本公开总体上涉及流体控制阀，并且更具体地涉及多级防喘振阀。
背景技术：
控制阀在过程控制设备或者系统中通常被用于控制工艺流体的流动。在某些情况下，工艺条件会产生以快速倒流(例如，以毫秒计)、过度振动、和/或温度和/或噪声的增加为特征的喘振状态。另外，喘振可能导致压缩机或者控制阀的其它装置松开断路器、熔断保险丝、或者其它电气/机械关闭。通常，防喘振控制阀用于抵消喘振。这些阀必须非常快地移动或者划动以有效抵消喘振情况。另外，这些阀必须划动长的一段行程以使流动能力最大化。
技术实现要素：
在一个示例中，设备包括被设置在盖与阀座之间的阀笼。该笼包括第一部段、第二部段以及第三部段，该第一部段与阀座相邻并且具有第一流体流动通道；该第二部段沿阀笼的纵向轴线与第一部段隔开并且具有第二流体流动通道；该第三部段在第一部段与第二部段之间没有流体流动通道。示例设备还包括被可滑动地设置在阀笼中的塞子。该塞子包括通过塞子的裙部的第三流体流动通道，该第三流体流动通道在塞子的冲程期间流体联接至第二流体流动通道。
另一示例设备包括联接至笼的阀座。笼包括在离阀座的一个冲程长度内被设置在笼的侧部中的第一孔口。笼还包括沿笼的纵向轴线与第一孔口隔开的被设置在笼的侧部中的第二孔口。设备还包括被可滑动地设置在笼内的流体流动控制构件。该流体流动控制构件包括被设置在流体流动控制构件的侧部内的第三孔口。
另一示例设备包括用于控制阀内的流体流动的装置。用于控制流体流动的装置包括用于允许流体流过其中的第一装置。示例设备还包括用于在阀的冲程期间引导用于控制流体流动的装置的装置。用于引导的装置包括用于允许流体流过其中的第二装置和第三装置，第三装置沿用于引导的装置的纵向轴线与第二装置隔开。
附图说明
图1图示了已知防喘振阀的剖视图。
图2A图示了示例多级防喘振阀的剖视图。
图2B图示了图2A的示例多级防喘振阀的放大部分。
图3A图示了处于部分打开状态下的图2A的示例多级防喘振阀的剖视图。
图3B图示了图3A的示例多级防喘振阀的放大部分。
图4图示了处于完全打开状态下的图2A的示例多级防喘振阀的剖视图。
图5A图示了另一示例多级防喘振阀的剖视图。
图5B图示了图5A所示的多级防喘振阀的放大部分。
图6A图示了又一示例多级防喘振阀的剖视图。
图6B图示了图6A的示例多级防喘振阀的放大部分。
图7图示了又一示例多级防喘振阀的剖视图。
附图不是按照比例的。相反，为了明确多隔层和区域，在图中可以放大层的厚度。只要有可能，(多个)附图和所附撰写的说明书通篇中使用相同的附图标记来指代相同或者相似的部分。如在本专利中使用的，对于任意部分(例如，层、膜、区域或者板)以任意方式位于(例如，位于、定位于、布置于或形成于等)另一个部分上的表述意指提及的部分或者与另一个部分接触，或者提及的部分在另一个部分上，其间布置有一个或者多个中间部分。任意部分与另一个部分接触的表述意指在两个部分之间没有中间部分。
具体实施方式
总的来说，本文所公开的示例多级防喘振阀可以用于向上流动和向下流动配置中的截止阀体和角阀体。具体地，本文所公开的示例多级防喘振阀提供多个优点，包括但不限于：快速冲程致动、减震降噪、以及可变的流动能力。
本文所描述的示例多级防喘振阀可以允许流体同时流过位于不同位置的多级和流体流动通道(例如，多个流体流动路径)，从而显著缩短实现给定流体流动所需的冲程长度。例如，当本文所描述的示例阀的塞子与其相应阀座隔开时，使流体能够同时流过处于第一级的第一流动通道和处于第二级的第二流体流动通道，从而减少实现给定流体流动所需的冲程长度。利用更短的冲程长度，示例阀可以明显更快地移动或者划动以更有效地抵消喘振状态。假设具有显著更短的冲程长度的相同的或者更大的流动能力通过减少冲程长度、减少冲程时间和增加冲程频率(即，给定时间内阀的冲程数)来大大改进喘振对策。
本文所描述的示例多级防喘振阀采用笼，该笼具有沿笼的纵向轴线限定的多个圆柱形部段或者区域。各部段或者区域中的两个或者两个以上部段或者区域具有通过笼的流体流动通道或者孔口，以提供通过笼的多个可控的、可变流体流动路径。具有流动通道或者孔口的部段被笼的没有流动通道的部段隔开，从而使具有流动通道的每个部段都限定出不同的、可控的流体流动级。例如，可以采用具有两个圆柱形部段的笼来提供两级阀，该两个圆柱形部段具有沿笼的纵向轴线被没有流动通道的部段所隔开的流动通道。超过两个的附加流体流动级可以通过添加附加部段来提供，附加部段具有沿笼的长度被没有流动通道的部段所隔开的流动通道。因此，三级阀可以包括具有流动通道的三个部段，每个部段都具有沿笼的纵向轴线被没有流动通道的部段隔开的流动通道。
