Запирающий элемент клапана, способ его изготовления и затвор клапана, содержащий указанный запирающий элемент
Изобретение относится к запирающим элементам клапанов, а конкретнее к цельным запирающим элементам клапана, имеющим встроенные проточные каналы, сформированные с помощью аддитивного производства. Запирающий элемент клапана содержит: цельный запирающий элемент клапана, имеющий впускное отверстие, выпускное отверстие, параллельное указанному впускному отверстию, встроенный проточный канал, гидравлически связанный с впускным отверстием и выпускным отверстием, и канал, выполненный с возможностью размещения вала клапана для позиционирования цельного запирающего элемента клапана, причем указанный проточный канал проходит в поперечном направлении от впускного отверстия к выпускному отверстию и выполнен с возможностью размещения потока текучей среды через впускное отверстие, циркуляции этого потока внутри запирающего элемента клапана и выпуска потока текучей среды через выпускное отверстие. 3 н. и 12 з.п. ф-лы, 13 ил.
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
[0001] Настоящее изобретение в целом относится к запирающим элементам клапанов, а конкретнее, к цельным запирающим элементам клапана, имеющим встроенные проточные каналы, сформированные с помощью аддитивного производства.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
[0002] Некоторые сферы применения клапанов требуют обогрева или охлаждения затвора клапана. Например, обогрев затвора клапана может быть необходим для уменьшения и/или предотвращения кристаллизации текучей среды и/или ее затвердевания на смачиваемых поверхностях затвора клапана. Такие условия эксплуатации клапанов характерны для технологических операций с использованием серы или смол, что является типичным для химической и целлюлозно-бумажной промышленности.
[0003] Традиционные запирающие элементы клапанов с паровым обогревом (например, диски, пробки, сферы и т.п.) имеют один или несколько проточных каналов, выполненных с возможностью размещения теплоносителя (например, пара) для управления температурой одной или нескольких частей запирающего элемента клапана. Циркуляция теплоносителя в проточных каналах может уменьшать и/или предотвращать кристаллизацию и/или затвердевание текучих сред в запирающем элементе клапана и/или в месте контакта запирающего элемента клапана с седлом клапана, с которым сопряжен запирающий элемент клапана. Традиционные запирающие элементы клапанов с паровым обогревом изготавливают из нескольких частей материала, соединенных вместе сваркой либо с помощью механических средств.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0004] В данном документе раскрыто устройство, содержащее цельные запирающие элементы клапана (например, диски, пробки, сферы и т.п.), имеющие встроенные проточные каналы, сформированные посредством технологических процессов аддитивного производства. В некоторых раскрытых примерах устройство содержит цельный запирающий элемент клапана. В некоторых раскрытых примерах цельный запирающий элемент клапана имеет встроенный проточный канал для распределения потока текучей среды внутри запирающего элемента клапана.
[0005] В данном документе также раскрыты способы формирования посредством технологических процессов аддитивного производства цельных запирающих элементов клапана (например, дисков, пробок, сфер и т.п.), имеющих встроенные проточные каналы. В некоторых раскрытых примерах способ включает этап формирования цельного запирающего элемента клапана посредством технологического процесса аддитивного производства. В некоторых раскрытых примерах цельный запирающий элемент клапана имеет встроенный проточный канал для распределения потока текучей среды внутри запирающего элемента клапана.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ГРАФИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ
[0006] Фиг. 1 представляет собой трехмерное изображение первого типового цельного запирающего элемента клапана, имеющего первый типовой встроенный проточный канал, сформированный посредством технологического процесса аддитивного производства.
[0007] Фиг. 2 представляет собой горизонтальную проекцию наружной стороны первого типового цельного запирающего элемента клапана по фиг. 1.
[0008] Фиг. 3 представляет собой изображение первого типового цельного запирающего элемента клапана по фиг. 1 и 2 в поперечном разрезе вдоль линии А-А на фиг. 2.
[0009] Фиг. 4 представляет собой изображение первого типового цельного запирающего элемента клапана по фиг. 1-3 в поперечном разрезе вдоль линии B-B на фиг. 2.
[0010] Фиг. 5 представляет собой трехмерное изображение второго типового цельного запирающего элемента клапана, имеющего второй типовой встроенный проточный канал, сформированный посредством технологического процесса аддитивного производства.
[0011] Фиг. 6 представляет собой горизонтальную проекцию наружной стороны второго типового цельного запирающего элемента клапана по фиг. 5.
[0012] Фиг. 7 представляет собой изображение второго типового цельного запирающего элемента клапана по фиг. 5 и 6 в поперечном разрезе вдоль линии C-C на фиг. 6.
[0013] Фиг. 8 представляет собой изображение первого типового цельного запирающего элемента клапана по фиг. 5-7 в поперечном разрезе вдоль линии D-D на фиг. 6.
[0014] Фиг. 9 представляет собой изображение в поперечном разрезе первого типового дискового затвора, содержащего третий типовой цельный запирающий элемент клапана, имеющий третий типовой встроенный проточный канал, сформированный посредством технологического процесса аддитивного производства.
[0015] Фиг. 10 представляет собой увеличенное изображение в поперечном разрезе третьего типового цельного запирающего элемента клапана по фиг. 9.
[0016] Фиг. 11 представляет собой изображение в поперечном разрезе второго типового дискового затвора, содержащего четвертый типовой цельный запирающий элемент клапана, имеющий четвертый типовой встроенный проточный канал, сформированный посредством технологического процесса аддитивного производства.
[0017] Фиг. 12 представляет собой увеличенное изображение в поперечном разрезе четвертого типового цельного запирающего элемента клапана по фиг. 11.
[0018] Фиг. 13 представляет собой блок-схему последовательности операций по типовому способу формирования посредством технологического процесса аддитивного производства цельного запирающего элемента клапана, имеющего встроенный проточный канал.
[0019] Некоторые примеры представлены на вышеуказанных фигурах и подробно описаны ниже. В описании этих примеров для обозначения аналогичных либо подобных элементов используются подобные, либо аналогичные номера позиций. Фигуры не обязательно выполнены в масштабе, причем некоторые характерные особенности и некоторые изображения на фигурах могут быть показаны в увеличенном масштабе или представлены схематически для ясности понимания и/или лаконичности.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0020] Традиционные запирающие элементы клапанов с паровым обогревом, имеющие один или несколько проточных каналов, выполненных с возможностью подвода теплоносителя (например, пара), изготавливают из нескольких частей материала, соединенных вместе сваркой либо с помощью механических средств. Использование составной конструкции и/или изготовление таких традиционных запирающих элементов клапана с паровым обогревом является сложной задачей и вызывает многочисленные затруднения при изготовлении и эксплуатации.
[0021] Одним из примеров вышеуказанного является необходимость обеспечения надлежащей герметизации (например, посредством сварки или эластичного уплотнения) мест соединения различных частей составного запирающего узла клапана с паровым обогревом для предотвращения возникновения каналов утечки. В случае возникновения утечек в местах соединения частей составного запирающего узла клапана с паровым обогревом возможно загрязнение технологической текучей среды теплоносителем, циркулирующем в проточном канале запирающего элемента клапана, либо возможно загрязнение теплоносителя технологической средой.
