CN107956921B - 与阀一起使用的防空化元件 - Google Patents

Abstract

控制阀包括阀体、阀座和可在关闭位置与打开位置之间移位的阀关闭构件。提供了防空化元件，并且空化元件包括多个中空管，其包括第一管、第二管和第三管。每个管包括从打开的第一端到打开的第二端的流动轴线，以及限定流动面积并具有垂直于流动轴线的横截面形状的内表面。当阀关闭构件被关闭时，管的第二端位于阀关闭构件与沿着它们各自的流动轴线的管的第一端之间。第一管、第二管和第三管一体地形成为单个整体结构。

Description

与阀一起使用的防空化元件

技术领域

概括地，本公开内容涉及阀，更具体而言，涉及与阀一起使用的防空化(anti-cavitation)元件。

背景技术

在一些阀(例如球阀)中，流动通过阀的流体可能经受快速的压力变化，并且流体中的这种快速的压力变化可能导致在流体的低压部分中形成气腔(称为空化现象)。当流体中的气腔受到较高的压力时，气腔会内爆并可能生成可能损坏阀的内部部分的强烈冲击波。

在空化是危险的阀实施例中，空化/空气动力学控制设备可设置在入口中或邻近入口，使得当球阀处于打开位置时，流体通过空化/空气动力学控制设备从入口流到出口。空化/空气动力学控制设备可以减慢和/或隔离通过阀的流体流动段，以减缓流体中的压力降低和/或增加流体，从而消除气腔可能发生在流体中的低压区域(降低可能性)。因此，流体动力学噪声也可能被设备衰减。

在典型的空化/空气动力学控制设备组件(例如图13C所示的

V管束)中，将多个奥氏体不锈钢管捆在一起，然后将金属护罩包围该多个管。该组件可以用例如粉末状金属膏银钎焊材料(例如AWS A5.8BAg-1)进行真空钎焊。也可以将凸缘焊接到护罩上，以简化对管的一部分的安装。然而，由于具有如此多的部件(例如，典型地超过300个管)，组件耗时并且因此是生产昂贵的。此外，这种管道组件通过常规的制造过程(例如铸造)非常难以生产，并且对于用导线或柱塞式放电加工进行机加工成本是非常昂贵的。因此，使用比最佳期望的管的更厚的管，并且减少或消除空化的效果降低，同时材料成本增加。

发明内容

根据第一示例性方面，控制阀包括阀体、阀座和可在关闭位置与打开位置之间移位的阀关闭构件。提供了防空化元件，并且包括多个中空管，其包括第一管、第二管和第三管。每个管包括从打开的第一端到打开的第二端的流动轴线，以及限定流动面积并具有垂直于流动轴线的横截面形状的内表面。当阀关闭构件被关闭时，管的第二端位于沿着它们各自的流动轴线的阀关闭构件与管的第一端之间。第一管、第二管和第三管一体地形成为单个整体结构。

根据第二示例性方面，抗空化元件适用于与阀组件一起使用，阀组件具有阀体、入口、出口、阀座和阀关闭构件，阀关闭构件可在第一关闭位置与第二个完全打开位置之间移动。多个中空管包括第一、第二和第三管，它们分别沿着第一、第二和第三流动轴线从打开的第一端延伸到打开的第二端，其中，每个管具有限定流动面积的内表面，并且内表面具有垂直于它们各自的流动轴线的横截面形状。当阀关闭构件处于关闭位置时，管的第二端位于阀关闭构件的一部分与管的第一端之间，并且第一管、第二管和第三管一体形成为单个整体结构。

进一步根据前述示例性方面中的任意一个或多个，具有这种防空化元件的防空化元件和/或控制阀可进一步包括以下优选形式中的一种或多种。

在一个优选形式中，流动轴线是线性的、和/或流动轴线是平行的。

在一种优选形式中，横截面形状是相同的。

在一个优选形式中，横截面形状沿着相应的流动轴线是恒定的。

在一个优选形式中，管的端部可以沿着垂直于第一流动轴线延伸的参考平面对准。

在一个优选形式中，参考平面与周围多个中空管设置的环形凸缘的一部分相交，凸缘与第一管、第二管和第三管一体形成，以形成单个整体结构。

在一种优选形式中，横截面形状是多边形。

在一种优选形式中，多边形形状是六边形、菱形或斜方形中的一种。

在一个优选形式中，横截面形状是非圆形形状。

在一个优选形式中，第一、第二和/或第三管可以具有不同的距离，和/或第一距离小于第二距离，并且第二距离小于第三距离。

在一个优选形式中，第一管的第二端至少部分地由环形的第一前表面限定，第二管的第二端至少部分地由环形的第二前表面限定，并且第三管的第二端至少部分地由环形的第三前表面限定，其中，第一前表面、第二前表面和第三前表面各自是非平面的。