在本文所述的示例中，可滑动地设置在笼中的塞子具有与阀座相邻的第一端，该第一端在操作中远离阀座移动，以暴露笼的第一部段的一个或者多个流动通道，以使流体能够通过暴露的流动通道从阀的进口流动到阀的出口。塞子还包括通过塞子的侧部或者裙部的至少一个孔口。在塞子的裙部中的孔口与塞子的第一端隔开，以与笼的各部段的至少一个部段可操作地协作。具体地，在操作中，当塞子与阀座接合时，在塞子的裙部中的至少一个孔口可以与笼的没有流动通道的部段对齐，从而防止流体通过塞子的裙部从进口流动到出口。然而，当阀被划动并且塞子远离阀座移动时，在塞子的裙部中的至少一个孔口与在笼的第二部段中的流动通道对齐，从而使流体能够通过塞子的裙部从进口流动到出口。在两级阀中，塞子可以具有仅仅与笼的第二部段中的流动通道协作的一个或者多个孔口，以提供通过阀的第二流动路径。
附加流体流动级和路径可以通过将孔口添加至塞子的裙部来实现，其中附加孔口与笼的附加部段中的流动通道协作，如上所述。换言之，超过第一级的每个流体流动级都可以通过将包含流动通道(被没有流动通道的部段隔开)的部段和在塞子的裙部中与笼的对应部段协作，以能够提供通过阀的更多可控的、可变的流体流动路径的(多个)对应孔口添加至笼来实施。因此，在三级阀中，笼可以包括具有流动通道的三个部段，每个部段沿笼的纵向轴线被如上所述的没有流动通道的部段隔开，并且塞子可以包括位于塞子的裙部中的两个孔口或者两组孔口，其中在塞子中的每个孔口或者每组孔口都与笼的各部段中的一个部段中的对应流动通道协作，以能够提供通过阀的更多可控的、可变的流体流动路径。
在本文所描述的示例中，多个流体流动级协作以促成通过阀的总流体流动的方式可以经由在塞子的裙部中的孔口与笼的具有相对于阀的冲程长度的流动通道的部段之间的间距来配置。如下面更详细地描述的，可以选择在例如两级阀中的间距，从而在第二级开始促成总流动之前使第一级达到最大流动。例如，可以使流体在流过第二流动通道之前流过第一流动通道(即，流体流动可以递增地、以指数方式等增加)。可替代地，可以选择间距，从而在第一级达到最大流动之前使第二级开始促成总流动。例如，可以使流体同时流过第一流动通道和第二流动通道(例如，在塞子的裙部中的孔口可以在处于第二级时在离流动通道一个冲程长度内被隔开)。这可以在相对短的冲程长度内使流体流动最大化。更进一步地，可以选择间距，从而使第一级和第二级不同时促成流动，从而使其对总流体流动的促成作用是交替的。
图1图示了已知防喘振阀100的剖视图。图1的防喘振阀100包括阀体101、阀座102、盖104、以及设置在阀座102与盖104之间并且在阀体101内的笼106。诸如塞子108的流体流动控制构件被可滑动地设置在笼106内，以控制流体流过流体流动通道或者孔口110，该流体流动通道或者孔口110延伸通过笼106的壁。如图1所示，孔口110在离阀座102的冲程长度111内沿笼106被隔开。
另外，阀杆112被设置为可滑动通过盖104并且被附接至塞子108的端部。阀杆112控制塞子108远离和朝向阀座102运动。阀杆112可以可操作地联接至致动器(例如，气动式、电动式、液压式等)，该致动器使阀杆112和塞子108在关闭位置(例如，在其中塞子108与阀座102密封接合的位置)与完全打开位置(例如，在其中塞子108远离阀座102冲程长度的位置)之间移动，以允许进口114与出口116之间的最大流体流动。
在操作中，塞子108必须行进整个冲程长度111，以使通过孔口110的流动能力最大化。另外，为了抵消喘振情况，塞子108必须非常快速地行进冲程长度111(例如，塞子可能必须以最小0.77秒行进20英寸冲程长度)。由于阀可以包括处于不同温度和速度下的气体、液体和浆液时，可以采用多个密封圈118、119来防止不受控制的流体流过阀100或者通过阀100泄漏。
参照图2A至图2B，示出了处于关闭状态下的示例多级防喘振阀200。图2A图示了示例多级防喘振阀200的剖视图，而图2B图示了示例多级防喘振阀200的放大部分。
如图2A所示，示例多级防喘振阀200包括阀体201、阀座202、盖204、以及在阀座202与盖204之间的被夹持就位的笼206。在该示例中被描绘为塞子的流体流动控制构件207被可滑动地设置在笼206中。笼206被用于在阀200的冲程期间引导塞子207。
在该示例中，笼206包括设置在笼206的第一部段209(例如，第一级)内与阀座202相邻的第一流体流动孔口或者通道208、设置在沿笼206的纵向轴线与第一部段209隔开的第二部段211中的第二流体流动孔口或者通道210、以及在第一部段209与第二部段211之间的没有流体流动通道的第三部段212。在该示例中，第一流体流动通道208设置在离阀座202的一个冲程长度213内的第一部段209中。
塞子207控制通过第一流体流动通道208和第二流体流动通道210在进口214与出口216之间的流体流动。在所图示的示例中，通过在塞子207与阀座202密封接合(例如，完全关闭状态下)时防止流体在进口214与出口216之间流动、通过移动塞子207冲程长度213的一部分使流体能够流过第一流体流动通道208或者第二流体流动通道210中的至少一个(例如，部分打开位置)、并且通过移动塞子207整个冲程长度213使流体流过所有流体流动通道208、210(例如，完全打开位置)，塞子207控制流体流动。
