CN116972207A - 具有一体成型阀体的阀组合件和方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及具有一体成型阀体的阀组合件和方法。公开一种用于形成阀体的方法。所述方法可包含:提供具有用于接收待浇铸的熔融材料且限定一体式阀体的浇铸表面的铸模;用熔融材料填充所述铸模;和允许所述熔融材料固化。所述浇铸表面可限定在所述一体式阀体的第一端处的入口、在第二端处的出口,和穿过所述一体式阀体的主流动路径。所述浇铸表面可进一步限定具有中心区段流动轴线的中心区段、具有以第一角度在所述入口与所述中心区段之间延伸的第一区段流动轴线的第一区段,和具有以第二角度在所述出口与所述中心区段之间延伸的第二区段流动轴线的第二区段。
Description
技术领域
本发明涉及具有一体成型阀体的阀组合件和方法。
背景技术
阀组合件可用于广泛多种应用,包含例如精炼厂、化学厂和造纸厂等等的加工厂。在一些应用中,阀组合件(例如控制阀)包含与控制过程流体穿过阀组合件的流动通道的流动的控制组件连通的阀体。举例来说,阀组合件的阀体可至少部分地限定穿过阀组合件的流动通道。
发明内容
本发明的一些实施例提供一种形成阀体的方法。所述方法可包含:(i)提供铸模,所述铸模可具有用于接收待浇铸的熔融材料且可限定一体式阀体的浇铸表面;(ii)用熔融材料填充所述铸模;和(iii)允许所述熔融材料固化以提供所述一体式阀体。所述铸模的所述浇铸表面可限定:入口,其可安置在所述一体式阀体的第一端处;和出口,其可安置在所述一体式阀体的第二端处,所述第二端相对于穿过所述一体式阀体的主流动路径与所述第一端相对。所述铸模的所述浇铸表面可进一步限定:中心区段,其具有可在所述中心区段的第一端与第二端之间延伸的中心区段流动轴线;第一区段,其具有可相对于所述中心区段流动轴线以第一非平行角度在所述入口与所述中心区段的所述第一端之间延伸的第一区段流动轴线;和第二区段,其具有可相对于所述中心区段流动轴线以第二非平行角度在所述出口与所述中心区段的所述第二端之间延伸的第二区段流动轴线。所述入口可配置成固定到可接收进入所述一体式阀体的流动的入口流动组件,且所述出口可配置成固定到可提供离开所述一体式阀体的流动的出口流动组件。所述中心区段可包含可与所述主流动路径相交且可大小设定成接收控制组合件以控制穿过所述一体式阀体的流动的横向通道。在一些实施例中,熔融材料可为熔融金属或熔融金属合金。
在一些实施例中,所述浇铸表面可进一步限定用于所述一体式阀体的底座结构,所述底座结构可与所述控制组合件的控制元件协作地密封所述一体式阀体以防止沿着所述主流动路径的流动。
在一些实施例中,所述浇铸表面可进一步限定可在所述第一区段与所述中心区段之间的对应于所述第一非平行角度的第一弯曲部,和可在所述第二区段与所述中心区段之间的对应于所述第二非平行角度的第二弯曲部。在这种实施例中,所述第一弯曲部或所述第二弯曲部中的至少一个可为倾斜弯曲部。
在一些实施例中,所述铸模的所述浇铸表面可进一步限定可通向所述入口下游的所述主流动路径的连接插口。在一些实施例中,所述连接插口可从外部插口端口延伸到所述第一区段、所述中心区段或所述第一区段与所述中心区段之间的第一弯曲部中的至少一个中。在一些实施例中,所述连接插口可限定:入口,其可对准以接收经由所述第一区段沿着所述主流动路径的流动;和出口,其可对准以提供沿着所述中心区段流动轴线的出口流动。
本发明的一些实施例提供一种用于控制过程流体的流动的阀组合件。所述阀组合件可包含一体式阀体。所述一体式阀体可包含:入口,其可安置在所述一体式阀体的第一端处;和出口,其可安置在所述一体式阀体的与所述第一端相对的第二端处。所述一体式阀体可进一步包含:第一区段,其可从所述第一端延伸且可限定主流动路径的入口流动区段;第一主弯曲部,其可从所述第一区段延伸且可限定所述主流动路径的第一主弯曲部流动区段;中心区段,其可从所述第一主弯曲部延伸且可限定所述主流动路径的控制流动区段;第二主弯曲部,其可从所述中心区段延伸且可限定所述主流动路径的第二主弯曲部流动区段;和第二区段,其可从第二主弯曲部延伸且可限定所述主流动路径的出口流动区段。所述中心区段的所述控制流动区段可包含可接收阀控制组合件和阀座结构的横向开口,所述阀座结构可布置成与所述阀控制组合件协作以控制沿着所述主流动路径的流动。所述主流动路径可在所述入口与所述出口之间延伸以引导所述过程流体的可串联地穿过所述入口流动区段、所述第一主弯曲部流动区段、所述控制流动区段、所述第二主弯曲部流动区段和所述出口流动区段的穿过所述阀组合件的流动。
在一些实施例中,一体式阀体的第一区段可串联地限定沿着所述主流动路径的倾斜内部入口弯曲部和在所述倾斜内部入口弯曲部与所述第一主弯曲部之间延伸的线性流动区段。在一些实施例中,所述第一主弯曲部可限定沿着所述第一主弯曲部流动区段的第一倾斜过渡弯曲部,所述第一倾斜过渡弯曲部可具有比所述倾斜内部入口弯曲部更大的平均曲率半径。在一些实施例中,所述一体式阀体的所述第二区段可串联地限定线性流动区段和倾斜内部出口弯曲部。所述线性流动区段可沿着所述第二主弯曲部与所述倾斜内部出口弯曲部之间的所述主流动路径延伸。在一些实施例中,所述第二主弯曲部可限定沿着所述第二弯曲流动区段的第二倾斜过渡弯曲部,所述第二倾斜过渡弯曲部可具有比所述倾斜内部出口弯曲部更大的平均曲率半径。
在一些实施例中,一体式阀体可包含过滤器插口,所述过滤器插口可延伸到所述第一主弯曲部中,所述第一主弯曲部可对准以接收来自所述第一区段的沿着所述主流动路径的流动且提供沿着所述主流动路径去到所述中心区段的流动。在一些实施例中,所述过滤器插口可对准以在插入方向上接收过滤器,所述插入方向可大体上平行于以下中的一个延伸:所述入口流动区段的流动轴线或所述控制流动区段的流动轴线。
在一些实施例中,一体式阀体的入口可对准以接收沿着入口方向进入所述主流动路径的流动,且所述一体式阀体的出口可对准以提供来自所述主流动路径的沿着出口方向的流动。所述入口方向可大体上平行于所述出口方向。
附图说明
并入在本说明书中且形成本说明书的一部分的附图说明本发明的实施例,且与说明书一起用于解释本发明的实施例的原理:
图1为根据本发明的原理的具有一体式阀体的阀组合件的实施例的前视平面图;
图2为图1的阀组合件的一体式阀体的左前等角视图;
图3为图2的一体式阀体的前正视图;
图4为图2的一体式阀体的后正视图;
图5为图2的一体式阀体的左侧正视图;
图6为图2的一体式阀体的俯视平面图;
图7为图2的一体式阀体的仰视平面图;
图8为沿着图5的线8-8截取的左侧横截面正视图;
图9为根据本发明的原理构造的一体式阀体的另一实施例的左前等角视图;
图10为沿着图9的线10-10截取的左侧横截面正视图;
图11为根据本发明的原理构造的一体式阀体的又一实施例的左前等角视图;
图12为沿着图11的线12-12截取的左侧横截面正视图;
图13为根据本发明的原理构造的一体式阀体的另一实施例的左前等角视图;
图14为沿着图13的线14-14截取的左侧横截面正视图;
图15为根据本发明的原理构造的一体式阀体的又一实施例的左前等角视图;
图16为沿着图15的线16-16截取的左侧横截面正视图;
图17为根据本发明的原理构造的一体式阀体的另一实施例的左前等角视图;
图18为沿着图17的线18-18截取的左侧横截面正视图;
图19为根据本发明的原理的具有图2到8的一体式阀体的阀组合件的另一实施例的前视平面图;
图20为根据本发明的原理的具有图2到8的一体式阀体的阀组合件的又一实施例的前视平面图;且
图21为说明根据本发明的原理的形成阀的方法的流程图。
具体实施方式
呈现以下论述以使本领域技术人员能够制造和使用本发明的实施例。本领域的技术人员将容易了解对所说明实施例的各种修改,且可在不脱离本发明的实施例的情况下将本文中的一般原理应用于其它实施例和应用。因此,本发明的实施例并不意欲限于所展示实施例,而是应赋予与本文中所公开的原理和特征相一致的最广范围。将参考附图来阅读以下详细说明,其中不同附图中的相同元件具有相同参考标号。不一定按比例的附图描绘所选择的实施例且并不意欲限制本发明的实施例的范围。本领域的技术人员将认识到本文中所提供的实例具有许多有用的替代方案且处于本发明的实施例的范围内。
