一种多流向阀笼、阀笼模组的制作方法

本发明涉及流体控制装备技术领域，具体涉及一种多流向阀笼和一种阀笼模组。

背景技术：

在流体控制装备技术领域，阀门是重要、最常见的装备之一。目前常规的阀门基本实现了国产化，但是特殊工况下的阀门，国内常规流体控制企业却存在设计理念落后的问题，尤其是高温高压工况下的阀门，更是长期依赖进口。

这其中最重要的原因就是，核心零部件阀笼的设计水平低下，导致普通国产阀门存在振动严重、寿命较短或闪蒸、汽蚀频发等严重问题，难以适应压降较大的工作场合。另外，常规阀笼的调节级别较少，也无法满足精细化调压、控流的实际需求。

因此，流体控制装备技术领域亟需一种结构合理、运行平稳、寿命较长，可避免或显著减弱闪蒸、汽蚀，而适用于高压高温工况的多流向阀笼。

技术实现要素：

本发明克服了现有技术的缺陷，提供一种结构合理、运行平稳、寿命较长，可避免或显著减弱闪蒸、汽蚀，而适用于高压高温工况的多流向阀笼，并提供一种包含该多流向阀笼的阀笼模组。

本发明通过下述技术方案实现：

一种多流向阀笼，包括第一笼体，所述第一笼体由筒体部和环体部构成，所述筒体部和环体部同心且内径相等从而形成单侧纵截面为l形的回转体，所述筒体部的内侧壁和环体部的内侧壁构成柱形的阀笼腔；

所述筒体部外侧壁有序排布多个第一径向入口，所述筒体部内侧壁对应各个第一径向入口的位置均设有第一径向出口，各个所述第一径向出口与对应第一径向入口相通从而构成供流体径向进入阀笼腔的径向通道，所述第一径向出口的流通面积小于第一径向入口的流通面积；

所述环体部顶面有序排布多个第一轴向入口，所述环体部底面对应各个第一轴向入口的位置均设有第一轴向出口，部分所述第一轴向出口的侧壁设有延伸至阀笼腔的第一径向流道，各个所述第一径向流道与对应第一轴向出口、对应第一轴向入口相通从而构成供流体弯折进入阀笼腔的弯折通道，所述第一轴向出口的流通面积大于第一轴向入口的流通面积；

所述筒体部与环体部的交界处圆周均布多个斜向流道，所述斜向流道连通第一笼体的外侧壁和阀笼腔从而构成供流体斜向进入阀笼腔的斜向通道。

进一步的，多个所述第一径向入口在筒体部外侧壁沿轴向呈多层分布，且每层中设有圆周均布的偶数个所述第一径向入口。

进一步的，多个所述斜向流道的中心线与阀笼腔的交点，在第一笼体轴向上的位置相错。

进一步的，多个所述第一轴向入口中：

部分所述第一轴向入口为单孔入口，所述单孔入口为偶数个且呈圆周均布；

部分所述第一轴向入口为双孔入口，所述双孔入口为偶数个且呈圆周均布；

部分所述第一轴向入口为三孔入口，所述三孔入口为偶数个且呈圆周均布；

所述单孔入口、双孔入口和三孔入口间隔设置。

进一步的，各个所述单孔入口中的单孔与对应所述第一轴向出口同心；

和/或，各个所述双孔入口中的双孔在对应第一轴向出口内圆周均布，且双孔间的连线与环体部的直径垂直；

和/或，各个所述三孔入口对应第一轴向出口的侧壁设有与阀笼腔相通的第一径向流道，各个所述三孔入口中的三孔在对应第一轴向出口内散布，其中一个入口正对第一径向流道，另两个入口关于第一径向流道的中心线对称设置。

进一步的，所述筒体部的外侧套设高度适配的筒状第二笼体，所述第二笼体外侧壁有序排布多个第二径向入口，所述第二笼体内侧壁对应各个第二径向入口的位置均设有第二径向出口，各个所述第二径向出口与对应第二径向入口相通，所述第一径向出口的流通面积小于第一径向入口的流通面积；

所述第二笼体的内侧壁紧贴第一笼体的外侧壁，所述第二径向出口与第一径向入口数量相等、位置相对；或，所述第二笼体的内侧壁与第一笼体的外侧壁之间设有环腔，所述第二径向出口与第一径向入口位置交错。

