CN105570477A - 降噪扩散器阀芯 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及降噪扩散器阀芯。流体阀包括阀体，所述阀体具有通过流体通道连接的流体入口和流体出口。阀座被设置在所述流体通道内。流体控制构件可移动地被设置在所述流体通道内，所述流体控制构件与阀芯组件配合以控制通过所述流体通道的流体流动。所述阀芯组件包括具有多个开口和多个排放孔的阀笼，所述多个开口使流动通过所述阀笼的所述流体具有特性，所述多个排放孔抑制由所述多个开口产生的噪声。

Description

降噪扩散器阀芯
技术领域
本发明总体上涉及包括具有多个压力降低开口的阀芯组件的控制阀，并且更具体来说，涉及具有第一多个压力降低开口和第二多个降噪排放孔的控制阀阀芯。
背景技术
流体阀控制流体从一个位置流动到另一个位置。当流体阀处于关闭位置时，阻止在一侧上的高压流体流向阀的另一侧上的较低压力位置。通常，流体阀包括可移动的流体控制构件以及与流体控制构件配合以控制通过阀的流体流动的某种阀座。在一些情形下，当流体流动通过阀时使流体具有特性会是期望的，例如，以便降低压力。在这些情形下，可以使用包括具有多个压力降低开口的阀笼的阀芯组件。可以设置开口的尺寸和形状以便例如通过降低流体的压力来使通过阀芯组件的流体流动具有特性。然而，压力降低开口产生了阀门阀芯的向下游的湍流流动，这导致了不想要的噪声。
现在转向图1，示出了公知的控制阀10。控制阀10包括具有通过流体通道18连接的流体入口14和流体出口16的阀体12。阀芯组件20被设置在阀体12内的流体入口14与流体出口16之间。阀芯组件20包括阀笼22和阀座24。流体控制构件(诸如，插塞26)被设置在阀笼22内，并且插塞26与阀座24相互作用以控制通过阀体12的流体流动。阀杆28的一端连接到插塞26，并且另一端连接到致动器30。致动器30控制插塞26在阀笼22内的移动。
如在图2中示出的，阀笼22包括第一端部32和第二端部36。阀笼壁38在第一端部32与第二端部36之间延伸，阀笼壁38形成中空的中心孔，阀插塞26在该中心孔内滑动以控制通过阀笼22的流体流动。在阀笼壁38中形成多个阀笼开口40。多个阀笼开口40例如通过当流体流动通过开口40时降低流体的压力来使流动通过阀笼22的流体具有特性。开口通常在形状上可以是具有中心轴A的圆形，中心轴A与阀笼22的纵轴B垂直。
发明内容
在一个方面中，流体阀包括：阀体，阀体具有通过流体通道连接的流体入口和流体出口；阀芯组件，阀芯组件被设置在流体通道内，阀芯组件具有阀笼和阀座；流体控制构件，流体控制构件可移动地被设置在流体通道内，流体控制构件与阀芯组件配合以控制通过流体通道的流体流动；多个开口，多个开口被设置在阀笼的壁中，多个开口使通过阀芯组件的流体流动具有特性；以及多个排放孔，多个排放孔被设置在多个开口中的每一个开口的周围，多个排放孔引导朝向流出多个开口的流体的流体流动，以抑制由流出多个开口的流体产生的噪声。
在另一个方面中，用于控制阀的阀芯组件的阀笼包括：阀笼壁，阀笼壁从第一端部延伸到第二端部，阀笼壁形成中空的圆形柱体；多个开口，多个开口被设置在阀笼壁中，多个开口使通过阀笼的流体流动具有特性；以及多个排放孔，多个排放孔被设置在多个开口中的每一个开口的周围，多个排放孔引导朝向流出多个开口的流体的流体流动，以抑制由流出多个开口的流体产生的噪声，多个开口中的每一个开口包括与阀笼的纵轴实质上垂直的中心轴，并且多个排放孔中的每一个排放孔包括相对于阀笼的纵轴非平行并且非垂直地形成角度的中心轴，开口的中心轴相对于排放孔的中心轴形成在10度到80度之间的范围内的角度。
进一步根据前述第一方面和第二方面中的一任何个或多个方面，如以上所概述的控制阀或者阀笼还可以包括以下优选形式中的一个或多个优选形式。
在一些优选形式中，多个开口中的至少一个开口包括与阀笼的纵轴实质上垂直的中心轴，以及多个排放孔中的至少一个排放孔包括相对于阀笼的纵轴非平行并且非垂直地形成角度的中心轴。
在其它优选形式中，至少一个开口的中心轴和至少一个排放孔的中心轴相对于彼此非平行并且非垂直地形成角度，角度在10度到80度之间，优选地在20度到70度之间，并且更优选地，在30度到60度之间。
在其它优选形式中，多个排放孔包括在两个到十二个之间的排放孔，并且优选地在六个到八个之间的排放孔。
仍然在其它优选形式中，多个排放孔中的至少一个排放孔包括彼此平行的侧壁，由此形成圆形孔。
