具有阀笼的阀的制作方法
【专利摘要】公开了一种具有阀笼的阀。示例装置包括：具有流体通道的阀体(106)；阀笼(122)，其位于所述通道中并包括具有外表面和内表面的壁，所述内表面限定具有轴线的笼孔(124)。所述壁具有至少一个包括多个贯通开口(136)的流动区，每个所述贯通开口在所述内表面与所述外表面之间延伸，以限定延伸贯穿所述壁的开口轴线。所述开口轴线被设置为相对于与所述笼孔的所述轴线正交设置的参考平面成非正交角度。阀塞(140)能够在所述笼孔中轴向地滑动。
【专利说明】具有阀笼的阀
[0001]本申请是申请日为2008年7月21日，名称为具有阀笼的阀，申请号为200880100071.1的申请的分案申请。
【技术领域】
[0002]本公开大体上涉及用于增加阀中的流体流动的装置，更具体而言，涉及一种装置，用于增加在通过流体控制阀的阀笼的流体通道中的流体流动。
【背景技术】
[0003]加工厂将控制阀广泛地用于各种应用，例如用于控制食品加工厂中的产品流动、保持大型油库中的流体液位等。自动控制阀通过执行类似可变通道的功能而被用于控制产品流动或保持流体液位。流动通过控制阀的阀体的流体的量能够由阀控制构件(例如，阀塞)的精确运动来准确控制。控制阀的流体流动能力可通过增大控制阀的尺寸被增加。然而，这通常增加了控制阀的成本。
【发明内容】
[0004]一种用于增加阀中的流体流动的装置包括具有流体通道的阀体、位于所述通道中的阀笼、和能够在笼孔中轴向地滑动的阀塞。所述阀笼包括具有外表面和内表面的壁，所述内表面限定具有轴线的笼孔。所述壁具有至少一个包括多个贯通开口的流动区，每个所述贯通开口在所述内表面与所述外表面之间延伸，以限定延伸贯穿所述壁的开口轴线。每条所述开口轴线被设置为相对于与所述笼孔的所述轴线正交设置的参考平面成非正交角度，并且每个所述贯通开口与相邻的开口分隔开。
[0005]一种用于增加阀中的流体流动的装置包括具有流体通道的阀体、位于所述通道中的阀笼、和能够在所述笼孔中轴向地滑动的阀塞。所述阀笼包括具有外表面和内表面的壁，所述内表面限定具有轴线的笼孔，所述壁具有至少一个包括多个贯通开口的流动区，每个所述贯通开口具有在所述内表面与所述外表面之间延伸的弧形轴线。并且每个所述贯通开口与相邻的开口分隔开。
【专利附图】
【附图说明】
[0006]图1为已知阀组件的部分剖视示意图；
[0007]图2为图1的已知阀组件的阀笼的放大图；
[0008]图3为示例阀组件的部分剖视示意图；
[0009]图4为示例阀组件的部分剖视示意图；
[0010]图5为另一个示例阀组件的一部分的放大图；
[0011]图6为又一个不例阀组件的一部分的放大图。
【具体实施方式】
[0012]通常，本文所描述的用于增加阀中的流体流动的示例装置可被用于各种类型的组件或设备中的流体流动。另外，尽管结合用于加工工业的产品流动控制来描述本文所公开的示例，本文所描述的示例可被更加广泛地应用到不同目的的各种控制操作中。
[0013]图1为已知控制阀组件10的部分剖视示意图。控制阀组件10包括具有入口 12和出口 14的阀体11、阀笼16、阀塞组件18和阀帽组件20。在其它控制阀组件中，当流体沿相反方向流动时，入口和出口可以互换。阀笼16具有圆柱形壁22，圆柱形壁22限定沿轴线A定位的孔24。阀笼16限定具有一个或多个流体流动区28的阀座26，流动区28使得流体能够在圆柱形壁22的外壁面32与内壁面34之间流动。阀塞组件18包括大体上圆柱形阀塞40，阀塞40被可滑动地设置在孔24中，并被联接到杆42。如图1中清楚所示，通过阀体11的流体流动由阀塞组件18在阀笼16中的位置决定。为了图示的目的，阀塞组件18的左半部被描绘为位于流体流动关闭位置，而阀塞组件18的右半部被描绘位于流体流动开启位直。
