CN111828666A - 具有可调式流体流动特性的阀内件及相关方法 - Google Patents

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Abstract

描述了一种阀内件和相关方法。示例性阀内件包括限定了主体的阀笼,主体具有用以容纳阀塞的孔。阀笼包括穿过主体的侧表面的多个通道,多个通道相对于孔的纵向轴线径向间隔开。用以容纳阀笼的阀座。阀座具有多个突出部,多个突出部限定了多个第一开口和多个第二开口。当阀笼相对于阀座定位在第一定向中时,第一开口中的一个开口与通道中的相应一个通道对准以提供第一流动特性。当阀笼相对于阀座定位在与第一定向不同的第二定向中时,第二开口中的一个开口与阀笼的通道中的相应一个通道对准以提供与第一流动特性不同的第二流动特性。

Description

具有可调式流体流动特性的阀内件及相关方法
技术领域
本公开大体上涉及流体阀,并且更具体地,涉及具有可调式流体流动特性的阀内件(valve trim)和相关方法。
背景技术
控制阀通常用于工业过程中,诸如例如油和气管道分配系统以及化学处理厂,以控制过程流体的流动。控制阀通常采用阀内件,该阀内件包括具有一个或多个开口的阀笼以更改流体流动模式,以提供通过阀的期望流体流动特性。
发明内容
示例性阀内件包括限定了主体的阀笼,该主体具有用以容纳阀塞(valve plug)的孔。阀笼包括穿过主体的侧表面的多个通道,这些通道相对于孔的纵向轴线径向间隔开。用以容纳阀笼的阀座。阀座具有多个突出部,这些突出部限定了多个第一开口和多个第二开口。当阀笼相对于阀座定位在第一定向上时,第一开口中的一个与通道中的相应一个通道对准以提供第一流动特性。当阀笼相对于阀座定位在与第一定向不同的第二定向上时,第二开口中的一个与阀笼的通道中的相应一个通道对准以提供与第一流动特性不同的第二流动特性。
在另一示例中,阀包括阀体,其在入口与出口之间限定流体流动通道。阀座定位于阀体内以限定流体流动通道的孔口,该阀座限定多个突出部。阀笼定位于流体流动通道中,该阀笼限定了孔和穿过该阀笼的侧表面形成的多个通道。阀笼在孔的第一端处可滑动地容纳阀塞,并且在孔的与第一端相对的第二端处至少部分地容纳阀座的突出部的一部分。
在又一个示例中,阀内件包括用于密封的装置,该用于密封的装置包括用于阻碍流体流动的装置和用于引导阀塞的装置。用于引导的装置包括用于表征流体流动的装置。用于引导的装置相对于用于密封的装置能够定位在第一定向或与该第一定向不同的第二定向中的至少一个之间。当用于引导的装置处于第一定向时,用于阻碍流体流动的装置定位成与用于表征流体流动的装置相邻,并且当用于引导的装置处于第二定向时,用于阻碍流体流动的装置与用于表征流体流动的装置对准。
附图说明
图1图示了根据本公开的教导构造的示例控制阀。
图2是以示例闭合位置示出的沿图1的线2-2截取的示例流体阀的横截面图。
图3是以打开位置示出的图1到图2的示例流体阀的横截面图。
图4是图1到图3的示例阀内件的分解透视图。
图5是图1到图4的示例阀内件的横截面图。
图6是图1到图5的配置成提供第一流动特性的示例阀内件的前视图。
图7是图1到图5的配置成提供第二流动特性的阀内件的前视图。
图8A是图1到图3的示例阀体的横截面透视图。
图8B是单独沿图3的线8B-8B截取并且示出了联接到示例阀体的示例阀内件的示例阀体的仰视横截面图。
图8C是示出了联接到示例阀体的示例阀内件的图1到图3的示例阀体的俯视横截面图。
图9是当示例阀内件处于示例第一定向时示例阀体和示例阀内件的部分横截面透视图。
图10是当示例阀内件处于示例第二定向时示例阀体和示例阀内件的部分横截面透视图。
图11A到图11D是代表示例方法1100的示意图示,该示例方法用以在示例第一流动特性与第二流动特性700之间配置示例阀内件。
图12A到图12G是图1到图7、图8A到图8C、图9、图10和图11A到图11D的示例阀内件的示例阀笼的各种视图。图12A是示例阀笼的透视图。图12B是图12A的前视图。图12C是图12A的左侧视图。图12D是图12A的右侧视图。图12E是图12A的后视图。图12F是图12A的俯视图。图12G是图12A的仰视图。
图13A到13G是图1到图7、图8A到图8C、图9、图10和图11A到图11D的示例阀内件的示例阀座的各种视图。图13A是示例阀笼的透视图。图13B是图13A的前视图。图13C是图13A的左侧视图。图13D是图13A的右侧视图。图13E是图13A的后视图。图13F是图13A的俯视图。图13G是图13A的仰视图。
具体实施方式
