一种用于控制阀的座圈，该控制阀的阀体具有入口、出口和阀廊。所述座圈包括环状体和分流器。所述环状体被调整放置于所述阀体的所述阀廊内，并包括具有用于容纳流经所述阀廊的流体的端口的内侧壁。所述分流器布置在所述端口内，并包括具有多个分流通道的整流部分。每个所述多个分流通道具有水力直径和比所述水力直径大的长度。这样，所述通道将经过所述端口的流体的流动分成多个单独的流动路径，以阻断所述端口附近的湍流。
1.一种用于控制阀的座圈，该控制阀的阀体具有入口、出口、阀廊和从所述入口经由所述阀廊延伸到所述出口的流动路径，所述座圈包括：环状体，置于所述阀体的阀廊内，该环状体具有保持部分和内侧壁，所述保持部分固定在所述阀体上，所述内侧壁具有用于容纳流经所述阀廊的流体的端口；和分流器，位于所述环状体的所述端口的至少一部分之内，所述分流器包含具有多个分流通道的整流部分，所述多个分流通道的每一个都具有水力直径和大于所述水力直径的长度，从而将流经所述端口的流体的流动分隔成多个单独的流动路径，以阻断所述端口中的湍流。
2.根据权利要求1的座圈，其中所述多个分流通道彼此平行。
3.根据权利要求1至2中任意一项权利要求的座圈，其中每个所述分流通道是直的通道。
4.根据权利要求1至3中任意一项权利要求的座圈，其中所述多个分流通道具有相同的水力直径。
5.根据权利要求1至4中任意一项权利要求的座圈，其中每个所述分流通道包括正方形横截面或者圆形横截面。
6.根据权利要求1至5中任意一项权利要求的座圈，其中每个所述分流通道的长度与所述水力直径的比例在大约1.16至大约10的范围内。
7.根据权利要求1至6中任意一项权利要求的座圈，其中每个所述分流通道的长度与所述水力直径的比例在大约3至大约6的范围内。
8.根据权利要求1至7中任意一项权利要求的座圈，其中每个所述分流通道的长度与所述水力直径的比例大约为4.75。
9.根据权利要求1至8中任意一项权利要求的座圈，其中每个所述分流通道的水力直径在大约1/2英寸至2英寸的范围内，每个所述分流通道的长度在大约3英寸至6英寸的范围内。
10.根据权利要求1至9中任意一项权利要求的座圈，其中所述分流器的所述整流部分包括第一多个平行板条和延伸至与所述第一多个平行板条互连从而形成所述多个分流通道的第二多个平行板条。
11.根据权利要求1至9中任意一项权利要求的座圈，其中所述分流器的所述整流部分包括固定成束的多个平行管道。
12.根据权利要求1至11中任意一项权利要求的座圈，其中所述多个分流通道均匀地分布在整个所述整流部分上。
13.根据权利要求1至12中任意一项权利要求的座圈，其中所述分流器进一步包括从所述整流部分径向向外延伸的多个支脚部分，每个所述支脚部分固定在所述环状体的轴向端部表面。
14.根据权利要求1至13中任意一项权利要求的座圈，其中所述整流部分具有与所述端口的横截面形状相对应的横截面形状。
阀体，具有入口孔板、出口孔板和布置在所述入口孔板和所述出口孔板之间的阀廊，所述入口孔板和所述出口孔板沿着共同的第一轴延伸，所述阀廊沿着横跨所述第一轴的第二轴延伸；和控制构件，布置在所述阀体的所述阀廊之内、可沿着所述第二轴移动以控制经过所述阀体的流体的流动；
座圈，固定地布置在所述阀体的所述阀廊之内，该座圈包括环状体和分流器，所述环状体包括保持部分和内侧壁，所述保持部分固定地附接在所述阀体上，所述内侧壁具有用于容纳流经所述阀廊的流体的端口，所述分流器布置在所述环状体的所述端口的至少一部分之内，所述分流器包括具有多个分流通道的整流部分，每个所述多个分流通道都具有水力直径和比该水力直径大的长度，从而将流经所述端口的流体的流动分隔成多个单独的流动路径，以阻断所述端口和所述阀廊中的湍流。
16.根据权利要求15的流体流动控制设备，其中所述阀体进一步包括在所述入口孔板和所述阀廊之间延伸的入口通道，和在出口通道和所述阀廊之间延伸的出口通道，其中位于所述阀廊附近的所述入口通道的一部分沿着与所述阀廊的所述第二轴呈一定角度的过渡轴延伸，所述角度在大约30度至大约90度的范围内。
17.根据权利要求16的流体流动控制设备，其中所述角度在大约45度至大约90度的范围内。
18.根据权利要求16或者17中任意一项权利要求的流体流动控制设备，其中所述角度大约为45度。
19.根据权利要求15至18中任意一项权利要求的流体流动控制设备，其中所述阀体包括结构长度，所述座圈包括端口直径，所述阀体的所述结构长度被定义为所述入口孔板所在入口平面和所述出口孔板所在出口平面之间的距离，所述座圈的所述端口直径被定义为所述座圈的所述端口的直径，其中所述结构长度与所述端口直径的比例在大约1.43至大约10的范围内。
20.根据权利要求19的流体流动控制设备，其中所述结构长度与所述端口直径在大约
21.根据权利要求15至20中任意一项权利要求的流体流动控制设备，其中所述分流器内的所述多个分流通道彼此平行。
22.根据权利要求15至21中任意一项权利要求的流体流动控制设备，其中所述分流器中每个所述分流通道是直的。
23.根据权利要求15至22中任意一项权利要求的流体流动控制设备，其中所述分流器中的所述多个分流通道具有相同的水力直径。
24.根据权利要求15至23中任意一项权利要求的流体流动控制设备，其中所述分流器中的所述每个分流通道包括正方形横截面或者圆形横截面。