在详细地解释本发明的任何实施例之前,应理解,本发明在其应用方面不限于以下描述中阐述的或以下附图中说明的构造细节和组件布置。本发明能够具有其它实施例且能够以各种方式实践或进行。此外,应理解,本文中所使用的措辞和术语是出于描述的目的,而不应视为限制性的。举例来说,本文中使用“包含”、“包括”或“具有”和其变体意图涵盖其后列出的项目和其等效物以及额外项目。本文中使用“约”或“大约”和其变体意图指代可例如通过可包含实施例的一体式阀体或阀组合件的制造的方法或过程、通过这些程序中的无意误差、通过用于实行所述方法的各种组件的准确度或精确度的差异而发生的数值量的变化。在整个公开内容中,术语“约”和“大约”意图指代术语进行的数值的±10%(包含端点)的值的范围。类似地,如本文中相对于参考值所使用的术语“大体上相等”和其变体指代来自小于或等于参考值的±20%(包含端点)的参考值的变化。
另外,如本文中所使用,除非另外限制或定义,否则“或”指示可存在于任何多种组合中的组件或操作的非排它性列表,而非可仅作为彼此的替代方案而存在的组件的排它性列表。举例来说,“A、B或C”的列表指示以下选项:A;B;C;A和B;A和C;B和C;和A、B和C。对应地,如本文中所使用的术语“或”意图仅在前面是排它性术语(例如“任一个”、“中的仅一个”或“中的恰好一个”)时指示排它性替代方案。举例来说,“A、B或C中的仅一个”的列表指示以下选项:A,而非B和C;B,而非A和C;和C,而非A和B。前面是“一个或多个”(和其变体,例如“中的至少一个”)且包含“或”以分开所列元件的列表指示所列元件中的任一个或全部中的一个或多个的选项。举例来说,词组“A、B或C中的一个或多个”和“A、B或C中的至少一个”指示以下选项:一个或多个A;一个或多个B;一个或多个C;一个或多个A和一个或多个B;一个或多个B和一个或多个C;一个或多个A和一个或多个C;和A中的一个或多个、B中的一个或多个和C中的一个或多个。类似地,前面是“多个”(和其变体)且包含“或”以分开所列元件的列表指示所列元件中的任一个或全部的多个例项的选项。举例来说,词组“多个A、B或C”和“A、B或C中的两个或更多个”指示以下选项:A和B;B和C;A和C;和A、B和C。
如本文中所使用,除非另外限制或定义,否则“大体上平行”指示在参考方向的±8度(包含端点)内(例如,±4度内)的方向。对于并非线性的路径,如果路径的端点之间的直线大体上平行于参考方向或作为参考方向的共同参考系内的路径的平均导数大体上平行于参考方向,那么路径可视为大体上平行于参考方向。类似地,如本文中所使用,除非另外限制或定义,否则“大体上垂直”指示在垂直参考方向的±8度(包含端点)内(例如,±4度内)的方向。对于并非线性的路径,如果路径的端点之间的直线大体上垂直于参考方向或作为参考方向的共同参考系内的路径的平均导数大体上垂直于参考方向,那么路径可视为大体上垂直于参考方向。
同样如本文中所使用,“连续平滑”和其变体描述阀体的流动通道的至少一部分的边界壁的不具有接缝或其它非连续特征的内部表面。举例来说,阀体的具有带有圆形特征的连续边界壁的流动通道具有连续平滑内部表面,而包含通过沿着流动路径的缝隙接合的两个组件的所述流动路径并不具有跨缝隙的连续平滑表面。类似地,如本文中在流动通道的上下文中所使用,“连续平滑轮廓”和其变体描述沿着流动通道连续平滑的边界壁的内部表面的轮廓。在一些实施例中,流动通道的连续平滑轮廓可围绕流动通道的整个内部周界连续平滑,但一些配置可包含在流动通道的部分或所有总长度上的仅(较小)部分之上延伸的连续平滑轮廓(例如,以其它方式连续平滑的流动通道可能由端口或其它入口或出口路径打断)。在一些实施例中,连续平滑轮廓可具有带有不同过渡直径的区段。
另外,如本文中所使用,“一体式”和其变体(例如,“一体成型”)描述在不使用紧固件、粘合剂或用以将组件固定在一起的类似物的情况下制造为单件的元件。举例来说,在不使用铆钉、螺钉或粘合剂以将单独形成的片件固持在一起的情况下由单件金属薄板或使用单个模具冲压、浇铸或以其它方式模制为单件式组件的元件为一体式(且一体成型)元件。相比之下,由最初单独形成且稍后连接在一起的多个片件形成的元件并非一体式(或一体成型)元件。
以下一些论述指代包含于阀体上的弯曲部。如本文中所使用,对弯曲部或其变体(例如,主弯曲部、过渡弯曲部、倾斜弯曲部等)的参考通常描述阀体的特征,所述特征关于阀体的外部轮廓或内部轮廓限定在不同方向上延伸的阀体的流动区段之间的平滑弯曲过渡。在一些情况下,阀体的弯曲部可包含受限非弯曲特征,包含具有出于制造目的根据需要极小地切成圆角的顶点的成角转角。在一些情况下,弯曲部的外部结构可平滑地弯曲,而弯曲部的内部结构可包含一个或多个成角转角(例如,以提供底座以针对过滤器插件或其它组件进行密封)。
如上文简要论述,阀组合件可用于控制从流体源朝向下游应用流动的过程流体的流动速率。举例来说,阀组合件可具有用以接收进入阀组合件的流动的主阀入口和用以输送来自阀组合件的流动的主阀出口(例如,以及其它端口或流动开口,在适当时)。主流动通道可在主阀入口与主阀出口之间延伸穿过主阀体。主阀体可包含控制组合件,例如流体调节器,例如以操纵流过管线的过程流体或气体,例如蒸汽、水、天然气、油或其它化合物。一般来说,如本文中所使用,“阀”指代可致动以控制穿过阀体的压力或流动速率的任何多种已知流动控制装置。因此,例如,一些阀可配置为各种已知类型的减压阀、各种已知类型的调节器、各种已知类型的控制阀等等,具有对应地配置的阀体。另外,在一些情况下,包含如下文进一步论述,特定阀体可提供其它阀(例如,各自具有其自身的相应阀体)可固定以形成操作性阀组合件的歧管或另一统一流动结构。
许多过程应用利用沿着过程流体的系统流动路径的一个或多个位置布置的一个或多个控制阀组合件来控制过程流体穿过系统的流动(例如,调节其压力)。然而,在一些应用中,用于过程流体系统的工业环境的一个或多个因素可约束可供用于沿着系统流动路径的控制阀组合件的空间(例如,控制组合件容纳于机柜或另一容纳结构中)。同时,在一些应用中,除控制流动(例如,通过相对于阀体的阀座调整密封元件,以控制超过底座的流动孔口的有效大小)的控制组件之外,特定过程流体可使具有与流过其的过程流体相互作用(例如,以自过程流体过滤杂质)的一个或多个组件的控制阀组合件成为必需。
常规解决方案包含控制阀组合件,其中通过将多种组件非一体式耦合在一起而形成阀流动通道,所述组件中的每一个部分地限定控制阀组合件的阀流动路径或以其它方式与所述阀流动路径流体连通。举例来说,常规控制阀组合件可包含:主阀体,其具有控制组件(例如,流体压力调节器)和通常单向(例如,水平)的流动路径;多个笔直或成角连接模块,其耦合到主阀体的入口和出口以提供系统流动路径或阀组合件的一个或多个其它组件之间的连通;和一个或多个流体接口组件(例如,流体过滤器),其耦合到一个或多个连接管道或所述主阀体。
然而,常规解决方案可对控制阀组合件的性能和成本具有不合需要的影响。举例来说,组装在一起以形成控制阀组合件的组件可为阀流动通道提供非连续内部轮廓(例如,归因于连接接缝),这会增加过程流动沿着控制阀组合件的阀流动路径的摩擦损失。同样,所耦合组件之间的密封性能可随时间推移降低且导致离开阀组合件的流动通道的过程流体的泄漏(例如,在组件之间的接缝处,如上文所提及)。另外,组装的阀组合件可具有相当大的重量,因为组件中的每一个可需要较大配合结构以在承受高压或高温时有效地与其它组件(例如,配合凸缘和紧固件)耦合。使用多个组件共同地形成非一体式阀体还可导致其它低效率,包含在为给定应用提供适当地优化的内部流动路径(和其区段)方面的困难。
本公开的实施例可解决这些问题,包含通过提供具有一体式阀体的阀组合件,所述一体式阀体具有在一体式阀体的入口与出口之间延伸的主流动通道,且具有一个或多个弯曲部和相比于常规设计以减少的数目(例如,无接缝)限定主流动通道的内表面。另外,由于优化后的一体式制造,相比于类似常规设计,一些实施例也可减小阀组合件的总重量。
