低压流体流量控制阀的制作方法

低压流体流量控制阀
发明领域
1.本发明涉及一种用于低压控制阀的装置和系统，并且具体地涉及一种在极低流动压力的环境中起作用的控制阀。
2.发明背景
3.灌溉系统和受控流体流动系统用于控制输送到从自家种植花园到大规模农业作物经营的各种农业应用的流体。这种灌溉系统允许将流体、肥料、水受控地输送到种植的作物。灌溉系统需要在不同的水质和/或水流条件下向作物输送流体，主要是水。
4.在滴流或细流灌溉系统的操作中，在灌溉过程期间以可控制的方式维持连续且一致的流体流动。在操作期间，灌溉系统必须容易清洁，以便降低易堵塞性。可能会例如因灌溉系统的自然环境中的小的灰尘颗粒而发生堵塞。这种堵塞可能会导致流体流动压力大大地降低并且进而对灌溉系统或其部件造成永久性损坏。
5.为了克服这个问题，水工业已经尝试了各种创新。例如，水过滤系统、滴流灌溉设备、内置式喷头、外置式喷头。
6.atkinson等人的美国专利公布号4,190,206公开了一种适合于滴流灌溉的喷头，所述喷头包括具有入口开口的流量控制阀，所述入口开口响应于压力增加而收缩以提供均匀的流动，尽管管线系统中存在压力变化仍然试图为灌溉系统提供恒定流速。类似的解决方案在美国专利公布号us4,313,471和us4,869,432中进行了讨论。
7.havens等人的美国专利公布号4,627,573公开了一种适合于滴流灌溉的喷头，所述喷头包括两个流量控制孔口，所述两个流量控制孔口协调地工作以便响应于两个不同的压力变化而收缩。具有泪珠状构型的第一流量控制孔口被配置为在高达8psi(约0.5bar)的压力环境中起作用，同时需要具有管状构型的第二流量控制孔口以便维持第一流量控制孔口上的压力差以保持低于8psi。在其中，两个流量控制孔口都需要一致地工作以在高于约8psi时实现足够的流量控制。
8.类似的开发在以下专利公布ep0043255、cn107593373、wo14049220、us2003226913、us2515073、us3767124、us4382549、us4824025、cn201742791、us4113180中也进行了描述。


技术实现要素：

9.本发明被提供用来克服

背景技术：
的不足，不足之处在于它们利用的流量控制孔口一旦达到其最大功能压力就会具有圆形构型。例如，havens等人的美国专利公布号4,627,573公开了一种流量控制孔口，所述流量控制孔口具有泪珠状构型(图1f)，但这种构型本身是有限制的，因为一旦暴露于预定的最大压力点，孔口就会呈现对称的圆形构型，所述预定的最大压力点是相对低的，被定义为8psi(等于约0.5bar)。然而，泪珠状构型需要辅助流量控制孔口以便维持8psi的压力差。
10.尽管背景技术呈现了灌溉技术的各种进步，但仍然存在对极低压流量控制阀的未满足的需求，所述极低压流量控制阀例如为灌溉喷头的形式，所述灌溉喷头可容易地且适
当地起作用以在低于6bar的流体压力流入环境中，以及优选地在低于1bar的接近零压力的流体压力环境中，以及最优选地在为约0.005bar且低于1bar的接近零压力的流体压力环境中提供基本上恒定的流体流出。
11.在一些实施方案中，例如呈灌溉喷头形式的低压流量控制阀可容易地且适当地在高达约6bar以下的流入流体压力下起作用。在实施方案中，本发明的阀在可例如处于或低于约1bar、或2bar、或3bar、或4bar、或5bar、或6bar的入口流体压力下提供恒定的流体流出。
12.在一些实施方案中，根据本发明的实施方案的流量阀可在约零流入压力下，例如在低于0.25bar的流体流入压力环境中容易地且适当地起作用以输送恒定的流体流出。
13.在一些实施方案中，根据本发明的低压阀提供用于在低于约1bar以及任选地处于或低于约0.005bar的流体流入压力下喷射基本上恒定的流体流出。
