用于控制阀的装置的制作方法

本公开内容总体上涉及控制阀，更具体而言，涉及具有整体式(integral) 阀内件的控制阀。

背景技术：

传统的控制阀包括各单独阀内件部件，这些阀内件部件在阀组装过程期间被插入到阀的主体中。各单独阀内件部件的适当装载和/或组装是一个复杂的过程，该过程引起大量的制造和组装问题。例如，在制造各单独阀内件部件和随后对其进行组装期间必须考虑公差叠加，以确保各单独阀内件部件适当地装配和/或适当地定位在所组装的控制阀内。

技术实现要素：

鉴于传统控制阀的各单独阀内件部件的适当装载和/或组装是一个复杂的过程，该过程引起大量的制造和组装问题，本文公开了具有整体式阀内件的控制阀。在一些公开的示例中，一种用于控制阀的装置包括单件式 (single-piece)阀体，所述单件式阀体具有整体式阀座。在一些公开的示例中，所述装置包括阀塞，所述阀塞不可移除地位于所述单件式阀体内。

在一些示例中，所述装置还包括阀杆，所述阀杆与所述阀塞一起整体地形成为单件式阀塞-阀杆构件，所述阀杆的部分从所述单件式阀体向外突出。

在一些示例中，所述单件式阀塞-阀杆构件能够相对于所述整体式阀座移动，所述单件式阀塞-阀杆构件的阀塞与所述整体式阀座配合以关闭位于所述单件式阀体内的流体路径。

在一些示例中，所述单件式阀塞-阀杆构件的所述阀塞被成形为控制流体穿过所述流体路径的流动。

在一些示例中，所述单件式阀体还包括整体式阀盖，所述整体式阀盖具有用于接收阀杆的腔室，所述阀杆与所述阀塞一起整体地形成为单件式阀塞-阀杆构件，所述阀杆的部分从所述整体式阀盖的所述腔室向外突出。

在一些示例中，所述装置还包括可破碎的(breakable)支撑件，所述可破碎的支撑件与所述阀塞和所述单件式阀体一起整体地形成，所述可破碎的支撑件用于将所述阀塞可移除地耦接到所述单件式阀体。

在一些示例中，所述可破碎的支撑件能够与所述阀塞和所述单件式阀体分离，所述可破碎的支撑件在所述可破碎的支撑件与所述阀塞和所述单件式阀体分离时能够从所述单件式阀体中移除。

在一些示例中，所述装置还包括用于在所述单件式阀体内支撑所述阀塞的非烧结材料，所述非烧结材料能够从单件式阀体中移除。

在一些示例中，所述装置还包括整体地形成在下表面(underlying surface)上的硬化表面层，所述下表面由具有第一硬度值的第一材料形成，所述硬化表面层由具有第二硬度的第二材料形成，所述第二硬度值超过所述第一硬度值，所述下表面是所述单件式阀体的内壁表面、所述整体式阀座的表面和所述阀塞的表面中的至少一个。

在一些公开的示例中，一种用于控制阀的装置包括单件式阀体，所述单件式阀体具有整体式阀座和整体式阀盖。在一些公开的示例中，所述装置包括阀塞，所述阀塞不可移除地位于所述单件式阀体内。

在一些示例中，所述装置还包括阀杆，所述阀杆与所述阀塞一起整体地形成为单件式阀塞-阀杆构件，所述阀杆的部分从所述单件式阀体的所述整体式阀盖的腔室向外突出。

在一些示例中，所述单件式阀塞-阀杆构件能够相对于所述整体式阀座移动，所述单件式阀塞-阀杆构件的所述阀塞与所述整体式阀座配合以关闭位于所述单件式阀体内的流体路径。

在一些示例中，所述单件式阀塞-阀杆构件的所述阀塞被成形为控制流体穿过所述流体路径的流动。

在一些示例中，所述装置还包括可破碎的支撑件，所述可破碎的支撑件与所述阀塞和所述单件式阀体一起整体地形成，所述可破碎的支撑件用于将所述阀塞可移除地耦接到所述单件式阀体。

在一些示例中，所述装置还包括整体地形成在下表面上的硬化表面层，所述下表面由具有第一硬度值的第一材料形成，所述硬化表面层由具有第二硬度值的第二材料形成，所述第二硬度值超过所述第一硬度值，所述下表面是所述单件式阀体的内壁表面、所述整体式阀座的表面和所述阀塞的表面中的至少一个。

