CN111412325A - 具有集成温度控制的阀组件 - Google Patents

Abstract

阀控制组件包括阀体和耦接到阀体的阀盖，阀体具有适于耦接到具有第一温度的过程流体的源的入口、出口、以及在入口与出口之间延伸的流体流动路径。入口端口、出口端口、环形腔室、入口通道、和出口通道一体地形成在阀体或阀盖中。入口端口适于耦接到介质的源，并且环形腔室设置在入口端口与出口端口之间，紧邻流体流动路径的部分。入口通道将介质从入口端口引导至环形腔室，环形腔室将流过流体流动路径的过程流体的温度从第一温度改变为不同于第一温度的第二温度。

Description

具有集成温度控制的阀组件

技术领域

本公开内容总体上涉及流体减压装置，并且具体而言，涉及一种具有集成温度控制的阀组件的制造方法，该方法更高效且有效地减少(如果不能防止的话)在流过阀组件的过程流体的流体减压期间的气蚀和凝固。

背景技术

在过程控制系统中，例如通常在化学、石油、发电或其它工业过程中发现的分布式或可扩展的过程控制系统中，通常有必要降低流体的压力。然而，当流体是粘性流体时，压力降低可能导致流体中的气蚀或凝固。因此，过程控制系统通常采用流动减小设备，其目的在于以不导致气蚀或凝固的方式减小流体压力。

然而，试图防止气蚀或凝固的已知的流动减小设备是使用费时且昂贵的制造工艺来制造的。例如，图1示出了阀形式的已知的流动减小设备，用于在使用高粘度聚合物的应用中减少或消除凝固。图1的阀是通过块锻造主体，在主体的侧面钻出多个通道，然后堵塞某些钻出的通道以产生单个入口和出口来制造的。图2和3示出了通常被称为

板的设备，该设备可以被制造在阀的外表面上以减少或消除凝固。

板具有压入一块金属板中的“凹痕”，为介质创建通道，以使介质穿过并冷却或加热流经阀的过程流体。

发明内容

根据本公开内容的第一示例性方面，公开了一种用于流体流动控制设备中的阀控制组件。阀控制组件包括阀体、耦接到阀体的阀帽、入口端口、出口端口、环形腔室、入口通道、和出口通道。阀体限定入口、出口、以及在入口和出口之间延伸的流体流动路径。入口适于耦接到具有第一温度的过程流体的源。入口端口和出口端口一体地形成在阀体或阀盖中，并且入口端口适于耦接到介质的源。介质具有不同于过程流体的第一温度的控制温度。环形腔室在入口端口与出口端口之间一体地形成在阀体或阀盖中，并且紧邻流体流动路径的部分定位。入口通道一体地形成在阀体或阀盖中，并将介质从入口端口引导至环形腔室，使得环形腔室将流过流体流动路径的该部分的过程流体的温度从第一温度改变为不同于第一温度的第二温度。出口通道也一体地形成在阀体或阀盖中，并将介质从环形腔室引导至出口端口。

根据本公开内容的第二示例性方面，公开了一种用于流体流动控制设备中的阀控制组件。阀控制组件包括阀体和耦接到阀体的阀盖，阀体限定入口、出口、以及在入口和出口之间延伸的流体流动路径。入口适于耦接至具有第一温度的过程流体的源。阀控制组件还包括用于将流过流体流动路径的过程流体的温度从第一温度改变为不同于第一温度的第二温度的单元。用于改变温度的单元包括紧邻流体流动路径的部分一体地形成在阀体或阀盖中的环形腔室。

根据本公开内容的第三示例性方面，公开了一种制造方法。该方法包括使用增材制造技术产生阀控制组件。产生的操作包括形成阀体，该阀体限定入口、出口、以及在入口和出口之间延伸的流体流动路径。入口适于耦接至具有第一温度的过程流体的源。产生的操作还包括形成用于将流过流体流动路径的过程流体的温度从第一温度改变为不同于第一温度的第二温度的单元。形成用于改变过程流体的温度的单元的操作包括紧邻流体流动路径的部分在阀体或阀盖中形成环形腔室。

附图说明

在所附权利要求中特别地阐述了被认为是新颖的本发明的特征。通过参考以下结合附图的描述，可以最好地理解本发明，其中，在多个附图中，相似的附图标记标识相似的元件，其中：