为了适应不同的过程流动需求,可以将控制阀配置成提供各种流体流动特性。在一些示例中,流动特性是基于控制阀流体流量(flow capacity)与阀塞(例如阀杆)行程之间的关系,该关系通常称为控制阀的固有流动特性。为了提供期望的流量和阀塞行程比,控制阀采用阀内件装置。可以选择不同的阀内件装置,以影响随着阀的流动控制构件移动经过整个冲程或行程而改变控制阀的容量(capacity)的方式。因此,可以采用不同的阀内件装置来满足各种控制应用需要和/或流动特性。然而,采用不同的阀内件装置以实现不同的流体流动特性增加了制造成本。
本文中公开的示例阀内件和相关方法提供了可调式流体流动特性(例如固有流体流动特性)。例如,本文中公开的单个阀内件装置可以配置成提供多个不同的流体流动特性。以此方式,可以使用单个阀内件装置(例如阀笼和阀座)来提供第一流体流动特性(例如线性流体特性)或与第一流体流动特性不同的第二流体流动特性(例如等百分比流体流动特性)。因此,本文中公开的示例阀内件显著降低了制造成本。
本文中公开的示例阀内件采用阀笼和阀座(例如座环)。具体地,阀笼相对于座环的定向限定了示例阀内件装置的流体流动特性。例如,由本文中公开的示例阀笼和阀座提供的流体流动特性是基于阀笼的示例窗口几何形状(例如通道)。为了变化或改变示例阀的流体流动特性,改变阀笼相对于阀座的定向以变化或改变阀内件的流体流动路径或窗口几何形状。为了变化阀内件的流体流动路径或窗口几何形状,阀笼的通道或开口与由阀座提供或形成在阀座上的交叠阻碍物或突出部对准。在第一种情况下,为了提供第一流动特性,阀笼在第一定向上联接到阀座,使得阀笼的通道至少部分地被阀座支撑的突出部(例如尖头、壁部、指状物等)阻碍或阻挡。在第二种情况下,为了提供与第一流动特性不同的第二流动特性,阀笼在第二定向上联接到阀座,使得阀笼的通道是通畅的或不受阀座(例如,由阀座支撑的突出部)阻碍。可以基于由阀笼相对于阀座的定向而引起的阀内件的窗口几何形状的变型(例如,由阀笼的通道与阀座的阻碍物之间的位置关系限定的流动路径的变型)来提供不同的流体流动特性。在一些示例中,变化的窗口几何形状使得本文中公开的阀内件装置能够使用单组零件(例如阀笼和阀座)来产生不同的流动特性选项(例如线性和等百分比)。例如,为了修改控制阀的流体流动特性,控制阀的用户可以简单地改变阀笼相对于阀座的定向,而不必购买额外的内件部分(trim parts)(例如阀笼)并且不将一个内件部分切换成另一个。因此,本文中公开的示例阀内件装置减少了将以其他方式制造以提供多个不同流动特性的零件的数量。
本文公开的示例阀内件装置可以配置成提供第一流动特性、与第一流动特性不同的第二流体流动特性、与第一流动特性和第二流动特性不同的第三流动特性等。示例流体流动特性可以包括但不限于线性流动特性(例如,随阀杆行程而线性增加的流量)、等百分比流动特性(例如,随阀内件行程而指数增加的流量)、修改的抛物线特性(例如,介于线性特性与等百分比特性之间的近似中间位置的流量,以在低流量时提供精细节流并且在较高流量时提供近似线性特性)、快速打开流动特性(例如,针对阀杆行程的非常小的改变提供很大的流动改变)、双曲线流动特性、平方根流动特性和/或(多个)任何其他流动特性。
图1图示了根据本公开的教导构造的控制阀100。控制阀100包括经由阀盖106联接到致动器104的流体阀102。致动器104使流体阀102在用以防止流体流经流体阀102的闭合位置与用以允许流体流经流体阀102的打开位置之间移动。图示的示例的致动器104是气动隔膜致动器。然而,在其他示例中,致动器104可以是活塞致动器、波纹管致动器、电动致动器和/或任何其他致动器。图示的示例的控制阀100可以与各种工业过程(例如石油化学应用、海底应用、纸张和纸浆应用等)、高压差应用和/或(多个)任何其他应用一起采用。
图2是图1中沿线2-2截取的流体阀102的横截面图。流体阀102包括根据本公开的教导的阀内件200。流体阀102包括阀体202,该阀体在入口206与出口208之间限定了流体流动通道204。阀体202包括孔210,以容纳阀内件200并将阀内件200定位在流体流动通道204中。图示的示例的阀内件200经由阀盖106(图1)夹持在阀体202中。例如,图示的示例的阀内件200包括阀座212和阀笼214。例如,图示的示例的阀座212包括与阀体202的壁部或肩部218接合的环形壁部216(例如肩部)。阀笼214的第一端接合(例如搁置)在由阀座212的环形壁部216限定的肩部上。为了将阀内件200保持在阀体202中,阀盖106抵靠阀座212接合或夹持阀笼214。换句话说,阀座212和阀笼214夹持在阀盖106与阀体202的肩部218之间。在一些示例中,阀笼214可以与阀盖106一体地形成或附接到该阀盖,并且阀座212可以经由紧固件(例如螺钉等)联接(例如紧固)到阀笼214。在一些这种示例中,阀笼214和阀座212提供了悬挂内件配置。在一些示例中,阀座212可以经由紧固件、螺纹和/或(多个)任何其他紧固件紧固到阀体202。在一些示例中,阀座212可以与阀体202一体地形成。
