CN108506549A - 具有布置为均衡阀端口周边处的流体速度的分立流动通道的流体控制阀 - Google Patents

具有布置为均衡阀端口周边处的流体速度的分立流动通道的流体控制阀 Download PDF

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Abstract

一种阀体和包括这种阀体的控制阀，该阀体包括入口、出口和限定在其间的阀端口。该阀体还包括在入口和阀端口之间延伸的多个分立的流动通道，以便以均衡阀端口周边处的流体速度的方式将流体流动分配到阀端口。该多个分立的流动通道包括(i)一个或多个第一流动通道，其被布置为将流体流动的第一量引导到阀端口的前面部分，(ii)一个或多个第二流动通道，其被布置为将流体流动的第二量引导到阀端口的后面部分，(iii)一个或多个第三流动通道，其被布置为将流体流动的第三量引导到阀端口的一个或两个侧面部分。

Description

具有布置为均衡阀端口周边处的流体速度的分立流动通道的 流体控制阀
技术领域
本公开内容总体上涉及流体流动控制设备，更具体地说，涉及具有布置为均衡阀的阀端口周边处的流体速度的分立流动通道的流体控制阀，从而提供更平衡的压力分布。
背景技术
过程控制系统通常包括用于控制各种过程参数的各种部件。例如，流体过程控制系统可以包括多个控制阀以用于控制流过该系统的流体的流动速率、温度和/或压力。最终产品取决于这些参数的控制精度，而这转而取决于控制阀的几何形状和特性。例如，控制阀被专门设计和选择以提供特定的流动容量和压力变化。当这些特性受到损害时，最终产品的质量可能会受到影响。
在一些应用(例如，燃气轮机应用)中，可能有必要提供可在抑制(choke)的流动状况下操作的控制阀。当流过控制阀的流体的速度达到超音速(例如，对于流过用于燃气轮机发电应用的控制阀的燃料，约为1070英尺/秒)时发生抑制的流动。
图1和图2例示了可在抑制的流动状况下操作的控制阀100的一个已知示例。如图所示，控制阀100包括阀体104和布置在阀体104中的内件组件108。阀体104限定通过环形阀端口120连接的入口112和出口116。内件组件108包括座环124、座环保持器128和阀塞132。座环124布置在阀端口120中。座环保持器128座靠座环124以使座环124在阀端口120内保持就位。阀塞132与阀座环124可移动地相互作用，以控制通过阀端口120(以及因此控制阀100)的流体流动。
然而，已知的流量控制阀100面临许多问题。因为流过阀端口120的流体倾向于采取阻力最小的路径(即，最简单的路线)，所以流过阀端口120的大部分流体倾向于在或穿过与阀端口120的后面部分144相对的阀端口120的前面部分136(最靠近座环124的前侧140与阀塞的前侧)流过阀端口120。换而言之，当流体穿过阀端口120从入口112流到出口116时，流体不是均匀地分配到阀端口120和阀塞132的周边并围绕其周边。作为这种不均匀分配的结果，产生了涡流效应，由此流过阀端口120的流体在实际进入并流过阀端口120之前多次改变方向。该方向改变导致流速降低，这也减少了相对于在前面部分136处流过阀端口120的流体压力而言的流体压力，从而引起跨已知控制阀100的不平衡速度分布和不平衡压力分布。
发明内容
根据第一示例性方面，提供了一种用于流体控制阀的阀体。所述阀体包括入口、出口、阀端口以及多个分立的流动通道，所述阀端口被限定在所述入口与所述出口之间，所述多个分立的流体通道在所述入口与所述阀端口之间延伸以将流过所述入口的流体分配到所述阀端口。所述多个分立的流动通道包括：一个或多个第一流动通道，所述一个或多个第一流动通道被布置为将流过所述入口的流体的第一量引导到所述阀端口的前面部分；一个或多个第二流动通道，所述一个或多个第二流动通道被布置为将流过所述入口的流体的第二量引导到所述阀端口的与所述前面部分相对的后面部分；以及一个或多个第三流动通道，所述一个或多个第三流动通道被布置为将流过所述入口的流体的第三量引导到所述阀端口的在所述前面部分与所述后面部分之间延伸的一个或两个侧面部分。