14.在实施方案中，本发明的阀在极低入口流体压力下提供恒定的流体流出，所述极低入口流体压力可例如为约：1bar、0.95bar、0.9bar、0.85bar、0.8bar、0.75bar、0.7bar、0.65bar、0.6bar、0.55bar、0.5bar、0.45bar、0.4bar、0.35bar、0.3bar、0.25bar、0.20bar、0.15bar、0.10bar、0.05bar、0.045bar、0.04bar、0.035bar、0.03bar、0.025bar、0.02bar、0.015bar、0.01bar或0.005bar。
15.本发明通过提供流量控制阀克服了背景技术的不足，所述流量控制阀在低于约6bar、任选地低于约1bar的流体流入压力下，任选地和更优选地在约0.005bar的流入流体压力下，任选地和仍然更优选地在低于约0.25bar的流入流体压力下容易地起作用并且维持基本上恒定和/或可预测的流体流出流速。
16.在实施方案中，低压流量阀被配置为在选自以下流入流体压力水平中的至少一者的低流入流体压力下提供基本上恒定和/或可配置的流出流速：1bar、0.95bar、0.9bar、0.85bar、0.8bar、0.75bar、0.7bar、0.65bar、0.6bar、0.55bar、0.5bar、0.45bar、0.4bar、0.35bar、0.3bar、0.25bar、0.20bar、0.15bar、0.10bar、0.05bar、0.045bar、0.04bar、0.035bar、0.03bar、0.025bar、0.02bar、0.015bar、0.01bar或0.005bar。
17.在实施方案中，低压流量阀可以各种形式提供，例如包括但不限于滴流灌溉流量阀、灌溉喷头、灌溉阀、喷淋器、压力补偿喷头、压力补偿滴头等。
18.在实施方案中，本发明的流量控制阀允许实现任何流动流体的受控流动。
19.另外，根据本发明的实施方案的低压流量阀克服了现有技术的不足，因为本发明的阀即使在压力突变时期期间，例如在入口流管打开和/或闭合(通常在流动开始或结束时经历)时也允许维持基本上恒定的流体流出。
20.本发明的实施方案是关于一种在可变流入流体压力环境中提供恒定的流体流出的流量控制阀，所述流量阀包括：主体部分，所述主体部分具有穿过其中的流动端口，所述流动端口在一端处限定入口并且在相对端处限定出口；所述入口的特征为流量控制表面和至少两个侧壁，所述至少两个侧壁从所述控制表面向远侧朝向所述出口延伸；所述入口的至少一部分包含柔韧材料，所述柔韧材料被配置为使得所述入口对施加到所述入口的至少一部分的压力变化有所反应；并且其中响应于此，所述流量控制表面调整通过所述流量控制阀的流出；所述流量控制表面的特征为用于控制通过所述阀的所述流出的至少一个流量控制开口；所述至少一个流量控制开口具有多边形构型，所述多边形构型限定具有单个共
同顶点的两个边缘，所述边缘中的每一者具有第二顶点，所述第二顶点间隔开一定距离，从而限定所述多边形的底部，并且其中所述底部不延伸超过在所述第二顶点外部形成的假想平面；并且其中响应于施加到所述入口的压力的增加，所述底部中的至少一者或所述两个边缘中的至少一者被配置为在所述流量控制开口的内部朝向彼此塌缩。
21.在实施方案中，所述两个边缘中的第一边缘可由非柔韧材料提供，并且其中第二边缘可由柔韧材料提供。
22.在实施方案中，所述两个边缘中的第一边缘和所述两个边缘中的第二边缘可由具有不同的柔韧性程度的材料和/或不同材料提供。
23.在实施方案中，所述两个边缘中的第一边缘和所述两个边缘中的第二边缘可由不同材料提供。
24.在实施方案中，所述第一边缘的柔韧性程度可被配置为小于所述第二边缘的柔韧性程度，其中所述第二边缘可比所述第一边缘更为柔韧。
25.在实施方案中，所述底部和所述第一边缘可由非柔韧材料提供，并且其中所述第二边缘可由柔韧材料提供。
26.在实施方案中，所述底部沿着所述假想平面可为线性的。
27.在实施方案中，所述底部可为线性的，具有n个边缘，其中n至少为2或更大。
28.在实施方案中，所述底部在所述开口的内部延伸并且可被构造为以下各项中的一者：凸形、曲线、弓形、椭圆体、弯曲或圆形底部。