25.根据权利要求15至24中任意一项权利要求的流体流动控制设备，其中每个所述分流通道的长度与所述水力直径的比例在大约1.16至大约10的范围内。
26.根据权利要求15至25中任意一项权利要求的流体流动控制设备，其中每个所述分流通道的长度与所述水力直径的比例在大约3至大约6的范围内。
27.根据权利要求15至26中任意一项权利要求的流体流动控制设备，其中每个所述分流通道的长度与所述水力直径的比例大约为4.75。
28.根据权利要求15至27中任意一项权利要求的流体流动控制设备，其中所述分流器中每个所述分流通道的水力直径在大约1/2英寸至2英寸的范围内，所述分流器中每个所述分流通道的长度在大约3英寸至6英寸的范围内。
29.根据权利要求15至28中任意一项权利要求的流体流动控制设备，其中所述分流器的所述整流部分包括第一多个平行板条和延伸至与所述第一多个平行板条互连以限定所述多个分流通道的第二多个平行板条。
30.根据权利要求15至29中任意一项权利要求的流体流动控制设备，其中所述分流器的所述整流部分包括固定成束的多个平行管道。
31.根据权利要求15至30中任意一项权利要求的流体流动控制设备，其中所述分流器中的所述多个分流通道均匀地分布在整个所述整流部分上。
32.根据权利要求15至31中任意一项权利要求的流体流动控制设备，其中所述分流器进一步包括从所述整流部分径向向外延伸的多个支脚部分，每个所述支脚部分固定在所述环状体的轴向端部表面。
33.根据权利要求15至32中任意一项权利要求的流体流动控制设备，其中所述整流部分具有与所述座圈的所述端口的横截面形状相对应的横截面形状。
阀体，具有入口孔板、出口孔板和位于所述入口孔板和所述出口孔板之间的阀廊，所述入口孔板和所述出口孔板沿着共同的第一轴延伸，所述阀廊沿着横跨所述第一轴的第二轴延伸；
控制构件，位于所述阀体的所述阀廊内并且可沿着所述第二轴移动以控制经过所述阀体的流体的流动；
座圈，固定在所述阀体的所述阀廊内，所述座圈包括环状体和用于减小压强波动的装置，所述环状体包括保持部分和内侧壁，所述保持部分固定地附接在所述阀体上，所述内侧壁具有用于容纳流经所述阀廊的流体的端口，所述用于减小压强波动的装置固定在所述环状体的所述端口内，用于减小所述阀体的所述入口板孔处的入口压强和所述阀体的所述出口板孔处的出口压强的波动。
阀体，具有入口孔板、出口孔板和设置在所述入口孔板和所述出口孔板之间的阀廊，所述入口孔板和所述出口孔板沿着共同的第一轴延伸，所述阀廊沿着横跨所述第一轴的第二轴延伸；
控制构件，位于所述阀体的所述阀廊内并且可沿着所述第二轴移动以控制经过所述阀体的流体的流动；
座圈，固定在所述阀体的所述阀廊内，所述座圈包括环状体和用于减小力的波动的装置，所述环状体包括保持部分和内侧壁，所述保持部分固定地附接在所述阀体上，所述内侧壁具有用于容纳流经所述阀廊的流体的端口，所述用于减小力的波动的装置固定在所述环状体的端口内，用于减小施加在所述控制部件上的力的的波动。
36.一种制造具有环状体和分流器的座圈的方法，该方法包括：
将第一多个平片材料切割成第一多个长条状板条，该第一多个长条状板条具有从其上边缘向下延伸的第一多个狭缝；
将第二多个平片材料切割成第二多个长条状板条，该第二多个长条状板条具有从其下边缘向上延伸的第二多个狭缝；
通过将每个所述第一多个狭缝与所述第二多个狭缝中对应的一个狭缝对齐，并滑动所述板条，使所述第一多个板条部分容放在所述第二多个长条状板条的第二多个狭缝内、所述第二多个板条部分容放在所述第一多个长条状板条的第一多个狭缝内，来将所述第一多个长条状板条与所述第二多个长条状板条互连；
将所述第一多个和第二多个板条在至少一些所述第一多个和第二多个狭缝附近固定在一起，以获得中间分流器；
将所述中间分流器加工成期望的形状以与座圈的环状体相对应的端口横截面形状相对应，以获得最终分流器；
37.根据权利要求36的方法，其中将所述第一多个和第二多个板条固定在一起包括焊接或者钎焊中的至少一个。
38.根据权利要求36至37中任意一项权利要求的方法，其中将所述最终分流器固定在所述环状体上的方法包括焊接或者钎焊中的至少一个。
39.根据权利要求36至38中任意一项权利要求的方法，其中将所述最终分流器固定在所述环状体上的方法包括将所述最终分流器固定在所述环状体的内侧壁。
40.根据权利要求36至39中任意一项权利要求的方法，其中将所述第一多个和第二多个平片材料切割成第一多个和第二多个长条状板条进一步包括将所述平片中的至少一些进行切割，以具有从其相对端延伸的支脚凸缘。
41.根据权利要求40的方法，其中将所述最终分流器固定在所述环状体上包括将所述第一多个和第二多个长条状板条的所述支脚凸缘固定在所述环状体的轴向端部表面。
42.根据权利要求41的方法，其中将所述第一多个和第二多个长条状板条的所述支脚凸缘固定在所述环状体的轴向端部表面包括焊接或者钎焊中的至少一个。
43.一种将分流器加装到流体流动控制设备上的方法，所述流体流动控制设备包括阀体、控制部件和座圈，所述阀体具有入口、出口和布置在所述入口和所述出口之间的阀廊，所述控制部件在闭合位置和至少一个打开位置之间可动地布置在所述阀廊内，所述座圈固定在所述阀廊内，用于当所述控制部件处于所述闭合位置时由所述控制部件密封结合，所述方法包括：将所述控制部件从所述阀体的所述阀廊上移开，从而露出所述阀体中的阀廊开口；