根据第二示例性方面，提供了一种用于流体控制阀的阀体。所述阀体包括入口、出口、阀端口以及多个分立的流动通道，所述阀端口被限定在所述入口与所述出口之间，所述多个分立的流动通道在所述入口与所述阀端口之间延伸以将流过所述入口的流体分配到所述阀端口。所述多个分立的流动通道包括：一个或多个第一流动通道，所述一个或多个第一流动通道被布置为将流过所述入口的流体的第一量引导到所述阀端口的前面部分；一个或多个第二流动通道，所述一个或多个第二流动通道被布置为将流过所述入口的流体的第二量引导到所述阀端口的与所述前面部分相对的后面部分；以及一个或多个第三流动通道，所述一个或多个第三流动通道被布置为将流过所述入口的流体的第三量引导到所述阀端口的在所述前面部分与所述后面部分之间延伸的一个或两个侧面部分。所述一个或多个第一流动通道限定第一总流动面积，所述第一总流动面积小于由所述一个或多个第二流动通道限定的第二总流动面积和由所述一个或多个第三流动通道限定的第三总流动面积中的每一个。
根据第三示例性方面，提供了一种可在抑制的流动状况下操作的流体控制阀。所述控制阀包括阀体，所述阀体限定入口、出口和在所述入口与所述出口之间的阀端口。所述控制阀还包括多个分立的流动通道，所述多个分立的流动通道在所述入口与所述阀端口之间延伸以将流过所述入口的流体分配到所述阀端口。所述多个分立的流动通道包括：一个或多个第一流动通道，所述一个或多个第一流动通道被布置为将流过所述入口的流体的第一量引导到所述阀端口的前面部分；一个或多个第二通道，所述一个或多个第二通道被布置为将流过所述入口的流体的第二量引导到所述阀端口的与所述前面部分相对的后面部分；以及一个或多个第三通道，所述一个或多个第三通道被布置为将流过所述入口的流体的第三量引导到所述阀端口的在所述前面部分与所述后面部分之间延伸的一个或两个侧面部分。
进一步根据前述第一、第二或第三示例性方面中的任何一个或多个，阀体或流体控制阀可包括以下进一步优选形式中的任何一个或多个。
在一个优选形式中，所述多个分立的流动通道一体地形成在所述入口与所述阀端口之间。
在另一优选形式中，所述多个分立的流动通道包括布置在所述入口与所述阀端口之间的多个通路。
在另一优选形式中，所述多个分立的流动通道包括一个第一流动通道、两个第二流动通道和两个第三流动通道。
在另一优选形式中，所述两个第三流动通道分别将流过所述入口的流体引导到所述阀端口的所述侧面部分。
在另一优选形式中，所述入口沿着入口轴线定向，并且所述出口沿着基本垂直于所述入口轴线的出口轴线定向。
在另一优选形式中，在靠近所述阀端口处，所述多个分立的流动通道中的每一个都相对于所述阀端口以大约15度至大约45度之间的角度定向。
在另一优选形式中，内件组件被布置在所述阀体中，所述内件组件包括阀座和座保持器，所述阀座限定所述阀端口，所述座保持器座靠所述阀座以保持所述阀座就位，其中，所述座保持器包括朝向所述阀端口引导流体的会聚表面。
在另一优选形式中，所述内件组件还包括阀塞，所述阀塞相对于所述阀座可移动地设置在所述座保持器内以控制通过所述阀体的流体流动，所述阀塞包括会聚表面。
附图说明
图1是可在抑制的流动状况下操作的常规控制阀的横截面图。
图2是图1的常规控制阀的阀端口的横截面图。
图3是根据本发明的教导构造的流体控制阀的一个示例的透视图。
图4是图3的控制阀的横截面图，示出了阀体的一部分和布置在阀体中的内件组件。
图5是图4的内件组件的座保持器的前视图。
图6是图5的座保持器的后视图。
图7是从图3的控制阀的入口看的平面图，示出了形成在阀体中的多个分立的流动通道。
图8是图3的控制阀的一部分的局部横截面图，示出了多个分立的流动通道。
图9是图3的控制阀的一部分的透视横截面图，示出了多个分立的流动通道，但为清楚起见移除了座保持器。
图10是图9的俯视图。
图11例示了通过多个分立的流动通道的流体流动的计算流体动力学(CFD)分析。
