[实用新型]流体控制装置的本体

说明书

技术领域

本公开涉及制造流体调节器或控制阀的本体，更具体地，涉及使用增材制造来制造本体。

背景技术

用于制造流体调节器和控制阀的本体组件的常规制造工艺和技术对本体组件提出了设计和材料的限制。压力铸造或相似的适当方法在制造本体组件中面临某些阻碍，并且这些障碍通常以本体组件的设计为代价来解决。例如，对于本体的理想形状和厚度，阀本体的设计者遇到使熔融金属在铸造中流动的问题。为了解决压力铸造中固有的问题，设计者被局限于能够使用已知的方法实际上容易地制造的本体设计上。目前的制造方法要求额外的精加工工艺，这增加了人工和材料成本。

受限于常规的制造方法，典型的调节器本体或阀本体由单种材料以均匀的密度制成。为了满足某些强度要求，本体壁通常给定特定的厚度来提供控制系统所需要的强度，以承受高压力流体。因此，调节器和阀本体通常较重并通过增加本体壁的厚度来提供强度。

如图1中所示，典型的阀调节器10调节流体压力和/或流量来维持选定的出口压力，这在本领域通常是已知的。流体调节器10包括调节器本体12、控制元件14和致动器组件16。调节器本体12限定从流体入口20延伸到流体出口22的流体流动通路18。流体调节器10包括布置在流体流动通路18中并通向阀座26的孔口24。控制元件14布置在流体流动通路18中并能够在控制元件14与阀座26分离的打开位置(如图1所示)和控制元件14紧靠阀座26的闭合位置之间转变。致动器组件16被连接或可操作地耦接到控制元件14，并且被设置成响应于出口22中的流体压力变化在打开位置和闭合位置之间移动控制元件14，以控制过程流体通过孔口24的流动。致动器组件16可以是常规的，并包括隔膜组件28、负载弹簧30以及适当的阀杆32或其它适当的连杆。致动器组件和隔膜组件被封装在连接到调节器本体12的壳体34中。

调节器本体12的内壁36提供围绕入口20的区域38、围绕出口22的区域40、限定流体流动通路18的部分42、围绕容纳控制元件14的圆柱形孔44的区域43和容纳阀座26的部分46。如图1中所示的常规的流体调节器10的内壁36提供单种材料的均匀密度，通常为金属或塑料，包括黄铜、青铜、铸铁、钢、合金钢和不锈钢，或者其它适当的材料。

相应地，理想的是提供一种制造用于流体调节器和控制阀的本体的方法，其中制造工艺由设计来驱动，而不是本体的设计由制造工艺来驱动。同样，制造轻型、牢固并能够抵受典型的阀本体或调节器本体的压力的阀本体或调节器本体也是理想的。

实用新型内容

本实用新型的目的就在于提供一种流体调节器和控制阀的本体，其中制造工艺由设计来驱动，而不是本体的设计由制造工艺来驱动，并且能够具有轻型、牢固、可定制和复杂的结构。

根据一个或多个示例性方面，根据这里公开的教导组装的阀本体和/或调节器本体可通过采用增材制造(AM)、激光烧结和/或三维印刷设计和制造阀本体和调节器本体来解决目前制造工艺中的限制。AM消除了常规的制造工艺对于设计的限制，并且允许调节器本体或阀本体的制造和设计可基于本体的要求包括一种或多种不同的材料、变化的密度以及其它材料参数。

根据第一示例性方面，这里公开了使用增材制造来制造流体控制装置的本体的方法。所述方法包括：形成具有外表面和内表面的内壁、围绕入口的区域、围绕出口的区域和围绕流体流动通路的区域，其中所述内壁提供流体边界并连接所述入口和所述出口；形成所述内壁的、容纳阀座的一部分；形成所述内壁的、容纳控制杆和控制元件的一部分；通过以预定的图案将可凝固材料沉积到所述内壁上来形成晶格结构，其中所述晶格结构是三维的并包括多个相连的晶格部件。

根据第二示例性方面，这里公开了制造流体控制装置的本体的方法，所述方法包括：形成具有内表面和外表面的内壁；形成所述内壁的、被设置成容纳阀座的一部分；形成围绕入口的第一凸缘、围绕出口的第二凸缘以及围绕连接所述入口和所述出口的流体流动通路的一部分；形成所述内壁的、围绕孔的一部分，所述孔容纳控制元件和阀杆；以及形成具有多个相连的晶格部件的晶格结构，其中所述晶格结构被附接到所述内壁。

根据第三示例性方面，提供了流体控制装置的本体，所述本体包括：具有第一密度的内壁，其包括外表面、内表面、围绕尺寸被设定成容纳控制杆和控制元件的孔的区域、尺寸被设定成容纳阀座的区域、围绕入口的第一凸缘、围绕出口的第二凸缘和限定连接所述入口和所述出口的流体流动通路的区域；以及具有第二密度的晶格结构，其附接到所述内壁。进一步，包括以下步骤：提供被设置成容纳致动器组件和隔膜组件的壳体，其中所述壳体被配置成附接到所述内壁。