[0022] Еще одним примером вышеуказанного являются изменения и/или модификации внешней геометрии традиционного составного запирающего элемента клапана с паровым обогревом, происходящие в результате наличия вышеупомянутых сварных швов и/или уплотнений в местах соединения, по сравнению с соответствующими стандартными запирающими элементами клапана (например, запирающими элементами клапана аналогичного размера и формы, которые не относится к типу клапанов с паровым обогревом). В результате своей измененной и/или модифицированной внешней геометрии традиционные составные запирающие элементы клапана с паровым обогревом, имеют пропускные характеристики, отличающиеся от характеристик соответствующего стандартного запирающего элемента клапана.
[0023] В отличие от вышеописанных традиционных составных запирающих элементов клапана, цельные запирающие элементы клапана, раскрытые в данном документе, имеют встроенные проточные каналы, сформированные посредством технологических процессов аддитивного производства. В контексте данного документа по отношению к компоненту (например, запирающему элементу клапана), термин «цельный» обозначает, как правило, неразъемный, единый компонент, не имеющий сочленений, соединенных и/или герметизированных посредством сварки или иных механических способов крепежа и/или герметизации. В контексте данного документа термин «аддитивное производство» обозначает, как правило, технологический процесс, посредством которого данные трехмерного проектирования (например, файлы системы автоматизированного проектирования (CAD)) в сочетании с управляемым излучением лазера используют для изготовления цельного компонента путем нанесения последовательных слоев материала на поверхность предыдущих слоев. Например, вместо фрезерования и/или механической обработки компонента из сплошной заготовки материала, в аддитивном производстве компонент изготавливают послойно с использованием одного или нескольких материалов в виде мелкодисперсного порошка (например, металлического порошка, порошкового пластика, композитного порошка и т.п.), пригодного к превращению в твердое тело путем воздействия на него излучением лазера.
[0024] Аддитивное производство описанных цельных запирающих элементов клапана устраняет появление вышеописанных сочленений, присутствующих в традиционных сборных запирающих элементах клапана с паровым обогревом, и, соответственно, устраняют риск образования утечек, связанных с нарушением надлежащей герметизации таких сочленений. В результате устранения описанных выше сварных швов и/или уплотнений в местах соединения внешние геометрические формы описанных цельных запирающих элементов клапана не имеют изменений и/или модификаций по сравнению с соответствующими стандартными запирающими элементами клапана (например, запирающими элементами клапана аналогичного размера и формы, которые не относится к типу клапанов с паровым обогревом). Следовательно, пропускные характеристики описанных цельных запирающих элементов клапана по существу аналогичны характеристикам соответствующих стандартных запирающих элементов клапана.
[0025] Аддитивное производство описанных цельных запирающих элементов обеспечивает техническое преимущество, которое заключается в снятии ограничений на встроенные проточные каналы и/или геометрию встроенной проточной полости, которые могут быть оптимизированы для получения специфических характеристик нагрева или охлаждения. Например, один или несколько встроенных проточных каналов и/или встроенных проточных полостей цельного запирающего элемента клапана, могут быть созданы в непосредственной близости к любой поверхности запирающего элемента клапана, для которой требуется нагрев или охлаждение (например, уплотнительной поверхности запирающего элемента клапана, наружной поверхности запирающего элемента клапана, и т.п.). При этом аддитивное производство позволяет проводить одновременное формирование сложной геометрии проточного канала и/или проточной полости внутри запирающего элемента клапана, что было бы чрезвычайно трудно, если не невозможно, осуществить посредством традиционных процессов изготовления из составных частей.
[0026] Фиг. 1 представляет собой трехмерное изображение первого типового цельного запирающего элемента клапана 102, имеющего первый типовой встроенный проточный канал (представленный как позиция 204 на фиг. 2-4), сформированный посредством технологического процесса аддитивного производства. Фиг. 2 представляет собой горизонтальную проекцию наружной стороны первого типового цельного запирающего элемента клапана 102 по фиг. 1. Фиг. 3 представляет собой изображение первого типового цельного запирающего элемента клапана 102 по фиг. 1 и 2 в поперечном разрезе вдоль линии А-А на фиг. 2. Фиг. 4 представляет собой изображение первого типового цельного запирающего элемента клапана 102 по фиг. 1-3 в поперечном разрезе вдоль линии B-B на фиг. 2.
[0027] Как показано на фиг. 1-4, цельный запирающий элемент клапана 102 имеет типовую уплотнительную поверхность 106, типовую наружную поверхность 108 и типовой канал 110. Уплотнительная поверхность 106 образует периметр вокруг наружной поверхности 108. Когда цельный запирающий элемент клапана 102 используют в клапане (не показан), уплотнительная поверхность 106 и/или наружная поверхность 108 цельного запирающего элемента клапана 102 могут подвергаться воздействию технологической среды, протекающей через клапан. Показанный канал 110 предназначен для размещения вала клапана (не показан). В других примерах канал 110 может быть выполнен с возможностью размещения более одного вала. В других примерах цельный запирающий элемент клапана 102 может иметь несколько каналов, выполненных с возможностью размещения соответствующих валов. В рассмотренном примере по фиг. 1-4, вал вращается вокруг типовой продольной оси 116, образованной каналом 110, для позиционирования цельного запирающего элемента клапана 102 внутри клапана. Когда цельный запирающий элемент клапана 102 находится в закрытом положении, одна или несколько частей уплотнительной поверхности 106 сопряжены с (например, образуют уплотнение совместно с) седлом клапана (не показано).
[0028] Как показано на фиг. 1 и 2, каждая поверхность, включая уплотнительную поверхность 106, наружную поверхность 108 и канал 110 цельного запирающего элемента клапана 102 имеют в сечении профиль в виде окружности. В рассмотренном примере первый типовой круглый профиль 122 уплотняющей поверхности 106 является концентрическим со вторым типовым круглым профилем 124 наружной поверхности 108. Первый круглый профиль 122 уплотнительной поверхности 106 расположен в плоскости, которая по существу параллельна плоскости второго круглого профиля 124 наружной поверхности 108. Третий типовой круглый профиль 126 канала 110 расположен в плоскости, которая по существу перпендикулярна плоскости второго круглого профиля 124 наружной поверхности 108. Уплотняющая поверхность 106, наружная поверхность 108 и/или канал 110 могут иметь размер, форму, конструкцию и/или ориентацию, отличающиеся от размера, формы, конструкции и/или ориентации, изображенных на фиг. 1-4.
[0029] Как отмечено пунктиром на фиг. 2 и дополнительно показано на фиг. 3 и 4, встроенный проточный канал 204 цельного запирающего элемента клапана 102 по фиг. 1-4 образован в цельном запирающем элементе клапана 102 вблизи уплотнительной поверхности 106 цельного запирающего элемента клапана 102. Как показано на фиг. 2, встроенный проточный канал 204 проходит вдоль и/или следует направлению на всей протяженности первого круглого профиля 122 уплотнительной поверхности 106. В некоторых примерах встроенный проточный канал 204 может проходить вдоль и/или следовать направлению одной или нескольким частей первого круглого профиля 122 уплотнительной поверхности 106, и при этом не проходить вдоль и/или следовать направлению на всей протяженности первого круглого профиля 122 уплотнительной поверхности 106. В некоторых примерах встроенный проточный канал 204 может образовывать канал, имеющий размер, форму, ориентацию и/или конструкцию, отличающиеся от размера, формы, ориентации и/или конструкции канала, изображенного на фиг. 2.