当定位在流体流动通道204中时,阀座212限定了流体流动通道204的孔口222,并且阀笼214引导流动控制构件224(例如阀塞)。致动器104(图1)经由阀杆226可操作地联接到流动控制构件224。为了控制通过孔口222的流体流动,致动器104(图1)使流动控制构件224在第一位置或闭合位置228(例如,如图2中所示)(在该位置处,流动控制构件224密封地接合阀座212的密封表面230(例如唇缘)以防止流体流经流体流动通道204)与第二位置或打开位置(例如图3的打开位置300)(在该位置处,流动控制构件224从阀座212的密封表面230脱离接合以允许流体流经流体流动通道204)之间移动。在图2的闭合位置228中,阀杆226(例如,经由致动器104)被定位在第一冲程位置232处。
图3是以打开位置300示出的图1到2的流体阀102的横截面图。在打开位置300中,阀杆226(例如,经由图1的致动器104)定位在第二冲程位置302处。在打开位置300中,图示的示例的阀内件200使得流体能够流经入口206与出口208之间的流体流动通道204。具体地,在打开位置300中,流体流经由阀座212和阀笼214提供的一个或多个窗口或开口304,该窗口或开口流体联接入口206和出口208。阀内件200的开口304影响流体流动,以为流经流体流动通道204的流体提供流体流动特性。例如,图示的示例的阀内件200基于流体流量与阀杆行程(例如,图2的第一冲程位置232与图3的第二冲程位置302之间的阀杆行程)之间的关系定义控制阀100的流动特性。阀内件200影响当流动控制构件224针对跨流体阀102的恒定压力降移动通过整个冲程或行程时,控制阀100的流量如何改变(例如固有流动特性)。在一些示例中,开口304提供用于表征或影响通过流体流动通道204的流体流动的装置。由图示的阀内件200提供的流动特性是基于开口304的(例如,通过该开口的流动路径的)尺寸大小和/或几何形状。如下文更详细地描述,为了变化或调节流动特性,开口304的大小通过改变(例如计时,clocking)阀笼214相对于阀座212的定向来变化。
图4是图1到3的阀内件200的分解透视图。阀笼214限定主体402,该主体具有侧表面404和中心孔406,以可滑动地容纳流动控制构件224。中心孔406在主体402的第一端408与主体402的与第一端408相对的第二端410之间延伸。图示的示例的主体402是圆柱体。阀笼214包括穿过主体402的侧表面404的多个通道412(例如窗口)。通道412相对于阀笼214的中心孔406的纵向轴线414径向地间隔开。具体地,通道412在由中心孔406限定的阀笼214的内表面416与由侧表面404限定的外表面418之间延伸穿过主体402。壁部420分离多个通道412(例如,定位在这些多个通道之间)。通道412中的每个通道沿着与第一端408相邻的阀笼214的主体402的纵向长度的一部分延伸。通道412中的每个通道具有变化的几何形状。例如,通道412a的第一部分具有第一尺寸宽度422,并且通道412a的第二部分具有与第一尺寸宽度422不同(例如,大于该第一尺寸宽度)的第二尺寸宽度424。在一些示例中,通道412具有T形横截面形状。在一些示例中,通道412可具有任何其他形状,诸如例如正方形、圆形、长方形或椭圆形等。
图示的示例的阀座212是座环。阀座212限定了阀座主体430,该阀座主体具有限定流体流动通道204(图2)的孔口222(图2)的中心孔432。阀座212包括多个尖头或突出部434。具体地,突出部434从阀座212的上表面436朝向阀笼214突出。突出部434具有纵向长度,该纵向长度配置成至少部分地在阀笼214的中心孔406内延伸。换句话说,阀笼214在阀笼214的中心孔406的第二端410处可滑动地容纳流动控制构件224,并且在中心孔406的第一端408处至少部分地容纳阀座212的突出部434的部分。
突出部434限定多个第一开口440和多个第二开口442。图示的示例的突出部434相对于阀座212的纵向轴线444径向地间隔开。例如,图示的示例的突出部434以等距间隔(例如相隔60度)对称地径向地间隔开。第一开口440中的相应一个定位于突出部434之间。因此,第一开口440和第二开口442以交替模式布置。然而,在一些示例中,突出部434可以不对称地间隔开。在一些示例中,第一开口440和第二开口442可以非交替模式(例如随机模式)提供。
