概括地，本公開(kāi)內(nèi)容涉及籠式裝置，更具體地，涉及具有流體通道以影響閥的流動(dòng)特性的籠式裝置。

背景技術(shù)：

閥通常用于在過(guò)程控制系統(tǒng)中控制流體流動(dòng)?；瑒?dòng)桿閥(例如，閘閥、球心閥、隔膜閥、夾緊閥等)通常包括設(shè)置在流體路徑中的控制流體流動(dòng)通過(guò)閥的封閉構(gòu)件(例如，閥塞)。致動(dòng)器可耦接到桿以在打開(kāi)位置與關(guān)閉位置(例如，相對(duì)于閥體和/或閥座)之間移動(dòng)封閉構(gòu)件，從而允許或限制閥的入口與出口之間的流體流動(dòng)。此外，滑動(dòng)桿閥通常包括設(shè)置在流體路徑中的籠，其使流體能夠在入口與出口之間流動(dòng)。在一些示例中，該籠設(shè)置在流體路徑中，以使得籠圍繞閥的封閉構(gòu)件以對(duì)準(zhǔn)封閉構(gòu)件和/或?yàn)榉忾]構(gòu)件提供穩(wěn)定性。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

在一個(gè)示例中，閥籠包括成簇的流體流動(dòng)通路。每個(gè)流體流動(dòng)通路具有連接到第二部分的第一部分。所述第一部分朝向所述第二部分逐漸變細(xì)，并且所述第二部分朝向所述第一部分逐漸變細(xì)。所述成簇的流體流動(dòng)通路包括第一排和相鄰的第二排。所述第一排和所述第二排被定向?yàn)橄鄬?duì)于所述閥籠的軸線成第一角度，以沿著所述閥籠上的螺旋形路徑延伸。

在另一個(gè)示例中，一種裝置包括設(shè)置在閥帽與閥座之間的閥籠。所述閥籠具有成簇的流體流動(dòng)通路，所述成簇的流體流動(dòng)通路延伸通過(guò)第一表面與相對(duì)的第二表面之間的所述閥籠的壁。所述成簇的流體流動(dòng)通路包括第一排和相鄰的第二排，所述第一排和所述相鄰的第二排被相對(duì)于所述閥籠的軸線成第一角度螺旋地布置為沿著所述閥籠的所述壁。所述裝置包括可滑動(dòng)地設(shè)置在所述閥籠中的塞。所述螺旋地布置的成簇的流體流動(dòng)通路和所述塞隨著在所述塞在關(guān)閉位置與打開(kāi)位置之間行進(jìn)來(lái)產(chǎn)生所述閥籠的流動(dòng)能力的線性變化和/或恒定壓力恢復(fù)。

在另一個(gè)示例中，閥籠包括用于允許流體流動(dòng)通過(guò)所述閥籠的裝置，所述用于允許流體流動(dòng)通過(guò)所述閥籠的裝置沿著相對(duì)于所述閥籠的軸線的螺旋形路徑相鄰成排地設(shè)置在所述閥籠上。所述用于允許流體流動(dòng)的裝置包括用于會(huì)聚流體流動(dòng)的裝置和用于使會(huì)聚的流體流動(dòng)發(fā)散的裝置。

附圖說(shuō)明

圖1a是處于關(guān)閉位置的已知閥的橫截面圖。

圖1b是處于打開(kāi)位置的圖1a的已知閥的橫截面圖。

圖2是根據(jù)本文的教導(dǎo)的具有閥籠的閥的橫截面圖。

圖3是根據(jù)本文公開(kāi)的教導(dǎo)的圖2的閥籠的橫截面圖。

圖4a示出了圖2和圖3的閥籠的流體流動(dòng)通路的第一側(cè)。

圖4b示出了圖2和圖3的閥籠的圖4a的流體流動(dòng)通路的相對(duì)的第二側(cè)。

圖5是沿著圖4a和圖4b的線a-a截取的圖4a和圖4b的流體流動(dòng)通路的橫截面圖。

圖6示出了圖2和圖3的閥籠的圓柱形表面的平面表示。

圖7描繪了圖6的閥籠表面和處于第一部分打開(kāi)位置的圖2的封閉構(gòu)件的平面表示。

圖8描繪了圖6和7的閥籠表面和處于第二部分打開(kāi)位置的圖2的封閉構(gòu)件。

附圖不是按比例繪制的。相反，為了闡明多個(gè)層和面積，可以在附圖中放大層的厚度。只要有可能，貫穿附圖和所附書(shū)面描述將使用相同的附圖標(biāo)記來(lái)指代相同或相似的部分。

具體實(shí)施方式

許多已知的閥用于控制過(guò)程控制系統(tǒng)中的流體流動(dòng)。一些已知的閥是滑動(dòng)桿閥(例如，閘閥、球心閥、隔膜閥、夾緊閥等)，其中，封閉構(gòu)件(例如，閥塞)設(shè)置在流體路徑中以控制流體流動(dòng)通過(guò)閥。例如，這些閥包括操作地耦接到封閉構(gòu)件和致動(dòng)器的閥桿。致動(dòng)器移動(dòng)閥桿以在關(guān)閉位置和打開(kāi)位置之間移動(dòng)封閉構(gòu)件，從而允許和/或限制閥的入口與出口之間的流體流動(dòng)。例如，在閥處于關(guān)閉位置時(shí)，封閉構(gòu)件可以接合閥座和/或閥體的表面以防止流體流動(dòng)，并且在閥處于部分打開(kāi)位置和/或完全打開(kāi)位置時(shí)，封閉構(gòu)件可以與閥座和/或閥體的表面間隔開(kāi)以使流體能夠流動(dòng)。