29.在实施方案中，所述两个边缘可具有相等长度，从而形成等腰多边形构型。
30.在实施方案中，所述两个边缘可具有不同的长度，从而限定第一边缘和第二边缘。
31.在实施方案中，所述两个边缘中的至少一者可由至少两个子区段形成。在实施方案中，所述两个子区段中的至少一者可为曲线的。在实施方案中，所述至少两个子区段可被构造为相对于至少一个顶点具有不同的角度。
32.在实施方案中，所述流量控制表面包括至少两个流量控制开口。
33.在实施方案中，所述流量控制开口可沿着所述流量控制表面居中。
34.在实施方案中，所述流量控制开口可沿着所述流量控制表面以选自例如包括但不限于以下各种方式的组中的一种方式进行设置：居中地、对称地、不对称地、沿着至少一个轴对称、沿着至少一个轴不对称等。
35.在实施方案中，所述主体和/或流量控制表面可装配在选自例如包括但不限于以下各项的组的壳体内：滴流灌溉设备壳体、内置式组件、旗状滴头组件、旗状滴头组件、旗状滴头组件、压力补偿壳体。
36.在实施方案中，所述壳体可形成旗状滴头组件的至少一部分。
37.在实施方案中，所述壳体可形成旗状滴头组件的至少一部分。
38.在实施方案中，所述壳体可形成包括隔膜的压力补偿壳体的至少一部分，其中所述压力补偿壳体的一部分限定所述至少两个侧壁中的至少一者和所述至少两个边缘中的一者。
39.在一些实施方案中，所述压力补偿壳体还可包括至少一个或多个构件，例如包括但不限于过滤器和/或流体流动曲折路径。
40.在所述压力补偿壳体的一些实施方案中，所述至少两个侧壁中的至少一者可由所
述压力补偿壳体的至少一部分形成。
41.在所述压力补偿壳体的一些实施方案中，所述底部可由所述压力补偿壳体的至少一部分形成。
42.在实施方案中，任选壳体可与管和/或流管集成在一起。
43.在实施方案中，所述壳体可以喷头的形式提供。
44.在实施方案中，所述壳体可为喷淋器阀。
45.在实施方案中，所述流量控制表面可被配置为在所述流量控制开口周围具有不均匀的柔韧性水平。任选地，在所述流量控制开口周围的所述不均匀的柔韧性水平可沿着所述侧边缘中的至少一者或所述底部的至少一部分设置。
46.在实施方案中，所述装置可被配置为在所述流量控制开口周围具有至少两个柔韧性水平。
47.在实施方案中，每个侧边缘可单独地被配置为具有单独的硬度和/或弹性和/或柔性和/或柔韧性水平。
48.在本技术的上下文中，术语等腰多边形被称为具有至少一条对称线并且其中至少两侧的长度是相等的多边形。
49.在本技术的上下文中，术语流体和/或流动流体可能够互换地指任何流体、液体、气体、空气、或其混合物。
50.在本技术的上下文中，术语柔韧和/或柔性和/或弹性材料可能够互换地使用来指对压力的变化有所响应的材料。
51.如本文所用，术语“约”是指+/-10％。
52.在本技术的上下文中，术语“包含(comprises)”、“包含(comprising)”、“包括(includes)”、“包括(including)”、“具有(having)”及其同源词表示“包括但不限于”。术语“由
……
组成”表示“包括且限于”。术语“基本上由
……
组成”表示组合物、方法或结构可包括附加成分、步骤和/或部件，但只有在附加成分、步骤和/或部件不会实质性地改变所要求保护的组合物、方法或结构的基本和新颖特性的情况下才可行。
53.字词“示例性”在本文中用于表示“用作实例、例子或例示”。被描述为“示例性”的任何实施方案不一定被解释为比其他实施方案优选或有利，和/或排除来自其他实施方案的特征的并入。
54.字词“任选地”在本文中用于表示“在一些实施方案中提供而在其他实施方案中不提供”。本发明的任何特定实施方案可包括多个“任选”特征，除非此类特征存在冲突。
55.如本文所用，除非上下文另有明确指明，否则单数形式“一个”、“一种”和“所述”包括复数个提及物。例如，术语“化合物”或“至少一种化合物”可包括多种化合物，包括其混合物。