图示的示例的第一开口440中的每个开口具有第一尺寸区域,并且第二开口442中每个开口具有与第一开口440的第一尺寸区域不同(例如,小于第一尺寸区域)的第二尺寸区域。换句话说,与第二开口442相比,更大体积的流体可以通过第一开口440。图示的示例的第一开口具有U形轮廓。
突出部434包括突出部434的第一组434a和突出部434的第二组434b,突出部434的第一组434a限定第二开口442的第一组442a,突出部434的第二组434b限定与第二开口442的第一组442a不同的第二开口442的第二组442b。第一开口440中的相应一个开口定位在突出部434的第一组434a中的相应一个与突出部434的第二组434b中的相应一个之间。图示的示例的第二开口442的第一组442a包括V形开口,并且图示的示例的第二开口442的第二组442b包括Y形开口。图示的示例的突出部434的第一组434a包括三个突出部,并且图示的示例的突出部434的第二组434b包括三个突出部。在一些示例中,阀座212可配置有突出部434的第一组434a(例如,具有第二开口442的第一组442a的六个突出部434)或突出部434的第二组434b(例如,具有第二开口442的第二组442b的六个突出部434)。在一些示例中,阀座212可以包括具有不同形状和/或轮廓的突出部和/或开口(例如矩形开口、圆形开口、长方形开口等)。在一些示例中,阀座212包括一个突出部或阻碍物结构,并且阀笼214包括一个通道412。
如上所述,通过阀笼214相对于阀座212的定向来提供流体阀102的流动特性。为了促进这种定向,图示的示例的阀座212包括定位槽450(例如凹部),以使阀座212相对于阀体202位于或定位在预定位置中。定位槽450(locating slot)形成在阀座主体430的与环形壁部216相邻的外表面430a上。为了使阀笼214相对于阀体202和/或阀座212定向或定位在预定位置或定向中,图示的示例的阀笼214包括定向片452。图示的示例的定向片452从阀笼214的外表面418突出。在一些示例中,阀内件200不包括定位槽450和/或定向片452。
图5是4的阀内件图200的横截面图。如图5中所示,突出部434中的每个突出部的至少一部分(例如尖头或指状物)延伸到阀笼214的中心孔406中。例如,突出部434具有能够跨通道412的至少部分延伸的纵向长度。在图示的示例中,突出部434中的每个具有纵向长度,该纵向长度配置成当阀座212联接到阀笼214时跨阀笼214的通道412的至少部分延伸。在一些示例中,突出部434中的至少一个具有能够跨通道412中的至少一个的至少一部分延伸的纵向长度。
阀笼214的与通道412相邻的壁部420包括偏移轮廓502,以当阀笼214联接到阀座212时容纳突出部434。换句话说,壁部420具有第一尺寸504(例如第一厚度)和与第一尺寸504不同(例如,小于该第一尺寸)的第二尺寸506(例如第二厚度)。以此方式,突出部434中的相应一个嵌套在壁部420的偏移轮廓502的相应一个内。因此,限定阀座212的中心孔432的突出部434中的每个的内表面508相对于限定阀笼214的中心孔406的内表面416基本上齐平。换句话说,阀笼214的中心孔406和由突出部434限定的阀座212的中心孔432形成基本一体的中心开口510,以在阀笼214的第二端410与阀座212的密封表面230之间可滑动地容纳流动控制构件224。因此,当流动控制构件224在打开位置300与闭合位置228之间移动时,突出部434不会与流动控制构件224发生干涉。阀座212的密封表面230定位在阀座212的第一端512与阀座212的与第一端512相对的第二端514之间,突出部434从该第一端延伸。因此,图示的示例的流动控制构件224分别沿着阀笼214和阀座212的内表面416和504行进,以接合阀座212的密封表面230。图示的示例的阀座212的环形壁部216限定了壁部或肩部516,以当阀笼214联接到阀座212时接合(例如容纳)阀笼214的第一端408。此外,阀座212的环形壁部216的外表面518相对于与阀笼214的第一端408相邻的外表面418基本上齐平安装。