[0030] Как показано на фиг. 3 и 4, встроенный проточный канал 204 имеет типовую трапециевидную площадь поперечного сечения 332, сформированную так, что части встроенного проточного канала 204 примыкают к соответствующим частям уплотнительной поверхности 106 цельного запирающего элемента клапана 102. В некоторых примерах встроенный проточный канал 204 может иметь площадь поперечного сечения с размерами, формой, ориентацией и/или конструкцией, отличающимися от размера, формы, ориентации и/или конструкции трапециевидной площади поперечного сечения 332, изображенной на фиг. 3 и 4. Например, встроенный проточный канал 204 может иметь площадь поперечного сечения круглой, эллиптической, треугольной, прямоугольной или неправильной формы. В некоторых примерах площадь поперечного сечения встроенного проточного канала 204 может изменяться (например, по размеру или форме) в разных местоположениях вдоль направления встроенного проточного канала 204.
[0031] Как дополнительно показано на фиг. 3, встроенный проточный канал 204 гидравлически связан с типовым впускным отверстием 336 и типовым выпускным отверстием 338 для текучей среды, которые оба неразрывно встроены в цельный запирающий элемент клапана 102 посредством технологического процесса аддитивного производства. Впускное отверстие 336 и выпускное отверстие 338 для текучей среды могут иметь любой размер, форму, конструкцию и/или ориентацию, и могут быть расположены в любом месте относительно встроенного проточного канала 204. В рассмотренном примере один или несколько валов (не показаны), предназначенных для размещения в канале 110, имеют один или несколько внутренних каналов, образующих один или несколько соответствующих проточных каналов, гидравлически связанных с впускным отверстием 336 и выпускным отверстием 338 для текучей среды цельного запирающего элемента клапана 102 в случае сопряжения валов с цельным запирающим элементом клапана 102. Теплоноситель, протекающий через внутренние каналы и/или проточные каналы вала, поступает на впускное отверстие для текучей среды 336 цельного запирающего элемента клапана 102, проходит через встроенный проточный канал 204 цельного запирающего элемента клапана 102 и вытекает и/или выводится через выпускное отверстие 338 для текучей среды цельного запирающего элемента клапана 102. В результате формирования встроенного проточного канала 204, расположенного рядом с уплотнительной поверхностью 106 цельного запирающего элемента клапана 102, с помощью циркуляции теплоносителя через встроенный проточный канал 204 цельного запирающего элемента клапана 102 клапана можно управлять температурой на уплотнительной поверхности 106 цельного запирающего элемента клапана 102.
[0032] Хотя первый типовой цельный запирающий элемент клапана 102 по фиг. 1-4 выполнен с возможностью использования в поворотном дисковом затворе, одна или несколько конструктивных деталей цельного запирающего элемента клапана 102 могут быть изменены таким образом, чтобы цельный запирающий элемент клапана 102 мог быть использован в другом типе поворотного клапана (например, в полнопроходном шаровом кране, сегментном шаровом кране, пробковом кране и т.п.) или в клапане неповоротного типа (например, в клапане с выдвижным шпинделем, прямоточном клапане, угловом клапане, проходном клапане и т.п.). Например, ориентация канала 110 цельного запирающего элемента клапана 102 по фиг. 1-4, может быть изменена таким образом, чтобы третий типовой круглый профиль 126 канала 110 по фиг. 1-4 располагался в плоскости по существу параллельной плоскости второго круглого профиля 124 наружной поверхности 108 цельного запирающего элемента клапана 102 по фиг. 1-4.
[0033] Первый типовой цельный запирающий элемент клапана 102 по фиг. 1-4 формируют и/или изготавливают посредством одного или нескольких технологических процессов аддитивного производства. Например, технологический процесс аддитивного производства для формирования цельного запирающего элемента клапана 102 по фиг. 1-4 может начинаться с этапа формирования одного или нескольких первых слоев материала, образующих уплотняющую поверхность 106 и/или наружную поверхность 108 цельного запирающего элемента клапана 102. Технологический процесс аддитивного производства может включать последующий этап формирования одного или нескольких вторых слоев материала, образующих встроенный проточный канал 204 внутри цельного запирающего элемента клапана 102, примыкающий к уплотнительной поверхности 106 цельного запирающего элемента клапана 102. Технологический процесс аддитивного производства может включать последующий этап формирования одного или нескольких третьих слоев материала цельного запирающего элемента клапана 102 до момента завершения изготовления цельного запирающего элемента клапана 102 (например, до момента получения полного соответствия сформированного цельного запирающего элемента клапана 102 трехмерной модели CAD цельного запирающего элемента клапана 102). На этапе формирования третьих слоев материала создают канал 110, впускное отверстие 336 и выпускное отверстие 338 для текучей среды цельного запирающего элемента клапана 102 по фиг. 1-4, которые посредством технологического процесса аддитивного производства неразрывно встраивают в цельный запирающий элемент клапана 102 совместно со встраиваемым проточным каналом 204. В некоторых примерах описанный выше технологический процесс аддитивного производства для формирования цельного запирающего элемента клапана 102 по фиг. 1-4 может быть изменен (например, инвертирован) так, что уплотняющая поверхность 106 и/или наружная поверхность 108 являются конечными фрагментами цельного запирающего элемента клапана 102, формируемого посредством технологического процесса аддитивного производства.
[0034] Фиг. 5 представляет собой трехмерное изображение второго типового цельного запирающего элемента клапана 502, имеющего второй типовой встроенный проточный канал (показанный как позиция 604 на фиг. 6-8), сформированный посредством технологического процесса аддитивного производства. Фиг. 6 представляет собой горизонтальную проекцию наружной стороны второго типового цельного запирающего элемента клапана 502 по фиг. 5. Фиг. 7 представляет собой изображение второго типового цельного запирающего элемента клапана 502 по фиг. 5 и 6 в поперечном разрезе вдоль линии C-C на фиг. 6. Фиг. 8 представляет собой изображение первого типового цельного запирающего элемента клапана 502 по фиг. 5-7 в поперечном разрезе вдоль линии D-D на фиг. 6.
[0035] Как показано на фиг. 5-8, цельный запирающий элемент клапана 502 имеет типовую уплотнительную поверхность 506, типовую наружную поверхность 508 и типовой канал 510. Уплотнительная поверхность 506 образует периметр вокруг наружной поверхности 508. Когда цельный запирающий элемент клапана 502 используют в клапане (не показан), уплотнительная поверхность 506 и/или наружная поверхность 508 цельного запирающего элемента клапана 502 могут подвергаться воздействию технологической среды, протекающей через клапан. Показанный канал 510 предназначен для размещения вала клапана (не показан). В других примерах канал 510 может быть выполнен с возможностью размещения более одного вала. В других примерах цельный запирающий элемент клапана 502 может иметь несколько каналов, выполненных с возможностью размещения соответствующих валов. В рассмотренном примере по фиг. 5-8, вал вращается вокруг типовой продольной оси 516, образованной каналом 510, для позиционирования цельного запирающего элемента клапана 502 внутри клапана. Когда цельный запирающий элемент клапана 502 находится в закрытом положении, одна или несколько частей уплотнительной поверхности 506 сопряжены с (например, образуют уплотнение совместно с) седлом клапана (не показано).