图12是根据本发明的教导构造的控制阀的另一示例的透视图，该控制阀具有包括多个分立的流动通道的阀体。
图13例示了图12的控制阀，但具有控制阀的部件，除了多个分立的流动通道和控制阀的内件组件的阀塞外，以轮廓示出。
图14是图13的俯视图。
图15是从控制阀的入口看图13的视图。
图16是控制阀的横截面图，示出了多个分立的流动通道的部分。
图17例示了通过多个分立的流动通道的流体流动的CFD分析。
具体实施方式
本公开内容涉及一种改进的流体控制阀，该流体控制阀可操作用于抑制流体流动并克服对于操作用于抑制流体流动的已知流体控制阀的上述问题和其它问题。本公开内容的流体控制阀包括多个分立的流动通道，该多个分立的流动通道被专门布置为将流体流动引导到阀的阀端口的整个周边，使得流体被均匀地分配(或至少均匀得多地分配)到阀端口。结果，本文所描述的流体控制阀使在操作期间发生的涡流效应最小化(如果没有消除的话)，使得流动速度围绕阀端口的整个周边基本相同。这转而导致更平衡或均匀的压力分布，使得本公开内容的流体控制阀可以以比抑制流体流动的常规控制阀(例如，上述的控制阀100)可能的总压降更低的总压降来抑制流体流动。
图3-图11例示了根据本公开内容的原理构造的流体流动控制设备300的一个示例。该示例中的流体流动控制设备300采用滑动杆类型控制阀的形式，其可操作用于抑制流体流动并且通常包括阀体304和布置在阀体304中的内件组件308。虽然未例示，但是流体流动控制设备还包括耦合(例如，紧固)到阀体304的阀盖组件。如本领域中已知的，阀盖组件可以包括阀填密(valve packing)、一个或多个填密环以及一个或多个填密法兰。
如图3和图4最佳所示，阀体304限定入口312、出口316和阀端口320，阀端口320在入口312与出口316之间延伸并流体地耦合入口312与出口316。在该示例中，入口312沿着入口轴线324定向(参见图4)，并且出口316沿着基本上垂直于入口轴线324的出口轴线328定向(参见图4)。然而，在其它示例中，情况不一定如此(例如，出口轴线328可以相对于入口轴线324成某个其它角度)。该示例中的阀端口320具有基本上环形或圆形的横截面。然而，在其它示例中，阀端口320可以在尺寸和/或形状上变化(例如，可以具有矩形横截面)。
如图4所例示，内件组件308包括阀座332和座保持器336。该示例中的阀座332采用座环的形式，该座环具有环形架344和从环形架344向外(在这种情况下，向下)延伸的会聚部分348。环形架344座靠阀体304的环形肩部352，使得阀座332被保持在阀端口320内。同时，座保持器336使阀座332在阀端口320内固定就位。如图5和图6最佳所示，该示例中的座保持器336包括上主体部356、裙部360、多个支撑件364和固定环368。上主体部356具有圆柱形形状并且被固定在靠近耦合到阀体304的阀盖组件(同样，未示出)。裙部360沿轴向和径向远离上主体部356并且朝向支撑件364延伸，支撑件364用于将裙部360与固定环368连接。如图4所示，固定环368具有环形形状并且座靠阀座332的环形架344，从而将阀座332夹持就位。
同样如图4所示，内件组件308还包括流体流动控制构件，该流体流动控制构件在该示例中采用阀塞372的形式。该示例中的阀塞372具有基本圆柱形的第一部分376、第二部分380以及座表面384，第二部分380从第一部分376向外(在这种情况下，向下)延伸并且会聚或渐缩至点382，座表面384被限定在第一和第二部分376、380的相交处。通路388形成为穿过阀塞372的中央部分，使得阀塞372是“平衡的”。阀塞372相对于阀座332并且沿纵向轴线390(其与出口轴线328同轴)可移动地设置在保持器336内，以控制通过阀端口320(以及更一般地，阀体304)的流体流动。虽然未示出，但是阀塞372耦合到被布置在阀盖组件中并部分地布置在阀体304中的阀杆的一端。阀杆的另一端(同样未示出)耦合到致动器(例如，电致动器)，使得致动器控制阀塞372的运动(经由阀杆)。因此，可以在关闭位置与打开位置之间移动阀塞372，其中在关闭位置，阀塞372的座表面384密封地接合阀座332的部分(例如，会聚部分348的一部分)，从而防止通过阀端口320的流体流动，其中在打开位置，阀塞372的座表面374与阀座332的该部分间隔开，从而允许通过阀端口320的流体流动。
