具有带有菱形开口的阀笼的控制阀的阀芯组件的制作方法

本发明大体上涉及控制阀，其包括具有高流动区域的阀芯组件，并且更具体地，涉及包括具有菱形开口的阀笼的阀芯组件。

背景技术：

流体阀控制流体从一个位置到另一位置的流动。当流体阀处于关闭位置时，一侧的高压流体被防止流入阀的另一侧的低压位置。流体阀常常包括可移动的流体控制构件，并且某种阀座，其与流体控制构件协作来控制通过阀的流体流动。在一些情况下，当流体流过阀体时，希望表征流体。在这种情况下，可以使用如下阀芯组件，其包括具有多个开口的阀笼。这些开口可以尺寸适于并且形状适于表征流过阀芯组件的流体。在正常状况下，系统需求可以要求流动控制构件的受限的移动。然而，在高需求或喘振操作(surge operation)中，阀笼开口可以限制流过阀芯的流体至低于喘振状况所要求的水平，因为阀笼开口没有足够的流动能力来满足喘振操作。

技术实现要素：

一种流体阀包括阀体，其具有通过流体通道连接的流体入口和流体出口。阀芯组件安置在流体通道内，阀芯组件包括阀笼和阀座。流体控制构件可移动地安置在流体通道内和阀笼内，流体控制构件与阀座协作以控制通过流体通道的流体流动。阀笼具有多个菱形的开口。

附图说明

图1是根据本公开的教导构建的具有阀芯组件的控制阀的横截面；

图2是图1的阀芯组件的阀笼的近视图；

图3是图1的阀芯组件的替代的实施例的近视图；以及

图4是图3的阀笼的横截面图。

具体实施方式

在此描述的阀芯组件有利地以诸如阀塞的流动控制构件的最小的行程提供了巨大地增加的流动区域。在此所述的阀芯组件可以用作独立的阀芯组件，或者所公开的阀笼开口可以与其他的阀芯组件结合来产生如下的阀芯组件，其在流体流动具有防喘振能力时表征流体流动。所公开的阀笼开口改善了阀笼的径向强度，这允许所公开的阀芯组件用于高压降的应用，诸如压缩机防喘振操作。所公开的阀芯组件可以特别用于滑动杆控制阀。

附加地，所公开的阀芯组件使得控制阀相对于已知的阀芯组件具有较小的阀笼，并且因此所公开的阀芯组件可以用于具有较小的阀体的控制阀。虽然对于给定的使用阀笼相比于已知的阀笼基板上较小，但是所公开的阀笼包括高流动能力区域，其具有对于给定的阀塞行程迅速增加的流动区域。因此，所公开的阀芯组件在两阶的阀芯组件中是特别有用的，其中第一阶包括钻孔图案，其在需要的正常范围中节流(或表征)流体流动，第二阶具有特别成形的开口或端口来为阀塞行程的最小的增加提供流动区域的巨大的增加，从而允许在高需要情况下流体流动的迅速增加。

现在参考图1，控制阀10包括阀体12，其具有通过流体通道18连接的流体入口14和流体出口16。阀芯组件20安置在流体入口14与流体出口16之间的阀体12内。阀芯组件20包括阀笼22和阀座24。流体控制构件，诸如阀塞26，安置在阀笼22内，并且阀塞26与阀座24相互作用，以控制流体流过阀体12。阀杆28在一端连接至阀塞26，在另一端连接至致动器30。致动器30控制阀塞26在阀笼32内的移动。

如图2所示，阀笼22的一个实施例包括在第一端32的阀座24和在第二端36的开口34。阀笼壁38在第一端32与第二端36之间延伸，阀笼壁38形成空的中央孔，在其内阀塞26滑动以控制流体流过阀笼22。多个阀笼开口40形成在阀笼壁38中。多个阀笼开口40可以包括一个或多个菱形的开口42。菱形开口42可以包括第一边缘44和第二边缘46，第一边缘44和第二边缘46形成第一交叉48。第一边缘44和第二边缘46可以形成大约30度的第一角度50。优选地，第一角度50可以在大约10度至大约80度的范围中，优选地在20度与60度之间，并且更优选地，在25度与40度之间。第一角度50在公开范围中有利地允许高密度的菱形开口42位于阀笼壁38中。

菱形开口42还可以包括第三边缘52和第四边缘54，第三边缘52和第四边缘54形成第二交叉56。第二交叉56可以包括第二角度，其位于用于第一角度50的相同的范围中。在第一交叉48与第二交叉56之间的线限定菱形开口42的纵轴60。在图2的实施例中，纵向60实质上定向于平行于阀笼22的纵轴62。在其他的实施例中，纵轴60可以实质上定向于垂直于阀笼的纵轴62。

菱形的开口42可以可选地包括第一平坦边缘42，其连接第一边缘44和第三边缘52，以及第二平坦边缘66，其连接第二边缘46和第四边缘54。当第一菱形开口42’和第二菱形开口42”相邻时，第一菱形开口42’的第二平坦边缘66’相邻与第二菱形开口42”的第一平坦边缘64”，反之亦然。因此，网70可以形成在多个菱形开口40中的单个菱形开口42之间。网70可以包括多个X-形的塞，其具有第一腿部72、第二腿部74、第三腿部76和第四腿部78，其相交于中央部分80。网70在多个菱形开口40的区域中给阀笼22提供了径向强度。在一些实施例中，第一腿部72、第二腿部74、第三腿部76和第四腿部78可以具有在大约1mm至大约25mm范围中的厚度79，优选地，在大约5mm至大约20mm范围中，更优选地，在大约10mm至大约20mm范围中。在所公开的范围中的厚度使得径向强度和增加的流动区域之间取得了近似最佳的折衷。

在图2的实施例中，多个菱形的开口40可以与阀座24间隔第一距离82。类似地，多个菱形的开口40可以与阀笼22的第二端36间隔第二距离84。第一和第二距离82和84将多个开口40限制至高流动区域86。在其他实施例中，多个菱形开口40可以完全地延伸至第一端32、第二端34或两者。

如图3所示，阀笼122的另一实施例可以包括多个菱形开口40。至少一个菱形开口142可以如参照图2所述地成形。多个菱形开口40产生高流动区域186。多个流体表征开口，诸如多个噪声衰减开口188，可以形成在阀笼壁138中。多个噪声衰减开口188可以包括一个活多个圆形的开口190，其表征在正常操作期间流过阀的流体流动。因此，多个噪声衰减开口188产生流动表征区域190。过渡区域192形成在高流动区域186与流动表征区域190之间。在正常操作期间，流体可以流过流动表征区域190中的多个噪声衰减开口188。当下行需求高于流动表征区域190中的流动能力时，例如在喘振状况下，阀塞26(图1)足够大地打开来允许流体开始流过高流动区域186中的多个菱形开口140。在一些实施例中，在过渡区域192中菱形开口142中的部分可以与噪声衰减开口190中的部分重叠，以产生在噪声衰减(或其他流体表征)操作与喘振操作之间的顺滑过渡。如上所述，多个菱形开口140为阀笼122提供了高流动能力，但仍为高压降情形保留了阀笼122的径向强度。

图4是图3的阀笼122的横截面图。多个菱形开口140壁多个噪声衰减开口188更邻近阀笼122的第二端136。阀笼壁138在多个菱形开口140的邻近区域包括切口或凹部194。该凹部194还增加通过高流动区域186的流体。

尽管根据本公开的教导在此描述了某些阀芯组件和控制阀，但是所附权利要求的范围不限于此。相反，权利要求覆盖落入允许的等同方式的范围中的本公开的教导的所有实施例。