一些已知的閥包括設(shè)置在入口與出口之間的流體路徑中的籠，該籠限定流體通道以使流體能夠流過(guò)閥。在一些示例中，當(dāng)封閉構(gòu)件在關(guān)閉位置與打開(kāi)位置之間轉(zhuǎn)換時(shí)，封閉構(gòu)件被設(shè)置在由籠限定的開(kāi)口中。為了控制流體流動(dòng)通過(guò)閥，閥塞的外表面接合籠的內(nèi)表面和/或與籠的內(nèi)表面相鄰，以隨著閥塞在關(guān)閉位置與打開(kāi)位置之間移動(dòng)而打開(kāi)、部分地打開(kāi)和/或關(guān)閉籠的流體通道。在一些示例中，籠的流體通道的特性(例如，形狀、尺寸、橫截面、外形、位置、方向等)影響流體的流動(dòng)特性(例如，流動(dòng)能力、噪聲衰減、氣蝕、壓力恢復(fù)等)流動(dòng)通過(guò)流體通道。

例如，一些已知的閥籠包括產(chǎn)生低壓力恢復(fù)的流體通道。壓力恢復(fù)是流體通道的流動(dòng)特性，其指示在流體壓力先前減小之后的流體壓力所增加的量和/或百分比。例如，如果流體通道包括喉部(例如，在流體通道的兩個(gè)較寬部分之間的流體通道的變窄部分)，則流體壓力隨著流體接近喉部而減小，并且隨后隨著流體離開(kāi)喉部而增加。在這種情況下，壓力恢復(fù)確定從喉部(例如，最低壓力值)到隨后的較寬部分(例如，喉部下游的最高壓力值)的流體壓力的增加。在閥籠產(chǎn)生低壓力恢復(fù)的示例中，喉部下游的流體壓力可以顯著小于喉部上游的流體壓力。低壓力恢復(fù)和/或降低的流體壓力可能導(dǎo)致其它不期望的流體流動(dòng)特性(諸如，舉例來(lái)說(shuō)，氣蝕和/或降低的噪聲衰減)。此外，產(chǎn)生低壓恢復(fù)的閥籠可能增加對(duì)下游壓力條件的依賴(lài)和/或可能需要流量計(jì)來(lái)產(chǎn)生一致的流量計(jì)量。

一些已知的閥籠包括流體通道，當(dāng)對(duì)應(yīng)的封閉構(gòu)件從關(guān)閉位置轉(zhuǎn)換到打開(kāi)位置和/或從打開(kāi)位置轉(zhuǎn)換到關(guān)閉位置時(shí)，這些流體通道產(chǎn)生不連續(xù)的和/或其它不可預(yù)測(cè)的流動(dòng)能力的非線性變化速率。流動(dòng)能力(例如，體積流動(dòng)速率、流體流動(dòng)速率)是指示每單位時(shí)間通過(guò)的流體的量(例如，體積)的流動(dòng)特性。例如，流動(dòng)能力可以隨著流動(dòng)路徑的橫截面面積的增加而增加。因此，當(dāng)閥籠的更多流體通道被打開(kāi)以使流體能夠流動(dòng)通過(guò)那些流體通道時(shí)，閥籠的流動(dòng)能力增加。

另外或替代地，一些已知籠的流體通道產(chǎn)生不連續(xù)的和/或其它不可預(yù)測(cè)的流動(dòng)能力變化速率(例如，逐級(jí)的、階段性和/或增量變化速率)，例如，其中，在封閉構(gòu)件在關(guān)閉位置與打開(kāi)位置之間轉(zhuǎn)換時(shí)，流動(dòng)能力變化速率保持恒定與減小和/或增加之間循環(huán)。另外或替代地，當(dāng)閥塞在關(guān)閉位置與打開(kāi)位置之間轉(zhuǎn)換時(shí)，這種閥籠的流體通道可以產(chǎn)生籠的不恒定和/或不一致的(例如，分階段的、增量式、循環(huán)的等)壓力恢復(fù)。不連續(xù)流動(dòng)能力變化速率和/或非恒定壓力恢復(fù)可能增加定位閥塞以控制下游流體流動(dòng)的難度(例如，閥塞的位置與下游流體流動(dòng)之間的相關(guān)性是不可預(yù)測(cè)的)。因此，具有不連續(xù)流動(dòng)特性的這種已知的籠可能產(chǎn)生不穩(wěn)定或循環(huán)的流體流動(dòng)控制和/或可能需要下游流量計(jì)來(lái)精確地控制流體流動(dòng)。

本文公開(kāi)的示例性裝置包括具有閥籠的閥，當(dāng)與閥籠相鄰的封閉構(gòu)件(例如，閥塞)在關(guān)閉位置與完全打開(kāi)位置之間轉(zhuǎn)換時(shí)，該閥籠增加壓力恢復(fù)、產(chǎn)生恒定的壓力恢復(fù)和/或產(chǎn)生流動(dòng)能力的線性和/或其他可預(yù)測(cè)的變化。例如，示例性裝置的閥籠包括流體流動(dòng)通路，流體流動(dòng)通路被成形為當(dāng)流體從閥的入口流動(dòng)到出口時(shí)增加由閥籠產(chǎn)生的壓力恢復(fù)。此外，流體流動(dòng)通路沿著閥籠的螺旋形路徑布置，使得當(dāng)封閉構(gòu)件處于任何部分打開(kāi)位置時(shí)，多個(gè)流體流動(dòng)通路部分地暴露。因此，當(dāng)封閉構(gòu)件在關(guān)閉位置與完全打開(kāi)位置之間轉(zhuǎn)換時(shí)，閥籠的螺旋地布置的流體流動(dòng)通路產(chǎn)生恒定的壓力恢復(fù)和/或可預(yù)測(cè)的(例如，線性的、指數(shù)的等)流動(dòng)能力變化速率。