56.贯穿本技术，可以范围形式呈现本发明的各种实施方案。应当理解，呈范围形式的描述仅仅是为了方便和简洁起见，而不应被解释为对本发明范围的硬性限制。因此，对范围的描述应被视为确切地公开了所有可能的子范围以及该范围内的各个数值。例如，对诸如1至6的范围的描述应被视为确切地公开了子范围，诸如1至3、1至4、1至5、2至4、2至6、3至6等，以及该范围内的各个数值，例如1、2、3、4、5和6。不管范围有多宽，这都适用。
57.在本文中无论何时指示数值范围，都旨在包括所指示的范围内的任何引用数值
(分数或整数)。短语在第一指示数值与第二指示数值“之间的范围(ranging/ranges)”和“范围(ranging/ranges)为”第一指示数值“至”第二指示数值在本文中可互换地使用并且旨在包括第一指示数值和第二指示数值以及在它们之间的所有分数和整数数值。
58.在那些使用类同于“a、b和c中的至少一者等”俗语的情况下，一般而言，这种结构意图具有本领域技术人员对该俗语所理解的意义(例如，“具有a、b和c中的至少一者的系统”将包括但不限于具有单独a、单独b、单独c，同时具有a和b，同时具有a和c，同时具有b和c，和/或同时具有a、b和c等的系统)。本领域的人员应当进一步理解，呈现两个或更多个替代术语的几乎任何转折性字词和/或短语(无论是在说明书、权利要求中还是在附图中)都应被理解为涵盖包括这些术语中的一者、这些术语中的任一者或两个术语的可能性。例如，短语“a或b”将被理解为包括“a”或“b”或“a和b”的可能性。
59.如本文所用，术语“方法”是指完成给定任务的方式、手段、技术和程序，包括但不限于化学、药理学、生物学、生物化学和医学领域的从业者已知的或根据已知的方式、手段、技术和程序容易开发出的那些方式、手段、技术和程序。
60.除非另有定义，否则本文所用的所有技术和科学术语都具有与本发明所属领域的普通技术人员通常所理解相同的含义。本文提供的材料、方法和实例仅是说明性的，而不意图进行限制。
附图说明
61.本文中参考附图仅通过举例来描述本发明。现在特别详细地参考附图，应强调的是，所示的细节仅是举例并且用于说明性讨论本发明的优选实施方案的目的，并且所述细节的呈现是为了提供被认为是对于本发明的原理和概念方面最有用和最容易理解的描述的内容。在此方面，并不试图以比基本理解本发明所需更多的细节示出本发明的结构细节，说明书结合附图将使本领域技术人员清楚明白如何在实践中体现本发明的若干种形式。
62.在附图中：
63.图1a至图1d是现有技术灌溉阀的图示；
64.图1e是示出现有技术灌溉阀在不同的压力环境中的流体流动行为的曲线图；
65.图1f是现有技术灌溉阀的图示；
66.图2是当与现有技术装置的流体流动响应比较时比较根据本发明的实施方案的流量阀的流体流动行为的曲线图；
67.图3a至图3f示出了根据本发明的任选的实施方案的装置的示意图的不同视图；
68.图4a至图4d示出了根据本发明的任选的实施方案的装置的示意图；
69.图5a至图5d示出了根据本发明的任选的实施方案的装置的示意图的不同视图；
70.图6a至图6d示出了根据本发明的任选的实施方案的装置的示意图的不同视图，所述装置以压力补偿喷头的形式示出；
71.图7a至图7d示出了根据本发明的任选的实施方案的装置的示意图的不同视图，所述装置以压力补偿喷头的形式示出；
72.图7e至图7h示出了根据本发明的实施方案的压力补偿喷头响应于增加的流体压力的行为的示意图；
73.图8是示出根据本发明的实施方案的流量控制开口的构型响应于流入流体压力的
变化的曲线图；
74.图9是根据本发明的实施方案的任选的实施方案的示意图；并且
75.图10a至图10c示出了根据本发明的任选的实施方案的各种示意图。
具体实施方式
76.参考附图和随附描述可更好地理解本发明的原理和操作。
77.以下附图参考标记贯穿说明书用于指在下文贯穿本说明书使用的具有类似功能的部件。
78.10内置导管型流管；
79.100流量控制阀；
80.100i流量控制阀入口；
