CN114719075A - 用于降低阀中噪声和气穴的装置 - Google Patents
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Abstract
公开了用于减少阀中的噪声和气穴的方法、装置、系统和制品。示例阀包括阀体,该阀体包括流体入口、流体出口、以及在流体入口和流体出口之间延伸的流体通路;阀笼,该阀笼设置在流体通路中,该阀笼包括具有内层和外层的第一环形侧壁,该外层包围内层,该内层包括延伸通过内层的第一开口,该外层包括延伸通过外层的第二开口,该第二开口与第一开口流体连通,并且第二开口小于第一开口;以及阀塞,该阀塞设置在流体通路中,该阀塞包括由第一环形侧壁包围的第二环形侧壁,该第二环形侧壁包括延伸通过第二环形侧壁的第三开口,该阀塞可相对于阀笼移动以将第三开口选择性地布置为与第一开口流体连通。
Description
技术领域
本公开通常涉及阀,更具体涉及用于减少阀中的噪声和气穴的装置。
背景技术
阀用于控制流体通过管道的流动。截止阀(globe valve)通常包括带有开口的阀笼,当阀打开时,流体可以通过该开口流动。随着流体离开阀笼的开口,流体通常在阀的出口处与相对静止或低速的流体相互作用。这种相互作用通常会生成噪声和/或气穴(cavitation)。
发明内容
本文中所公开的示例阀包括阀体,该阀体包括流体入口、流体出口、以及在流体入口和流体出口之间延伸的流体通路。阀笼设置在流体通路中,阀笼包括具有内层和外层的第一环形侧壁。外层包围内层。内层包括延伸通过内层的第一开口,并且外层包括延伸通过外层的第二开口。第二开口与第一开口流体连通,并且第二开口小于第一开口。阀塞设置在流体通路中,阀塞包括由第一环形侧壁包围的第二环形侧壁。第二环形侧壁包括延伸通过第二环形侧壁的第三开口。阀塞可相对于阀笼移动以将第三开口选择性地为置为与第一开口流体连通。
本文中所公开的示例装置包括阀笼,该阀笼被配置为设置在阀的流体通路中,该流体通路在阀的流体入口与阀的流体出口之间延伸。阀笼包括具有内层和外层的第一环形侧壁,该外层包围内层。内层包括延伸通过内层的第一开口,并且外层包括延伸通过外层的第二开口。第二开口与第一开口流体连通,并且第二开口小于第一开口。阀塞被配置为设置在阀的流体通路中。阀塞包括由第一环形侧壁包围的第二环形侧壁。第二环形侧壁包括延伸通过第二环形侧壁的第三开口。阀塞可相对于阀笼移动以将第三开口选择性地布置为与第一开口流体连通。
本文中所公开的示例阀笼被配置为设置在阀体的流体通路中。阀笼包括第一环形侧壁,该第一环形侧壁被配置为包围阀塞的第二环形侧壁。阀塞要设置在阀体中。第一环形侧壁具有内层和外层,该外层包围内层。内层包括延伸通过内层的第一开口,并且外层包括延伸通过外层的第二开口。第二开口与第一开口流体连通,并且第二开口小于第一开口。
附图说明
图1图示了其中可以实现本文中所公开的示例的已知截止阀。
图2是根据本公开的教导的可以在图1的截止阀内实现的示例阀笼和示例阀塞的横截面视图。
图3是图2的阀笼和阀塞的外部视图。
图4图示了图2和图3的阀笼和阀塞,其中阀塞处于完全打开位置。
图5图示了图2至图4的阀笼和阀塞,其中阀塞处于部分打开位置。
图6图示了图2至图5的阀笼和阀塞,其中处于完全关闭位置。
图7图示了图2至图6的阀笼和阀塞,其中省略了阀笼的外层。
附图并非按比例绘制。相反,可以在附图中放大层或区域的厚度。一般而言,在一个或多个附图和随附书面描述中,使用相同的附图标记来是指相同或相似的部件。如本专利中所使用的,声明任何部分(例如,层、膜、区、区域或板)以任何方式位于(例如,定位在、处于、设置在或形成于等)另一部分上指示所引用部分要么与另一部分接触,或所引用的部分位于另一部分上方,其中一个或多个中间部分位于它们之间。除非另有说明,否则连接引用(例如,附接、耦接、连接和接合)要以广义方式解释并且可以包括元件集合之间的中间构件以及元件之间的相对移动。如此,连接引用不一定推断两个元件直接连接并且彼此具有固定关系。声明任何部分与另一部分“接触”意味着两个部分之间没有中间部分。尽管附图示出了具有清晰线条和边界的层和区域,但是这些线条和/或边界中的一些或全部线条和/或边界可以是理想化的。实际上,边界和/或线条可能难以察觉、混合和/或不规则。
描述词“第一”、“第二”、“第三”等在本文中当标识可以被单独提及的多个元件或部件时使用。除非基于其使用上下文另有说明或理解,否则为了便于理解所公开的示例,这些描述词不旨在赋予列表中的优先级、物理次序或布置或时间排序的任何含义,而仅用作分别用于是指多个元件或部件的标签。在一些示例中,描述词“第一”可以用于是指具体实施方式中的元件,而相同的元件可以在权利要求中使用诸如“第二”或“第三”之类的不同的描述词来指代。在这样的实例中,应当理解,这样的描述词仅用于便于引用多个元件或部件。
