[发明专利]平衡阀内件和减小阀杆上的杆力的方法

说明书

一种用于阀的阀内件包括阀塞，该阀塞具有沿着阀塞的逐渐变细的鼻状部分的外表面定位的一个或多个平衡端口。每一平衡端口都被定位于喉部的下游并与阀塞的逐渐变细的鼻状部分的尖端间隔开。阀内件可例如被用于高压力恢复角体阀中。具有阀内件的高压力恢复阀可具有通过阻塞流动过渡点的更好的恢复性能以及较小杆力尖峰。还提供一种了减小滑杆阀的阀杆上的杆力的方法。

技术领域

本申请一般来说涉及流动控制阀，并且更具体来说涉及一种用于流量控制阀的平衡阀内件以及一种减小滑杆阀的阀杆上的杆力的方法。

背景技术

用于流动控制阀的阀内件通常是指阀的调节受控流体的流动的内部组件。阀内件的组件视阀类型不同。然而，阀内件通常包括至少一流动控制孔口以及与该流动控制孔口合作以控制流体通过孔口并随后通过阀的流动的流量控制构件。许多阀内件包含额外组件，例如阀杆、笼和/或其它内部组件。然而，此申请的焦点主要在于流动控制构件和流动控制孔口，但应理解，阀内件可包括额外组件。

高压力恢复阀(high recovery valve)是因流线型内部轮廓和最小流动湍流而消耗相对较少流动流能量的阀设计。高压力恢复阀通常包括呈阀塞和具有大致沙漏形内壁表面的孔口的形式的流动控制构件。因此，高压力恢复阀的几何结构通常模仿汇聚-分散喷嘴。例如，图1示出一般的汇聚-分散喷嘴几何结构以及借助限制的上游的入口压力(即，滞点压力P1)和限制的下游的出口压力(即，背压P2)显示通过限制(restriction)和收缩断面(vena contracta)的流体流动。

在高压力恢复阀中，收缩断面的下游的压力恢复到高百分比的其入口值。图2示出高压力恢复阀与低压力恢复阀(low recovery valve)的典型的压力曲线的比较。如图2中可见，在高压力恢复阀和低压力恢复阀中，跨越喉部的背压P2与滞点压力P1之间存在压力差dP。因此，dP＝P1-P2。此处，喉部建模为简单收缩断面。然而，高压力恢复阀的背压P2比低压力恢复阀的背压更接近返回到滞点压力P1。然而，跨越喉部的压力差dP在于喉部处附接到阀塞的阀杆上形成杆力Fs。

发明内容

本公开内容提供了一种阀塞、一种阀内件、一种阀和一种方法，在一些布置中，其可减小由跨越阀塞的压力差引起的一些杆力和/或提高阀塞的下游侧上的压力恢复。

根据一些方面，提供了一种用于流动控制阀的阀塞。该阀塞可包含穿过该阀塞的逐渐变细的鼻状部分的外表面的一个或多个平衡端口。这些平衡端口可通过阀塞排放以均衡沿着逐渐变细的鼻状部分的第一压力与阀塞本体的后端处的第二压力。这些平衡端口可延伸穿过阀塞的逐渐变细的鼻状部分的外表面、与位于逐渐变细的鼻状部分的末端(distal end)处的尖端间隔开。这些平衡端口可与位于逐渐变细的鼻状部分与阀塞的本体部分的接合处的肩部间隔开。这些平衡端口可延伸穿过逐渐变细的鼻状部分的外表面、在肩部与尖端之间并与肩部和尖端间隔开。这些平衡端口可经由延伸穿过本体部分的单个孔或多个孔通过阀塞排放。在提供一个以上平衡端口的情况下，每一平衡端口可与肩部和/或尖端间隔相同距离，或者不同平衡端口可与肩部和/或尖端间隔不同距离。

根据一些方面，提供了一种用于流动控制阀的阀内件。该阀内件优选地包括根据本公开内容的方面、布置和/或特征中的任一者的阀塞。该阀内件可还包括孔口。该孔口可具有由内壁表面界定的、从入口延伸到出口的流动通道，并且阀塞可布置为线性地往复运动到该流动通道中以控制流体通过该流动通道的流动。该孔口可具有汇聚-分散喷嘴的形式，该内壁表面包括和/或限定汇聚区段、收缩断面和分散区段。该孔口可包括沿着内壁表面的阀座。该阀座可沿着内壁表面的汇聚区段安置。

根据一些方面，提供了一种阀。该阀优选地包括根据本公开内容的方面、布置和/或特征中的任一者的阀塞。该阀可包括阀体，其限定从入口延伸到出口的流体流动路径。包括阀塞的根据本公开内容的方面、布置和/或特征中的任一者的阀内件可以可操作地安置于阀体中以控制流体沿着流体流动路径的流动。该阀可以是高压力恢复阀。该阀可以是角体阀。该阀可以是滑杆阀。