CN209725434U - 用于在阀中使用的装置 - Google Patents

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Abstract

公开了用于在阀中使用的装置。在某些示例中，一种装置包括单件式阀关闭构件。在装置的某些示例中，单件式阀关闭构件包括整体流动路径，以引导阀关闭构件内的流体的流动。

Description

用于在阀中使用的装置
技术领域
本公开内容总体上涉及阀关闭构件，并且更具体而言，涉及具有经由增材制造形成的整体流动路径的单件式阀关闭构件。
背景技术
某些阀应用需要对阀内件进行加热或冷却。例如，对阀内件的加热可能是必要的，以减少和/或防止阀内件的湿润表面上的流体结晶和/或冻结。这种阀应用对于包含硫磺或树脂的过程中是常见的，例如在化学、纸浆和造纸工业中是常见的。
传统的蒸汽伴热(steam-traced)阀关闭构件(例如，阀盘、阀塞、阀球等)包括一个或多个流动路径，该流动路径被配置为接收热流体(例如，蒸汽)以控制阀关闭构件的一个或多个部分的温度。热流体通过(一个或多个)流动路径的循环可以减少和/或防止阀关闭构件处、和/或阀关闭构件及与阀关闭构件配合的阀座之间的接合处的流体结晶和/或冻结。传统的蒸汽伴热阀关闭构件由多块材料制成，这些材料通过机械方式进行焊接或以其它方式固定在一起。
实用新型内容
上述传统的蒸汽伴热阀关闭构件的不同组件之间的接头必须进行适当密封(例如，经由焊接或弹性密封件)来防止形成泄漏路径。而由于焊接点和/或密封件，导致其外部几何结构相对于对应的标准阀关闭构件的外部几何结构进行了改变和/或修改，从而致使其流动特性与对应的标准阀关闭构件的流动特性不同。
本文公开了包括具有经由增材制造工艺形成的整体流动路径的单件式阀关闭构件(例如，阀盘、阀塞、阀球等)的装置。在某些公开的示例中，一种装置包括单件式阀关闭构件，所述单件式阀关闭构件包括整体流动路径以引导阀关闭构件内的流体的流动。
在一个优选的示例中，所述阀关闭构件包括阀盘、阀塞、或阀球中的一个。
在一个优选的示例中，所述流动路径邻近所述阀关闭构件的密封表面。
在一个优选的示例中，所述流动路径接收热流体，以控制所述密封表面的温度。
在一个优选的示例中，所述流动路径邻近所述阀关闭构件的面。
在一个优选的示例中，所述流动路径接收热流体，以控制所述面的温度。
在一个优选的示例中，所述流动路径邻近所述阀关闭构件的密封表面。
在一个优选的示例中，所述热流体还控制所述密封表面的温度。
本文还公开了用于形成包括经由增材制造工艺形成的整体流动路径的单件式阀关闭构件(例如，阀盘、阀塞、阀球等)的方法。在某些公开的示例中，一种方法包括经由增材制造工艺形成单件式阀关闭构件。在某些公开的示例中，单件式阀关闭构件包括整体流动路径以引导阀关闭构件内的流体的流动。
在一个优选的示例中，所述阀关闭构件包括阀盘、阀塞、或阀球中的一个。
在一个优选的示例中，所述流动路径被形成为邻近所述阀关闭构件的密封表面。
在一个优选的示例中，所述流动路径接收热流体，以控制所述密封表面的温度。
在一个优选的示例中，所述流动路径被形成为邻近所述阀关闭构件的面。
在一个优选的示例中，所述流动路径接收热流体，以控制所述面的温度。
在一个优选的示例中，所述流动路径还被形成为邻近所述阀关闭构件的密封表面。
在一个优选的示例中，所述热流体还控制所述密封表面的温度。
本文还公开了一种装置，包括：单件式阀盘，所述单件式阀盘包括整体流动路径，以引导所述阀盘内的流体的流动。
在一个优选的示例中，所述流动路径邻近所述阀盘的密封表面，所述流动路径接收热流体，以控制所述密封表面的温度。
在一个优选的示例中，所述流动路径邻近所述阀盘的面，所述流动路径接收热流体以控制所述面的温度。
在一个优选的示例中，所述流动路径邻近所述阀盘的密封表面，所述热流体还控制所述密封表面的温度。
根据本实用新型，本文公开的单件式阀关闭构件的增材制造消除了存在于传统的多件式蒸汽伴热阀关闭构件中的接头，并且外部几何结构相对于标准阀关闭构件未改变，因此其流动特性基本上与标准阀关闭构件中的对应的标准阀关闭构件的流动特性相同。
附图说明
图1是包括经由增材制造工艺形成的第一示例性整体流动路径的第一示例性单件式阀关闭构件的透视图。
图2是图1中的第一示例性单件式阀关闭构件的正面平面视图。
图3是沿着图2中的线A-A获得的图1和图2中的第一示例性单件式阀关闭构件的横截面视图。
图4是沿着图2中的线B-B获得的图1-3中的第一示例性单件式阀关闭构件的横截面视图。
图5是包括经由增材制造工艺形成的第二示例性整体流动路径的第二示例性单件式阀关闭构件的透视图。
图6是图5中的第二示例性单件式阀关闭构件的正面平面视图。
图7是沿图6中的线C-C获得的图5和图6中的第二示例性单件式阀关闭构件的横截面视图。