根据本实用新型的具有整体式阀内件的控制阀，减少要插入和组装到阀的主体中的各单独阀内件部件的数量有利地减少了与阀的制造和组装过程相关联的可变性，减少了与阀的制造和组装过程相关联的时间范围，并提供更健壮的阀。减少要插入和组装到阀体中的各单独阀内件部件的数量也有利地减少了存在于阀中的接头的数量，并因此减少了阀的潜在泄漏路径的数量。减少要插入和组装到阀的主体中的各单独阀内件部件的数量也有利地减少了阀的可维护部件的数量，从而减少了阀的至少一个可维护部件在阀的使用寿命期间将需要维护的可能性。

附图说明

图1是已知的控制阀的横截面视图。

图2是具有示例性整体式阀内件的第一示例性控制阀的横截面视图。

图3是具有示例性整体式阀内件的第二示例性控制阀的横截面视图。

图4是具有示例性单件式阀体和示例性单件式阀盘-轴构件的示例性蝶阀的横截面视图。

在上面所标识的图中示出并在下面详细地描述某些示例。附图不一定按比例绘制，并且为了清晰和/或简明，可以按比例或示意性放大地示出附图的某些特征和某些视图。

具体实施方式

传统的控制阀包括各单独阀内件部件，这些阀内件部件在阀组装过程期间被插入到阀的主体中。这样的各单独阀内件部件的示例可以包括阀座圈、阀座圈垫片、阀笼、阀塞、缠绕式垫片、填隙垫片、阀盖垫片和阀盖等阀内件部件。这样的各单独阀内件部件的适当装载和/或组装是一个复杂的过程，该过程引起大量的制造和组装问题，特别是当相对大量的各单独阀内件部件被插入和组装到阀体中时。

例如，在制造各单独阀内件部件和随后对其进行组装期间必须考虑公差叠加，以确保各单独阀内件部件适当地装配和/或适当地定位在所组装的控制阀内。不适当地装载各单独阀内件部件可能导致在控制阀内形成一个或多个泄漏路径，从而产生以下可能性，即穿过控制阀的过程流体可能经由一个或多个泄漏路径污染外部环境，或反之亦然。

作为另一个示例，与这种传统控制阀的制造和组装过程相关的可变性随着要插入到阀体中的各单独阀内件部件的数量的增加而增加。与制造和装配过程相关的时间同样也由于各单独阀内件部件数量的增加而增加。此外，每个单独的阀内件是可维护的部件，该部件在部件发生故障时可能需要维修和/或更换。因此，随着要组装到阀体中的各单独阀内件部件的数量增加，在阀的使用寿命期间阀的至少一个可维护的部件将需要维护的可能性也增加。

与上述包括相对大量的各单独阀内件部件的传统控制阀不同，本文所公开的控制阀具有一个或多个整体式阀内件部件，所述整体式阀内件部件与阀的主体和/或阀盖形成为单件式部件。如本文在提及部件(例如阀体、阀盖等)时所使用的，术语“单件式”通常是指没有保持在一起的接头和/ 或通过焊接或其它机械的紧固和/或密封手段来密封的单一的、一件式部件。可以通过例如铸造或添加制造来形成和/或制造单件式部件。如本文所使用的，术语“添加制造”通常指一种工艺，通过该工艺将三维设计数据(例如，计算机辅助设计(CAD)文件)与可控的激光结合使用来通过在彼此之上沉积连续的材料层以制造单件式部件。例如，添加制造使用一种或多种具有精细粉末形式的材料(例如，金属粉末、塑料粉末、复合粉末等) 一层接一层地制造部件，该细粉末能够通过向其施加激光而被固化，而不是从固体材料块中对部件进行铣削和/或机加工。

实现具有一个或多个整体式阀内件部件的控制阀减少了在阀组装过程期间要插入到阀的主体中的各单独阀内件部件的数量。例如，实现具有包括整体式阀座和整体式阀盖的单件式阀体的控制阀消除了控制阀中对单独阀座圈、单独阀座圈垫片、单独阀盖、单独缠绕式垫片、单独填隙垫片和单独阀盖垫片的需要。

