具有v形部的降噪擴(kuò)散器閥內(nèi)件的制作方法
【專利摘要】一種流體閥，包括閥體，該閥體具有通過流體通道連接的流體入口和流體出口。閥座設(shè)置在流體通道內(nèi)。流動(dòng)控制構(gòu)件可移動(dòng)地設(shè)置在流體通道內(nèi)，該流動(dòng)控制構(gòu)件與閥內(nèi)件組件協(xié)作以控制通過流體通道的流體流動(dòng)。閥內(nèi)件組件包括閥籠，該閥籠具有多個(gè)開口，該多個(gè)開口使流動(dòng)通過閥籠的流體具有特性，以及環(huán)繞每個(gè)開口的多個(gè)V形部，該多個(gè)V形部抑制由該多個(gè)開口生成的噪聲。
【專利說明】
具有V形部的降噪擴(kuò)散器閥內(nèi)件
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]概括地說，本發(fā)明涉及包括閥內(nèi)件組件的控制閥，其中閥內(nèi)件組件具有閥籠，閥籠具有多個(gè)減壓開口，更具體地說，涉及具有閥籠的控制閥閥內(nèi)件，其中閥籠具有被多個(gè)V形部(chevron)所環(huán)繞的多個(gè)減壓開口。
【背景技術(shù)】
[0002]流體閥控制流體從一個(gè)位置到另一個(gè)位置的流動(dòng)。當(dāng)流體閥處于關(guān)閉位置時(shí)，阻止一側(cè)的高壓流體流向閥的另一側(cè)的較低壓強(qiáng)位置。通常流體閥包含可移動(dòng)的流體控制構(gòu)件和某種閥座，該閥座與流體控制構(gòu)件協(xié)作以控制通過閥的流體流動(dòng)。在一些情況下，可能期望流體在流動(dòng)通過閥時(shí)具有特性，例如，以用于減壓。在這些情況下，可以使用閥內(nèi)件組件，該閥內(nèi)件組件包括具有多個(gè)減壓開口的閥籠。開口的尺寸和形狀可以設(shè)定成使通過閥內(nèi)件組件的流體流動(dòng)具有特性，例如，通過減小流體壓強(qiáng)。然而，減壓開口在閥內(nèi)件的下游產(chǎn)生湍流，這導(dǎo)致了不希望的噪聲。
[0003]現(xiàn)在轉(zhuǎn)到圖1，示出了一種已知的控制閥10?？刂崎y10包括閥體12，閥體12具有通過流體通道18連接的流體入口 14和流體出口 16。閥內(nèi)件組件20設(shè)置在流體入口 14與流體出口 16之間的閥體12內(nèi)。閥內(nèi)件組件20包括閥籠22和閥座24。諸如閥塞26之類的流體控制構(gòu)件設(shè)置在閥籠22內(nèi)，并且閥塞26與閥座24相互作用以控制通過閥體12的流體流動(dòng)。閥桿28在一端連接到閥塞26并且在另一端連接到致動(dòng)器30。致動(dòng)器30控制閥塞26在閥籠22內(nèi)的移動(dòng)。
[0004]如圖2中所示出的，閥籠22包括第一端32和第二端36。閥籠壁38在第一端32與第二端36之間延伸，閥籠壁38形成中空的中心孔，閥塞26在該中空的中心孔內(nèi)滑動(dòng)以控制通過閥籠22的流體流動(dòng)。多個(gè)閥籠開口 40形成在閥籠壁38中。多個(gè)閥籠開口 40使流動(dòng)通過閥籠22的流體具有特性，例如，通過在流體流動(dòng)通過開口 40時(shí)減小流體的壓強(qiáng)。開口可以是大體上圓形形狀，其具有與閥籠22的縱向軸線A垂直的中心軸線B。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]在一個(gè)方面中，一種流體閥包括:閥體，其具有通過流體通道連接的流體入口和流體出口；閥內(nèi)件組件，其設(shè)置在所述流體通道內(nèi)，所述閥內(nèi)件組件具有閥籠和閥座;流體控制構(gòu)件，其可移動(dòng)地設(shè)置在所述流體通道內(nèi)，所述流體控制構(gòu)件與所述閥內(nèi)件組件協(xié)作以控制通過所述流體通道的流體流動(dòng);多個(gè)開口，其設(shè)置在所述閥籠的壁中，所述多個(gè)開口使通過所述閥內(nèi)件組件的流體流動(dòng)具有特性；以及多個(gè)V形部，其設(shè)置在所述多個(gè)開口中的每個(gè)開口周圍，所述多個(gè)V形部利用環(huán)繞的流體流動(dòng)來使離開所述開口的流動(dòng)平滑，以抑制由流出所述多個(gè)開口的所述流體生成的噪聲。