在一些实施例中,阀组合件可包含附接到一体式阀体且与主流动通道连通的多个流动组件,例如控制组合件、入口流动组件、出口流动组件和集成(例如,可拆卸/可更换)过滤器组合件。在一些实施例中,阀组合件的一体式阀体的外表面可包含一体成型安装平坦部以将流动组件(例如,调节器或其它控制组合件)安装到一体式阀体。在一些实施例中,一体式阀体的外表面可包含一体成型凸台以将流动组件安装到一体式阀体。在一些实施例中,阀组合件的一体式阀体的外表面(即,暴露于周围环境而非内部过程流动的表面)可包含多个一体成型角撑,所述一体成型角撑配置成提供对一体式阀体的壁的结构支撑,同时最小化主流动通道的边界壁厚度(且因此进一步最小化一体式阀体和阀组合件的重量)。
在一些实施例中,阀组合件的一体式阀体包含一体成型插口以接收流动组件。举例来说,一些实施例可包含具有过滤器插口端口的一体成型过滤器插口,所述过滤器插口端口配置成接收与供过程流体流过主流动通道的流动路径流体连通(例如,沿着所述流动路径串联地布置)的过滤器。在一些实施例中,一体式阀体可限定延伸到阀体的入口主弯曲部中的过滤器插口。过滤器插口入口可与阀体的入口流动区段连通,且过滤器插口出口可与阀体的中心流动区段连通。过滤器插口端口可限定于一体式阀体的外表面上,可配置成接收过滤器。
本发明的一些实施例还可提供用于阀组合件的一体式阀体。举例来说,一体式阀体可包含在第一端处的入口、在第二端处的出口,和从入口延伸到出口的主流动通道。限定具有中心区段流动轴线的中心流动区段的中心或控制区段可在控制区段的第一端与第二端之间延伸。入口区段可在一体式阀体的第一端到控制区段的第一端之间延伸从而限定入口流动区段,所述入口流动区段具有相对于中心区段流动轴线以第一角度延伸的入口区段流动轴线。出口区段可在一体式阀体的第二端到控制区段的第二端之间延伸从而限定出口流动区段,所述出口流动区段具有相对于中心区段流动轴线以第二角度延伸的出口区段流动轴线。具有入口主弯曲部流动区段的入口主弯曲部可布置在入口区段与控制区段的第一端之间,且具有出口主弯曲部流动区段的出口主弯曲部可布置在出口区段与控制区段的第二端之间。因此,一体式阀体可提供穿过阀组合件的主流动通道,所述主流动通道具有大体上平行于出口方向(例如,且大体上垂直于或以其它方式大体上不平行于穿过阀的控制区段的流动方向)的入口方向,使得阀组合件的横向距离或大小最小化。
在一些实施例中,中心区段可进一步包含与主流动通道相交的横向通道。横向通道可限定底座结构,阀组合件的控制组合件可(例如,经由插塞、闭孔器或其另一密封元件)与所述底座结构相互作用以控制穿过主流动通道的流动。
本发明的实施例可提供一种用于形成阀体(包含用于形成如上文所描述的一体式阀体)的方法。举例来说,阀体可一体成型(例如,浇铸)为单件。举例来说,一些方法可包含用熔融材料填充具有限定一体式阀体的浇铸表面的铸模以形成对应一体式阀体(例如,在控制区段上游和下游具有平滑连续内部流动轮廓)。
尽管结合用于涉及气态过程流体的流动的流体系统的示范性控制阀组合件在下文描述且在图中说明本发明的原理,但本发明的范围不限于这种实施方案。本发明的原理适用于各种类型的阀组合件,包含控制阀,以及各种流体控制应用,包含用于涉及液体过程流体在各种操作条件(例如,高温或高压流动条件)下的流动的流体系统。
现参考图1到8,说明阀组合件100的实例。特定参考图1,阀组合件100为配置成控制气态过程流体穿过阀组合件100的阀体的流动的控制阀组合件。阀组合件100包含具有主流动通道202(参见图8)的一体式阀体200,所述主流动通道202引导过程流体沿着穿过阀组合件100的对应流动路径的流动。在适当时,流动设备110的多个例项固定到一体式阀体200以与一体式阀体200的主流动通道202连通。在所说明实施例中,多个流动设备110包含控制组合件112(例如,流体调节器),所述控制组合件112配置成控制过程流体穿过一体式阀体200的主流动通道202、入口流动组件114和出口流动组件116的流动。入口流动组件114可为例如上游管道区段(如所展示)、第一传感器、第一球阀、泵组合件,或通常配置成提供过程流体进入一体式阀体200的流动的另一流动控制组合件(未展示)。出口流动组件116可为例如下游管道区段(如所展示)、第二传感器、第二球阀或配置成提供过程流体离开一体式阀体200的流动的另一流动控制组合件(未展示)。在所说明实例中,过滤器组合件118还配置成与流过一体式阀体200的主流动通道202的过程流体相互作用(例如,过滤)。在一些实施例中,阀组合件100可进一步包含额外流动设备以调整或感测穿过主流动通道202的流动的参数,所述额外流动设备例如计120(例如,压力计或温度计)和放泄阀122。
特定参考图2到8,更详细地展示一体式阀体200。一体式阀体200具有在阀体200的第一端208处的入口206(参见图7和8)和在与第一端208相对的第二端212处的出口210(参见图7和8),使得主流动通道202(参见图8)在入口206与出口210之间连续延伸。因此,一体式阀体200具有外表面214和限定主流动通道202的内表面216(参见图8)。在所说明实例中,一体式阀体200具有至少部分地限定中心或控制流动通道222的中心区段220,所述中心区段220具有在中心区段220的第一端226与第二端228之间延伸的中心区段流动轴线224。第一或入口区段230限定第一或入口流动区段232,所述第一或入口区段230具有在一体式阀体200的第一端208与中心区段220的第一端226之间延伸的第一或入口区段流动轴线234。第二或出口区段236限定第二或出口流动区段238,所述第二或出口区段236具有在一体式阀体200的第二端212与中心区段220的第二端228之间延伸的第二或出口区段流动轴线240。因此,在所说明实施例中,主流动通道202至少包含入口流动区段232、中心流动区段222和出口流动区段238。
同样如上文所提及,流动通道的连续平滑轮廓可为一体成型阀体提供改进的流动特性。举例来说,在所说明实施例中,一体式阀体200的沿着出口区段236的整个内表面216(例如,在其整个周界和流动长度上)为连续平滑的。在一些实施例中,一体式阀体200的沿着入口区段230或中心区段220的内表面216为连续平滑的。举例来说,如所展示,入口区段230在其周界的一部分(例如,下部部分)而非所有其周界上沿着整个流动长度是大体上平滑的(例如,以向过滤器插口开放,如下文进一步论述)。类似地,中心区段220在阀控制元件(同样如下文进一步论述)的阀座和孔上游和下游是连续平滑的。
特定参考图8,入口区段230的入口区段流动轴线232相对于中心区段流动轴线224以第一角度θ1延伸,且出口区段236的出口区段流动轴线240相对于中心区段流动轴线224以第二角度θ2延伸。在一些实施例中,第一角度θ1或第二角度θ2中的至少一个可为相对于中心区段流动轴线224(例如,水平流动轴线,如所展示)的非平行角度。在一些实施例中,第一角度θ1可等于第二角度θ2。在一些实施例中,第一角度θ1可大于第二角度θ2,或反之亦然。在一些实施例中,阀体的中心区段流动轴线可为阀体的第一端与第二端之间的平均流动方向。一般来说,流动区段的流动轴线可因此确定为对应于穿过流动区段的主要(例如,最常见)或平均流动方向。在一些实施例中,阀体的流动轴线可确定为阀体的相关流动通道的入口的质心与出口的质心之间的几何线。
再次参考图2到4,一体式阀体200可进一步具有在入口区段230与中心区段220的第一端226之间延伸的第一或入口主弯曲部248,和在出口区段236与中心区段220的第二端228之间延伸的第二或出口主弯曲部250。再次参考图8,入口主弯曲部248限定主流动通道202的第一或入口主弯曲部流动区段252,且出口主弯曲部250限定主流动通道202的第二或出口主弯曲部流动区段254。因此,在所说明实例中,主流动通道202布置成使得引导流动串联地穿过入口流动区段232、入口主弯曲部流动区段252、中心流动区段222、出口主弯曲部流动区段254和出口流动区段238而穿过阀组合件100。