本文所公開(kāi)的示例性裝置包括閥籠，該閥籠設(shè)置在閥帽與閥座之間的閥的通道中，以影響流動(dòng)通過(guò)通道的流體的特性(例如，增加的壓力恢復(fù)、恒定壓力恢復(fù)或其他可預(yù)測(cè)的流體能力變化速率)。封閉構(gòu)件(例如，閥塞)可滑動(dòng)地設(shè)置在由閥籠形成的孔中。封閉構(gòu)件通過(guò)在在閥籠的孔內(nèi)關(guān)閉位置(例如，在關(guān)閉位置處，封閉構(gòu)件阻止流體流動(dòng)通過(guò)閥)與完全打開(kāi)位置(例如，在完全打開(kāi)位置處，封閉構(gòu)件使得最大容量流體能夠流動(dòng)通過(guò)閥)之間轉(zhuǎn)換來(lái)控制閥的流體流動(dòng)。

示例性閥籠包括延伸穿過(guò)閥籠的第一表面(例如，內(nèi)表面)和相對(duì)的第二表面(例如，外表面)之間的壁的成簇的流體流動(dòng)通路，以使得流體能夠流動(dòng)通過(guò)閥的流體通道從而流過(guò)閥籠。每個(gè)流體流動(dòng)通路包括第一部分和與第一部分相鄰并流體地耦接的第二部分。每個(gè)流體流動(dòng)通路的第一部分從閥籠的第一表面朝向?qū)?yīng)的第二部分逐漸變細(xì)并且經(jīng)由喉部連接到第二部分，并且每個(gè)流體流動(dòng)通路的第二部分從閥籠的第二表面朝向?qū)?yīng)的第一部分逐漸變細(xì)并且經(jīng)由喉部連接到第一部分。例如，第一部分具有第一橫截面面積，第二部分具有第二橫截面面積，并且喉部具有小于第一橫截面面積和第二橫截面面積的第三橫截面面積。在一些示例中，第一部分、第二部分和喉部的橫截面是圓形、卵形或多邊形。

示例性閥籠的相應(yīng)的成簇的流體流動(dòng)通路的形狀影響流動(dòng)通過(guò)閥的流體通道的流體的特性(例如，壓力恢復(fù)、流動(dòng)能力的變化率等)。在一些示例中，每個(gè)流體流動(dòng)通路的第一部分具有與閥籠的第一表面相鄰的弓形錐度，其增加由每個(gè)流體流動(dòng)通路產(chǎn)生的壓力恢復(fù)。另外或替代地，每個(gè)流體流動(dòng)通路的第二部分包括在閥籠的第二表面與第一表面之間的線性錐度(例如，大約2至4度的角度)，其增加由每個(gè)流體流動(dòng)通路產(chǎn)生的壓力恢復(fù)。此外，在一些示例中，每個(gè)流體流動(dòng)通路的第一部分具有第一長(zhǎng)度，并且對(duì)應(yīng)的第二部分具有大于第一長(zhǎng)度的第二長(zhǎng)度(例如，相比第二表面，喉部更靠近第一表面)，第一長(zhǎng)度和第二長(zhǎng)度影響由流體流動(dòng)通路產(chǎn)生的壓力恢復(fù)。

另外或替代地，示例性閥籠上的流體流動(dòng)通路簇的方向或定位影響流動(dòng)通過(guò)流體通道的流體的特性(例如，壓力恢復(fù)、流動(dòng)能力的變化速率等)。例如，流體流動(dòng)通路簇包括多排流體流動(dòng)通路(例如，第一排流體流動(dòng)通路、相鄰的第二排流體流動(dòng)通路等)，其被定向?yàn)橄鄬?duì)于閥籠的軸線成一定角度(例如，第一角度)，以沿著閥籠上的螺旋形路徑延伸。

在一些示例中，多排成簇的流體流動(dòng)通路被定向?yàn)橄鄬?duì)于閥籠的軸線成一定角度(例如，小于第一角度的第二角度)，使得第一排的流體流動(dòng)通路中的一個(gè)流體流動(dòng)通路的第一部分和相鄰的第二排的流體流動(dòng)通路中的一個(gè)通路的第二部分(例如，不同于第一部分)被相鄰的封閉構(gòu)件暴露。也就是說(shuō)，成簇的流體通路被定向?yàn)榈诙嵌?，使得不同的相鄰的流體流動(dòng)通路的不同部分被相鄰的成簇構(gòu)件暴露(例如，完全覆蓋、約少于一半暴露、約一半暴露、約多于一半暴露、完全暴露)。在一些示例中，一排(例如，第一排、第二排等)的至少一個(gè)的流體流動(dòng)通路被封閉構(gòu)件部分地暴露(例如，既不完全覆蓋也不完全暴露)。由于相鄰的流體流動(dòng)通路在封閉構(gòu)件的每個(gè)部分打開(kāi)位置處以不同程度同時(shí)暴露，所以當(dāng)封閉構(gòu)件在關(guān)閉位置與完全打開(kāi)位置之間轉(zhuǎn)換時(shí)，閥籠的成簇的流體流動(dòng)通路的螺旋形路徑產(chǎn)生線性的和/或其它可預(yù)測(cè)(例如，指數(shù))流動(dòng)能力變化速率和/或恒定壓力恢復(fù)。