在一个优选形式中，第一前表面、第二前表面和第三前表面配合成具有球体的一部分的形状。

附图说明

图1是具有阀组件的实施例的等距和局部剖视图，其中，阀关闭构件处于完全打开位置；

图2是图1的实施例的等距和局部剖视图；

图3是图1的实施例的等距和局部剖视图，其中，阀关闭构件处于关闭位置；

图4是图3的实施例的局部剖视俯视图；

图5是防空化元件的实施例的等距和局部剖视图；

图6是防空化元件的实施例的前视图；

图7是防空化元件的实施例的前视图；

图8是防空化元件的实施例的前视图；

图9是防空化元件的实施例的侧剖视图；

图10是防空化元件的实施例的侧剖视图；

图11是防空化元件的实施例的局部侧剖视图；

图12是图1的实施例的等距和局部剖视图，其中，阀关闭构件处于部分打开位置；

图13A是防空化元件的实施例的等距视图；

图13B是防空化元件的实施例的等距视图；以及

图13C是防空化元件的示例性现有技术实施例的等距视图。

具体实施方式

如图1所示，阀组件10包括限定入口16和出口14的阀体12。阀座18(其在图2和图3中例示，但为了清楚起见在图1、图4和图12中省略)被入口16与出口14之间的阀体12限定或耦接到入口16与出口14之间的阀体12上。阀关闭构件20耦接到阀体12上，并且阀关闭构件20可相对于阀体12在第一关闭位置(图3和图4所例示)与第二完全打开位置(图1和图2所例示)移位。在图3所例示的第一关闭位置，阀关闭构件20的密封部分22(用虚线表示)密封地接合阀座18的密封部分24，以防止流体从阀体12的入口16流动到阀体12的出口14。在第二完全打开位置，阀关闭构件20的密封部分22偏离阀座18的密封部分24，以允许流体从阀体12的入口16流动到阀体12的出口14。

如图2所例示，阀组件10还包括防空化元件26，并且防空化元件26包括多个中空管28。如图5所例示，多个中空管28包括第一管28a，其沿着第一流动轴线30a从打开的第一端32a延伸到打开的第二端34a。如图6所例示，第一管28a具有限定第一流动面积38a的内表面36a，并且第一管28a的内表面36a具有或限定垂直于第一流动轴线30a的第一横截面形状40a。如图5所例示，多个中空管28包括第二管28b，其沿着第二流动轴线30b从打开的第一端32b延伸到打开的第二端34b。如图6所例示，第二管28b具有限定第二流动面积38b的内表面36b，并且第二管28b的内表面36b具有或限定与第二流动轴线30b垂直的第二横截面形状40b。如图5所例示，多个中空管28包括第三管28c，其沿着第三流动轴30c从打开的第一端32c延伸到打开的第二端34c。如图6所示，第三管28c具有限定第三流动面积38c的内表面36c，并且第三管28c的内表面36c具有或限定垂直于第三流动轴线30c的第三横截面形状40c。

如图9所例示，当阀关闭构件20处于第一关闭位置时，第一管28a的第二端34a位于沿着第一流动轴线30a的阀关闭构件20的一部分(例如，第一部分67a)与第一管28a的第一端32a之间。当阀关闭件20处于第一个关闭的位置，第二管28b的第二端34b位于沿着第二流动轴线30b的阀关闭构件20的一部分(例如第二部分67b)与第二管轴28b的第一端32b之间。当阀关闭件20处于第一个关闭的位置，第三管28c的第二端34c位于阀关闭构件20的一部分(例如第三部分67c)与第三管28c的第一端32c之间。第一管28a、第二管28b和第三管28c一体地形成为单个整体结构。在一些实施例中，第一管28a\第二管28b和第三管28c可以使用如以下更详细描述的添加制造技术和/或三维打印而一体地形成。

通过将第一管28a、第二管28b和第三管28c(并且在一些实施例中，多个管28中的每一个和/或所有防空化元件26中)形成为单个整体结构(其可以例如使用以下段落中将描述的任意添加制造过程或技术形成、创造或制造)，横截面形状40a、40b、40c的几何形状可被精确地制造以优化分别通过第一流动面积38a、第二流动面积38b和第三流动面积38c的流动。这种优化的流动几何形状难以或不可能使用常规的机加工/铸造过程来实现。优化的流动几何形状导致比传统管更薄和更强的相邻流动面积之间的壁，从而降低材料成本。

由于较薄的壁和/或优化的几何形状，可以在相同的区域中增加流动通道的数量，因此流动通过抗空化元件26的流体的流动能力增加。优化的几何形状允许精确地控制防空化元件26的整体形状，以允许管28设置在球的“耳朵”后面。优化的几何形状还可以通过例如流动面积38的膨胀和/或扩散和与更大体积的其它流动面积38的通信来使得通过管28的压降分段化(stage)。此外，整体防空化元件26(或整体防空化元件26的一部分)必须形成为组件，从而降低生成成本以确保常规防空化设备的多个管中的每一个被捆绑并定位在护罩内。与常规设备相反，该材料还可导致防空化元件26的重量显著降低。该材料可以是耐腐蚀的，因此可能不需要进一步的制造步骤。

更详细地转向阀组件10，图1例示了限定入口16和出口14的阀体12的实施例，并且入口16和出口14可以各自沿着主体纵向轴线43延伸。入口凸缘44可以设置在位于阀体12的入口16处或邻近阀体12的入口16处的阀体12的第一端部部分处，并且入口凸缘44可以适于以任意已知的方式将入口16连接到上游管的一部分(未示出)。出口凸缘42可以设置在阀体12的出口14处或邻近阀体12的出口14处的阀体12的第二端部部分处，并且出口凸缘42可以适于以任意已知的方式将出口14连接到下游管的一部分(未示出)。入口凸缘44和出口凸缘42以及限定入口16和出口14的阀体12的部分可以围绕主体纵向轴线43对称地形成。在所公开的实施例中，流体可以从入口16到出口14或从出口14到入口16流动通过阀体12。