在一些实施例中,弯曲部可包含于流动区段之间以及流动区段内。另外,在一些情况下,使用区段内弯曲部可允许流动路径的较不锐利成角的主弯曲部区段,以及对应流动过程的效率的对应改进。继续参考图8,在所说明实例中,一体式阀体200的入口区段230限定邻近于入口206布置的具有第一平均曲率半径的倾斜内部第一或入口弯曲部256,和沿着主流动通道202在倾斜内部入口弯曲部256与入口主弯曲部248之间延伸的第一或入口线性流动区段258。另外,入口主弯曲部248限定沿着入口主弯曲部流动区段252的具有第二平均曲率半径的第一或入口倾斜过渡弯曲部260。在所说明实例中,倾斜内部入口弯曲部256的第一平均曲率半径大于入口倾斜过渡弯曲部260的第二平均曲率半径。对应地,来自穿过两个弯曲部256、260的流动的压力(或其它)损失可小于来自穿过具有更锐利弯曲部的常规布置的另外类似的流动的压力(或其它)损失。然而,在一些实施例中,入口倾斜过渡弯曲部260可具有大于或等于倾斜内部入口弯曲部256的第一平均曲率半径的第二平均曲率半径。
在一些情况下,可针对阀体的其它部分制造类似(或其它)改进的弯曲部结构。仍参考图8,在所说明实例中,一体式阀体200的出口区段236限定邻近于出口210布置的具有第三平均曲率半径的倾斜内部第二或出口弯曲部274,且第二或出口线性流动区段276沿着主流动通道202在倾斜内部出口弯曲部274与出口主弯曲部250之间延伸。另外,出口主弯曲部250限定沿着出口主弯曲部流动区段254的具有第四平均曲率半径的第二或出口倾斜过渡弯曲部278。在所说明实例中,倾斜内部出口弯曲部274的第三平均曲率半径大于出口倾斜过渡弯曲部278的第四平均曲率半径,具有类似于上文所论述的益处的对应益处。然而,在一些实施例中,出口倾斜过渡弯曲部278可具有大于或等于倾斜内部出口弯曲部274的第三平均曲率半径的第四平均曲率半径。
因此,在所说明实例中,具有主流动通道202的一体式阀体200的入口区段230和出口区段236布置成使得入口206对准以接收沿着第一或入口方向280进入主流动通道202的流动,且出口210对准以提供来自主流动通道202的沿着第二或出口方向282的流动,所述第二或出口方向282大体上平行于入口方向280且与所述入口方向280相反。更特定来说,在所说明实施例中,入口区段230的倾斜内部入口弯曲部256将来自入口206的沿着入口方向280的流动过渡到与入口区段流动轴线234大体上对准的入口线性流动区段258。类似地,出口区段236的倾斜内部出口弯曲部274将来自与出口区段流动轴线240大体上对准的出口线性流动区段276的流动沿着出口方向282过渡到出口210。在一些实施例中,入口区段230的入口区段流动轴线234与入口方向280大体上对准。在一些实施例中,出口区段236的出口区段流动轴线240与出口方向282大体上对准。
在所说明实例中,一体式阀体200配置成包含沿着入口区段230的集成过滤器组合件118且从而包含特征,所述特征用于将过滤器组合件118布置为沿着入口流动区段232与主流动通道202连通且用于允许用户可接近过滤器组合件118以维修或更换。举例来说,如特定在图8中所展示,入口区段230包含延伸到入口主弯曲部248中且至少部分地限定入口主弯曲部248的连接或过滤器插口262,使得过滤器插口262通向主流动通道202。更特定来说,过滤器插口262接收沿着主流动通道202从入口流动区段232经由过滤器插口入口264的流动,且提供沿着主流动通道202经由过滤器插口出口266去到中心流动区段222的流动。在所说明实例中,过滤器插口262还限定过滤器端口或开口268,所述过滤器端口或开口268限定于一体式阀体200的配置成接收过滤器组合件118的过滤器(未展示)的外表面214上。
过滤器(未展示,但具有任何多种已知设计)可沿着大体上平行于中心区段220的中心区段流动轴线224延伸的过滤器插入方向270插入。在一些实施例中,一体式阀体200可布置成使得过滤器插入方向270大体上平行于入口区段230的入口区段流动轴线234延伸。在一些实施例中,一体式阀体200配置成包含沿着出口区段236的集成过滤器组合件。在一些实施例中,一体式阀体200配置成包含沿着入口区段230的第一集成过滤器组合件和沿着出口区段236的第二集成过滤器组合件。
在所说明实例中,中心区段220的中心流动区段222为控制流动区段,且从而包含用于控制沿着主流动通道202穿过一体式阀体200的流动的特征。举例来说,如特定在图8中所展示,中心流动区段222包含底座结构286以与控制组合件108(参见图1)的一个或多个控制元件协作地密封一体式阀体200以防止沿着主流动通道202的流动。更特定来说,在所说明实例中,中心区段220的中心流动区段222包含与主流动通道202相交的横向通道288。横向通道288具有穿过一体式阀体200的外表面214横向延伸到中心区段流动轴线224的横向轴线290,使得横向通道288的第一或上部开口292限定于一体式阀体200的沿着中心区段220的第一或顶部壁294中,且横向通道288的第二或下部开口296限定于一体式阀体200的沿着中心区段220的第二或底部壁298中。
另外,在所说明实例中,中心流动区段220包含在入口主弯曲部流动区段252与横向通道288的第一或入口控制流动区域302之间延伸的第一或入口控制流动区段300,和在出口主弯曲部流动区段254与横向通道288的第二或出口控制流动区域306之间延伸的第二或出口控制流动区段304。横向通道288的流动控制孔口312沿着横向轴线290延伸且提供入口控制流动区域302与出口控制流动区域306之间的连通。在所说明实例中,入口控制流动区段300包含第一或入口倾斜控制弯曲部308,使得入口控制流动区段300在朝向横向通道288的上部开口292布置的入口控制流动区域302处与横向通道288相交。同样,出口控制流动区段304包含第二或出口倾斜控制弯曲部310,使得出口控制流动区段304在朝向横向通道288的下部开口296布置的出口控制流动区域306处与横向通道288相交。换句话说,主流动通道202的中心流动区段222以“向下流动”配置布置(即,来自入口控制流动区段300的流动从入口控制流动区域302穿过横向通道288的流动控制孔口312朝下分流到出口控制流动区域306且分流到出口控制流动区段304)。在一些实施例中,主流动通道202的中心流动区段222可以“向上流动”配置布置(即,来自入口控制流动区段300的流动从入口控制流动区域302穿过横向通道288的流动控制孔口312朝上分流到出口控制流动区域306且分流到出口控制流动区段304)。
继续参考图8,中心流动区段222的底座结构286布置在横向通道288内。更特定来说,在所说明实例中,底座结构286包含布置在横向通道288的在流动控制孔口312与中心区段220的上部开口292之间的入口控制流动区域302的下端处的第一或上部底座结构314,和布置在横向通道288的在流动控制孔口312与中心区段220的下部开口296之间的出口控制流动区域306的上端处的第二或下部底座结构316。在一些实施例中,横向通道288可仅在单个位置处向中心区段220的外部表面开放。在一些实施例中,中心区段220可仅包含上部开口292(即,横向开口),且中心流动区段222可仅限定单个底座结构(例如,上部底座结构314)。在一些实施例中,入口控制流动区段300和出口控制流动区段304可布置成使得入口控制流动区段300和出口控制流动区段304在不包含倾斜控制弯曲部的情况下与横向通道288相交(例如,可在横向通道288的与中心区段流动轴线224大体上对准的第三或中心控制流动区域处与横向通道288相交)。在一些实施例中,入口和出口控制弯曲部(例如,类似于弯曲部308、310的倾斜弯曲部)可布置成使得入口和出口控制流动区段以与图8中所展示(例如,在横向通道288的第三或中心控制流动区域处)不同的方式与横向通道相交。
