用于控制阀的三维曲折路径流量元件制造技术

一种流量控制元件，其包括形成为整体结构并围绕主体轴线设置的元件主体。元件主体包括第一表面、与第一表面间隔开的第二表面、以及在第一表面和第二表面之间延伸并限定了沿着主体轴线延伸的中心孔的内周表面。元件主体还包括在第一表面和第二表面之间延伸的外周表面，该外周表面与内周表面成间隔关系。多个通道在内周表面和外周表面之间延伸，每个通道具有以彼此大致对置的关系延伸的一对侧表面和从该对侧表面中的相应侧表面朝向彼此延伸的一对斜表面。一对斜表面。一对斜表面。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于控制阀的三维曲折路径流量元件
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求于2020年1月8日提交的美国临时申请No.62/958,437的优先权，该美国临时申请的内容通过引用明确并入本文。
[0003]声明回复：联邦资助的研究/开发
[0004]不适用


[0005]本公开总体上涉及一种流量控制元件，更具体地说，本公开涉及一种通过增材制造形成的流量控制元件，该流量控制元件中形成有多个独特轮廓的流量控制通道。

技术介绍

[0006]控制阀中的多级阀内件用于辅助流经控制阀的流体的压降。这种控制阀的先前设计包括使用往复式阀内件，该阀内件在一系列堆叠的板内移动，这些板具有与形成曲折流动路径的交替的纵向和横向元件连接的流动路径。流动路径的几何构造可能需要将每个流动路径分割成其自身在板内的体积空间。结果，为了提供所需的级数和流量，板可能具有通常较大的外径和竖直高度，或阀行程。
[0007]堆叠板设计有两种常规类型。在一种类型中，通过在板上切割面内弯曲(in
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plane bends)形成流动路径。在另一种类型中，通过在两个配合的板中切割一系列偏移的槽来形成流动路径，以限定从槽到槽上下蜿蜒或弯曲的流动路径。偏移类型可以利用第三板来分隔相邻的流动路径。在这两种类型中，可以通过钎焊将板连接在一起。
[0008]尽管堆叠板设计可以有效形成期望的流动路径，但会存在若干相关缺陷。例如，形成常规堆叠板设计的材料利用率可能相对较高。沿着这些路线，每个流动路径可能需要相邻的毛坯材料，以在制造过程中以及在组装到阀中的盘堆叠组件中时提供结构支撑。结果，包含流体路径的材料远远超过控制流量和承受工作压力所需的材料。
[0009]堆叠板设计可能还要求阀内的盘堆叠保持压缩状态。压缩可以通过将周围阀壳体的一部分阀盖螺栓载荷传递到盘堆叠来实现。在带有螺栓阀盖的阀门中，可能需要对阀主体和阀内件进行高成本的精密加工，以保持堆叠板上的压缩。在带有压力激励的阀盖密封的阀门中，可以使用额外的机械装置来保持堆叠板上的压缩。
[0010]因此，本领域需要一种改进的不是由堆叠盘形成的多路径流量控制元件。本公开的各个方面解决了这一特定需求，这将在下面更详细地讨论。