将所述座圈从所述阀体上移开，所述座圈包括环状体，该环状体内侧壁，所述内侧壁具有用于容放流经所述阀廊的流体的端口；
将分流器定位在所述座圈的所述端口内，所述分流器具有整流部分和至少一个支脚部分，所述整流部分具有多个分流通道，所述至少一个支脚部分从所述整流部分径向向外延伸；
将所述至少一个支脚部分固定在所述环状体的轴向端部表面，从而将所述分流器固定在所述环状体上；以及将具有所述环状体和所述分流器的所述座圈插入并紧固在所述阀体的所述阀廊中，使得所述多个分流通道用于将经过所述端口的流体的流动分成多个单独的流动路径。
44.根据权利要求43的方法，其中将所述分流器的至少一个支脚部分固定在所述座圈的所述环状体上的方法包括将所述至少一个支脚部分焊接或者钎焊在所述环状体上。
整流座圈和具有整流座圈的控制阀
技术领域
[0001] 本申请针对流体流动控制设备，尤其是针对用于流体流动控制设备的座圈。
背景技术
[0002] 流体流动控制设备，比如控制阀，通常用来控制流经管道的流体的特性。一种典型的设备包括阀体，其具有入口、出口和在入口和出口之间延伸的流体流动路径。阀座圈耦接在阀体上，并具有流动路径所经过的孔板。节流部件，比如塞子，可相对于阀座圈被移除以控制流经孔板的流体流动。
[0003] 当选择用于特殊处理过程的控制阀时，控制阀工程师可能会遇到许多设计需求和设计限制。例如，一些用管道输送装置需要管道连接处在轴向对齐，而其它装置可能允许管道连接处相对于阀的入口和出口成直角。还有其它装置可能对结构长度(即，控制阀的入口和出口之间的距离)有限制。
[0004] 一种常见类型的控制阀是截止阀。更特别的是，通常可以使用上装式截止阀，因为其容易维修且应用起来多样化。这些类型的阀可以用在关键应用中，比如用在具有辐射噪声和湍流问题的恶劣作业环境中。像这样的从上部接入内饰部件的形式提供快速更换和维修，消除处理工厂中耗费成本的停工期。上装式球形阀包括非轴向的流动路径；也称作弯曲的流动路径。这样的非轴向流动路径会在控制阀的流动路径中产生湍流，这会损害系统的性能，导致运行效率低、增加运行成本和停工期。
发明内容
[0005] 本披露的一个方面提供了一种控制阀的座圈，所述控制阀的阀体具有入口、出口、阀廊和从所述入口经由所述阀廊延伸到所述出口的流动通道。所述座圈包括环状体和分流器。所述环状体被调整放置于所述阀体的阀廊内，并包括保持部分和内侧壁。所述保持部分固定在所述阀体上。所述内侧壁具有一个用于容纳经由座圈流经所述阀廊的流体的端口。所述分流器被布置在所述环状体的端口的至少一部分内，并包括具有多个分流通道的整流部分。所述多个分流通道每一个都有长度和水力直径，其中所述长度大于所述水力直径，从而使得分流通道得以将经由所述端口的流体的流动分隔成多个单独的流动路径，以阻断所述阀廊中的湍流。
[0006] 本披露的另一方面提供了一种流体流动控制设备，其包括阀体、控制部件和座圈。所述阀体具有入口孔板、出口孔板和设置在所述入口孔板和所述出口孔板之间的阀廊。所述入口孔板和所述出口孔板沿着共同的第一轴延伸，而所述阀廊沿着横跨所述第一轴的第二轴延伸。所述控制构件布置在所述阀体的阀廊内，并且可沿着所述第二轴移置以控制经过所述阀体的流体的流动。所述座圈固定地布置在所述阀体的阀廊内，并包括环状体和分流器。所述环状体包括保持部分和内侧壁。所述保持部分固定地附接在所述阀体上，所述内侧壁具有一个用于容纳流经所述阀廊的流体的端口。所述分流器布置在所述环状体的端口的至少一部分之内，并包括具有多个分流通道的整流部分。每个所述多个分流通道都有长度和水力直径，其中所述长度大于所述水力直径，从而形成将经过所述端口的流体的流动分隔成多个分流流动路径以阻断所述阀廊中的湍流的分流通道。
[0007] 本披露的另一个方面提供一种流体流动控制设备，其包括阀体、控制构件和座圈。所述阀体具有入口孔板、出口孔板和设置在所述入口孔板和所述出口孔板之间的阀廊。所述入口孔板和所述出口孔板沿着共同的第一轴延伸，而所述阀廊沿着横跨所述第一轴的第二轴延伸。所述控制构件布置在所述阀体的阀廊内，并且可沿着所述第二轴移置以控制经过所述阀体的流体的流动。所述座圈固定地布置在所述阀体的阀廊内，并包括环状体和用于减小压强波动的装置。所述环状体包括保持部分和内侧壁。所述保持部分固定地附接在所述阀体上，所述内侧壁具有一个用于容纳流经所述阀廊的流体的端口。所述用于减小压强波动的装置固定在所述环状体的端口内，用于减小所述阀体的入口孔板处的入口压强的波动和所述出口孔板处的出口压强的波动，随后减小所述阀体的压差或者Δp。
[0008] 本披露的另一方面提供了一种流体流动控制设备，其包括阀体、控制部件和座圈。所述阀体具有入口孔板、出口孔板和设置在所述入口孔板和所述出口孔板之间的阀廊。所述入口孔板和所述出口孔板沿着共同的第一轴延伸，而所述阀廊沿着横跨所述第一轴的第二轴延伸。所述控制构件布置在所述阀体的阀廊内，并且可沿着所述第二轴移置以控制经过所述阀体的流体的流动。所述座圈固定地布置在所述阀体的阀廊内，并包括环状体和用于减小力的波动的装置。所述环状体包括保持部分和内侧壁。所述保持部分固定地附接在所述阀体上，所述内侧壁具有一个用于容纳流经所述阀廊的流体的端口。所述用于减小力的波动的装置固定在所述环状体的端口内，用于减小施加在所述控制部件上的流体力的波动。