具体实施方式
阀通常在流体管道上实现以控制流体从第一位置到第二位置的流动。当阀处于关闭位置时,阀防止阀入口处高压区域的流体流向阀出口处的低压区域。可替代地,当阀处于打开位置时,阀允许流体从高压区域流向低压区域。阀的打开和关闭可以手动或经由通信耦接到阀的过程控制系统的命令信号执行。
阀的阀内件组件通常包括阀笼,以降低流过阀的流体的压力。通常,阀笼包括开口,当流体离开阀时行进通过这些开口。在滑杆阀中,阀笼内实现有阀塞,以控制通过阀笼的开口的流体流动。阀塞可以相对于阀笼(例如,沿着阀笼的中心轴线)向上和向下移动,并且通常包括实心侧壁(例如,没有开口的侧壁)。具体地,阀塞可以在完全关闭位置与完全打开位置之间移动。阀塞在完全关闭位置阻止和/或防止流体流过阀笼,并且在完全打开位置中允许流体流过阀笼。在一些情况下,与阀塞处于完全打开位置时的流体的流率相比较,将阀塞置于部分打开位置可以降低流体的流率。
当阀塞从关闭位置移动到打开位置时,通过阀笼的压力会突然下降。具体地,在进入阀笼的开口时,流体处于相对较高的压力下,而在离开开口时,处于降低的压力下。随着流体行进通过开口,流体的速度增加。随着高速流体离开开口,高速流体在低压区域处与相对静止或低速的流体相互作用。流体的相互作用发生在高速流体与静止或低速流体之间的剪切层处。在这种情况下,噪声由剪切层处的湍流增加引起。更进一步地,打开阀期间的压降可能会导致阀中出现气穴。在这种情况下,流体中会形成气泡,随后会破裂,这可能会导致损坏阀体。
本文中所公开的示例通过在阀塞和/或阀笼两端产生渐变压降来减少在阀(例如,截止阀、球形阀阀等)的操作期间噪声和/或气穴的发生。本文中所公开的示例阀包括具有第一环形侧壁的阀笼,该第一环形侧壁包括外层和内层,外层包围内层。内层包括延伸通过内层的第一开口,并且外层包括延伸通过外层的第二开口。第二开口与第一开口流体连通,第二开口小于第一开口。由此,当流体流过阀笼的第一环形侧壁时,第一开口和第二开口产生流体的渐变压降,从而减少湍流,因此减少阀笼的出口处的噪声和/或气穴,在一些示例中,阀笼的第一环形侧壁的外层被构造为格子(lattice)。更进一步地,本文中所公开的示例实现了能够相对于阀笼移动的阀塞。示例阀塞包括由阀笼的第一环形侧壁包围的第二环形侧壁。阀塞包括延伸通过第二环形侧壁的第三开口。在一些示例中,第三开口具有与阀笼的第一开口基本相同的尺寸、形状和/或间距。
在本文中所公开的示例中,阀塞可以第一位置和第二位置之间移动,在第一位置处第一开口与第三开口重叠和/或基本对齐,在第二位置处第一开口不与第三开口重叠。当阀塞在第一位置时,流体可以流过阀塞和阀笼,而当阀塞在第二位置时,阀塞阻止流体流过阀笼。更进一步地,阀塞可以通过控制第一开口与第三开口之间的重叠面积来控制流体的流率。例如,增加重叠面积会增加流率,而减少重叠面积会降低流率。有利地,本文中所公开的示例可以控制通过阀的流体的压降和/或流率,以减少阀中噪声和/或气穴的生成。虽然本文中所公开的示例可以用于任何类型的阀,但是本文中所公开的示例可能具体用于滑杆控制阀和旋转阀。
图1图示了已知截止阀100,在该截止阀100内,可以实现本文中所公开的示例。截止阀100包括阀体102,该阀体102具有通过流体通路105连接的流体入口104和流体出口106。截止阀100还包括定位在阀体102内部的流体入口104与流体出口106之间的阀内件组件108。阀内件组件108包括阀笼110和阀座112。截止阀100的阀塞(例如,流体控制构件)114可滑动地设置在阀笼110中,其中阀塞114能够相对于阀座112移动以控制通过阀体102的流体流动。阀塞114经由杆118耦接到致动器(未示出)。致动器在阀体102中向上移动阀塞114(例如,远离阀座112)以打开截止阀100并且允许流体从流体入口104流到流体出口106。相反,致动器在阀体102中向下移动阀塞114(例如,朝向阀座112)以关闭截止阀100并且防止流体在流体入口104与流体出口106流动。在一些示例中,截止阀100可以部分打开或关闭以控制流体通过截止阀100的流率。致动器可以手动操作,或可替代地可以经由来自耦接到致动器的计算机系统的电信号进行控制。
图1的阀塞114具有实心(例如,连续)表面,使得防止流体流过阀塞114的侧壁。如此,当截止阀100从关闭状态移动到打开状态时,流体通过阀笼110的压力可能发生突然下降,使得高速流体与阀笼110的出口处的静止流体相互作用。流体的相互作用会在截止阀100中生成噪声和/或气穴,这会降低截止阀100的功能。具体地,气穴可能使得截止阀100的一个或多个部件损坏,使得截止阀100可能需要频繁更换和/或修理。