阀座18(图2和图3中例示，但为清楚起见在图1、图4和图12中省略)可以设置在入口16与出口14之间，并且可以具有环形形状，该环形形状围绕主体纵向轴线43对称地形成。阀座18的全部或一部分可以与阀体12一体地形成，或者阀座18的全部或一部分可以耦接到阀体12。如图3所例示，阀座18可以包括密封部分24，密封部分24可以具有环形形状并且可以适于在阀关闭构件20处于图3的第一关闭位置时密封地接合阀关闭构件20的密封部分22。密封部分24的全部或一部分可以由弹性材料制成或由刚性材料制成。

阀关闭构件20耦接到阀体12，并且阀关闭构件20可相对于阀体12在第一关闭位置(图3和图4所例示)与第二完全打开位置(如图1和图2所例示)之间移位。如图12所例示，阀关闭构件20还可以在第一关闭位置与第二完全打开位置之间移位到第三部分打开位置。

阀关闭构件20可以具有任意形状和/或配置，以防止当处于第一关闭位置时流体从入口16流动到出口14(或从出口14流动到入口16)，并允许当处于第二完全打开位置时，流体从入口16流动到出口14或者在入口16到出口14之间(或出口14到入口16之间)流动。例如，如图4所例示，阀关闭构件20可以是具有球形构件主体45的球形构件21，球形构件体45具有凸形密封表面46。密封表面46可以具有任意适当的形状，使得当阀关闭构件20处于第一关闭位置时，阀关闭构件20的密封部分22密封地接合阀座18的密封部分24(以防止流体从入口16流动到出口14，或是从出口14流动到入口16)。例如，密封表面46可以具有(或基本上具有)部分球体的形状。球形构件件主体45还可以具有可以与凸形密封表面46相对的凹形内表面48，并且内表面48的形状可以对应于密封表面46，使得球形构件主体45的全部或部分可以具有均匀或基本均匀的横截面厚度。例如，内表面48可以具有(或基本上具有)部分球体的形状，该部分球体具有比密封表面46更小的半径。

仍然参考图4，球形构件21还可以具有沿着枢转轴线54延伸的第一杆部分50和第二杆部分52，并且第一杆部分50和第二杆部分52可以各自耦接到球形构件主体45的一部分。第一杆部分50可以延伸到形成在阀体12中的盲孔56中，并且第二杆部分52的中间部分50可以延伸穿过杆孔58(杆孔58穿过阀体12形成)，使得第二杆部分52的端部部分60被设置在阀体12的外部。第二杆部分52的端部部分60可以适于耦接到阀致动器(未示出)，并且阀致动器可以是能够使阀关闭构件20在第一关闭位置与第二完全打开位置之间旋转的任意适当的致动器。枢转轴线54可以垂直于主体纵向轴线43延伸并且可以与主体纵向轴线43相交。

当阀关闭构件20(例如，球形构件21)处于如图3所例示的第一关闭位置时，球形构件21的凸形密封表面46可相对于阀座18定位，使得球形件21的密封部分22密封地接合阀座18的密封部分24。为了将球形构件21移位到图1所例示的第二完全打开位置，致动器(未示出)使第二杆部分52围绕枢转轴线54旋转适当的旋转距离(例如，90度)，使得球形构件21的整个密封表面46可以远离阀座18设置，并且使得球形构件21的任意部分都不阻挡或基本上阻挡流体从入口16流到出口14(或反之亦然)。换而言之，在第二完全打开位置，球形构件21的密封部分22不密封地接合阀座18的密封部分24，从而允许流体从入口16流动到出口14(或从出口14流动到入口16)。在一些实施例中，当流体从出口14流向入口16时，当球形构件21处于第一关闭位置时(并且当流体从入口16流向出口14时)，抵靠球形构件21的内表面48的流体压力在球形构件21的密封部分22与阀座18的密封部分24密封地接合时提供附加的力。

为了将球构件21移位到第三部分打开位置，致动器(未示出)使第二杆部分52围绕枢转轴线54旋转适当的旋转距离(例如，30度至60度)，使得球形构件21的整个密封表面46的部分可以远离阀座18设置，但是球形构件21的一部分阻挡或基本上阻挡流体从入口16流动到出口14(或阻挡流体从出口14流动到入口16)。本领域普通技术人员将认识到，通过使球形构件21围绕枢转构件在第一关闭位置与第二完全打开位置之间旋转期望的旋转距离，从入口16到出口(或从出口到入口16)的流体流动可以被调节。

在一些实施例中，球形构件21(例如，球形构件主体45)也可以沿着主体纵向轴线43(例如，通过未示出的凸轮动作)平移，使得当球形构件21处于第一关闭位置时，球形构件21的密封部分22密封地接合阀座18的密封部分24。

如图2所例示，阀组件10还包括防空化元件26，防空化元件26包括多个中空管28。防空化元件26可以包括任意适当数量的管28，以减少或消除流体从阀体12的入口16流动到出口14(从出口14流动到入口16)的空化。例如，如图5所例示，多个中空管28包括第一管28a、第二管28b和第三管28c。可以包括任意数量的附加管28，诸如第四管、第五管、第六管等。