图1是传统的高粘度聚合物(“HVP”)流动控制阀的透视图。

图2是传统

板的透视图。

图3是图2的传统

板的横截面的透视图。

图4是根据本公开内容的教导的用于制造阀控制组件的过程或方法的一个示例的示意图。

图5是根据本公开内容构造的示例性阀控制组件的截面图。

图6是提供在各种温度下水的蒸气压的表。

图7是图5的阀控制组件的阀帽的截面图。

图8是根据本公开内容构造的另一示例性阀控制组件的截面图。

图9是沿图8的示例性阀控制组件的线A-A截取的截面图。

图10是沿图8的示例性阀控制组件的线B-B截取的截面图。

具体实施方式

本公开内容总体上涉及一种设备的制造方法，该设备比常规的流体减压设备更有效地降低流体压力，并且同时，与这种常规的流体减压设备相比制造起来更容易且成本更低。本文所述的方法利用尖端的制造技术，例如，增材制造，以促进流体减压设备的定制制造，该流体减压设备包括任意数量的一体形成的通道以冷却或加热过程流体。因此，流体减压设备可以例如包括基本上利用了设备的整个轮廓的复杂流动路径，从而使流动路径的长度达到最大(或至少增加)，并进而使设备的冷却和加热能力达到最大(或至少增强)。

图4是根据本公开内容的教导的方法或过程100的示例的图。图4中示意性示出的方法或过程100是定制制造流体减压设备的方法或过程。类似于上述的传统流体减压设备(例如，用于在使用高粘度聚合物的应用中减少或消除凝固的阀或

板)，根据方法或过程100制造的流体减压设备被配置为降低流过其中的流体的压力，但是如上所述，与传统流体减压设备相比，其更有效地降低了流体压力，并且同时与传统流体减压设备相比，其制造起来更容易且成本更低。

更具体地，方法100包括基于给定应用使用增材制造技术产生阀控制组件的操作104。增材制造技术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何增材制造技术或工艺。增材制造技术可以通过任何合适的机器或机器的组合来执行。增材制造技术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。一旦产生了CAD模型，机器装备就可以从CAD文件中读取数据并以层叠层的方式分层堆积或添加液体、粉末、板材(例如)的连续层以制造三维物体。增材制造技术可以包括多种技术或工艺中的任何一种，举例来说，例如，立体光刻法(“SLA”)，熔融沉积建模(“FDM”)工艺，多喷射建模(“MJM”)工艺，选择性激光烧结(“SLS”)工艺，电子束增材制造工艺和电弧焊增材制造工艺。在一些实施例中，增材制造工艺可以包括定向能量激光沉积工艺。这样的定向能量激光沉积工艺可以由具有定向能量激光沉积能力的多轴计算机数控(“CNC”)车床执行。

产生阀控制组件的操作104包括形成阀体(操作108)和形成阀盖(操作112)。阀体和阀盖可以由一种或多种合适的材料制成，举例来说，例如，不锈钢、铝、各种合金，并且由于可定制，可以具有任意数量的不同的形状和/或尺寸。操作104还包括形成用于改变流过阀体的流体流动路径的过程流体的温度的单元(统称为“单元”)(操作116)。操作116包括在阀体或阀盖中形成环形腔室(plenum)(操作120)。如上所述，使用增材制造技术来定制制造流体减压设备允许基于期望的应用来形成单元。即，单元是可定制的。由于是可定制的，该单元可以是独特的和复杂的(与简单的相反)，具有任何数量的不同尺寸和/或形状的横截面，和/或以任何数量的图案布置。结果，一个或多个环形腔室可以形成为包括或限定多个不同的温度区域(例如，第一温度区域和其中温度小于第一温度区域中的温度的第二温度区域)。

虽然未示出，但是操作104可以进一步包括在阀体或阀盖中形成入口端口，其中入口端口适于耦接至具有与第一温度不同的控制温度的介质的源。操作104还可以包括：在阀体或阀盖中形成入口通道以将介质从入口端口引导至环形腔室，在阀体或阀盖中形成出口端口，以及在阀体或阀盖中形成出口通道，以将介质从环形腔室引导至出口端口。

将会意识到，可以将操作104(以及操作108、112、116、120)执行任意数量的不同次数。可以将操作104例如执行多次，以便产生多个阀控制组件(或其部件)或其它流体减压设备，其中每个阀控制组件(或其部件)针对特定应用而产生。可以可替代地或另外将操作104执行多次，以便产生用于多个相似或不同过程控制系统中的阀控制组件。

图5和图6示出了使用过程或方法100制造的阀控制组件200的第一示例。阀控制组件200通常包括阀体204和耦接至阀体204的阀盖208。阀体204包括适于耦接到具有第一温度的过程流体的源的入口212、出口216、以及在入口212和出口216之间延伸的流体流动路径220。阀控制组件200进一步包括用于将过程流体的温度从第一温度改变为第二温度的单元224a，其中第二温度不同于第一温度。在该示例中，单元224a一体地形成在阀盖208内，但是在其它示例中，单元224a可以一体地形成在阀体204或阀控制组件200的另一部件内。在一些示例中，单元224a可以通过增加过程流体的温度，将过程流体的温度从第一温度改变为第二温度，从而加热过程流体(例如，以减少(如果不防止)凝固)。在其它示例中，模块224a可以通过降低过程流体的温度来将过程流体的温度从第一温度改变为第二温度，从而冷却过程流体(例如，以减少(如果不防止)气蚀)。