塞子207和阀座202可选地具有用于防止流体在多级防喘振阀200的部件之间流动的至少一个密封圈。在该示例中，第一密封圈218被密封地设置在阀座202与阀体201之间，以防止不受控制的流体在进口214与出口216之间流动。更具体地，第一密封圈218和阀座202使得流体被引导流过阀座202并流入塞子207内的空腔220中。
在该示例中，塞子207包括位于塞子207的侧部或者裙部221内的第三流体流动通道222。在所图示的示例中，当塞子207与阀座202密封接合(例如，完全关闭状态)时，第二流体流动通道210和第三流体流动通道222彼此隔开最多一个冲程长度。在操作中，第三流体流动通道222在阀200的冲程期间与第二流体流动通道210可滑动地对齐。
第三流体流动通道222的大小被设计为避免流动限制。在所图示的示例中，第三流体流动通道222被设置在塞子207的主体的中心或者中间部分处。当塞子207封住阀座202时，塞子207的中间部分可以在第一部段209与第二部段211的中间。当然，第三流体流动通道222可以设置在塞子207的交替部分中。第三流体流动通道222通向适形腔223中以转变流动，如本文进一步公开的。
第三流体流动通道222允许塞子207控制流体流过第二流体流动通道210，而形成在塞子207与阀座202之间的空间(当塞子207没有处于关闭状态时)允许塞子207控制流体流过第一流体流动通道208。例如，当塞子207封住阀座202时，第三流体流动通道222与第三部段212(其没有流体流动通道)对齐，从而流体经过流体流动通道202、210、222的流动全部被防止。示例塞子207包括被设置在第三流体流动通道222与第一流体流动通道208之间用于防止不受控制的流体从第三流体流动通道222流过第一部段209中的第一流体流动通道208的第二密封圈224。当塞子207封住阀座202时，第二密封圈224被设置为与第一流体流动通道208的第一侧相邻，以防止流体流动到第一流体流动通道208的第一侧。当塞子207与阀座202隔开时，使流体能够流过第一流体流动通道208或者第二流体流动通道210中的至少一个。
致动器(例如，气动式、电动式、液压式等)可经由阀杆225被可操作地联接至塞子207。阀杆225被设置为可滑动地通过盖204并且被联接至塞子207的端部。阀杆225控制塞子207远离和朝向阀座202运动。在许多示例中，致动器(未示出)使阀塞子207在完全关闭位置(例如，在其中阀塞子207与阀座202密封接合的位置)与完全打开位置(例如，在其中阀塞子207远离阀座202冲程长度的位置)之间移动，以允许流体从进口214流动到出口216。
塞子207还可以包括被设置为与阀杆225相邻的开口226。该开口226允许流体流到塞子207外、在笼206内的塞子207与盖204之间。具体地，通过在阀200的操作期间允许流体在塞子207与盖204之间流动来防止真空。进一步地，塞子207包括第三密封圈227，用于防止不受控制的流体从塞子207与盖204之间的区域流过第二部段211中的第二流体流动通道210。当塞子207封住阀座202时，第三密封圈227被设置为与第二流体流动通道210的第一侧相邻，以防止流体流动到第二流体流动通道210的第一侧。
在图2B中，图示了实施第一密封构造，以防止流体从第三流体流动通道222流过第二部段211中的孔口210。第四密封圈228被凹入塞子207的裙部221内，以防止流体在第三流体流动通道222与第二流体流动通道210之间流动。具体地，第四密封圈228在笼206的内壁229与塞子207的外表面230之间创建密封。当塞子207封住阀座202时，第四密封圈227被设置为与第二流体流动通道210的第二侧相邻，以防止流体流动到第二流体流动通道210的第二侧。
在所图示的示例中，第四密封圈228与密封表面231相邻。密封表面231用于接合被设置在笼206的内壁229上的第二阀座232。例如，在关闭状态下(例如，当塞子207与阀座202密封接合时)，密封表面231与第二阀座232密封接合，以防止流体在第三流体流动通道222与第二流体流动通道210之间流动。另外，在(完全或者部分)打开状态下(例如，当塞子207与阀座202隔开时)，密封表面231脱离第二阀座232，以允许流体在第三流体流动通道222与第二流体流动通道210之间流动。
在一些示例中，第二流体流动通道210中断内壁229的表面，如果允许第四密封圈228穿过内壁229的表面，则这可以刮擦第四密封圈228或者以其它方式使第四密封圈228变形。在所示的示例中，当在关闭状态下，第四密封圈228被设置为与接触表面233相邻。接触表面233从笼206的内壁229移位，从而使第四密封圈228仅仅与接触表面233接合而不与内壁229接合。