参考图9，第一管28a可以沿着第一流动轴线30a从打开的第一端32a延伸到打开的第二端34a，并且第一流动轴线30a可以是线性的并且平行于主体纵向轴线43。限定第一流动面积38a(或限定限定第一流动面积38a的孔)的内表面36a可以具有任意适当的第一横截面形状40a(参见图6)或垂直于第一流动轴线30a的形状的组合。在一些实施例中，第一横截面形状40a从第一管28a的第一端32a到第二端34a可以是一致的。在其它实施例中，第一横截面形状40a从第一管28a的第一端32a到第二端34b可以变化。

如图6所例示，第一横截面形状40a可以是非圆形形状，例如多边形形状。多边形形状可以是例如六边形(如图7和13A所例示)、菱形/斜方形形状(如图7和13A所例示)或五边形形状(未示出)。这种多边形形状(特别是菱形/斜方形形状或六边形形状)可以通过增加流动面积38来增加通过管28的流动，同时使材料最小化并使结构完整性最大化。在其它实施例中，第一横截面形状40a可以是圆形形状(如图8所例示)或椭圆形形状。

如图9所例示，多个中空管28包括第二管28b，其沿着第二流动轴线30b从打开的第一端32b延伸到打开的第二端34b。在一些实施例中，第二流动轴线30b可以是线性的并且平行于第一流动轴线30a和/或主体纵向轴线43。如图6所例示，限定第二流动面积38b的内表面36b(或限定限定了第二流动面积38b的孔)可以具有垂直于第二流动轴线30b的任意适当的第二横截面形状40b(或形状的组合)。在一些实施例中，第二横截面形状40b(或第二横截面形状40b)可以与第一横截面形状40a相同，并且第二横截面形状40b的对应尺寸可以与第一横截面形状40a的对应尺寸相同，使得第二横截面形状40b(例如，第二流动面积38b)的面积可以等于第一横截面形状40a的面积(例如，第一流动面积38a)。在其它实施例中，第二横截面形状40b可以与第一横截面形状40a相同，但是第二横截面形状40b的对应尺寸中的一个或多个可以大于(或小于)第一横截面形状40a的对应尺寸中的一个或多个，使得第二横截面形状40b的面积可以不同于第一横截面形状40a的面积。

在一些实施例(未示出)中，第二横截面形状40b可以不与第一横截面形状40a相同。在这样的实施例中，第二横截面形状40b从第二管28b的第一端32b至第二端34b可以是一致的。在其它实施例中，第二横截面形状40b可以从第二管28b的第一端32a到第二端34b变化。如图6所例示，第二截面形状40b可以是非圆形形状，例如多边形形状。多边形形状可以例如六边形、菱形/斜方形(如图7所例示)、或五边形形状(未示出)。在其它实施例中，第一横截面形状40a可以是圆形形状(如图8所例示)或椭圆形形状。

如图9所例示，多个中空管28包括第三管28c，其沿着第三流动轴线30c从打开的第一端32c延伸到打开的第二端34c。在一些实施例中，第三流动轴线30c可以是线性的并且平行于第一流动轴线30a和/或第二流动轴线30b。如图6所例示，限定第三流动面积38c(或限定限定第三流动面积38c的孔)的内表面36c可以具有垂直于第三流动轴线30c的任意适当的第三横截面形状40c(或形状的组合)。在一些实施例中，第三横截面形状40c(或第三横截面形状40c)可以与第一横截面形状40a和/或第二横截面形状40b相同。因此，第三截面形状40c的对应尺寸可以与第一截面形状40a和/或第二横截面形状40b的对应尺寸相同，使得第三截面形状40b的面积可以等于第一横截面形状40a的面积和/或第二横截面形状40b的面积。在其它实施例中，第三横截面形状40c可以与第一横截面形状40a和/或第二横截面形状40b相同，但是第三横截面形状40c的对应尺寸中的一个或多个可以大于(或小于)第一横截面形状40a和/或第二横截面形状40c的对应尺寸中的一个或多个，使得第三横截面形状40c的面积可以不同于第一横截面形状40a和/或第二横截面形状40b的面积。

在一些实施例(未示出)中，第三横截面形状40c可以不与第一横截面形状40a和/或第二横截面形状40b相同。在这样的实施例中，第三横截面形状40c从第三管28c的第一端32c到第二端34c可以是一致的。在其它实施例中，第三横截面形状40c可以从第三管28c的第一端32c到第二端34c变化。如图6所例示，第三横截面形状40c可以是非圆形形状，例如多边形形状。多边形形状可以是例如六边形(如图6所例示)、菱形/斜方形(如图7所例示)、或五边形形状(未示出)。在其它实施例中，第三横截面形状40c可以是圆形形状(如图8所例示)或椭圆形形状。