81.100o流量控制阀出口；
82.102压力敏感侧壁；
83.102e侧壁外表面；
84.102i侧壁内表面；
85.104流量控制表面；
86.106内部流动体积；
87.108主体；
88.110流量控制开口；
89.110a打开构型；(零压力)
90.110b受控构型；(高压)
91.110c回流构型；(负压)
92.112侧边缘；
93.114共同顶点(第一端)；
94.116第二顶点(第二端)；
95.118底部；
96.118a梯形底部；
97.118b弓形底部；
98.118c线性底部；
99.120多狭缝流量控制表面；
100.122第一流量控制开口；
101.124第二流量控制开口；
102.130滴流喷头；
103.140流量补偿喷头壳体；
104.142上部壳体部分；
105.143过滤器构件；
106.144隔膜；
107.145流体流动曲折路径；
108.146下部壳体部分；
109.148出口孔；
110.150边缘硬度水平；
111.150a、150b；边缘硬度水平；
112.210流量控制开口；
113.212侧边缘；
114.212a第一长度侧边缘；
115.212b第二长度侧边缘；
116.214共同顶点(第一端)；
117.216a、216b第二顶点(第二端)；
118.218底部；
119.图1a至图1d示出了如在atkinson等人的美国专利号4,190,206中所描绘的现有技术流量控制阀。图1a示出了阀的透视图，所述阀包括终止于一对收缩的唇状物14的主体部分12，所述收缩的唇状物以间隔开的关系终止于彼此以形成入口开口16。所述阀用于通过改变入口开口16的形状来控制流量。
120.图1b和图1d示出了处于打开构型的现有技术入口开口。图1c示出了图1b所示的入口开口的闭合的入口开口。
121.如可看到的，现有技术入口开口16以在中心受控制的对称中心开口的形式提供，使得所述入口开口因沿着中心开口的中间部分施加压力而闭合，如图1c所示，从而在现有技术图像中留下标记为30的两个侧开口。
122.图1e示出了atkinson等人的美国专利号4,190,206中所描绘的图11的复制图，这是现有技术灌溉控制阀在不同的入口流体流动压力下的行为的代表曲线图。这通过图形地说明以加仑/小时(gph)计的流量与每平方英寸上的压力磅数(psi)之间的关系来示出。图1e明确强调了现有技术灌溉控制阀的限制和缺点，因为曲线图明确示出了在低于6 psi的极低水压力(等于约4.2mh2o(米的水))下，其中现有技术阀无法以恒定的流速适当地调整水流。这种在低压下无法起作用的无能性是本领域中持续存在的问题，本发明的实施方案解决了所述问题。
123.根据本发明，这个问题通过本发明的关于低压流量控制阀100、130、140(图3至图7)的实施方案来解决。其中低压流量控制阀100、130、140提供了一种阀，所述阀被配置为在极低流体流入压力，实际上低至零的流入压力(例如低至0.005bar，任选地低于0.25bar，以及低于1至6bar)下产生恒定的流体流出。
124.图2示出了比较曲线图，所述比较曲线图示出了在美国专利号4,190,206、欧洲专利号43255中描述以及在具有0.25mm的固定狭缝开口的滴流灌溉阀中的现有技术灌溉控制阀相对于根据本发明的实施方案提供的低压控制阀100、130、140的行为。图2示出了以升/小时(l/h)计的流量随以mh2o(米的水)计的流入流体压力而变化。明确显示，在低于10mh2o(等于约1bar)以及类似地甚至低于2.5mh2o(等于约0.25bar)的极低水压力下，根据本发明的灌溉控制阀维持基本上恒定的流速，而现有技术控制阀在处于此类极低流体压力(特别是低于1bar)的压力下会大幅波动，并且因此无法适当地控制水流，从而提供通过阀主体的基本上恒定的流出。
125.因此，本发明的实施方案在入口流体压力(例如水)极低的环境中是特别有利的，
