CN105899863A - 用于控制阀的多级内件 - Google Patents

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Abstract

一种控制阀（1），包括：圆筒形中空内件（2），其限定在第一开口（3）和第二开口（4）之间沿轴线（Y）延伸的内腔孔（5），所述第一开口（3）限定所述阀（1）的入口，所述内件（2）包括：第一外圆筒（11），其沿所述轴线（Y）延伸并且包括限定出口的第一多个（14）径向通孔；第二圆筒（12），其装纳在所述第一圆筒（11）中并且与所述第一圆筒（11）同轴，所述第二圆筒包括第二多个（15）径向通孔，与所述第二多个（15）的孔洞相比，所述第一多个（14）的所述孔洞更小且数量更多，对于所述第一圆筒和第二圆筒（11、12）中的一个的每个孔洞（14、15），在所述第一圆筒和第二圆筒中的另一个（12、11）上的沿径向方向的投影与所述第一多个和第二多个中的另一个的每个孔洞（15、14）分隔开；柱塞（6）的大小适合于配合在腔孔（5）内并且沿所述轴线（Y）可滑动地运动。

Description

用于控制阀的多级内件
技术领域
本发明涉及多级控制阀。
背景技术
用于控制阀的多级内件的现有技术具有许多可能的构造。最常见的类型之一是由同心的钻孔的（drilled）中空圆筒构成。
这种类型的内件具有两种主要技术方案：
a）在附图1a-b中示出的第一技术方案中，行程被分为单独的轴向层级（level）。中央柱塞在最内侧的圆筒内从内件的一个轴向端部（对应于阀完全关闭的位置）滑动至相对的轴向端部（对应于阀完全打开的位置）。沿其行程，柱塞从第一层级到最末层级逐步地连续打开阀的轴向层级。
b）EP1408265中描述了第二方案。在这种情况中，中央柱塞在最内侧圆筒内滑动，从而逐步地打开沿内圆筒设置的多个孔洞（hole），环形气室设置在内圆筒和设置有第二多个孔洞的第二外圆筒之间。环形气室与内圆筒和外圆筒的所有孔洞连通。气体穿过内圆筒的孔洞，在环形气室中膨胀，并且然后通过穿过外圆筒中的孔洞离开内件。
这些技术方案的不利特征分别在于：
a）当气体膨胀通过内件时，为将流体的速度保持在一定限制下，孔洞的大小必须从入口圆筒到出口圆筒增大。这增大了在内件对应于最外侧圆筒的最末级处的噪音；
b）当柱塞滑动时，在多级之间的压力下降分布被改变。具体地，在下部阀开口处，第一级经受非常高的压力损失及噪音发生。此外，最末级的上游的喷嘴未完全偏离和遮蔽。
类似的不便也存在于文件CA1003727和US4617963中所描述的技术方案中。因此，将期望提供一种改进的阀，其能够保持上述两种方案的优点并且避免其不便。
发明内容
这样的目标通过一种控制阀实现，所述控制阀包括：
圆筒形中空内件，其限定在第一开口和第二开口之间沿轴线延伸的内腔孔（bore），所述第一开口限定所述阀的入口，所述内件包括：
第一外圆筒，其沿所述轴线延伸并且包括限定所述内件的出口的第一多个径向通孔，
第二圆筒，其装纳在所述第一圆筒中且与其同轴，所述第二圆筒包括第二多个径向通孔，
柱塞，其大小适合于配合在腔孔内并且在邻近所述第一开口的关闭位置和邻近所述第二开口的完全打开位置之间沿所述轴线可滑动地运动，通过多个部分打开位置，其中，在所述完全打开位置中，所述第一和第二多个通孔中的所有孔洞都与所述内腔孔连通，并且其中，在每个所述部分打开位置中，所述第一和第二多个通孔中的仅相应部分的孔洞与所述内腔孔连通，
其特征在于：
所述第一多个的所述孔洞的直径小于所述第二多个的孔洞的直径，
所述第一多个的所述孔洞的数量大于所述第二多个的孔洞的数量，
对于所述第一圆筒和第二圆筒中的一个的每个孔洞，在所述第一圆筒和第二圆筒中的另一个上的沿径向方向的投影与所述第一多个和所述第二多个中的另一个的每个孔洞间隔开。
上述技术方案允许实现下述优点：
在所有流动状态下均具有比第一现有技术（图1a-b）的技术方案更低的噪音，
在部分阀开口处具有比第二现有技术（EP1408265）的技术方案更低的噪音。
附图说明
本发明的其他目标特征和优点将结合下述附图从本发明的实施例的下述描述中变得显而易见，附图中：
图1a-b分别是根据现有技术的阀的部件的轴测视图和剖面视图；
图2是根据本发明的阀的剖面轴测视图；
