CN110686122A - 旋转轴向截止阀 - Google Patents

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Abstract

本文公开了一种示例性控制阀，并且其包括阀体，该阀体具有从阀体的上游端面表面延伸到下游端面表面的基本上轴向的流体流动路径。曲柄被设置在阀体内，并且在阀体外部的往复式阀内件耦接到曲柄并邻接阀体的下游端面表面。

Description

旋转轴向截止阀
技术领域
本公开内容总体上涉及旋转轴向截止阀组件(rotary axial globe valveassembly)，更具体而言，涉及经组合的隔离控制阀组件。
背景技术
控制阀在过程控制系统中通常用于控制在控制阀下游的系统中的流体流动。控制系统供应流体的流动可根据对系统所设的要求而变化。在液体或气体控制阀(统称为“流体控制阀”)中，许多设计和性能考虑因素可能是重要的。例如，流体控制阀的设计者可致力于设计压力稳定性更大且对入口压力变化的敏感性更低的控制阀。此外，设计者可致力于构建更紧凑的设计以及可能支持简单的组装和服务的设计。
传统的蝶形控制阀通过将盘形件定位在阀体内以控制通过阀体的流体流动来操作。盘形件绕由安装在阀体内的轴限定的枢轴点或轴线旋转。由施加到轴上的扭矩引起的盘形件的旋转形成或减小了供流体流过阀体的开口。随着盘形件从关闭位置(通常是垂直的)旋转到完全打开位置(通常为几乎水平的)时，流体可以流过的流动区域增加。流体流动可在某种程度上通过调节盘形件在阀体内的旋转角度来控制。传统的蝶阀通常是所有类型的过程控制阀中最经济的，其端面距尺寸(face-to-face dimension)小并且致动器堆叠(stack)高度低。与其他类型的控制阀(例如截止阀(globe valve)和球阀(ball valve))相比，蝶阀针对相对较低的成本提供相对较高的流动能力。因此，对于特定应用，蝶阀非常经济。在替代方案中，由于传统的蝶阀的固有流动属性，这些传统的蝶阀在过程控制中的应用受到限制。
截止阀或滑杆控制阀使用了连接到阀体内的阀杆(stem)的塞子(plug)的上下移动，该阀塞将通过阀座的流动关闭。截止阀有利于调节流量。截止阀的主要限制之一在于关断额定值(shut-off rating)可小于其他阀，特别是较大尺寸的阀。同样，截止阀通常是最大的控制阀，其具有比旋转阀更大的端面距尺寸，并且由于紧紧关断所需的推力增加了，因此通常具有大的致动器堆叠高度。
替代地，球阀被设计成在阀体内部具有球形件，该球形件抵靠密封件旋转，并且用于开/关控制而没有压降。在全端口球阀中，球形件具有穿过中部的孔洞(hole)，使得当该孔洞与阀的两端成一直线时，将发生流动。当通过将该球形件旋转90度来关闭阀时，该孔洞垂直于阀的两端，因此流动被阻止。球阀非常耐用，即使经过多年的使用之后，通常还具有出色的关断能力。它们在关闭应用中通常优于截止阀。由于球形件所允许流动的量很大，因此球阀应用中的主要限制是有限的可调范围。
轴向或直列式流动控制阀是具有90度转弯的控制阀的替代方案。轴向流动阀具有穿过阀的流动路径或通道，该流动路径或通道基本上笔直或平行于流体流动方向，以使通过阀体的湍流最小化。虽然流动路径或通道可能不是完全笔直或平行的，但是流动路径或通道可包括明显小于90度的转弯，这可以减少振动和效率损失。
轴向流动控制阀通常包括安装到阀体的外表面的致动器。致动器可操作地耦接到阀的流动控制构件，并使流动控制构件在打开位置与关闭位置之间移动，以允许或阻止流体流过阀。一些已知的轴向流动控制阀相对于座环来致动阀体内的流动控制构件，以控制通过阀体的流体流动。然而，轴向流动控制阀遭受复杂的内部致动机构和昂贵的维护成本。