如图6所例示，第一管28a的内表面36a可以由第一部分62a部分地限定，并且第二管28b的内表面36b可以部分地由第一部分62b限定，并且第一壁部分63可以由第一管28a的内表面36a的第一部分62a和第二管28b的内表面36b的第一部分62b限定。第一管28a和第二管28b可以共享第一壁部分63并且可以被第一壁部分63分开。第二管28b的内表面36b可以进一步部分地由第二部分64b限定并且第三管28c的内表面36c可以进一步部分地由第一部分64c限定，并且第二壁部分65可以由第二管28b的内表面36b的第二部分64b和第三管28c的内表面36c的第一部分64c限定。第三管28c和第二管28b可以共享第二壁部分65，并且可以被第二壁部分65分开。

如前所述，任意数量的附加管28可以包括在多个管28(例如，第四管、第五管、第六管等)中。任意或所有附加管28可以沿着对应的(例如，第四、第五、第六等)流动轴线30从打开的第一端32延伸到打开的第二端34，并且对应的流动轴线30可以平行于主体纵向轴线43。限定对应的(例如，第四、第五、第六等)流动面积38(或限定限定对应的流动面积38a的孔)的对应的(例如，第四、第五、第六等)的内表面36可以具有垂直于对应的流动轴线30的任意适当的第一横截面形状40(或形状的组合)，例如在讨论第一管28a、第二管28b和/或第三管28c中所描述的任意形状。

如图9所例示，当阀关闭构件20处于第一关闭位置时，第一管28a的第二端34a可以位于阀关闭构件20(例如，球形构件21)的一部分(例如，第一部分67a)与沿着第一流动轴线30a的第一管28a的第一端32a之间。当阀关闭构件20处于第一关闭位置时，第二管28b的第二端34b可以位于阀关闭构件20的一部分(例如，第二部分67b)与沿着第二流动轴线30b的第二管28b的第一端32b之间。当阀关闭构件20处于第一关闭位置时，第三管28c的第二端34c可以位于阀关闭构件20的一部分(例如，第三部分67c)与沿着第三流动轴线30c的第三管28c的第一端32c之间。在一些实施例中，第一管28a的第一端32a、第二管28b的第一端32b和第三管28c的第一端32c各自设置在阀体12的出口14(或出口16的一部分)内。在一些实施例中，第一管28a的第二端34a、第二管28b的第二端34b和第三管28c的第二端34c各自设置在阀体12的出口14(或出口14的一部分，例如与阀座18相邻的出口的一部分)内。

由于球形构件21的球形构件主体45的凹形内表面48可以具有(或基本上具有)部分球体或球体的一段或一部分的形状，所以沿着第一流动轴线30a在球形构件21的第一部分67a与第一管28a的第二端34a之间的第一距离D1(如图11所例示)可以等于(或基本上等于)沿着第二流动轴线30b在球形构件21的第二部分67b与第二管28b的第二端34b之间的第二距离D2。类似地，沿着第三流动轴线30c在球形构件21的第三部分67c与第三管28c的第二端34c之间的第三距离D3可以等于(或基本上等于)第一距离D1和/或第二距离D2。此外，沿着对应的流动轴线30在球形构件21的对应部分67与对应的附加管28的第二端部34之间的对应距离可以等于(或基本上等于)第一距离D1和/或第二距离D2。为了确定第一、第二和第三距离D1、D2、D3，当在垂直于第一、第二和第三流动轴线30a、30b、30c的横截面中观察时，第一、第二和第三管28a、28b、28c的第二端34a、34b、34c的位置被确定在第一、第二和第三流动轴线30a、30b、30c与第二端34a、34b、34c交叉点处。

在这样的实施例中，如图11所例示，第一管28a的第二端34a至少部分地由环形的第一前表面66a限定，第二管28b的第二端34b至少部分地由环形的第二前表面66b限定，并且第三管28c的第二端34c至少部分地由环形的第三前表面66c限定。任意数量的附加管28的第二端也可以具有对应的前表面66。第一前表面66a、第二前表面66b和第三前表面66c(以及任意数量的附加前表面)可以配合以形成非圆形的并且当球形构件21处于第一关闭位置时，可以对应于球形构件21的球形构件主体45的凹形内表面48的形状的一部分的形状。例如，第一前表面66a、第二前表面66b和第三前表面66c(以及任意数量的附加的前表面)可以配合以形成作为球体的一部分的形状，当球形构件21处于第一关闭位置时，其可以对应于球形构件21的凹内表面48的球体的一部分。

如此配置，第一距离D1、第二距离D2和/或第三距离D3被最小化，同时允许球形构件21从第一关闭位置移到到第二完全打开位置。第一、第二和第三管28a、28b、28c的第二端34a、34b和34c与球形构件21的凹内表面48之间的距离的最小化允许第一、第二和第三管28a、28b、28c延伸更长的距离，这改善了流动性能。

如图13C所例示，常规防空化设备的制造过程导致将多个管82的第二端80的前表面79做成方形(即垂直于流动轴)，并且当球形构件处于第一关闭位置时，这些前表面79无法配合以形成对应于球形构件的凹内表面的一部分的球体的一部分的形状。因此，在这些已知的设备中，管82的第二端80与球形构件的凹内表面之间的距离的最小化是不可能的或是成本高昂的。