图3a-b分别是图2中的阀的部件的两个不同实施例的两个剖面视图。
图4和图5是图3a中的部件的详细视图。
具体实施方式
参照本发明的第一实施例（图2、图3a、图4和图5），控制多级阀1包括沿纵向轴线Y延伸的圆筒形中空内件2和柱塞6，柱塞6的大小适应于配合在腔孔5内并且可沿轴线Y滑动地运动。中空内件2限定在第一圆形开口3和第二圆形开口4之间沿轴线Y取向的内腔孔5。第一开口3限定阀1的入口。内件2包括沿轴线Y延伸且包括第一多个14径向通孔的第一外圆筒11，所述径向通孔限定阀1的出口。内件2还包括第二圆筒12，其装纳在第一圆筒11中且与其同轴。第二圆筒12包括第二多个15径向通孔。
柱塞6在邻近第一开口3的关闭位置和邻近第二开口4的完全打开位置之间滑动，通过多个部分打开位置。在完全打开位置中，第一多个14和第二多个15通孔中的所有孔洞都与内腔孔5连通。在每个所述部分打开位置中，第一多个14和第二多个15通孔中的仅相应部分的孔洞与所述内腔孔5连通。
内件2进一步包括多个环形分隔壁20，分隔壁20正交于轴线Y且延伸通过从所述第一和第二圆筒11、12中的一个到另一个的环形中间空间11a，以便将所述内件2划分成多个层级（在附图2-4的实施例中为9个层级2a-i），所述层级在所述第一开口3和第二开口4之间沿轴线Y轴向地分布。每个层级2a-i均包括第一圆筒11和第二圆筒12的相应部分以及第一多个孔洞13和第二多个孔洞14的相应部分。每个层级2a-i均限定部分打开位置中的一个。
在本发明的第一实施例中，阀1包括两级并且内件2排他地包括第一圆筒11和第二圆筒12。当阀1完全或部分打开时，即，当柱塞6远离第一开口3时，通过降低流体的能量压力（energy pressure）使其从第一开口3流至层级2a-i中的至少一部分。将内件2分为若干层级，实现了更有效的压力的降低以及噪音的降低。流体首先经过第二内圆筒12，其构成压力下降的第一级，然后流体通过环形中间空间11a并且最终通过第一外圆筒11，这构成了压力下降的第二级和最末级。
第一多个13和第二多个14的孔洞的尺寸和位置被确定为使得：
a）第一多个14的孔洞的直径小于第二多个15的孔洞的直径，
b）第一多个14的孔洞的数量大于所述第二多个的孔洞的数量，
c）对于所述第一圆筒11和第二圆筒12中的一个的每个孔洞14、15，在第一圆筒和第二圆筒中的另一个12、11上的沿径向方向的投影与所述第一多个和第二多个孔洞中的另一个的每个孔洞15、14间隔开。
由于上述构造，第一多个14的孔洞沿正交于轴线Y的径向方向均不与第二多个15的孔洞部分地对准。
第一多个13和第二多个14的孔洞的尺寸和位置被进一步确定为使得：
-第一多个的两个相邻孔洞14的中心之间的距离1被包括在1.3d和3d之间，其中，d是第一多个14的孔洞的平均直径。尤其是，根据本发明的可行实施例，第一多个14的孔洞全部具有相同直径d；
在每个层级2a-i中，第一多个14的孔洞的总横截面面积A被包括在1.1B和3B之间，其中，B是第二多个孔洞15的孔洞的总横截面面积B。
在本发明的第二实施例（图3b）中，阀1包括三级并且内件2还包括装纳在第二圆筒12中且与其同轴的第三圆筒13。第三圆筒13包括第三多个16的径向通孔。类比于第一圆筒11和第二圆筒12，由第二圆筒12和第三圆筒13构成的相邻圆筒对的孔洞也被布置为使得对于第二圆筒和第三圆筒中的一个的每个孔洞，在第二圆筒和第三圆筒中的另一个上沿径向方向的投影与所述第二多个和第三多个孔洞中的另一个的每个孔洞间隔开。第二实施例的内件包括从所述第二圆筒12和第三圆筒13中的一个到另一个的第二环形中间空间12a。在这样的第二实施例中，通过降低流体的能量压力使其从第一开口3流至层级2a-i中的至少一部分。流体首先经过第三圆筒13，这构成压力下降的第一级，并且然后流体通过第二环形中间空间12a。从第二环形中间空间12a，流体传送到第二内圆筒12，这构成压力下降的第二级，然后流体通过环形中间空间11a并且最终通过第一外圆筒11，这构成压力下降的第三级和最末级。
根据另一个实施例（未示出），阀1包括四级或更多级，并且内件2包括四个或更多个圆筒，每个圆筒对应于压力下降的相应级。
总体地，对于所有实施例，进一步确定第一多个13和第二多个14的孔洞的尺寸和位置使得上述条件a）、b）和c）得以满足都仍然是必要的。