[0014]参见图1和图2，每个流体流动区28均包括在阀笼16的外壁面32与内壁面34之间延伸的多个相互分隔开的狭槽29。每个狭槽29大体上为矩形形状，且具有纵向轴线50，具有纵向轴线50相对于阀笼16周向延伸并被定向为相对于与轴线A正交延伸的参考平面B成角度C。每个狭槽29还具有相对于轴线A径向延伸的开口或狭槽轴线S。狭槽29平直地延伸通过阀笼16的圆柱形壁22，使得每个狭槽轴线S位于参考平面B中或者与参考平面B平行。
[0015]狭槽29提供流体流动通道，该流动通道迫使流体从入口 12通过狭槽29流动到出口 14(见图1)时发生方向突变。当流体流动通过狭槽29到达出口 14时，流体必须改变方向。流体流动方向的改变是由于流体被从内壁面34到外壁面36平直贯穿壁22的狭槽29引导而产生的。换言之，流体沿着位于参考平面B中或与参考平面B平行的方向流动通过每个狭槽29。通常，流体流动方向的改变伴随着流体流动速度、流体压力和流体流动体积的损失。控制阀组件10的流体流动能力的增加能够通过加大控制阀组件10的尺寸来实现。然而，这种增大将增加控制阀组件10的成本。
[0016]图3-6中展示了用于增加阀中的流体流动的示例装置。与图1和图2中的元件相似的结构元件在图3-6中分别由被增加100、200、300或400的附图标记来指示。
[0017]图3为示例控制阀组件100的部分剖视示意图。示例控制阀组件100包括具有入口 112和出口 114的阀体106、阀笼116、阀塞组件118和阀帽组件120。阀笼116为类似套筒的结构，其具有圆柱形壁122，该圆柱形壁122限定沿着轴线Y的孔124。阀笼116限定具有一个或多个流体流动区130的阀座126，流体流动区130使得流体能够在圆柱形壁122的外表面132与内表面134之间流动。阀塞组件118包括大体上圆柱形阀塞140，该阀塞140被可滑动地设置在孔124中并被联接到杆142。
[0018]每个流体流动区130均包括在外表面132与内表面134之间延伸的多个相互分隔开的贯通开口 136。优选地，每个流体流动区130中的贯通开口 136相互分隔开且相互平行。贯通开口 136可以以任何类型的图案来设置在圆柱形壁122中。每个贯通开口 136大体上为环形形状，但是也可以具有其它形状，例如矩形、长圆形(oblong)、椭圆形、平行管形(parallel-piped)、菱形等。如图3中所示,参考平面X相对于轴线Y正交延伸。每个贯通开口 136均限定延伸贯穿壁122的开口轴线R。开口轴线R被设置处于相对于参考平面X成非正交角度，例如图3中所示的非正交角度D。在图3中所示出的非正交角度D为45°。然而，也可以以其它大于0°的角度将贯通开口 136设置在壁122中。流体在入口 112与出口 114之间流动的方向决定开口轴线R相对于参考平面X的期望角度。
[0019]非正交角度D相对于参考平面X变化的范围可以决定能够有多少贯通开口 136被设置在阀笼116中。因此，非正交角度D，优选而非必须地，在5-58°的范围中。非正交角度D还决定了可以流动通过每个贯通开口 136的流体的量。通过将贯通开口 136的开口轴线R设置为相对于参考平面X成非正交角度D，开口轴线R被定向为沿流体从入口 112流动到出口 114的方向。与流体流动通过与孔轴线正交的参考平面中的纵向轴线或平行于与孔轴线正交的参考平面的纵向轴线的狭槽(例如，参见图2，其中每个通孔29具有位于参考平面B中或平行于参考平面B的纵向轴线S)相比，这种定向能够使流体更为有效和/或具有更少紊流地流动通过贯通开口 136。更为有效和/或具有更少紊流地通过贯通开口 136的流体流动导致示例阀组件100的流体流动能力提高，而不需要增加示例阀组件100的总体尺寸和成本。