[0009] 本披露的另一个方面提供一种制造具有环状体和分流器的座圈的方法。该方法包括将第一多个平片材料切割成第一多个长条状板条，这些第一多个长条状板条具有从其上边缘向下延伸的第一多个狭缝。所述方法另外包括将第二多个平片材料切割成第二多个长条状板条，这些第二多个长条状板条具有从其下边缘向上延伸的第二多个狭缝。所述方法另外包括，通过将每个所述第一多个狭缝与所述第二多个狭缝中对应的一个狭缝对齐，并将所述板条滑动到一起，使所述第一多个板条部分容放在所述第二多个长条状板条的第二多个狭缝内、所述第二多个板条部分容放在所述第一多个长条状板条的第一多个狭缝内，来将所述第一多个长条状板条与所述第二多个长条状板条互连。再者，所述方法包括将所述第一多个和第二多个板条在靠近至少一些所述第一多个和第二多个狭缝之处固定在一起，造成一个中间分流器。再者，所述方法包括将所述中间分流器加工成期望的形状，以与座圈的对应的环状体的端口的横截面形状相对应，以产生最终分流器。所述方法进一步包括将所述最终分流器插入所述环状体的端口内和将所述最终分流器固定在所述环状体上。
[0010] 本披露的另一个方面提供一种用分流器对流体流动控制设备进行改装的方法，其中，所述流体流动控制设备包括阀体、控制部件和座圈，所述阀体具有入口、出口和布置在所述入口和所述出口之间的阀廊，所述控制部件是可动地布置在所述阀廊内，在闭合位置和至少一个打开位置之间，所述座圈固定在所述阀廊内，用于当所述控制部件是在闭合位置时由所述控制部件密封结合。所述方法包括将所述控制部件从所述阀体的阀廊上移除，从而暴露所述阀体中的阀廊开口。所述方法进一步包括将所述座圈从所述阀体上移除，所述座圈包括环状体，上述环状体包括具有用于容放流经所述阀廊的流体的端口的内侧壁环状体。所述方法进一步包括将分流器定位在所述座圈的端口内，所述分流器包括整流部分和至少一个支脚部分，所述整流部分具有多个分流通道，所述至少一个支脚部分从所述整流部分径向向外延伸。再者，所述方法包括将至少一个支脚部分固定在所述环状体的轴向端部表面，从而将所述分流器固定在所述环状体上。再者，所述方法包括将具有所述环状体和分流器的所述座圈插入并紧固在所述阀体的阀廊中，使得所述多个分流通道经调适得以将经过所述端口的流体的流动分成多个单独的流动路径。
附图说明
[0011] 图1是根据本披露的原理构造的流体流动控制设备的横截面侧视图；
[0012] 图2是根据本披露的原理构造的一个示例座圈的顶部的透视图；
[0013] 图3是多个半条中的一部分的透视图，其能够组合出图2的座圈；
[0014] 图4是根据本披露的原理构造的另一个示例座圈的透视图；
[0015] 图5是根据本披露的原理构造的再一个示例座圈的顶部的透视图；
[0016] 图6是图5的座圈的底部的透视图；
[0017] 图7是图5和6的座圈的分流器的透视图；
[0018] 图8是根据本披露原理构造的再一个示例座圈的底部平面视图；
[0019] 图9A和9B是分别图示现有的流体流动控制设备的入口压强和出口压强波动的图形；
[0020] 图10A和10B是分别图示根据本披露原理构造的流体流动控制设备的入口压强和出口压强的波动的图形；
[0021] 图11是图示施加在现有的流体流动控制设备的控制部件上的力的波动的图形；
[0022] 图12是图示施加在根据本披露原理构造的流体流动控制设备的控制部件上的力的波动的图形。
具体实施方式
[0023] 如将要详细描述那样，本披露针对的是一种整流座圈和具有整流座圈的控制阀，以及制造这样的座圈并将它安装在控制阀内的方法。座圈通常包括环状体和布置在环状体的开口(即，端口)内的分流器。分流器包括多个分流通道，用于将流经座圈的流体的流动分离成(亦即，分成)多个非连通的流动路径，它们在一个示例中可以比分流流动通道的水力直径大约长3-6倍。从而分流流动路径得以阻断所述阀体内该处的湍流，促进均匀流动，增加系统的运行效率，这对于“向上流”的构造中的阀体尤其有利。
[0024] 图1描述的是根据本披露原理构造的流体流动控制设备(即，控制阀)10。在当前示例中，控制设备10包括截止阀，其具有阀体12、阀盖14、控制构件16、笼18和座圈20。
[0025] 阀体12包括流动通道，其由具有入口孔板24的入口22、具有出口孔板28的出口26和布置在入口孔板和出口孔板24、28之间的阀廊30形成。阀廊30包括在阀体12内沿着阀廊轴At大体垂直延伸并具有阀体12内的阀廊开口36的、大体上为圆柱形的孔。除了入口孔板24之外，入口22还包括在入口孔板24和阀廊30之间延伸的入口通道32。类似地，除了出口孔板28之外，出口26包括在出口孔板28和阀廊30之间延伸的出口通道34。