如图4所例示，第一管28a的第一端32a、第二管28b的第一端32b和第三管28c的第一端32c可以沿着垂直于第一流动轴线30a和/或主体纵向轴线43延伸的参考平面70对准。参考平面70可以设置在围绕多个中空管28设置的环形凸缘72的一部分处或与围绕多个中空管28设置的环形凸缘72的一部分相交。凸缘72可以连接到入口凸缘44和/或上游管(未示出)的一部分的凸缘，以将防空化元件26固定到阀体12和/或上游管。在一些实施例中，防空化元件26可以不包括凸缘72，并且可以替代地插到入口16和/或出口14中或者与入口16和/或出口14相邻。

如图10所例示，第一距离L1沿着第一流动轴线30a从第一管28a的第一端32a延伸到第二端34a，并且第二距离L2沿着第二流动轴线30b从第二管28b的第一端32b延伸到第二端34b。第三距离L3沿着第三流动轴线30c从第三管28c的第一端32c延伸到第二端34c。第一距离L1可以小于第二距离L2，并且第二距离L2可以小于第三距离L3。

如图5所例示，防空化元件26的多个管28可以由无孔的圆周壁74横向限定，该无孔圆周壁74可以具有第一部分76(可以是圆柱形或部分圆柱形)，其邻近凸缘72设置。第一部分76可以围绕主体纵向轴线43(参见图4)对称地形成，或者第一部分76的一部分可以围绕主体纵向轴线43对称地形成。第一部分76可以限制或围绕多个管28中的一个或多个外部组80。

仍然参考图5，圆周壁74还可以具有第二部分82(其可以是圆柱形或部分圆柱形)，其可以从第一部分76延伸远离凸缘72(或远离管28的第一端32)。第二部分82可以围绕主体纵向轴线43(参见图4)对称地形成，或者第二部分82的一部分可以围绕主体纵向轴线43对称地形成。第二部分82(或第二部分82的圆柱形部分)的直径可以小于第一部分76的圆柱形部分的直径。第二部分82可以限定或围绕多个管28的内部组84，并且第一管28a、第二管28b和第三管28c可以包括在内部组84中。在一些实施例中，多个管28中的每个外部组80可以具有比多个管28中的任意一个或全部内部组84更短的长度。外部组80中的管28的第二端34的长度和位置可以取决于阀体12和/或关闭构件20的内部几何形状。例如，外部组80中的一些管28的第二端34可以被配置为使第二端34与第一杆部分50和/或第二杆部分52之间的间隙最小化，以改善空化衰减。

在一些实施例中，整个防空化元件26可以一体形成为单个整体结构。换而言之，第一管28a、第二管28b和第三管28c(以及任意附加的管，例如第四管、第五管、第六管等)可以一体地形成为单个整体结构。凸缘72和/或圆周壁74也可以与第一管28a、第二管28b和第三管28c(和任意数量的其它管28)一体形成，以形成单个整体结构。

在一些实施例中，第一管28a、第二管28b和第三管28c可以使用添加制造技术或添加制造过程一体地形成。添加制造过程可以是通过在材料上添加连续的材料层来构建三维物体的任意添加制造过程或技术。添加制造过程可以由任意适当的机器或机器的组合来执行。添加制造过程通常可以涉及或使用计算机、三维建模软件(例如，计算机辅助设计、CAD、软件)、机器装备和分层材料。一旦生成CAD模型，机器装备可以从CAD文件和层中读取数据，或者(例如)以层层方式添加液体、粉末、片材的连续层以制造三维物体。

添加制造过程可以包括几个过程中的任意一个或多个，例如仅作为示例，三维打印过程、立体光刻(“SLA”)过程、熔融沉积建模(“FDM”)过程、多喷射建模(“MJM”)过程和选择性激光烧结(“SLS”)过程。在一些实施例中，添加制造过程可以包括激光粉末床融合过程。可以使用任何适当的材料(例如高强度和低重量的材料，例如金属或金属材料)来形成防空化元件26。

在一些实施例中，防空化元件26的两个或更多个部分可以使用添加制造过来制造，并且防空化元件26的两个或更多个部分可以耦接(例如通过焊接)以形成防空化元件26。

在使用中，防空化元件26的全部或一部分可以设置在阀体12的出口14中，例如通过将凸缘72连接到阀体12的出口凸缘42和/或下游管(未示出)的一部分的凸缘，以将防空化元件26固定到阀体12和/或下游管。在其它实施例中，当防空化元件26没有凸缘76时，防空化元件26的全部或一部分可以设置在阀体12的出口14中，并且防空化元件26可以耦接或支撑在出口14和/或下游管(未示出)的一部分中，以相对于阀体12和/或下游管保持防空化元件26的期望位置。普通技术人员将认识到，可以使用上述任意方法将防空化装置26的全部或一部分替代地插入入口16和/或上游管(未示出)的一部分。此外，可以使用两个或更多个防空化装置26(未示出)，例如第一防空化设备26a设置在阀座18的一侧上和第二防空化设备26b设置在阀座18的另一侧。第一和第二防空化装置26a、26b可以相同或可以是不同的。例如，第一防空化设备26a的管28的流动面积38和/或横截面形状40可以不同于第二防空化设备26b的管28的流动面积38和/或横截面形状40，以增加管的总长度以用于进一步的压力分段。在一些实施例中，第一防空化设备26a可以设置在上游管道和/或入口16中，并且第二防空化设备26b可以设置在下游管道和/或出口14中，并且第一防空化设备26a可以具有比第二防空化设备26b更大的流动面积38，以对流体中的压降进行分段。