具体参照图4和图7-图11，阀体304还包括布置在入口312和阀端口320之间的多个分立的流动通道400，以促进将流体流动基本上均匀地分配到阀端口320。该示例中的阀体304包括五个(5)分立的流动通道400A-400E，其也可以被称为叶片(vane)，由阀体304的各个部分限定或形成，包括横向壁404、一对间隔开的纵向壁408以及多个肋412A、412B和412C，每一个都设置在入口312与阀端口320之间。在其它示例中，阀体304可以包括更多或更少的分立的流动通道(例如，三个流动通道、七个流动通道、九个流动通道)和/或流动通道可以被不同地限定或形成(例如，通过不同的特征、不同的特征组合)。
横向壁404在平行于入口轴线324和纵向轴线390的方向上延伸，而纵向壁408与横向壁404相交，并且因此在平行于出口轴线328和纵向轴线390的方向上延伸。肋412A、412B和412C在朝向阀端口320的方向上从阀体304径向向内突出。更具体地，肋412A和412B朝向阀端口320的周边的相对侧面部分416A、416B从阀体304径向向内突出，而肋412C在肋412A、412B之间间隔开并且朝向阀端口320的周边的后面部分416C从阀体304径向向内突出。结果，肋412A、412B和412C围绕阀端口320和阀塞372的周边周向地间隔开。
可以理解的是，在该示例中，图10中所例示的环形阀端口320的描绘的弧形部分构成阀端口320的侧面部分、后面部分和前面部分416A-416D。然而，在其它示例中，阀端口320的侧面部分、后面部分和前面部分可以是指阀端口320的其它部分和/或可以在形状和/或尺寸上变化。作为示例，后面部分416C可以是指构成阀端口320的周边的四分之一的弧形。
如图4和图7-图11最佳所示，第一、第四和第五分立的流动通道400A、400D和400E由壁404的下侧420限定或形成(下侧420面向出口316)，而第二和第三分立的流动通道400B、400C由壁404的与下侧420相对的顶侧424限定或形成。更具体地，(i)第一流动通道400由壁404的下侧420和两个纵向壁408的内侧限定并且位于其间，(ii)第二流动通道400B由壁404的顶侧424、肋412A和肋412C限定并且位于其间，(iii)第三流动通道400C(尽管有点难以看见)由壁404的顶侧424、肋412B和肋412C限定并且位于其间，(iv)第四流动通道400D由壁404的下侧420、纵向壁408中的一个的外侧432和肋412A限定并且位于其间，以及(v)第五流动通道400E由壁404的下侧420、纵向壁408中的另一个的外侧432和肋412B限定并且位于其间。
如图4和图11中最佳所示，流动通道400A-400E中的每一个的端部部分(即，流动通道400A-400E的靠近阀端口320的部分)可以相对于阀端口320(特别是阀端口320的喉部392)以小于90度的角度定向。在一些情况下，流动通道400A-400E中的每一个的端部部分可以基本上与阀端口320成直线或平行，并且更具体地，与阀端口320的喉部392成直线或平行。在其它情况下，例如如图4所示，流动通道400A-400E可以例如相对于阀端口320以5度、10度、20度、30度、40度、50度、60度、70度、80度、小于90度的某个其它角度或这些角度中的任何角度之间的任何角度范围的角度定位。在任何情况下，以所描述的方式定向流动通道400A-400E的端部部分有助于确保接近和进入阀端口320的高速流体不会经受任何90度转弯，90度转弯将产生压降(并导致能量损失)。