[0020]图4为示例控制阀组件200的部分剖视示意图。示例控制阀组件200包括具有入口 212和出口 214的阀体206、阀笼216、阀塞组件218和阀帽组件220。阀笼216为类似套筒的结构，其具有圆柱形壁222，该圆柱形壁222限定沿着轴线Y的孔224。阀笼216限定具有一个或多个流体流动区230的阀座226，流体流动区230使得流体能够在圆柱形壁222的外表面232与内表面234之间流动。阀塞组件218包括大体上圆柱形的阀塞240，该阀塞240被可滑动地设置在孔224中并被联接到杆242。
[0021]每个流体流动区230均包括在外表面232与内表面234之间延伸的多个相互分隔开的贯通开口 236。优选地，每个流体流动区230中的贯通开口 236相互分隔开且相互平行。贯通开口 236可以以任何类型的图案来设置在圆柱形壁222中。每个贯通开口 236大体上为矩形形状，但也可以具有其它类似狭槽的形状，例如长圆形、椭圆形、平行管形、菱形等。如图4中所示，参考平面X相对于轴线Y正交延伸。每个贯通开口 236均限定延伸贯穿壁222的开口轴线T。开口轴线T被设置处于相对于参考平面X成非正交角度，例如图4中所示的非正交角度E。在图4中所示出的非正交角度E为45°。然而，也可以用其它大于0°的角度将贯通开口 236设置在壁222中。流体在入口 212与出口 214之间流动的方向决定开口轴线T相对于参考平面X的期望角度。
[0022]非正交角度E相对于参考平面X变化的范围可以决定能够有多少贯通开口 236被设置在阀笼216中。由此，非正交角度E，优选而非必须地，在5-58°的范围中。非正交角度E还决定了可以流动通过每个贯通开口 236的流体的量。通过将贯通开口 236的开口轴线T设置为相对于参考平面X成非正交角度E，开口轴线T被定向为沿着流体从入口 212流动到出口 214的方向。如上文所述，与流体流动通过与孔轴线正交的参考平面中的纵向轴线或平行于与孔轴线正交的参考平面的纵向轴线的狭槽(例如，参见图2，其中每个通孔29具有位于参考平面B中或平行于参考平面B的纵向轴线S)相比，这种定向能够使流体更为有效和/或具有更少紊流地流动通过贯通开口 236。更为有效和/或具有更少紊流地通过贯通开口 236的流体流动导致示例阀组件200的流体流动能力提高，而不需要增加示例阀组件200的总体尺寸和成本。
[0023]图5为另一个示例阀组件300的一部分的放大图。大体上圆柱形阀塞340被可滑动地设置在阀笼316的孔324(关于轴线Y)中。阀笼316包括具有外表面332和内表面334的圆柱形壁322。流动区330包括在外表面332与内表面334之间延伸的贯通开口 336，以使得当阀塞340相对于阀笼316移动时流体能够流动通过开口 336。流体流动区330中的贯通开口 336之间相互分隔开且相互平行。然而，贯通开口 336可以以任何类型的图案设置到圆柱形壁322中。