[0006]在另一個(gè)方面中，一種用于控制閥的閥內(nèi)件組件包括:閥籠；閥座；以及流體控制構(gòu)件，其可移動(dòng)地設(shè)置在流體通道中，所述流體控制構(gòu)件與所述閥內(nèi)件組件協(xié)作以控制通過所述流體通道的流體流動(dòng);其中，多個(gè)開口設(shè)置在所述閥籠的壁中，所述多個(gè)開口使通過所述閥內(nèi)件組件的流體流動(dòng)具有特性;并且多個(gè)V形部設(shè)置在所述多個(gè)開口中的每個(gè)開口周圍，所述多個(gè)V形部利用環(huán)繞的流體流動(dòng)來使離開所述開口的流體流動(dòng)平滑，以抑制由流出所述多個(gè)開口的所述流體生成的噪聲。
[0007]在另一個(gè)方面中，一種用于控制閥的閥內(nèi)件組件的閥籠包括:閥籠壁，其從第一端延伸至第二端，所述閥籠壁形成中空的圓形柱體;多個(gè)開口，所述多個(gè)開口設(shè)置在所述閥籠壁中，所述多個(gè)開口使通過所述閥籠的流體流動(dòng)具有特性；以及多個(gè)V形部，其環(huán)繞所述多個(gè)開口中的每個(gè)開口，所述多個(gè)V形部利用環(huán)繞的流體流動(dòng)來使離開所述開口的流體平滑，以抑制由流出所述多個(gè)開口的所述流體生成的噪聲。
[0008]進(jìn)一步根據(jù)前述方面中的任何一個(gè)或多個(gè)方面，如上所述的控制閥、閥內(nèi)件組件或閥籠還可以包括以下優(yōu)選形式中的任何一個(gè)或多個(gè)形式。
[0009]在一些優(yōu)選形式中，所述多個(gè)V形部由設(shè)置在所述閥籠的外表面中的多個(gè)通道來形成。在其它優(yōu)選形式中，所述多個(gè)通道包括從所述多個(gè)開口中的每個(gè)開口向外輻射的至少四個(gè)通道，所述多個(gè)通道可選地包括與所述閥籠的縱向軸線平行定向的至少一個(gè)通道以及與所述閥籠的所述縱向軸線垂直定向的至少一個(gè)通道或者相對(duì)于所述閥籠的所述縱向軸線以近似45度定向的至少一個(gè)通道。
[0010]在其它優(yōu)選形式中，所述多個(gè)通道中的至少一個(gè)通道包括在底部會(huì)合的兩個(gè)通道壁，所述通道壁可選地相對(duì)于所述閥籠壁的所述外表面在20度至80度之間的范圍中，優(yōu)選地在30度至70度之間的范圍中，更優(yōu)選地在40度至50度之間的范圍中成角度。
[0011]在其它優(yōu)選實(shí)施例中，所述底部可選地從所述閥籠壁的所述外表面向內(nèi)延伸至一深度，所述深度在所述閥籠壁的厚度的70%至30%之間，或者在所述閥籠壁的所述厚度的60%至40%之間，或者是所述閥籠壁的所述厚度的大約50%。
【附圖說明】
[0012]圖1是具有已知閥內(nèi)件組件的已知控制閥的橫截面視圖；
[0013]圖2是圖1的閥內(nèi)件組件的閥籠的近視圖；
[0014]圖3是根據(jù)本公開內(nèi)容的教導(dǎo)來構(gòu)造的降噪閥內(nèi)件組件的閥籠的一個(gè)實(shí)施例的側(cè)視圖；
[0015]圖4是圖3的方框4中所標(biāo)識(shí)的圖3的閥籠的部分的近視圖；
[0016]圖5是圖4的圓圈5中所標(biāo)識(shí)的圖3的閥籠的開口中的一個(gè)開口的近視圖；
[0017]圖6是沿著圖4中的線6-6獲取的圖3的閥籠的縱向橫截面視圖；
[0018]圖7是沿著圖4中的線7-7獲取的圖3的閥籠的縱向橫截面視圖；
[0019]圖8是沿著圖4中的線8-8獲取的圖3的閥籠的橫向橫截面視圖；
[0020]圖9是沿著圖4中的線9-9獲取的圖3的閥籠的橫向橫截面視圖；以及
[0021]圖10是示出了根據(jù)本公開內(nèi)容的教導(dǎo)來構(gòu)造的閥籠的一個(gè)實(shí)施例相對(duì)于傳統(tǒng)的閥籠所獲得的降噪的噪聲-壓強(qiáng)圖。
【具體實(shí)施方式】