Claims (5)

1.一种控制阀（1），包括：
圆筒形中空内件（2），所述圆筒形中空内件（2）限定在第一开口（3）和第二开口（4）之间沿轴线（Y）延伸的内腔孔（5），所述第一开口（3）限定所述阀（1）的入口，所述内件（2）包括：
第一外圆筒（11），所述第一外圆筒（11）沿所述轴线（Y）延伸并且包括限定所述内件的出口的第一多个（14）径向通孔，
第二圆筒（12），所述第二圆筒（12）装纳在所述第一圆筒（11）中并且与所述第一圆筒（11）同轴，所述第二圆筒包括第二多个（15）径向通孔，
柱塞（6），所述柱塞（6）的大小适合于配合在所述腔孔（5）内并且能够在邻近所述第一开口（3）的关闭位置和邻近所述第二开口（4）的完全打开位置之间沿所述轴线（Y）能够滑动地运动，通过多个部分打开位置，其中，在所述完全打开位置中，所述第一多个和第二多个（14、15）通孔中的所有孔洞都与所述内腔孔（5）连通，并且其中，在所述部分打开位置中的每一个中，所述第一多个和第二多个（14、15）通孔中的仅相应部分的孔洞与所述内腔孔（5）连通，
其中，所述第一多个（14）的所述孔洞的直径小于所述第二多个（15）的所述孔洞的直径，
所述第一多个（14）的所述孔洞的数量大于所述第二多个（15）的所述孔洞的数量，
对于所述第一圆筒和第二圆筒（11、12）中的一个的每个孔洞（14、15），在所述第一圆筒和第二圆筒中的另一个（12、11）上的沿径向方向的投影与所述第一多个和第二多个中的另一个的每个孔洞（15、14）间隔开，
其特征在于，所述内件（2）还包括多个环形分隔壁（20），所述分隔壁（20）正交于所述轴线（Y）并且延伸通过从所述第一圆筒和第二圆筒（11、12）中的一个到另一个的环形空间（11a），以便将所述内件（2）分成在所述第一开口和第二开口（3、4）之间沿所述轴线（Y）轴向地分布的多个层级（2a-i），所述层级（2a-i）中的每一个限定所述部分打开位置中的一个。
2.根据权利要求1所述的控制阀，其中，所述内件（2）还包括装纳在所述第二圆筒（12）中并且与所述第二圆筒（12）同轴的至少第三圆筒（13），所述至少第三圆筒（13）包括相应的第三多个（16）径向通孔，所述内件（2）中相邻圆筒中的每一对（11、12；12、13）的孔洞被布置成使得对于所述相邻圆筒中的一个（11、12；12、13）的每个孔洞，在所述相邻圆筒中的另一个（12、11；13、12）上的沿径向方向的投影与所述相邻圆筒中的另一个上的多个孔洞中的每个孔洞间隔开。
3.根据权利要求1或2所述的控制阀，其中，所述第一多个的孔洞（14）中的两个孔洞的中心之间的距离（l）大于1.3d并且小于3d，其中，d是所述第一多个的孔洞的平均直径。
4.根据权利要求3所述的控制阀，其中，所述第一多个的孔洞（14）具有完全相同的直径（d）。
5.根据前述权利要求中的任一项所述的控制阀，其中，在每个层级中，所述第一多个（14）的孔洞的总横截面面积（A）大于1.1B并且小于3B，其中，B是所述第二多个（15）的孔洞的总横截面面积（B）。
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