减少要插入和组装到阀的主体中的各单独阀内件部件的数量有利地减少了与阀的制造和组装过程相关联的可变性，减少了与阀的制造和组装过程相关联的时间范围，并提供更健壮的阀。减少要插入和组装到阀体中的各单独阀内件部件的数量也有利地减少了存在于阀中的接头的数量，并因此减少了阀的潜在泄漏路径的数量。减少要插入和组装到阀的主体中的各单独阀内件部件的数量也有利地减少了阀的可维护部件的数量，从而减少了阀的至少一个可维护部件在阀的使用寿命期间将需要维护的可能性。在描述具有整体式阀内件部件的示例性控制阀的细节之前，结合图1提供对已知的控制阀的描述。

图1是现有技术中已知的控制阀100的横截面视图。图1的控制阀100 包括阀体102、阀座圈垫片104、阀座圈106、阀笼108、阀塞110、阀塞密封件112、阀杆114、缠绕式垫片116、填隙垫片118、阀盖垫片120、阀盖 122和填料124，它们中的每一个是控制阀100的单独部件。

阀体102包括入口126、腔室128和出口130。流动通过阀体102和/ 或更一般地通过控制阀100的流体进入入口126、穿过腔室128并且离开出口130，如图1中所示的路径132所指示的。控制阀100的阀座圈垫片104、阀座圈106、阀笼108、阀塞110、阀塞密封件112、阀杆114、缠绕式垫片 116、填隙垫片118和阀盖垫片120结合控制阀100的组装被装载和/或定位 (例如，单独地装载和/或定位)在阀体102的腔室128内。

在控制阀100的组装期间，阀座圈垫片104和阀座圈106是控制阀100 的各单独阀内件部件中首先被插入到阀体102的腔室128中的阀内件部件。阀座圈垫片104填充可能存在于阀体102和阀座圈106之间的间隔(例如，由于阀体102和/或阀座圈106的制造不规则性而产生的间隔)，从而防止过程流体在阀体102和阀座圈106之间泄漏。阀座圈106被配置为当阀塞110 和/或更一般地控制阀100处于关闭位置中时与控制阀100的阀塞110进行配合。如图1中所示，阀塞110和/或更一般地控制阀100处于打开位置中。

阀笼108是控制阀100的各单独阀内件部件中接下来插入到阀体102 的腔室128中的阀内件部件。当适当地装载到腔室128中时，阀笼108被压靠着阀座圈106，并且阀座圈106被压靠着阀座圈垫片104。阀笼108包括围绕阀笼108的周边以间隔关系布置的多个窗口134(例如，孔口)。流过控制阀100的流体从入口126穿过阀笼108的窗口134中的一个或多个、穿过阀座圈106并朝向控制阀100的出口130。围绕阀笼108的周边的窗口 134的布置和/或定向影响穿过控制阀100的流体的流动特性以及流体穿过控制阀100的速率。

阀塞110、阀塞密封件112和阀杆114是控制阀100的各单独阀内件部件中接下来要插入到阀体102的腔室128中的阀内件部件。阀塞110和阀塞密封件112被装载在阀笼108的内表面中。阀塞密封件112防止过程流体在阀笼108和阀塞110之间泄漏。阀杆114通过例如将阀杆114的螺纹端拧到阀塞110的螺纹孔中来耦接到阀塞110。阀塞110和阀杆114可在阀笼 108内并相对于控制阀100的阀座圈106沿着由阀杆114限定的纵向轴线 136移动和/或滑动。当阀塞110从图1中所示的其当前位置中向下移动和/ 或滑动经过阀笼108的窗口134时，穿过控制阀100的流体受到限制和/或阻塞。阀塞110被配置为与阀座圈106配合以完全关闭图1中所示的流体路径132。

缠绕式垫片116、填隙垫片118和阀盖垫片120是控制阀100的各单独阀内件部件中接下来要插入到阀体102的腔室128中的阀内件部件。缠绕式垫片116、填隙垫片118和阀盖垫片120对控制阀100的阀体102、阀笼 108和/或阀盖122之间可能存在的间隔进行填充，从而防止过程流体在阀体102、阀笼108和/或阀盖122之间泄漏。