图2是根据本公开的教导的可以在图1的截止阀100内实现的示例阀笼200和示例阀塞202的横截面视图。图2的示例阀笼200和示例阀塞202分别不同于图1的已知阀笼110和已知阀塞114。
图2的阀笼200包括具有示例内层206和示例外层208的示例第一环形侧壁204,其中外层208包围内层206。第一环形侧壁204的内层206包括围绕内层206的圆周设置的第一开口210,其中第一开口210延伸通过内层206。第一环形侧壁204的外层208包括围绕外层208的圆周设置的示例第二开口212,第二开口212延伸通过外层208。外层208的第二开口212与内层206的第一开口210流体连通。与内层206的第一开口210的尺寸相比较,外层208的第二开口212的尺寸分别被设计为具有更小尺寸(例如,较小的横截面面积),如下文所进一步描述的。
在图2的图示示例中,第一环形侧壁204的外层208被固定地耦接到第一环形侧壁204的内层206和/或与第一环形侧壁204的内层206一体成型。在其他示例中,第一环形侧壁204的外层208能够与第一环形侧壁204的内层206分离。在这样的其他示例中,当内层206和外层208都定位在和/或落座在阀内(例如,在图1的截止阀100内)时,第一环形侧壁204的外层208可以相对于第一环形侧壁204的内层206保持处于固定位置。
在一些示例中,阀笼200的第一环形侧壁204的内层206和外层208可以由金属(例如,钢、铝等)构成。在其他示例中,阀笼200的第一环形侧壁204的内层206和/或外层208可以替代地由金属以外的材料构成。在图2的图示示例中,阀笼200的第一环形侧壁204的外层208的厚度大于阀笼200的第一环形侧壁204的内层206的厚度。在其他示例中,阀笼200的第一环形侧壁204的外层208的厚度可替代地小于或基本等于阀笼200的第一环形侧壁204的内层206的厚度。
图2的阀塞202包括示例第二环形侧壁214。阀塞202的第二环形侧壁214被配置为被阀笼200的第一环形侧壁204包围,其中阀塞202的第二环形侧壁214能够相对于阀笼200的第一环形侧壁204和/或在阀笼200的第一环形侧壁204内滑动。阀塞202的第二环形侧壁214包括围绕第二环形侧壁214的圆周设置的示例第三开口216,其中第三开口216延伸通过第二环形侧壁214。
在一些示例中,阀塞202的第二环形侧壁214可以由金属(例如,钢、铝等)构成。在其他示例中,阀塞202的第二环形侧壁214可以替代地由金属以外的材料构成。在图2的图示示例中,阀笼200的第一环形侧壁204的厚度大于阀塞202的第二环形侧壁214的厚度。在其他示例中,阀笼200的第一环形侧壁204的厚度可以替代地小于或基本等于阀塞202的第二环形侧壁214的厚度。
在图2的图示示例中,流体从示例方向(例如,向上方向)218进入阀塞202的内部区域。阀笼200是截止阀100中的固定(例如,静止)部件。阀塞202能够相对于阀笼200移动(例如,可滑动和/或可旋转)。例如,阀塞202可以在第一位置(例如,完全打开位置)与第二位置(例如,完全关闭位置)之间轴向移动(例如,沿着示例轴线220)。当阀塞202相对于阀笼200移动时,形成在阀塞202的第二环形侧壁214中的第三开口216相对于形成在阀笼200的第一环形侧壁204的内层206中的第一开口210移动,使得第三开口216选择性地布置为与第一开口210流体连通。在一些示例中,响应于阀塞202从第二位置移向第一位置和/或移动进入第一位置,第三开口216被布置为与第一开口210流体连通。相反,例如,响应于阀塞202从第一位置移向第二位置和/或进入第二位置,第三开口216被解除与第一开口210流体连通。
在一些示例中,当阀塞202处于第一位置时,第一开口210和第三开口216部分或完全重叠,但当阀塞202处于第二位置时,不重叠。在一些这样的示例中,当阀塞202处于第一位置时,第一开口210和第三开口216基本对齐。在上文所描述的示例中,将阀塞202定位在第一位置处和/或将阀塞202移动到第一位置中使得第三开口216与第一开口210流体连通,使得进入阀塞202的内部区域的流体可以经由第三开口216径向向外(例如,沿示例方向222)流过阀塞202的第二环形侧壁214,然后经由第一开口210流过阀笼200的第一环形侧壁204的内层206,然后经由第二开口212流过阀笼200的第一环形侧壁204的外层208。相反,将阀塞202定位在第二位置处和/或将阀塞202移动到第二位置中使得第三开口216不与第一开口210流体连通,使得进入阀塞202的内部区域的流体可以经由第三开口216流过阀塞202的第二环形侧壁214,但防止流入形成在阀笼200的第一环形侧壁204的内层206中的第一开口210。在一些示例中,当阀塞202处于第二位置时,在阀塞202的第二环形侧壁214与阀笼200的第一环形侧壁204的内层206之间的界面处形成密封,使得流体不会在第一环形侧壁204与第二环形侧壁214之间通过。