在討論本文公開(kāi)的示例性閥籠之前，在圖1a和1b中提供了已知閥籠100的簡(jiǎn)要描述。更具體地，圖1a示出了處于關(guān)閉位置的已知閥籠100和對(duì)應(yīng)的閥塞102，并且圖1b示出了處于完全打開(kāi)位置的已知閥籠100和對(duì)應(yīng)的閥塞102。

如圖1a和1b所例示，已知的閥104包括閥體106，閥體106限定入口110與出口112之間的流體流動(dòng)通道108。閥帽114經(jīng)由緊固件116耦接到閥體106。設(shè)置在流體流動(dòng)通道108內(nèi)的閥內(nèi)件(trim)組件118控制流體在入口110與出口112之間的流動(dòng)。閥內(nèi)件組件118包括閥籠100、閥塞102(例如，封閉構(gòu)件)、閥座120和閥桿122。

閥籠100限定流體流動(dòng)通道124，該流體流動(dòng)通道124使得流體能夠流動(dòng)通過(guò)閥籠100，并且因此在閥塞102處于完全打開(kāi)位置和/或部分打開(kāi)位置時(shí)流動(dòng)通過(guò)流過(guò)閥體106的流體流動(dòng)通道108。如圖1a和1b所例示，已知閥籠100的流體流動(dòng)通道124具有矩形橫截面(即，沿著通道的長(zhǎng)度的恒定橫截面面積)。在一些情況下，流體流動(dòng)通道124的形狀使得流動(dòng)通過(guò)流體流動(dòng)通道124的流體與限定對(duì)應(yīng)的流體流動(dòng)通道124的閥籠100的內(nèi)壁126分離，從而降低流動(dòng)通過(guò)流體流動(dòng)通道124的流體的壓力恢復(fù)。

如圖1a和1b所例示，閥104的閥塞102緊密地裝配在已知的籠100內(nèi)，使得閥塞102可在籠100內(nèi)滑動(dòng)。閥104的桿122操作地將閥塞102耦接到致動(dòng)器桿(未示出)，進(jìn)而致動(dòng)器桿將閥塞102耦接到致動(dòng)器(未示出)。在操作中，致動(dòng)器(例如，氣動(dòng)致動(dòng)器)在圖1a的關(guān)閉位置與圖1b的完全打開(kāi)位置之間驅(qū)動(dòng)閥桿122并且因此驅(qū)動(dòng)閥塞102。在關(guān)閉位置，閥塞102與閥座120(例如，閥座環(huán))密封接合以防止和/或基本上限制流體通過(guò)閥104的流動(dòng)。在完全打開(kāi)位置，閥塞102與閥座120間隔開(kāi)，以使得閥籠100的流體流動(dòng)通道124能夠允許流體以最大流動(dòng)速率流動(dòng)通過(guò)閥100的流體流動(dòng)通道108。

如圖1a和1b所例示，已知閥籠100的流體流動(dòng)通道124垂直于閥塞102的縱軸線128成排地堆疊。因此，隨著閥塞102從圖1a的關(guān)閉位置朝向圖1b的打開(kāi)位置轉(zhuǎn)換，閥塞102最初不暴露出一排流體流動(dòng)通道124，然后隨后部分地暴露第一排的流體流動(dòng)通道124中的每一個(gè)流體流動(dòng)通道，完全暴露第一排的流體流動(dòng)通道124中的每一個(gè)流體流動(dòng)通道，暴露第一排流體流動(dòng)通道與第二排流體流動(dòng)通道之間的閥塞102的壁，部分地暴露第二排的流體流動(dòng)通道124中的每一個(gè)流體流動(dòng)通道等。因此，閥塞102在不暴露另外一排的流體流動(dòng)通道124，部分地暴露另外一排中的每一個(gè)流體流動(dòng)通道124(例如，閥塞102暴露相鄰一排的每一個(gè)流體流動(dòng)通道124中的相同部分)，以及完全暴露另外一排中的每一個(gè)流體流動(dòng)通道124之間循環(huán)。結(jié)果，流動(dòng)能力在沒(méi)有一個(gè)流體通道124被暴露時(shí)保持恒定，在第一排流體通道124被暴露時(shí)增加，在沒(méi)有另外的多排流體通道124被暴露時(shí)流量再一次保持恒定，在第二排流體通道124被部分地暴露時(shí)進(jìn)一步增加等。換而而言之，當(dāng)閥塞102在關(guān)閉位置與打開(kāi)位置之間轉(zhuǎn)換時(shí)，已知的閥籠100產(chǎn)生流動(dòng)能力的非線性(例如，逐級(jí)的)變化(例如，增加和/或減小)速率。此外，當(dāng)閥塞102在關(guān)閉位置與完全打開(kāi)位置之間轉(zhuǎn)換時(shí)，已知閥籠100的流體流動(dòng)通道124的定位可能導(dǎo)致流動(dòng)通過(guò)流體流動(dòng)通道110的流體的不恒定和/或不一致(例如，分階段的、增量式和/或循環(huán)的)壓力恢復(fù)。

圖2是根據(jù)本文的教導(dǎo)的包括閥籠202的示例性閥200的橫截面圖。更具體地，圖2示出了處于關(guān)閉位置的閥200的封閉構(gòu)件204(例如，閥塞)。閥200包括閥體206，其限定入口210與出口212之間的流體流動(dòng)通道208。閥帽214通過(guò)緊固件216耦接到閥體206。