以避免浪费宝贵的水。另外，这允许在农业上应用于没有一致的流入水压力或没有利用加压水来进行灌溉的偏远区域。类似地，本发明的装置的使用在任何低流体压力环境中都是有利的，所述低流体压力环境低于约6bar，任选地低于约1bar，优选地低于约0.25bar并且任选地和优选地低至0.005bar和/或实际上为零压力，例如在没有允许水在压力下流动所需的基础设施的环境中。或者类似地，要求建立水源未加压而直接获自诸如河流、湖泊和类似水源的天然水源(不在压力下)的灌溉基础设施。此类未加压的天然流体源在全球范围内形成了用于农业目的的绝大多数水源。
126.本发明的实施方案提供了低压控制阀，所述低压控制阀能够在明显低于6bar以及更优选地低于1bar(等于10mh2o，14.5psi)、任选地和优选地低于0.5bar(等于5mh2o，7.25psi)以及更优选地低于0.25bar(等于2.5mh2o，约3.6psi)的极低流入流体压力下调整水流。
127.图3a示出了根据本发明的实施方案的低压流体流量控制阀100的示意图。图3a提供了装置100的透视图。图3b示出了装置100的侧视图。图3c示出了显示出装置100的局部截面图的示意性局部剖视图。
128.装置100是流体流量控制阀，所述流体流量控制阀的特征为近侧设置的流体流动入口100i和远侧设置的流体流动出口100o。装置100可被设置和/或集成在各种非限制性壳体108中，其非限制性实例在图3a至图3b中被示出为滴流灌溉控制阀的形式。装置100不限于此类壳体并且可设置在(例如)如图5至图7和图11所示的多个任选的功能性壳体中，其中所用的壳体108取决于灌溉应用，例如包括但不限于内置式灌溉组件、旗状滴头组件、滴流灌溉组件、内置式滴头组件、压力补偿滴头组件、单季地表灌溉组件、多季地表灌溉、地下灌溉组件等或其任何组合。
129.装置100包括限定流体流动端口的主体101，在所述主体中允许流体从近侧设置的入口100i(第一端)流动到远侧设置的出口100o(第二端)。主体101的至少一部分由柔韧和/或弹性和/或柔性材料提供，所述材料被配置为使得入口100i的至少一部分对施加到主体101的至少一部分的流体流动压力变化有所反应和/或响应。例如，压力敏感和/或柔性材料形成主体101的至少一部分并且特别地，入口100i的至少一部分可例如包括但不限于硅树脂、橡胶、聚合物等或其任何组合。
130.入口100i的特征为流量控制表面104和至少两个侧壁102，所述至少两个侧壁从控制表面104向远侧朝向出口100o延伸。更优选地，流量控制表面104限定流量控制开口110，所述流量控制开口也可被称为孔口。在实施方案中，流量控制表面104可由单个功能构件和/或部件提供，其用于控制(例如)如图3a至图3f所示的流量控制开口110。在一些实施方案中，流量控制表面104可由用于协调地控制流量控制开口110的至少两个或更多个功能构件和/或部件提供，例如，如图6a至图6d和图7a至图7d所描绘。入口100i的至少一部分优选地由柔性和/或弹性材料提供，所述材料被配置为使得入口100i的至少一部分对施加到入口的至少一部分的流体流动压力变化有所反应和/或响应，所述至少一部分例如包括但不限于：入口100i、流量控制表面104、流量控制开口110、侧壁102或其任何组合。
131.例如，响应于施加到入口100i的至少一部分的压力变化，流量控制表面104调节其形状和/或构型以呈现不同形状，其中不同形状允许调整和/或控制流体流，以及尤其是流体流从入口100i通过流量控制阀100和主体101流动到出口100o的速率。
132.在图3d至图3f中描绘了流体流量控制表面104的一些任选的不同形状和/或构型的非限制性实例。图3d示出了完全打开构型；图3e示出了允许将流速控制为恒定流速的控制和/或闭合位置。图3f示出了对阀进行清洁以去除任何碎屑的负压和/或逆流构型。