如上所述，并参照图5和图6，该示例中的内件组件308包括座保持器336，座保持器336在相关部分中具有裙部360、多个支撑件364和固定环368。该示例中的座保持器336还包括五个窗口436A-436E，其通常大小和形状设计为分别对应于五个分立的流动通道400A-400E的横截面。在其它示例中，例如，当阀体304包括多于或少于五个通道时，座保持器336可以包括更多或更少的窗口。如图所示，窗口436A-436E由裙部360、相邻的支撑件364和固定环368限定并且位于其间。该示例中的座保持器336还包括紧靠五个窗口436A-436E中的相应一个(在这种情况下，位于其上方)的五个导流表面440A-440E。在其它示例中，例如，当座保持器336包括多于或少于五个窗口时，座保持器336可以包括多于或少于五个导流表面(甚至根本没有)。如图所示，五个导流表面440A-440E从裙部360径向向内延伸并且在相邻的支撑件364之间延伸。五个导流表面440A-440E通常相对于流动通道400A-400E中的每一个的端部部分以小于90度的角度定向。在所示的示例中，五个导流表面440A-440E以在大约30度至大约45度之间的角度定向，但是在其它示例中，五个导流表面440A-440E可以以另一角度定向(例如，可以与流动通道400A-400E中的每个的端部部分基本上成直线或平行)。因此，当座保持器336落座在阀体304中使得保持器336的窗口436A-436E分别与流动通道400A-400E基本对准时，五个导流表面440A-440E定位成以促进至阀端口320的较平滑的流体分配的方式帮助指引或引导流体向下流动到阀端口320中。
当流体流动控制阀300处于操作中时，第一流动通道400A将流过入口312的流体的第一量引导通过窗口436A并引导到阀端口320的位于相对侧面部分416A、416B之间的前面部分416D，第二和第三流动通道400B、400C分别将流过入口312的流体的第二量和第三量引导分别通过窗口436B、436C并引导到阀端口320的后面部分416C，第四流动通道400D将流过入口312的流体的第四量引导通过窗口436D并引导到阀端口320的第一侧面部分416A，以及第五流动通道400E将流过入口312的流体的第五量引导通过窗口436E并引导到阀端口320的第二侧面部分416B，如图11中所示的计算流体动力学(CFD)分析中所例示。当然，通过流动通道400A-400E引导到阀端口320的部分416A-416D中的每一个的流体的确切量将根据流过入口312的流体的量和流动通道400A-400E的确切尺寸而变化，但是一般而言，引导到阀端口320的侧面部分416A、416B的流体的量将等于或大于引导到阀端口320的前面部分416D的流体的量，并且引导到阀端口320的后面部分416C的流体的量将等于或大于引导到阀端口320的前面部分416D的流体的量。
如由图11中示出的CFD分析的结果所确认的，流动通道400A-400E提供类似的(如果不是相等的话)流动限制水平，使得流动通道400A-400E用于将流体流动基本均匀地分配到阀端口320的整个周边(或者至少，比流量阀100和其它已知的流量阀更均匀地分配流体流动)。因此，在阀端口320的前面部分416D或通过阀端口320的前面部分416D流过阀端口320的流体的量小于在或通过阀端口320的其余部分(即，阀端口320的后面部分和侧面部分416A-416C)流过阀端口320的流体的量。结果，在已知的控制阀100的操作期间发生的涡流效应被最小化(如果没有消除的话)，使得流动速度围绕阀端口320的整个周边基本相同，如也由图11的CFD分析所确认的。这转而使在控制阀100的操作期间观察到的压力差最小化(如果没有消除的话)。因此，本文所描述的流动控制阀300提供或实现了比控制阀100和其它已知的流动控制阀更平衡或均匀的压力分布。