图8是沿图6中的线D-D获得的图5-7中的第二示例性单件式阀关闭构件的横截面视图。
图9是具有包括经由增材制造工艺形成的第三示例性整体流动路径的第三示例性单件式阀关闭构件的第一示例性蝶形阀的横截面视图。
图10是图9中的第三示例性单件式阀关闭构件的放大横截面视图。
图11是具有包括经由增材制造工艺形成的第四示例性整体流动路径的第四示例性单件式阀关闭构件的第二示例性蝶形阀的横截面视图。
图12是图11中的第四示例性单件式阀关闭构件的放大横截面视图。
图13是表示用于经由增材制造工艺形成包括整体流动路径的单件式阀关闭构件的示例性方法的流程图。
某些示例在上面标识的附图中示出并且在下面详细描述。在描述这些示例时，使用相似或相同的附图标记来标识相同或相似的元件。附图不一定按比例绘制，并且为了清楚和/或简洁的目的，附图的某些特征和某些视图可能按照比例或示意性放大地示出。
具体实施方式
包括被配置为接收热流体(例如，蒸汽)的一个或多个流动路径的传统的蒸汽伴热阀关闭构件由多块材料制成，这些材料通过机械方式进行焊接或以其它方式固定在一起。这种传统的蒸汽伴热阀关闭构件的多件式构造和/或制造是复杂的并且引起许多制造和性能问题。
作为一个示例，多件式蒸汽伴热阀关闭组件的不同件之间的接头必须进行适当密封(例如，经由焊接或弹性密封件)以防止形成泄漏路径。如果多件式蒸汽伴热阀关闭组件的接头泄漏，则通过阀关闭构件的流动路径循环的热流体可能污染过程流体，或者过程流体可能污染热流体。
作为另一个示例，传统的多件式蒸汽伴热阀关闭构件通常具有外部几何结构，由于前述接头焊接点和/或接头密封件，该外部几何结构相对于对应的标准阀关闭构件的外部几何结构进行了改变和/或修改(例如，不属于蒸汽伴热种类的相同尺寸和形状的阀关闭构件)。由于其改变的和/或修改的外部几何结构，多件式蒸汽伴热阀关闭构件的流动特性与对应的标准阀关闭构件的流动特性不同。
与上面所描述的传统的多件式蒸汽伴热阀关闭构件不同，本文所公开的单件式阀关闭构件包括经由增材制造(additive manufacturing)工艺形成的整体流动路径。如本文参照部件(例如，阀关闭构件)所使用的，术语“单件式”通常是指不含经由焊接或其它机械紧固和/或密封方式保持在一起和/或密封的接头的一件式部件。如本文所使用的，术语“增材制造”通常是指通过其三维设计数据(例如，计算机辅助设计(CAD)文件)与可控激光结合使用以借助在彼此顶部上沉积连续的材料层来制造单件式部件的过程。例如，增材制造使用具有能够通过向其应用激光而被固化的细粉末(例如，金属粉末、塑料粉末、复合粉末等)的形式的一种或多种材料来逐层制造部件，而不是从固体材料块中铣削和/或机加工部件。
所公开的单件式阀关闭构件的增材制造消除了存在于传统的多件式蒸汽伴热阀关闭构件中的上面所描述的接头，并且因此消除了由于未能适当地密封这种接头而造成的泄漏形成的风险。由于消除了上面所描述的接头焊接点和/或接头密封，因此所公开的单件式阀关闭构件具有相对于标准阀关闭构件中的对应的标准阀关闭构件的外部几何结构未改变或修改的外部几何结构(例如，不属于蒸汽伴热种类的相同尺寸和形状的阀关闭构件)。因此，所公开的单件式阀关闭构件的流动特性基本上与标准阀关闭构件中的对应的标准阀关闭构件的流动特性相同。
所公开的单件式阀关闭构件的增材制造有利地实现可以针对特定于应用的加热或冷却特性进行优化的不受限制的整体流动路径和/或整体流动空腔几何结构。例如，可以制造单件式阀关闭构件的一个或多个整体流动路径和/或整体流动空腔，以紧紧沿着其中需要加热或冷却的阀关闭构件的任何表面(例如，阀关闭构件的密封表面、阀关闭构件的面等)。就这一点而言，增材制造实现了复杂流动路径和/或流动空腔几何结构在阀关闭构件内的整体形成，这经由传统的多片式制造工艺将是非常难以形成的(如果不是不可能的话)。
图1是包括经由增材制造工艺形成的第一示例性整体流动路径(如图 2-4的项204所示)的第一示例性单件式阀关闭构件102的透视图。图2是图1中的第一示例性单件式阀关闭构件102的正面平面视图。图3是沿图2 中的线A-A获得的图1和图2中的第一示例性单件式阀关闭构件102的横截面视图。图4是沿图2中的线B-B获得的图1-3中的第一示例性单件式阀关闭构件102的横截面视图。
如图1-4所示，单件式阀关闭构件102包括示例性密封表面106、示例性面108、以及示例性孔110。密封表面106形成围绕面108的周界。当单件式阀关闭构件102在阀(未示出)中实施时，单件式阀关闭构件102的密封表面106和/或面108可以暴露于流过阀的过程流体。示出的孔110接收阀的轴(未示出)。在其它示例中，孔110可以被配置为接收多于一个的轴。在其它示例中，单件式阀关闭构件102可以包括被配置为接收对应的轴的多个孔。在图1-4所示的示例中，轴围绕由孔110限定的示例性纵向轴线116进行旋转，以将单件式阀关闭构件102定位在阀内。当单件式阀关闭构件102处于关闭位置时，密封表面106的一个或多个部分与阀的座(未示出)配合(例如，与阀的座形成密封)。