[0036] Как показано на фиг. 5 и 6, каждая поверхность, включая уплотнительную поверхность 506, наружную поверхность 508 и канал 510 цельного запирающего элемента клапана 502 имеют в сечении профиль в виде окружности. В рассмотренном примере первый типовой круглый профиль 522 уплотнительной поверхности 506 является концентрическим со вторым типовым круглым профилем 524 наружной поверхности 508. Первый круглый профиль 522 уплотнительной поверхности 506 расположен в плоскости, которая по существу параллельна плоскости второго круглого профиля 524 наружной поверхности 508. Третий типовой круглый профиль 526 канала 510 расположен в плоскости, которая по существу перпендикулярна плоскости второго круглого профиля 524 наружной поверхности 508. Уплотнительная поверхность 506, наружная поверхность 508 и/или канал 510 могут иметь размер, форму, конструкцию и/или ориентацию, отличающиеся от размера, формы, конструкции и/или ориентации, изображенных на фиг. 5-8.
[0037] Как отмечено пунктиром на фиг. 6 и дополнительно показано на фиг. 7 и 8, встроенный проточный канал 604 цельного запирающего элемента клапана 502 по фиг. 5-8 образован в цельном запирающем элементе клапана 502 вблизи уплотнительной поверхности 506 и наружной поверхности 508 цельного запирающего элемента клапана 502. Как показано на фиг. 6, встроенный проточный канал 604 проходит вдоль и/или следует направлению на всей протяженности первого круглого профиля 522 уплотнительной поверхности 506 и на всей протяженности второго круглого профиля 524 наружной поверхности 508. В некоторых примерах встроенный проточный канал 604 может проходить вдоль и/или следовать направлению одной или нескольких частей первого круглого профиля 522 уплотнительной поверхности 506, и/или одной или нескольких частей второго круглого профиля 524 наружной поверхности 508, и при этом не проходить вдоль и/или следовать направлению на всей протяженности первого круглого профиля 522 уплотнительной поверхности 506 и на всей протяженности второго круглого профиля 524 наружной поверхности 508. В некоторых примерах встроенный проточный канал 604 может образовывать канал, имеющий размер, форму, ориентацию и/или конструкцию, отличающиеся от размера, формы, ориентации и/или конструкции канала, изображенного на фиг. 6.
[0038] Как показано на фиг. 7 и 8, встроенный проточный канал 604 имеет типовую часть уплотнительной поверхности 728 и типовую часть наружной поверхности 730. Часть уплотнительной поверхности 728 встроенного проточного канала 604 имеет типовую трапециевидную площадь поперечного сечения 732, сформированную так, что части встроенного проточного канала 604 примыкают к соответствующим частям уплотнительной поверхности 506 цельного запирающего элемента клапана 502. Часть наружной поверхности 730 встроенного проточного канала 604 имеет типовую прямоугольную область поперечного сечения 734, сформированную так, что часть встроенного проточного канала 604 прилегает к части наружной поверхности 508 цельного запирающего элемента клапана 502. В некоторых примерах встроенный проточный канал 604 может иметь одну или несколько частей, площадь поперечного сечения которых по размерам, форме, ориентации и/или конструкции отличается от размера, формы, ориентации и/или конструкции трапециевидной площади поперечного сечения 732 части уплотнительной поверхности 728, и/или прямоугольной площади поперечного сечения 734 части наружной поверхности 730, изображенных на фиг. 7 и 8. Например, встроенный проточный канал 604 может иметь часть уплотнительной поверхности с площадью поперечного сечения круглой, эллиптической, треугольной, прямоугольной или неправильной формы. В другом примере встроенный проточный канал 604 может иметь часть наружной поверхности с площадью поперечного сечения круглой, эллиптической, треугольной, трапециевидной или неправильной формы. В некоторых примерах площадь поперечного сечения встроенного проточного канала 604 может изменяться (например, по размеру или форме) в разных местоположениях вдоль направления встроенного проточного канала 604.
[0039] Как дополнительно показано на фиг. 7, встроенный проточный канал 604 гидравлически связан с типовым впускным отверстием 736 и типовым выпускным отверстием 738 для текучей среды, которые оба неразрывно встроены в цельный запирающий элемент клапана 502 посредством технологического процесса аддитивного производства. Впускное отверстие 736 и выпускное отверстие 738 для текучей среды могут иметь любой размер, форму, конструкцию и/или ориентацию, и могут быть расположены в любом месте относительно встроенного проточного канала 604. В рассмотренном примере один или несколько валов (не показаны), предназначенных для размещения в канале 510, имеют один или несколько внутренних каналов, образующих один или несколько соответствующих проточных каналов, гидравлически связанных с впускным отверстием 736 и выпускным отверстием 738 для текучей среды цельного запирающего элемента клапана 502 в случае сопряжения валов с цельным запирающим элементом клапана 502. Теплоноситель, протекающий через внутренние каналы и/или проточные каналы вала, поступает на впускное отверстие для текучей среды 736 цельного запирающего элемента клапана 502, проходит через встроенный проточный канал 604 цельного запирающего элемента клапана 502 и вытекает и/или выводится через выпускное отверстие 738 для текучей среды цельного запирающего элемента клапана 502. В результате формирования встроенного проточного канала 604, примыкающего к уплотнительной поверхности 506 и наружной поверхности 508 цельного запирающего элемента клапана 502, с помощью циркуляции теплоносителя через встроенный проточный канал 604 цельного запирающего элемента клапана 502 клапана можно управлять температурой на уплотнительной поверхности 506 цельного запирающего элемента клапана 502 и/или температурой на наружной поверхности 508 цельного запирающего элемента клапана 502.
[0040] Хотя второй типовой цельный запирающий элемент клапана 502 по фиг. 5-8 выполнен с возможностью использования в поворотном дисковом затворе, одна или несколько конструктивных деталей цельного запирающего элемента клапана 502 могут быть изменены таким образом, чтобы цельный запирающий элемент клапана 502 мог быть использован в другом типе поворотного клапана (например, в полнопроходном шаровом кране, сегментном шаровом кране, пробковом кране и т.п.) или в клапане не поворотного типа (например, в клапане с выдвижным шпинделем, прямоточном клапане, угловом клапане, проходном клапане и т.п.). Например, ориентация канала 510 цельного запирающего элемента клапана 502 по фиг. 5-8, может быть изменена таким образом, чтобы третий типовой круглый профиль 526 канала 510 по фиг. 5-8 располагался в плоскости по существу параллельной плоскости второго круглого профиля 524 наружной поверхности 508 цельного запирающего элемента клапана 502 по фиг. 5-8.