最后，隔离阀是通常出于维护或安全目的而阻止流动到给定位置的阀。与开-关应用中旋转蝶阀的性能类似，它们也可用于提供流动逻辑(选择一个流动路径而非另一个流动路径)，并将外部设备连接到系统，并且它们通常是手动操作的，并且可以是旋转配置或滑杆配置。也就是说，阀是由于其在过程管线回路中的预期功能而非由于阀本身的设计而被归类为隔离阀的，况且按惯例，隔离阀在过程控制回路中独立于控制阀。许多控制阀应用将对每个控制阀要求两个或三个隔离阀，以用于维护或安全的目的。
如本领域普通技术人员所理解的，蝶阀更适合于低成本的开-关流动控制应用。截止阀适用于成本敏感度较低且要求高性能流动调节的应用，而球阀最常用于高流动、紧密关断。然而，许多过程控制应用都要求在控制阀的整个操作范围内进行精确的流动控制以及紧密的关断。
发明内容
根据第一示例性方面，一种控制阀，包括阀体，所述阀体具有穿过其中的基本上轴向的流体流动路径，并具有上游端面表面以及下游端面表面。所述控制阀包括可轴向滑动的阀内件以及曲柄，所述可轴向滑动的阀内件被设置在所述阀体外部并位于下游管道内，并且所述曲柄设置在所述阀体内，其中，所述曲柄延伸到所述阀体外部，以可操作地耦接到所述下游管道中的所述可轴向滑动的阀内件。
根据第二示例性方面，一种流体阀控制元件，包括：旋转关闭构件，所述旋转关闭构件限定旋转轴线或者能够绕旋转轴线旋转，并且能够在第一打开位置和第二关闭位置之间操作；可轴向滑动的流体控制构件，所述可轴向滑动的流体控制构件限定纵向轴线，并提供流体阀的流动特性；以及，曲柄，所述曲柄可操作地将所述旋转关闭构件和所述可轴向滑动的流体控制构件连接或耦接，其中，所述旋转关闭构件绕所述旋转轴线在所述打开位置与所述关闭位置之间的旋转促使所述可轴向滑动的流体控制构件沿所述纵向轴线行进。
根据第三示例性方面，一种阀组件，包括：隔离阀组件，所述隔离阀组件本质上包括阀体和旋转关闭构件，所述阀体具有穿过其中的基本上轴向的流体流动路径，所述旋转关闭构件被设置在所述阀体内；以及，控制阀组件。所述控制阀组件包括可轴向滑动的阀内件，所述阀内件被设置在所述阀体外部的相邻或紧邻的下游管道内，并且被可操作地连接到所述隔离阀组件。
根据第四示例性方面，一种阀，包括：阀体，所述阀体具有穿过其中的基本上圆柱形的流体流动路径，并且具有上游端面表面和下游端面表面以及隔离旋转关闭构件，所述隔离旋转关闭构件被设置在所述阀体内并且能够在第一打开位置与第二关闭位置之间操作。可轴向滑动的阀内件被设置在所述阀体外部的下游管道内，并且可操作地连接到所述隔离旋转关闭构件，以控制通过所述轴向流体流动路径的流体流动。
进一步根据前述第一、第二、第三或第四方面中的任何一个或多个方面，紧急关断安全装置和/或方法还可包括以下优选形式中的任何一个或多个。
在一个优选形式中，所述曲柄包括阀控制臂和阀连杆，所述阀控制臂被设置在所述阀体的所述流体流动路径内，并且能够绕枢轴旋转，并且阀连杆具有第一端和第二端，其中，所述第一端可操作地耦接到所述阀门控制臂，所述第二端可操作地耦接到所述可轴向滑动的阀内件。
在另一个优选形式中，所述可轴向滑动的阀内件包括笼部和塞部，所述笼部邻接下游端面表面，并且所述笼部包括侧壁，所述侧壁限定具有笼孔轴线的笼孔。所述笼部被布置成使得流过所述阀体的流体通过所述侧壁中的流体通道排出。
在另一个优选形式中，所述笼部包括阀座。
在另一个优选形式中，所述下游管道是管段(spool piece)或下游管线。
在另一个优选形式中，所述阀体的出口限定第一孔，并且所述下游管道的出口限定第二孔，使得所述下游管道使所述第一孔适配所述第二孔。
在另一个优选形式中，所述第一孔的直径小于所述第二孔的直径。
在另一个优选形式中，所述笼部包括多个孔口，所述多个孔口被布置为提供对从包括以下各项的群组中选出的固有流动特性的选择：线性特性、快速打开特性、和等百分比特性。
在另一个优选形式中，阀控制臂长度、阀连杆长度或阀控制臂起始角度中的至少一者被布置为提供对从包括以下各项的群组中选出的固有流动特性的选择：线性特性、快速打开特性、和等百分比特性。