如图1和图2所示，单件式阀关闭构件102的密封表面106、面108 和孔110中的每一个都具有形状为圆形的轮廓。在所示的示例中，密封表面106的第一示例性圆形轮廓122与面108的第二示例性圆形轮廓124同心。密封表面106的第一圆形轮廓122位于与面108的第二圆形轮廓124 的平面基本平行的平面中。孔110的第三示例性圆形轮廓126位于与面108的第二圆形轮廓124的平面基本上垂直的平面中。密封表面106、面108和 /或孔110可以具有与图1-4示出的大小、形状、构造和/或方向不同的大小、形状、构造和/或方向。
如图2中的虚线所示，并且进一步如图3和图4所示，图1-4的单件式阀关闭构件102的整体流动路径204邻近单件式阀关闭构件102的密封表面106形成在单件式阀关闭构件102内。如图2所示，整体流动路径204 跟踪和/或追踪密封表面106的整个第一圆形轮廓122。在某些示例中，整体流动路径204可以跟踪和/或追踪密封表面106的第一圆形轮廓122的一个或多个部分而不跟踪和/或追踪密封表面106的整个第一圆形轮廓122。在某些示例中，整体流动路径204可以限定与图2中所示的路径的尺寸、形状、方向和/或配置不同的尺寸、形状、方向和/或配置的路径。
如图3和图4所示，整体流动路径204可以具有示例性梯形横截面区域332，其形成为使得整体流动路径204的部分邻近单件式阀关闭构件102 的密封表面106的相应部分。在某些示例中，整体流动路径204可以具有与图3和图4中所示的梯形横截面区域332的尺寸、形状、方向和/或配置不同的尺寸、形状、方向和/或配置的横截面区域。例如，整体流动路径204 可以具有圆形、椭圆形、三角形、矩形、或不规则形状的横截面。在某些示例中，整体流动路径204的横截面区域可以在沿整体流动路径204的不同位置处改变(例如，尺寸或形状)。
如图3中进一步所示，整体流动路径204与示例性流体入口336和示例性流体出口338流体连通，该示例性流体入口336和示例性流体出口338 两者经由增材制造工艺整体地形成在单件式阀关闭构件102内。流体入口 336和流体出口338可以具有任何尺寸、形状、配置和/或方向，并且可以被定位在相对于整体流动路径204的任何位置处。在所示的示例中，将被接收在孔110中的一个或多个轴(未示出)包括一个或多个芯，当(一个或多个)轴耦接到单件式阀关闭构件102时，该一个或多个芯限定了将被定位为与单件式阀关闭构件102的流体入口336和流体出口338流体连通的一个或多个对应的流动路径。流过轴的一个或多个芯和/或一个或多个流动路径的热流体在单件式阀关闭构件102的流体入口336处被接收，循环通过单件式阀关闭构件102的整体流动路径204，并且在单件式阀关闭构件 102的流体出口338处排出和/或分配。由于整体流动路径204被形成为邻近单件式阀关闭构件102的密封表面106，因此通过单件式阀关闭构件102 的整体流动路径204的热流体的循环可以控制单件式阀关闭构件102的密封表面106的温度。
尽管图1-4的第一示例性单件式阀关闭构件102被配置为在旋转式蝶形阀中实现，但是可以修改单件式阀关闭构件102的一个或多个结构，以使得单件式阀关闭构件102将在不同类型的旋转阀(例如，全球阀、分段式球阀、旋塞阀等)或非旋转类型的阀(例如，滑动阀杆阀、线性阀、角阀、截止阀等)中实现。例如，可以修改图1-4的单件式阀关闭构件102的孔110的方向，使得图1-4的孔110的第三示例性圆形轮廓126位于与图1-4 的单件式阀关闭构件102的面108的第二圆形轮廓124的平面基本上平行的平面中。
经由一个或多个增材制造工艺形成和/或制造图1-4中的第一示例性单件式阀关闭构件。例如，用于形成图1-4的单件式阀关闭构件102的增材制造工艺可以通过形成限定单件式阀关闭构件102的密封表面106和/或面 108的一个或多个第一材料层开始。增材制造工艺接下来可以形成将整体流动路径204邻近单件式阀关闭构件102的密封表面106限定在单件式阀关闭构件102内一个或多个第二材料层。增材制造工艺然后可以继续形成单件式阀关闭构件102的一个或多个第三材料层，直到完成了对单件式阀关闭构件102的制造(例如，当所形成的单件式阀关闭构件102完全匹配单件式阀关闭构件102的CAD呈现时)。第三材料层的形成限定了图1-4中的单件式阀关闭构件102的孔110、流体入口336、和流体出口338，其中的每一个经由增材制造工艺与整体流动路径204一起形成在单件式阀关闭构件102内。在某些示例中，用于形成图1-4中的单件式阀关闭构件102 的上面所描述的增材制造工艺可以被修改(例如，颠倒)为使得密封表面 106和/或表面108是将经由增材制造工艺形成的单件式阀关闭构件102的最终部件。