图1的阀盖122经由多个螺母138和螺栓和/或螺纹螺柱140可移除地耦接到阀体102。当阀盖122耦接到阀体102时(例如，如图1中所示)，阀盖122将阀座圈垫片104、阀座圈106、阀笼108、阀塞110、阀塞密封件112、缠绕式垫片116、填隙垫片118和阀盖垫片120限制在阀体102的腔室128内。阀杆114穿过阀盖122的腔室142，并且阀杆114的一部分 144从阀盖122的腔室142中向外突出。装载和/或插入到阀盖122的腔室 142中的填料124(例如填料环等)将阀杆114支撑在阀盖122的腔室142 内并防止过程流体通过阀盖122的腔室142在阀杆114和阀盖122之间泄漏。当阀盖122适当地耦接到阀体102时，阀杆114可沿着纵向轴线136 相对于控制阀100的阀座圈106移动和/或滑动。

与包括上述各单独阀内件部件的图1的已知的控制阀100相比，本文所描述的示例性控制阀包括一个或多个整体式阀内件部件，所述整体式阀内件部件形成为单件式阀体和/或单件式阀盖。

图2是具有示例性整体式阀内件的第一示例性控制阀200的横截面视图。图2的控制阀200包括具有示例性整体式阀座204和示例性整体式阀盖206的示例性单件式阀体202。将整体式阀座204和整体式阀盖206形成为图2的单件式阀体202的部分有利地消除了图2的控制阀200中对单独阀座圈、单独阀座圈垫片、单独缠绕式垫片、单独填隙垫片、单独阀盖垫片和单独阀盖的需要。

图2的单件式阀体202包括示例性入口208、第一示例性腔室210、第二示例性腔室212和示例性出口214。第一腔室210和第二腔室212产生于整体式阀盖206形成为单件式阀体202的部分。流动通过单件式阀体202 和/或更一般地通过控制阀200的流体进入入口208、穿过第一腔室210并且离开出口214，如图2中所示的示例路径216所指示的。在其它示例中，入口208和出口214的标识可以颠倒，使得流动通过单件式阀体202和/或更一般地通过控制阀200的流体在与图2中所示的路径216的方向相反的方向上行进。

在图2所示的示例中，控制阀200还包括不可移除地位于单件式阀体 202内的示例性阀塞218。如本文在提及位于第二部件内的第一部件(例如位于阀体内的阀塞)时所使用的，术语“不可移除地位于”意指在不对第一部件和/或第二部件进行破坏性操作的情况下不能将第一部件从第二部件中移除。图2的阀塞218被成形为控制流体沿着流体路径216穿过控制阀 200的流动。阀塞218被配置为当阀塞218和/或更一般地控制阀200处于关闭位置中时与控制阀200的整体式阀座204进行配合。如图2中所示，阀塞218和/或更一般地控制阀200处于打开位置中。尽管图2的示例示出了控制阀200的阀塞218和整体式阀座204的特定形状，但是本文所描述的控制阀的阀塞和整体式阀座可以具有任何形状、布置和/或定向，只要阀塞被配置为当阀塞和/或更一般地控制阀200处于关闭位置中时与整体式阀座进行配合。

图2的控制阀200还包括示例性阀杆220，示例性阀杆220与阀塞218 一起整体地形成作为示例性单件式阀塞-阀杆构件222。单件式阀塞-阀杆构件222的阀杆220穿过由单件式阀体202的整体式阀盖206限定的第二腔室212。单件式阀塞-阀杆构件222的阀杆220的示例性部分224从单件式阀体202的第二腔室212中向外伸出。填料(未示出)可以被装入和/或插入到第二腔室212中，以将单件式阀塞-阀杆构件222的阀杆220支撑在第二腔室212内，并防止过程流体通过单件式阀体202的第二腔室212在阀杆220和整体式阀盖206之间泄漏。单件式阀塞-阀杆构件222可在单件式阀体202内相对于单件式阀体202的整体式阀座204沿着由单件式阀塞-阀杆构件222的阀杆220限定的示例性纵向轴线226移动和/或滑动。单件式阀塞-阀杆构件222的阀塞218被配置为与单件式阀体202的整体式阀座204 配合以完全封闭图2中所示的流体路径216。

在图2所示的示例中，控制阀200还包括与阀塞218和单件式阀体202 一起整体地形成的示例性可破碎的支撑件228(例如，一个或多个低强度格栅结构)。在用于制造控制阀200的添加制造工艺期间，可破碎的支撑件228 使得能够进行阀塞218的形成和/或使阀塞218的形成稳定。在图2所示的示例中，可破碎的支撑件228将阀塞218可移除地耦接到单件式阀体202。通过例如使阀塞218相对于单件式阀体202进行扭转和/或使阀塞218相对于(例如，朝向或远离)单件式阀体202的整体式阀座204进行移动，可破碎的支撑件228可与阀塞218和单件式阀体202分离。在可破碎的支撑件228与阀塞218和单件式阀体202分离时，可破碎的支撑件228可(例如，经由图2的入口208或出口214)从单件式阀体202中移除。尽管图2 的示例示出了位于控制阀200内的特定位置处的特定数量的可破碎的支撑件，但是本文所描述的控制阀可以包括在控制阀内的任何一个或多个位置处定位、布置和/或定向的任何数量(例如，0、1、2、3个等)的可破碎的支撑件。