在一些实施例中,一体式阀体200可配置成使得在限定主流动通道202的内表面216与对应外表面214之间测量到的边界壁厚度优化,以便提供充分结构壁支撑,同时最小化一体式阀体200的重量。举例来说,如特定在图8中所展示,一体式阀体200的沿着至少入口区段230的入口线性流动区段258的外表面214和内表面216具有第一厚度T1,且沿着出口区段236的出口线性流动区段258的外表面214和内表面216具有小于第一厚度T1的第二厚度T2。在一些实施例中,第二厚度T2可大于或等于第一厚度T1。在一些实施例中,沿着至少整个入口区段230和出口区段236(包含入口主弯曲部248和出口主弯曲部250)的外表面214和内表面216具有大体上均匀的边界壁厚度。在一些实施例中,沿着整个入口区段230和出口区段236且至少沿着入口控制流动区段300和出口控制流动区段304的部分的外表面214和内表面216具有大体上均匀的壁厚度。在一些实施例中,第一厚度T1大体上等于一体式阀体200沿着入口控制流动区段300的第三厚度T3。在一些实施例中,第二厚度T2大体上等于一体式阀体200沿着出口控制流动区段300的第四厚度T3。在一些实施例中,一体式阀体200的外表面214和内表面216的第一厚度T1、第二厚度T2、第三厚度T3和第四厚度T4大体上相等。
除优化后的壁厚度之外,一体式阀体200还可包含可布置成在向一体式阀体200添加最小重量的情况下为阀组合件100的一体式阀体200提供额外结构支撑的一体成型支撑结构。举例来说,再次参考图2到7,一体式阀体200包含邻近于主流动通道202的各种区段和弯曲部沿着外表面214延伸的多个一体成型角撑320。在所说明实例中,多个一体成型角撑320包含从底部壁298沿着入口区段230、入口主弯曲部248和至少中心区段220的第一端226朝下延伸的第一或入口主角撑322,和从底部壁298沿着出口区段236、出口主弯曲部250和至少中心区段220的第二端228朝下延伸的第二或出口主角撑324。除入口主角撑322和出口主角撑324之外,多个一体成型角撑320可进一步包含沿着入口区段230布置的多个第一或入口区段角撑326、沿着出口区段236布置的多个第二或出口区段角撑328,和沿着中心区段220布置的多个中心区段角撑330。
多个流动设备106可安装或固定到一体式阀体200的外表面214,且可经由形成于外表面214上的多个安装平坦部340与主流动通道202连通。在所说明实例中,多个安装平坦部340包含形成于第一端208处以使得入口206向第一或入口安装平坦部342(参见图7)开放的入口安装平坦部342、形成于第二端212处以使得出口210向第二或出口安装平坦部344(参见图7)开放的出口安装平坦部344、形成于沿着中心区段220的顶部壁294上以使得横向通道288的上部开口292向第三或顶部中心安装平坦部346(参见图6)开放的顶部中心安装平坦部346、形成于沿着中心区段220的底部壁298上且与顶部中心安装平坦部346大体上对准以使得横向通道288的下部开口296向第四或底部中心安装平坦部348开放的底部中心安装平坦部348,和布置在过滤器插口262的外端处的第五或过滤器插口安装平坦部350。在所说明实例中,安装平坦部通常形成为具有平坦界面表面的圆形转角正方形凸缘以啮合所附接组件。在其它实例中,其它配置是可能的。
再次参考图1,在所说明实例中,入口流动组件114在第一端208处固定到入口安装平坦部342,且与入口206连通以提供过程流体进入一体式阀体200的流动。同样,出口流动组件116在第二端212处固定到出口安装平坦部344,且与出口210连通以提供过程流体离开一体式阀体200的流动。控制组合件112布置在一体式阀体200的中心区段220上,且配置成与横向通道288的底座结构286(参见图8)相互作用以控制过程流体穿过阀组合件100的流动。在所说明实例中,控制组合件112包含布置在配置成与上部底座结构314相互作用的顶部中心安装平坦部346上的第一或上部控制元件124,和布置在配置成与下部底座结构316相互作用的底部中心安装平坦部348上的第二或下部控制元件126。同样如下文所论述,其它实施例可包含固定到一体成型阀体的一个或多个以不同方式配置的流动组件。
另外,在所说明实例中,过滤器组合件118的过滤器插口盖128可以可拆卸方式附接到过滤器插口安装平坦部350,且配置成在过滤器插口262与阀组合件100的周围环境之间提供密封。在所说明实例中,过滤器插口262和过滤器组合件118的特定定向可向维修或更换阀组合件100的过滤器组合件118的过滤器(未展示)的用户提供增加的安全性。更特定来说,一体式阀体200的过滤器插口262布置成使得过滤器插入方向270背向一体式阀体200的第一或前侧352和位于阀组合件100的前侧352处的用户。
除多个安装平坦部340之外,一体式阀体200还可包含形成于外表面214上的多个凸台354,包含如可为待安装或固定到外表面214的其它各种流动设备(例如,计120)提供安装特征。在一些实施例中,多个凸台354中的一个或多个可包含过道,使得一个或多个其它各种流动设备可在对应凸台354的位置处与主流动通道202连通。举例来说,再次参考图1,计120固定到多个凸台354中的一个且在中心流动区段222的入口控制流动区段300处与主流动过道202连通。另外,放泄阀122固定到多个凸台354中的一个且在出口主弯曲部流动区段254处与主流动过道202连通。
除多个安装平坦部340和多个凸台354之外,一体式阀体200还可包含形成于外表面214上的一个或多个安装突出部358,所述安装突出部358可用于将另一流动设备固定到阀组合件100或将阀组合件100固定到邻近安装结构(例如,含有阀组合件100的机柜的邻近壁)。举例来说,在所说明实例中,一体式阀体200包含从多个中心区段角撑330中的一个朝外延伸的安装突出部358。因此,安装突出部358不与一体式阀体200的主流动通道202连通,且可包含紧固件开口以经由耦合到紧固件开口的紧固件固定阀组合件100的一体式阀体200。在一些实施例中,结合控制组合件108的流动设备可安装到安装突出部358。在一些实施例中,夹具可安装到安装突出部358以固定与控制组合件108连通的软管或管道。
如上文简要地提及,在所说明实例中,一体式阀体200的入口区段230和出口区段236布置成使得入口206对准以接收沿着入口方向280进入主流动通道202的流动,且出口210对准以提供来自主流动通道202的沿着出口方向282的流动,所述出口方向282大体上平行于入口方向280且与所述入口方向280相反。在一些应用中,具有主流动通道202的一体式阀体200的这一布置可为有益的,因为从入口206的第一或入口轴线364到出口210的第二或出口轴线366横向测量出的阀组合件100的总横向距离D1可减小或最小化,同时提供穿过阀组合件100的适当流动以有效地控制流动。在所说明实例中,从入口轴线364到中心区段220的横向通道288的横向轴线290横向测量出的第一或入口横向距离D2大体上等于从横向轴线290到出口轴线366横向测量出的第二或出口横向距离D3。在一些实施例中,入口横向距离D2大于出口横向距离D3,或反之亦然。在一些实施例中,一体式阀体200的总横向距离D1在约350毫米(mm)到约750mm范围内、在约450mm到约650mm范围内,或在约500mm到约600mm范围内。
类似地,具有主流动通道202带有入口主弯曲部248和出口主弯曲部250的一体式阀体200还可提供阀组合件100的减小或最小化的总高度,同时提供穿过阀组合件100的适当流动以有效地控制流动。在所说明实例中,包含至少入口主弯曲部248和出口主弯曲部250和倾斜内部入口弯曲部256和倾斜内部出口弯曲部274可帮助最小化沿着横向轴线290在入口安装平坦部342或出口安装平坦部344与顶部中心安装平坦部346之间测量出的一体式阀体200的高度H(参见图4),同时仍为控制组合件112的下部控制元件126提供充分空间。在一些实施例中,一体式阀体200的高度H在约150mm到约450mm范围内、在约200mm到约400mm范围内,或在约250mm到约350mm范围内。
在所说明实例中,一体式阀体200为一体成型单件式阀体。在一些实施例中,一体式阀体200可由金属或金属合金形成。在一些实施例中,一体式阀体200可为使用熔融材料(例如,熔融铁,或另一熔融金属或金属合金)形成的单件式浇铸一体式阀体。在这种实施例中,一体地形成阀体200的熔融材料可为熔融热塑性塑料(例如,高温热塑性塑料)。