在另一个优选形式中，所述可轴向滑动的流体控制构件可以是可变面积导流装置或笼式导向阀内件。
在另一个优选形式中，所述可滑动的流体控制构件没有阀座。
在另一个优选形式中，所述可滑动的流体控制构件没有流体密封件。
在另一个优选形式中，所述旋转关闭构件可以是球形件、盘形件、蝶形件或堵头。
附图说明
图1是根据本公开内容的教导的示出了处于关闭位置的轴向控制元件的阀组件的横截面图。
图1A是根据本公开内容的教导来组装的具有快速开口(底部)、等百分比(中间)和线性流动(顶部)特性的三(3)个示例性阀塞的经放大的正视图。
图1B是根据本公开内容的教导来组装的示出了轴向控制元件的另一阀组件的横截面图。
图2是具有管段(spool piece)并示出了处于关闭位置的轴向控制元件并且是根据本公开内容的教导来组装的阀组件的横截面图。
图3A是根据本公开内容的教导来组装的具有隔离球阀组件和轴向控制阀组件的阀组件的横截面图。
图3B是根据本公开内容的教导来组装的具有隔离球阀组件和轴向控制阀组件的阀内件组件的透视图。
图4是根据本公开内容的教导来组装的具有隔离蝶阀组件和轴向控制阀组件的阀组件的横截面图。
具体实施方式
本公开内容总体上涉及旋转轴向截止阀组件，并且更具体地，涉及经组合的隔离控制阀组件。为了便于参考，并且在可能的范围内，在许多实施例中描述的相同或相似的部件将保留与说明书中概述的相同的基本附图标记，但是附图标记将递增100的整数倍。在后续实施例中，为简洁起见，可以缩写或甚至省略对许多共同元件的描述。
现在参考附图，图1描绘了根据本发明的第一公开示例的教导来组装的旋转轴向截止阀。阀110包括阀体112，阀体112限定入口113、出口115、以及基本上圆柱形或轴向的流体流动路径104，当阀110打开或至少部分打开时，流体流动路径104将入口113和出口115连接。图1中示出的入口113和出口115假设流体从左向右流过阀110。应该理解的是，阀体可以是凸耳式或圆片式的，并且紧固件(未示出)将阀体固定在上游管道102和下游管道103之间。枢轴132设置在阀体112中，并且可绕轴线1A旋转，以通过旋转连接到可轴向滑动的阀内件120的曲柄128来控制阀110的打开和关闭。可轴向滑动的阀内件120可操作地耦接到曲柄128并且被设置在流体流动路径104下游(在图1中的阀体右侧)的下游管道103中，以控制流体流过阀体112。可轴向滑动的阀内件120可通过绕第一轴线1A旋转曲柄128而在打开位置与关闭位置之间滑动，在打开位置，可轴向滑动的阀内件120允许流体在入口113与出口115之间流动，并且在关闭位置，可轴向滑动的阀内件120将入口113与阀体112的出口115密封。更具体地，可轴向滑动的阀内件120在下游端面表面118上邻接阀体112的出口115，下游端面表面118在阀体112的下游延伸到下游管道103中，以控制通过阀体112的流体流动。
可轴向滑动的阀内件120的滑动运动是通过经由附接在曲柄128和阀塞121之间的阀控制臂130和阀连杆136将曲柄128的旋转运动转换成阀塞121的直线运动来实现的。阀控制臂130附接到第一枢轴132，第一枢轴132绕第一轴线1A旋转。阀连杆136具有附接到阀控制臂130的第二枢轴137的第一端138以及附接到阀塞121的第三枢轴139的第二端140。为了使阀塞121移动，外部致动器(未示出)可以耦接到枢轴132，以使枢轴132旋转一定运动范围(诸如六十(60)度，但是可以为从四十五(45)度到九十(90)度)，以结合致动器输出扭矩来调节可轴向滑动的阀内件120的座载荷。阀控制臂130的旋转使第二枢轴137的中心沿着弓形路径1B移动，从而使阀连杆136的第一端138绕第二枢轴137旋转。随着阀连杆的第一端138沿弧形路径路径1B行进，阀连杆136的第二端140绕第三枢轴139绕轴线1C旋转。轴线1A和1C基本上平行，并且与纵向轴线1D正交，由此，随着第二枢轴137沿弓形路径1B行进，第三枢轴139沿纵向轴线1D往复行进。