图12-图17例示了根据本公开内容的原理构造的流体流动控制设备1200的另一个示例。该示例中的流体流动控制设备1200类似于上述流体流动控制设备300，因为其是可操作用于抑制流体流动的滑动杆类型控制阀并且包括阀体1204和布置在阀体1204内的内件组件1208。然而，流体流动控制设备1200与流体流动控制设备300的不同之处在于将在下面描述的方面。
如图12和图13最佳所示，阀体1204限定入口1212、出口1216和阀端口1220，分别与上述入口312、出口316和阀端口320相同。内件组件1208包括阀座1232，其与上述阀座332相同，但是至少在该示例中不包括座保持器(例如，座保持器336)。因此，阀座1232被焊接或以其它方式在期望的位置牢固地固定(例如，紧固)到阀体1204，而不是被夹持就位(如阀座332)。内件组件1208还包括流体流动控制构件，该流体流动控制构件在该示例中采用与阀塞372相同的阀塞1272的形式。
参照图12-图16，与阀体304类似，阀体1204还包括布置在入口1212与阀端口1220之间的多个分立的流动通道1300，以促进至阀端口1220并通过阀端口1220的流体流动的基本均匀的分配。然而，分立的流动通道1300不同于上述分立的流动通道400。与由阀体的各个部分限定或形成的多个分立的流动通道400不同，多个分立的流动通道1300是在阀体1204铸造时形成的中空通路。在该示例中，阀体1204可以包括五个一体地形成的通道1300A-1300E。在其它示例中，阀体1204可以包括更多或更少的通道。此外，在其它示例中，通道可以被单独制造，例如，管状通路由用于形成阀体1204的材料制造或使用与用于形成阀体1204的材料不同的材料(例如，更导热和/或不易受腐蚀的材料)制造，随后设置在阀体1204中。作为示例，阀体1204可以由碳钢制造，而具有管状通路形式的通道可以由铝制造并且随后在期望的位置布置在阀体中1204中。
如图13-图15最佳所示，其描绘了通道1300A-1300E，但是以轮廓示出了阀体1204的其余部件(除了阀塞1272)，以便更清楚地例示通道1300A-1300E，并且图16示出了通道1300A-1300E的靠近阀端口1220的部分，第一通道1300A在入口1212与阀端口1220的周边的前面部分1516A之间延伸(前面部分1516A与上述的前面部分416D相同)，第二和第三通道1300B、1300C各自在入口1212和阀端口1220的周边的与前面部分1516A相对的后面部分1516B之间延伸(后面部分1516B与上述的后面部分416C相同)，第四通道1300D在入口1212与阀端口1220的周边的侧面部分1516C中的一个侧面部分之间延伸，侧面部分1516C位于前面部分1516A与后面部分1516B之间(侧面部分1516C与侧面部分416A相同)，并且第五通道1300E在入口1212与阀端口1220的周边的另一个侧面部分1516D之间延伸(侧面部分1516D与侧面部分416B相同)。可以理解的是，为了到达阀端口1220，第二和第四通道1300B、1300D穿过阀体1204的部分，而第三和第五通道1300C、1300E穿过从该部分与阀端口1220相对的阀体1204的一部分。
在该示例中，通道1300A-1300E中的每一个具有圆形的横截面，其中第一通道1300A具有大约1.49平方英寸的横截面面积，第二通道和第三通道1300B、1300C各自具有大约1.20平方英寸的横截面面积，以及第四和第五通道1300D、1300E各自具有大约0.98平方英寸的横截面面积。当然，在其它示例中，通道1300A-1300E的形状和/或尺寸可以变化以适应不同量的流体流动。作为示例，通道1300A-1300E不必具有圆形的横截面，而是可以替代地具有矩形、三角形、不规则形状或其它形状的横截面。