阀控制组件200进一步包括沿着流体流动路径220布置在阀体208中的阀座264和耦接到阀座248的阀笼268。在该示例中，如图6所示，阀笼268与阀盖208一体地形成，阀笼268从阀盖208的凸缘部分270向外延伸(图5中向下)。然而，在其它示例中，阀笼268和阀盖208可以是两个单独的元件，以使得阀笼268设置在阀盖208和阀座264之间。在任何情况下，阀笼268都包括一个或多个流体通道272，该流体通道272形成为当过程流体从入口212流向出口216时允许过程流体流过阀笼268(更一般地说是阀盖208)。一个或多个流体通道272中的每一个由入口孔276、出口孔280、以及在入口孔276和出口孔280之间延伸的中间部分284限定。入口孔276形成在阀盖208的外表面252中并穿过外表面252，出口孔280形成在阀盖208的内表面248中并穿过内表面248。中间部分284从入口孔276到出口孔280延伸通过阀帽208。

在该示例中，单元224a通常包括入口端口228、出口端口232、环形腔室236、入口通道240、和出口通道244，它们中的每一个都通过使用过程或方法100而一体地形成在阀盖208内。特别地，入口端口228一体地形成在阀盖208的凸缘部分270中，以使得入口端口228被布置成耦接至温度不同于流过流体流动路径220的过程流体的温度的介质的源。在该示例中，入口端口228是圆形的螺纹孔，其从阀盖208的周边径向向内延伸，并且因此被配置为接收将入口端口228流体地耦接到介质的源的流体管线的螺纹端。在其它示例中，入口端口228可以是固定地接收

配件的孔。出口端口232也一体地形成在阀盖208的凸缘部分270中，但是在与入口端口228相对的位置处，使得出口端口232被布置成将介质从阀组件200排出。出口端口232(在该示例中是类似于入口端口228的圆形螺纹孔)被配置为在介质已经穿过环形腔室236并从环形腔室236中排出后将其排出。

环形腔室236设置在入口端口228和出口端口232之间，并且被定位成紧邻流体流动路径220的一部分，使得环形腔室236被定位成将过程流体的温度从第一温度改变为第二温度。在该示例中，环形腔室236被定位在阀盖208的阀笼268中，更具体地，紧邻形成在阀笼268中的流体通道272之一。如图所示，在该示例中，环形腔室236在阀盖208的内表面248和外表面252之间的位置处围绕阀盖208并在阀盖208内延伸三百六十度(360°)，但是在其它示例中，环形腔室236可以仅部分地围绕阀盖208延伸。在其它示例中，可以使用非环形腔室来代替环形腔室236。在那些此类示例中，非环形腔室可以具有矩形、三角形、椭圆形、不规则形状或其它横截面形状。另外，虽然本文未示出，但是应当理解，环形腔室236可以涂覆有与用于构造阀盖208的材料不同的材料。

入口通道240设置在入口端口228和环形腔室236之间，并且用于将在入口端口228处接收的介质引导到环形腔室236。入口通道240可以具有任何数量的不同尺寸和/或形状(例如，圆形、矩形、三角形、椭圆形、不规则形状或其它横截面形状)，这取决于应用以及阀盖208的形状。如图5所示，在该示例中，入口通道240沿从入口端口228到环形腔室236的弯曲路径。可替代地，入口通道240可以沿线性路径、“L”形路径、对角线路径、或任何其它适当形状的路径。

与入口通道240类似的出口通道244设置在环形腔室236和出口端口232之间，用于将已引导到并进入环形腔室236的介质从环形腔室236引导到出口232。即，出口通道244用于将介质从环形腔室236排出并从阀组件200中排出。出口通道244可以具有任何数量的不同的尺寸和/或形状(例如，圆形、矩形、三角形、椭圆形、不规则形状或其它横截面形状)，包括与入口通道240相同或不同的尺寸和/或形状，这取决于应用以及阀盖208的形状。如图5所示，在该示例中，出口通道244沿从出口端口232到环形腔室236的弯曲路径。可替代地，出口通道244可以沿线性路径、“L”形路径、对角线路径或任何其它适当形状的路径。

在操作中，介质通过入口端口228流入入口通道240，并通过入口通道240从入口端口228流到环形腔室236，一旦介质充满环形腔室236，介质就从环形腔室236通过出口通道244流到出口232，然后经由出口端口232从阀控制组件200流出。继而，单元224a，特别是环形腔室236，利用流过其中的介质使流过流体流动路径220的紧邻环形腔室236的部分的过程流体的温度从第一温度改变为第二温度。在该示例中，当过程流体流过流体流动路径220的紧邻环形腔室236的部分时，单元224a利用介质来冷却过程流体，以使得第一温度大于第二温度。在该示例中(介质冷却过程流体的情况)，介质可以是例如水、乙二醇和水的混合物或液氮。然而，在其它示例中，当过程流体流过流体流动路径220的紧邻环形腔室236的部分时，单元224a利用介质来加热过程流体。在这些示例中(介质加热过程流体的情况)，介质可以是例如饱和蒸汽、过热水或油。