进一步的，所述第一笼体上的斜向通道贯穿第二笼体对应位置且顺滑过渡，各个所述斜向通道包括位于第一笼体上的斜流道内段和位于第二笼体上的斜流道外段。

进一步的，所述环体部远离筒体部的一侧设有直径适配的盘状第三笼体，所述第三笼体的顶面有序排布多个第二轴向入口，所述第三笼体底面对应各个第二轴向入口的位置均设有第二轴向出口，所述第二轴向出口的流通面积大于第二轴向入口的流通面积；

各个所述第二轴向入口的位置与各个单孔入口对应的第一轴向出口的位置一一适配，所述第二轴向出口的侧壁设有延伸至阀笼腔的第二径向流道。

进一步的，所述第三笼体的顶面有序排布多个轴向疏流腔，各个所述轴向疏流腔的位置与各个双孔入口对应的第一轴向出口的位置一一适配，所述轴向疏流腔的侧壁设有延伸至阀笼腔的径向疏流腔。

本发明还提供一种阀笼模组，包括前述的多流向阀笼，所述多流向阀笼的底面固接与环体部直径适配的阀笼座，所述阀笼座顶面中部对应阀笼腔的位置设有可与阀芯适配的密封部，所述阀笼座外侧壁设有多个密封圈；

和/或；所述多流向阀笼的顶面固接与环体部直径适配的阀笼盖，所述阀笼盖顶面设有均压孔，所述均压孔可连通阀芯前、后的空间；或，所述阀笼盖的顶面设有用于取放阀笼模组的取笼孔。

本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：

本发明包括第一笼体，第一笼体由筒体部和环体部构成，筒体部和环体部同心且内径相等从而形成单侧纵截面为l形的回转体，筒体部的内侧壁和环体部的内侧壁构成柱形的阀笼腔；筒体部设有供流体径向进入阀笼腔的径向通道，环体部设有供流体弯折进入阀笼腔的弯折通道，筒体部与环体部的交界处设有供流体斜向进入阀笼腔的斜向通道。其中径向通道在周向上对称设置，形成显著的对冲、减压作用；其中弯折通道分为轴向部分和径向部分，轴向部分可以使流体对阀笼形成轴向下压力实现阀笼自稳定，而后段面积大于前段面积还可以形成减压效果，径向部分也是在周向上对称设置，形成对冲减压效果；其中斜向通道不仅在径向上形成对冲减压，还在轴向上利用流体冲击力的轴向分力辅助阀笼自稳定，另外还能弥补交界处调节盲区获得更加细致、精密的调压、控流效果，整体结构精巧、合理，有效避免或规避闪蒸汽蚀，运行平稳、显著延长使用寿命，尤其适用于高温高压等严苛的工况，具有极大的推广价值和广阔的应用前景。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：

图1为本发明整体结构的正视剖切示意图；

图2为本发明第一笼体的俯视图；

图3为本发明图2的b-b旋转剖切断面示意图；

图4为本发明第一笼体的仰视图；

图5为本发明第二笼体的正视剖切示意图；

图6为本发明第三笼体的俯视图；

图7为本发明图6的c-c旋转剖切断面示意图；

图8为本发明第三笼体的仰视图。

附图中标记及对应的零部件名称：

1-第一笼体，11-第一径向入口，12-第一径向出口，13-第一轴向入口，131-单孔入口，132-双孔入口，133-三孔入口，14-第一轴向出口，15-第一径向流道，2-第二笼体，21-第二径向入口，22-第二径向出口，3-第三笼体，31-第二轴向入口，32-第二轴向出口，33-第二径向流道，34-轴向疏流腔，35-径向疏流槽，36-让位环腔，41-第一斜向流道，411-第一斜流道内段，412-第一斜流道外段，42-第二斜向流道，421-第二斜流道内段，422-第二斜流道外段，5-阀笼座，6-密封部，7-密封圈，8-阀笼盖，81-均压孔，82-取笼孔，9-阀笼腔。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图1～附图8，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。

一种多流向阀笼，包括第一笼体1，第一笼体1由筒体部和环体部构成，筒体部和环体部同心且内径相等从而形成单侧纵截面为l形的回转体，筒体部的内侧壁和环体部的内侧壁构成柱形的阀笼腔9；筒体部外侧壁有序排布多个第一径向入口11，筒体部内侧壁对应各个第一径向入口11的位置均设有第一径向出口12，各个第一径向出口12与对应第一径向入口11相通从而构成供流体径向进入阀笼腔9的径向通道，第一径向出口12的流通面积小于第一径向入口11的流通面积；环体部顶面有序排布多个第一轴向入口13，环体部底面对应各个第一轴向入口13的位置均设有第一轴向出口14，部分第一轴向出口14的侧壁设有延伸至阀笼腔9的第一径向流道15，各个第一径向流道15与对应第一轴向出口14、对应第一轴向入口13相通从而构成供流体弯折进入阀笼腔9的弯折通道，第一轴向出口14的流通面积大于第一轴向入口13的流通面积；筒体部与环体部的交界处圆周均布多个斜向流道，斜向流道连通第一笼体1的外侧壁和阀笼腔9从而构成供流体斜向进入阀笼腔9的斜向通道。