[0041] Второй типовой цельный запирающий элемент клапана 502 по фиг. 5-8 формируют и/или изготавливают посредством одного или нескольких технологических процессов аддитивного производства. Например, технологический процесс аддитивного производства для формирования цельного запирающего элемента клапана 502 по фиг. 5-8 может начинаться с этапа формирования одного или нескольких первых слоев материала, образующих уплотняющую поверхность 506 и/или наружную поверхность 508 цельного запирающего элемента клапана 502. Технологический процесс аддитивного производства может включать последующий этап формирования одного или нескольких вторых слоев материала, образующих встроенный проточный канал 604 (например, имеющий часть уплотнительной поверхности 728 и часть наружной поверхности 730 встроенного проточного канала 604) внутри цельного запирающего элемента клапана 502, примыкающий к уплотнительной поверхности 506 и примыкающий к наружной поверхности 508 цельного запирающего элемента клапана 502. Технологический процесс аддитивного производства может включать последующий этап формирования одного или нескольких третьих слоев материала цельного запирающего элемента клапана 502 до момента завершения изготовления цельного запирающего элемента клапана 502 (например, до момента получения полного соответствия сформированного цельного запирающего элемента клапана 502 трехмерной модели CAD цельного запирающего элемента клапана 502). На этапе формирования третьих слоев материала создают канал 510, впускное отверстие 736 и выпускное отверстие 738 для текучей среды цельного запирающего элемента клапана 502 по фиг. 5-8, каждые из которых посредством технологического процесса аддитивного производства неразрывно встраивают в цельный запирающий элемент клапана 502 совместно со встраиваемым проточным каналом 604. В некоторых примерах описанный выше технологический процесс аддитивного производства для формирования цельного запирающего элемента клапана 502 по фиг. 5-8 может быть изменен (например, инвертирован) так, что уплотняющая поверхность 506 и/или наружная поверхность 508 являются конечными фрагментами цельного запирающего элемента клапана 502, формируемого посредством технологического процесса аддитивного производства.
[0042] Фиг. 9 представляет собой изображение в поперечном разрезе первого типового дискового затвора 900, содержащего третий типовой цельный запирающий элемент клапана 902, имеющий третий типовой встроенный проточный канал 904, сформированный посредством технологического процесса аддитивного производства. Фиг. 10 представляет собой увеличенное изображение в поперечном разрезе третьего типового цельного запирающего элемента клапана 902 по фиг. 9.
[0043] Как показано на фиг. 9 и 10, цельный запирающий элемент 902 дискового затвора 900 имеет типовую уплотнительную поверхность 906, типовую наружную поверхность 908 и типовой канал 910. Уплотнительная поверхность 906 образует периметр вокруг наружной поверхности 908. Уплотнительная поверхность 906 и/или наружная поверхность 908 цельного запирающего элемента клапана 902 могут подвергаться воздействию технологической среды, протекающей через дисковый затвор 900. Канал 910 вмещает типовой вал 914 дискового затвора 900. Вал 914 вращается вокруг типовой продольной оси 916, образованной каналом 910, для позиционирования цельного запирающего элемента 902 дискового затвора 900. Когда цельный запирающий элемент 902 находится в закрытом положении, одна или несколько частей уплотнительной поверхности 906 сопряжены (например, образуют уплотнение совместно с) с типовым седлом клапана 920.
[0044] Как дополнительно показано на фиг. 9 и 10, встроенный проточный канал 904 цельного запирающего элемента клапана 902 формируют в цельном запирающем элементе клапана 902 вблизи уплотнительной поверхности 906 цельного запирающего элемента клапана 902. В некоторых примерах встроенный проточный канал 904 по фиг. 9 и 10 может проходить вдоль и/или следовать направлению на всей протяженности профиля уплотнительной поверхности 906. В других примерах встроенный проточный канал 904 по фиг. 9 и 10 может проходить вдоль и/или следовать направлению одной или нескольких частей профиля уплотнительной поверхности 906 без прохождения вдоль и/или следования направлению на всей протяженности профиля уплотнительной поверхности 906.
[0045] Как дополнительно показано на фиг. 9 и 10, встроенный проточный канал 904 имеет типовую площадь поперечного сечения 932, сформированную так, что части встроенного проточного канала 904 примыкают к соответствующим частям уплотнительной поверхности 906 цельного запирающего элемента клапана 902. В некоторых примерах встроенный проточный канал 904 может иметь площадь поперечного сечения с размерами, формой, ориентацией и/или конструкцией, отличающимися от размера, формы, ориентации и/или конструкции площади поперечного сечения 932, изображенной на фиг. 9 и 10. Например, встроенный проточный канал 904 может иметь площадь поперечного сечения круглой, эллиптической, треугольной, прямоугольной или неправильной формы. В некоторых примерах площадь поперечного сечения встроенного проточного канала 904 может изменяться (например, по размеру или форме) в разных местоположениях вдоль направления встроенного проточного канала 904.
[0046] Как дополнительно показано на фиг. 9 и 10, встроенный проточный канал 904 гидравлически связан с типовым впускным отверстием 936 и типовым выпускным отверстием 938 для текучей среды, которые оба неразрывно встроены в цельный запирающий элемент клапана 902 посредством технологического процесса аддитивного производства. Впускное отверстие 936 и выпускное отверстие 938 для текучей среды могут иметь любой размер, форму, конструкцию и/или ориентацию, и могут быть расположены в любом месте относительно встроенного проточного канала 904. В рассмотренном примере вал 914, размещенный в канале 910, имеет первый типовой проточный канал 940, гидравлически связанный с впускным отверстием 936, и второй типовой проточный канал 942, гидравлически связанный с выпускным отверстием 938, цельного запирающего элемента клапана 902. Теплоноситель, протекающий через первый проточный канал 940 вала 914, поступает на впускное отверстие для текучей среды 936 цельного запирающего элемента клапана 902, проходит через встроенный проточный канал 904 цельного запирающего элемента клапана 902 и вытекает и/или выводится через выпускное отверстие для текучей среды 938 для последующего протекания через второй проточный канал 942 вала 914. В результате формирования встроенного проточного канала 904, примыкающего к уплотнительной поверхности 906 цельного запирающего элемента клапана 902, с помощью циркуляции теплоносителя через встроенный проточный канал 904 цельного запирающего элемента клапана 902 можно управлять температурой на уплотнительной поверхности 906 цельного запирающего элемента клапана 902.
