[發明專利]晶格結構的閥本體或調節器本體

有效

• 申請號: 201610890143.3
• 申請日: 2016-10-12
• 公開（公告）號: CN106985386B
• 公開（公告）日: 2020-09-15
• 發明（設計）人: J·L·格里芬;W·E·維爾斯;B·J·彭卡爾
• 申請（專利權）人: 艾默生過程管理調節技術公司
• 主分類號: B29C64/153
• 分類號: B29C64/153;B29C64/30;B22F3/105;B22F7/08;B33Y10/00;B33Y30/00
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司 72002
• 代理人: 范可平

使用增材制造來制造流體控制裝置的本體的方法，所述方法包括：形成具有外表面和內表面的內壁、圍繞入口的區域、圍繞出口的區域和圍繞流體流動通路的區域，其中所述內壁提供流體邊界并連接所述入口和所述出口。所述方法還包括：形成所述內壁的容納閥座的一部分；形成所述內壁的容納控制桿和控制元件的一部分；通過以預定的圖案將可凝固材料沉積到所述內壁上來形成晶格結構，其中所述晶格結構是三維的并包括多個相連的晶格部件。

技術領域

本公開涉及制造流體調節器或控制閥的本體，更具體地，涉及使用增材制造來制造本體。

背景技術

用于制造流體調節器和控制閥的本體組件的常規制造工藝和技術對本體組件提出了設計和材料的限制。壓力鑄造或相似的適當方法在制造本體組件中面臨某些阻礙，并且這些障礙通常以本體組件的設計為代價來解決。例如，對于本體的理想形狀和厚度，閥本體的設計者遇到使熔融金屬在鑄造中流動的問題。為了解決壓力鑄造中固有的問題，設計者被局限于能夠使用已知的方法實際上容易地制造的本體設計上。目前的制造方法要求額外的精加工工藝，這增加了人工和材料成本。

受限于常規的制造方法，典型的調節器本體或閥本體由單種材料以均勻的密度制成。為了滿足某些強度要求，本體壁通常給定特定的厚度來提供控制系統所需要的強度，以承受高壓力流體。因此，調節器和閥本體通常較重并通過增加本體壁的厚度來提供強度。

如圖1中所示，典型的閥調節器10調節流體壓力和/或流量來維持選定的出口壓力，這在本領域通常是已知的。流體調節器10包括調節器本體12、控制元件14和致動器組件16。調節器本體12限定從流體入口20延伸到流體出口22的流體流動通路18。流體調節器10包括布置在流體流動通路18中并通向閥座26的孔口24?？刂圃?4布置在流體流動通路18中并能夠在控制元件14與閥座26分離的打開位置(如圖1所示)和控制元件14緊靠閥座26的閉合位置之間轉變。致動器組件16被連接或可操作地耦接到控制元件14，并且被設置成響應于出口22中的流體壓力變化在打開位置和閉合位置之間移動控制元件14，以控制過程流體通過孔口24的流動。致動器組件16可以是常規的，并包括隔膜組件28、負載彈簧30以及適當的閥桿32或其它適當的連桿。致動器組件和隔膜組件被封裝在連接到調節器本體12的殼體34中。

調節器本體12的內壁36提供圍繞入口20的區域38、圍繞出口22的區域40、限定流體流動通路18的部分42、圍繞容納控制元件14的圓柱形孔44的區域43和容納閥座26的部分46。如圖1中所示的常規的流體調節器10的內壁36提供單種材料的均勻密度，通常為金屬或塑料，包括黃銅、青銅、鑄鐵、鋼、合金鋼和不銹鋼，或者其它適當的材料。

相應地，理想的是提供一種制造用于流體調節器和控制閥的本體的方法，其中制造工藝由設計來驅動，而不是本體的設計由制造工藝來驅動。同樣，制造輕型、牢固并能夠抵受典型的閥本體或調節器本體的壓力的閥本體或調節器本體也是理想的。

發明內容

根據一個或多個示例性方面，根據這里公開的教導組裝的閥本體和/或調節器本體可通過采用增材制造(AM)、激光燒結和/或三維印刷設計和制造閥本體和調節器本體來解決目前制造工藝中的限制。AM消除了常規的制造工藝對于設計的限制，并且允許調節器本體或閥本體的制造和設計可基于本體的要求包括一種或多種不同的材料、變化的密度以及其它材料參數。

根據第一示例性方面，這里公開了使用增材制造來制造流體控制裝置的本體的方法。所述方法包括：形成具有外表面和內表面的內壁、圍繞入口的區域、圍繞出口的區域和圍繞流體流動通路的區域，其中所述內壁提供流體邊界并連接所述入口和所述出口；形成所述內壁的、容納閥座的一部分；形成所述內壁的、容納控制桿和控制元件的一部分；通過以預定的圖案將可凝固材料沉積到所述內壁上來形成晶格結構，其中所述晶格結構是三維的并包括多個相連的晶格部件。