技术实现思路

[0011]本公开涉及一种多级、多路径流量控制调整元件，其对增材制造方法进行了优化。流量控制元件包括套叠的(nested)流动路径，该套叠的流动路径可以使控制元件的外径和/或高度相对于常规的盘堆叠减小大约30％。结果，控制元件和控制阀的尺寸和成本都可以降低。
[0012]根据本公开的一个实施例，提供了一种流量控制元件，该流量控制元件包括形成为整体结构并围绕主体轴线设置的元件主体。元件主体包括第一表面、与第一表面间隔开的第二表面、以及在第一表面和第二表面之间延伸并限定了沿着主体轴线延伸的中心孔的内周表面。元件主体还包括在第一表面和第二表面之间延伸的外周表面，该外周表面与内周表面成间隔关系。多个通道在内周表面和外周表面之间延伸。每个通道具有以彼此大致对置的关系延伸的一对侧表面和从该对侧表面中的相应侧表面朝向彼此延伸的一对斜表面。
[0013]多个通道可布置成多个轴向阵列，每个阵列平行于主体轴线。每个通道可包括在外周表面处的开口，相邻阵列中的通道的开口在平行于主体轴线的方向上相对于彼此偏移。
[0014]每个通道可沿着至少两条轴线延伸。每个侧表面可包括至少两个彼此相邻成角度以限定顶点的区段。这对侧表面可包括第一侧表面，该第一侧表面具有沿着公共轴线对齐的第一组顶点。这对侧表面还可包括第二侧表面，该第二侧表面具有沿着公共轴线对齐的第二组顶点。
[0015]每个通道的宽度可被限定为一对侧表面之间的垂直距离，其中每个通道的宽度沿着通道变化。
[0016]根据另一实施例，提供了一种形成流量控制元件的方法。该方法包括以连续的材料层形成元件主体，每层与下面的层整体形成。
[0017]当结合附图阅读时，通过参考以下详细说明，可更好地理解本公开。
附图说明
[0018]根据以下说明和附图，将更好地理解本文公开的各种实施例的这些和其他特征和优点，其中：
[0019]图1为根据本公开示例性实施例形成的流量控制元件的上侧透视剖视图，该流量控制元件集成在流体控制阀中；
[0020]图2为图1所示流量控制元件的上侧透视图；
[0021]图3为图2中流量控制元件的上侧透视剖视图；
[0022]图4为图3中流量控制元件的上侧透视放大局部图；
[0023]图5为沿图4中的线5
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5截取的流量控制元件的一部分的剖视图；
[0024]图6为流量控制元件中包括的一对通道的平面图；
[0025]图7为通道的示例性构造的上侧透视图；和
[0026]图8为图7所示通道的仰视图。
[0027]在所有附图和详细说明中，使用相同的附图标记表示相同的元件。
具体实施方式
[0028]下文结合附图所述的详细说明旨在说明流量控制元件的某些实施例，而非仅代表可开发或可利用的形式。说明书结合所示实施例阐述了各种结构和/或功能，但是应当理解，相同或等同的结构和/或功能可以通过不同的实施例来实现，这些实施例也旨在包含在本公开的范围内。还应当理解，诸如第一和第二等关系术语的使用仅用于将一个实体与另
一个实体区分开来，而不一定要求或暗示这些实体之间的任何实际的这种关系或顺序。
[0029]现参考附图，其中图示用于说明本公开的优选实施例，而非用于限制本公开的优选实施例，附图示出了具有多个三维曲折流动通道12的流量控制元件10，流量控制元件10可针对增材制造方法进行特别优化。流动通道12的构造可以构造成在流量控制元件10的增材制造过程中为流量控制元件10提供支撑。流动通道12可以以套叠结构布置在流量控制元件10内，这可以使给定流量控制元件10内的流动通道12的数量最大化。流量控制元件10的独特构造可以允许流量控制元件10的外径和/或高度的尺寸相对于常规装置减小大约30％。因此，可以实现流量控制元件10以及容纳流量控制元件10的相应控制阀的整体尺寸和成本的降低。这样，流量控制元件10可以适用于较小的流量控制系统或具有空间限制的流量控制系统。
[0030]现在具体参考图1，流量控制元件10被示出为结合在具有阀主体16的示例性控制阀14中。阀主体16包括入口18、出口20和位于入口18和出口20之间的廊道22。流量控制元件10位于廊道22中，使得当流体从入口18流向出口20时，流体穿过流量控制元件10。阀塞24可相对于流量控制元件10以往复的方式定位，以控制可穿过流量控制元件10的流体的量，从而控制可流过出口20的流体的量。包括在图1所示的控制阀14中的阀塞24位于流量控制元件10的内部，并且被升高以露出形成在流量控制元件10中的通道12，从而允许流体从中流过。可将阀塞24相对于阀塞24降低，以覆盖形成在流量控制元件10本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种流量控制元件，包括：元件主体，所述元件主体形成为整体结构并且围绕主体轴线设置，并且所述元件主体具有：第一表面；第二表面，所述第二表面与所述第一表面间隔开；内周表面，所述内周表面在所述第一表面和所述第二表面之间延伸并限定了沿着所述主体轴线延伸的中心孔；外周表面，所述外周表面在所述第一表面和所述第二表面之间延伸，与所述内周表面成间隔关系；以及多个通道，所述多个通道在所述内周表面和所述外周表面之间延伸，每个通道具有以彼此大致对置的关系延伸的一对侧表面和从该对侧表面中的相应侧表面朝向彼此延伸的一对斜表面。2.根据权利要求1所述的流量控制元件，其中，所述多个通道布置成多个轴向阵列，每个阵列平行于所述主体轴线。3.根据权利要求2所述的流量控制元件，其中，每个通道包括外周表面处的开口，相邻阵列中的通道的所述开口在平行于所述主体轴线的方向上相对于彼此偏移。4.根据权利要求1所述的流量控制元件，其中，每个通道沿着至少两条轴线延伸。5.根据权利要求4所述的流量控制元件，其中，每个侧表面包括至少两个彼此相邻成角度且在彼此之间限定顶点的中间区段。6.根据权利要求5所述的流量控制元件，其中，所述一对侧表面包括第一侧表面，所述第一侧表面具有沿着公共轴线对齐的第一组顶点。7.根据权利要求6所述的流量控制元件，其中，所述一对侧表面包括第二侧表面，所述第二侧表面具有沿着所述公共轴线对齐的第二组顶点。8.根据权利要求1所述的流量控制元件，其中，每个通道的宽度被限定为所述一对侧表面之间的垂直距离，每个通道构造成使得所述宽度沿着所述通道变化。9.一种流体控制阀，包括：阀壳体，所述阀壳体具有流体入口和流体出口；流量控制元件，所述流量控制元件设置在所述流体入口和所述流体出口之间的所述阀壳体内，所述流体控制阀形成为整体结构并且围绕中心轴线设置，所述流量控制元件具有：第一表面；第二表面，所述第二表面与所述第一表面间隔开；内周表面，所述内周表面在所述第一表面和所述第二表面之间延伸并限定了沿着所述主体轴线延伸的中心孔；外周表面，所述外周表面在所述第一表面和所述第二表面之间延伸，与所述内周表面成间隔关系；以及多个通道，所述多个通道在所述内周表面和所述外周表面之间延伸，每个通...

【专利技术属性】
技术研发人员：达恩，
申请(专利权)人：控制组件公司，
类型：发明
国别省市：