此外，应该理解的是，可轴向滑动的阀内件120的座载荷可以结合曲柄的起始角度α(即，由阀控制臂130相对于纵向轴线1D形成的角度)被增大或减小。图1B中对此进行了描绘，座载荷与向控制臂130施加的扭矩T直接相关，如下等式所示：
Figure BDA0002118262140000061
T 向阀控制臂施加的扭矩
α 当阀塞完全打开时，阀控制臂相对于阀塞的纵向轴线的角度
F座 座载荷
上述等式中呈现出，阀塞121的座载荷F座可以通过改变在阀塞121完全打开时阀控制臂130相对于纵向1D轴线的起始角度α来调整。
可轴向滑动的阀内件120包括阀塞121和笼部124。笼部124被保持在阀体112与下游管道103之间，并邻接阀体112的下游端面表面118。垫圈密封件141a、141b和141c分别被设置在阀体112和上游管道102的下游端面表面116之间、阀体112的下游端面表面118和笼部124之间、以及下游管道103的上游端面表面119和笼部124之间，以完成阀体与上游管道102和下游管道103的流体密封。此外，密封组件117形成在可轴向滑动的阀内件120内在阀塞121与笼部124之间处，密封组件117包括保持环150、支承环148和密封环146，以防止流体在笼部124与阀塞121之间泄漏。如图1所示，密封组件117包括固定到阀塞121的弹簧加载的密封环142。弹簧加载的密封件142可以具有弹簧144，弹簧144优选地由金属材料形成，被设置在夹套146内。优选地，夹套146由柔性材料形成，并且不会在阀塞121与笼部124之间产生过大的摩擦。支承环148和保持环150被提供用于使弹簧加载的密封件142维持在阀塞121上的适当位置处。
笼部124被定位在流体流动路径123中以影响流体流动的期望特性。笼部124具有形成在其中的孔口(aperture)125，以允许流体从入口113流过该笼部到出口115。可以形成孔口125以减少不利的流体流动特性。例如，孔口125可以增强压力降低，或者可以使随着流体流过阀110而产生的噪音和空化降低。根据图1所示的实施例，座126被定位在笼部124的下端附近。笼部124还限定了沿轴线1D设置的内孔129。
更具体地，阀塞121被设置在笼部124内部，以用于控制通过笼孔125的流体流动。阀塞121具有外表面134，该外表面134的尺寸被设为紧密地适配在笼孔129内，使得阀塞121可以在笼部124内滑动。致动器(未示出)驱动曲柄128经历优选的九十(90)度的旋转，从而使阀塞121在打开位置与关闭位置之间移动。在图1中所示的关闭位置，阀塞121的下端与座126接合，从而防止流体流过孔口125。在打开位置，阀塞121被向左(图1中为向左)拉，使得至少部分孔口125畅通，从而允许流体从中流过。
在图1A中，可轴向滑动的阀内件120可具有各种孔口形状和/或配置127a、127b、127c，以表示当可轴向滑动的阀内件处于打开位置或部分打开位置时流过入口113的流体的特性(即，该阀的固有特性)，诸如快速打开、线性或等百分比流动。替代地，该固有特性可以通过改变曲柄128的尺寸以及改变曲柄128的起始角度和终止角度来修改。例如，图1B描绘了具有钻孔通道125的笼部124，其可以通过修改曲柄128的尺寸来提供快速打开、线性和等百分比的流动特性。换言之，流动特性与每旋转度数阀塞121的行程直接相关，如下等式所示：
Figure BDA0002118262140000081
l 阀连杆的长度
r 阀控制臂的长度
α 在完全打开位置时，控制臂相对于阀塞的角度
x 阀塞的行程
上述等式x中表示了，阀塞121的行程x以及因此流动特性可以通过改变阀连杆136的长度l、阀控制臂130的长度r、或者阀控制臂130相对于纵向轴线1D的起始角度α来调整。