图5是包括经由增材制造工艺形成的第二示例性整体流动路径(如图 6-8的项604所示)的第二示例性单件式阀关闭构件502的透视图。图6是图5中的第二示例性单件式阀关闭构件502的正面平面视图。图7是沿图6 中的线C-C获得的图5和图6中的第二示例性单件式阀关闭构件502的横截面视图。图8是沿图6中的线D-D获得的图5-7中的第二示例性单件式阀关闭构件502的横截面视图。
如图5-8所示，单件式阀关闭构件502包括示例性密封表面506、示例性面508和示例性孔510。密封表面506围绕面508形成周界。当单件式阀关闭构件502在阀(未示出)中实现时，单件式阀关闭构件502的密封表面506和/或面508可以暴露于流过阀的过程流体。所示出的孔510接收阀的轴(未示出)。在其它示例中，孔510可以被配置为接收多于一个的轴。在其它示例中，单件式阀关闭构件502可以包括被配置为接收对应的轴的多个孔。在如图5-8所示的示例中，轴围绕由孔510限定的示例性纵向轴线 516进行旋转，以将单件式阀关闭构件502定位在阀内。当单件式阀关闭构件502处于关闭位置时，密封表面506的一个或多个部分与阀的座(未示出)匹配(例如，与阀的座形成密封)。
如图5和图6所示，单件式阀关闭构件502的密封表面506、面508 和孔510中的每一个都具有形状为圆形的轮廓。在所示的示例中，密封表面506的第一示例性圆形轮廓522与面508的第二示例性圆形轮廓524同心。密封表面506的第一圆形轮廓522位于与面508的第二圆形轮廓524 的平面基本平行的平面中。孔510的第三示例性圆形轮廓526位于与面508的第二圆形轮廓524的平面基本上垂直的平面中。密封表面506、面508和 /或孔510可以的尺寸、形状、配置和/或方向与图5-8中所示的尺寸、形状、配置和/或方向不同。
如图6中的虚线所示，并且在图7和图8中进一步所示，图5-8中的单件式阀关闭构件502的整体流动路径604邻近密封表面506并邻近单件式阀关闭构件502的面508形成在单件式阀关闭构件502内。如图6所示，整体流动路径604跟踪和/或追踪密封表面506的整个第一圆形轮廓522和面508的整个第二圆形轮廓524。在某些示例中，整体流动路径604可以跟踪和/或追踪密封表面506的第一圆形轮廓522的一个或多个部分和/或面508的第二圆形轮廓524的一个或多个部分，而不跟踪和/或追踪密封表面 506的整个第一圆形轮廓522和/或面508的整个第二圆形轮廓524。在某些示例中，整体流动路径604可以限定与图6中所示的路径的尺寸、形状、方向和/或配置不同的尺寸、形状、方向和/或配置的路径。
如图7和图8所示，整体流动路径604具有示例性密封表面部分728 和示例性面部分730。整体流动路径604的密封表面部分728具有示例性梯形横截面区域732，其形成为使得整体流动路径604的部分邻近单件式阀关闭构件502的密封表面506的对应部分。整体流动路径604的面部分730 具有示例性矩形横截面区域734，其形成为使得整体流动路径604的一部分邻近单件式阀关闭构件502的面508的一部分。在某些示例中，整体流动路径604可以包括具有与如图7和图8所示的密封表面部分728的梯形横截面区域732和/或面部分730的矩形横截面区域734的尺寸、形状、方向和/或配置不同的大小、形状、方向和/或配置的横截面区域的一个或多个部分。例如，整体流动路径604可以包括具有形状为圆形、椭圆形、三角形、矩形或不规则形状的横截面区域的密封表面部分。作为另一个示例，整体流动路径604可以包括具有形状为圆形、椭圆形、三角形、梯形、或不规则形状的横截面的面部分。在某些示例中，整体流动路径604的(一个或多个)横截面区域可以在沿着整体流动路径604的不同位置处改变(例如，尺寸或形状)。
如图7进一步示出的，整体流动路径604与示例性流体入口736和示例性流体出口738流体连通，该示例性流体入口736和示例性流体出口738 均经由增材制造工艺整体地形成在单件式阀关闭构件502内。流体入口736 和流体出口738可以具有任何尺寸、形状、配置和/或方向，并且可以相对于整体流动路径604定位在任何位置处。在所示的示例中，将被接收在孔 510中的一个或多个轴(未示出)包括一个或多个芯，当(一个或多个)轴耦接到单件式阀关闭构件502时，该一个或多个芯限定了将被定位为与单件式阀关闭构件502的流体入口736和流体出口738流体连通的一个或多个对应的流动路径。流过轴的(一个或多个)芯和/或(一个或多个)流动路径的热流体在单件式阀关闭构件502的流体入口736处接收，该热流体循环通过单件式阀关闭构件502的整体流动路径604，并且在单件式阀关闭构件502的流体出口738处排出和/或被分配。由于整体流动路径604被形成为邻近单件式阀关闭构件502的密封表面506和面508，通过单件式阀关闭构件502的整体流动路径604的热流体的循环可以控制单件式阀关闭构件502的密封表面506的温度和/或单件式阀关闭构件502的面508的温度。