[0026] 在所描述的示例中，阀体12的入口孔板24和出口孔板28以共同的流动轴Af为中心。在所描述的示例中，共同的流动轴Af横跨入口通道轴Atr；流动轴Af大约垂直于阀廊轴At。再者，入口孔板24占用大体上垂直的入口平面Pi，出口孔板占用大体上垂直的出口平面Po，出口平面Po与入口平面Pi平行，并与之偏移结构长度Dff。在上文描述和图1中描述的构造中，控制阀10是设置成“向上流”的构造。也就是说，随着流体流入入口22，它经过入口通道32，并且必须朝阀廊30“向上流”。当控制构件16被定位离开座圈20时，流从入口通道32流动，并且必须急转，以流经座圈20，到达阀廊30。在所描述的示例中，与阀廊30紧邻的入口通道32的至少一部分沿着相对于阀廊的轴At呈α角度的过渡轴Atr延伸。在一些示例中，角度α可以是在大约30度至大约90度的范围内，在大约45度至大约90度的范围内，或者在其它一些范围内。在图1描述的示例中，角度α大约为45度。如此构造后，从阀体12的入口通道32流入阀廊30的流体必须转向等于角度α的补角或者135度的角度β。在其它示例中，流体可以转向的角度β是在大约90度至大约150度的范围内，例如或者是某个其它角度。
[0027] 再参考图1，控制设备10的当前实施例的座圈20包括固定在阀体12的阀廊30的内部网状部分40之内的环形构件。在一些示例中，座圈20可以是螺设在网状部分40之内，通过焊接或者如图1所描述那样保持着，座圈20可以由一个或多个螺设的紧固件42配合被定位在笼18和网状部分40之间而保持着。无论用何种方法将座圈20保持在阀体12之内，所揭示的示例座圈20包括环状体44和分流器46。环状体44包括具有保持部分48和座部分50的通常坚实的环形构件。保持部分48包括从座部分50径向向外延伸的台肩52，并且在所披露的实施例中，接收螺设的紧固件42，用于将座圈20紧固在阀廊30中。所揭示的示例的座部分50包括内侧壁54。在图1所示的示例中，内侧壁54被构造成朝里凸的轮廓以形成上座表面58，并形成座圈20中的圆形端口56。端口56包含端口直径Dp。
[0028] 仍参考图1，当前示例的控制设备10的笼18包括一个中空的圆柱形构件，其具有底端60、顶端62和多个窗口64。笼18布置在阀体12的阀廊30内，使得底端60贴近地与座圈20的保持部分48的台肩52结合，以辅助保持座圈20与阀廊30的网状部分40的连接。顶端62包括夹在阀盖14和靠经阀廊开口36的阀体12之间，沿径向向外延伸的凸缘66。窗口64提供一个路线，供流体在入口22和阀廊30之间流动，当控制构件16能够允许这样的流动的位置时。
[0029] 如所示那样，控制构件16包括柄68和固定在柄68的端部的阀塞70。阀塞70包括带有固定在柄68上的端壁72的圆柱形体。端壁72另外包括多个开口74，用于使流体能够从入口通道32连通到阀盖室75，这使得控制设备10的平衡运行成为可能。这样配置后，控制构件16在阀廊30内可在闭合位置和打开位置之间移动，在闭合位置，阀塞70的座端76与座圈20的内侧壁54的座表面58密封结合(如图1所示)以防止流体流经阀廊30，在打开位置，阀塞70的座端76从座圈20抬起(例如与之间隔开)，使流体能够流经阀廊
30。
[0030] 最后，如所提到那样，当前示例的控制设备10包括阀盖14，它可以是固定在阀廊开口36附近的阀体12上的帽状结构。除了夹住笼18的凸缘66以将笼18保持在阀廊30内之外，阀盖14包括容放控制构件16的柄68的通孔38，使得柄68可以伸出到致动器(图中未示)，用于控制控制构件16的位置和设备10的操作。
[0031] 如上文所述，本披露的座圈20包括环状体44和分流器46。环状体44主要作用是，通过提供当阀塞70占着闭合位置时所坐落的座表面58，而在阀体12内建立一个流动控制区域。在高速流体流动期间，分流器46的作用是阻断可能会在与座圈20相邻的循环地带33内形成的涡流或者循环流，促进阀体12的阀廊30内流体的均匀流动。
[0032] 现在参考图2，更详地图示图1的座圈20包括环状体44和一个示例分流器46。环状体44在上文进行了描述，因此其细节将不再重复。分流器46包括用于将经过座圈20的流体的流动分成多个平行的流动路径78的结构，为清楚起见，只用参考标号指出了多个平行流动路径78中的一个。这样将流体的流动分成多个流动路径78阻断了座圈20所占据的、阀体12的入口通道32的环流带33内的回流和其它湍流。在一些示例中，座圈20可以由金属材料构成，比如不锈钢合金，例如具有S31600或者S17400。其它示例可以包括更多的耐腐蚀性合金，比如N06625或者N10276。当然，根据所涉及的特殊应用，还可以使用其它材料。
[0033] 在图2中，多个流动路径78是由分流器46的整流部分80来限定的，整流部分80包括第一多个和第二多个互相垂直的长条状的板条82、84，其互相连接从而在横截面上形成格状图案，使得流动路径78占据三维的矩阵格局。第一多个板条82平行于彼此延伸，相对于图2的方位是从右至左，第二多个板条84平行于彼此延伸，相对于图2的方位是从顶部至底部。如此构造之后，长条状的板条82、84限定了多个平行且笔直的通道86，其内部体积对应于多个流体流动路径78。在本例中，多个通道86以及这样的多个流动路径78具有共同的横截面尺寸，并均匀地分布在环状体44所限定的整流部分80和端口56的全部。但是，在其它例子中，多个通道86和多个流动路径78可以以非均匀的方式分布和/或可以具有不同的横截面尺寸。另外，在所揭示的示例中，每组第一多个和第二多个板条82、84包括十一(11)个板条82、84。但这仅是一个示例，如下文所讨论那样，板条82、84的数目可以确定为通道86和流动路径78的期望数目的函数，该期望数目可以确定为分流器46的期望性能的函数。