示例性閥籠202設(shè)置在入口210與出口212之間的流體流動(dòng)通道208中，以控制閥200的流體流動(dòng)。在所示示例中，閥籠202是整體結(jié)構(gòu)。在其它示例中，閥籠202可以是兩件式籠，其包括例如上部部分和可移除地耦接到上部部分的下部部分。如圖2所例示，閥籠202限定流體流動(dòng)通路218，其使得流體在封閉構(gòu)件204處于打開(kāi)位置時(shí)能夠流動(dòng)通過(guò)閥籠202。流體流動(dòng)通路218影響流動(dòng)通過(guò)流體流動(dòng)通道208的入口210與出口212之間的閥籠202的流體的特性(例如，增加壓力恢復(fù)、產(chǎn)生恒定的壓力恢復(fù)、產(chǎn)生流動(dòng)能力的線性和/或其他可預(yù)測(cè)的變化速率等)。

如圖2所例示，封閉構(gòu)件204的尺寸設(shè)計(jì)成緊密地配合在閥籠202內(nèi)，以使得閥塞204能夠在閥籠202內(nèi)滑動(dòng)。閥200的桿220操作地將封閉構(gòu)件202耦接到致動(dòng)器桿(未示出)，致動(dòng)器桿進(jìn)而將封閉構(gòu)件204耦接到致動(dòng)器(未示出)。在操作中，致動(dòng)器(例如，氣動(dòng)致動(dòng)器)在圖2的關(guān)閉位置與完全打開(kāi)位置之間驅(qū)動(dòng)桿220，并且因此驅(qū)動(dòng)封閉構(gòu)件204，致動(dòng)器在完全打開(kāi)位置處，流體流動(dòng)通過(guò)閥籠202的流體流動(dòng)通路218。當(dāng)封閉構(gòu)件204處于如圖2所例示的關(guān)閉位置時(shí)，封閉構(gòu)件204與閥體206的閥座222(例如，閥座環(huán))密封接合，以防止和/或基本上限制流體流動(dòng)通過(guò)閥200。相反，當(dāng)封閉構(gòu)件204處于完全打開(kāi)位置時(shí)，封閉構(gòu)件204與閥座222和閥籠202的流體流動(dòng)通路218間隔開(kāi)，以使得流體自由地(例如，以最大流動(dòng)速率)流動(dòng)通過(guò)閥200的流體流動(dòng)通道208。

圖3是根據(jù)本文公開(kāi)的教導(dǎo)的示例性閥籠202的橫截面圖。在所例示示例中，閥籠202包括籠壁302，籠壁302限定內(nèi)表面304(例如，第一表面)和相對(duì)的外表面306(例如，第二表面)。閥籠202的內(nèi)表面304限定了用于接收封閉構(gòu)件204(圖2)的孔308。所例示示例的孔308是圓柱形并且沿著閥籠202的中心軸線310延伸，以使得封閉構(gòu)件204能夠在關(guān)閉位置與完全打開(kāi)位置之間轉(zhuǎn)換，從而控制閥200(圖2)的流體流動(dòng)。

在所例示示例中，流體流動(dòng)通路218設(shè)置在閥籠202的第一部分312(例如，下半部)上。另外或替代地，流體流動(dòng)通路218可以設(shè)置在與第一部分312相鄰的閥籠202的第二部分314(例如，上部部分)上。如圖3所例示，流體流動(dòng)通路218在籠壁302的內(nèi)表面304與外表面306之間延伸。在所例示的示例中，籠壁302的外表面306限定每一個(gè)流體流動(dòng)通路218的入口316，并且內(nèi)表面304限定每一個(gè)流體流動(dòng)通路218的出口318。當(dāng)流體從閥200的流體流動(dòng)通道208(圖2)的入口210流動(dòng)到對(duì)應(yīng)的出口212(圖2)時(shí)，流體從流體流動(dòng)通路218的入口316流動(dòng)到流體流動(dòng)通路218的出口318，并隨后通過(guò)閥籠202的出口320。如下文更詳細(xì)地公開(kāi)的，流體流動(dòng)通路218的輪廓影響流動(dòng)通過(guò)閥籠202的流體的流體流動(dòng)特性(例如，壓力恢復(fù)、流動(dòng)能力等)。

在所例示示例中，閥籠202的流體流動(dòng)通路218形成包括流體流動(dòng)通路218的排324、326的簇322。例如，簇322包括排324(例如，第一排)和與排324相鄰的排326(例如，第二排)。流體流動(dòng)通路218的簇322相對(duì)于閥籠202的軸線310定向，以沿著螺旋形路徑延伸。例如，排324、326以相對(duì)于與閥籠202的軸線310垂直的平面330成一角度328地來(lái)沿著籠壁302(例如，在所例示示例中向上和向右)對(duì)角地延伸。此外，流體流動(dòng)通路218的簇322作為整體以相對(duì)于與閥籠202的軸線310相垂直的平面330成一角度332地沿著螺旋形路徑延伸。在所例示的示例中，角度332小于角度328。如下文進(jìn)一步詳細(xì)地公開(kāi)的，流體流動(dòng)通路218被定向?yàn)槌山嵌?28、332，以改善流動(dòng)通過(guò)閥籠202的流體的流體流動(dòng)特性(例如，壓力恢復(fù)、流動(dòng)能力等)。