133.流量控制表面104的特征为用于在入口100i处控制和/或限制通过阀主体101的流量的至少一个流量控制开口110。流量控制开口110优选地被构造为具有大体上类似三角形或多边形的形状。在一些实施方案中，流量控制开口110(例如，如图3a所示)被构造为具有等腰多边形构型，所述等腰多边形构型包括两个等长边缘112(图3d)，所述两个等长边缘具有形成单个共同顶点114的第一端，并且其中等长边缘112中的每一者具有形成第二顶点116的第二端，所述第二顶点间隔开一定距离，从而限定等腰多边形形状的流量控制开口110的底部118。在实施方案中，底部118被配置为不延伸超过在所述第二顶点外部形成的假想平面218p(示出于图9中)。替代地，底部118形成于顶点116之间或朝向共同顶点114形成于开口110的内部，例如，如图所示。
134.在实施方案中，底部118可设置有选自以下各项的不同的形状和/或构型：线性、曲线、弓形、椭圆形、多边形、弯曲、圆形、半圆形、类似的几何形状或其任何组合。
135.底部118的不同构型可与流量开口110一起利用，其非限制性实例在图3a、图3d和图4a至图4c和图9中示出。
136.在实施方案中，顶点114设置有锐角，所述锐角的角度低于30度、更优选地低于20度以及最优选地低于10度。
137.在此类非限制性实施方案中，流量控制开口110的等腰多边形构型提供用于根据本发明的实施方案的控制阀100的低压功能。其中阀100通过出口100o输送基本上恒定的流体流出，而不管在入口100i处确立的广泛范围的可变输入流体流动压力如何，并且在输入流体压力低于1bar，以及任选地低于0.25bar，以及任选地处于低至约0.005bar的压力的情况下尤其如此。根据本发明的实施方案，控制阀100用于在输入流体压力低于1bar，优选地低于0.25bar，并且任选地处于约0.005bar的流入压力的环境中提供恒定的预定的输出流速。
138.在实施方案中，流量控制开口110可沿着流量控制表面104以任何方式进行设置，例如包括但不限于居中地、对称地、不对称地、沿着至少一个轴对称、沿着至少一个轴不对称等。例如，图3d示出了围绕表面104中心且对称地设置的开口110的非限制性实例。
139.在一些实施方案中，表面104的硬度、弹性、柔性和/或柔韧性可为均匀的。
140.在一些实施方案中，表面104的硬度、弹性、柔性和/或柔韧性可为不均匀的，从而沿着表面104具有可变的硬度和/或柔性分布。
141.在一些实施方案中，表面104的硬度和/或弹性和/或柔性和/或柔韧性可围绕开口110均匀地分布，其中边缘112和底部118具有相同的硬度和/或弹性水平。
142.在一些实施方案中，表面104的硬度和/或弹性和/或柔性和/或柔韧性可围绕开口110均匀地分布，其中边缘112具有相同的硬度和/或弹性水平。
143.在一些实施方案中，表面104的硬度和/或弹性和/或柔性和/或柔韧性可围绕开口110不均匀地分布，其中边缘112的至少一部分和/或底部118的至少一部分被配置为具有不均匀的硬度和/或弹性水平。
144.在一些实施方案中，表面104的硬度和/或弹性和/或柔性和/或柔韧性可围绕开口
110不均匀地分布，其中底部118和/或每个边缘112可单独被配置为具有单独的硬度和/或弹性和/或柔性和/或柔韧性水平。
145.在一些实施方案中，表面104可由至少两种或更多种不同的材料提供，所述材料围绕开口110具有可变的硬度和/或弹性和/或柔性和/或柔韧性程度和/或水平。例如，底部118和/或每个边缘112可单独被配置为由具有单独的硬度和/或弹性和/或柔性和/或柔韧性水平的不同材料提供。
146.图3c示出了阀100的一部分以及尤其是入口100i的局部剖视透视图以显示出装置100的内部工作模式。图3c具体地示出了侧壁102的从流量控制表面104向远侧和内部延伸以限定流量控制开口110的构型的内表面102i。优选地，内表面102i与入口100i成角度地朝向出口100o设置，从而形成内部流动体积106。在实施方案中，优选地，所施加的压力沿着侧壁102的外表面102e累积并且使内壁102i通过从顶点114(图3d)沿着侧边缘112(图3d)的长度朝向第二端顶点116有方向地朝向彼此塌缩而闭合，例如，如图3e所示，该图示出了受控构型110b。