尽管图5-8的第二示例性单件式阀关闭构件502被配置为在旋转式蝶形阀中实现，但是单件式阀关闭构件502的一个或多个结构可以被修改为使得单件式阀关闭构件502将在不同类型的旋转阀(例如，全球阀、分段式球阀、旋塞阀等)或非旋转类型的阀(例如，滑动阀杆阀、线性阀、角阀、截止阀等)中实现。例如，图5-8中的单件式阀关闭构件502的孔510的方向可以被修改为使得图5-8中的孔510的第三示例性圆形轮廓526位于与图 5-8中的单件式阀关闭构件502的面508的第二圆形轮廓524的平面基本上平行的平面中。
图5-8中的第二示例性单件式阀关闭构件502经由一个或多个增材制造工艺形成和/或制造。例如，用于形成图5-8中的单件式阀关闭构件502的增材制造工艺可以通过形成限定单件式阀关闭构件502的密封表面506和/ 或面508的一个或多个第一材料层开始。增材制造工艺接下来可以形成将整体流动路径604(例如，包括整体流动路径604的密封表面部分728和面部分730)邻近密封表面506并邻近单件式阀关闭构件502的面508限定在单件式阀关闭构件502内的一个或多个第二材料层。增材制造工艺然后可以继续形成单件式阀关闭构件502的一个或多个第三材料层，直到完成了对单件式阀关闭构件502的制造(例如，当所形成的单件式阀关闭构件502 完全匹配单件式阀关闭构件502的CAD呈现时)。一个或多个第三材料层的形成限定了图5-8中的单件式阀关闭构件502的孔510、流体入口736、和流体出口738，其中的每一个经由增材制造工艺与整体流动路径604一起整体地形成在单件式阀关闭构件502内。在某些示例中，用于形成图5-8 中的单件式阀关闭构件502的上面所描述的增材制造工艺可以被修改(例如，颠倒)为使得密封表面506和/或面508是将经由增材制造工艺形成的单件式阀关闭构件502的最终部件。
图9是具有包括经由增材制造工艺形成的第三示例性整体流动路径 904的第三示例性单件式阀关闭构件902的第一示例性蝶形阀900的横截面视图。图10是图9中的第三示例性单件式阀关闭构件902的放大横截面视图。
如图9和图10所示，蝶形阀900的单件式阀关闭构件902包括示例性的密封表面906、示例性的面908、以及示例性的孔910。密封表面906围绕面908形成周界。单件式阀关闭构件902的密封表面906和/或面908可以暴露于流过蝶形阀900的过程流体。孔910接收蝶形阀900的示例性的轴914。轴914围绕由孔910限定示例性纵向轴线916进行旋转，以将单件式阀关闭构件902定位在蝶形阀900内。当单件式阀关闭构件902处于关闭位置时，密封表面906的一个或多个部分与阀的示例性座920配合(例如，与阀的示例性座920形成密封)。
如图9和图10进一步示出的，单件式阀关闭构件902的整体流动路径 904邻近单件式阀关闭构件902的密封表面906形成在单件式阀关闭构件 902内。在某些示例中，图9和图10中的整体流动路径904可以跟踪和/或追踪密封表面906的整个轮廓。在其它示例中，图9和图10中的整体流动路径904可以跟踪和/或追踪密封表面906的轮廓的一个或多个部分，而不跟踪和/或追踪密封表面906的整个轮廓。
如图9和图10进一步示出的，整体流动路径904具有示例性横截面区域932，其被形成为使得整体流动路径904的部分邻近单件式阀关闭构件 902的密封表面906的对应部分。在某些示例中，整体流动路径904可以具有与图9和图10中所示的横截面区域932的尺寸、形状、方向和/或配置不同的尺寸、形状、方向和/或配置的横截面区域。例如，整体流动路径904 可以具有形状为圆形、椭圆形、三角形、矩形或不规则形状的横截面区域。在某些示例中，整体流动路径904的横截面区域可以在沿整体流动路径904 的不同位置处改变(例如，尺寸或形状)。
如图9和图10进一步示出的，整体流动路径904与示例性流体入口936 和示例性流体出口938流体连通，该示例性流体入口936和示例性流体出口938两者均经由增材制造工艺整体地形成在单件式阀关闭构件902内。流体入口936和流体出口938可以具有任何尺寸、形状、配置和/或方向，并且可以定位在相对于整体流动路径904的任何位置处。在所示的示例中，在孔910中接收的轴914包括与流体入口936流体连通的第一示例性流动路径940以及与单件式阀关闭构件902的流体出口938流体连通的第二示例性流动路径942。流过轴914的第一流动路径940的热流体在单件式阀关闭构件902的流体入口936处接收，循环通过单件式阀关闭构件902的整体流动路径904，并且在流体出口938处排出和/或分配，以流过轴914的第二流动路径942。由于整体流动路径904被形成为邻近单件式阀关闭构件 902的密封表面906，所以通过单件式阀关闭构件902的整体流动路径904 的热流体的循环可以控制单件式阀关闭构件902的密封表面906的温度。