圖4a和4b例示了沿著平面分布的流體流動(dòng)通路218的分組400。所例示示例的分組400包括流體流動(dòng)通路402(例如，第一流體流動(dòng)通路)、與流體流動(dòng)通路402相鄰的另一流體流動(dòng)通路404(例如，第二流體流動(dòng)通路)和與流體流動(dòng)通路402、404相鄰的另一流體流動(dòng)通路406(例如，第三流體流動(dòng)通路)。在所例示示例中，分組400的每一個(gè)流體流動(dòng)通路218具有圓形橫截面。在其它示例中，至少一個(gè)流體流動(dòng)通路218具有卵形、多邊形(例如，矩形、五邊形、六邊形等)和/或任何其它形狀的橫截面。所例示示例的流體流動(dòng)通路218在第一側(cè)408(圖4a)和相對(duì)的第二側(cè)410(圖4b)之間延伸。流體流動(dòng)通路218的第一側(cè)408由第一表面412(圖4a)限定，并且第二側(cè)410由相對(duì)的第二表面414(圖4b)限定。

在圖4a和4b中，圖4a的第一表面412表示閥籠202的圓柱形外表面306(圖2和3)，并且第二表面414表示圓柱形內(nèi)表面304(圖2和圖3)。因此，返回到圖3，閥籠202的外表面306限定流體流動(dòng)通路218的第一側(cè)408，并且相對(duì)的內(nèi)表面304限定流體流動(dòng)通路218的第二側(cè)410。在其它示例中，籠壁302的內(nèi)表面304限定流體流動(dòng)通路218的第一側(cè)408，并且籠壁302的相對(duì)的第二側(cè)410限定流體流動(dòng)通路218的第二側(cè)410。

圖5是沿著圖4a和4b的線a-a截取的流體流動(dòng)通路218的排500的橫截面圖。如圖5所例示，每一個(gè)流體流動(dòng)通路218包括第一部分502、第二部分504和第一部分502與第二部分504之間的喉部506。第一部分502限定每一個(gè)流體流動(dòng)通路218，并且在第一表面412與喉部506之間延伸。第二部分504限定每一個(gè)流體流動(dòng)通路218的第二側(cè)410，并且在第二表面414與喉部506之間延伸。因此，每一個(gè)流體流動(dòng)通路218的喉部506設(shè)置在對(duì)應(yīng)的第一部分502和第二部分504之間并連接對(duì)應(yīng)的第一部分502和第二部分504。

如圖5所例示，每一個(gè)流體流動(dòng)通路218的第一部分502和第二部分504是逐漸變細(xì)的，使得第一部分502從第一表面412向喉部506逐漸變細(xì)，并且第二部分504從第二表面414向喉部506逐漸變細(xì)。例如，第一部分502限定第一橫截面面積508，第二部分504限定第二橫截面面積510，并且喉部506限定第三橫截面面積512，第三橫截面面積512小于第一橫截面面積508和第二橫截面面積510。在所例示示例中，第一部分502具有第一長(zhǎng)度514，并且第二部分504具有大于第一長(zhǎng)度514的第二長(zhǎng)度516。因此，所例示示例的喉部506更靠近第一表面412而不是第二表面414。示例性喉部506相對(duì)于第一表面412和第二表面414的位置改善了流動(dòng)通過(guò)流體流動(dòng)通路218的流體的流體流動(dòng)特性(例如，壓力恢復(fù)、流動(dòng)能力等)。

在所例示示例中，每一個(gè)流體流動(dòng)通路218的第一部分502包括弓形錐度518。在所例示示例中，弓形錐度518從第一表面412延伸到喉部506。每一個(gè)流體流動(dòng)通路218的弓形錐度518通過(guò)阻止和/或防止流動(dòng)通過(guò)每一個(gè)流體流動(dòng)通路218的流體從流體流動(dòng)通路218的第一部分502的內(nèi)表面520分離而增加由每一個(gè)流體流動(dòng)通路218產(chǎn)生的壓力恢復(fù)。弓形錐度518的曲率半徑和/或示例性第一部分502的第一長(zhǎng)度514通過(guò)減小流體流動(dòng)通過(guò)流體通路218與內(nèi)表面520之間的分離量(其可以以其他方式由流體流動(dòng)通路218的尖銳邊緣產(chǎn)生)來(lái)增加由每一個(gè)流體流動(dòng)通路218所產(chǎn)生的壓力恢復(fù)。

此外，每一個(gè)流體流動(dòng)通路218的第二部分504包括線性錐度522。線性錐度522從喉部506發(fā)散到第二表面414(例如，以大約2度至4度的角度)。線性錐度522通過(guò)阻止和/或防止流動(dòng)通過(guò)每一個(gè)流體流動(dòng)通路218的流體與第二部分504的內(nèi)表面524分離來(lái)增加由每一個(gè)流體流動(dòng)通路218產(chǎn)生的壓力恢復(fù)。線性錐度522的錐形角度和/或示例性第二部分504的長(zhǎng)度516增加了由每一個(gè)流體流動(dòng)通路218產(chǎn)生的壓力恢復(fù)。因此，每一個(gè)流體流動(dòng)通路218的外形阻止和/或防止流體從流體流動(dòng)通路218的內(nèi)表面520、524分離，以增加由每一個(gè)流體流動(dòng)通路218產(chǎn)生的壓力恢復(fù)。