适形腔223可以由密封表面231和第三部段212限定。适形腔223可以具有锥形或者漏斗形轮廓，以有效地转变流体流动。具体地，当密封表面231与第二阀座232接合时，密封表面231可以形成适形腔223的上壁。另外，第三部段212可以形成适形腔223的外壁。当塞子207处于关闭位置时，密封表面231和第三部段212可以防止流体流动。
另外，密封表面231的形状可以被设计为转变流体流动。例如，密封表面231可以具有锥形轮廓，以允许在适形腔223内或者来自第三流体流动通道222的流体穿过锥形轮廓，以使得在密封表面231脱离第二阀座232或者与第二阀座232接合时不会突然开始或者停止通过第二流体流动通道210的流体流动。
在一些示例中，第四密封圈228是耐高温金属密封圈。第四密封圈228无法膨胀或者被压缩得与非金属密封圈一样多。例如，第四密封圈228可以具有小于塞子207的外半径的内半径。在该示例中，第四密封圈228无法在塞子周围膨胀以便其安装。因此，塞子207由利于第四密封圈228的安装的多个部分组成。具体地，塞子207包括第一部分234和第二部分236。第二部分236具有第一环形凸起238，并且第一部分234具有第二环形凸起240。第四密封圈228被安装在与第一环形凸起238相邻的第一位置242处。
第一部分234与第二部分236紧密配合，从而将第二环形凸起240设置在与第一环形凸起238相邻的第二位置244处。因此，第一环形凸起238和第二环形凸起240以互锁的方式设置为彼此相邻。第一部分234可以螺纹附接至在位置245处的第二部分236。可替代地，第一部分234可以通过使用例如TIG焊接、TAG焊接、胶、螺丝、螺栓、锚钉、第一环形凸起238与第二环形凸起240的互锁或者其它已知固定方式来附接至第二部分236。塞子207的第一部分234和第二部分236形成空腔或者凹陷246，用于获取第四密封圈228。另外，可以选择笼206的内壁与塞子207的外表面230之间的间隙来减少机械噪音。
示例多级防喘振阀200被示出为截面是对称的，因为包括但不限于阀座202、笼206、塞子207等的多级防喘振阀200的部件可以是圆柱形的。例如，虽然在图2A的示例剖视图中将第三流体流动通道222示出为在塞子207的左侧和右侧，但是第三流体流动通道222可以被周向设置在圆柱形塞子周围。当然，在不脱离本公开的范围的情况下，可以使用除了圆柱形形状之外的其它已知形状或者几何结构。
当示例塞子207与阀座202密封接合时，流体从进口214流到空腔220中。在一些示例中，流体从第三流体流动通道222流入适形腔223中，但是笼206的壁(例如，第三部段212)防止进一步的流动。另外，第二密封圈224、密封表面231和阀座232、以及第四密封圈228防止流体流动。当示例塞子207与阀座202隔开冲程长度213时(如图4所示)，使流体能够流过通过空腔220的第三流体流动通道222、在第一部段209中的第一流体流动通道208、和/或通过空腔220的在第二部段211中的第二流体流动通道210中的至少一个。
如能够在图2A的示例中看到的，将笼206配置为具有分别都包括孔口或者流动路径的多个隔开的部段(例如，部段209、211)，会使更多数量的孔口和更大的流动通道总横截面积被打开或者暴露于流体流动路径阀塞子207的给定冲程长度。结果，图2A的示例阀200可以在相对短的冲程长度内实现相对高的流速，因此与诸如图1的阀100等已知阀相比，可以相对快速地实现这样的效果。
参照图3A至图3B，示出了处于中间或者部分打开的位置的示例多级防喘振阀200。图3A图示了示例多级防喘振阀200的剖视图，而图3B图示了示例多级防喘振阀200的放大部分。
如图3A所示，塞子207远离处于中间冲程位置的阀座202移位。在该中间位置中，塞子207被移位，以足以将第一流体流动通道208暴露于进口214中的流体。具体地，流体从进口214流动、经过阀座202、经过在第一部段209中的第一流体流动通道208中的至少一个、到达出口216。另外，流体流过第三流体流动通道222、经过在第二部段211中的第二流体流动通道210中的至少一个(如图3B更详细地示出的)、到达出口216。
如图3B所示，密封表面231是成角度的或者锥形的，以使流体流动从第三流体流动通道222转变到第一孔口210a(例如，第二流体流动通道210中的第一个)。例如，密封表面231可以允许在适形腔223内或者来自第三流体流动通道222的流体穿过成角度的或者锥形的密封表面231，以便在密封表面231脱离第二阀座232或者与第二阀座232接合时，不会突然开始或者停止通过第二流体流动通道210的流体流动。可替代地，在向下流动配置中，密封表面231允许来自出口216的流体穿过成角度的或者锥形的密封表面231，以便在密封表面231脱离第二阀座232或者与第二阀座232接合时，不会突然开始或者停止通过第二流体流动通道210的流体流动。