通道1300A-1300E因此被配置为当流体流动控制阀1200处于操作中时以与流动通道400A-400E类似的方式引导流体流动。更具体地，第一通道1300A将流过入口1212的流体的第一量引导到阀端口1220的周边的前面部分1516A，第二通道1300B和第三通道1300C分别将流过入口1212的流体的第二量和第三量引导到阀端口1220的周边的后面部分1516B，第四通道1300D将流过入口1212的流体的第四量引导到阀端口1220的周边的第一侧面部分1516C，并且第五通道1300E将流过入口1212的流体的第五量引导到阀端口1220的周边的第二侧面部分1516D，如图17中示出的CFD分析所例示。
一般而言，这样的布置产生流体分配，由此引导到阀端口1220的侧面部分1516C、1516D的流体的量等于或大于引导到阀端口1220的前面部分1516A的流体的量，并且引导到阀端口1220的后面部分1516B的流体的量等于或大于引导到阀端口1220的前面部分1516A的流体的量。在该示例中，借助于上面描述的横截面面积，流体的第一量(由第一通道1300A引导)等于流过入口1212的总流体的大约24％，流体的第二量(由第二通道1300B引导)等于流过入口1212的总流体的大约21％，流体的第三量(由第三通道1300C引导)也等于流过入口1212的总流体的大约21％，流体的第四量(由第四通道1300D引导)等于流过入口1212的总流体的大约17％，并且流体的第五量(由第五通道1300E引导)也等于流过入口1212的总流体的大约17％。在其它示例中，通道1300A-1200E的流体分配可以根据例如流动通道1300的形状和/或尺寸而变化。
这样做，与流动通道400A-400E一样，流动通道1300A-1300E提供类似的(如果不是相等的话)流动限制水平，使得流动通道1300A-1300E用于将流体流动基本上均匀地分配到阀端口1220的整个周边(或者至少，比流量阀100和其它已知的抑制流量阀更均匀地分配流体流动)。因此，在或通过阀端口1220的前面部分1516A流过阀端口1220的流体的量小于在或通过阀端口1220的其余部分(即，阀端口1220的后面部分和侧面部分1516A-1516C)流过阀端口1220的流体的量。结果，在已知的控制阀100的操作期间发生的涡流效应被最小化(如果没有消除的话)，使得流动速度围绕阀端口1220的整个周边基本相同，如由图17的CFD分析所确认的。这转而产生更平衡或均匀的压力分布。因此，本文所描述的流动控制阀1200可操作用于以比控制阀100和其它已知的抑制流动控制阀可能的总压降更低的总压降来抑制流体流动。
最后，虽然本文所描述的流动控制阀300、1200可操作用于抑制流体流动，但是应该理解，可以将本公开内容的原理应用于不抑制流体流动的流体流动控制阀。

Claims (20)

1.一种用于流体控制阀的阀体，包括：
入口；
出口；
阀端口，所述阀端口被限定在所述入口与所述出口之间；以及
多个分立的流动通道，所述多个分立的流动通道在所述入口与所述阀端口之间延伸以将流过所述入口的流体分配到所述阀端口，所述多个分立的流动通道包括：
一个或多个第一流动通道，所述一个或多个第一流动通道被布置为将流过所述入口的流体的第一量引导到所述阀端口的前面部分；
一个或多个第二流动通道，所述一个或多个第二流动通道被布置为将流过所述入口的流体的第二量引导到所述阀端口的与所述前面部分相对的后面部分；以及
一个或多个第三流动通道，所述一个或多个第三流动通道被布置为将流过所述入口的流体的第三量引导到所述阀端口的在所述前面部分与所述后面部分之间延伸的一个或两个侧面部分。
2.根据权利要求1所述的阀体，其中，所述多个分立的流动通道一体地形成在所述入口与所述阀端口之间。
3.根据权利要求1所述的阀体，其中，所述多个分立的流动通道包括布置在所述入口与所述阀端口之间的多个通路。
4.根据权利要求1所述的阀体，其中，所述多个分立的流动通道包括一个第一流动通道、两个第二流动通道和两个第三流动通道。
5.根据权利要求4所述的阀体，其中，所述两个第三流动通道分别将流过所述入口的流体引导到所述阀端口的所述侧面部分。