图2例示了旋转轴向截止阀的另一示例。阀210包括管段214，以使阀210适配不同的端口尺寸和下游管线直径。管段214被设置在笼部220的下游端面表面219和下游管道203的上游端面表面227之间。例如，管段214可以使阀210的出口215适配从2英寸的出口直径到6英寸的下游管道直径203。在某些应用(诸如可压缩流动应用)中，在由于显著的流体膨胀而出现压降升高时，出口膨胀最优，其中本示例允许选择经济的管线区域而不会增加控制阀尺寸。
图3A和3B描绘了根据本发明的教导的包括隔离阀组件310a和控制阀组件310b的旋转轴向截止阀310的另一示例。隔离阀组件310a包括阀体312以及可枢转地安装在阀体312内的球形件314。球形件314安装在例如围绕枢轴点322的轴332上，球形件314可以使轴332枢转或旋转。如前所述，流体主要沿箭头F的方向流动。因此，球形件314的上游侧在球形件314的左侧，球形件314的下游侧在球形件314的右侧。
球形件314用作通过阀310的流体流动的阻碍物。隔离阀组件310a包括阀体312，阀体312具有在入口313、出口315和固定在阀体312内的密封组件350之间的流动路径333。阀体312具有大致圆柱形的形状，其限定供流体在其中行进的流动路径333。流动路径333的出口315在阀体312的右侧，如图3A中所定向的那样。出口315邻接下游管道303。在阀体312的中间部分，通孔(在横截面中未示出)穿透阀体312的右壁，并且盲孔(横截面中未示出)通向阀体312的内部。通孔和盲孔分别接收轴390和391(图3B)。可以理解的是，密封垫压圈、一组密封环和轴承被设置在驱动轴390与阀体312的外右壁或驱动端之间；然而，出于简单和简洁的原因，这些细节已经被去除了。沉孔339形成流动路径333的入口313，并且接收密封组件350。入口凸缘346包围入口313，其可用于将阀310紧固或附接到上游管道(紧固件未示出)。密封组件350(如图3A中最佳所示)包括球形密封件365和支承环367。如上所述，密封组件350被设置在阀体312的沉孔339内。阀体312的内表面353分别接收球形密封件365和支承环36。
球形件314邻接球形密封件365(图3A)。球形件314包括球形表面382，当阀处于关闭位置时，球形表面382接合球形密封件365。从动轴391和驱动轴390附接到球形件314。为了关闭阀，球形件314被旋转以邻接球形密封件365，从而在接触点386处产生流动路径333的流动限制。如图3A所示，当球形件314压靠在球形密封件365上时，球形密封件365可以移位到密封壳体352中。
此外，球形件314经由附接在球形件314和阀塞321之间的阀控制臂330和阀连杆336将球形件314的旋转运动转换成阀塞321的控制阀组件310b的直线运动。球形件314的阀控制臂330附接到第一枢轴332，第一枢轴332绕第一轴线3A旋转。阀连杆336具有附接到阀控制臂的第二枢轴337的第一端338和附接到阀塞321的第三枢轴339的第二端340。为了使阀塞321移动，外部致动器(未示出)可以耦接到枢轴332，以使枢轴332旋转经过某运动范围(诸如九十(90)度)。阀控制臂330的旋转使第二枢轴337的中心沿着弓形路径3B移动，从而使阀连杆336的第一端338绕第二枢轴337旋转。随着阀连杆336的第一端338沿着弓形路径3B行进，阀连杆的第二端340绕第三枢轴339绕轴线3C旋转。轴3A和3C基本上平行，并且与纵向轴线3D垂直，由此，当第二枢轴337沿弓形路径3B行进时，第三枢轴339沿纵向轴线3D往复行进。