在所图示的示例中，塞子207的外壁230与处于中间位置的笼206的内壁229隔开一段距离300。在一些示例中，塞子207与内壁229隔开一段距离300，从而将第四密封圈228从内壁229中的第二流体流动通道210移位以避免其变形。因此，流体可以流过第二孔口210b(例如，第二流体流动通道210中的第二个)。在一些示例中，流体可以在与第一孔口210a不同压力、速度和/或温度下流过第二孔口210b。
第一流体流动通道208和第二流体流动通道210可以被设计为减少噪音和/或振动。因此，噪音和/或振动减少技术可以应用于确定通过其的流体的大小、位置和流动轨迹。第一流体流动通道208和第二流体流动通道210可以是被钻孔或者以其它方式形成以穿透笼206的壁的裂缝、开口、孔等；被设计为增加和/或减少流速的通道；漏斗、圆锥体和/或其它噪声和振动减少设计。可替代地，第一流体流动通道208和第二流体流动通道210可以是大体上直的、弯曲的、弓形的、成角度的、锥形的、和/或任何其它形状或者轮廓。例如，第一流体流动通道208和第二流体流动通道210可以提供多个流动通道，该流动通道可以喷射或者喷洒流体。因此，可以喷洒在进口214与出口216之间流动的流体，以减少流体流中的能量(多余的能量可以被转换为噪声)，并且/或者将任何生成的噪声的频率转变为在可听范围外的频率。
在替代示例中，第三流体流动通道222也可以被设计为减少噪声和/或振动。在这种替代示例中，噪声和/或振动衰减可以发生在所有流体流动通道208、210、222中。例如，可能存在通过第三流体流动通道222的第一噪声和振动衰减、和通过第一和第二流体流动通道208、210的第二噪声和振动衰减。在另一示例中，可能存在通过第三流体流动通道222的噪声衰减、和通过第一和第二流体流动通道208、210的振动衰减。在更进一步的示例中，可能存在通过在第一级(例如，第一部段209)中的第一流体流动通道208的噪声衰减、和通过在第二级(例如，第二部段211)中的第二流体流动通道210的振动衰减。当然，在不脱离本公开的范围的情况下，可以串行和/或并行地使用、组合和/或调整这些技术和/或其它示例噪声和/或振动衰减方法。
参照图4，示出了处于完全打开位置或者状态的示例多级防喘振阀200。塞子207被示出为离开阀座202移位了完整冲程长度213。在完全打开位置中，塞子207被移位以将在第一部段209中的所有第一流体流动通道208和在第二部段211中的所有第二流体流动通道210暴露于进口214。具体地，可以形成第一流动路径400和第二流动路径402。第一流动路径400是在其中流体从进口214流动经过阀座202、经过第一流体流动通道208、到达出口216的路径。进一步地，第二流动路径402是在其中流体从进口214流动、经过阀座202、经过第三流体流动通道222、经过第二流体流动通道210、到达出口216的路径。当然，在向下流动配置中可以使流动路径400、402颠倒。
当塞子207在位置之间转变时，流体压力、速度和/或温度可能产生波动。另外，流过流动通道210的流体的压力、速度和/或温度可以与通过流动通道208的流体的压力、速度和/或温度不同。然而，当所有流体流动通道208、210被暴露、并且使流体能够通过所有流体流动通道208、210时，流动能力被最大化。根据本公开，利用明显缩短的行程或者冲程(例如，图2中的冲程长度213明显小于图1中的冲程长度111)来实现了大于或者等于图1所示的已知防喘振控制阀的流动能力，并且因此，可以比图1的已知阀更快速地实现最大流动能力。
在图5A至图5B中示出了可替代的示例多级防喘振阀500。在图5A中，示例多级防喘振阀500包括阀体501、阀座502、盖504、设置在阀座502与盖504之间并且位于阀体501内的笼506、以及在图5A中被描述为塞子507并且被可滑动设置在笼506内的流体流动控制构件。笼506可以被用于在阀500的冲程期间引导塞子507。