图6是图1到5的配置成提供第一流动特性600的阀内件的前视图。图示的示例的第一流动特性600在流动控制构件224从闭合位置228(图2)朝向打开位置300(图3)移动时,针对流动控制构件224在位置上的给定改变提供了线性流动特性。当阀笼214相对于阀座212定位于第一定向602上时,阀内件200提供了第一流动特性600。为了提供第一流动特性,阀笼214相对于阀座212定位,使得第一开口440中的相应一个与通道412中的相应一个对准,以限定开口304(例如窗口),流体流在流体流动通道204的入口206与出口208之间可流过开口304(例如窗口)。例如,阀座212的突出部434定位成与阀笼214的通道412相邻。因此,阀内件200的开口304由通道412和阀座212的第一开口440形成或限定。以此方式,通道412不会被突出部434阻碍(例如,是通畅的或不含这些突出部)。在第一定向602中,阀座212的突出部434中的相应一个与阀笼214的壁部420中的相应一个对准(例如,嵌套在该壁部的偏移轮廓502内)。因此,壁部420阻挡第二开口442以约束或防止流体流经第二开口442。以此方式,突出部434不影响(例如,减小)通道412的流体流动面积。换句话说,阀座212的突出部434不会更改或影响由通道412的横截面积或周长的形状限定的流动通道(例如开口304)。
图7是图1到5的配置成提供与图6的第一流动特性600不同的第二流动特性700的阀内件的前视图。例如,第二流动特性700在流动控制构件224从闭合位置228(图2)朝向打开位置300(图3)移动时,针对流动控制构件224在位置上的给定改变提供了等百分比流动特性。当阀笼214相对于阀座212定位于第二定向702(例如,与图6的第一定向602不同)上时,阀内件200提供第二流动特性700。为了提供第二流动特性700,阀笼214相对于阀座212定位,使得第二开口442中的相应一个与阀笼214的通道412中的相应一个对准,以限定阀内件200的开口704(例如窗口),流体流在流体流动通道204的入口206与出口208之间可流过开口704(例如窗口)。在第二定向702中,阀座212的第一开口440中的相应一个与阀笼214的壁部420中的相应一个对准(例如,被该壁部阻挡)。因此,壁部420阻挡第一开口440以约束或防止流体流经第一开口440。以此方式,突出部434中的相应一个阻碍通道412中的相应一个(例如,与之对准),以减少入口206与出口208之间的流体可以流经的流体流动通道(例如开口704的流动路径)。换句话说,在第二定向702中,阀座212的突出部434更改或影响由通道412的横截面积或周长的形状限定的流动通道(例如开口704)。在图示的示例中,当突出部434与通道412对准时,突出部434减少或减小通道412的流体流动面积。在第二定向702上,与当阀笼214相对于阀座212处于第一定向602时所提供的开口304相比,开口704能够使不同体积(例如较少量)的流体流经其中。第二开口442、突出部434和/或通道412的轮廓或形状提供第二流动特性700。
因此,图示的示例的阀内件200当阀笼214相对于阀座212定位于第一定向602中时提供了第一流动特性600,并且当阀笼214相对于阀座212定位于与第一定向602不同的第二定向702中时提供了第二流动特性700。在一些示例中,阀内件200可以配置成提供第三流动特性、第四流动特性等。例如,为了提供第三流动特性,阀笼214可以相对于阀座212被定位于与第一定向和第二定向不同的第三定向上。在第三定向上,第二开口442中的相应一个的至少一部分(例如,突出部434的一半)和第一开口440中的相应一个的至少一部分与通道412中的相应一个对准,以提供第三流动特性。在其他示例中,第二开口442的数量或形状和/或突出部434的大小和/或形状可以配置成提供与第一流体流动特性和第二流体流动特性不同的第三流动特性。在一些示例中,突出部434、第一开口440、第二开口442和/或通道412的数量和/或轮廓可以配置成提供(多个)任何其他类型的流动特性。
图8A是图1到图3的阀体202的横截面透视图。图8B是单独沿图3的线8B-8B截取的具有联接到阀体202的阀内件200的阀体的仰视横截面图。图8C是图2和图3的具有联接到阀体202的阀内件200的阀体202的俯视横截面图。
参照图8A到图8C,为了相对于阀体202固定和/或定向阀座212的位置(例如预定位置),阀座212和阀体202包括第一键802(图8B)。第一键802使阀座212相对于阀体202位于或定位在预定定向804上。第一键802包括定位片806和用以容纳定位片806的定位槽450。在图示的示例中,图示的示例的阀体202包括定位片806。定位片806从阀体202的限定流体流动通道204的内壁或表面808突出。定位片806接合阀座212的定位槽450(例如,由该定位槽容纳),以使阀座212相对于阀体202的位置和/或定向固定在预定定向804上。在一些示例中,阀座212包括定位片806,且阀体202包括定位槽450。换句话说,阀座212或阀体202中的一个包括定位片806,而阀座212或阀体202中的另一个包括定位槽450。