仍然在其它优选形式中，多个排放孔中的至少一个排放孔包括相对于彼此向内形成角度的侧壁，在一些形式中，侧壁从阀笼的内表面向阀笼外表面形成角度，在其它形式中，侧壁在阀笼的内表面与阀笼的外表面之间的中间点处开始朝向彼此形成角度，并且在一些形式中，至少一个排放孔形成喷嘴。
仍然在其它优选形式中，多个排放孔中的至少一个排放孔的直径在多个开口中的至少一个开口的直径的百分之10到百分之30之间，优选地在至少一个开口的直径的百分之15到百分之25之间。
仍然在其它优选形式中，多个排放孔中的至少一个排放孔与多个开口中的至少一个开口间隔开一距离，该距离在至少一个排放孔的0.5个半径到2个半径之间。
附图说明
图1是具有公知的阀芯组件的公知的控制阀的横截面视图；
图2是图1中的阀芯组件的阀笼的特写视图；
图3是根据本公开内容的教导所构建的降噪阀芯组件中的阀笼的一个实施例的特写视图；
图4是图3中的阀笼的横截面视图。
具体实施方式
本文中所描述的阀芯组件有利地提供了当与现有技术的阀芯组件相比较时的降低的噪声的特征。所公开的阀芯组件可以用作独立的阀芯组件，或者所公开的阀芯组件可以与其它阀芯组件进行组合来产生在降低噪声的同时使流体流动具有特性的阀芯组件。尽管所公开的阀芯组件可用于任何类型的阀中，但所公开的阀芯组件在滑动阀杆控制阀中会特别有用。
现在转向图3，根据本公开内容的教导所构建的阀笼122的一个实施例可以包括第一端部132和第二端部136。阀笼122可用于常规的控制阀中，诸如图1中的控制阀10。阀笼壁138在第一端部132与第二端部136之间延伸，阀笼壁138形成中空的中心孔，阀插塞在中心孔内滑动以控制通过阀笼122的流体流动。在阀笼壁38中形成第一多个阀笼开口140。第一多个阀笼开口例如通过当流体流动通过第一多个开口140时降低流体的压力来使流动通过阀笼122的流体具有特性。第二多个开口(其可以采取排放孔142的形式)可以围绕第一多个开口140中的每一个开口。在一个实施例中，可以由八个等间隔的排放孔142围绕第一多个开口140中的每一个开口。在其它实施例中，可以由多于或少于八个等间隔的排放孔142围绕第一多个开口140中的每一个开口。例如，可以由两个、三个、四个、五个、六个、七个、九个、十个、十一个、十二个或更多个排放孔142围绕第一多个开口140中的每一个开口。
图4是图3中的阀笼122的横截面视图。第一多个开口140中的每一个开口包括与阀笼122的纵轴B实质上垂直的中心轴A(即，中心轴A相对于纵轴B形成在85度到95度之间的角度)。每一个排放孔142形成在中心轴C的周围，中心轴C相对于阀笼122的纵轴B形成角度(即，非垂直并且非平行)。在排放孔142的中心轴C与开口140的中心轴A之间形成角度150a、150b。在一些实施例中，角度150a、150b的范围可以在10度到80度之间，优选地在20度到70度之间，并且更优选地在30度到60度之间。在这些范围内的角度提供了较好的降噪特性。
在图4中的实施例中，当在横截面上观察时，排放孔142包括具有实质上平行的侧壁154的开口，如在图4中的右侧上观察的，第二多个开口142采用圆形柱体或圆形孔的形状。在其它实施例中，如在图4中的右侧上观察到的，排放孔142可具有从阀笼122的内表面160朝向阀笼122的外表面162向内呈锥形的侧壁154，由此形成锥形的开口、喷嘴、或者漏斗状物。使侧壁154呈锥形增加了流动通过排放孔142的流体的速度，这可以增加阀笼122的噪声抑制能力。在一些实施例中，侧壁154可以在内表面160处开始呈锥形并继续向外表面162呈锥形。在其它实施例中，侧壁154可以在内表面160与外表面162之间的中间处开始呈锥形。在一些实施例中，侧壁154可以以在5度到20度的范围中的角度朝向彼此呈锥形，优选地在10度至15度的范围内。使侧壁154在这些范围中呈锥形提供了较好的噪声消除能力。
现在转向图3，在一些实施例中，排放孔142的直径可以在第一多个开口140中的开口的直径的百分之10到百分之30之间，优选地在百分之15到百分之25之间，并且更优选地大约为百分之20。在其它实施例中，排放孔142可以与第一多个开口140间隔开一距离，该距离在排放孔142的半径的0.5个半径到2个半径之间，优选地在0.75个半径到1.5个半径之间，并且更优选地大约为1个半径。
在不受理论约束的情况下，应当相信，由于从排放孔142朝向第一多个开口140的方向性流动，流出排放孔142的流体对由流出第一多个开口140的流体产生的剪切区进行压缩。此外，应当相信，流出排放孔142的流体使第一多个开口140的向下游流动变得稳定。这些影响都降低了由流动通过第一多个开口的流体所产生的噪声。