6.根据权利要求1所述的阀体，其中，所述入口沿着入口轴线定向，并且所述出口沿着基本上垂直于所述入口轴线的出口轴线定向。
7.根据权利要求1所述的阀体，其中，在靠近所述阀端口处，所述多个分立的流动通道中的每一个都相对于所述阀端口以大约15度至大约45度之间的角度定向。
8.一种用于流体控制阀的阀体，包括：
入口；
出口；
阀端口，所述阀端口被限定在所述入口与所述出口之间；以及
多个分立的流动通道，所述多个分立的流动通道在所述入口与所述阀端口之间延伸以将流过所述入口的流体分配到所述阀端口，所述多个分立的流动通道包括：
一个或多个第一流动通道，所述一个或多个第一流动通道被布置为将流过所述入口的流体的第一量引导到所述阀端口的前面部分；
一个或多个第二流动通道，所述一个或多个第二流动通道被布置为将流过所述入口的流体的第二量引导到所述阀端口的与所述前面部分相对的后面部分；以及
一个或多个第三流动通道，所述一个或多个第三流动通道被布置为将流过所述入口的流体的第三量引导到所述阀端口的在所述前面部分与所述后面部分之间延伸的一个或两个侧面部分，
其中，所述一个或多个第一流动通道限定第一总流动面积，所述第一总流动面积小于由所述一个或多个第二流动通道限定的第二总流动面积和由所述一个或多个第三流动通道限定的第三总流动面积中的每一个。
9.根据权利要求8所述的阀体，其中，所述多个分立的流动通道一体地形成在所述入口与所述阀端口之间。
10.根据权利要求8所述的阀体，其中，所述多个分立的流动通道包括布置在所述入口与所述阀端口之间的多个通路。
11.根据权利要求8所述的阀体，其中，所述多个分立的流动通道包括一个第一流动通道、两个第二流动通道和两个第三流动通道。
12.根据权利要求8所述的阀体，其中，所述两个第三流动通道分别将流过所述入口的流体引导到所述阀端口的所述侧面部分。
13.根据权利要求8所述的阀体，其中，所述入口沿着入口轴线定向，并且所述出口沿着基本垂直于所述入口轴线的出口轴线定向。
14.根据权利要求8所述的阀体，其中，所述阀端口限定流动轴线，并且其中，在靠近所述阀端口处，所述多个分立的流动通道中的每一个都相对于所述阀端口以大约15度至大约45度之间的角度定向。
15.一种流体流动控制阀，包括：
阀体，所述阀体限定入口、出口和在所述入口与所述出口之间的阀端口；
多个分立的流动通道，所述多个分立的流动通道在所述入口与所述阀端口之间延伸以将流过所述入口的流体分配到所述阀端口，所述多个分立的流动通道包括：
一个或多个第一流动通道，所述一个或多个第一流动通道被布置为将流过所述入口的流体的第一量引导到所述阀端口的前面部分；
一个或多个第二通道，所述一个或多个第二通道被布置为将流过所述入口的流体的第二量引导到所述阀端口的与所述前面部分相对的后面部分；以及
一个或多个第三通道，所述一个或多个第三通道被布置为将流过所述入口的流体的第三量引导到所述阀端口的在所述前面部分与所述后面部分之间延伸的一个或两个侧面部分。
16.根据权利要求15所述的流体流动控制阀，还包括布置在所述阀体中的内件组件，所述内件组件包括阀座和座保持器，所述阀座限定所述阀端口，所述座保持器座靠所述阀座以保持所述阀座就位，其中，所述座保持器包括朝向所述阀端口引导流体的会聚表面。
17.根据权利要求16所述的流体流动控制阀，其中，所述内件组件还包括阀塞，所述阀塞相对于所述阀座可移动地设置在所述阀座保持器内以控制通过所述阀体的流体流动，所述阀塞包括会聚表面。
18.根据权利要求15所述的流体流动控制阀，其中，所述多个分立的流动通道与所述阀体一体地形成。
19.根据权利要求15所述的流体流动控制阀，其中，所述多个分立的流动通道包括布置在所述阀体中在所述入口与所述阀端口之间的多个通路。
20.根据权利要求15所述的流体流动控制阀，其中，所述入口沿着入口轴线定向，并且所述出口沿着基本上垂直于所述入口轴线的出口轴线定向。
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