[0034] 现参考图3，其描述的只是图2中多个板条82、84中板条的一部分，可以看出，每个板条82、84可以由切成期望形状的平片材料构造而成。在当前示例中，所期望的形状是矩形。为了描述之故，第一多个板条82的每个板条82可以称作是“底部板条82”，包括从板条82的顶部边缘88向里(亦即，向下)延伸的第一多个狭缝86(例如，槽、切口、通道，等等)。为了描述之故，第二多个板条84的每个板条84可以称作是“顶部板条84”，包括从板条84的底部边缘92向里(亦即，向上)延伸的第二多个狭缝90(例如，槽、切口、通道，等等)。这样设计后，每个顶部板条84的一个狭缝90与对应的底部板条82的一个狭缝86对齐，随即两个板条82、84滑到一起，并互连。重复这个过程，直到所有的板条82、84互连在一起。至那时，为了达到结构上的完整，第一多个和第二多个板条82、84可以通过焊接或者钎焊固定在一起，例如制造出中间分流器46。这样的焊接或者钎焊优选地在每个狭缝86、90附近产生接缝，并可以加热板条82、84。一旦冷却，中间分流器46可以稍微收缩，这取决于所用的具体材料。因此，在一个优选的制造分流器46的方法中，只有在焊接和冷却之后，从上面描述的制造过程产生的中间分流器46才被进一步切割成环状体44的端口56期望的圆形形状。这产生最终分流器46，如图2所描述那样，伏贴地配合在座圈20的端口
56内。一旦最终分流器46被置于端口56内，可以通过将任意数目的板条82、84的端点焊接或者钎焊到内侧壁54上，来将最终分流器46固定到环状体44上，从而形成接缝61。
[0035] 回头参看图1，当前披露的一个示例流体流动控制设备10可以包括Class 300、12英寸阀，比如Fisher公司设计的EU阀门，可以从爱荷华州马绍尔镇的Fisher Controls International LLC.公司买到。这样一个阀的入口孔板和出口孔板24、26具有12英寸的公称直径，用于例如连接到12英寸的管道。另外，图1的控制设备10可以包括大约30英寸的结构长度Dff和大约11英寸的端口直径Dp。这些尺寸导致结构长度Dff与端口直径Dp的比例(L/D比例)大约为2.72。另外，在包括图2中描述的包括座圈20和分流器46的一个示例控制设备10中，分流器46的每个流动通道86可以具有水力直径Dh(图2)和比水力直径Dh大的长度L(图1)。在一个示例中，水力直径Dh可以大约是1英寸，长度L可以大约是4.75英寸。因此，当前示例的流动通道86的L/D比例可以大约是4.75。
[0036] 前面控制设备10的尺寸仅是示例，根据当前披露的原理构造的其它控制设备10可以用不同的尺寸和不同的尺寸比例构造。例如，在一个示例中，通道86的长度L和通道86的水力直径Dh之间的比例可以在大约1.16至大约10之间的范围内。在其它示例中，分流器46中通道86的长度L和通道86的水力直径Dh之间的比例可以在大约3至大约6之间的范围内。此外，在一些示例中，分流器46中的通道86的水力直径Dh可以在大约1/2英寸至大约2英寸的范围内，分流器46中的每个分流通道86的长度L可以在大约3英寸至大约6英寸之间的范围内。再者，在一些示例中，结构长度Dff与阀体12的座圈20的端口直径Dp的比例可以是在大约1.43至大约10的范围内。在一些示例中，结构长度Dff与阀体12的座圈20的端口直径Dp的比例可以是在大约2.5至大约3的范围内。因此，根据前述內容，应当理解的是，根据本披露原理，此处描述的任何参数组合(例如，端口直径Dp、结构长度Dff、角度α，等等)可以被结合在具有分流器46的控制设备10之内。而且，本披露不局限于将分流器46包括到所描述的特定控制设备10中，而应当包括任何能够受益于包含这样的分流器的控制设备。此外，虽然前文的尺寸是根据图1和2中具体披露的特征来提供的，同样的尺寸和尺寸关系可以同等适用于所有后继的替代示例和特征。
[0037] 虽然图2描述的分流器46已被描述成包括互连的第一多个和第二多个板条82、84以定义分流通道86和流动路径78，这仅是一个示例，替代例分流器可以以不同的方式构造。例如，图4描述的是根据当前披露的原理构造的具有环状体144和分流器146的替代例座圈100。图4中的环状体144的细节可以与上文描述的环状体44一致，因此将不再重复。
图4的分流器146包括整流部分180，其具有通过焊接、钎焊或者其它一些手段固定成一束的多个平行管道148。多个管道148包括外圈管道148a、内圈管道148b和中心管道148c。
焊接或者钎焊优选地在管道148a、148b、148c的相邻外侧壁156之间形成接缝155，如所示那样。另外，与上文描述的分流器46类似，图4的分流器146可以通过用焊接、钎焊或者其它一些手段形成的多个接缝161固定在座圈100的环状体144的内侧壁154上，以确保座圈100的全体，包括分流器146在结构上是稳定的。
[0038] 图4中的每个管道148a、148b、148c包括多个分流通道150a、150b、150c中的一个，该通道具有作为主要流体流动路径152的内部容积。在所描述的示例中，管道148a、148b、148c是具有圆形横截面的中空圆柱形管道。这样，因为特定管道148a、148b、148c的几何形状，当前示例的分流器146还具有多个次要流体流动路径158。次要流动路径158a、