[0022]與現(xiàn)有技術(shù)的閥內(nèi)件組件相比，本文所描述的閥內(nèi)件組件和閥籠有利地提供了降低的噪聲特征。所公開的閥內(nèi)件組件和閥籠可以用作單獨(dú)的閥內(nèi)件組件或閥籠，或者所公開的閥內(nèi)件組件或閥籠可以與其它閥內(nèi)件組件進(jìn)行組合以產(chǎn)生在降噪的同時(shí)使流體流動(dòng)具有特性的閥內(nèi)件組件。盡管所公開的閥內(nèi)件組件和閥籠可以用于任何類型的閥，但是所公開的閥內(nèi)件和閥籠在滑動(dòng)閥桿控制閥、旋轉(zhuǎn)閥、球閥、以及如直插式擴(kuò)散器中會(huì)特別有用。
[0023]現(xiàn)在轉(zhuǎn)到圖3-圖9，根據(jù)本公開內(nèi)容的教導(dǎo)來構(gòu)造的閥籠122的一個(gè)實(shí)施例可以包括第一端132和第二端136。閥籠122可以用于傳統(tǒng)的控制閥，例如圖1的控制閥10。閥籠壁138在第一端132與第二端136之間延伸，閥籠壁138形成中空的中心孔，閥塞在該中空的中心孔內(nèi)滑動(dòng)以控制通過閥籠122的流體流動(dòng)。多個(gè)閥籠開口 140形成在閥籠壁138中。多個(gè)閥籠開口 140使流動(dòng)通過閥籠122的流體具有特性，例如通過在流體流動(dòng)通過多個(gè)開口 140時(shí)減小流體的壓強(qiáng)。多個(gè)通道142a、142b可以形成在閥籠壁138的外表面144中。在一個(gè)實(shí)施例中，第一多個(gè)開口 140中的每個(gè)開口可以被從該開口向外輻射的四個(gè)相等間隔的通道140a、140b所環(huán)繞。在其它實(shí)施例中，多個(gè)開口 140中的每個(gè)開口可以被多于或少于四個(gè)相等間隔的通道142所環(huán)繞。例如，多個(gè)開口 140中的每個(gè)開口可以被兩個(gè)、三個(gè)、四個(gè)、五個(gè)、六個(gè)、七個(gè)、九個(gè)、十個(gè)、i^一個(gè)、十二個(gè)或更多個(gè)通道142所環(huán)繞。在圖3-圖5的實(shí)施例中，通道142a、142b布置成相對(duì)于彼此正交。例如，通道142a可以布置成平行于閥籠122的縱向軸線A，而通道142b可以布置成垂直于閥籠122的縱向軸線A。在其它實(shí)施例中，通道142a、142b可以相對(duì)于該縱向軸線A以其它角度布置。
[0024]每個(gè)通道142a、142b可以是V形通道切口或以其它方式銑制或形成在閥籠122的外表面144中。該V形通道可以包括槽或底部150，其形成通道中相對(duì)于外表面144的最深部分。第一通道壁152a可以從底部150相對(duì)于外表面144以某一角度向外延伸。夾角Z(如圖6中所示出的)可以是在近似20度至近似60度之間的范圍中，優(yōu)選地在近似30度至近似50度之間的范圍中，更優(yōu)選地在近似35度至近似45度之間的范圍中。此外，第二通道壁152b可以從底部150相對(duì)于外表面144以與第一通道壁152a的角度Z相同的角度向外延伸。
[0025]通道142a、142b的底部150可以遠(yuǎn)離外表面144、向內(nèi)延伸到閥籠壁138中至一深度156，該深度156在閥籠壁厚度T的近似40%至近似20%之間，更優(yōu)選地是閥籠壁厚度T的近似30%，如圖7中所示出的。
[0026]現(xiàn)在返回圖5，第一通道142a的第一通道壁152a在第一外邊緣160a處與閥籠壁138的外表面144會(huì)合，并且第二通道壁152b在第二外邊緣160b處與閥籠壁138的外表面144會(huì)合。類似地，第二通道142b的第一通道壁152a在第一外邊緣160a處與閥籠壁138的外表面144會(huì)合，并且第二通道142b的第二通道壁152b在第二外邊緣160b處與閥籠壁138的外表面144會(huì)合。第一通道142a的第一邊緣160a在開口 140處與第二通道160b的第二邊緣160b會(huì)合，其形成點(diǎn)或V形部164。其它通道壁的其它外邊緣會(huì)合以形成其它V形部16LV形部164改變開口 140的出口幾何形狀，使得實(shí)現(xiàn)了噪聲的降低。據(jù)認(rèn)為，V形部164中斷在開口 140處的出口流動(dòng)以及環(huán)繞閥籠122的流體，這引起降低的噪聲源效率。