[0024]每个贯通开口 336大体上为环形形状，然而也可以具有其它形状，例如矩形、长圆形、椭圆形、平行管形、菱形等。如图5中所示，参考平面X相对于轴线Y正交地延伸。每个贯通开口 336均限定延伸贯穿壁322的开口轴线U。开口轴线U被设置处于相对于参考平面X成非正交角度，例如图5中所示的非正交角度F。在图5中所示出的非正交角度F为45°。然而，也可以用其它大于0°的角度将贯通开口 336设置在壁322中。与图4中公开的非正交角度E的范围相似，图5中的非正交角度F，优选而非必须地，在5-58°的范围中。
[0025]每个贯通开口 336包括位于外表面332处的扩大的或倒角区域338。在某些情况中，位于贯通开口 336与外表面332的交界面处的尖锐棱角或边缘可能在流体流动中产生紊流，并相应地降低流体流动能力。在贯通开口 336与外表面332的交界面处出现的扩大的或倒角区域338能够使流体流动紊流产生的可能性最小化，并提供相对平稳的通过贯通开口 336的流体流动。平稳的通过贯通开口 336的流体流动导致示例阀组件300的流体流动能力增加，而不需要增加示例阀组件300的总体尺寸和成本。
[0026]图6为又一个示例阀组件400的一部分的放大图。大体上圆柱形阀塞440被可滑动地设置在阀笼416的孔424 (关于轴线Y)中。阀笼416包括具有外表面432和内表面434的圆柱形壁422。流动区430包括在外表面432与内表面434之间延伸的弧形贯通开口 437，以使得当阀塞440相对于阀笼416移位时流体能够流动通过弧形贯通开口 437。流体流动区430中的弧形贯通开口 437之间相互分隔开且相互平行。然而，弧形贯通开口 437可以以任何类型的图案设置到圆柱形壁422中。
[0027]每个弧形贯通开口 437大体上为环形形状，然而每个弧形贯通开口 437也可以具有其它形状，例如矩形、长圆形、椭圆形、平行管形、菱形等。如图6中所示，参考平面X相对于轴线Y正交延伸。每个弧形贯通开口 437均限定延伸贯穿壁422的开口轴线V。开口轴线V为弧形，或相对于参考平面X为非平面的。每个弧形贯通开口 437均为流体在外表面432与内表面434之间的流动提供平稳的过渡，并且通过引导流体流动通过弧形贯通开口437，阀笼416可提供增强的流体流动能力。
[0028]每个弧形贯通开口 437包括位于外表面432处的扩大的或倒角区域438。与结合图5的描述相似，在弧形贯通开口 437与外表面432的交界面处出现的扩大的或倒角区域438能够使流体流动中产生紊流的可能性最小化，并使流体相对平稳地(即，紊流度相对较低)流动通过弧形贯通开口 437。通过弧形贯通开口 437的平稳流体流动导致示例阀组件400中的流体流动能力增加，而不需要增加示例阀组件300的总体尺寸和成本。
[0029]尽管本文对特定示例装置进行了描述，本发明所覆盖的范围并不限于此。相反，本申请覆盖在文字上或在等同原则下客观地落入所附权利要求的范围内的所有方法、装置和制造物。
【权利要求】
1.一种用于增加阀中的流体流动的装置，包括: 具有流体通道的阀体； 阀笼，该阀笼位于所述通道中并包括具有外表面和内表面的壁，所述内表面限定具有轴线的笼孔，所述壁具有至少一个包括多个贯通开口的流动区，每个所述贯通开口在所述内表面与所述外表面之间延伸，以限定延伸贯穿所述壁的开口轴线，每条所述开口轴线被设置为相对于与所述笼孔的所述轴线正交设置的参考平面成非正交角度，其中至少一个所述贯通开口限定从所述内表面延伸至所述外表面的狭槽，所述至少一个所述贯通开口具有相对于所述阀笼周向延伸的纵向轴线，并且每个所述贯通开口与相邻的贯通开口分隔开，其中所述狭槽沿着每条所述开口轴线具有均匀厚度；和 能够在所述笼孔中轴向地滑动的阀塞。
2.根据权利要求1所述的装置，其中所述非正交角度约为四十五度。