虽然上面已经描述了各种实施例，但是本公开不旨在限于此。可以对所公开的实施例进行变化，这些实施例仍然在所附权利要求的范围内。

Claims (28)

1.一种阀组件，包括：

阀体，所述阀体限定入口和出口；

阀座，所述阀座耦接到所述阀体；

阀关闭构件，所述阀关闭构件耦接到所述阀体，所述阀关闭构件能够相对于所述阀体在第一关闭位置与第二完全打开位置之间移位，其中，在所述第一关闭位置，所述阀关闭构件的密封部分密封地接合所述阀座的密封部分，以防止流体从所述阀体的入口到所述阀体的出口的流动，并且在所述第二完全打开位置，所述阀关闭构件的所述密封部分偏离所述阀座的密封部分，以允许流体从所述阀体的入口流动到所述阀体的出口；

防空化元件，其中，所述防空化元件包括:

圆周壁；

多个中空管，所述多个中空管由所述圆周壁限定，所述多个中空管包括：

第一管，所述第一管沿着第一流动轴线从打开的第一端延伸到打开的第二端，所述第一管具有限定第一流动面积的内表面，所述第一管的所述内表面具有垂直于第一流动轴线的第一横截面形状；

第二管，所述第二管沿着第二流动轴线从打开的第一端延伸到打开的第二端，所述第二管具有限定第二流动面积的内表面，所述第二管的所述内表面具有垂直于所述第二流动轴线的第二横截面形状；以及

第三管，所述第三管沿着第三流动轴线从打开的第一端延伸到打开的第二端，所述第三管具有限定第三流动面积的内表面，所述第三管的所述内表面具有垂直于所述第三流动轴线的第三横截面形状，

其中，当所述阀关闭构件处于所述第一关闭位置时，所述第一管的第二端位于所述阀关闭构件的一部分与沿着所述第一流动轴线的所述第一管的第一端之间，当所述阀关闭构件处于所述第一关闭位置时，所述第二管的第二端位于所述阀关闭构件的一部分与沿着所述第二流动轴线的所述第二管的第一端之间，并且当所述阀关闭构件处于所述第一关闭位置时，所述第三管的第二端在所述阀关闭构件的一部分与沿着所述第三流动轴线的所述第三管的第一端之间，并且

其中，所述第一管、所述第二管和所述第三管一体地形成为单个整体结构；以及

环形凸缘，所述环形凸缘设置在所述圆周壁上，在所述防空化元件的端部处或邻近所述防空化元件的端部并且围绕所述多个中空管，其中，所述环形凸缘被配置为抵靠所述阀体的外部部分落座，以将所述防空化元件耦接到所述阀体，以使得所述环形凸缘被设置在所述阀体的外部。

2.根据权利要求1所述的阀组件，其中，所述第一流动轴线、所述第二流动轴线和所述第三流动轴线是线性的。

3.根据权利要求2所述的阀组件，其中，所述第一流动轴线、所述第二流动轴线和所述第三流动轴线是平行的。

4.根据权利要求1所述的阀组件，其中，所述第一横截面形状、所述第二横截面形状和所述第三横截面形状是相同的。

5.根据权利要求1所述的阀组件，其中，所述第一横截面形状沿着所述第一流动轴线从所述第一管的第一端到第二端是恒定的，所述第二横截面形状沿着所述第二流动轴线从所述第二管的第一端到第二端是恒定的，以及所述第三横截面形状沿着所述第三流动轴线从所述第三管的第一端到第二端是恒定的。

6.根据权利要求1所述的阀组件，其中，所述第一管的第一端、所述第二管的第一端和所述第三管的第一端沿着垂直于所述第一流动轴线延伸的参考平面对准。

7.根据权利要求6所述的阀组件，其中，所述参考平面与所述环形凸缘的一部分相交，所述环形凸缘与所述第一管、所述第二管和所述第三管一体地形成以形成单个整体结构。

8.根据权利要求1所述的阀组件，其中，所述第一横截面形状、所述第二横截面形状和所述第三横截面形状各自具有多边形形状。

9.根据权利要求8所述的阀组件，其中，所述多边形形状是六边形、菱形或斜方形中的一种。

10.根据权利要求1所述的阀组件，其中，所述第一横截面形状、所述第二横截面形状和所述第三横截面形状各自具有非圆形形状。

11.根据权利要求1所述的阀组件，其中，所述阀关闭构件是在所述第一关闭位置与所述第二完全打开位置之间沿着关闭轴线旋转的球构件。

12.根据权利要求1所述的阀组件，其中，第一距离沿着所述第一流动轴线从所述第一管的第一端延伸到第二端，第二距离沿着所述第二流动轴线从所述第二管的第一端延伸到第二端，以及第三距离沿着所述第三流动轴线从所述第三管的第一端延伸到第二端，并且

其中，所述第一距离小于所述第二距离，并且所述第二距离小于所述第三距离。

13.根据权利要求1所述的阀组件，其中，所述第一管的第二端至少部分地由环形的第一前表面限定，所述第二管的第二端至少部分地由环形的第二前表面限定，并且所述第三管的第二端至少部分地由环形的第三前表面限定，