可轴向滑动的阀内件320包括笼部324，该笼部324被保持在阀体312与下游管道303之间，并且其邻接阀体312的下游端面表面318。垫圈密封件341a、341b被分别接收在阀体312与上游管道302的下游端面表面316之间、阀体312的下游端面表面318与下游管道303的上游端面表面319之间，以完成阀体312与上游管道302以及下游管道303的流体密封。阀塞321被设置在笼部324内部，以用于控制通过阀体312的流体流动。阀塞321具有外表面334，该外表面334的尺寸被设为紧密地适配在笼孔329内，使得阀塞321可在笼部324内滑动。致动器(未示出)驱动曲柄330经历九十(90)度的旋转，从而使阀塞321在打开位置与关闭位置之间移动。如图3A所示，在打开位置，阀塞321在图3A中被向左拉动，使得至少部分孔口325畅通，从而允许流体从中流过。在关闭位置(未示出)中，阀塞321在图3A中被向右推动，使得至少部分孔口325被阻塞，以修改、表征或限制从中流过的流体。在如前所述的阀关闭时，球形件314被旋转以邻接球形密封件365，从而在接触点386处产生流动路径333的流动限制，以实现紧密关断。也就是说，在本示例性阀中，在关断时，阀塞321不与笼部324内的阀座接合。此外，阀塞321不包括传统上被保持在阀塞中的凹槽内的阀塞密封组件，该阀塞密封组件通常用于使阀塞与笼部之间的环形泄漏流最小化。
图4例示了旋转轴向截止阀的另一示例。图4描绘了经组合的旋转轴向截止阀410，其包括隔离阀组件410a和控制阀组件410b。如前所述，流体主要沿箭头F的方向流动。在操作中，盘形件414被设置在隔离阀组件410a的阀体412内，并按逆时针方向(被表示为CCW)绕轴线4A旋转以打开隔离阀组件410a，并且可以按相反的方向(被表示为CW)旋转以关闭隔离阀组件410a。随着盘形件414绕枢轴点442旋转，上边缘445和下边缘443跟着沿阀体412的直径部分(diametrical section)446旋转。下边缘443也是盘形件414在主要流体流中的前缘。因此，上边缘445是在流体流中的后缘。
此外，盘形件414经由附接在盘形件414和阀塞414之间的阀控制臂430和阀连杆436将该盘形件414的旋转运动转换成阀塞414的直线运动。盘形件414的阀控制臂430附接到第一枢轴432，第一枢轴432绕第一轴线4A旋转。阀连杆436具有附接到阀控制臂的第二枢轴437的第一端438以及附接到阀塞414的第三枢轴439的第二端440。为了使阀塞414移动，外部致动器(未示出)可以耦接到枢轴432，以使枢轴432旋转经过某运动范围(诸如九十(90)度)。阀控制臂430的旋转使第二枢轴437的中心沿弓形路径4B移动，从而使阀连杆436的第一端438绕第二枢轴437旋转。随着阀连杆的第一端438沿弓形路径4B行进，阀连杆的第二端440绕第三枢轴439绕轴线4C旋转。轴线4A和4C基本平行，且与纵向轴线4D正交，由此，随着第二枢轴437沿弓形路径4B行进，第三枢轴439沿纵向轴线4D往复行进。
可轴向滑动的阀内件420包括笼部424，笼部424被保持在阀体412与下游管道403之间，并邻接阀体412的下游端面表面418。垫圈密封件441a、441b和441c分别被设置在阀体412与上游管道402的下游端面表面416之间、阀体412的下游端面表面418和笼部424之间、以及下游管道403的上游端面表面419与笼部424之间，以完成阀体412与上游管道402和下游管道403的流体密封。
阀塞421被设置在笼部424内，以用于控制通过阀体412的流体流动。阀塞421具有外表面434，该外表面434的尺寸被设为紧密地适配在笼孔429内，使得阀塞421可在其内滑动。致动器(未示出)驱动曲柄430经历九十(90)度的旋转，从而使阀塞421在打开位置与关闭位置之间移动。如图4所示，在打开位置，阀塞421在图4中被向左拉动，使得至少部分孔口425畅通，从而允许流体从中流过。在关闭位置(未示出)，阀塞421在图3中被向右推动。因此，至少部分孔口425被阻挡，以修改、表征或限制从中流过的流体。在阀关闭时，隔离阀组件410a的盘形件414的下端423和上端425接合上密封区域431和下密封区域432，从而防止流体流过孔口425。在关断时，阀塞421不将阀座接合在笼部424内。