158b位于相邻的管道148a、148b、148c的外侧壁157之间，以及在外圈管道148a的外侧壁
157和环状体144的内侧壁154之间。在这个示例中，次要流动路径158包括外周路径158a和内路径158b，在图4中，每一类中有一个用加粗的线标出。外周路径158a布置在外圈管道148a和环状体144之间，并且横截面是三角形，具有两个朝里弯曲的侧面和一个由环状体44的内侧壁54限定的朝外弯曲的侧面。相反，内路径158b横截面是三角形的，具有三个朝里弯曲的侧壁。
[0039] 另外，图4的示例的管道148a、148b、148c直径不同。也就是说，每个外圈管道148a具有第一直径d1，每个内圈管道148b具有第二直径d2，中心管道148c具有第三直径d3。在所描述的示例中，d1大于d2和d3，而d3大于d2。这样，图4中的分流器146在环状体
144的整个端口156包括分布不均匀的管道148、通道150和流动路径152。在这样的构造下，分流器146可以为经过外圈管道148a和中心管道148c提供较高的流量，为经过内圈管道148b提供较低的流量。这有利于例如具有乱流或者湍流模式的流动路径中的操作，相对于外圈管道148a和中心管道148c占据的区域，乱流或者湍流在内圈管道148b占据的区域中更多。这是一个非均匀分布的例子，各种流动路径和通道的直径可按需求变化。如上，应当理解的是，本例中的通道和流动路径的非均匀分布说明，如果需要的话当前装置的主体可以被定制(即，调节)成最适合特定湍流的外形。
[0040] 至此所揭示的每个座圈20、100被描述为具有固定在环状体44、144的内侧壁54、154上的分流器46、146。这对于工厂的制造和组装操作而言是实用的。但是，可能会需要将分流器安装到现场工作中的控制阀的座圈内。
[0041] 图5和6描述的是具有环状体244的座圈200的一个示例，环状体244具有流体端口256和分流器246(同时分别展示于图7中)，以方便上述现场安装。分流器246一般可以构造成与上文参考图2和3所描述的分流器46类似，例如具有下文将讨论的几个例外情况。也就是说，分流器246可以包括一个用于将经过座圈200的流体的流动分成多个平行的流动路径278的结构，为了清楚起见，只用参考标号标明多个平行的流动路径278中的一个。上述将流体的流动分成多个流动路径278阻断了阀体内的乱流和其它湍流。
[0042] 在图5-7中，多个流动路径278由分流器246的整流部分280形成，整流部分280包括第一多个和第二多个长条状的板条282、284，其以与上文参考图2和3所描述的大致相同的方式垂直于彼此并互连以形成格状图案。如此构造下，长条状的板条282、284形成多个分流通道286，其内部体积对应于设置成三维矩阵格局的多个流体流动路径278。在本示例中，多个通道286和如上所述的多个流动路径278具有共同的横截面尺寸，并通常均匀分布在分流器246的整个整流部分280。但在其它实施例中，多个通道286和多个流动路径278可以具有不同的横截面尺寸和/或可以以非均匀的方式分布，并可以具有不同的横截面尺寸。
[0043] 相对于上面图2-3中描述的分流器46的区别之一是，图5-7所描述的分流器246的整流部分280包括大致为正方形的俯视横截面，例如从图7中可见。上文图2-3所描述的分流器46具有大致为圆形的横截面。正方形横截面在现场安装中可能更受欢迎，因为环状体244的内侧壁254和分流器246的外部尺寸之间具有宽裕空隙。由于上述正方形横截面，图5-7中分流器246的多个通道286和流动路径278不完全填满座圈200的端口256。也即如图5所描述，例如，座圈200可以包括四个无板条的局部圆形区域292。某种程度上，根据特殊应用的流动特征，座圈200在这些区域292中的容量高于在分流器246中心内的容量。在其它示例中，可以将板条282、284设计成完全尽可能延伸到环状体244的内侧壁
254，以闭合这些区域292，并且除了形成整个整流部分280上的均匀分布之外，还形成整个端口256上通道286和流动路径278的完全均匀的分布。
[0044] 相对于参考图2和3描述的分流器46的进一步区别是，图5-7描述的分流器246包括从整流部分280径向向外延伸的多个支脚部分290，如图7中轻易可见。在本例中，每个支脚部分290包括从每个多个板条282、284的相对端延伸的多个凸缘294。即在本例中，每个板条282、284的相对端被切成具有L形轮廓，L的下横具有布置在分流器246的底端296的附近的凸缘294，上述底端与分流器246的顶端298相对。一旦组装好，每个支脚部分290和可选地支脚部分290的每个凸缘294，被通过焊接、钎焊或者类似手段固定地附接在座圈200的环状体244的轴向端部表面295(图6)。可选的是，如有需要，板条282、294的端部还可通过焊接、钎焊或者上文图2和3对座圈20所描述的类似方式固定在座圈200的环状体244的内侧壁254上，从而增加结构上的完整性。