以这种方式加热或冷却流过流体流动路径220的过程流体消除或减少了与压力降低相关联的问题。具体地，当过程流体流过阀组件200时降低过程流体的温度降低了过程流体的蒸气压，这继而在阀组件200降低了过程流体的压力的同时降低了过程流体中发生气蚀的可能性。例如，如图6所示，在212°F的温度下流过阀组件200的水的蒸汽压为每平方英寸14.70磅(“psi”)。因此，如果进入或流过阀组件200的水的压力等于100psi，并且需要降低到10psi，则由于10psi的期望工作压力低于水在212°F的蒸汽压(14.70psi)，会发生气蚀。但是，将水温降低到185°F会使水的蒸气压降低到8.38psi，低于10psi的期望工作压力。因此，通过在将工作压力从100psi降低到10psi之前将水的温度从212°F降低到185°F，可以防止流过阀组件200的水发生气蚀。

虽然本文未示出，但出口端口232也可以耦接至再循环管线(未示出)，该再循环管线将出口端口232流体地耦接至阀组件200外部的入口端口228。特别地，在一些示例中，再循环管线可以从出口端口232延伸到介质的源。在这样的示例中，当介质经由再循环管线返回到介质的源时，介质的温度可以返回到控制温度。在其它示例中，再循环管线可以将出口端口232耦接至热交换器(未示出)。在这样的示例中，热交换器可以将介质的温度从出口端口232处的温度(在介质已经通过环形腔室236之后)改变为控制温度。在一些情况下，热交换器可以将介质加热回到控制温度，而在其它示例中，热交换器可以冷却介质以将介质的温度返回到控制温度。将热交换器与再循环管线成直线耦接允许再循环管线直接耦接到入口端口228，因为介质将处于改变流过流体流动路径220的过程流体的温度所必需的控制温度。

图7示出了用于改变流过阀控制组件200的流体流动路径220的一部分的过程流体的温度的单元224b的另一示例的一部分。图7所示的示例性单元224b类似于图5所示的单元224a，因为单元224b一体地形成在阀盖208中，并且包括入口端口228、出口端口232、环形腔室236、入口通道240和出口通道244，但是不同之处在于单元224b包括一体地形成在阀盖208中的附加环形腔室236a和一体地形成在阀盖208中的至少一个内部通道260，该内部通道260将环形腔室236流体地耦接到附加环形腔室236a。在该示例中，单元224b包括多个内部通道260，但是应当理解，单元224b可以替代地仅包括单个内部通道260。

如同环形腔室236一样，附加环形腔室236a设置在入口端口228和出口端口232之间，并且紧邻流体流动路径220的另一部分定位，以使得附加环形腔室236a同样地定位成将流过流体流动路径220的过程流体的温度从第一温度改变为第二温度，但是由于至少一个内部通道260而进行得更有效。在一些示例中，相对于图5中所示的取向，可在流体通道272上方设置环形腔室236，而在流体通道272下方设置附加环形腔室236a。在一些示例中，附加环形腔室236a可以定位成更靠近阀盖208的内表面248或外表面252，或者，在其它示例中，附加环形腔室236a可以与阀盖208的内表面248和外表面252等距。附加环形腔室236a也可以围绕阀盖208并在阀盖208内延伸三百六十度(360°)，就像环形腔室236一样，或者可以仅部分地围绕阀盖208延伸。在其它示例中，可以使用非环形腔室代替附加环形腔室236a。在那些此类示例中，附加环形腔室236a可以具有矩形、三角形、椭圆形、不规则形状或其它横截面形状。附加环形腔室236a可以具有与环形腔室236相同的横截面形状。然而，在其它示例中，附加环形腔室236a可以具有与环形腔室236不同的横截面形状。

至少一个内部通道260中的每一个在环形腔室236与阀盖208的内表面248和外表面252之间的阀帽208中的附加环形腔室236a之间延伸。至少一个内部通道260可以沿着从环形腔室236到附加环形腔室236a的任何路径。在一些情况下，至少一个内部通道260中的每一个可环绕阀笼268中的一个或多个流体通道272。在图6所示的示例中，至少一个内部通道260中的每一个都沿着从环形腔室236到附加环形腔室236a的曲线路径。然而，在其它示例中，至少一个内部通道260中的一个或多个可沿从环形腔室236到附加环形腔室236a的线性路径，例如对角线路径，或其它形状的路径。至少一个内部通道260中的每一个可根据阀盖208的形状采取任何横截面形状。例如，至少一个内部通道260中的每一个可具有圆形、矩形、三角形、椭圆形、不规则形，或其它横截面形状。