在图2所示的示例中，控制阀200(例如，单件式阀体202、单件式阀塞-阀杆构件222和可破碎的支撑件228)经由一个或多个添加制造工艺来形成和/或制造。例如，控制阀200可以利用选择性激光烧结(SLS)工艺来形成。添加制造使得能够形成图2的阀塞218和/或单件式阀塞-阀杆构件 222以使得阀塞218不可移除地位于图2的单件式阀体202内。以这种方式来放置阀塞218对于经由诸如铣削、模制、铸造等之类的传统制造工艺，即使不是不可能，也是非常困难的。

图3是具有示例性整体式阀内件的第二示例性控制阀300的横截面视图。图3的控制阀300包括具有示例性整体式阀座304和示例性整体式阀盖306的示例性单件式阀体302。将整体式阀座304和整体式阀盖306形成为图3的单件式阀体302的部分有利地消除了图3的控制阀300中对单独阀座圈、单独阀座圈垫片、单独缠绕式垫片、单独填隙垫片、单独阀盖垫片和单独阀盖的需要。

图3的单件式阀体302包括示例性入口308、第一示例性腔室310、第二示例性腔室312和示例性出口314。第一腔室310和第二腔室312产生于整体式阀盖306形成为单件式阀体302的部分。流动通过单件式阀体302 和/或更一般地通过控制阀300的流体进入入口308、穿过第一腔室310并且离开出口314，如图3中所示的示例路径316所指示的。在其它示例中，入口308和出口314的标识可以颠倒，使得流动通过单件式阀体302和/或更一般地通过控制阀300的流体在与图3中所示的路径316的方向相反的方向上行进。

在图3所示的示例中，控制阀300还包括不可移除地位于单件式阀体 302内的示例性阀塞318。图3的阀塞318被成形为控制流体沿着流体路径 316穿过控制阀300的流动。阀塞318被配置为当阀塞318和/或更一般地控制阀300处于关闭位置中时与控制阀300的整体式阀座304进行配合。如图3中所示，阀塞318和/或更一般地控制阀300处于打开位置中。尽管图3的示例示出了控制阀300的阀塞318和整体式阀座304的特定形状，但是本文所描述的控制阀的阀塞和整体式阀座可以具有任何形状、布置和/ 或定向，只要阀塞被配置为当阀塞和/或更一般地控制阀300处于关闭位置中时与整体式阀座进行配合。

图3的控制阀300还包括示例性阀杆320，示例性阀杆320与阀塞318 一起整体地形成为示例性单件式阀塞-阀杆构件322。单件式阀塞-阀杆构件 322的阀杆320穿过由单件式阀体302的整体式阀盖306限定的第二腔室 312。单件式阀塞-阀杆构件322的阀杆320的示例性部分324从单件式阀体 302的第二腔室312中向外伸出。填料(未示出)可以被装入和/或插入到第二腔室312中，以将单件式阀塞-阀杆构件322的阀杆320支撑在第二腔室312内，并防止过程流体通过单件式阀体302的第二腔室312在阀杆320 和整体式阀盖306之间泄漏。单件式阀塞-阀杆构件322在单件式阀体302 内相对于单件式阀体302的整体式阀座304可沿着由单件式阀塞-阀杆构件 322的阀杆320限定的示例性纵向轴线326移动和/或滑动。单件式阀塞-阀杆构件322的阀塞318被配置为与单件式阀体302的整体式阀座304配合以完全关闭图3中所示的流体路径316。

在图3所示的示例中，示例性非烧结材料328被放置在单件式阀体302 的入口308、第一腔室310、第二腔室312和出口314内。非烧结材料328 支撑(例如，提供基座和/或横向支撑以用于)阀塞318、阀杆320和/或单件式阀塞-阀杆构件322在单件式阀体302中的形成。在用于制造图3的控制阀300的制造工艺完成之后，非烧结材料328可从单件式阀体302的入口308、第一腔室310、第二腔室312和出口314中移除。