在图2的图示示例中,第一开口210和第三开口216具有菱形横截面形状。在其他示例中,第一开口210和/或第三开口216可以替代地具有不同的横截面形状。例如,第一开口210和/或第三开口216可以具有椭圆形、圆形或矩形横截面形状。在图2的图示示例中,第一开口210和第三开口216具有均匀尺寸和形状并且跨越阀笼200和/或阀塞202的表面均匀隔开。在其他示例中,第一开口210和/或第三开口216的尺寸、形状和/或间距可以不同。第一开口210和第三开口216的数目、和/或第一开口210和/或第三开口216的尺寸可以增加或减少以改变阀笼200和/或阀塞202的流动特点和/或压力特点。在图2的图示示例中,第一开口210具有与第三开口216基本相同的尺寸、形状和/或间距。在其他示例中,与第三开口216相比较,第一开口210可以具有不同的尺寸、形状和/或间距。在一些示例中,与第三开口216相比较,第一开口210具有更小的横截面尺寸。
在图2的图示示例中,阀笼200的外层208可以被配置为限定外层208的第二开口212的格子,其中第二开口212的横截面尺寸小于第一开口210和/或第三开口216的对应横截面尺寸。在一些示例中,第二开口212的横截面尺寸小于第一开口210的对应横截面尺寸的百分之二十五(25%)。在其他示例中,第二开口212的截面尺寸小于第一开口210的对应横截面尺寸的百分之十(10%)。在其他示例中,第二开口212的横截面尺寸小于第一开口210的对应横截面尺寸的百分之五(5%)。
如上文所讨论的,将阀塞202定位在第一位置处和/或将阀塞202移动到第一位置中使得第三开口216与第一开口210流体连通,使得进入阀塞202的内部区域的流体可以经由第三开口216径向向外(例如,沿方向222)流过阀塞202的第二环形侧壁214,然后经由第一开口210流过阀笼200的第一环形侧壁204的内层206,然后经由第二开口212流过阀笼200的第一环形侧壁204的外层208。通过沿方向222减小从第一开口210到第二开口212的横截面尺寸,在流体通过第一环形侧壁204时,阀笼200使得流体由此流过而具有渐变压降。如此,渐变压降可以减少阀笼200的出口处的湍流以减少阀中(例如,截止阀100)中生成的噪声和/或气穴。
在一些示例中,阀笼200的第一环形侧壁204和/或阀塞202的第二环形侧壁214使用增材制造构造。如此,第一开口210、第二开口212和/或第三开口216的形状、尺寸和/或间距可以有利地基于阀的期望特点(例如,流率、压降)和/或应用(例如,截止阀100)来定制。
图3是图2的阀笼200和阀塞202的外部视图。在图3的图示示例中,阀笼200的第一环形侧壁204的外层208被构造为限定第二开口212的格子。如图3所示,第二开口212中的每个第二开口212具有方形横截面形状。在其他示例中,第二开口212的横截面形状可以是矩形、菱形、平行四边形等。可替代地,第二开口212可以定义为六边形点阵或三角形点阵。
图4图示了图2和图3的阀笼200和阀塞202,其中阀塞202被示为处于完全打开位置。阀塞202相对于阀笼200沿着轴线220移动到完全打开位置,在该完全打开位置中,第一环形侧壁204的第一开口210与第二环形侧壁214的第三开口216完全重叠和/或基本对齐。与第一开口210和第三开口216仅部分重叠且实质未对齐时相比较,流过第一开口210和第三开口216的流体的流率比当第一开口210与第三开口216完全重叠和/或基本对齐时更大。如此,可以通过将阀塞202移动到完全打开位置来增加流体的流率。
图5图示了图2至图4的阀笼200和阀塞202,其中阀塞202被示为处于部分打开位置。在图5的图示示例中,与处于图4的完全打开位置的阀塞202相比较,阀塞202已经沿着轴线220轴向(例如,向下)移动。具体地,阀塞202被定位为使得阀塞202的第三开口216和阀笼200的第一开口210部分重叠且实质未对齐。在该示例中,第一开口210的横截面面积的近似百分之五十(50%)被覆盖。由此,由于第一开口210的横截面尺寸被有效地减小,所以与塞202处于完全打开位置相比较,阀塞202处于部分打开位置降低了流体流过阀塞202和阀笼200的流率。