此外，图7所示的单元224b与图5所示的单元224a的不同之处在于，出口通道244从出口端口232延伸到附加环形腔室236a，而不是环形腔室236。在这样的示例中，介质经由入口通道240从入口端口228被引导到环形腔室236，通过至少一个内部通道260从环形腔室236流到附加环形腔室236a。然后，附加环形腔室236a中的介质从附加环形腔室236a经由出口通道244流到出口端口232。

图8-10示出了使用方法或过程100定制制造的阀控制组件300的另一示例。图8-10所示的阀控制组件300类似于图5所示的阀控制组件200，因为阀控制组件300包括阀体304和耦接到阀体304的阀盖(未示出)，但是不同之处在于,阀控制组件300包括用于改变流过阀控制组件300的流体流动路径320的一部分的过程流体的温度的不同单元324，并且单元324一体地形成在阀体304(而不是阀帽)内。

与单元224a和单元224b一样，单元324将流过流体流动路径320的一部分的过程流体的温度从第一温度改变为第二温度。图8-10中所示的单元324包括入口端口328、出口端口332、环形腔室336、附加环形腔室336a、入口通道340、出口通道344、和至少一个内部通道360，它们中的每一个一体地形成在阀体304内。特别地，入口端口328一体地形成在阀体内并且沿着阀体304的周边设置，以使得入口端口328被布置成耦接到温度与流过流体流动路径320的过程流体的温度不同的介质的源。当将介质的源耦接到入口端口328时，沿阀体304的周边设置入口端口328允许通畅地到达入口端口328。入口端口328可以采取将介质的源耦接到入口端口328的任何机构的形式。在某些情况下，入口端口328采取用于将介质的源可释放地耦接到入口端口328的机构的形式。在该示例中，入口端口328采取圆形的螺纹孔的形式，圆形螺纹孔从阀体304的周边径向向内延伸，并且因此被配置为接收将入口端口328耦接到介质的源的流体管线的螺纹端。在其它示例中，入口端口328可以采取固定地接收

配件的孔的形式。出口端口332也一体地形成在阀体304的周边中，但是在与入口端口328相对的位置处，使得出口端口332被布置成将介质从阀组件300排出。类似于入口328，在该示例中为圆形螺纹孔的出口端口332被配置为在介质穿过附加环形腔室336a并从附加环形腔室336a中排出后将其排出。

环形腔室336设置在入口端口328与至少一个内部通道360之间的阀体304内，并且紧邻流体流动路径320的一部分定位，以使得环形腔室336被定位成将过程流体的温度从第一温度改变为第二温度。在该示例中，环形腔室336位于阀体304内，靠近入口312，并且紧邻流体流动路径320的一部分。如图所示，在该示例中，环形腔室336在阀体304的内表面348和外表面352之间的位置处围绕阀体304并在阀体304内延伸三百六十度(360°)，但是在其它示例中，环形腔室336可以仅部分地围绕阀体304延伸。在其它示例中，可以使用非环形腔室代替环形腔室336。在那些此类示例中，非环形腔室可以具有矩形、三角形、椭圆形、不规则形状、或其它横截面形状。环形腔室336可以与阀体304的内表面348和外表面352等距设置。然而，在其它示例中，环形腔室336可以朝向阀体304的内表面348设置，或者在其它示例中，可以朝着阀体304的外表面352设置。另外，虽然本文未示出，但是应当理解，环形腔室336可以涂覆有与用于构造阀体304的材料不同的材料。

入口通道340设置在入口端口328与环形腔室336之间，并且用于将在入口端口328处接收到的介质引导至环形腔室336。入口通道340可以采用任何数量的不同尺寸和/或形状(例如，圆形、矩形、三角形、椭圆形、不规则形状或其它横截面形状)，这取决于应用以及阀体304的形状。如图8所示，在该示例中，入口通道340沿着从入口端口328到环形腔室336的线性路径。可替代地，入口通道340可以沿着弯曲路径、“L”形路径、对角线路径、或任何其它适当形状的路径。

与入口通道340相似的出口通道344设置在附加环形腔室336a和出口端口332之间，用于将已被引导到并进入附加环形腔室336a的介质从附加环形腔室336a引导到出口端口332。即，出口通道344用于将介质从附加环形腔室336a排出并从阀组件300中排出(经由出口332)。出口通道344可以具有任何数量的不同的尺寸和/或形状(例如，圆形、矩形、三角形、椭圆形、不规则形状或其它横截面形状)，包括与入口通道340相同或不同的尺寸和/或形状，这取决于应用以及阀体304的形状。如图8所示，在该示例中，出口通道344沿着从出口端口332到附加环形腔室336a的弯曲路径。可替代地，出口通道344可以沿着线性路径、“L”形路径、对角线路径、或任何其它适当形状的路径。