[0047] Третий типовой цельный запирающий элемент клапана 902 по фиг. 9 и 10 формируют и/или изготавливают посредством одного или нескольких технологических процессов аддитивного производства. Например, технологический процесс аддитивного производства для формирования цельного запирающего элемента клапана 902 по фиг. 9 и 10 может начинаться с этапа формирования одного или нескольких первых слоев материала, образующих уплотнительную поверхность 906 и/или наружную поверхность 908 цельного запирающего элемента клапана 902. Технологический процесс аддитивного производства может включать последующий этап формирования одного или нескольких вторых слоев материала, образующих встроенный проточный канал 904 внутри цельного запирающего элемента клапана 902, примыкающий к уплотнительной поверхности 906 цельного запирающего элемента клапана 902. Технологический процесс аддитивного производства может включать последующий этап формирования одного или нескольких третьих слоев материала цельного запирающего элемента клапана 902 до момента завершения изготовления цельного запирающего элемента клапана 902 (например, до момента получения полного соответствия сформированного цельного запирающего элемента клапана 902 трехмерной модели CAD цельного запирающего элемента клапана 902). На этапе формирования третьих слоев материала создают канал 910, впускное отверстие 936 и выпускное отверстие 938 для текучей среды цельного запирающего элемента клапана 902 по фиг. 9 и 10, которые посредством технологического процесса аддитивного производства неразрывно встраивают в цельный запирающий элемент клапана 902 совместно со встраиваемым проточным каналом 904. В некоторых примерах описанный выше технологический процесс аддитивного производства для формирования цельного запирающего элемента клапана 902 по фиг. 9 и 10 может быть изменен (например, инвертирован) так, что уплотняющая поверхность 906 и/или наружная поверхность 908 являются конечными фрагментами цельного запирающего элемента клапана 902, формируемого посредством технологического процесса аддитивного производства.
[0048] Фиг. 11 представляет собой изображение в поперечном разрезе второго типового дискового затвора 1100, содержащего четвертый типовой цельный запирающий элемент клапана 1102, имеющий четвертый типовой встроенный проточный канал 1104, сформированный посредством технологического процесса аддитивного производства. Фиг. 12 представляет собой увеличенное изображение в поперечном разрезе четвертого типового цельного запирающего элемента клапана 1102 по фиг. 11.
[0049] Как показано на фиг. 11 и 12, цельный запирающий элемент 1102 дискового затвора 1100 имеет типовую уплотнительную поверхность 1106, типовую наружную поверхность 1108, первый типовой канал 1110 и второй типовой канал 1112. Уплотнительная поверхность 1106 образует периметр вокруг наружной поверхности 1108. Уплотнительная поверхность 1106 и/или наружная поверхность 1108 цельного запирающего элемента клапана 1102 могут подвергаться воздействию технологической среды, протекающей через дисковый затвор 1100. Первый канал 1110 вмещает типовой первый вал 1114 дискового затвора 1100. Первый вал 1114 вращается вокруг типовой продольной оси 1116, образованной первым каналом 1110, для позиционирования цельного запирающего элемента 1102 внутри дискового затвора 1100. Аналогично предыдущему примеру, второй канал 1112 вмещает типовой второй вал 1118 дискового затвора 1100. Подобно первому валу 1114, второй вал 1118 вращается вокруг типовой продольной оси 1116 для позиционирования цельного запирающего элемента 1102 внутри дискового затвора 1100. Когда цельный запирающий элемент 1102 находится в закрытом положении, одна или несколько частей уплотнительной поверхности 1106 сопряжены с (например, образуют уплотнение совместно с) типовым седлом клапана 1120.
[0050] Как дополнительно показано на фиг. 11 и 12, встроенный проточный канал 1104 цельного запирающего элемента клапана 1102 формируют в цельном запирающем элементе клапана 1102 вблизи уплотнительной поверхности 1106 и вблизи наружной поверхности 1108 цельного запирающего элемента клапана 1102. В некоторых примерах встроенный проточный канал 1104 по фиг. 11 и 12 может проходить вдоль и/или следовать направлению на всей протяженности профиля уплотнительной поверхности 1106 и/или на всей протяженности профиля наружной поверхности 1108. В других примерах встроенный проточный канал 1104 по фиг. 11 и 12 может проходить вдоль и/или следовать направлению одной или нескольких частей профиля уплотнительной поверхности 1106 и/или одной или нескольких частей профиля наружной поверхности 1108, и при этом не проходить вдоль и/или следовать направлению на всей протяженности профиля уплотнительной поверхности 1106 и/или на всей протяженности профиля наружной поверхности 1108.
[0051] Как дополнительно показано на фиг. 11 и 12, встроенный проточный канал 1104 имеет типовую часть уплотнительной поверхности 1128 и типовую часть наружной поверхности 1130. Часть уплотнительной поверхности 1128 встроенного проточного канала 1104 имеет типовую трапециевидную площадь поперечного сечения 1132, сформированную так, что части встроенного проточного канала 1104 примыкают к соответствующим частям уплотнительной поверхности 1106 цельного запирающего элемента клапана 1102. Часть наружной поверхности 1130 встроенного проточного канала 1104 имеет типовую прямоугольную область поперечного сечения 1134, сформированную так, что часть встроенного проточного канала 1104 примыкает к части наружной поверхности 1108 цельного запирающего элемента клапана 1102. В некоторых примерах встроенный проточный канал 1104 может иметь одну или несколько частей, площадь поперечного сечения которых по размерам, форме, ориентации и/или конструкции отличается от размера, формы, ориентации и/или конструкции трапециевидной площади поперечного сечения 1132 части уплотнительной поверхности 1128, и/или прямоугольной площади поперечного сечения 1134 части наружной поверхности 1130, изображенных на фиг. 11 и 12. Например, встроенный проточный канал 1104 может иметь часть уплотнительной поверхности с площадью поперечного сечения круглой, эллиптической, треугольной, прямоугольной или неправильной формы. В другом примере встроенный проточный канал 1104 может иметь часть наружной поверхности с площадью поперечного сечения круглой, эллиптической, треугольной, трапециевидной или неправильной формы. В некоторых примерах площадь поперечного сечения встроенного проточного канала 1104 может изменяться (например, по размеру или форме) в разных местоположениях вдоль направления встроенного проточного канала 1104.
[0052] Как дополнительно показано на фиг. 11 и 12, встроенный проточный канал 1104 гидравлически связан с типовым впускным отверстием 1136 и типовым выпускным отверстием 1138 для текучей среды, которые оба неразрывно встроены в цельный запирающий элемент клапана 1102 посредством технологического процесса аддитивного производства. Впускное отверстие 1136 и выпускное отверстие 1138 для текучей среды могут иметь любой размер, форму, конструкцию и/или ориентацию, и могут быть расположены в любом месте относительно встроенного проточного канала 1104. В рассмотренном примере первый вал 1114, размещенный в первом канале 1110, имеет первый типовой проточный канал 1140, гидравлически связанный с впускным отверстием 1136, и при этом второй вал 1118, размещенный во втором канале 1112, имеет второй типовой проточный канал 1142, гидравлически связанный с выпускным отверстием 1138 цельного запирающего элемента клапана 1102. Теплоноситель, протекающий через первый проточный канал 1140 первого вала 1114, поступает на впускное отверстие для текучей среды 1136 цельного запирающего элемента клапана 1102, проходит через встроенный проточный канал 1104 цельного запирающего элемента клапана 1102, и вытекает и/или выводится через выпускное отверстие для текучей среды 1138 для последующего протекания через второй проточный канал 1142 второго вала 1118. В результате формирования встроенного проточного канала 1104, примыкающего к уплотнительной поверхности 1106 и наружной поверхности 1108 цельного запирающего элемента клапана 1102, с помощью циркуляции теплоносителя через встроенный проточный канал 1104 цельного запирающего элемента клапана 1102 можно управлять температурой на уплотнительной поверхности 1106 цельного запирающего элемента клапана 1102 и/или температурой на наружной поверхности 1108 цельного запирающего элемента клапана 1102.