圖6示出了沿著平行于軸線310(圖3)的線切割并且展開(kāi)為平坦表面的圖2和圖3中的示例性圓柱形閥籠202的表示。更具體地，圖6例示了第一端602(例如，在圖6中被標(biāo)識(shí)為位于0度處)和相對(duì)的第二端604(例如，在圖6中被標(biāo)識(shí)為位于360度處)，其連接以形成圖2和圖3的圓柱形閥籠202。圖6中所示的表示還示出了流體流動(dòng)通路218的簇322沿著籠壁302的定位。

圖6例示了籠體302的內(nèi)表面304和由籠體302限定的流體流動(dòng)通路218的簇322。因此，每一個(gè)相應(yīng)的流體流動(dòng)通路的第二部分504和喉部506在圖6中示出。在所例示示例中，流體流動(dòng)通路218的簇322作為整體被定向?yàn)檠刂\壁302上的對(duì)角線路徑(例如，沿著圓柱形表面的螺旋形路徑)延伸。也就是說(shuō)，簇322作為整體相對(duì)于閥籠202的軸線310沿著籠壁302對(duì)角地延伸(例如，在所例示示例中向上和向右)。例如，流體流動(dòng)通路218的簇322的路徑由相對(duì)于平面330的角度332來(lái)限定，其中，平面330垂直于閥籠202的軸線310。

此外，如圖6所例示，簇322的流體流動(dòng)通路218成排地設(shè)置在籠壁302上。例如，排324包括流體流動(dòng)通路606(例如，第一流體流動(dòng)通路)和與流體流動(dòng)通路606相鄰的另一流體流動(dòng)通路608(例如，第二流體流動(dòng)通路)，并且相鄰的排326包括與排324的流體流動(dòng)通路606、608相鄰的另一流體流動(dòng)通路610(例如，第三流體流動(dòng)通路)。流體流動(dòng)通路218的排(例如，排324、326)被定向成沿著籠壁302上的對(duì)角線路徑(例如，沿著圓柱形表面的螺旋形路徑)延伸。例如，流體流動(dòng)通路218的每一排(例如，排324、326)相對(duì)于閥籠202的軸線310沿著籠壁302對(duì)角地延伸(例如，在所例示示例中向上和向右)。例如，流體流動(dòng)通路218的簇322的每一排的對(duì)角線路徑由相對(duì)于與閥籠202的軸線310垂直的平面330的角度328來(lái)限定。在所例示的示例中，作為整體限定簇322的取向的角度332小于限定形成簇322的每一排(例如，排324、326)的取向的角度328。作為整體的簇322的定向和形成簇322的排的定向使得流體流動(dòng)通路218相對(duì)于平面330和/或軸線310在籠壁302上交錯(cuò)。如下文進(jìn)一步詳細(xì)地公開(kāi)的，流體流動(dòng)通路218的交錯(cuò)使得閥帽202能夠在封閉構(gòu)件204(圖2)在關(guān)閉位置與打開(kāi)位置之間轉(zhuǎn)換時(shí)產(chǎn)生流動(dòng)能力的線性和/或其他可預(yù)測(cè)的變化和/或用于流體流動(dòng)的恒定壓力恢復(fù)。

圖7和圖8示出了相對(duì)于沿著平行于軸線310(圖3)的線切割并且展開(kāi)為平坦表面的示例性圓柱形閥籠202(如圖2和圖3所例示)定位的圓柱形封閉構(gòu)件204(如圖2所示)的表示。更具體地，圖7例示了處于第一部分打開(kāi)位置的封閉構(gòu)件204，圖8例示了處于不同于第一部分打開(kāi)位置的第二部分打開(kāi)位置的封閉構(gòu)件204。例如，封閉構(gòu)件204在遠(yuǎn)離關(guān)閉位置(圖2)朝向完全打開(kāi)位置移動(dòng)不久后便處于圖7的第一部分打開(kāi)位置，并且隨后當(dāng)從第一部分打開(kāi)位置移動(dòng)進(jìn)一步朝向完全打開(kāi)位置移動(dòng)時(shí)處于圖8的第二部分打開(kāi)位置中。同樣地，封閉構(gòu)件204在遠(yuǎn)離完全打開(kāi)位置移動(dòng)之后不久達(dá)到圖8的第二部分打開(kāi)位置，并且隨后在繼續(xù)朝向關(guān)閉位置移動(dòng)時(shí)到達(dá)第一部分打開(kāi)位置。

轉(zhuǎn)到圖7的第一部分打開(kāi)位置，封閉構(gòu)件204完全暴露與封閉構(gòu)件204的表面702相鄰的流體流動(dòng)通路218的一部分，并且由于在籠壁302上的流體流動(dòng)通路218的定向而部分地暴露與表面702相鄰的流體流動(dòng)通路218的另一部分。例如，與封閉構(gòu)件204的表面702相鄰的流體流動(dòng)通路704(例如，第四流體流動(dòng)通路)被完全暴露，另一流體流動(dòng)通路706(例如，第五流體流動(dòng)通路)被部分地暴露，另一流體流動(dòng)通路708(例如，第六流體流動(dòng)通路)也被部分地暴露，并且另一流體流動(dòng)通路710(例如，第七流動(dòng)通路)也僅被部分地暴露。此外，一些排的流體流動(dòng)通路218包括多個(gè)流體流動(dòng)通路218，其在第一部分打開(kāi)位置中被封閉構(gòu)件204部分地暴露。例如，排712包括由封閉構(gòu)件204部分地暴露的相鄰的流體流動(dòng)通路714、716(例如，對(duì)應(yīng)地為第八流體流動(dòng)通路和第九流體流動(dòng)通路)，并且相鄰排718包括由封閉構(gòu)件204部分地暴露的流體流動(dòng)通路720、722(例如，對(duì)應(yīng)地為第十流體流動(dòng)通路和第十一流體流動(dòng)通路)。