[0027]圖10示出了將不具有V形部的閥籠壁中的開口(用線180表示)與具有V形部的閥籠壁中的開口 182進(jìn)行比較的測(cè)試數(shù)據(jù)。該測(cè)試數(shù)據(jù)是在具有開口對(duì)V形部寬度比率在1:1/2至1:1比率的范圍中并且優(yōu)選地在1:1比率的閥籠壁上收集的。例如，將不具有V形部的1/8英寸的開口(線180)與具有四個(gè)V形部(其通過具有寬度為1/8英寸的兩個(gè)相交的凹槽形成)的1/8英寸的開口進(jìn)行比較，產(chǎn)生了近似4分貝至6分貝的降噪，如圖10中所示出的。預(yù)計(jì)其它的V形部配置、開口尺寸和壓強(qiáng)顯示相似的結(jié)果，取決于壓強(qiáng)和開口配置，通常降低噪聲在2分貝至8分貝之間。
[0028]盡管根據(jù)本公開內(nèi)容的教導(dǎo)，本文已描述了某些閥籠、閥內(nèi)件組件和控制閥，但是所附權(quán)利要求的范圍并不限于此。相反，權(quán)利要求覆蓋落入可允許的等同物的范圍內(nèi)的、本公開內(nèi)容的教導(dǎo)的所有實(shí)施例。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種流體閥，包括: 閥體，其具有通過流體通道連接的流體入口和流體出口 ； 閥內(nèi)件組件，其設(shè)置在所述流體通道內(nèi)，所述閥內(nèi)件組件具有閥籠和閥座； 流體控制構(gòu)件，其可移動(dòng)地設(shè)置在所述流體通道內(nèi)，所述流體控制構(gòu)件與所述閥內(nèi)件組件協(xié)作以控制通過所述流體通道的流體流動(dòng)； 多個(gè)開口，其設(shè)置在所述閥籠的壁中，所述多個(gè)開口使通過所述閥內(nèi)件組件的流體流動(dòng)具有特性，以及 多個(gè)V形部，其設(shè)置在所述多個(gè)開口中的每個(gè)開口周圍，所述多個(gè)V形部利用環(huán)繞的流體流動(dòng)來中斷離開所述開口的流體流動(dòng)，以抑制由流出所述多個(gè)開口的所述流體生成的噪聲。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的流體閥，其中，所述多個(gè)V形部由形成在所述閥籠的外表面中的多個(gè)通道來形成。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的流體閥，其中，所述多個(gè)通道包括從所述多個(gè)開口中的每個(gè)開口向外輻射的至少四個(gè)通道。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的流體閥，其中，所述多個(gè)通道包括與所述閥籠的縱向軸線平行定向的至少一個(gè)通道以及與所述閥籠的所述縱向軸線垂直定向的至少一個(gè)通道。5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的流體閥，其中，所述多個(gè)通道包括相對(duì)于所述閥籠的所述縱向軸線以近似45度定向的至少一個(gè)通道。6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的流體閥，其中，所述多個(gè)通道中的至少一個(gè)通道包括在底部會(huì)合的兩個(gè)通道壁。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的流體閥，其中，所述通道壁相對(duì)于所述閥籠壁的所述外表面成角度。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的流體閥，其中，所述通道的夾角在20度至60度之間的范圍中，優(yōu)選地在30度至50度之間的范圍中，更優(yōu)選地在35度至45度之間的范圍中。9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的流體閥，其中，所述底部從所述閥籠壁的所述外表面向內(nèi)延伸至一深度，所述深度在所述閥籠壁的厚度的40%至20%之間，更優(yōu)選地是所述閥籠壁的所述厚度的大約30 %。10.