图6图示了图2至图5的阀笼200和阀塞202,其中阀塞202被示为处于完全关闭位置。在图6的图示示例中,与图5的处于部分打开位置的阀塞202相比较,阀塞202已经沿着轴线220轴向(例如,向下)移动。具体地,阀塞202被定位为使得阀塞202的第三开口216和阀笼200的第一开口210不重叠。如此,当阀塞202处于关闭位置时,防止进入阀塞202的流体经由第一开口210且由此经由第二开口212沿方向222径向向外流动。
在图6的图示示例中,阀塞202可以通过沿着轴线220相对于阀笼200向上移动(例如,平移、滑动)返回到图5的部分打开位置或图4的完全打开位置。随着阀塞202从完全关闭位置向上移动到完全打开位置,第一开口210的未覆盖面积逐渐增加。例如,当阀塞202处于完全关闭位置时,第一开口210是百分之零(0%)未覆盖。随着阀塞202向上移动,未覆盖面积逐渐增加(例如,增加到百分之五(5%)未覆盖,然后增加到百分之十(10%)未覆盖等),其中第一开口210的未覆盖面积增加直至阀塞202处于完全打开位置并且第一开口210完全(例如,百分之一百100%)未被覆盖。如此,随着未覆盖面积的增加,通过阀笼200的流体的流率同样逐渐增加。结果,在打开包括阀笼200和阀塞202的阀(例如,截止阀100)期间,在阀笼200的出口处生成的湍流减少,从而减少了阀中的噪声和/或气穴。
图7图示了图2至图6的阀笼200和阀塞202,其中省略了示例阀笼200的第一环形侧壁204的外层208。在该示例中,与实现外层208的示例相比较,阀笼200两端的压降降低。与图4至图6中的示例相似,图7中的阀塞202可以沿着轴线220相对于阀笼200移动以控制流体通过第一开口210和第三开口的流率。
可替代地,在其他示例中,阀笼200可以包括一个或多个附加层。例如,阀笼200可以包括位于阀笼200的第一环形侧壁204的内层206和外层208之间的中间层。在这样的示例中,内层206的第一开口210和外层208的第二开口212可以与形成在中间层中并且延伸通过中间层的中间开口流体连通,中间开口的横截面尺寸小于第一开口210的横截面尺寸并且大于第一开口212的横截面尺寸。在一些示例中,可以通过实现这种中间层来增加阀笼200的第一环形侧壁204两端的压降。
在图4至图7的图示示例中,阀塞202通过沿着轴线220竖直行进而在完全打开位置与关闭位置之间移动。在阀笼200和阀塞202在旋转阀上实现的其他示例中,阀塞202可以围绕轴线220旋转以覆盖和/或露出第一开口210。附加地或可替代地,在一些示例中,阀塞202实现第一环形侧壁204而阀笼200实现第二环形侧壁214。在这样的示例中,第二环形侧壁214固定(例如,静止),而第一环形侧壁204能够相对于第二环形侧壁214移动。
“包含”和“包括”(及其所有形式和时态)在本文中用作开放式术语。因此,每当权利要求采用任何形式的“包含”或“包括”(例如,包括、包含、含有、具有等)作为序言或在任何类型的权利要求引用中采用它们,应当理解为在不超出对应权利要求或引用的范围的情况下,可以存在附加元素、术语等。如本文中所使用的,当短语“至少”用作例如权利要求的序言中的过渡术语时,它以与术语“包括”和“包含”相同的方式以开放式结束。术语“和/或”当以例如A、B和/或C的形式使用时是指A、B、C的任何组合或子集,诸如(1)单独的A、(2)单独的B、(3)单独的C、(4)A与B、(5)A与C、(6)B与C、以及(7)A与B和C。如本文在描述结构、部件、项、对象和/或事物的上下文中所使用的,短语“A和B中的至少一个”旨在是指包括以下各项中的任一项的实现方式:(1)至少一个A、(2)至少一个B和(3)至少一个A和至少一个B。同样,如本文中在描述结构、部件、项、对象和/或事物的上下文中所使用的,短语“A和B中的至少一个”旨在是指包括以下各项中的任一项的实现方式:(1)至少一个A、(2)至少一个B和(3)至少一个A和至少一个B。如本文中在描述步骤、指令、动作、活动和/或步骤的施行或执行的上下文中所使用的,短语“A和B中的至少一个”旨在是指包括以下各项中的任一项的实现方式:(1)至少一个A、(2)至少一个B和(3)至少一个A和至少一个B。同样,如本文中在描述步骤、指令、动作、活动和/或步骤的施行或执行的上下文中所使用的,短语“A和B中的至少一个”旨在是指包括以下各项中的任一项的实现方式:(1)至少一个A、(2)至少一个B和(3)至少一个A和至少一个B。
如本文中所使用,单数引用(例如,“一”、“一个”、“第一”、“第二”等)不排除复数。如本文中所使用的,术语“一”或“一个”实体是指该实体中的一个或多个。术语“一”(或“一个”)、“一个或多个”和“至少一个”在本文中可以互换使用。更进一步地,尽管单独列出,但是多个器件、元件或方法动作可以由例如单个单元或处理器来实现。附加地,虽然单独特征可能包括在不同的示例或权利要求中,但是这些可能被组合,并且包括在不同的示例或权利要求中并不意味着特征的组合不可行和/或有利。
