀塞外表面40的角度b大约为60度(参见图2)。利用这种构造，该典型实施例显现出了0.065左右的非常低的预期压降比率因数。前面所给出的详细描述仅用于理解清楚之目的，由此必须明白并非局限于此，因为对于本
中的那些熟练技术人员来说，显然可以对其进行改进。权利要求1.一种流体控制阀，包括一个阀体，包括一个流体入口、一个流体出口以及一条位于流体入口与流体出口之间的流动通道；一个座圈，位于所述流动通道内部，该座圈包括一个座圈入口；一个座圈出口；一条中间通道；一个进口喷嘴通道，被连接在所述座圈入口与中间通道之间，该进口喷嘴通道包括总体呈成角度的表面，来从所述座圈入口朝向中间通道发生会聚，形成一条狭窄通道，并且该进口喷嘴通道的长度大于所述中间通道的长度；一条出口通道，被连接在所述中间通道与座圈出口中间，该出口通道包括总体呈成角度的表面，来从所述中间通道朝向座圈出口逐渐发生扩展，形成一条扩宽的通道；其中，所述中间通道在进口喷嘴通道的会聚状成角度的表面与出口通道的扩展状成角度的表面之间形成一条过渡通道；以及一个阀塞，适合于对所述流动通道进行密封，该阀塞包括一个阀塞外表面。2.如权利要求1中所述的流体控制阀，其特征在于所述阀塞与进口喷嘴通道协同工作，来在一条置靠线处将所述流动通道密封起来，所述置靠线位于进口喷嘴通道与中间通道之间。3.如权利要求1中所述的流体控制阀，其特征在于所述进口喷嘴通道具有一个位于座圈入口处的第一开孔，和一个位于中间通道处的第二开孔，该第二开孔小于第一开孔；并且所述进口喷嘴通道的开孔面积在座圈入口与中间通道之间减小。4.如权利要求1中所述的流体控制阀，其特征在于所述进口喷嘴通道包括直线式成角度的侧面。5.如权利要求1中所述的流体控制阀，其特征在于所述进口喷嘴通道包括非直线式侧面。6.如权利要求1中所述的流体控制阀，其特征在于所述出口通道包括直线式成角度的侧面。7.如权利要求1中所述的流体控制阀，其特征在于所述出口通道包括非直线式侧面。8.本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种流体控制阀，包括：一个阀体，包括一个流体入口、一个流体出口以及一条位于流体入口与流体出口之间的流动通道；一个座圈，位于所述流动通道内部，该座圈包括：一个座圈入口；一个座圈出口；一条中间通道；　 　一个进口喷嘴通道，被连接在所述座圈入口与中间通道之间，该进口喷嘴通道包括总体呈成角度的表面，来从所述座圈入口朝向中间通道发生会聚，形成一条狭窄通道，并且该进口喷嘴通道的长度大于所述中间通道的长度；一条出口通道，被连接在所述中间通道 与座圈出口中间，该出口通道包括总体呈成角度的表面，来从所述中间通道朝向座圈出口逐渐发生扩展，形成一条扩宽的通道；其中，所述中间通道在进口喷嘴通道的会聚状成角度的表面与出口通道的扩展状成角度的表面之间形成一条过渡通道；以及一个 阀塞，适合于对所述流动通道进行密封，该阀塞包括一个阀塞外表面。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：特德A朗，马修W汉纳萨，戴维J韦斯特沃特，
申请(专利权)人：费希尔控制国际公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]