一種用于流體控制閥的閥內(nèi)件組件，所述閥內(nèi)件組件包括: 閥籠； 閥座；以及 流體控制構(gòu)件，其可移動(dòng)地設(shè)置在流體通道中，所述流體控制構(gòu)件與所述閥籠和所述閥座協(xié)作以控制通過所述流體通道的流體流動(dòng)； 其中，多個(gè)開口設(shè)置在所述閥籠的壁中，所述多個(gè)開口使通過所述閥內(nèi)件組件的流體流動(dòng)具有特性，并且多個(gè)V形部形成在所述多個(gè)開口中的每個(gè)開口周圍，所述多個(gè)V形部利用環(huán)繞的流體流動(dòng)來使離開所述開口的流體流動(dòng)平滑，以抑制由流出所述多個(gè)開口的所述流體生成的噪聲。11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的閥內(nèi)件組件，其中，所述多個(gè)V形部由形成在所述閥籠的外表面中的多個(gè)通道來形成。12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的閥內(nèi)件組件，其中，所述多個(gè)通道包括從所述多個(gè)開口中的每個(gè)開口向外輻射的至少四個(gè)通道。13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的閥內(nèi)件組件，其中，所述多個(gè)通道包括與所述閥籠的縱向軸線平行定向的至少一個(gè)通道以及與所述閥籠的所述縱向軸線垂直定向的至少一個(gè)通道。14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的閥內(nèi)件組件，其中，所述多個(gè)通道包括相對(duì)于所述閥籠的所述縱向軸線以近似45度定向的至少一個(gè)通道。15.根據(jù)權(quán)利要求11所述的閥內(nèi)件組件，其中，所述多個(gè)通道中的至少一個(gè)通道包括在底部會(huì)合的兩個(gè)通道壁。16.一種用于控制閥的閥內(nèi)件組件的閥籠，所述閥籠包括: 閥籠壁，其從第一端延伸至第二端，所述閥籠壁形成中空的圓形柱體； 多個(gè)開口，所述多個(gè)開口設(shè)置在所述閥籠壁中，所述多個(gè)開口使通過所述閥籠的流體流動(dòng)具有特性；以及 多個(gè)V形部，其設(shè)置在所述多個(gè)開口中的每個(gè)開口周圍，所述多個(gè)V形部利用環(huán)繞的流體流動(dòng)來使離開所述開口的流體流動(dòng)平滑，以抑制由流出所述多個(gè)開口的所述流體生成的噪聲。17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的閥籠，其中，與不具有所述V形部的閥籠相比，所述V形部產(chǎn)生在近似2分貝至8分貝的范圍中的降噪。18.根據(jù)權(quán)利要求16所述的閥籠，其中，所述多個(gè)V形部由形成在所述閥籠的外表面中的多個(gè)通道來形成。19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的閥籠，其中，所述多個(gè)通道中的至少一個(gè)通道包括在底部會(huì)合的兩個(gè)通道壁。20.根據(jù)權(quán)利要求18所述的閥籠，其中，所述通道壁相對(duì)于所述閥籠壁的所述外表面成角度，所述通道壁區(qū)域在以下的范圍中成角度: 在20度至60度之間，優(yōu)選地在30度至50度之間，更優(yōu)選地在35度至45度之間。21.根據(jù)權(quán)利要求19所述的閥籠，其中，所述底部從所述閥籠壁的所述外表面向內(nèi)延伸至一深度，所述深度在所述閥籠壁的厚度的40%至20%之間，更優(yōu)選地是所述閥籠壁的所述厚度的大約30 %。
【文檔編號(hào)】F16K47/04GK106065973SQ201610252161
【公開日】2016年11月2日
【申請(qǐng)日】2016年4月21日 公開號(hào)201610252161.9, CN 106065973 A, CN 106065973A, CN 201610252161, CN-A-106065973, CN106065973 A, CN106065973A, CN201610252161, CN201610252161.9
【發(fā)明人】A·C·法格隆德, D·J·埃利耶爾斯
【申請(qǐng)人】費(fèi)希爾控制產(chǎn)品國(guó)際有限公司