[0045] 为了将图5-7描述的分流器246安装在位于现场操作流体流动控制设备例如图1所描述的控制设备10中的座圈内，首先将阀盖14和控制部件16从阀体12的阀廊30上移除。这样使得阀体12中的阀廊开口36暴露在外。随即，可将笼18和座圈200从阀体12经由阀廊开口36移除。可选地，可将座圈200从笼18上移除，但这并非必需。在将座圈200移除后，图5-7描述的分流器246的整流部分280可以通过插入环状体244所定义的端口256进行定位。当恰当定位时，支脚部分290与环状体244的轴向端部表面295接触。支脚部分290的至少一个凸缘294，以及可选地每个支脚部分290的每个凸缘294可以用焊接、钎焊或者其它手段固定在轴向端部表面295上，从而将分流器246固定在环状体244上。随后，可以将具有安装有分流器246的环状体244的座圈200插入阀体12的阀廊30，无论其有笼18或与之分开，固定回原位。最终，可以重新将控制部件18和阀盖14附接在阀体12上，过程完成。在一些示例中，在将分流器246的整流部分280插入端口256之前，可以将整流部分280的横截面形状加工(例如，切割、打磨、机器切削、锉等等)成在端口256内配合更优的横截面形状。
[0046] 如提到那样，可以用与参考图2和3对分流器46的描述类似的方式构造图5-7中描述的分流器246，即具有互连的板条282、284。图8描述的是另一个示例座圈300，其具有适用于现场安装的、与图5-7所描述的分流器246类似的分流器346。分流器346与分流器246类似之处在于它包括整流部分380和多个支脚部分390以方便于如有需要的现场安装。但是不同之处在于，其由多个平行正方形管道348构造而成。支脚部分390可以通过焊接、钎焊或者其它手段固定在座圈300的环状体344的轴向端部表面395上，与图5-7描述的示例支脚部分290类似。管道348通过用焊接、钎焊或者其它手段固定在一起成束，类似于上文参考图4所描述的多个管道148。
[0047] 在图8中，管道348具有共同的、通常是均匀的面积，并限定了通常是均匀地分布在整个分流器346上的分流通道386和对应的流动路径378。与参考图5-7所描述的分流器246类似，分流器346的整流部分380包括当从上方看时通常为正方形的形状。因此，图8所描述的座圈300可以包括没有管道348的四个局部环形区域392。在某种程度上，取决于特殊应用的流动特征，座圈300在这些区域392内的容量可以高于在分流器346中心内的容量。在其它示例中，管道348的横截面尺寸可以充分地小，以使得分流器346能够占据一个与座圈300的环状体344的实际横截面形状更接近对应的横截面。这样构造后，在一些示例中，管道348可以具有除了在整个整流部分380外，还在整个端口356上完全均匀分布的通道386和流动路径378。
[0048] 如上文提到那样，当前披露的座圈20、100、200、300和分流器46、146、246、346作用是阻断湍流，促进阀体12的阀廊30内的流体的均匀流动。在阀体12内的流体形态是扭曲的、涡状的或者非均匀之处，精确布置分流器46、146、246、346。这将导致阀体12的入口22和出口26处的压强变化减小，Δp更稳定。
[0049] 图9A和9B分别图示的是图1所示控制设备10的入口和出口处的典型压强变化情形，控制设备10使用仅包括环状体44、未安装分流器46的座圈。如图中所示，在运行过程中，入口处的压强会波动达到10psi及更多，而出口处的压强会波动达到20psi。与图9A和9B相反，图10A和10B分别图示的是图1所示控制设备10的入口和出口处的压强变化情形，控制设备10具有图8描述的具有分流器346的座圈300。如图可见，相对于图9A和9B，使用座圈300的入口和出口处的压强波动在图10A和10B中大幅减小。在图10A和10B中，压强波动接近于只有2-3psi。
[0050] 除了减小入口和出口压强波动之外，当前披露的座圈有效地减小了施加在控制部件16上的力的波动。图11图示了图1所示控制设备10的控制部件16上的典型压强变化情形，图1所示控制设备10使用仅包括环状体44而未安装分流器46的座圈。如可以看到那样，控制部件16上的力可以波动多达大约2001bf。相反，图12图示了图1所示控制设备10的控制部件16上的力的变化情形，图1所示控制设备10装配有图8中的座圈300。如图可见，相对于图11，使用座圈300的控制部件16上的力的波动在图12中极大地减小了。
在图12中，控制部件16上的力只波动大约201bf。
[0051] 从前文可以看出，当前披露的座圈和分流器有利地减小了Δp的波动和施加在控制阀10的控制部件16上的力的波动。这样，此处描述的任何一个分流器46、146、246、346还可被认为是用于减小压强波动的装置和/或减小压强波动的手段。减小压强波动有利地促进了流体的均匀流动，这比非均匀的流体流动更为有效和可取。减小施加在控制部件上的力的波动幅度有利地使得使用更经济、更轻量的小型致动器成为可能。即为了对抗气动制动器中施加在控制部件上的力的大幅波动，例如致动器必须做得非常坚固，这需要非常大的致动器。当前披露通过减小压强波动，得以使用较小的气动致动器，节省了资金和人力。
[0052] 虽然前文披露提供了每个具有略为不同特征的流体流动控制设备、座圈和/或分流器的各种示例，本披露不局限于所披露的具体示例。相反，任何一个或多个示例的任何一个或多个特征可以混合、互换或者结合，从而实现没有明确披露的其它实例。在一个示例中披露一个特征并不排除该特征可被结合在其它示例中；相反，其明确规定该特征可在任何其它实例中实施。