在所示的示例中，塞子507用于控制流体流动通过在笼506的第一部段509中的第一流体流动通道508和在笼506的第二部段511中的第二流体流动通道510。另外，笼506包括没有设置在第一部段509与第二部段511之间的流体流动通道的第三部段512。具体地，塞子507控制在进口514与出口516之间的流体的通过第一流体流动通道508和第二流体流动通道510(例如，当塞子507处于打开状态时使流体能够通过第一和第二流体流动通道508、510、当塞子507处于完全关闭状态时禁止流体通过第一和第二流体流动通道508、510)的流动。在所图示的示例中，阀座502包括设置在阀座502与阀体501之间的第一密封圈518。第一密封圈518防止在进口514与出口516之间的不可控的流体流动并且迫使流体进入塞子507内的空腔520。流体可以从塞子507中的空腔520内流过设置在塞子507的裙部或者壁523内的第三流体流动通道522。在完全关闭的状态下，进一步的流体流动可以由第三部段512(其没有流体流动通道)防止。另外，塞子507可以包括被设置在第三流体流动通道522与第一流体流动通道508之间和在塞子507与笼506之间的第二密封圈524，以在塞子507处于完全关闭的状态时防止来自第三流体流动通道522和第一流体流动通道508的流体流动。
塞子507可以经由阀杆525从完全关闭状态移动到完全打开状态。在图示的示例中，通过在塞子507与阀座502密封接合(例如，在完全关闭状态下)时防止流体在进口514与出口516之间流动、通过使塞子507移动冲程长度的一部分(例如，在部分打开的状态下)来使流体能够流过第一流体流动通道508或者第二流体流动通道510中的至少一个、并且通过使塞子507移动整个冲程长度(例如，在完全打开状态下)来使流体能够流过所有流体流动通道508、510、522，塞子507控制流体流动。
另外，如图5A所示，塞子507可以具有第一外半径r1(和对应第一外直径)、第二外半径r2(和对应第二外直径)、和第三外半径r3(和对应第三外直径)。在所图示的示例中，第二外半径r2小于第三外半径r3，并且第三外半径r3小于第一外半径r1(例如，r2﹤r3﹤r1)。如下面所公开的，最大外直径(例如，第一外直径)充当与笼506的内壁密封接合的辅助塞子。由于不同的半径，适形腔526可以被形成以为可以流过第三流体流动通道522和第二流体流动通道510的流体提供转变。
图5B图示了图5A所图示的替代示例多级防喘振阀500的放大部分。在图5B中，图示了实施第二密封构造以控制从第三流体流动通道522到第二流体流动通道510的流体流动。具体地，塞子507包括转变部，该转变部在所示的示例中被描述为密封表面530。如图所示，密封表面530是成角度的或者锥形的，以转变从第三流体流动通道522到第一孔口510a(例如，第二流体流动通道510中的第一个)的流体流动。笼506包括设置在笼506的内壁内的对应第二阀座532。在关闭状态下(例如，当塞子507与阀座502密封接合时)，密封表面530也与第二阀座532密封接合，以防止第三流体流动通道522与第一孔口510a之间的流体流动。
在所图示的示例中，密封表面530可以形成适形腔526的壁中的一个壁。例如，密封表面530可以允许在适形腔526内或者来自第三流体流动通道522的流体穿过成角度的或者锥形的密封表面530，以便在密封表面530脱离第二阀座532或者与第二阀座532接合时不会突然地开始或者停止通过第二流体流动通道的流体流动。如图5B所示，塞子507的外壁534不与笼506的内壁536隔开，如同在示例阀200中一样。因此，这可以防止通过第二孔口510b(例如，第二流体流动通道510中的第二个)的流体流动，即使在使流体能够通过第一孔口510的情况下。
在所图示的示例中，塞子507不包括与密封表面530相邻的密封圈，如同在前述示例中一样。该示例塞子507提供减小的摩擦设计(例如，当塞子在运动时，密封圈可以对笼产生摩擦)、节约制造成本(例如，塞子不需要由用于安装密封圈的多个零件组成)、并且节约部件成本(例如，不需要购买和/或使用密封圈)。因为所图示的示例不包括与密封表面530相邻的密封圈，所以塞子507的外壁534可以在不刮擦密封圈或者以其他形式使密封圈变形的情况下穿过笼506的内壁536。然而，笼506与塞子507之间的间隙可以设计为减少机械噪声。
虽然示例多级防喘振阀500还包括与示例多级防喘振阀200的密封构造不同的密封构造，但是流体流动特性可以与先前描述的特性相似。这种情况也可能适用于参照图6A至图6B而示出和描述的示例多级防喘振阀600。
图6A图示了可替代的示例多级防喘振阀600的剖视图。在图6A中，示例多级防喘振阀600包括阀体601、阀座602、盖604、设置在阀座602与盖604之间并且位于阀体601内的笼606、以及被描述为塞子607并且可滑动地被设置在笼606内的流体流动控制构件。笼606被用于在阀600的冲程期间引导塞子607。