[0053] Четвертый типовой цельный запирающий элемент клапана 1102 по фиг. 11 и 12 формируют и/или изготавливают посредством одного или нескольких технологических процессов аддитивного производства. Например, технологический процесс аддитивного производства для формирования цельного запирающего элемента клапана 1102 по фиг. 11 и 12 может начинаться с этапа формирования одного или нескольких первых слоев материала, образующих уплотнительную поверхность 1106 и/или наружную поверхность 1108 цельного запирающего элемента клапана 1102. Технологический процесс аддитивного производства может включать последующий этап формирования одного или нескольких вторых слоев материала, образующих встроенный проточный канал 1104 (например, имеющий часть уплотнительной поверхности 1128 и часть наружной поверхности 1130 встроенного проточного канала 1104) внутри цельного запирающего элемента клапана 1102, примыкающий к уплотнительной поверхности 1106 и примыкающий к наружной поверхности 1108 цельного запирающего элемента клапана 1102. Технологический процесс аддитивного производства может затем включать последующий этап формирования одного или нескольких третьих слоев материала цельного запирающего элемента клапана 1102 до момента завершения изготовления цельного запирающего элемента клапана 1102 (например, до момента получения полного соответствия сформированного цельного запирающего элемента клапана 1102 трехмерной модели CAD цельного запирающего элемента клапана 1102). На этапе формирования третьих слоев материала создают первый канал 1110, второй канал 1112, впускное отверстие 1136 и выпускное отверстие 1138 для текучей среды цельного запирающего элемента клапана 1102 по фиг. 11 и 12, которые посредством технологического процесса аддитивного производства неразрывно встраивают в цельный запирающий элемент клапана 1102 совместно со встраиваемым проточным каналом 1104. В некоторых примерах описанный выше технологический процесс аддитивного производства для формирования цельного запирающего элемента клапана 1102 по фиг. 11 и 12 может быть изменен (например, инвертирован) так, что уплотнительная поверхность 1106 и/или наружная поверхность 1108 являются конечными фрагментами цельного запирающего элемента клапана 1102, формируемого посредством технологического процесса аддитивного производства.
[0054] Фиг. 13 представляет собой блок-схему последовательности операций по типовому способу 1300 формирования посредством технологического процесса аддитивного производства цельного запирающего элемента клапана, имеющего встроенный проточный канал. Типовой способ 1300 по фиг. 13 может быть использован для формирования любого первого, второго, третьего или четвертого типового цельного запирающего элемента клапана 102, 502, 902, 1102 по фиг. 1-12, имеющего любой соответствующий первый, второй, третий или четвертый типовой встроенный проточный канал 204, 604, 904, 1104 по фиг. 2-4 и 6-12.
[0055] Типовой способ 1300 по фиг. 13 начинается с этапа запуска изготовления цельного запирающего элемента клапана посредством технологического процесса аддитивного производства (этап 1302). Например, технологический процесс аддитивного производства может включать этап формирования одного или нескольких первых слоев материала, образующих уплотнительную поверхности и/или наружную поверхность цельного запирающего элемента клапана. В типовом способе 1300 по фиг. 13 после выполнения этапа 1302 переходят к выполнению этапа 1304.
[0056] Типовой способ 1300 по фиг. 13 включает этап формирования одного или нескольких встроенных проточных каналов в цельном запирающем элементе клапана посредством технологического процесса аддитивного производства (этап 1304). Например, технологический процесс аддитивного производства может включать этап формирования одного или нескольких вторых слоев материала, образующих внутри цельного запирающего элемента клапана встроенный проточный канал, примыкающий к уплотнительной поверхности и/или наружной поверхности, сформированных на этапе 1302 по типовому способу 1300. В типовом способе 1300 по фиг. 13 после выполнения этапа 1304 переходят к выполнению этапа 1306.
[0057] Типовой способ 1300 по фиг. 13 включает этап завершение изготовления цельного запирающего элемента клапана посредством технологического процесса аддитивного производства (этап 1306). Например, технологический процесс аддитивного производства может включать последующий этап формирования одного или нескольких третьих слоев материала цельного запирающего элемента клапана до момента завершения изготовления цельного запирающего элемента клапана (например, до момента получения полного соответствия сформированного цельного запирающего элемента клапана трехмерной модели CAD цельного запирающего элемента клапана). В некоторых примерах на этапе формирования третьих слоев материала может происходить образование одного или нескольких впускных отверстий, гидравлически связанных с одним или несколькими встроенными проточными каналами, сформированными на этапе 1304 типового способа 1300, одного или нескольких выпускных отверстий, гидравлически связанных с одним или несколькими встроенными проточными каналами, сформированными на этапе 1304 типового способа 1300, и одного или нескольких каналов для размещения одного или нескольких валов, предназначенных для позиционирования внутри клапана цельного запирающего элемента клапана относительно седла клапана. После выполнения этапа 1306 типовой способ 1300 по фиг. 13 завершается.
[0058] Из вышеизложенного понятно, что раскрытые цельные запирающие элементы клапана, имеющие встроенные проточные каналы, сформированные посредством технологических процессов аддитивного производства, обеспечивают многочисленные преимущества по сравнению с традиционными составными запирающими элементами клапана с паровым обогревом. Например, аддитивное производство раскрытых цельных запирающих элементов клапана устраняет появление сочленений, присутствующих в традиционных сборных запирающих элементах клапана с паровым обогревом, и, соответственно, устраняют риск образования утечек, связанных с нарушением надлежащей герметизации таких сочленений. В результате устранения сварных швов и/или уплотнений в местах соединения не происходит изменение и/или модификация геометрических форм раскрытых цельных запирающих элементов клапана по сравнению с соответствующими стандартными запирающими элементами клапана (например, запирающими элементами клапана аналогичного размера и формы, которые не относится к типу клапанов с паровым обогревом). Следовательно, пропускные характеристики раскрытых цельных запирающих элементов клапана по существу аналогичны характеристикам соответствующих стандартных запирающих элементов клапана.
[0059] Аддитивное производство раскрытых цельных запирающих элементов обеспечивает техническое преимущество, которое заключается в снятии ограничений на встроенные проточные каналы и/или геометрию встроенной проточной полости, которые могут быть оптимизированы для получения специфических характеристик нагрева или охлаждения. Например, один или несколько встроенных проточных каналов и/или встроенных проточных полостей цельного запирающего элемента клапана, могут быть созданы в непосредственной близости к любой поверхности запирающего элемента клапана, для которой требуется нагрев или охлаждение (например, уплотнительной поверхности запирающего элемента клапана, наружной поверхности запирающего элемента клапана, и т.п.). При этом аддитивное производство позволяет проводить одновременное формирование сложной геометрии проточного канала и/или проточной полости внутри запирающего элемента клапана, что было бы чрезвычайно трудно, если не невозможно, осуществить посредством традиционных технологических процессов изготовления из составных частей.