图9和图10中的第三示例性单件式阀关闭构件902经由一个或多个增材制造工艺形成和/或制造。例如，用于形成图9和图10中的单件式阀关闭构件902的增材制造工艺可以通过形成限定单件式阀关闭构件902的密封表面906和/或面908的一个或多个第一材料层开始。增材制造工艺接下来可以形成将整体流动路径904邻近单件式阀关闭构件902的密封表面906 限定在单件式阀关闭构件902内的一个或多个第二材料层。增材制造工艺然后可以继续形成单件式阀关闭构件902的一个或多个第三材料层，直到完成了对单件式阀关闭构件902的制造(例如，当所形成的单件式阀关闭构件902完全匹配单件式阀关闭构件902的CAD呈现时)。一个或多个第三材料层的形成限定了图9和图10中的单件式阀关闭构件902的孔910、流体入口936、和流体出口938，其中每一个都经由增材制造工艺与整体流动路径904一起整体地形成在单件式阀关闭构件902内。在某些示例中，用于形成图9和图10中的单件式阀关闭构件902的上面所描述的增材制造工艺可以被修改(例如，颠倒)为使得密封表面906和/或面908是将经由增材制造工艺形成的单件式阀关闭构件902的最终部件。
图11是具有包括经由增材制造工艺形成的第四示例性整体流动路径 1104的第四示例性单件式阀关闭构件1102的第二示例性蝶形阀1100的横截面视图。图12是图11中的第四示例性单件式阀关闭构件1102的放大横截面图。
如图11和图12中示出的，蝶形阀1100的单件式阀关闭构件1102包括示例性的密封表面1106、示例性的面1108、第一示例性的孔1110、和第二示例性的孔1112。密封表面1106围绕面1108形成周界。单件式阀关闭构件1102的密封表面1106和/或面1108可以暴露于流过蝶形阀1100的过程流体。第一孔1110接收蝶形阀1100的示例性的第一轴1114。第一轴1114 围绕由第一孔1110限定的示例性纵向轴线1116进行旋转，以将单件式阀关闭构件1102定位在蝶形阀1100内。类似地，第二孔1112接收蝶形阀1100 的示例性的第二轴1118。与第一轴1114一样，第二轴1118围绕纵向轴线 1116进行旋转，以将单件式阀关闭构件1102定位在蝶形阀1100内。当单件式阀关闭构件1102处于关闭位置时，密封表面1106的一个或多个部分与阀的示例性座1120配合(例如，与阀的示例性座1120形成密封)。
如图11和图12进一步示出的，单件式阀关闭构件1102的整体流动路径1104邻近密封表面1106以及邻近单件式阀关闭构件1102的面1108形成在单件式阀关闭构件1102内。在某些示例中，图11和图12中的整体流动路径1104可以跟踪和/或追踪密封表面1106的整个轮廓和/或面1108的整个轮廓。在其它示例中，图11和图12中的整体流动路径1104可以跟踪和 /或追踪密封表面1106的轮廓的一个或多个部分和/或面1108的轮廓的一个或多个部分，而不跟踪和/或追踪密封表面1106的整个轮廓和/或面1108的整个轮廓。
如图11和图12进一步示出的，整体流动路径1104具有示例性的密封表面部分1128和示例性的面部分1130。整体流动路径1104的密封表面部分1128具有示例性的梯形横截面区域1132，其形成为使得整体流动路径 1104的部分邻近单件式阀关闭构件1102的密封表面1106的对应部分。整体流动路径1104的面部分1130具有示例的矩形横截面区域1134，其形成为使得整体流动路径1104的一部分邻近单件式阀关闭构件1102的面1108 的一部分。在某些示例中，整体流动路径1104可以包括具有与如图11和图12中示出的密封表面部分1128的梯形横截面区域1132和/或面部分1130 的矩形横截面区域1134的尺寸、形状、方向和/或配置不同的尺寸、形状、方向和/或配置的横截面区域。例如，整体流动路径1104可以包括具有形状为圆形、椭圆形、三角形、矩形或不规则形状的横截面区域的密封表面部分。作为另一个示例，整体流动路径1104可以包括具有形状为圆形、椭圆形、三角形、梯形、或不规则形状的横截面区域的面部分。在某些示例中，整体流动路径1104的一个或多个横截面区域可以在沿整体流动路径1104 的不同位置处改变(例如，尺寸或形状)。