在所图示的示例中，塞子607用于控制流体流动通过在笼606的第一部段609中的第一流体流动通道608和在笼606的第二部段611中的第二流体流动通道610。另外，笼606包括没有设置在第一部段609与第二部段611之间的流体流动通道的第三部段611。具体地，塞子607控制在进口614与出口616之间的流体通过第一流体流动通道608和第二流体流动通道610(例如，当塞子607处于打开状态时使流体能够通过第一流体流动通道608和第二流体流动通道610、当塞子607处于完全关闭状态时禁止流体通过第一流体流动通道608和第二流体流动通道610)的流动。在所图示的示例中，阀座602包括被设置在阀座602与阀体601之间的第一密封圈618。第一密封圈618防止在进口614与出口616之间的不可控的流体流动，并且迫使流体进入塞子607内的空腔620。流体可以从塞子607中的空腔620内流过被设置在塞子607的裙部或者壁623内的第三流体流动通道622。在完全关闭的状态下，更多的流体流动可以由第三部段612(其没有流体流动通道)防止。另外，塞子607可以包括被设置在第三流体流动通道622与第一流体流动通道608之间和在塞子607与笼606之间的第二密封圈624，以在塞子607处于关闭状态时防止来自第三流体流动通道622和第一流体流动通道608的流体流动。
塞子607可以经由阀杆625从关闭状态移动到完全打开状态。通过在塞子607与阀座602密封接合(例如，在关闭状态下)时防止流体从进口614流动、通过使塞子607移动冲程长度的一部分(例如，在部分打开的状态下)来使流体能够流过第一流体流动通道608或者第二流体流动通道610中的至少一个，并且通过使塞子607移动整个冲程长度(例如，在完全打开状态下)来使流体能够流过所有流体流动通道608、610、622，塞子607控制流体流动。
在所图示的示例中，第三部段612和被设置在塞子607的裙部或者壁623内的第三流体流动通道622形成适形腔626，当塞子607处于关闭位置时，流体可以暂时被包含在该适形腔626中。转变部627可以形成适形腔626的壁中的一个壁。例如，转变部627可以允许在适形腔626内或者来自第三流体流动通道622的流体穿过锥形的或者成角度的转变部627，以便在适形腔626将第三流体流动通道622暴露于第二流体流动通道610时不会突然地开始或者停止通过第二流体流动通道610的流体流动。
图6B图示了图6A所示的可替代的示例多级防喘振阀的放大部分。在图6B中，第三密封构造用于控制从第三流体流动通道622到第二流体流动通道610的流体流动。如图所示，笼606包括密封圈628，该密封圈628凹入笼606的与密封表面630和第二阀座632相邻的内壁629内。密封表面630可以被设置在塞子607的外表面631上，并且第二阀座632可以被设置在笼606的内壁629上。在完全关闭状态下(例如，当塞子607与阀座602密封接合时)，密封表面630与第二阀座632密封接合，以防止第三流体流动通道622与第二流体流动通道610之间的流体流动。
密封圈628用于防止第三流体流动通道622与第二流体流动通道610之间的流体流动。具体地，密封圈628在笼606的内壁629与塞子607的外表面631之间创建密封。在一些示例中，密封圈628是耐高温金属密封圈。在这些示例中，密封圈628无法膨胀或者被压缩得与非金属密封圈一样多。密封圈628可以具有外半径，该外半径比笼606的内半径大，使得无法将密封圈628压缩在笼606内以进行安装。
在这些示例中，笼606由利于密封圈628的安装的多个部分组成。具体地，笼606包括第一部段634和第二部段636。第二部段636具有第一环形凸起638并且第一部段634具有第二环形凸起640。密封圈628被安装在与第一环形凸起638相邻的第一位置642处。第一部段634与第二部段636紧密配合，使得将第二环形凸起640设置在与第一环形凸起638相邻的第二位置644处。因此，第一环形凸起638和第二环形凸起640可以按照互锁的方式设置为彼此相邻。第一部段634可以螺纹附接至在位置645处的第二部段636。可替代地，第一部段634可以通过使用例如TIG焊接、TAG焊接、胶、螺丝、螺栓、锚钉、第一环形凸起与第二环形凸起的互锁或者其它已知固定方式来附接至第二部段636。笼606的第一部段634和第二部段636形成获取密封环628的空腔或者凹陷646。
在一些示例中，流体流动通道可以是交错的，从而可以在不暴露第二流体流动通道的情况下暴露第一流体流动通道。例如，阀可以被设计为允许在第二流体流动通道未被暴露时暴露第一流体流动通道、并且允许在第一流体流动通道未被暴露时暴露第二流体流动通道，从而使流体流动可以在流体流动通道之间交替。可替代地，可以在暴露第一流体流动通道之后暴露第二流体流动通道。另一示例包括阀，该阀被设计为允许第一组流体流动通道中的第一通道暴露(例如，1个通道)、允许第二组流体流动通道中的第二通道和第一通道暴露(例如，2个通道)，允许第一组流体流动通道中的第三通道以及第一和第二通道暴露(例如，3个通道)等，从而逐渐增加流体流动。在又一示例中，可以按照指数方式(例如，1、2、4、8、16等)暴露流体流动通道。这些示例全部提供了等于或者大于图1的已知阀100的流量的流量，其中冲程长度明显比图1的已知阀100的冲程长度短。