为了使阀笼214相对于阀座212定位于第一定向602(图6)或第二定向702(图7)上,阀笼214和阀体202限定第二键810。第二键810包括阀笼214的定向片452和形成在阀体202中的多个定向槽812。定向槽812相对于孔210的纵向轴线814(例如,围绕孔210的圆周)径向地间隔开,该孔210被配置成容纳阀笼214。定向槽812的数量与阀内件200的可能的流动特性的数量对应。例如,形成在阀体202上的第一定向槽816与第一流动特性600对应,并且形成在阀体202上的第二定向槽818与第二流动特性700对应。因此,定向片452定位成接合第一定向槽816或被该第一定向槽容纳的形式,以使阀笼214相对于阀座212定位在第一定向602上,并且定向片452定位成与第二定向槽818接合或被该第二定向槽容纳,以使阀笼214相对于阀座212定位在第二定向702上。在一些示例中,阀体202包括第三定向槽,以使阀笼214相对于阀座212定位在第三定向上,该第三定向与第一定向602和第二定向702不同。
图9是当阀内件200处于配置成提供第一流动特性600的第一定向602时的阀体202和阀内件200的部分横截面透视图。在第一定向602上,阀座212的第一开口440中的相应一个与阀笼214的通道412中的相应一个对准,使得开口304随着流动控制构件224在闭合位置228与打开位置300之间移动而提供流体流动路径902,该流体流动路径提供线性流动特性。
图10是当阀内件200处于配置成提供第二流动特性700的第二定向702时的阀体202和阀内件200的部分横截面透视图。在第二定向702上,阀座212的第二开口442中的相应一个与阀笼214的通道412中的相应一个对准,使得开口704随着流动控制构件224在闭合位置228与打开位置300之间移动而提供流体流动路径1002,该流体流动路径提供等百分比。
图11A到图11D是代表示例方法1100的示意图示,该示例方法用以在第一流动特性600与第二流动特性700之间配置阀内件200。参照图11A,阀内件200定位成提供第一流动特性600。具体地,阀笼214相对于阀座212处于第一定向602,并且阀座212在预定定向804上(例如,经由图8B的第一键802)被固定到阀体202。例如,阀体202的定位片806(图8A)定位在阀座212的定位槽450中,以固定阀座212相对于阀体202的位置。另外,阀笼214的定向片452定位在阀体202的第一定向槽816(图8A)中,以使阀笼214定位在第一定向602上。
参照图11B,为了改变或转换阀内件200以提供第二流动特性700,用户从阀体202上移除致动器104(图1)和阀盖106(图1)。在一些示例中,移除阀杆226和流动控制构件224。然后,阀笼214在方向1102(例如,图11B的定向中的向上方向)上远离阀座212移动,以使阀笼214的定向片452从阀体202的第一定向槽816移除或脱离接合。阀座212经由第一键802保持在预定定向804上。换句话说,阀座212没有从阀体202移除。
参照图11C,阀笼214在旋转方向1104(例如,图11C的定向上的顺时针方向)上围绕阀笼214的纵向轴线414旋转,以使定向片452朝向阀体202的第二定向槽818移动。例如,阀笼214在30度与60度之间(例如45度)计时(clocked),以在第一定向602与第二定向702之间改变阀笼214相对于阀座212的定向。
参照图11D,当定向片452与第二定向槽818对准时,阀笼214在方向1106(例如,图11D的定向上的向下方向)上朝向阀座212移动以使定向片452定位在阀体202的第二定向槽818(图8A)内或与之接合。阀盖106和致动器104附接到阀体202。在一些示例中,在将阀盖106和致动器104附接到阀体202之前,将阀杆226和流动控制构件224定位在阀笼214的中心孔406中。因此,不需要从阀体202移除阀座212来在第一流动特性600与第二流动特性700之间改变阀内件200。
图12A到图12G是图1到图7、图8A到图8C、图9、图10和图11A到图11D的阀笼214的各种视图。图13A到图13G是图1到图7、图8A到图8C、图9、图10和图11A到图11D的阀座212的各种视图。
根据前文,本文中公开的阀内件200可以配置成利用内件部分的相同组(例如阀笼214和阀座212)提供两个或更多个流动特性,从而降低制造成本。例如,基于阀笼214的通道412和阀座212所提供的开口(例如第一开口440和第二开口442)的对准,阀内件200提供不同的流动特性配置。例如,当通道412与阀座212的第一开口440对准时,阀内件200提供第一流动特性600,并且当阀笼214的通道412与第二开口442对准时,该阀内件提供第二流动特性700。在一些这种示例中,阀笼214可以相对于阀座212定位于第三定向(例如,与阀体202的第三定向槽对应)上,以提供与第一流动特性和第二流动特性不同的第三流动特性。例如,在第三定向上,阀笼214的通道412中的一个的第一部分(例如第一半部)与第一开口440中的一个的一部分(例如一半)对准,且通道412中的一个的第二部分(例如第二半部)与第二开口442中的一个的一部分(例如一半)对准。以此方式,阀笼214的通道412中的相应一个与第一开口440和第二开口442中的相应一个的相应部分(例如半部部分)对准。
