具有夾緊式座圈的阻流閥的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明總地涉及控制閥門，并且更具體地涉及具有夾緊式座圈的阻流控制閥。
【背景技術(shù)】
[0002]流體閥對流體從一個位置向另一個位置的流動進(jìn)行控制。當(dāng)流體閥處于閉合位置時，阻止位于一側(cè)的高壓流體流動到位于該閥門的另一側(cè)的低壓位置。通常，流體閥包含可移動的流體控制構(gòu)件，以及與該流體控制構(gòu)件進(jìn)行協(xié)作以控制流體流經(jīng)該閥門的具有某種形式的座。在一些情況下，可能期望隨著流體流經(jīng)閥門，使流體特性化(例如，減小噪音)。在這些情況下，可以使用包括具有多個開口的籠的調(diào)節(jié)組件?？梢栽O(shè)計這些開口的尺寸和形狀，以特性化流經(jīng)該調(diào)節(jié)組件的流體。但是，流體流經(jīng)閥門的特性化是以流體流經(jīng)調(diào)節(jié)組件時的很大壓強(qiáng)下降為代價的。
[0003]在已知的流體控制閥的一個示例中，如圖1中所示，控制閥10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。在流體入口 14和流體出口 16之間，調(diào)節(jié)組件20布置在閥體12中。調(diào)節(jié)組件20包括籠22和座圈24。在籠22中布置諸如塞26之類的流體控制構(gòu)件，塞26與座圈24接觸以控制流體流經(jīng)閥體12。桿28的一端連接到塞26，另一端連接到致動器30。致動器30控制塞26在籠22中的移動。
[0004]在一些操作中，需要控制閥在阻流狀況下操作。當(dāng)流體流經(jīng)控制閥的速度達(dá)到超音速(例如，對于燃料流經(jīng)控制閥以進(jìn)行燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電操作來說，大約每秒1070英尺)時，阻流產(chǎn)生。為了在燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電中增加阻流控制閥的效率，阻流狀況應(yīng)當(dāng)在入口壓強(qiáng)的壓強(qiáng)下降10%或者更少時發(fā)生。流動障礙物(例如，調(diào)整籠)使得流動更緩慢并在更高的壓強(qiáng)下降時阻塞，這種情形降低了渦輪的效率。為了解決該問題，當(dāng)前的燃?xì)鉁u輪引擎包括燃料控制閥，其中該燃料控制閥具有螺紋座圈和裙部引導(dǎo)塞，以便生成經(jīng)過該控制閥的大的無障礙燃料流動區(qū)域。
[0005]舉一個例子，如圖2中所示，已知的阻流控制閥110包括閥體112，閥體112具有通過流體通道118連接的流體入口 114和流體出口 116。在流體入口 114和流體出口 116之間，調(diào)節(jié)組件120布置在閥體112中。調(diào)節(jié)組件120包括裙部122和座圈124。流體控制構(gòu)件譬如塞126至少部分地布置在裙部122中，并且該塞126與座圈124接觸以控制流體流經(jīng)閥體112。裙部122引導(dǎo)塞126往復(fù)地移動(例如，圖2中的向上和向下)，使得塞126保持與座圈124準(zhǔn)確地對準(zhǔn)。桿128的一端連接到塞126，另一端連接到致動器130。致動器130控制塞126在裙部122中的移動。在裙部122和座圈124之間生成較大的流動區(qū)域131，使得經(jīng)過該區(qū)域的流動障礙物最小，并且在相對較低的壓強(qiáng)下降情況下發(fā)生阻流狀況。
[0006]已知的螺紋座圈阻流控制閥具有多種問題。例如，已知的螺紋座圈阻流控制閥承受著由于超音速流動所產(chǎn)生的沖擊波而造成的偶然的座圈退出(back out)。這些沖擊波造成強(qiáng)烈的振動，這造成了座圈退出他的螺紋固定的位置，從而造成流動中斷以及控制閥的故障。
[0007]已知的螺紋座圈阻流控制閥還承受著通過裙部和座圈之間的間隙的旋渦式流動。這種問題是由于從裙部的入口側(cè)到裙部的后側(cè)的流動通道幾何形狀發(fā)生改變所造成的。例如，如圖2中所示，隨著流體進(jìn)入座圈，其在入口側(cè)上流進(jìn)到座圈是相對無阻礙的。但是，從后側(cè)(與入口側(cè)相反)流動進(jìn)入座圈，必須在進(jìn)入座圈之前多次改變方向。這種方向的改變造成了流動速度的改變，此外，相對于從入口側(cè)流進(jìn)座圈的流體的靜態(tài)壓強(qiáng)，其還改變了該流體的靜態(tài)壓強(qiáng)。這種壓強(qiáng)差造成流體在流經(jīng)座圈時，旋渦式地流動，這降低了控制閥的效率，并增加了經(jīng)由座圈的壓強(qiáng)下降。
