用于流量控制阀的膨胀套管设备和方法与流程

1.实施方案涉及制造和加工设施中的工业过程控制。实施方案还涉及制造和加工设施中流体流动的调节和控制。实施方案还涉及在工业过程控制应用中使用的流量控制阀。实施方案另外涉及在流量控制阀应用中使用的膨胀套管设备。


背景技术：

2.制造工厂处的工业过程控制包括使用流量控制阀(也称为减压阀)来调节和控制流体/气体的流量。控制信号(例如，气动的或电子的)可操纵流量控制阀并将其定位成使得能够精确地控制流体流量以实现生产要求，同时降低不必要的成本。该可预测的过程变量控制可形成例如生产操作中的控制回路的一部分。流量控制阀可被设计成承受苛刻的条件，并且用于例如石油和天然气、电力、石化产品、钢以及其他制造和工业应用中。
3.工业过程控制应用中所使用的流量控制阀可发出强声学噪声，该强声学噪声可干扰环境并在制造或工业操作中产生问题。即，产生的声学噪声可影响制造工厂中的其他部件和装置，以及影响工厂的操作人员。
4.通常，可将流量调节器和噪声过滤器用于流量控制阀和仪表之间，以阻挡与流体一起行进的噪声视线并且还有效地吸收它们。然而，该方法可在流动中引入附加的和不希望的压降。已实施的一些噪声过滤方法涉及消音器膨胀套管的实施。这些装置通常可被构造成具有三个或更多个层，这可有助于促进降噪。然而，这种方法非常昂贵，对于消费者现场条件而言并不总是最佳的，具体地讲在具有多个流量控制阀的设施中。