[0060] Вышеупомянутые выгоды и/или преимущества достигаются с помощью раскрытых цельных запирающих элементов клапана, имеющих встроенные проточные каналы, сформированные посредством технологических процессов аддитивного производства. Раскрыто устройство, содержащее цельные запирающие элементы клапана (например, диски, пробки, сферы и т.п.), имеющие встроенные проточные каналы, сформированные посредством технологических процессов аддитивного производства. В некоторых раскрытых примерах устройство содержит цельный запирающий элемент клапана. В некоторых раскрытых примерах цельный запирающий элемент клапана имеет встроенный проточный канал для распределения потока текучей среды внутри запирающего элемента клапана. В некоторых раскрытых примерах запирающий элемент клапана представляет собой диск, пробку или сферу.
[0061] В некоторых раскрытых примерах устройства встроенный проточный канал запирающего элемента клапана примыкает к уплотнительной поверхности запирающего элемента клапана. В некоторых раскрытых примерах встроенный проточный канал предназначен для размещения теплоносителя с целью управления температурой уплотнительной поверхности.
[0062] В некоторых раскрытых примерах устройства встроенный проточный канал запирающего элемента клапана примыкает к наружной поверхности запирающего элемента клапана. В некоторых раскрытых примерах встроенный проточный канал предназначен для размещения теплоносителя с целью управления температурой наружной поверхности. В некоторых раскрытых примерах встроенный проточный канал также примыкает к уплотнительной поверхности запирающего элемента клапана. В некоторых раскрытых примерах теплоноситель предназначен для дополнительного управления температурой уплотнительной поверхности.
[0063] Также раскрыты способы формирования посредством технологических процессов аддитивного производства цельных запирающих элементов клапана (например, дисков, пробок, сфер и т.п.), имеющих встроенные проточные каналы. В некоторых раскрытых примерах технологический процесс включает этап формирования цельного запирающего элемента клапана посредством технологических процессов аддитивного производства. В некоторых раскрытых примерах цельный запирающий элемент клапана имеет встроенный проточный канал для распределения потока текучей среды внутри запирающего элемента клапана. В некоторых раскрытых примерах запирающий элемент клапана представляет собой диск, пробку или сферу.
[0064] В некоторых раскрытых примерах способа встроенный проточный канал запирающего элемента клапана формируют вблизи уплотнительной поверхности запирающего элемента клапана. В некоторых раскрытых примерах встроенный проточный канал предназначен для размещения теплоносителя с целью управления температурой уплотнительной поверхности.
[0065] В некоторых раскрытых примерах способа встроенный проточный канал запирающего элемента клапана формируют вблизи наружной поверхности запирающего элемента клапана. В некоторых раскрытых примерах встроенный проточный канал предназначен для размещения теплоносителя с целью управления температурой наружной поверхности. В некоторых раскрытых примерах встроенный проточный канал формируют также вблизи уплотнительной поверхности запирающего элемента клапана. В некоторых раскрытых примерах теплоноситель предназначен для дополнительного управления температурой уплотнительной поверхности.
[0066] Хотя в данном документе раскрыты некоторые типовые устройства и способы, объем настоящего патента ими не ограничивается. Наоборот, настоящий патент включает все устройства и способы, безусловно находящиеся в пределах объема формулы изобретения по настоящему патенту.
1. Запирающий элемент клапана, содержащий:
цельный запирающий элемент клапана, имеющий впускное отверстие, выпускное отверстие, параллельное указанному впускному отверстию, встроенный проточный канал, гидравлически связанный с впускным отверстием и выпускным отверстием, и канал, выполненный с возможностью размещения вала клапана для позиционирования цельного запирающего элемента клапана, причем указанный проточный канал проходит в поперечном направлении от впускного отверстия к выпускному отверстию и выполнен с возможностью размещения потока текучей среды через впускное отверстие, циркуляции этого потока внутри запирающего элемента клапана и выпуска потока текучей среды через выпускное отверстие.
2. Запирающий элемент клапана по п. 1, отличающийся тем, что он представляет собой диск, пробку или сферу.
3. Запирающий элемент клапана по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что проточный канал примыкает к уплотнительной поверхности запирающего элемента клапана.
4. Запирающий элемент клапана по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что проточный канал выполнен с возможностью размещения теплоносителя для управления температурой уплотнительной поверхности.
5. Запирающий элемент клапана по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что проточный канал примыкает к наружной поверхности запирающего элемента клапана.
6. Запирающий элемент клапана по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что проточный канал выполнен с возможностью размещения теплоносителя для управления температурой наружной поверхности.
7. Способ изготовления запирающего элемента клапана, включающий следующие этапы:
формирование посредством технологического процесса аддитивного производства цельного запирающего элемента клапана, имеющего впускное отверстие, выпускное отверстие, параллельное указанному впускному отверстию, встроенный проточный канал, гидравлически связанный с впускным отверстием и выпускным отверстием, и канал, выполненный с возможностью размещения вала клапана для позиционирования цельного запирающего элемента клапана, причем указанный проточный канал проходит в поперечном направлении от впускного отверстия к выпускному отверстию и выполнен с возможностью размещения потока текучей среды через впускное отверстие, циркуляции этого потока внутри запирающего элемента клапана и выпуска потока текучей среды через выпускное отверстие.
8. Способ по п. 7, отличающийся тем, что запирающий элемент клапана представляет собой одно из: диска, пробки или сферы.
9. Способ по п. 7 или 8, отличающийся тем, что проточный канал формируют вблизи уплотнительной поверхности запирающего элемента клапана.
10. Способ по любому из пп. 7–9, отличающийся тем, что проточный канал выполнен с возможностью размещения теплоносителя для управления температурой уплотнительной поверхности.
11. Способ по любому из пп. 7–10, отличающийся тем, что проточный канал формируют вблизи наружной поверхности запирающего элемента клапана.
12. Способ по любому из пп. 7–11, отличающийся тем, что проточный канал выполнен с возможностью размещения теплоносителя для управления температурой наружной поверхности.
13. Затвор клапана, содержащий:
седло клапана;
цельный запирающий элемент клапана, имеющий впускное отверстие, выпускное отверстие, параллельное указанному впускному отверстию, встроенный проточный канал, гидравлически связанный с впускным отверстием и выпускным отверстием, и канал, выполненный с возможностью размещения вала клапана для позиционирования цельного запирающего элемента клапана относительно седла клапана, причем указанный проточный канал проходит в поперечном направлении от впускного отверстия к выпускному отверстию и выполнен с возможностью размещения потока текучей среды через впускное отверстие, циркуляции этого потока внутри запирающего элемента клапана и выпуска потока текучей среды через выпускное отверстие.
14. Затвор клапана по п. 13, отличающийся тем, что проточный канал примыкает к уплотнительной поверхности диска клапана, при этом проточный канал выполнен с возможностью размещения теплоносителя для управления температурой уплотнительной поверхности.
15. Затвор клапана по п. 13 или 14, отличающийся тем, что проточный канал примыкает к наружной поверхности запирающего элемента клапана, при этом проточный канал выполнен с возможностью размещения теплоносителя для управления температурой наружной поверхности.