其中，所述第一前表面、所述第二前表面和所述第三前表面各自是非平面的。

14.根据权利要求13所述的阀组件，其中，所述第一前表面、所述第二前表面和所述第三前表面配合成具有球体的一部分的形状。

15.一种适于与阀组件一起使用的防空化元件，所述阀组件具有阀体、阀座以及阀关闭构件，其中，所述阀体限定入口和出口，所述阀座在所述入口与所述出口之间耦接到所述阀体，所述阀关闭构件耦接到所述阀体并且可相对于所述阀体在第一关闭位置与第二完全打开位置之间移位，其中，在所述第一关闭位置，所述阀关闭构件的密封部分密封地接合所述阀座的密封部分，并且在所述第二完全打开位置，所述阀关闭构件的所述密封部分偏离所述阀座的密封部分，所述防空化元件包括：

圆周壁；

多个中空管，所述多个中空管由所述圆周壁限定，所述多个中空管包括：

第一管，所述第一管沿着第一流动轴线从打开的第一端延伸到打开的第二端，所述第一管具有限定第一流动面积的内表面，所述第一管的所述内表面具有垂直于第一流动轴线的第一横截面形状；

第二管，所述第二管沿着第二流动轴线从打开的第一端延伸到打开的第二端，所述第二管具有限定第二流动面积的内表面，所述第二管的所述内表面具有垂直于所述第二流动轴线的第二横截面形状；以及

第三管，所述第三管沿着第三流动轴线从打开的第一端延伸到开放的第二端，所述第三管具有限定第三流动面积的内表面，所述第三管的所述内表面具有垂直于所述第三流动轴线的第三横截面形状，

其中，当所述阀关闭构件处于所述第一关闭位置时，所述第一管的第二端适于位于所述阀关闭构件的一部分与沿着所述第一流动轴线的所述第一管的第一端之间，当所述阀关闭构件处于第一关闭位置时，所述第二管的第二端适于位于所述阀关闭构件的一部分与沿着第二流动轴线的所述第二管的第一端之间，并且当所述阀关闭构件处于所述第一关闭位置时，所述第三管的第二端适于在所述阀关闭构件的一部分与沿着所述第三流动轴线的所述第三管的第一端之间，并且

其中，所述第一管、所述第二管和所述第三管一体地形成为单个整体结构；以及

环形凸缘，所述环形凸缘设置在所述圆周壁上，在所述防空化元件的端部处或紧邻所述防空化元件的端部并且围绕所述多个中空管，其中，所述环形凸缘被配置为抵靠所述阀体的外部部分落座，以将所述防空化元件耦接到所述阀体，以使得所述环形凸缘被设置在所述阀体的外部。

16.根据权利要求15所述的防空化元件，其中，所述第一流动轴线、所述第二流动轴线和所述第三流动轴线是线性的。

17.根据权利要求16所述的防空化元件，其中，所述第一流动轴线、所述第二流动轴线和所述第三流动轴线是平行的。

18.根据权利要求15所述的防空化元件，其中，所述第一横截面形状、所述第二横截面形状和所述第三横截面形状是相同的。

19.根据权利要求15所述的防空化元件，其中，所述第一横截面形状沿着所述第一流动轴线从所述第一管的第一端到第二端是恒定的，所述第二横截面形状沿着所述第二流动轴线从所述第二管的第一端到第二端是恒定的，以及所述第三横截面形状沿着所述第三流动轴线从所述第三管的第一端到第二端是恒定的。

20.根据权利要求15所述的防空化元件，其中，所述第一管的第一端、所述第二管的第一端和所述第三管的第一端沿着垂直于所述第一流动轴线延伸的参考平面对准。

21.根据权利要求20所述的防空化元件，其中，所述参考平面与所述环形凸缘的一部分相交，所述环形凸缘与所述第一管、所述第二管和所述第三管一体地形成，以形成单个整体结构。

22.根据权利要求15所述的防空化元件，其中，所述第一横截面形状、所述第二横截面形状和所述第三横截面形状各自具有多边形形状。

23.根据权利要求22所述的防空化元件，其中，所述多边形形状是六边形、菱形或斜方形中的一种。

24.根据权利要求15所述的防空化元件，其中，所述第一横截面形状、所述第二横截面形状和所述第三横截面形状各自具有非圆形形状。

25.根据权利要求15所述的防空化元件元件，其中，所述阀关闭构件是在所述第一关闭位置与所述第二完全打开位置之间沿着关闭轴线旋转的球构件。

26.根据权利要求15所述的防空化元件，其中，第一距离沿着所述第一流动轴线从所述第一管的第一端延伸到第二端，第二距离沿着所述第二流动轴线从所述第二管的第一端延伸到第二端，以及第三距离沿着所述第三流动轴线从所述第三管的第一端延伸到第二端，并且

其中，所述第一距离小于所述第二距离，并且所述第二距离小于所述第三距离。

27.根据权利要求15所述的防空化元件，其中，所述第一管的第二端至少部分地由环形的第一前表面限定，所述第二管的第二端至少部分地由环形的第二前表面限定，并且所述第三管的第二端至少部分地由环形的第三前表面限定

其中，所述第一前表面、所述第二前表面和所述第三前表面各自是非平面的。

28.根据权利要求27所述的防空化元件，其中，所述第一前表面、所述第二前表面和所述第三前表面配合成具有球体的一部分的形状。

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