技术实现要素：

5.以下的发明内容是为了便于理解本发明所公开的实施方案的一些特征而提供的，并非旨在作为完整的描述。通过将说明书、权利要求书、附图和说明书摘要作为一个整体，能够获得对本文公开的实施方案的各个方面的全面理解。
6.因此，本发明所公开的实施方案的一个方面是提供用于流量控制阀应用的膨胀套管设备。
7.本发明所公开的实施方案的另一方面是提供用于流量控制阀应用的具有内置降噪特性的膨胀套管设备。
8.本发明所公开的实施方案的另一方面是提供膨胀套管设备，该膨胀套管设备提供可缩放孔隙率并且可基于根据用户条件对kg-值(即，阀的容量)的计算来构造。
9.本发明所公开的实施方案的又一方面是提供体积膨胀套管。
10.现在可如本文所述实现上述方面以及其他目标。
11.在一个实施方案中，膨胀套管设备包括至少一个层，该至少一个层由具有可缩放体积孔隙率和增强的降噪特性的材料构造，其中膨胀套管围绕流量控制阀，该流量控制阀能够用通过流量控制阀的双向流体流动操作。
12.在一个实施方案中，该材料可包括金属泡沫。
13.在一个实施方案中，该材料可包括具有可缩放体积孔隙率的金属。
14.在一个实施方案中，该膨胀套管可被构造成具有多个凹槽。
15.在一个实施方案中，该膨胀套管可基于对流量控制阀的容量的确定来构造。
16.在一个实施方案中，该膨胀套管可基于对流量控制阀的容量的确定来操作。
17.在一个实施方案中，该膨胀套管可安装在流量控制阀中。
18.在一个实施方案中，流量控制阀设备可包括能够用通过流量控制阀的双向流体流动来操作的流量控制阀、和与流量控制阀相关联的膨胀套管，其中膨胀套管包括至少一个层，该至少一个层由具有可缩放体积孔隙率和增强的降噪特性的材料构造，其中膨胀套管围绕流量控制阀，该流量控制阀能够用通过流量控制阀的双向流体流动操作。
19.在一个实施方案中，操作流量控制阀的方法可涉及用通过流量控制阀的双向流体流动来操作流量控制阀，流量控制阀与膨胀套管相关联，膨胀套管包括至少一个层，该至少一个层由具有可缩放体积孔隙率和增强的降噪特性的材料构造，其中膨胀套管围绕流量控制阀。
附图说明
20.附图还示出了本发明，并且与本发明的具体实施方式一起用于解释本发明的原理，其中类似的附图标号在整个单独的视图中是指相同的或功能上类似的元件，并且并入说明书中并形成说明书的一部分。
21.图1示出根据一个实施方案的流量控制阀设备的侧面剖视图；
22.图2示出根据一个实施方案的图1中描绘的流量控制阀设备的剖面透视图；
23.图3示出根据一个实施方案的图1和图2中描绘的流量控制阀设备的操作视图；
24.图4示出描绘根据一个实施方案的流量控制阀设备的示意图，其中膨胀套管具有降噪；并且
25.图5示出了描绘根据示例性实施方案的构造具有体积膨胀套管的流量控制阀设备的方法的逻辑操作步骤的操作流程图。
具体实施方式
26.这些非限制性示例中讨论的具体值和构造可变化，并且被引用为仅例示一个或多个实施方案，并且不旨在限制其范围。
27.现在将在下文参考附图更充分地描述主题，这些附图构成主题的一部分并且以例示的方式示出具体示例性实施方案。然而，主题能够体现为多种不同形式，因此所涵盖或要求保护的主题旨在被解释为不限于本文列出的任何示例性实施方案；提供示例性实施方案仅仅是为了说明。同样，旨在要求保护或所涵盖的主题拥有适当宽泛的范围。除了别的问题以外，主题可具体体现为方法、装置、部件或系统。因此，实施方案可例如采用硬件、软件、固件或它们的组合的形式。因此，以下具体实施方式并非旨在被解释为具有限制意义。
28.在整个说明书和权利要求书中，除了明确说明的含义之外，术语可具有上下文中提出或暗示的有细微差别的含义。同样，如本文所用的短语诸如“在一个实施方案中”或“在示例性实施方案中”及其变型可能不一定是指同一实施方案，并且如本文所用的短语“在另一个实施方案中”或“在另一个示例性实施方案中”及其变型可能或可能不一定是指不同的
实施方案。例如，要求保护的主题旨在全部或部分地包括示例性实施方案的组合。
29.一般来讲，术语可至少部分地从上下文中的用法来理解。例如，如本文所用的术语诸如“和”、“或”或“和/或”可包括可至少部分地取决于使用此类术语的上下文的多种含义。一般来讲，“或”如果用于关联列表，诸如a、b或c，则旨在表示此处以包含性意义使用的a、b和c，以及此处以排他性意义使用的a、b或c。此外，如本文所用的术语“一个或多个”至少部分地取决于上下文，可用于以单数意义描述任何特征、结构或特性，或者可用于以复数意义描述特征、结构或特性的组合。类似地，术语诸如“一个”、“一种”或“该”同样至少部分地取决于上下文，可被理解为传达单数用法或表达复数用法。此外，术语“基于”可被理解为不一定旨在传达一组排他性因素，而是可至少部分地取决于上下文，允许存在不一定再次明确描述的附加因素。
30.如先前所讨论，在工业过程控制应用中所使用的流量控制阀可发出强声学噪声和振动，该强声学噪声和振动可干扰环境并且在制造或工业操作中产生问题。可将流量调节器和噪声过滤器用于流量控制阀和仪表之间，以阻挡与流体一起行进的噪声视线并且还有效地吸收它们。然而，该方法可在流动中引入附加的和不希望的压降。