仅用于说明的目的，本文提供的附图和描述描绘和描述了具有流动调节器和流动调节器的阀组件的优选示例。本领域技术人员将从前述讨论容易地认识到，在不脱离本文所述的原理的情况下，可以采用本文所示部件的替代变体。因此，在阅读本公开内容后，本领域技术人员将理解用于流动调节器的另外的替代结构和功能设计。因此，虽然已经说明和描述了特定实施例和应用，但是应该理解，所公开的实施例不限于本文公开的精确构造和部件。在不脱离所附权利要求限定的精神和范围的情况下，可以在本文公开的方法和部件的布置、操作和细节中进行对本领域技术人员显而易见的各种修改、改变和变化。

Claims (34)

1.一种控制阀，包括：
阀体，所述阀体具有穿过其中的基本上轴向的流体流动路径，并具有上游端面表面和下游端面表面；
可轴向滑动的阀内件，所述可轴向滑动的阀内件设置在所述阀本体外部并位于下游管道内；以及
曲柄，所述曲柄设置在所述阀体内，所述曲柄延伸到所述阀体外部，以可操作地耦接到所述下游管道中的所述可轴向滑动的阀内件。
2.根据权利要求1所述的控制阀，其特征在于，所述曲柄包括阀控制臂和阀连杆，所述阀控制臂被设置在所述阀体的所述流体流动路径内，并能够绕枢轴旋转，所述阀连杆具有第一端和第二端，其中，所述第一端可操作地耦接到所述阀控制臂，并且，所述第二端可操作地耦接到所述可轴向滑动的阀内件。
3.根据权利要求1所述的控制阀，其特征在于，可轴向滑动的阀内件包括笼部和塞部，所述笼部邻接所述下游端面表面，所述笼部包括侧壁，所述侧壁限定具有笼孔轴线的笼孔，并且所述笼部被布置成使得流过所述阀体的流体通过所述侧壁中的流体通道排出。
4.根据权利要求3所述的控制阀，其特征在于，笼部包括阀座。
5.根据权利要求1所述的控制阀，其特征在于，所述下游管道可选自管段或下游管线。
6.根据权利要求5所述的控制阀，其特征在于，所述阀体的出口限定第一孔，并且所述下游管道的出口限定第二孔，以使得所述下游管道使所述第一孔适配所述第二孔。
7.根据权利要求6所述的控制阀，其特征在于，所述第一孔的第一直径小于所述第二孔的第二直径。
8.根据权利要求3所述的控制阀，其特征在于，所述笼部包括多个孔口，所述多个孔口提供对来自包括以下各项的组的固有流动特性的选择：线性特性、快速打开特性、和等百分比特性。
9.根据利要求2所述的控制阀，其特征在于，阀控制臂长度、阀连杆长度或阀控制臂起始角度中的至少一者提供对来自包括以下各项的组的固有流动特性的选择：线性特性、快速打开特性、和等百分比特性。
10.一种流体阀控制元件，包括：
旋转关闭构件，所述旋转关闭构件限定旋转轴线并且能够在第一打开位置与第二关闭位置之间操作；
可轴向滑动的流体控制构件，所述可轴向滑动的流体控制构件限定纵向轴线，并提供所述流体阀的流动特性；以及
曲柄，所述曲柄可操作地连接在所述旋转关闭构件与所述可轴向滑动的流体控制构件之间，其中，所述旋转关闭构件绕所述旋转轴线在所述第一打开位置与所述第二关闭位置之间的旋转促使所述可轴向滑动的流体控制构件沿所述纵向轴线行进。
11.根据权利要求10所述的流体阀控制元件，其特征在于，所述曲柄包括所述旋转关闭构件的能够绕枢轴旋转的阀控制臂以及具有第一端和第二端的阀连杆，以使得所述阀连杆的所述第一端可操作地耦接到所述阀控制臂，并且，所述阀连杆的所述第二端可操作地耦接到所述可轴向滑动的流体控制构件。
12.根据权利要求10所述的流体阀控制元件，其特征在于，所述可轴向滑动的流体控制构件可选自可变面积导流装置或笼式导向型阀内件。
13.根据权利要求12所述的流体阀控制元件，其特征在于，所述可变面积导流装置或笼式导向型阀内件没有阀座。