根据上文,应当领会,已经公开了示例方法、装置和制品,其生成流过阀的流体的渐变压降,从而减少在操作阀期间生成的噪声和/或气穴。
本文中公开了用于减少阀中的噪声和/或气穴的示例方法、装置、系统和制品。其他示例及其组合包括以下各项:
示例1包括一种阀,该阀包括阀体,该阀体包括流体入口、流体出口、以及在流体入口与流体出口之间延伸的流体通路;阀笼,该阀笼设置在流体通路中,该阀笼包括具有内层和外层的第一环形侧壁,该外层包围内层,该内层包括延伸通过内层的第一开口,该外层包括延伸通过外层的第二开口,该第二开口与第一开口流体连通,并且第二开口小于第一开口;以及阀塞,该阀塞设置在流体通路中,该阀塞包括由第一环形侧壁包围的第二环形侧壁,该第二环形侧壁包括延伸通过第二环形侧壁的第三开口,该阀塞可相对于阀笼移动以将第三开口选择性地布置为与第一开口流体连通。
示例2包括示例1的阀,其中外层被配置为格子,该格子限定第二开口。
示例3包括示例1的阀,其中外层被固定地耦接到内层。
示例4包括示例1的阀,其中阀塞能够沿轴向方向相对于阀笼移动,该阀塞能够在第一位置与第二位置之间移动,在所述第一位置处所述第三开口与所述第一开口重叠,在所述第二位置处,所述第三开口不与所述第一开口重叠。
示例5包括示例4的阀,其中当阀塞处于第二位置时,流体通路被阻塞。
示例6包括示例4的阀,其中当阀塞处于第二位置时,第二环形侧壁和第一环形侧壁的内层形成密封。
示例7包括示例4的阀,其中当阀塞处于第一位置时,第三开口与第一开口对齐。
示例8包括示例1的阀,其中第二开口的横截面尺寸小于第一开口的对应横截面尺寸的百分之二十五。
示例9包括示例8的阀,其中第二开口的横截面尺寸小于第一开口的对应横截面尺寸的百分之十。
示例10包括示例9的阀,其中第二开口的横截面尺寸小于第一开口的对应横截面尺寸的百分之五。
示例11包括一种装置,包括阀笼,该阀笼被配置为设置在阀的流体通路中,该流体通路在阀的流体入口与阀的流体出口之间延伸,该阀笼包括具有内层和外层的第一环形侧壁,该外层包围内层,该内层包括延伸通过内层的第一开口,并且外层包括延伸通过外层的第二开口,该第二开口与第一开口流体连通,并且第二开口小于第一开口;以及阀塞,该阀塞被配置为设置在阀的流体通路中,该阀塞包括由第一环形侧壁包围的第二环形侧壁,该第二环形侧壁包括延伸通过第二环形侧壁的第三开口,该阀塞能够相对于阀笼移动以将第三开口选择性地布置为与第一开口流体连通。
示例12包括示例11的装置,其中外层被配置为格子,该格子限定第二开口。
示例13包括示例11的装置,其中外层被固定地耦接到内层。
示例14包括示例11的装置,其中阀塞能够沿轴向方向相对于阀笼移动,该阀塞能够在其中第一位置与第二位置之间移动,在所述第一位置处所述第三开口与所述第一开口重叠,在所述第二位置处,所述第三开口不与所述第一开口重叠。
示例15包括示例14的装置,其中当阀塞处于第二位置时,流体通路被阻塞。
示例16包括示例14的装置,其中当阀塞处于第二位置时,第二环形侧壁和第一环形侧壁的内层形成密封。
示例17包括示例14的装置,其中当阀塞处于第一位置时,第三开口与第一开口对齐。
示例18包括一种阀笼,该阀笼被配置为设置在阀体的流体通路中。该示例阀笼包括第一环形侧壁,该第一环形侧壁被配置为包围阀塞的第二环形侧壁,该阀塞要设置在阀体中,该第一环形侧壁具有内层和外层,该外层包围内层,该内层包括延伸通过内层的第一开口,并且外层包括延伸通过外层的第二开口,该第二开口与第一开口流体连通,并且该第二开口小于第一开口。
示例19包括示例18的阀笼,其中外层被配置为格子,该格子限定第二开口。
示例20包括示例18的阀笼,其中外层被固定地耦接到内层。
尽管本文中公开了一些示例方法、装置和制品,但本专利的覆盖范围不限于此。相反,本专利涵盖了完全落入本专利权利要求范围内的所有方法、装置和制品。
以下权利要求通过引用并入该具体实施方式中,其中每个权利要求独立作为本公开的单独实施例。
Claims (20)
1.一种阀,包括:
阀体,包括流体入口、流体出口、以及在所述流体入口与所述流体出口之间延伸的流体通路;
阀笼,设置在所述流体通路中,所述阀笼包括具有内层和外层的第一环形侧壁,所述外层包围所述内层,所述内层包括延伸通过所述内层的第一开口,所述外层包括延伸通过所述外层的第二开口,所述第二开口与所述第一开口流体连通,所述第二开口小于所述第一开口;以及