如图11和图12进一步示出的，整体流动路径1104与示例性流体入口 1136和示例性流体出口1138流体连通，该示例性流体入口1136和示例性流体出口1138两者经由增材制造工艺整体地形成在单件式阀关闭构件1102 内。流体入口1136和流体出口1138可以具有任何尺寸、形状、配置和/或方向，并且可以定位在相对于整体流动路径1104的任何位置处。在所示的示例中，在第一孔1110中接收的第一轴1114包括与流体入口1136流体连通的第一示例性流动路径1140，并且在第二孔1112中接收的第二轴1118 包括与单件式阀关闭构件1102的流体出口1138流体连通的第二示例性流动路径1142。流过第一轴1114的第一流动路径1140的热流体在单件式阀关闭构件1102的流体入口1136处接收，循环通过单件式阀关闭构件1102 的整体流动路径1104，并且在流体出口1138处被排出和/或被分配，以流过第二轴1118的第二流动路径1142。由于整体流动路径1104被形成为邻近单件式阀关闭构件1102的密封表面1106和面1108，所以通过单件式阀关闭构件1102的整体流动路径1104的热流体的循环可以控制单件式阀关闭构件1102的密封表面1106的温度和/或单件式阀关闭构件1102的面1108 的温度。
图11和图12中的第四示例性单件式阀关闭构件1102经由一个或多个增材制造工艺形成和/或制造。例如，用于形成图11和图12中的单件式阀关闭构件1102的增材制造工艺可以通过形成限定单件式阀关闭构件1102 的密封表面1106和/或面1108的一个或多个第一材料层开始。增材制造工艺接下来可以形成将整体流动路径1104(例如，包括整体流动路径1104的密封表面部分1128和面部分1130)邻近密封表面1106以及邻近单件式阀关闭构件1102的面1108限定在单件式阀关闭构件1102内的一个或多个第二材料层。增材制造工艺然后可以继续形成单件式阀关闭构件1102的一个或多个第三材料层，直到完成了对单件式阀关闭构件1102的制造(例如，当所形成的单件式阀关闭构件1102完全匹配单件式阀关闭构件1102的 CAD呈现时)。一个或多个第三材料层的形成限定了图11和图12中的单件式阀关闭构件1102的第一孔1110、第二孔1112、流体入口1136、以及流体出口1138，其中每一个经由增材制造工艺与整体流动路径1104一起形成在单件式阀关闭构件1102内。在某些示例中，用于形成图11和图12中的单件式阀关闭构件1102的上面所描述的增材制造工艺可以被修改(例如，颠倒)为使得密封表面1106和/或面1108是将经由增材制造工艺形成的单件式阀关闭构件1102的最终部件。
图13是表示用于经由增材制造工艺形成包括整体流动路径的单件式阀关闭构件的示例性方法1300的流程图。图13中的示例性方法1300可以被实现为形成包括图2-4和图6-12中的对应的第一示例性整体流动路径204、第二示例性整体流动路径604、第三示例性整体流动路径904、第四示例性整体流动路径1104中的任何一个的图1-图12中的第一示例性单件式阀关闭构件102、第二示例性单件式阀关闭构件502、第三示例性单件式阀关闭构件902或第四示例性单件式阀关闭构件1102中的任何一个。
图13中的示例性方法1300从启动经由增材制造工艺对单件式阀关闭构件的制造(框1302)开始。例如，增材制造工艺可以形成限定单件式阀关闭构件的密封表面和/或面的一个或多个第一材料层。在框1302之后，图 13中的示例性方法1300继续到框1304。
图13中的示例性方法1300包括经由增材制造工艺在单件式阀关闭构件内形成一个或多个整体流动路径(方框1304)。例如，增材制造工艺可以形成将整体流动路径邻近在示例性方法1300的框1302处形成的密封表面和/或面限定在单件式阀关闭构件内的一个或多个第二材料层。在框1304 之后，图13中的示例性方法1300继续到框1306。
图13中的示例性方法1300包括经由增材制造工艺完成对单件式阀关闭构件的制造(框1306)。例如，增材制造工艺可以继续形成单件式阀关闭构件的一个或多个第三材料层，直到完成了对单件式阀关闭构件的制造(例如，当所形成的单件式阀关闭构件完全匹配单件式阀关闭构件的CAD呈现时)。在某些示例中，第三材料层的形成可以限定与在示例性方法1300的框1304处形成的一个或多个整体流动路径流体连通的一个或多个流体入口，与在示例性方法1300的框1304处形成的一个或多个整体流动路径流体连通的一个或多个流体出口、和/或接收被配置为相对于阀的座将单件式阀关闭构件定位在阀内的一个或多个轴的一个或多个孔。在框1306之后，图13 中的示例性方法1300结束。
根据以上方面，应当理解的是，与传统的多件式蒸汽伴热阀关闭构件相比，包括经由增材制造工艺形成的整体流动路径的所公开的单件式阀关闭构件提供了许多优点。例如，所公开的单件式阀关闭构件的增材制造消除了传统的多件式蒸汽伴热阀关闭构件中存在的接头，并且因此消除了由于未能适当地密封这种接头而造成泄漏的风险。由于消除了接头焊接点和/ 或接头密封件，因此所公开的单件式阀关闭构件具有相对于标准阀关闭构件中对应的标准阀关闭构件的外部几何结构不改变或不修改的外部几何结构(例如，不属于蒸汽伴热种类的相同尺寸和形状的阀关闭部件)。因此，所公开的单件式阀关闭构件的流动特性基本上与标准阀关闭构件中的对应的标准阀关闭构件的流动特性相同。