在一些示例中,本文中公开的示例阀座可包括从阀座突出的第三尖头组,以提供第三开口,第三开口具有与第一开口和第二开口的轮廓和形状不同的轮廓或形状。在一些这种示例中,阀笼214可以相对于阀座定位于与第一定向和第二定向不同的第三定向上。在第三定向上,阀笼214的通道412与阀座的第三尖头组所提供的第三开口对准,以提供与第一流动特性和第二流动特性不同的第三流动特性。
在一些示例中,本文中公开的示例阀内件可以配置成提供多个不同的流动特性。例如,本文中公开的阀座可采用多个不同的尖头或突出部来限定相应的多个不同的开口。阀笼的通道可以与阀座的第一开口对准以提供第一流动特性,阀笼的通道可以与阀座的第二开口对准以提供与第一流动特性不同的第二流动特性,阀笼的通道可以与阀座的第三开口对准以提供与第一流体流动特性和第二流体流动特性不同的第三流动特性,阀笼的通道可以与阀座的第四开口对准以提供与第一、第二和第三流体流动特性等不同的第四流动特性。
在一些示例中,阀笼的通道可包括具有第一形状或轮廓的第一组通道和具有与第一组通道不同的第二形状或轮廓的第二组通道。在一些这种示例中,第一组通道与阀座所提供的第一组开口对准以提供第一流动特性,阀笼的第二组通道与阀座的第二组开口对准以提供与第一流动特性不同的第二流动特性,阀笼的第三组通道与阀座的第三组开口对准以提供与第一流动特性和第二流动特性不同的第三流动特性,等等。在一些示例中,阀座可以配置有通道(例如通道412),且阀笼可以配置有一个或多个尖头(例如,突出部434)以限定第一开口(例如第一开口440)和第二开口(例如第二开口442)。
在一些示例中,阀笼和阀座可包括多个孔或孔径(例如销孔),这些孔或孔径可交叠或对准以限定提供不同的流动特性的多个窗口或开口(例如开口304、704)。在一些这种示例中,阀笼的孔可以被配置成以各种配置与阀座的孔对准以提供不同的流动特性。例如,阀笼可相对于阀座的孔定向,使得阀笼的孔保持完全打开以提供第一流动特性,阀笼可相对于阀座的孔定向,使得阀笼的孔部分打开(例如75%打开)以提供第二流动特性,阀笼可相对于阀座的孔定向,使得阀笼的孔被部分阻挡(例如75%阻挡)以提供第三流动特性,等等。
在一些示例中,流体阀102和/或阀体202提供用于限定流体流动通道的装置。在一些示例中,阀座212、密封表面230和/或流动控制构件224提供用于密封的装置。在一些示例中,阀笼214提供用于引导的装置,该用于引导的装置相对于阀座(例如用于密封的装置)可定位在第一定向或与第一定向不同的第二定向中的至少一个之间。在一些示例中,第一键802提供用于将阀座212相对于阀体202固定在预定定向上的第一装置。在一些示例中,第二键810提供用于将阀笼214相对于阀座212或阀体202固定在第一定向或第二定向上的第二装置。在一些示例中,开口304和/或704提供用于表征流体流动特性的装置。在一些示例中,突出部434提供用于阻碍流体流过通道412的至少一部分的装置。在一些示例中,通道412和第一开口440提供用于限定第一流动特性的装置,并且通道412和第二开口442提供用于限定第二流动特性的装置。在一些示例中,通道412提供用于表征流体流动的装置,并且突出部434提供用于阻碍用于表征流体流动的装置的装置。
尽管本文中已经描述了某些装置、方法和制品,但是该专利的覆盖范围不限于此。相反,该专利覆盖从字面上或在等同原则下完全落入所附权利要求书的范围内的所有装置、方法和制品。

Claims (20)

1.一种阀内件,包括:
阀笼,其限定主体,所述主体具有用以容纳阀塞的孔,所述阀笼包括穿过所述主体的侧表面的多个通道,所述多个通道相对于所述孔的纵向轴线径向地间隔开;以及
阀座,其容纳所述阀笼,所述阀座具有多个突出部,所述多个突出部限定了多个第一开口和多个第二开口,所述第一开口中的一个开口与所述通道中的相应一个通道对准,以在所述阀笼相对于所述阀座被定位于第一定向时提供第一流动特性,并且所述第二开口中的一个开口与所述阀笼的所述通道中的相应一个通道对准,以在所述阀笼相对于所述阀座被定位于与所述第一定向不同的第二定向时提供与所述第一流动特性不同的第二流动特性。
2.根据权利要求1所述的阀内件,其中,当所述阀笼相对于所述阀座处于所述第一定位时,所述阀笼的所述通道中的至少一个通道不受所述突出部阻碍,以提供所述第一流动特性。