一体式阀体的多种其它配置有可能促进具有如上文所论述的一体式阀体的阀组合件的益处。阀组合件(例如图1的阀组合件100)的具有不同配置和特征的一体式阀体的额外实例实施例将在下文参考图9到18更详细地描述。同样如上文所提及,本文中未明确说明的其它实例可包含其它几何形状或其它特征,或固定到给定阀体的其它特定流动组件。
现参考图9和10,描绘一体式阀体400的另一实例实施例,其包含在第一或入口端408处的入口406与第二或出口端412处的出口410之间延伸的主流动通道402。一体式阀体400类似于阀组合件100的先前论述的实例一体式阀体200,其中相同元件由参考标号的“400系列”和“500系列”下的类似参考标号指示(即,通常在图1到8的对应参考标号上递增200)。尽管一体式阀体400在许多方面中通常类似于先前论述的实施例一体式阀体200,但存在一些不同方面。举例来说,类似于一体式阀体200,一体式阀体400具有带有中心区段流动轴线424的中心区段420、带有相对于中心区段流动轴线424以第一角度θ1延伸的入口区段流动轴线434的入口区段430,和带有相对于中心区段流动轴线424以第二角度θ2延伸的出口区段流动轴线440的出口区段436。然而,相比于一体式阀体200,一体式阀体400的第一角度θ1与第二角度θ2大体上不相等。
特定参考图10,入口区段430的入口区段流动轴线434以第一角度θ1延伸,所述第一角度θ1类似于一体式阀体200的入口区段230的入口区段流动轴线234(参见图8)的第一角度θ1。在所说明实例中,出口区段436的出口区段流动轴线440相对于中心区段流动轴线424以第二角度θ2延伸,所述第二角度θ2大体上垂直于中心区段流动轴线424。如图10中所展示,一体式阀体400的内表面416具有沿着由出口区段436和出口主弯曲部450限定的出口流动区段438和出口主弯曲部流动区段454的连续平滑轮廓。参考图9和10,一体式阀体400的出口主角撑524限定邻近于出口主弯曲部450的角撑槽570。在一些实施例中,角撑槽570可配置成将控制组合件的控制元件(例如,阀组合件100的控制组合件112的下部控制元件126)固定到一体式阀体400。
现参考图11和12,描绘一体式阀体600的又一实例实施例,其包含在第一或入口端608处的入口606与第二或出口端612处的出口610之间延伸的主流动通道602。一体式阀体600类似于先前论述的实例一体式阀体200、400,其中相同元件由参考标号的“600系列”和“700系列”下的类似参考标号指示(即,通常在图1到8的对应参考标号上递增400)。尽管一体式阀体600在许多方面中通常类似于先前论述的实施例一体式阀体200、400,但存在一些不同方面。举例来说,类似于一体式阀体400,一体式阀体600具有带有中心区段流动轴线624的中心区段620、带有相对于中心区段流动轴线624以第一角度θ1延伸的入口区段流动轴线634的入口区段630,和带有相对于中心区段流动轴线624以第二角度θ2延伸的出口区段流动轴线640的出口区段636。然而,相比于一体式阀体400,一体式阀体400的第一角度θ1与第二角度θ2大体上相等且还大体上垂直于中心区段流动轴线624。
特定参考图12,出口区段436的出口区段流动轴线640以第二角度θ2延伸,所述第二角度θ2类似于一体式阀体400的出口区段436的出口区段流动轴线434(参见图8)的第二角度θ2。在所说明实例中,入口区段430的入口区段流动轴线634相对于中心区段流动轴线624以第一角度θ1延伸,所述第一角度θ1大体上垂直于中心区段流动轴线624。如图12中所展示,中心区段620的中心流动区段622的入口控制流动区段700具有从过滤器插口662的过滤器插口出口666到入口控制流动区段700的入口倾斜控制件708的连续平滑轮廓。另外,入口流动区段632的入口线性流动区段658还具有从入口606到过滤器插口662的过滤器插口入口664的连续平滑轮廓。
现参考图13和14,描绘一体式阀体800的另一实例实施例,其包含在第一或入口端808处的入口806与第二或出口端812处的出口810之间延伸的主流动通道802。一体式阀体800类似于先前论述的实例一体式阀体200、400、600,其中相同元件由参考标号的“800系列”和“900系列”下的类似参考标号指示(即,通常在图1到8的对应参考标号上递增600)。尽管一体式阀体800在许多方面中通常类似于先前论述的实施例一体式阀体200、400、600,但存在一些不同方面。举例来说,类似于一体式阀体600,一体式阀体800具有带有中心区段流动轴线824的中心区段820、带有相对于中心区段流动轴线824以第一角度θ1延伸的入口区段流动轴线834的入口区段830,和带有相对于中心区段流动轴线824以大体上等于第一角度θ1的第二角度θ2延伸的出口区段流动轴线840的出口区段836,且第一角度θ1和第二角度θ2大体上垂直于中心区段流动轴线824。然而,相比于一体式阀体600,一体式阀体800的过滤器插口862延伸到第一或入口主弯曲部848中,使得过滤器插入方向870大体上平行于入口区段流动轴线834延伸。
特定参考图14,过滤器插口862的过滤器插口端口868限定于一体式阀体800的顶部壁894中,且过滤器插口出口866大体上平行于中心区段流动轴线824。由入口区段830限定的入口流动区段832包含邻近于一体式阀体800的入口806的入口过渡弯曲部972,使得入口过渡弯曲部流动区段974延伸到过滤器插口862的过滤器插口入口864。
现参考图15和16,描绘一体式阀体1000的又一实例实施例,其包含在第一或入口端1008处的入口1006与第二或出口端1012处的出口1010之间延伸的主流动通道1002。一体式阀体1000类似于先前论述的实例一体式阀体200、400、600、800,其中相同元件由参考标号的“1000系列”和“1100系列”下的类似参考标号指示(即,通常在图1到8的对应参考标号上递增800)。尽管一体式阀体100在许多方面中通常类似于先前论述的实施例一体式阀体200、400、600、800,但存在一些不同方面。举例来说,类似于一体式阀体800,一体式阀体1000具有带有中心区段流动轴线1024的中心区段1020、带有相对于中心区段流动轴线1024以第一角度θ1延伸的入口区段流动轴线1034的入口区段1030,和带有相对于中心区段流动轴线1024以大体上等于第一角度θ1的第二角度θ2延伸的出口区段流动轴线1040的出口区段1036。然而,相比于一体式阀体800,入口区段1030、第一或入口主弯曲部1048和至少中心区段1020的第一端1026的内表面1016具有连续平滑轮廓。
现参考图17和18,描绘一体式阀体1200的另一实例实施例,其包含在第一或入口端1208处的入口1206与第二或出口端1212处的出口1210之间延伸的主流动通道1202。一体式阀体1200类似于先前论述的实例一体式阀体200、400、600、800、1000,其中相同元件由参考标号的“1200系列”和“1300系列”下的类似参考标号指示(即,通常在图1到8的对应参考标号上递增1000)。尽管一体式阀体1200在许多方面中通常类似于先前论述的实施例一体式阀体200、400、600、800、1000,但存在一些不同方面。举例来说,类似于一体式阀体1000,一体式阀体1200的沿着入口区段1230、第一或入口主弯曲部1248和至少中心区段1220的第一端1226的内表面1216具有连续平滑轮廓,且一体式阀体1200的沿着出口区段1236、第二或出口主弯曲部1250和至少中心区段1220的第二端1228的内表面1216具有连续平滑轮廓。然而,相比于一体式阀体800,一体式阀体1200配置成使得一体式阀体1200(包含主流动通道1202)围绕横向通道1288的横向轴线1290大体上对称。