图3的控制阀300还包括在控制阀300的下表面上整体地形成的硬化表面层。硬化表面层增加了控制阀300对由穿过控制阀的流体所引起的磨损的耐抗性。例如，硬化表面层可以定位在控制阀300的整体式阀座304 和/或阀塞318上，和/或沿着图3的控制阀300的单件式阀体302的一个或多个引导表面和/或一个或多个高速区域而定位。在图3所示的示例中，第一示例性硬化表面层330形成在单件式阀体302的入口部的上部内壁表面的部分上。第二示例性硬化表面层332形成在单件式阀体302的整体式阀座304的内壁表面上。第三示例性硬化表面层334形成在单件式阀体302 的阀塞318的外表面的上部部分上。第四硬化表面层336形成在单件式阀体302的阀塞318的外表面的下部部分上。

在图3所示的示例中，第一、第二、第三和第四硬化表面层330、332、 334、336中的每一个由超过形成相应下表面层的材料的对应硬度值的相应硬度值的材料形成。例如，第一、第二、第三和第四硬化表面层330、332、 334、336中的每一个可以由合金6材料(Alloy 6 material)形成，并且相对应的下表面层(例如，单件式阀体302、阀塞318、阀杆320和/或单件式阀塞-阀杆构件322)中的每个可以由316级不锈钢材料形成。尽管图3的示例示出了位于控制阀300内的特定位置的特定数量的硬化表面层，但是本文所描述的控制阀可以包括在控制阀内的任何一个或多个位置处定位、布置和/或定向的任何数量(例如，0、1、2、3个等)的硬化表面层。

在图3所示的示例中，控制阀300(例如，单件式阀体302、单件式阀塞-阀杆构件322和非烧结材料328)经由一个或多个添加制造工艺来形成和/或制造。例如，可以利用选择性激光烧结(SLS)工艺和/或混合定向能量沉积工艺来形成控制阀300。添加制造使得能够形成图3的阀塞318和/ 或单件式阀塞-阀杆构件322以使得阀塞318不可移除地位于图3的单件式阀体302内。以此方式来放置阀塞318对于经由诸如铣削、模制、铸造等之类的传统制造工艺，即使不是不可能，也是非常困难的。

添加制造的最新进展使得能够在制造工艺的单个构建和/或打印期间对多种不同的材料进行沉积。例如，添加制造使得能够将钴/铬合金(例如，合金6)沉积和/或形成在不锈钢(例如，316级不锈钢)上。在一些示例中，用于制造图3的单件式阀体302的添加制造工艺可以致使单件式阀体302、整体式阀座304、整体式阀盖306、阀塞318、阀杆320和单件式阀塞-阀杆构件322由相同的材料形成。在这样的示例中，单件式阀体302的第一、第二、第三和第四硬化表面层330、332、334、336可以由与用于形成单件式阀体302、整体式阀座304、整体式阀盖306、阀塞318、阀杆320和单件式阀塞-阀杆构件322的材料不同的(例如，相对于前述材料提供更大硬度的)一种或多种材料形成。在其它示例中，单件式阀体302、整体式阀座 304、整体式阀盖306、阀塞318和阀杆320中的各个部件可以通过一种或多种不同的材料形成。

图4是具有示例性单件式阀体402和示例性单件式阀盘-轴构件404的示例性蝶阀400的横截面视图。图4的单件式阀盘-轴构件404不可移除地位于图4的单件式阀体402内。图4的单件式阀体402限定示例性阀盘腔室406、第一示例性轴腔室408和第二示例性轴腔室410。图4的单件式阀盘-轴构件404包括示例性阀盘412、第一示例性轴414和第二示例性轴416。第一轴414和第二轴416与图4的单件式阀盘-轴构件404的阀盘412一起整体地形成。在图4的单件式阀体402内形成单件式阀盘-轴构件404有利地消除了图4的蝶阀400中对多件式阀体、单独阀盘和/或单独轴的需要。