類(lèi)似地，在圖8所例示的第二部分打開(kāi)位置，封閉構(gòu)件204完全暴露了與封閉構(gòu)件204的表面702相鄰的流體流動(dòng)通路218的一部分，并且部分暴露了流體流動(dòng)通路的另一部分。例如，與封閉構(gòu)件204的表面702相鄰的流體流動(dòng)通路802(例如，第十二流體流動(dòng)通路)完全暴露，另一流體流動(dòng)通路804(例如，第十三流體流動(dòng)通路)被部分暴露，另一流體流動(dòng)通路806(例如，第十四流體流動(dòng)通路)也部分地暴露，另一流體流動(dòng)通路808(例如，第十五流體流動(dòng)通路)也僅被部分地暴露。

每一個(gè)流體流動(dòng)通路218的暴露程度影響流動(dòng)通過(guò)那些流體流動(dòng)通路218的流體的流動(dòng)特性(例如，壓力恢復(fù)、流動(dòng)能力等)。例如，在圖7的第一部分打開(kāi)位置，完全暴露的流體流動(dòng)通路704提供比多于一半的部分暴露的第二流體流動(dòng)通路706更大的流動(dòng)能力，多于一半的部分暴露的第二流體流動(dòng)通路706提供比大約一半暴露的流體流動(dòng)通路708更大的流動(dòng)能力，大約一半暴露的流體流動(dòng)通路708提供比少于一半的部分暴露的流體流動(dòng)通路710更大的流動(dòng)能力。同樣，在圖8的第二部分打開(kāi)位置，完全暴露的流體流動(dòng)通路802提供比多于一半的部分暴露的第二流體流動(dòng)通路804更大的流動(dòng)能力，多于一半的部分暴露的第二流體流動(dòng)通路804提供比大約一半暴露的流體流動(dòng)通路806更大的流動(dòng)能力，大約一半暴露的流體流動(dòng)通路806提供比小于一半部分暴露的流體流動(dòng)通路808更大的流動(dòng)能力。另外或替代地，流體流動(dòng)通路704、706、708、710中的每一個(gè)流體流動(dòng)通路產(chǎn)生不同的相應(yīng)的壓力恢復(fù)，并且流體流動(dòng)通路802、804、806、808中的每一個(gè)流體流動(dòng)通路產(chǎn)生不同的相應(yīng)的壓力恢復(fù)。

此外，如圖7和圖8所例示，籠壁302上的流體流動(dòng)通路218的簇322的取向?qū)е?1)相似(例如基本上相等)數(shù)量的與封閉構(gòu)件204相鄰的流體流動(dòng)通路218在封閉構(gòu)件204的每一個(gè)部分打開(kāi)位置處被完全暴露，(2)相似(例如基本上相等)數(shù)量的流體流動(dòng)通路218在封閉構(gòu)件204的每一個(gè)部分打開(kāi)位置處被暴露多于一半部分(3)相似(例如，基本上相等)數(shù)量的流體流動(dòng)通路218在封閉構(gòu)件204的每一個(gè)部分打開(kāi)位置處被暴露一半，以及(4)相似(例如，基本上相等)數(shù)量的流體流動(dòng)通路218在封閉構(gòu)件204的每一個(gè)部分打開(kāi)位置處少于一半部分被暴露。例如，相似數(shù)量的流體流動(dòng)通路218在圖7的第一部分打開(kāi)位置和圖8的第二部分打開(kāi)位置大約被暴露一半。

由于閥籠202的每一個(gè)部分打開(kāi)位置具有相似數(shù)量的完全暴露、多于一半部分暴露、一半暴露和/或少于一半部分暴露的流體流路218，閥籠202在封閉構(gòu)件204在關(guān)閉位置與完全打開(kāi)位置之間轉(zhuǎn)換時(shí)在每一個(gè)位置處產(chǎn)生相似的流體特性(例如，流動(dòng)能力、壓力恢復(fù)等)。例如，封閉構(gòu)件204的每一個(gè)位置相對(duì)于封閉構(gòu)件204的位置增加和/或減小由閥籠202產(chǎn)生的流動(dòng)能力相似的量，并且因此，閥籠202在封閉構(gòu)件204關(guān)閉位置與打開(kāi)位置之間轉(zhuǎn)換時(shí)產(chǎn)生流動(dòng)能力的線性變化速率。另外或替代地，因?yàn)殚y帽202在封閉構(gòu)件204的每一個(gè)位置處產(chǎn)生相似的壓力恢復(fù)，所以當(dāng)封閉構(gòu)件204在關(guān)閉位置與完全打開(kāi)位置之間轉(zhuǎn)換時(shí)，閥籠202產(chǎn)生恒定的壓力恢復(fù)。由閥籠202產(chǎn)生的流動(dòng)能力的線性變化速率和/或恒定壓力恢復(fù)降低了定位控制構(gòu)件204以控制閥200(圖2)的流體流動(dòng)的難度。因此，本文公開(kāi)的示例性閥籠202減少了對(duì)下游流量計(jì)精確地控制閥200的流體流動(dòng)的需要。

盡管本文已經(jīng)描述了某些示例性裝置，但是本專(zhuān)利的覆蓋范圍不限于此。相反，本專(zhuān)利涵蓋在字面上或在等同原則下完全落入所修改的權(quán)利要求的范圍內(nèi)的所有方法、裝置和制品。