尽管在本文中已经根据本公开内容的教导描述了某些阀芯组件和控制阀，但所附权利要求的范围并不限于此。相反，权利要求覆盖了明显落入可允许的等同形式的范围内的本公开内容的教导的所有实施例。

Claims (20)

1.一种流体阀，包括：
阀体，所述阀体具有通过流体通道连接的流体入口和流体出口；
阀芯组件，所述阀芯组件被设置在所述流体通道内，所述阀芯组件具有阀笼和阀座；
流体控制构件，所述流体控制构件可移动地被设置在所述流体通道内，所述流体控制构件与所述阀芯组件配合以控制通过所述流体通道的流体流动；以及
多个开口以及多个排放孔，所述多个开口被设置在所述阀笼的壁中，所述多个开口使通过所述阀芯组件的流体流动具有特性，所述多个排放孔被设置在所述多个开口中的每一个开口的周围，所述多个排放孔引导朝向流出所述多个开口的流体的流体流动，以抑制由流出所述多个开口的所述流体产生的噪声。
2.根据权利要求1所述的流体阀，其中，所述多个开口中的至少一个开口包括与所述阀笼的纵轴实质上垂直的中心轴，并且排放孔包括与所述阀笼的所述纵轴非平行并且非垂直地形成角度的中心轴。
3.根据权利要求2所述的流体阀，其中，所述至少一个开口的所述中心轴和至少一个排放孔的所述中心轴相对于彼此非平行并且非垂直地形成角度。
4.根据权利要求3所述的流体阀，其中，所述至少一个开口的所述中心轴与所述至少一个排放孔的所述中心轴之间的所述角度在10度到80度之间。
5.根据权利要求4所述的流体阀，其中，所述角度在20度到70度之间。
6.根据权利要求5所述的流体阀，其中，所述角度在30度到60度之间。
7.根据权利要求1所述的流体阀，其中，所述多个排放孔包括在所述多个开口中的至少一个开口的周围的两个到十二个之间的排放孔。
8.根据权利要求7所述的流体阀，其中，所述多个排放孔包括在所述多个开口中的至少一个开口的周围的六个到八个之间的排放孔。
9.根据权利要求1所述的流体阀，其中，所述多个排放孔中的至少一个排放孔包括彼此平行的侧壁。
10.根据权利要求1所述的流体阀，其中，所述多个排放孔中的至少一个排放孔是圆形孔。
11.根据权利要求1所述的流体阀，其中，所述多个排放孔中的至少一个排放孔包括相对于彼此向内形成角度的侧壁。
12.根据权利要求11所述的流体阀，其中，所述侧壁从所述阀笼的内表面向所述阀笼的外表面形成角度。
13.根据权利要求11所述的流体阀，其中，所述侧壁在所述阀笼的所述内表面与所述阀笼的所述外表面之间的中间点处开始朝向彼此形成角度。
14.根据权利要求11所述的流体阀，其中，所述至少一个排放孔形成喷嘴。
15.根据权利要求1所述的流体阀，其中，所述多个排放孔中的至少一个排放孔的直径在所述多个开口中的至少一个开口的直径的百分之10到百分之30之间。
16.根据权利要求15所述的流体阀，其中，所述至少一个排放孔的所述直径在所述至少一个开口的所述直径的百分之15到百分之25之间。
17.根据权利要求1所述的流体阀，其中，所述多个排放孔中的至少一个排放孔与所述多个开口中的至少一个开口间隔开一距离，所述距离在所述至少一个排放孔的0.5个半径到2个半径之间。
18.一种用于控制阀的阀芯组件的阀笼，所述阀笼包括：
阀笼壁，所述阀笼壁从第一端部延伸到第二端部，所述阀笼壁形成中空的圆形柱体；
多个开口，所述多个开口被设置在所述阀笼壁中，所述多个开口使通过阀笼的流体流动具有特性；以及
多个排放孔，所述多个排放孔被设置在所述多个开口中的至少一个开口的周围，所述多个排放孔引导朝向流出所述至少一个开口的流体的流体流动，以抑制由流出所述至少一个开口的所述流体产生的噪声，
其中，所述至少一个开口包括与所述阀笼的纵轴实质上垂直的中心轴，并且所述多个排放孔中的至少一个排放孔包括与所述阀笼的所述纵轴非平行并且非垂直地形成角度的中心轴，所述至少一个开口的所述中心轴相对于所述至少一个排放孔的所述中心轴形成在10度到80度之间的范围内的角度。
19.根据权利要求18所述的阀笼，其中，所述至少一个排放孔与所述至少一个开口间隔开，间隔在所述至少一个排放孔的0.5个半径到2个半径之间的范围内。
20.根据权利要求18所述的阀笼，其中，所述至少一个排放孔包括呈锥形的侧壁，所述呈锥形的侧壁形成喷嘴，所述喷嘴对流动通过所述至少一个排放孔的流体进行加速。
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