特定参考图18,一体式阀体1200限定具有中心区段1220的中心或控制流动区段1222的入口控制流动区段1300和出口控制流动区段1304的主流动通道1202。在所说明实例中,入口控制流动区段1300和出口控制流动区段1304在横向通道1288的第三或中心控制流动区域1332处大体上对准中心区段1220的横向通道1288且与所述横向通道1288相交。换句话说,一体式阀体1200的主流动通道1202的控制流动区段1222以流通配置布置,其中来自入口控制流动区段1300的流动穿过中心控制流动区域1332分流到出口控制流动区段1304。中心控制流动区域1332沿着横向通道1288的横向轴线1290邻近于横向通道1288的第四或上部控制流动区域1334布置,且具有配置成选择性地用对应密封元件(未展示)形成密封的底座结构1316。另外,在所说明实施例中,一体式阀体1200的沿着入口区段1230、入口主弯曲部1248和控制流动区段1222的入口控制流动区段1300的内表面1216具有连续平滑轮廓。类似地,一体式阀体1200的沿着出口区段1236、出口主弯曲部1250和控制流动区段1222的出口控制流动区段1304的内表面1216具有连续平滑轮廓。在一些实施例中,一体式阀体1200的整个内表面1216(包含中心控制流动区域1312且除相交横向通道1288以外)具有连续平滑轮廓。
继续参考图18,入口区段1230的入口区段流动轴线1234相对于中心区段流动轴线1224以第一角度θ1延伸,且出口区段1236的出口区段流动轴线1240相对于中心区段流动轴线1224以大体上等于第一角度θ1的第二角度θ2延伸。参考图17和18,一体式阀体1200包含限定第一角撑槽1368的入口主角撑1322和限定第二角撑槽1370的出口主角撑1324。在一些实施例中,第一角撑槽1368和第二角撑槽1370可配置成将控制组合件的控制元件(例如,阀组合件100的控制组合件112的下部控制元件126)固定到一体式阀体1200。
阀组合件的多种其它配置有可能促进具有如上文所论述的不同地配置的一体式阀体的阀组合件的益处。具有固定到一体式阀体(例如图2到8的一体式阀体200)的不同配置和特征的阀组合件(例如图1的阀组合件100)的额外实例实施例将在下文参考图19和20更详细地描述。同样如上文所提及,本文中未明确说明的其它实例可包含其它几何形状或其它特征,或固定到给定阀体的其它特定流动组件。
现参考图19,描绘具有图2到8的一体式阀体200的阀组合件1400的另一实例实施例。阀组合件1400类似于先前论述的具有一体式阀体200的实例阀组合件100,其中相同元件由参考标号的“1400系列”下的类似参考标号指示(即,通常在图1的对应参考标号上递增1300)。尽管阀组合件1400在许多方面中通常类似于先前论述的实施例阀组合件100,但存在一些不同方面。举例来说,类似于阀组合件100,阀组合件1400包含固定到一体式阀体200且在适当时与主流动通道202连通的流动设备1410的多个例项,且包含控制组合件1412(具有上部控制元件1424和下部控制元件1426)、入口流动组件1414和出口流动组件1416、过滤器组合件1418(具有过滤器(未展示)和过滤器插口盖1428)、第一计1420和放泄阀1422。然而,相比于阀组合件100,阀组合件1400进一步包含固定到多个凸台354中的一个且与由一体式阀体200的出口区段236限定的出口流动区段238(参见图8)连通的出口旁通端口1434。出口旁通端口1434经由第一管1436与下部控制元件1426进一步连通且经由第二管1438与上部控制元件1424进一步连通。出口旁通端口1434包含出口旁通阀1440和第二计1442。
现参考图20,描绘具有图2到8的一体式阀体200的阀组合件1500的另一实例实施例。阀组合件1500类似于先前论述的具有一体式阀体200的实例阀组合件100、1400,其中相同元件由参考标号的“1500系列”下的类似参考标号指示(即,通常在图1的对应参考标号上递增1400)。尽管阀组合件1500在许多方面中通常类似于先前论述的实施例阀组合件1500,但存在一些不同方面。举例来说,类似于阀组合件100,阀组合件1500包含固定到一体式阀体200且在适当时与主流动通道202连通的流动设备1510的多个例项,且包含控制组合件1512(具有上部控制元件1524和下部控制元件1426)、入口流动组件1514和出口流动组件1516、过滤器组合件1518(具有过滤器(未展示)和过滤器插口盖1528)、第一计1520和放泄阀1522。然而,相比于阀组合件100,阀组合件1500进一步包含固定到多个凸台354中的一个且与由一体式阀体200的出口区段236限定的出口流动区段238(参见图8)连通的出口旁通端口1534。出口旁通端口1534经由第一管1536与下部控制元件1526进一步连通且经由第二管1538与上部控制元件1524进一步连通。
尽管已结合控制阀组合件描述具有一体式阀体的阀组合件,但本发明的范围不限于这一实施方案。包含流动通道(例如,阀体)的广泛多种装置可由本公开的一体式阀体改进。
在一些实施方案中,可使用体现本发明的方面的方法来利用、制造或安设本文中所公开的装置或系统(例如,阀组合件或阀组合件的阀体)。对应地,本文中对装置或系统的特定特征、能力或预期目的的描述通常意图本质上包含以下各者的公开内容:出于预期目的而使用这种特征的方法、实施这种能力的方法、制造这种装置或系统(或作为整体的装置或系统)的相关组件的方法,和安设所公开(或以其它方式已知)组件以支持这些目的或能力的方法。类似地,除非另外指示或限制,否则本文中对任何制造或使用特定装置或系统(包含安设装置或系统)的方法的论述意图本质上包含这种装置或系统的所利用特征和所实施能力的公开内容作为本发明的实施例。
在这方面,例如,图21说明形成阀体的方法1600。作为实例,将在下文参考阀组合件100(参见图1)的一体式阀体200(参见图1到9)描述方法1600。然而,可根据所公开方法的其它实施例形成用于其它阀组合件(例如,图19和20的阀组合件1400、1600中的一个或多个)的其它阀体(例如,图10到18的一体式阀体400、600、800、1000、1200中的一个或多个)。
在所说明实例中,方法1600的操作1602包含提供具有用于接收熔融材料的浇铸表面的铸模。一般而言,浇铸表面可限定一体式阀体,例如如参考图1到9所描述的阀组合件100的一体式阀体200。方法1600的操作1604包含用熔融材料(例如熔融金属或熔融金属合金)填充铸模。在铸模填充有熔融材料的情况下,熔融材料可耗费一些时间以冷却且由其熔融状态固化。在这方面,例如,方法1600的操作1606可包含允许熔融材料固化以提供一体式阀体(例如,一体式阀体200)。
如上文简要地提及,在一些实施例中,方法1600可用于形成阀体,例如图1到9的一体式阀体200。在这方面,例如,在方法1600的操作1602中提供的铸模的浇铸表面可配置成限定在方法1600的操作1606中提供的一体式阀体的特定特征(或可机械加工以形成特定特征的特征的对应结构)。举例来说,在一些实施例中,在方法1600的操作1602中提供的铸模的浇铸表面可限定安置在一体式阀体的第一端处的入口(例如,在一体式阀体200的第一端208处的入口206),和安置在一体式阀体的第二端处的出口(例如,在一体式阀体200的第二端212处的出口210),所述第二端相对于穿过一体式阀体的主流动路径(例如,一体式阀体200的主流动通道202)与第一端相对。
在一些实施例中,在方法1600的操作1602中提供的铸模的浇铸表面可进一步限定一体式阀体的具有中心区段流动轴线的中心区段,所述中心区段流动轴线在中心区段(例如,一体式阀体200的具有第一端226和第二端228的中心区段220)的第一端与第二端之间延伸。另外,第一区段可具有相对于中心区段流动轴线以第一角度在入口与中心区段的第一端之间延伸的第一区段流动轴线(例如,一体式阀体200的具有入口区段流动轴线234的入口区段230相对于中心区段流动轴线224以第一角度θ1延伸),且第二区段具有相对于中心区段流动轴线以第二非平行角度在出口与中心区段的第二端之间延伸的第二区段流动轴线(例如,一体式阀体200的具有出口区段流动轴线240的出口区段236相对于中心区段流动轴线224以第二角度θ2延伸)。在这种实施例中,由浇铸表面限定的一体式阀体的入口可配置成固定到入口流动组件(例如,阀组合件100的耦合到一体式阀体200的入口安装平坦部342的入口流动组件114)以接收进入一体式阀体的流动,且出口可配置成固定到出口流动组件(例如,阀组合件100的耦合到一体式阀体200的出口安装平坦部344的出口流动组件116)以提供离开一体式阀体的流动。另外,在这种实施例中,由浇铸表面限定的中心区段可包含与主流动路径相交且大小设定成接收控制组合件(例如,阀组合件100的控制组合件112)以控制穿过一体式阀体的流动的横向通道(例如,一体式阀体200的横向通道288或可机械加工以形成横向通道288的对应结构)。