所公开的单件式阀关闭构件的增材制造有利地实现了可以针对特定于应用的加热或冷却特性进行优化的不受限制的整体流动路径和/或整体流动空腔的几何结构。例如，可以制造单件式阀关闭构件的一个或多个整体流动路径和/或整体流动空腔，以紧紧沿着其中需要加热或冷却的阀关闭构件的任何表面(例如，阀关闭构件的表面、阀关闭构件的面等)。就这点而言，增材制造实现了复杂流动路径和/或流动空腔的几何结构在阀关闭构件内的整体形成，这经由传统的多件式制造工艺来形成将是非常困难的(如果不是不可能的话)。
前述优点和/或益处经由所公开的包括经由增材制造工艺形成的整体流动路径的单件式阀关闭构件来实现。公开了包括具有经由增材制造工艺形成的整体流动路径的单件式阀关闭构件(例如，阀盘、阀塞、阀球等)的装置。在某些所公开的示例中，一种装置包括单件式阀关闭构件。在某些所公开的示例中，单件式阀关闭构件包括整体流动路径，以引导阀关闭构件内的流体的流动。在某些所公开的示例中，阀关闭构件包括阀盘、阀塞、或阀球中的一个。
在装置的某些所公开的示例中，阀关闭构件的整体流动路径邻近阀关闭构件的密封表面。在某些所公开的示例中，整体流动路径接收热流体以控制密封表面的温度。
在装置的某些所公开的示例中，阀关闭构件的整体流动路径邻近阀关闭构件的表面。在某些所公开的示例中，整体流动路径接收热流体以控制面的温度。在某些所公开的示例中，整体流动路径还邻近阀关闭构件的密封表面。在某些所公开的示例中，热流体还控制密封表面的温度。
还公开了用于形成包括经由增材制造工艺形成的整体流动路径的单件式阀关闭构件(例如，阀盘、阀塞、阀球等)的方法。在某些所公开的示例中，一种方法包括：经由增材制造工艺形成单件式阀关闭构件。在某些所公开的示例中，单件式阀关闭构件包括整体流动路径，以引导阀关闭构件内的流体的流动。在某些所公开的示例中，阀关闭构件包括阀盘、阀塞、或阀球中的一个。
在方法的某些所公开的示例中，阀关闭构件的整体流动路径被形成为邻近阀关闭构件的密封表面。在某些所公开的示例中，整体流动路径接收热流体以控制密封表面的温度。
在方法的某些所公开的示例中，阀关闭构件的整体流动路径被形成为邻近阀关闭构件的面。在某些所公开的示例中，整体流动路径接收热流体以控制面的温度。在某些所公开的示例中，整体流动路径还被形成为邻近阀关闭构件的密封表面。在某些所公开的示例中，热流体还控制密封表面的温度。
虽然本文已经公开了某些示例性装置和方法，但是本专利的覆盖范围不限于此。相反，本专利覆盖了完全落入本专利的权利要求范围内的所有装置和方法。

Claims (12)

1.一种用于在阀中使用的装置，其特征在于，包括：
单件式阀关闭构件，所述单件式阀关闭构件包括整体流动路径，以引导所述阀关闭构件内的流体的流动。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述阀关闭构件包括阀盘、阀塞、或阀球中的一个。
3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述流动路径邻近所述阀关闭构件的密封表面。
4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述流动路径接收热流体，以控制所述密封表面的温度。
5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述流动路径邻近所述阀关闭构件的面。
6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述流动路径接收热流体，以控制所述面的温度。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述流动路径邻近所述阀关闭构件的密封表面。
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述热流体还控制所述密封表面的温度。
9.一种用于在阀中使用的装置，其特征在于，包括：
单件式阀盘，所述单件式阀盘包括整体流动路径，以引导所述阀盘内的流体的流动。
10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述流动路径邻近所述阀盘的密封表面，所述流动路径接收热流体，以控制所述密封表面的温度。
11.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述流动路径邻近所述阀盘的面，所述流动路径接收热流体以控制所述面的温度。
12.根据权利要求11所述的装置，其特征在于，所述流动路径邻近所述阀盘的密封表面，所述热流体还控制所述密封表面的温度。
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