在图4所示的示例中，单件式阀盘-轴构件404的阀盘412定位在单件式阀体402的阀盘腔室406内。单件式阀体402的阀盘腔室406被配置为在单件式阀体402和单件式阀盘-轴构件404的制造之后接收要被添加到图4的蝶阀400的阀盘密封件(未示出)。单件式阀体402的阀盘腔室406还被配置为当单件式阀盘-轴构件404的阀盘412没有关闭时(例如，当单件式阀盘-轴构件404的阀盘412没有与蝶阀400的阀盘密封件接合时)允许流体流过阀盘腔室406。当阀盘412和/或更一般地蝶阀400处于关闭位置中时，阀盘412被配置为与蝶阀400的阀盘密封件配合，以关闭和/或切断通过阀盘腔室406的流体的流动。

在图4所示的示例中，单件式阀盘-轴构件404的第一轴414定位在单件式阀体402的第一轴腔室408内，并且单件式阀盘-轴构件404的第二轴 416定位在单件式阀体402的第二轴腔室410内。第一轴腔室408和第二轴腔室410分别被配置为在单件式阀体402和单件式阀盘-轴构件404的制造之后接收要添加到图4的蝶阀400的第一和第二轴支承件(未示出)中的相对应的一个。阀盘412、第一轴414、第二轴416和/或更一般地单件式阀盘-轴构件404可在单件式阀体402内围绕图4的示例性旋转轴线418旋转。

在图4所示的示例中，示例性非烧结材料420放置在单件式阀体402 的阀盘腔室406、第一轴腔室408和第二轴腔室410内。非烧结材料420支撑(例如，提供基座和/或横向支撑以用于)阀盘412、第一轴414、第二轴 416和/或单件式阀盘-轴构件404在单件式阀体402中的形成。在用于制造图4的蝶阀400的制造工艺完成之后，非烧结材料420可从单件式阀体402 的阀盘腔室406、第一轴腔室408和第二轴腔室410中移除。

在图4所示的示例中，蝶阀400(例如，单件式阀体402、单件式阀盘 -轴构件404和非烧结材料420)经由一个或多个添加制造工艺来形成和/或制造。例如，可以利用选择性激光烧结(SLS)工艺和/或混合定向能量沉积工艺来形成蝶阀400。添加制造使得能够形成图4的单件式阀盘-轴构件 404以使得单件式阀盘-轴构件404不可移除地位于图4的单件式阀体402 内。以此方式来放置单件式阀盘-轴构件404对于经由诸如铣削、模制、铸造等之类的传统制造工艺，即使不是不可能，也是非常困难的。

添加制造的最新进展使得能够在制造工艺的单个构建和/或打印期间对多种不同的材料进行沉积。例如，可以经由不同的材料形成单件式阀体402 和单件式阀盘-轴构件404。在一些示例中，使用多材料添加制造使得上述的非烧结材料420能够可移除地定位在单件式阀体402的阀盘腔室406、第一轴腔室408和第二轴腔室410中，以在蝶阀400的制造期间支撑阀盘412、第一轴414、第二轴416和/或单件式阀盘-轴构件404。在这样的示例中，非烧结材料420尽管未被结合到蝶阀400的任何其它部分，但是为阀盘412、第一轴414、第二轴416和/或单件式阀盘-轴构件404的形成提供支撑，并且其后可以在添加制造工艺完成时(例如，经由图4的阀盘腔室406、第一轴腔室408和/或第二轴腔室410)从单件式阀体402中移除。

从前述内容将理解，所公开的具有一个或多个整体式阀内件的控制阀相比具有各单独阀内件部件的传统控制阀提供大量优点。实现具有一个或多个整体式阀内件部件的控制阀减少了在阀组装过程期间要插入到阀的主体中的各单独阀内件部件的数量。例如，实现具有包括整体式阀座和整体式阀盖的单件式阀体的控制阀有利地消除了控制阀中对单独阀座圈、单独阀座圈垫片、单独阀盖、单独缠绕式垫片、单独填隙垫片和单独阀盖垫片的需要。

减少要插入和组装到阀的主体中的各单独阀内件部件的数量有利地减少了与阀的制造和组装过程相关联的可变性，减少了与阀的制造和组装过程相关联的时间范围，并提供更健壮的阀。减少要插入和组装到阀体中的各单独阀内件部件的数量也有利地减少了存在于阀中的接头的数量，并因此减少了阀的潜在泄漏路径的数量。减少要插入和组装到阀的主体中的各单独阀内件部件的数量也有利地减少了阀的可维护部件的数量，从而减少了阀的至少一个可维护部件在阀的使用寿命期间将需要维护的可能性。