阀塞,设置在所述流体通路中,所述阀塞包括由所述第一环形侧壁包围的第二环形侧壁,所述第二环形侧壁包括延伸通过所述第二环形侧壁的第三开口,所述阀塞能够相对于所述阀笼移动以将所述第三开口选择性地布置为与所述第一开口流体连通。
2.根据权利要求1所述的阀,其中所述外层被配置为格子,所述格子限定所述第二开口。
3.根据权利要求1所述的阀,其中所述外层被固定地耦接到所述内层。
4.根据权利要求1所述的阀,其中所述阀塞能够沿轴向方向相对于所述阀笼移动,所述阀塞能够在第一位置与第二位置之间移动,在所述第一位置处所述第三开口与所述第一开口重叠,在所述第二位置处,所述第三开口不与所述第一开口重叠。
5.根据权利要求4所述的阀,其中当所述阀塞处于所述第二位置时,所述流体通路被阻塞。
6.根据权利要求4所述的阀,其中当所述阀塞处于所述第二位置时,所述第二环形侧壁和所述第一环形侧壁的所述内层形成密封。
7.根据权利要求4所述的阀,其中当所述阀塞处于所述第一位置时,所述第三开口与所述第一开口对齐。
8.根据权利要求1所述的阀,其中所述第二开口的横截面尺寸小于所述第一开口的对应横截面尺寸的百分之二十五。
9.根据权利要求8所述的阀,其中所述第二开口的所述横截面尺寸小于所述第一开口的所述对应横截面尺寸的百分之十。
10.根据权利要求9所述的阀,其中所述第二开口的所述横截面尺寸小于所述第一开口的所述对应横截面尺寸的百分之五。
11.一种装置,包括:
阀笼,被配置为设置在阀的流体通路中,所述流体通路在所述阀的流体入口与所述阀的流体出口之间延伸,所述阀笼包括具有内层和外层的第一环形侧壁,所述外层包围所述内层,所述内层包括延伸通过所述内层的第一开口,所述外层包括延伸通过所述外层的第二开口,所述第二开口与所述第一开口流体连通,所述第二开口小于所述第一开口;以及
阀塞,被配置为设置在所述阀的所述流体通路中,所述阀塞包括由所述第一环形侧壁包围的第二环形侧壁,所述第二环形侧壁包括延伸通过所述第二环形侧壁的第三开口,所述阀塞能够相对于所述阀笼移动以将所述第三开口选择性地布置为与所述第一开口流体连通。
12.根据权利要求11所述的装置,其中所述外层被配置为格子,所述格子限定所述第二开口。
13.根据权利要求11所述的装置,其中所述外层被固定地耦接到所述内层。
14.根据权利要求11所述的装置,其中所述阀塞能够沿轴向方向相对于所述阀笼移动,所述阀塞能够在第一位置与第二位置之间移动,在所述第一位置处所述第三开口与所述第一开口重叠,在所述第二位置处,所述第三开口不与所述第一开口重叠。
15.根据权利要求14所述的装置,其中当所述阀塞处于所述第二位置时,所述流体通路被阻塞。
16.根据权利要求14所述的装置,其中当所述阀塞处于所述第二位置时,所述第二环形侧壁和所述第一环形侧壁的所述内层形成密封。
17.根据权利要求14所述的装置,其中当所述阀塞处于所述第一位置时,所述第三开口与所述第一开口对齐。
18.一种阀笼,被配置为设置在阀体的流体通路中,所述阀笼包括:
第一环形侧壁,被配置为包围阀塞的第二环形侧壁,所述阀塞适于设置在所述阀体中,所述第一环形侧壁具有内层和外层,所述外层包围所述内层,所述内层包括延伸通过所述内层的第一开口,并且所述外层包括延伸通过所述外层的第二开口,所述第二开口与所述第一开口流体连通,所述第二开口小于所述第一开口。
19.根据权利要求18所述的阀笼,其中所述外层被配置为格子,所述格子限定所述第二开口。
20.根据权利要求18所述的阀笼,其中所述外层被固定地耦接到所述内层。
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US3880191A (en) * | 1974-03-21 | 1975-04-29 | Hans D Baumann | Rotary multiport throttling valve |
US4271866A (en) * | 1979-04-02 | 1981-06-09 | The Babcock & Wilcox Company | Drag ball valve including variable pressure reducing means |
US4429714A (en) * | 1981-08-03 | 1984-02-07 | E. I. Du Pont De Nemours & Co. | Control valve |
DE3520491A1 (de) * | 1985-06-07 | 1986-12-11 | H.P. + H.P. Chemie-Stellglieder GmbH, 4156 Willich | Regelorgan fuer gasfoermige und fluessige medien |