另外,在一些实施例中,在方法1600的操作1602中提供的铸模的浇铸表面可进一步限定一体式阀体的底座结构(例如,可机械加工以形成一体式阀体200的最终底座结构286的粗略底座结构),以与控制组合件的控制元件(例如,阀组合件100的控制组合件112的上部控制元件124或下部控制元件126)协作地密封一体式阀体以防止沿着主流动路径的流动。在一些实施例中,在方法1600的操作1602中提供的铸模的浇铸表面可进一步限定第一区段与中心区段之间的第一弯曲部,和第二区段与中心区段之间的第二弯曲部(例如,一体式阀体200的入口主弯曲部248和出口主弯曲部250)。
又另外,在一些实施例中,在方法1600的操作1602中提供的铸模的浇铸表面可进一步限定通向入口下游的主流动路径的连接插口(例如,一体式阀体200的过滤器插口262)。在这种实施例中,连接插口可从外部插口端口(例如,一体式阀体200的过滤器插口端口268)延伸到第一区段、中心区段或第一区段与中心区段之间的第一弯曲部中的至少一个中。在这种实施例中,连接插口可限定对准以接收沿着主流动路径经由第一区段的流动的入口,和对准以提供沿着中心区段流动轴线的出口流动的出口(例如,一体式阀体200的过滤器插口262的过滤器插口入口264和过滤器插口出口266)。
此外,在一些实施例中,在方法1600的操作1602中提供的铸模的浇铸表面可进一步限定一体式阀体的安装特征(或可机械加工以形成安装特征的平坦表面或安装特征的与一体式阀体的主流动通道连通的开口的对应结构)或结构特征。举例来说,在一些实施例中,浇铸表面可限定一体式阀体的外部表面上的多个安装平坦部或凸台(例如,一体式阀体200的多个安装平坦部340和多个凸台354)或多个角撑(例如,一体式阀体200的多个角撑320)。
根据本发明的方法的某些操作可示意性地表示于图式中或以其它方式论述于本文中。除非另外规定或限制,否则特定操作的图式中以特定空间次序表示可能未必需要以对应于特定空间次序的特定序列来执行那些操作。对应地,在针对本发明的特定实施例适当时,表示于图式中或以其它方式公开于本文中的某些操作可以与所明确说明或描述的次序不同的次序执行。另外,在一些实施例中,某些操作可并行执行。
如本文中所描述,所公开发明的实施例可提供一种具有一体式阀体的阀组合件和一种形成阀体的方法。提供所公开实施例的先前描述以使得本领域的任何技术人员都能够制造或使用本发明。本领域的技术人员将容易地显而易见对这些实施例的各种修改,且在不脱离本发明的精神或范围的情况下可将本文中定义的一般原理应用于其它实施例。因此,本发明不意图局限于本文中所展示的实施例,而是意图就本文中所公开的原理和新颖特征达成最广泛范围的一致。
Claims (15)
1.一种形成阀体的方法,所述方法包括:
提供铸模,所述铸模包含用于接收待浇铸的熔融材料的浇铸表面,所述浇铸表面限定一体式阀体:
用熔融材料填充所述铸模;和
允许所述熔融材料固化以提供所述一体式阀体;
其中所述浇铸表面限定:
入口,其安置在所述一体式阀体的第一端处;
出口,其安置在所述一体式阀体的第二端处,所述第二端相对于穿过所述一体式阀体的主流动路径与所述第一端相对;
中心区段,其具有在所述中心区段的第一端与第二端之间延伸的中心区段流动轴线;
第一区段,其具有相对于所述中心区段流动轴线以第一非平行角度在所述入口与所述中心区段的所述第一端之间延伸的第一区段流动轴线;和
第二区段,其具有相对于所述中心区段流动轴线以第二非平行角度在所述出口与所述中心区段的所述第二端之间延伸的第二区段流动轴线,
其中所述入口配置成固定到用以接收进入所述一体式阀体的流动的入口流动组件;
其中所述出口配置成固定到用以提供离开所述一体式阀体的流动的出口流动组件;且
其中所述中心区段包含与所述主流动路径相交的横向通道,所述横向通道大小设定成接收控制组合件以控制穿过所述一体式阀体的流动。
2.根据权利要求1所述的方法,其中所述浇铸表面进一步限定用于所述一体式阀体的底座结构,以与所述控制组合件的控制元件协作地密封所述一体式阀体以防止沿着所述主流动路径的流动。
3.根据权利要求1所述的方法,其中所述浇铸表面进一步限定所述第一区段与所述中心区段之间的对应于所述第一非平行角度的第一弯曲部,和所述第二区段与所述中心区段之间的对应于所述第二非平行角度的第二弯曲部,所述第一弯曲部或所述第二弯曲部中的至少一个为倾斜弯曲部。
4.根据权利要求1所述的方法,其中所述浇铸表面进一步限定通向所述入口下游的所述主流动路径的连接插口。
5.根据权利要求4所述的方法,其中所述连接插口从外部插口端口延伸到所述第一区段、所述中心区段或所述第一区段与所述中心区段之间的第一弯曲部中的至少一个中。
6.根据权利要求5所述的方法,其中所述连接插口限定:入口,其对准以接收经由所述第一区段沿着所述主流动路径的流动;和出口,其对准以提供沿着所述中心区段流动轴线的出口流动。
7.根据权利要求1所述的方法,其中所述熔融材料为熔融金属或熔融金属合金。
8.一种用于控制过程流体的流动的阀组合件,所述阀组合件包括:
一体式阀体,其包含:
入口,其安置在所述一体式阀体的第一端处;
出口,其安置在所述一体式阀体的与所述第一端相对的第二端处;
第一区段,其从所述第一端延伸以限定主流动路径的入口流动区段;
第一主弯曲部,其从所述第一区段延伸以限定所述主流动路径的第一主弯曲部流动区段;
中心区段,其从所述第一主弯曲部延伸以限定所述主流动路径的控制流动区段,所述控制流动区段包含横向开口以接收阀控制组合件和阀座结构,所述阀座结构布置成与所述阀控制组合件协作以控制沿着所述主流动路径的流动;
第二主弯曲部,其从所述中心区段延伸以限定所述主流动路径的第二主弯曲部流动区段;和
第二区段,其从第二主弯曲部延伸以限定所述主流动路径的出口流动区段;
其中所述主流动路径在所述入口与所述出口之间延伸以引导所述过程流体串联地穿过所述入口流动区段、所述第一主弯曲部流动区段、所述控制流动区段、所述第二主弯曲部流动区段和所述出口流动区段而穿过所述阀组合件的流动。
9.根据权利要求8所述的阀组合件,其中所述一体式阀体的所述第一区段串联地限定沿着所述主流动路径的倾斜内部入口弯曲部和在所述倾斜内部入口弯曲部与所述第一主弯曲部之间延伸的入口线性流动区段。
10.根据权利要求9所述的阀组合件,其中所述第一主弯曲部限定沿着所述第一主弯曲部流动区段的第一倾斜过渡弯曲部,所述第一倾斜过渡弯曲部具有比所述倾斜内部入口弯曲部更大的平均曲率半径。
11.根据权利要求10所述的阀组合件,其中所述一体式阀体的所述第二区段串联地限定出口线性流动区段和倾斜内部出口弯曲部,所述出口线性流动区段沿着所述第二主弯曲部与所述倾斜内部出口弯曲部之间的所述主流动路径延伸。
12.根据权利要求11所述的阀组合件,其中所述第二主弯曲部限定沿着所述第二弯曲流动区段的第二倾斜过渡弯曲部,所述第二倾斜过渡弯曲部具有比所述倾斜内部出口弯曲部更大的平均曲率半径。
13.根据权利要求8所述的阀组合件,其中所述一体式阀体进一步包括过滤器插口,所述过滤器插口延伸到所述第一主弯曲部中,所述第一主弯曲部待对准以接收来自所述第一区段的沿着所述主流动路径的流动且提供沿着所述主流动路径去到所述中心区段的流动。
14.根据权利要求13所述的阀组合件,其中所述过滤器插口对准以在插入方向上接收过滤器,所述插入方向大体上平行于以下中的一个延伸:所述入口流动区段的流动轴线或所述控制流动区段的流动轴线。
15.根据权利要求8所述的阀组合件,其中所述入口对准以接收沿着入口方向进入所述主流动路径的流动;
其中所述出口对准以提供来自所述主流动路径的沿着出口方向的流动;且
其中所述入口方向大体上平行于所述出口方向。
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