可以理解的是，阀门等各种流体控制装置的外形整体其实大同小异，阀门中阀笼作为最核心的零部件，其结构设计方面的细微差异都会带来异乎寻常的优异效果，而本技术方案正是立足于阀笼的结构创新，提出了一种完全不同于常规产品的阀笼结构。需要说明的是，第一笼体1由筒体部和环体部构成，筒体部和环体部同心且内径相等从而形成单侧纵截面为l形的回转体，也即第一笼体1的结构为细长空心圆柱和短粗空心圆柱组合而成的一种异形回转体，而最关键的技术构思就在于径向通道、弯折通道、斜向通道三类供流体进入阀笼腔9的流道的设置。

其中，径向通道在周向上对称设置，形成显著的对冲、减压作用；其中，弯折通道分为轴向部分和径向部分，轴向部分可以使流体对阀笼形成轴向下压力实现阀笼自稳定，而后段面积大于前段面积还可以形成减压效果，径向部分也是在周向上对称设置，形成对冲减压效果；其中，斜向通道不仅在径向上形成对冲减压，还在轴向上利用流体冲击力的轴向分力辅助阀笼自稳定，另外还能弥补交界处调节盲区获得更加细致、精密的调压、控流效果，整体结构精巧、合理，有效避免或规避闪蒸汽蚀，运行平稳、显著延长使用寿命，尤其适用于高温高压等严苛的工况。

作为进一步的优选方案，多个第一径向入口11在筒体部外侧壁沿轴向呈多层分布，且每层中设有圆周均布的偶数个第一径向入口11。如图3所示，可以理解的是，第一径向入口11呈多层分布且每层圆周均布偶数个，多层设置可以使流体更均匀地进入第一笼体1，并且水头分散也有利于降低压力，而每层中圆周均布偶数个第一径向入口11，每层中的入口就会两两相对，形成更好的对冲减压效果。

更进一步的，作为一种优选方案，多个斜向流道的中心线与阀笼腔9的交点，在第一笼体1轴向上的位置相错。可以理解的是，设置斜向通道即可弥补交界处的调节盲区获得更多级别的开度，而当如图3所示，多个斜向流道的中心线与阀笼腔9的交点在第一笼体1轴向上的位置相错时，也即当多个斜向通道在阀笼腔9轴向上的位置不同时，就能获得更加细致的阀门开度，进而获得更为精密的调压、控流效果。

进一步的，多个第一轴向入口13中：部分第一轴向入口13为单孔入口131，单孔入口131为偶数个且呈圆周均布；部分第一轴向入口13为双孔入口132，双孔入口132为偶数个且呈圆周均布；部分第一轴向入口13为三孔入口133，三孔入口133为偶数个且呈圆周均布；单孔入口131、双孔入口132和三孔入口133间隔设置。可以理解的是，第一轴向入口13设置为单孔、双孔或三孔并且在笼体上圆周均布，实际上由于单孔、双孔、三孔都是偶数个，也即0、2、4、6……等，所以第一轴向入口13具有全为单孔、全为双孔、全为三孔、单孔+双孔、双孔+三孔、三孔+单孔、单孔+双孔+三孔这七种情况，如此设置可以使得从单孔进入的流体部分具有较大的冲击力，从三孔进入的流体部分具有较小的冲击力，在流体穿出第一轴向入口13、进入第一轴向出口14的时候，由于截面陡然变大而降压，实际实施中，是将进水孔直径设置为出水孔直径的1/4，既能保证足够好的降压效果，也能使各个进水孔之间留有足够的宽度以保证结构强度，另外第一轴向入口13两两相对的布置形式又能带来对冲减压的效果。