[0008]此外，已知的螺紋座圈阻流控制閥在制造時是相對昂貴的，例如，這是由于必須對閥體螺口進(jìn)行加工，這是費(fèi)時的并且很難制造。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]在一個優(yōu)選的實施例中，一種流體閥包括:閥體，其具有通過流體通道來連接的流體入口和流體出口 ；布置在所述流體通道中的調(diào)節(jié)組件；可移動地布置在所述流體通道中的流體控制構(gòu)件，所述流體控制構(gòu)件與所述調(diào)節(jié)組件進(jìn)行協(xié)作以控制流體流經(jīng)所述流體通道。所述調(diào)節(jié)組件包括夾緊式座圈，所述夾緊式座圈包括收斂擴(kuò)散形噴嘴。
[0010]其它優(yōu)選的實施例可以包括下面的優(yōu)選形式中的一個或多個:
[0011]在一種優(yōu)選的形式中，所述調(diào)節(jié)組件包括保持器，所述保持器將所述座圈夾緊在所述閥體中。
[0012]在另一種優(yōu)選的形式中，所述保持器包括上主體部和從所述上主體部延伸的裙部，所述裙部引導(dǎo)所述流體控制構(gòu)件的移動。
[0013]在另一種優(yōu)選的形式中，所述保持器還包括緊固環(huán)，所述緊固環(huán)位于所述座圈的鄰近處，其中所述座圈至少部分地布置在所述緊固環(huán)和所述閥體之間。
[0014]在另一種優(yōu)選的形式中，所述裙部通過多個支腿來連接到所述緊固環(huán)。
[0015]在另一種優(yōu)選的形式中，所述多個支腿中的至少一個支腿具有翼型的橫截面形狀。
[0016]在另一種優(yōu)選的形式中，所述支腿的前緣包括具有銳邊的分水。
[0017]在另一種優(yōu)選的形式中，所述支腿的后緣具有銳邊。
[0018]在另一種優(yōu)選的形式中，所述翼型的橫截面形狀使層流最大化。
[0019]在另一種優(yōu)選的形式中，所述多個支腿包括三至十個支腿。
[0020]在另一種優(yōu)選的實施例中，一種阻流夾緊式座圈組件包括:包含上主體部的座圈保持器、自所述上主體部遠(yuǎn)離延伸的裙部，與所述裙部間隔開的緊固環(huán)、以及將所述緊固環(huán)連接到所述裙部的多個支腿，其中所述裙部適于引導(dǎo)流體控制構(gòu)件的移動。座圈包括在縮脈處連接的收斂噴嘴和擴(kuò)散噴嘴。所述緊固環(huán)適于抵靠閥體來夾緊所述座圈的一部分。
[0021]其它優(yōu)選的實施例可以包括下面的優(yōu)選形式中的一個或多個:
[0022]在一種優(yōu)選的形式中，所述多個支腿中的至少一個支腿具有翼型的橫截面形狀。
[0023]在另一種優(yōu)選的形式中，所述支腿的前緣包括具有銳邊的分水。
[0024]在另一種優(yōu)選的形式中，所述支腿的后緣具有銳邊。
[0025]在另一種優(yōu)選的形式中，所述翼型的橫截面形狀使層流最大化。
[0026]在另一種優(yōu)選的形式中，所述多個支腿包括三至十個支腿。
[0027]在另一種優(yōu)選的形式中，所述座圈包括環(huán)形架，所述環(huán)形架適于在所述緊固環(huán)和閥體之間被夾緊。
[0028]在另一種優(yōu)選的形式中，與所述收斂噴嘴相比，所述擴(kuò)散噴嘴更長。
[0029]在另一種優(yōu)選的形式中，所述多個支腿中的至少一個支腿從所述緊固環(huán)向所述裙部徑向向內(nèi)彎曲。
[0030]在另一個優(yōu)選的實施例中，一種用于阻流夾緊式座圈組件的保持器，包括:上主體部；自所述上主體部遠(yuǎn)離延伸的裙部，其中所述裙部適于引導(dǎo)流體控制構(gòu)件的移動；與所述裙部間隔開的緊固環(huán)；將所述緊固環(huán)連接到所述裙部的多個支腿。
【附圖說明】
[0031]圖1是現(xiàn)有技術(shù)控制閥的橫截面視圖，其中該控制閥包括具有夾緊式座圈的調(diào)節(jié)組件；
[0032]圖2是具有螺紋座圈和裙部引導(dǎo)塞的現(xiàn)有技術(shù)高壓恢復(fù)控制閥的橫截面視圖；
[0033]圖3是具有根據(jù)本公開內(nèi)容的教導(dǎo)所構(gòu)建的夾緊式座圈和保持器的高壓恢復(fù)控制閥的橫截面視圖；
[0034]圖4是圖3的控制閥的保持器的透視圖。
【具體實施方式】
[0035]本文所描述的阻流控制閥和調(diào)節(jié)組件有利地防止座圈的沖擊波退出，引導(dǎo)流體流經(jīng)座圈，防止或者減小流動旋渦，并降低制造成本和組裝時間。此外，與具有籠的調(diào)節(jié)組件相比，本文所描述的阻流控制閥和調(diào)節(jié)組件在座圈的附近產(chǎn)生100%或更多(優(yōu)選地200%或更多