通过所公开的具有整体式阀内件的控制阀来获得上述优点和/或益处。在一些公开的示例中，一种装置包括单件式阀体，所述单件式阀体包括整体式阀座。在一些公开的示例中，所述装置还包括阀塞，所述阀塞不可移除地位于所述单件式阀体内。

在一些公开的示例中，所述装置还包括阀杆，所述阀杆与所述阀塞一起整体地形成作为单件式阀塞-阀杆构件。在一些公开的示例中，所述阀杆的部分从所述单件式阀体向外突出。在一些公开的示例中，所述单件式阀塞-阀杆构件可相对于所述整体式阀座移动。在一些公开的示例中，所述单件式阀塞-阀杆构件的阀塞与所述整体式阀座配合以关闭位于所述单件式阀体内的流体路径。在一些公开的示例中，所述单件式阀塞-阀杆构件的阀塞被成形为控制流体穿过流体路径的流动。

在一些公开的示例中，所述单件式阀体还包括整体式阀盖，所述整体式阀盖具有腔室。在一些公开的示例中，所述整体式阀盖的腔室用于接收阀杆，所述阀杆与所述阀塞一起整体地形成作为单件式阀塞-阀杆构件。在一些公开的示例中，所述阀杆的部分从所述整体式阀盖的腔室向外突出。

在一些公开的示例中，所述装置还包括可破碎的支撑件，所述可破碎的支撑件与所述阀塞和所述单件式阀体一起整体地形成。在一些公开的示例中，所述可破碎的支撑件将所述阀塞可移除地耦接到所述单件式阀体。在一些公开的示例中，所述可破碎的支撑件可与所述阀塞和所述单件式阀体分离。在一些公开的示例中，所述可破碎的支撑件在所述可破碎的支撑件与所述阀塞和所述单件式阀体分离时可从所述单件式阀体中移除。

在一些公开的示例中，所述装置还包括用于在所述单件式阀体内支撑所述阀塞的非烧结材料。在一些公开的示例中，所述非烧结材料可从单件式阀体中移除。

在一些公开的示例中，所述装置还包括整体地形成在下表面上的硬化表面层。在一些公开的示例中，所述下表面由具有第一硬度值的第一材料形成。在一些公开的示例中，所述硬化表面层由具有第二硬度值的第二材料形成，所述第二硬度值超过所述第一硬度值。在一些公开的示例中，所述下表面是所述单件式阀体的内壁表面、所述整体式阀座的表面和所述阀塞的表面中的至少一个。

在一些公开的示例中，一种方法包括经由添加制造工艺形成单件式阀体和阀塞。在一些公开的示例中，所述单件式阀体包括整体式阀座。在一些公开的示例中，所述阀塞不可移除地位于所述单件式阀体内。在一些公开的示例中，经由所述添加制造工艺形成的所述单件式阀体还包括整体式阀盖。

在一些公开的示例中，所述方法还包括经由所述添加制造工艺形成单件式阀塞-阀杆构件。在一些公开的示例中，所述单件式阀塞-阀杆构件包括与所述阀塞一起整体地形成的阀杆。

在一些公开的示例中，所述方法还包括经由所述添加制造工艺形成可破碎的支撑件。在一些公开的示例中，所述可破碎的支撑件与所述阀塞和所述单件式阀体一起整体地形成。在一些公开的示例中，所述可破碎的支撑件将所述阀塞可移除地耦接到所述单件式阀体。

在一些公开的示例中，所述方法还包括经由所述添加制造工艺将非烧结材料定位在所述单件式阀体中。在一些公开的示例中，所述非烧结材料用于在所述单件式阀体内支撑所述阀塞。在一些公开的示例中，所述非烧结材料可从所述单件式阀体中移除。

在一些公开的示例中，所述方法还包括经由所述添加制造工艺形成硬化表面层。在一些公开的示例中，在下表面上整体地形成所述硬化表面层。在一些公开的示例中，所述下表面由具有第一硬度值的第一材料形成。在一些公开的示例中，所述硬化表面层由具有第二硬度值的第二材料形成，所述第二硬度值超过所述第一硬度值。在一些公开的示例中，所述下表面是所述单件式阀体的内壁表面、所述整体式阀座的表面和所述阀塞的表面中的至少一个。

虽然本文已经公开了某些示例性装置和方法，但是本专利的覆盖范围不限于此。相反，本专利覆盖完全落入本专利的权利要求范围内的所有装置和方法。