附加环形腔室336a设置在出口端口332与至少一个内部通道360之间，并且紧邻流体流动路径320的一部分定位，以使得附加环形腔室336a被定位成将过程流体的温度从第一温度改变为第二温度。在该示例中，附加环形腔室336a被定位在阀体304内，靠近出口316，并且紧邻流体流动路径320的一部分，以使得附加环形腔室336a与环形腔室336相对。如图所示，在该示例中，附加环形腔室336a在阀体304的内表面和外表面348、352之间的位置处围绕阀体304并在阀体304内延伸三百六十度(360°)，但是在其它示例中，环形腔室336可以仅部分地围绕阀体304延伸。在其它示例中，可以使用附加非环形腔室代替附加环形腔室336a。在那些此类示例中，附加非环形腔室可以具有矩形、三角形、椭圆形、不规则形状或其它横截面形状。附加环形腔室336a可以与阀体304的内表面348和外表面348等距设置。然而，在其它示例中，附加环形腔室336a可以朝向阀体304的内表面348设置，或者，在其它示例中，可以朝向阀体304的外表面352设置。另外，虽然本文未示出，但是应当理解，附加环形腔室336a可以涂覆有与用于构造阀体304的材料不同的材料。

至少一个内部通道360中的每一个一体地形成在阀体304中，并在环形腔室336和附加环形腔室336a之间延伸。具体地，至少一个内部通道360中的每一个在阀体304的内表面348和外表面352之间在阀体304中一体形成，使得内部通道360紧邻流动路路320设置。至少一个内部通道360可以沿着从环形腔室336到附加环形腔室336a的任何路径。在图8所示的示例中，至少一个内部通道360中的每一个沿着从环形腔室336到附加环形腔室336a的曲线路径。然而，在其它示例中，至少一个内部通道360中的一个或多个可以沿着从环形腔室336到附加环形腔室336a(未示出)的线性路径，例如，对角线路径，或其它形状的路径。至少一个内部通道360中的每一个可以取决于阀体304的形状采取任何横截面形状。例如，至少一个内部通道360中的每一个可以具有圆形、矩形、三角形、椭圆形、不规则形状或其它横截面形状。如图9所示，至少一个通道360中的每一个可以邻近阀体304的外表面352设置。在其它示例中，至少一个通道360中的每一个可以邻近阀体304的内表面348设置。在其它示例中，至少一个通道360中的每一个可以与内表面348和外表面352等距设置。

在操作中，介质通过入口端口328流入入口通道340，并通过入口通道340从入口端口328流到环形腔室336，一旦介质充满环形腔室336，介质就通过一体地形成在阀体304中的至少一个通道360中的每一个从环形腔室336流到并进入附加环形腔室336a。然后，介质通过出口通道344从附加环形腔室336a流到出口端口332，然后经由出口端口332流出阀控制组件300。继而，单元324利用流过其中的介质使流过流体流动路径320的紧邻环形腔室336、附加环形腔室336a以及至少一个通道360中的每一个的部分的过程流体的温度从第一温度改变为第二温度。在该示例中，当过程流体流过流体流动路径320时，单元324利用介质来冷却过程流体，以使得第一温度大于第二温度。在该示例中(介质冷却过程流体的情况)，介质可以是例如水、乙二醇和水的混合物或液氮。然而，在其它示例中，当过程流体流过流体流动路径320时，单元324可以利用介质来加热过程流体。在这些示例中(介质加热过程流体的情况)，介质可以是例如饱和蒸汽、过热水或油。无论如何，与上述阀组件200一样，以这种方式加热或冷却流过流体流动路径320的过程流体消除或减少了与压力降低相关联的问题。

虽然本文未示出，但出口端口332也可以耦接至再循环管线(未示出)，该再循环管线将出口端口332流体地耦接至阀组件300外部的入口端口328。特别地，在一些示例中，再循环管线可以从出口端口332延伸到介质的源。在这样的示例中，当介质经由再循环管线返回到介质的源时，介质的温度可以返回到控制温度。在其它示例中，再循环管线可以将出口端口332耦接至热交换器(未示出)。在这样的示例中，热交换器可以将介质的温度从出口端口332处的温度(在介质已经通过环形腔室236之后)改变为控制温度。在一些情况下，热交换器可以将介质加热回到控制温度，而在其它示例中，热交换器可以冷却介质以将介质的温度返回到控制温度。将热交换器与再循环管线成直线耦接允许再循环管线直接耦接到入口端口328，因为介质将处于改变流过流体流动路径320的过程流体的温度所必需的控制温度。

Claims (20)