更进一步的，各个单孔入口131中的单孔与对应第一轴向出口14同心；和/或，各个双孔入口132中的双孔在对应第一轴向出口14内圆周均布，且双孔间的连线与环体部的直径垂直；和/或，各个三孔入口133对应第一轴向出口14的侧壁设有与阀笼腔9相通的第一径向流道15，各个三孔入口133中的三孔在对应第一轴向出口14内散布，其中一个入口正对第一径向流道15，另两个入口关于第一径向流道15的中心线对称设置。可以理解的是，单孔的第一轴向出口14，流体流经成对的第一轴向入口13时对心性好，便于笼体的稳定；双孔的第一轴向出口14，流体流入之后，分居两侧的小孔可以先进行一次在第一轴向出口14内部的对冲减压缓冲；三孔的第一轴向出口14，流体流入口，中部和两侧的流体一起冲击减压合流，之后再冲击向阀笼腔9。

进一步的，筒体部的外侧套设高度适配的筒状第二笼体2，第二笼体2外侧壁有序排布多个第二径向入口21，第二笼体2内侧壁对应各个第二径向入口21的位置均设有第二径向出口22，各个第二径向出口22与对应第二径向入口21相通，第一径向出口12的流通面积小于第一径向入口11的流通面积；第二笼体2的内侧壁紧贴第一笼体1的外侧壁，第二径向出口22与第一径向入口11数量相等、位置相对；或，第二笼体2的内侧壁与第一笼体1的外侧壁之间设有环腔，第二径向出口22与第一径向入口11位置交错。可以理解的是，第二笼体2的整体形状与第一笼体1的筒体部相似，经过第二径向入口21和第二径向出口22的扩大面积降压作用之后，流体再进入第一笼体1，多级减压效果更佳。而“第二笼体2的内侧壁紧贴第一笼体1的外侧壁，第二径向出口22与第一径向入口11数量相等、位置相对”和“第二笼体2的内侧壁与第一笼体1的外侧壁之间设有环腔，第二径向出口22与第一径向入口11位置交错”是第一笼体1和第二笼体2贴合面以及入口出口的两种对应关系。

进一步的，第一笼体1上的斜向通道贯穿第二笼体2对应位置且顺滑过渡，各个斜向通道包括位于第一笼体1上的斜流道内段和位于第二笼体2上的斜流道外段。可以理解的是，斜向通道继续贯穿外侧的第二笼体2，在实际设置中第二笼体2也不局限于一个，也可以设置多个第二笼体2，只是越居外侧直径越大即可，不过囿于斜流道的倾斜度，若无限制增加第二笼体2的个数，最终斜流道会影响径向流道，因此通常只设置一到三个第二笼体2。

进一步的，环体部远离筒体部的一侧设有直径适配的盘状第三笼体3，第三笼体3的顶面有序排布多个第二轴向入口31，第三笼体3底面对应各个第二轴向入口31的位置均设有第二轴向出口32，第二轴向出口32的流通面积大于第二轴向入口31的流通面积；各个第二轴向入口31的位置与各个单孔入口131对应的第一轴向出口14的位置一一适配，第二轴向出口32的侧壁设有延伸至阀笼腔9的第二径向流道33。可以理解的是，第三笼体3的整体形状与第一笼体1的环体部相似，也由第二轴向入口31、第二轴向出口32和第二径向流道33组成了弯折通道，供流体流入阀笼腔9。

进一步的，第三笼体3的顶面有序排布多个轴向疏流腔34，各个轴向疏流腔34的位置与各个双孔入口132对应的第一轴向出口14的位置一一适配，轴向疏流腔34的侧壁设有延伸至阀笼腔9的径向疏流腔。可以理解的是，轴向疏流腔34用于承接来自第一笼体1中部分第一轴向出口14的流体，经过径向疏流腔流入阀笼腔9。

本发明还提供一种阀笼模组，包括前述的多流向阀笼，多流向阀笼的底面固接与环体部直径适配的阀笼座5，阀笼座5顶面中部对应阀笼腔9的位置设有可与阀芯适配的密封部6，阀笼座5外侧壁设有多个密封圈7；和/或；多流向阀笼的顶面固接与环体部直径适配的阀笼盖8，阀笼盖8顶面设有均压孔81，均压孔81可连通阀芯前、后的空间；或，阀笼盖8的顶面设有用于取放阀笼模组的取笼孔82。可以理解的是，多流向阀笼通常需要与阀笼盖8、阀笼座5等一起组成阀笼模组，在阀门中使用并发挥作用，为了取放方便在阀笼盖8上设置取笼孔82，为了均衡阀笼前后的压力便于阀芯的调节在阀笼盖8上设置均压孔81，为了提高气密性在阀座外侧壁设置密封圈7。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

可以理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明，而不是指示或暗示所指的组件或机构必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明较佳的实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。