US5332004A (en) * | 1991-08-30 | 1994-07-26 | Fisher Controls International, Inc. | Rotary noise attenuator |
US5287889A (en) * | 1992-09-22 | 1994-02-22 | Leinen Christopher M | Low-noise rotary control valve |
NO177874C (no) * | 1993-07-14 | 1996-10-30 | Sinvent As | Anordning for blanding av komponentene i en fluidströmning, og anvendelse av anordningen i et måleapparat for masseström |
GB9817642D0 (en) * | 1998-08-14 | 1998-10-07 | Kent Introl Ltd | A pressure reduction valve for a compressible fluid |
US20050006150A1 (en) * | 2003-07-07 | 2005-01-13 | Power Chokes, L.P. | Solids strainer system for a hydraulic choke |
US7320340B2 (en) * | 2004-03-26 | 2008-01-22 | Fisher Controls International Llc | Fluid pressure reduction devices |
US7802592B2 (en) * | 2006-04-18 | 2010-09-28 | Fisher Controls International, Llc | Fluid pressure reduction devices |
EP2628983A3 (en) * | 2007-12-07 | 2013-10-02 | Mogas Industries Incorporated | Ball valve impedance seat |
US8141843B2 (en) * | 2008-12-31 | 2012-03-27 | Dresser, Inc. | Fluid control valve |
US8167269B2 (en) * | 2009-05-28 | 2012-05-01 | Fisher Controls International, Llc | Valve trim apparatus for use with valves |
US8950431B2 (en) * | 2010-03-26 | 2015-02-10 | System D&D Co., Ltd. | Fluid flow control device |
FI123839B (fi) * | 2011-04-04 | 2013-11-15 | Metso Automation Oy | Laitteisto virtausmelun alentamiseksi ja venttiili |
FI124840B (fi) * | 2012-05-28 | 2015-02-13 | Metso Automation Oy | Kiinnitysrengas ja venttiili |
JP6526478B2 (ja) * | 2015-05-18 | 2019-06-05 | 株式会社不二工機 | 電動弁 |
US9759348B2 (en) * | 2015-05-18 | 2017-09-12 | Fisher Controls International Llc | Aerodynamic noise reduction cage |
US10359128B2 (en) * | 2016-10-21 | 2019-07-23 | Emerson Process Management Regulator Technologies, Inc. | Lattice control cage for a regulator |
US11125049B2 (en) * | 2017-01-23 | 2021-09-21 | Cameron Technologies Limited | Superhard material enhanced choke cage |
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