31.本发明所公开的实施方案可通过将噪声过滤方面组合到控制阀中以有助于减少源头(即流量控制阀)处的噪声问题来提供这些问题的解决方案。该方法可用于减少膨胀套管的成本和降噪部件(例如，金属泡沫)的附加成本。这些实施方案可用于双向操作条件，这是有利的，因为大多数降噪装置仅在一个方向上功能良好。该方法可通过提供具有内置降噪的解决方案而潜在地减少对附加流量调节器的需要，并且其可在例如管道中或在阀与仪表或膨胀消音器之间实施，这可节省附加成本。
32.图1示出根据一个实施方案的流量控制阀设备100的侧面剖视图。需注意，本文中相同的部件或元件通常用相同的附图标号表示。流量控制阀设备100包括设置在中心主体103上方的致动器106，该中心主体包含或容纳阀套管102(图2中未示出)和膨胀套管108。中心主体可容纳齿轮104、阀套管102和膨胀套管108。图1所示的双箭头组指示流量控制阀设备100操作双向流体流动。即，流控制阀设备100经受双向操作。
33.图2示出根据一个实施方案的图1中描绘的流量控制阀设备的剖面透视图。阀套管102在图2中相对于膨胀套管108示出。如图2所示的阀套管102可位于中心主体103内的阀104的右侧。
34.图3示出根据一个实施方案的图1和图2中描绘的流量控制阀设备100的操作视图。流量控制阀设备100的功能在图3中描绘。例如，图3所示的箭头111可指示流控制阀设备100内流体的双向流动。膨胀套管108在图3中被描绘为围绕阀套管102。箭头106和109可指示致动器106的移动方向。
35.图4示出描绘根据一个实施方案的流量控制阀设备100的示意图，其中膨胀套管108具有降噪特性。图4图示示出了在图4右侧所示的插入部分121的放大视图左侧的流量控制阀设备100。
36.膨胀套管108可包括一个或多个层，该一个或多个层包括标准材料(诸如材料122和材料121)的层，以及由具有可缩放体积孔隙率和增强的降噪特性的材料126构造的另一层。铝是可用作材料126的材料的示例。图4所示的构造可将噪声过滤组合到流量控制阀设备100中，这可有助于减少源头(即，阀)处的噪声问题。通过使用材料(诸如图4所示的材料
126)，膨胀套管108可用作体积膨胀套管。
37.图5示出了描绘根据示例性实施方案的构造具有体积膨胀套筒的流量控制阀设备的方法200的逻辑操作步骤的操作流程图。如框201处所示，可实施步骤或操作以根据用户条件来计算所需的kg-值(即，阀的容量)，该kg-值可取决于用户或消费者条件。然后，如框202处所示，可实施步骤或操作以由内件相关尺寸计算所需自由面积(例如，体积孔隙率)。此后，如框203处所示，可实施步骤或操作以生产定制内件。最后，如框204处所示，可实施步骤或操作以车床加工用于垫圈的凹槽并精修内件。
38.如本文所用，术语“内件”可涉及或可指膨胀套管。内件是阀的主要部件之一并且负责阀的质量。术语“kg-值”是指气体学科中所用的固定术语。“kg-值”的示例已定义于din en 334-3.3.2.6中。需注意，din en 334是用于气体压力调节器的欧洲标准。
39.虽然本文以特定顺序示出和描述了方法的操作，但是可改变每种方法的操作顺序，使得某些操作可以相反顺序执行，或者使得某些操作可至少部分地与其他操作同时执行。在另一个实施方案中，不同操作的指令或子操作可以间歇和/或交替方式来实施。
40.还应当指出的是，本文所述的方法的操作中的至少一些可使用存储在计算机可用存储介质上的软件指令来实施，以供包括例如本文所述的微控制器在内的计算机来执行。例如，计算机程序产品的实施方案包括计算机可用存储介质以存储计算机可读程序。
41.计算机可用或计算机可读存储介质可以为电子、磁性、光学、电磁、红外或半导体系统(或设备或装置)。非暂态计算机可用和计算机可读存储介质的示例包括半导体或固态存储器、磁带、可移动计算机磁盘、随机存取存储器(ram)、只读存储器(rom)、刚性磁盘和光盘。光盘的当前示例包括具有只读存储器的光盘(cd-rom)、具有读/写功能的光盘(cd-r/w)、数字视频光盘(dvd)、闪存存储器等。
42.另选地，本发明的实施方案可完全在硬件中或以包含硬件元件和软件元件两者的实施方式来实施。在确实利用软件的实施方案中，该软件可包括但不限于固件、常驻软件、微码等。
43.在一些另选的具体实施中，框中所指出的功能可按附图中所指出的顺序发生。例如，连续地所示的两个框实际上可基本上同时执行，或者这些框有时可根据所涉及的功能以相反顺序执行。还应当指出的是，框图和/或流程图图示的每个框和框图和/或流程图图示中的框的组合可由执行指定功能或动作或者执行指定目的硬件和计算机指令的组合的基于指定目的硬件的系统来实现。
44.应当理解，上文所公开的实施方案和示例的变型以及其他特征和功能或它们的另选方案可有利地组合到许多其他不同的系统或应用中。还应当理解，本领域的技术人员可随后作出各种目前未预见或未预料到的另选方案、修改、变型或改进，这些另选方案、修改、变型或改进也旨在由以下权利要求书涵盖。