此外，流体流动通道208、210、508、510、608、610可以按照许多不同的方式形成，包括但不限于钻孔、被铸造为窗口、裂缝、开槽以增加和/或减少流速、漏斗形的、锥形的和/或其它几何结构或者形状。例如，第一流体流动通道208、508、608可以被钻有孔流动路径，而第二流体流动通道210、510、610可以被铸造有窗口流动路径。因此，流体流动通道208、210、508、510、608、610可以具有相似的流动路径或者不同的流动路径以适应特定应用的需要。虽然先前的示例图示了第一部段209、509、609、第二部段211、511、611、以及第三部段212、512、612，但是在不脱离本公开的范围的情况下，可以使用任何数量的部段或者级。
如图7所示，另一多级防喘振阀700具有笼702，该笼702包括在第一部段706内与阀座708相邻的第一流体流动通道704、在第二部段702内沿笼702的纵向轴线与第一部段706隔开的第二流体流动通道710、以及没有在第一部段706和第二部段712之间的流体流动通道的第三部段714。多级防喘振阀700还可以具有被可滑动地设置在笼702内的塞子716。笼702可以被用于在阀700的冲程期间引导塞子716。塞子716可以具有设置在塞子716的裙部719内的第三流体流动通道718。该第三流体流动通道718在阀700的冲程期间与第二流体流动通道710可滑动地对齐。
笼702另外可以具有沿笼702的纵向轴线与第二部段712隔开的第四部段720。该第四部段720可以具有第四流体流动通道722。笼702也可以具有没有在第二部段712和第四部段720之间的流体流动通道的第五部段724。在该示例中，塞子716另外包括与第三流体流动通道718纵向隔开并且通过塞子716的裙部719的第五流体流动通道726。该第五流体流动通道726在阀700的冲程期间与第四流体流动通道722可滑动地对齐。
在一些示例中，当塞子716封住阀座708(例如，关闭状态)时，第三流体流动通道718与笼702的第三部段714对齐、并且第四流体流动通道726与笼702的第五部段724对齐，从而防止通过流体流动通道的流体流动。在其它示例中，当塞子716与阀座708隔开(例如，完全打开状态)时，使流体能够流过第一流体流动通道704、第二流体流动通道710或者第四流体流动通道722中的至少一个。具体地，流体可以在进口728与出口730之间流过阀座708、在第一部段706中的第一流体流动通道704、第三流体通道718和第二流体通道710，并且流过第五流体流动通道726和第四流体流动通道722。
除了阀座708之外，塞子716还可以具有与第三流体流动通道718相邻的第一密封表面732。塞子716还可以具有与第五流体流动通道726相邻的第二密封表面734。进一步地，笼702可以具有第二阀座736，该第二阀座736被设置在第二部段712中，以便在塞子716处于关闭状态时第一密封表面732可以接合。更进一步，笼702可以具有第三阀座738，该第三阀座738被设置在第四部段720中，以便在塞子716处于关闭状态时第二密封表面734可以接合。如本文所讨论的，密封表面732、734和阀座736、738可以如图2B、图5B、图6B和/或替代密封配置所述地被布置。因此，也可以如结合图2B、图5B和图6B所讨论的包括密封圈。
在所图示的示例中，当多级防喘振阀700处于关闭位置时，第一密封表面732可以与第二阀座736接合，以防止从第三流体流动通道718经过第二流体流动通道710的流体流动。同样，第二密封表面734可以与第三阀座738接合，以防止从第五流体流动通道726经过第四流体流动通道722的流体流动。
在所示的示例中，当多级防喘振阀700处于完全打开位置时，塞子716和因此密封表面732、734被移位，以足够以允许通过流体流动通道704、710、718、722、726的流体流动。当塞子716在完全打开位置与关闭位置之间转变时，流体压力、速度、和/或温度可能产生波动。然而，当所有流体流动通道704、710、718、722、726都被暴露并且允许通过该流体流动通道的流体流动时，可以最大化流动能力。在一些示例中，利用阀700的明显较短的行程和因此的较快冲程来实现大于图1所示的防喘振控制阀100的流动能力。
在不脱离本公开的范围的情况下，本文所公开的所有示例阀的部件和/或部分可以被组合、互换、一起或者单独使用和/或去除。综上所述，要理解，如本文所公开的，上面公开的设备和制品提供具有允许快速冲程、噪声和/或振动衰减、和/或可变流动能力的多个级和多个流动路径的阀。虽然本文已经公开了某些示例设备和制品，但是本专利的覆盖范围并不限于此。相反，本专利覆盖落在本专利的权利要求的范围内的所有设备和制品。