1.一种用于流体流动控制设备中的阀控制组件，所述阀控制组件包括：

阀体，所述阀体限定入口、出口、以及在所述入口与所述出口之间延伸的流体流动路径，所述入口适于耦接到过程流体的源，所述过程流体具有第一温度；

阀盖，所述阀盖耦接到所述阀体；

入口端口，所述入口端口一体地形成在所述阀体或所述阀盖中，所述入口端口适于耦接到介质的源，所述介质具有不同于所述第一温度的控制温度；

出口端口，所述出口端口一体地形成在所述阀体或所述阀盖中；

环形腔室，所述环形腔室在所述入口端口与所述出口端口之间一体地形成在所述阀体或所述阀盖中，并且紧邻所述流体流动路径的部分；

入口通道，所述入口通道一体地形成在所述阀体或所述阀盖中，以将所述介质从所述入口端口引导至所述环形腔室，使得所述环形腔室将流过所述流体流动路径的所述部分的所述过程流体的温度从所述第一温度改变为不同于所述第一温度的第二温度；以及

出口通道，所述出口通道一体地形成在所述阀体或所述阀盖中，以将所述介质从所述环形腔室引导至所述出口端口。

2.根据权利要求1所述的阀控制组件，其中，所述入口通道一体地形成在所述阀体或所述阀盖中，以将温度比所述第一温度高的热介质从所述入口端口引导至所述环形腔室，使得所述环形腔室包括热介质腔室，所述热介质腔室被配置为增加流过所述流体流动路径的所述过程流体的所述温度。

3.根据权利要求1所述的阀控制组件，其中，所述入口通道一体地形成在所述阀体或所述阀盖中，以将温度低于所述第一温度的冷介质从所述入口端口引导至所述环形腔室，使得所述环形腔室包括冷介质腔室，所述冷介质腔室被配置为降低流过所述流体流动路径的所述过程流体的所述温度。

4.根据权利要求1所述的阀控制组件，其中，所述入口端口、所述入口通道、所述环形腔室、所述出口通道、和所述出口端口一体地形成在所述阀盖中。

5.根据权利要求1所述的阀控制组件，其中，所述入口端口、所述入口通道、所述环形腔室、所述出口通道、和所述出口端口一体地形成在所述阀体中。

6.根据权利要求1所述的阀控制组件，还包括：

阀座，所述阀座沿所述流体流动路径被布置在所述阀体中；以及

阀笼，所述阀笼被布置在所述阀盖与所述阀座之间，所述阀笼包括被布置在所述流体流动路径中的一个或多个流体通道，

其中，所述环形腔室紧邻所述一个或多个流体通道布置。

7.根据权利要求5所述的阀控制组件，还包括：

附加环形腔室，所述附加环形腔室在所述入口端口与所述出口端口之间一体地形成所述阀体中；以及

一个或多个内部通道，所述一个或多个内部通道一体地形成在所述阀体中，并且沿着所述流体流动路径在所述环形腔室与所述附加环形腔室之间延伸，使得所述环形腔室、所述一个或多个内部通道、以及所述附加环形腔室将流过所述流体流动路径的所述过程流体的所述温度从所述第一温度改变为所述第二温度。

8.根据权利要求1所述的阀控制组件，还包括再循环回路，所述再循环回路的一端连接到所述出口端口，并且一端连接到所述入口端口，所述再循环回路包括热交换器，所述热交换器被配置为增加或降低所述出口端口处的所述介质的出口温度，使得所述出口温度实质上等于所述控制温度。

9.一种用于流体流动控制设备中的阀控制组件，所述阀控制组件包括：

阀体，所述阀体限定入口、出口、以及在所述入口与所述出口之间延伸的流体流动路径，所述入口适于耦接至具有第一温度的过程流体的源；

阀盖，所述阀盖耦接至所述阀体；以及

用于将流过所述流体流动路径的所述过程流体的温度从所述第一温度改变为不同于所述第一温度的第二温度的单元，所述用于改变温度的单元包括紧邻所述流体流动路径的部分一体地形成在所述阀体或所述阀盖中的环形腔室。

10.根据权利要求9所述的阀控制组件，其中，所述用于改变温度的单元包括用于降低温度的单元，所述用于降低温度的模块包括：

入口端口，所述入口端口一体地形成在所述阀体或所述阀盖中，所述入口端口适于耦接到介质的源，所述介质具有不同于所述第一温度的控制温度；

出口端口，所述出口端口一体地形成在所述阀体或所述阀盖中；

所述环形腔室，所述环形腔室在所述入口端口与所述出口端口之间一体地形成在所述阀体或所述阀盖中，并且紧邻所述流体流动路径的部分；

入口通道，所述入口通道一体地形成在所述阀体或所述阀盖中，以将所述介质从所述入口端口引导至所述环形腔室，使得所述环形腔室将流过所述流体流动路径的所述部分的所述过程流体的温度从所述第一温度改变为不同于所述第一温度的第二温度；以及