3.根据权利要求1所述的阀内件,其中,当所述阀笼相对于所述阀座处于所述第二定位时,所述阀笼的所述通道中的至少一个通道受所述突出部中的至少一个突出部阻碍,以提供所述第二流动特性。
4.根据权利要求1所述的阀内件,其中,所述第一流动特性是线性流动特性,并且所述第二流动特性是等百分比流动特性。
5.根据权利要求1所述的阀内件,其中,所述阀笼包括定向片,以与阀体的第一槽或所述阀体的第二槽中的至少一个接合,所述第一槽用以将所述阀笼定向在所述第一定向中,所述第二槽用以将所述阀笼定向在与所述第一定向不同的所述第二定向中。
6.根据权利要求1所述的阀内件,其中,所述阀座包括定位槽,所述定位槽容纳阀体的定位片,以当所述阀座被定位于所述阀体中时,相对于所述阀体固定所述阀座的定向。
7.根据权利要求1所述的阀内件,其中,所述第一开口被形成于所述突出部之间,并且所述第二开口由所述突出部形成。
8.根据权利要求1所述的阀内件,其中,所述第二开口包括具有第一形状的所述第二开口的第一集合和具有第二形状的所述第二开口的第二集合,所述第二形状与所述第二开口的所述第一集合的所述第一形状不同。
9.一种阀,其包括:
阀体,其在入口与出口之间限定流体流动通道;
阀座,其被定位于所述阀体中以限定所述流体流动通道的孔口,所述阀座限定多个突出部;以及
阀笼,其被定位于所述流体流动通道中,所述阀笼限定了孔和穿过所述阀笼的侧表面而形成的多个通道,所述阀笼用以在所述孔的第一端处可滑动地容纳阀塞,并且用以在所述孔的与所述第一端相对的第二端处至少部分地容纳所述阀座的所述突出部的一部分。
10.根据权利要求9所述的阀,其中,所述阀笼相对于所述阀座能够在多个不同的定向中定位,以提供多个不同的流体流动特性,所述定向中的每一个定向用以提供所述不同的流体流动特性中的相应一个流体流动特性。
11.根据权利要求9所述的阀,其中,所述突出部中的至少一个突出部具有能够跨所述通道中的至少一个通道的至少一部分延伸的纵向长度。
12.根据权利要求9所述的阀,其中,所述阀座和所述阀体包括第一键,以固定所述阀座相对于所述阀体的位置。
13.根据权利要求12所述的阀,其中,所述第一键包括定位片和用以容纳所述定位片的定位槽,所述阀座或所述阀体中的一个包括所述定位片,并且所述阀座或所述阀体中的另一个包括所述定位槽。
14.根据权利要求12所述的阀,其中,所述阀笼和所述阀体限定第二键,以将所述阀笼定位在相对于所述阀座的第一定向或相对于所述阀座的与所述第一定向不同的第二定向中的至少一个中。
15.根据权利要求14所述的阀,其中,所述第二键包括从所述阀笼的所述侧表面突出的定向片和形成在所述阀体中的多个定向槽,所述定向槽相对于由所述阀体限定的孔的纵向轴线径向间隔开,所述孔被配置成容纳所述阀笼。
16.根据权利要求15所述的阀,其中,所述定向片将与所述定向槽中的第一个定向槽接合,以将所述阀笼相对于所述阀座定位在第一定向中。
17.根据权利要求16所述的阀,其中,所述定向片将与所述定向槽中的第二个定向槽接合,以将所述阀笼相对于所述阀座定位在第二定向中。
18.一种阀内件,其包括:
用于密封的装置,其包括用于阻碍流体流动的装置;以及
用于引导阀塞的装置,用于引导的所述装置包括用于表征流体流动的装置,用于引导的所述装置相对于用于密封的所述装置能够定位在第一定向或与所述第一定向不同的第二定向中的至少一个之间,当用于引导的所述装置处于所述第一定向中时,用于阻碍流体流动的所述装置被定位成与用于表征流体流动的所述装置相邻,并且当用于引导的所述装置处于所述第二定向中时,用于阻碍流体流动的所述装置与用于表征流体流动的所述装置对准。
19.根据权利要求18所述的阀内件,其中,当用于引导的所述装置处于所述第一定向中时,用于阻碍流体流动的所述装置不阻碍用于表征流体流动的所述装置,当用于引导的所述装置处于所述第二定向时中,用于阻碍流体流动的所述装置延伸穿过用于表征流体流动的所述装置的至少一部分。
20.根据权利要求18所述的阀内件,其进一步包括用于在入口与出口之间限定流体流动通道的装置,用于限定所述流体流动通道的所述装置被配置成容纳用于密封的所述装置和用于引导所述阀塞的所述装置,其中,用于引导的所述装置和用于限定所述流体流动通道的所述装置包括第一装置,所述第一装置用于将用于引导的所述装置固定在所述第一定向或所述第二定向中,并且,用于密封的所述装置和用于限定所述流体流动通道的所述装置包括第二装置,所述第二装置用于将用于密封的所述装置相对于用于限定所述流体流动通道的所述装置固定在第三定向中。
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