14.根据权利要求12所述的流体阀控制元件，其特征在于，所述可变面积导流装置或笼式导向型阀内件没有流体密封件。
15.根据权利要求10所述的流体阀控制元件，其特征在于，旋转关闭构件可选自球形件、盘形件、蝶形件或塞子。
16.一种阀组件，包括：
隔离阀组件，所述隔离阀组件本质上包括阀体和旋转关闭构件，所述阀体具有穿过其中的基本上轴向的流体流动路径，所述旋转关闭构件被设置在所述阀体内；以及
控制阀组件，所述控制阀组件本质上包括可轴向滑动的阀内件，所述阀内件被设置在所述阀体外部的相邻的下游管道内，并且可操作地连接到所述隔离阀组件。
17.根据权利要求16所述的阀组件，其特征在于，隔离旋转关闭构件包括阀控制臂。
18.根据权利要求17所述的阀组件，其特征在于，隔离旋转关闭构件可选自球形件、盘形件、蝶形件或塞子。
19.根据权利要求17所述的阀组件，其特征在于，可轴向滑动的阀内件包括邻接所述阀体的下游端面表面的笼部、阀塞和阀连杆。
20.根据权利要求16所述的阀组件，其特征在于，所述下游管道可选自管段或下游管线。
21.根据权利要求20所述的阀组件，其特征在于，所述阀体的出口限定第一孔，并且所述管段的出口限定第二孔，以使得所述管段使所述第一孔适配所述第二孔，并且，所述第一孔的第一直径小于所述第二孔的第二直径。
22.根据权利要求16所述的阀组件，其特征在于，可轴向滑动的阀内件可选自可变面积导流装置或笼式导向型阀内件。
23.根据权利要求19所述的阀组件，其特征在于，阀控制臂长度、阀连杆长度或阀控制臂起始角度中的至少一者提供对来自包括以下各项的组的所述阀组件的固有流动特性的选择：线性特性、快速打开特性、和等百分比特性。
24.根据权利要求19所述的阀组件，其特征在于，所述笼部包括多个孔口，所述多个孔口提供对来自包括以下各项的组的固有流动特性的选择：线性特性、快速打开特性、和等百分比特性。
25.一种阀，包括：
阀体，所述阀体具有穿过其中的基本上圆柱形的流体流动路径，并且包括上游端面表面和下游端面表面以及被设置在所述阀体内的隔离旋转关闭构件，所述隔离旋转关闭构件能够在第一打开位置与第二关闭位置之间操作；以及
可轴向滑动的阀内件，所述可轴向滑动的阀内件被设置在所述阀本体外部并位于下游管道内，并且可操作地连接到所述隔离旋转关闭构件，以控制通过所述轴向流体流动路径的流体流动。
26.根据权利要求25所述的阀，其特征在于，所述可轴向滑动的阀内件包括笼部和阀塞，所述笼部邻接所述下游端面表面并且包括侧壁，所述侧壁限定具有纵向轴线的笼孔。
27.根据权利要求26所述的阀，其特征在于，所述笼部没有阀座。
28.根据权利要求26所述的阀，其特征在于，所述阀塞没有位于所述阀塞与所述笼孔之间的阀塞密封组件。
29.根据权利要求25所述的阀，其特征在于，与所述隔离旋转关闭构件的可操作连接包括阀控制臂和阀连杆。
30.根据权利要求25所述的阀，其特征在于，隔离旋转关闭构件可选自球形件、盘形件、蝶形件或塞子。
31.根据权利要求25所述的阀，其特征在于，所述下游管道可选自管段或下游管线。
32.根据权利要求32所述的阀，其特征在于，所述阀体的出口限定第一孔，并且所述管段的出口限定第二孔，以使得所述管段使所述第一孔适配所述第二孔，并且，所述第一孔的第一直径小于所述第二孔的第二直径。
33.根据权利要求30所述的阀，其特征在于，阀控制臂长度、阀连杆长度或阀控制臂起始角度中的至少一者提供对来自包括以下各项的组的所述阀组件的固有流动特性的选择：线性特性、快速打开特性、和等百分比特性。
34.根据权利要求26所述的阀，其特征在于，所述笼部包括多个孔口，所述多个孔口提供对来自包括以下各项的组的固有流动特性的选择：线性特性、快速打开特性、和等百分比特性。
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