出口通道，所述出口通道一体地形成在所述阀体或所述阀盖中，以将所述介质从所述环形腔室引导至所述出口端口。

11.根据权利要求10所述的阀控制组件，其中，所述入口端口、所述入口通道、所述环形腔室、所述出口通道、和所述出口端口一体地形成在所述阀盖中。

12.根据权利要求10所述的阀控制组件，其中，所述入口端口、所述入口通道、所述环形腔室、所述出口通道、和所述出口端口一体地形成在所述阀体中。

13.根据权利要求12所述的阀控制组件，还包括：

附加环形腔室，所述附加环形腔室在所述入口端口与所述出口端口之间一体地形成在所述阀体中；以及

一个或多个内部通道，所述一个或多个内部通道一体地形成在所述阀体中，并且沿着所述流体流动路径在所述环形腔室与所述附加环形腔室之间延伸，使得所述环形腔室、所述一个或多个内部通道、以及所述附加环形腔室将流过所述流体流动路径的所述过程流体的所述温度从所述第一温度改变为所述第二温度。

14.根据权利要求9所述的阀控制组件，其中，所述用于改变温度的单元包括用于增加温度的单元，所述用于增加温度的单元包括：

入口端口，所述入口端口一体地形成在所述阀体或所述阀盖中，所述入口端口适于耦接到介质的源，所述介质具有不同于所述第一温度的控制温度；

出口端口，所述出口端口一体地形成在所述阀体或所述阀盖中；

环形腔室，所述环形腔室在所述入口端口与所述出口端口之间一体地形成在所述阀体或所述阀盖中，并且紧邻所述流体流动路径的部分；

入口通道，所述入口通道一体地形成在所述阀体或所述阀盖中，以将所述介质从所述入口端口引导至所述环形腔室，使得所述环形腔室将流过所述流体流动路径的所述部分的所述过程流体的温度从所述第一温度改变为不同于所述第一温度的第二温度；以及

出口通道，所述出口通道一体地形成在所述阀体或所述阀盖中，以将所述介质从所述环形腔室引导至所述出口端口。

15.根据权利要求14所述的阀控制组件，其中，所述入口端口、所述入口通道、所述环形腔室、所述出口通道、和所述出口端口一体地形成在所述阀盖中。

16.根据权利要求14所述的阀控制组件，其中，所述入口端口、所述入口通道、所述环形腔室、所述出口通道、和所述出口端口一体地形成在所述阀体中。

17.根据权利要求16所述的阀控制组件，还包括：

附加环形腔室，所述附加环形腔室在所述入口端口与所述出口端口之间一体地形成在所述阀体中；以及

一个或多个内部通道，所述一个或多个内部通道一体地形成在所述阀体中，并且沿着所述流体流动路径在所述环形腔室与所述附加环形腔室之间延伸，使得所述环形腔室、所述一个或多个内部通道、以及所述附加环形腔室将流过所述流体流动路径的所述过程流体的所述温度从所述第一温度改变为所述第二温度。

18.根据权利要求9所述的阀控制组件，还包括：

阀座，所述阀座沿所述流体流动路径被布置在所述阀体中；以及

阀笼，所述阀笼被布置在所述阀盖与所述阀座之间，所述阀笼包括被布置在所述流体流动路径中的一个或多个流体通道，

其中，所述环形腔室紧邻所述一个或多个流体通道布置。

19.一种制造方法，包括：

使用增材制造技术产生阀控制组件，所述产生包括：

形成阀体，所述阀体限定入口、出口、以及在所述入口与所述出口之间延伸的流体流动路径，所述入口适于耦接至具有第一温度的过程流体的源；

形成阀盖；

形成用于将流过所述流体流动路径的所述过程流体的所述温度从所述第一温度改变为不同于所述第一温度的第二温度的单元，其中，形成用于改变流过所述流体流动路径的所述过程流体的所述温度的单元包括：

紧邻所述流体流动路径的部分在所述阀体或所述阀盖中形成环形腔室。

20.根据权利要求19所述的阀控制组件，其中，形成所述用于改变温度的单元包括：

在所述阀体或所述阀盖中形成入口端口，所述入口端口适于耦接到介质的源，所述介质具有不同于所述第一温度的控制温度；

在所述阀体或所述阀盖中形成出口端口；

在所述入口端口与所述出口端口之间并且紧邻所述流体流动路径的所述部分在所述阀体或所述阀盖中形成所述环形腔室；

在所述阀体或所述阀盖中形成入口通道，以将所述介质从所述入口端口引导至所述环形腔室，使得所述环形腔室将流过所述流体流动路径的所述部分的所述过程流体的温度从所述第一温度改变为与所述第一温度不同的第二温度；以及

在所述阀体或所述阀盖中形成出口通道，以将所述介质从所述环形腔室引导到所述出口端口。

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