3.根据权利要求1所述的装置，其中所述非正交角度在五度到八十五度的范围中。
4.根据权利要求1所述的装置，其中至少一个所述贯通开口在所述阀笼的所述外表面处具有扩大的区域。
5.根据权利要求1所述的装置，其中至少一个所述贯通开口在所述阀笼的所述外表面处具有倒角。
6.根据权利要求1所述的装置，其中所述狭槽的截面形状为矩形、长圆形、椭圆形、平行管形和菱形中的一种。
7.一种用于增加阀中的流体流动的装置，包括: 具有流体通道的阀体； 阀笼，该阀笼位于所述通道中并包括具有外表面和内表面的壁，所述内表面限定具有轴线的笼孔，所述壁具有至少一个包括多个贯通开口的流动区，每个所述贯通开口具有在所述内表面与所述外表面之间延伸的开口轴线，其中每条所述开口轴线相对于与所述笼孔的所述轴线正交设置的参考平面为弧形，并且每个所述贯通开口与相邻的贯通开口分隔开；和 能够在所述笼孔中轴向地滑动的阀塞。
8.根据权利要求7所述的装置，其中所述贯通开口被布置成图案。
9.根据权利要求7所述的装置，其中至少一个所述贯通开口在所述外表面处具有扩大的区域。
10.根据权利要求7所述的装置，其中至少一个所述贯通开口在所述外表面处具有倒角。
11.根据权利要求7所述的装置，其中每个所述贯通开口为圆形通道。
12.根据权利要求7所述的装置，其中每个所述贯通开口为长圆形通道。
13.一种位于阀的流体通道中的阀笼，包括: 具有外表面和内表面的壁，所述内表面限定具有轴线的笼孔，所述壁具有至少一个包括多个贯通开口的流动区，每个所述贯通开口在所述内表面与所述外表面之间延伸，以限定延伸贯穿所述壁的开口轴线，每条所述开口轴线被设置为相对于与所述笼孔的所述轴线正交设置的参考平面成非正交角度，其中至少一个所述贯通开口限定从所述内表面延伸至所述外表面的狭槽，所述至少一个所述贯通开口具有相对于所述阀笼周向延伸的纵向轴线，并且每个所述贯通开口与相邻的贯通开口分隔开，其中所述狭槽沿着每条所述开口轴线具有均匀厚度。
14.根据权利要求13所述的装置，其中所述非正交角度在五度到八十五度的范围中。
15.根据权利要求13所述的装置，其中至少一个所述贯通开口在所述阀笼的所述外表面处具有扩大的区域。
16.根据权利要求13所述的装置，其中至少一个所述贯通开口在所述阀笼的所述外表面处具有倒角。
17.根据权利要求13所述的装置，其中所述狭槽的截面形状为矩形、长圆形、椭圆形、平行管形和菱形中的一种。
18.一种位于阀的流体通道中的阀笼，包括: 具有外表面和内表面的壁，所述内表面限定具有轴线的笼孔，所述壁具有至少一个包括多个贯通开口的流动区，每个所述贯通开口具有在所述内表面与所述外表面之间延伸的开口轴线，其中每条所述开口轴线相对于与所述笼孔的所述轴线正交设置的参考平面为弧形，并且每个所述贯通开口与相邻的贯通开口分隔开。
19.根据权利要求18所述的装置，其中所述贯通开口被布置成图案。
20.根据权利要求18所述的装置，其中至少一个所述贯通开口在所述外表面处具有扩大的区域。
21.根据权利要求18所述的装置，其中至少一个所述贯通开口在所述外表面处具有倒角。
22.根据权利要求18所述的装置，其中至少一个所述贯通开口为圆形通道。
23.根据权利要求18所述的装置，其中至少一个所述贯通开口为长圆形通道。
【文档编号】F16K1/00GK104455471SQ201410561916
【公开日】2015年3月25日 申请日期:2008年7月21日 优先权日:2007年7月25日
【发明者】亚伦·安德鲁·佩罗, 约瑟夫·迈克尔·沃伊特, 大卫·J·韦斯特沃特 申请人:费希尔控制产品国际有限公司