[发明专利]锥形抗气蚀阀笼

说明书

一种控制阀包括阀笼，阀笼设置在阀本体内邻近阀座。阀笼包括第一套筒和第二套筒。第一套筒包括具有第一内表面、第一外表面以及第一纵向轴线的第一周向壁。第一套筒还包括设置在第一周向壁中的第一多个开口。第二套筒包括具有第二内表面和第二外表面以及第二纵向轴线的第二周向壁。第二套筒还包括设置在第二周向壁中的第二多个开口。第一周向壁的第一外表面相对于第一纵向轴线以第一角度渐缩，并且第二周向壁的第二内表面相对于第一纵向轴线以第二角度渐缩。

技术领域

本公开内容总体上涉及控制阀，并且更具体而言，涉及用于流体控制阀的抗气蚀阀笼。

背景技术

控制阀通常用于过程工厂中，以控制流体(例如，气体、液体等)或任何其它物质通过与该控制阀连接的管道和/或容器的流动。控制阀通常包括一个或多个流体入口和流体出口，并且还包括操作用于控制通过孔(该孔将(多个)入口流体地耦接到(多个)出口)的流体流动的流体控制元件或构件(例如，阀闸、活塞、阀塞、控制构件等)。控制构件通常被耦接到阀帽，该阀帽被机械地耦接(例如，螺栓连接、夹紧、拧入等)到阀本体。控制构件通常被配置为接合包围通过阀的流动路径的密封结构(例如，阀座)。调节器是控制阀的自控制形式。

一般来说，控制元件(包括流体控制构件、阀座和阀笼)在本领域中被称为“阀内件”或“内件组件”。在某些情况下，可能需要对流过阀的流体进行特征化，例如，以降低压力或减少气蚀。在这些情况下，可以使用内件组件，该内件组件包括具有穿过阀笼的壁钻取、铸造、冲压、机加工等形成的多个开口的阀笼。开口的大小和形状可以被设计为在流体流过阀笼中开口时对流体流动进行特征化，例如通过在流体移动通过阀内件时降低压力。这种特征化或降压过程生成不需要的噪声。当前，通过使用压降来控制气蚀，并且通过具有在阀笼壁上钻凿、铸造、冲压、机加工等的多个孔的阀笼来实现降低声音。

现在参考图1，示出了典型的现有技术的控制阀10。控制阀10通常包括阀本体12，该阀本体12具有入口14和出口16以及设置在入口14与出口16之间的通道18。阀座24设置在入口14与出口16之间的通道18中，并且阀笼22设置在阀本体12内邻近阀座24。流体控制构件(诸如阀塞26)被定位在本体12内并且可移动地设置在阀笼22内。阀塞26与阀座24相互作用，以控制通过本体12的流体流动，使得阀塞26在关闭位置密封地接合阀座24，并在打开位置与阀座24间隔开。阀杆28在一端连接到阀塞26，并且在另一端连接到致动器30。致动器30控制阀塞26在阀笼22内的移动。阀笼22被定位成邻近阀座24并紧邻阀塞26，以在阀塞26在阀笼22内移动时为阀塞26提供导向。

在一些流体应用中，阀笼22包括通过阀笼22的周向壁形成的多个通路或开口20。开口20用于减小在流体通过阀笼22时产生的噪声。通路20被间隔开以使得在流体离开通路20时产生的流体射流不会会聚而产生噪声。阀笼22可以以“向上流动”的方向(例如，流体从图1中的底部进入阀笼22的中心，并且从阀笼22的内表面流到外表面)定向，并且通路20的间隔减小了在阀笼22的外表面处或在“向下流动”方向的噪声。针对给定的阀塞26位置，阀笼22的内表面上的通路20的间隔计量穿过期望数量的通路20的流体流动，以便在阀塞26的整个行程上对流体流动进行特征化。

对于在气体流过控制阀10时工艺条件产生气蚀或噪声的流体应用中使用的阀笼22，分别穿过阀笼22的周向壁钻取孔以形成通路20。然而，钻孔阀笼非常繁琐、费时且生产成本高。一些钻孔阀笼可能包含成千上万个孔，并且制造通路20的唯一实际可行的方法是分别用钻头钻取每一个通路20。存在可接受的标准，该标准允许一定百分比的钻头折断并留在阀笼中，并且该过程需要使用具有高精度的特殊钻机。

除了阀笼22的外表面上的通路20的间距之外，还可以通过为通路20提供弯曲的或非线性的流动路径或通过改变通路20的截面直径来减小噪声。然而，在具有穿过实心阀笼22的钻孔的情况下，不可能形成具有非线性流动路径或具有可变横截面的通路20。