147.在实施方案中，在内表面102i与外表面102e之间限定的侧壁102的壁厚可能能够根据形成阀100以及尤其是入口100i的材料和/或材料性质来配置。
148.在实施方案中，由侧壁102相对于流量控制表面104所呈现的角度可能能够根据形成阀100以及尤其是入口100i的材料和/或材料性质来配置。
149.在实施方案中，流量控制表面104的形状可能能够根据形成阀100以及尤其是入口100i的材料和/或材料性质来配置。
150.图4a至图4d示出了根据本发明的实施方案的流量控制表面104和流量控制开口110的任选构型。图4a至图4c示出了流量控制开口，其中底部118呈现任选的几何形式。图4a示出了多边形底部118a，所述多边形底部在顶点116之间具有梯形构型并且在开口110内部朝向顶点114延伸。图4b示出了向内朝向开口110和顶点114延伸的弯曲底部118b，最优选地是凸形底部。图4c示出了具有联接顶点116的单个边缘的线性底部118c。
151.图4d示出了流量控制表面120的任选的实施方案，所述流量控制表面的特征为两个流量控制开口，即第一流量控制开口122和第二流量控制开口124。在实施方案中，流量控制表面104的特征可为至少一个流量控制开口或多个流量控制开口。例如，如图4d所示，流量控制表面104以多狭缝和/或孔口流量控制表面120的形式示出，所述多狭缝和/或孔口流量控制表面相应地具有两个流量控制开口122、124，每个流量控制开口具有如前所述的等腰多边形构型。在实施方案中，多个流量控制开口可沿着流量控制表面104以任何方式进行布置。例如，如图4d所示，其中底部处于控制表面的中心，但这不是限制性构型，任选地，单独的流量控制开口的顶点和/或底部中的每一者可以任何方式相对于彼此进行配置。
152.图5至图7示出了在可变壳体108中的装置100在可变应用中的利用。
153.图5a至图5b示出了并入有具有专用壳体108的滴流喷头130的装置100。
154.图5c至图5d示出了与流管相关联的装置100的使用，所述流管的非限制性实例以灌溉管10的形式示出，其中流量控制阀100可沿着灌溉管10的外表面进行利用，这在本领域中又被称为内置式滴头组件。图5c示出了内置式滴头组件的任选的实施方案，其中滴流喷头130直接联接到例如呈灌溉管10形式的管的外表面。图5d示出了内置式滴头组件的另外任选的实施方案，其中滴流喷头130与流量补偿壳体140一起使用和/或相关联和/或集成在
一起。流量补偿壳体135可包括流体流动曲折路径、隔膜、过滤器等或其任何组合。
155.图6a至图6d示出了本发明的集成在压力补偿喷头壳体140内的装置100的任选的实施方案。图6a示出了喷头壳体140的透视顶视图，其示出了特征为过滤器部分143的上部壳体部分142。图6b示出了在管10的区段内的壳体140。图6c示出了喷头壳体140的显示出至少一个出口端口148的底视图，任选地，压力补偿喷头140的特征可为两个出口端口148，示出了所述出口端口的非限制性实例。
156.图6d示出了喷头壳体140的分解图，其显示出特征为过滤器143、隔膜144的上部壳体部分142，特征为根据本发明的任选的实施方案的流量控制开口110、210的下部壳体146。相对于压力补偿喷头140标明的流量控制开口210以与如前所述的装置100的流量控制开口110类似的方式起作用，因此它的所有功能部件和构件以类似的方式进行标记以便于理解。
157.在一些实施方案中，过滤器143可与壳体部分142集成在一起，从而形成单块上部壳体部分。在一些实施方案中，过滤器143可能够从上部壳体部分142中移除。
158.在一些实施方案中，喷头壳体140还可包括流体流动曲折路径145。曲折路径145可以任选的构型和形式提供，例如包括但不限于平直曲折路径、紊流曲折路径、u形曲折路径、双孔口曲折路径、单侧曲折路径、双侧曲折路径、如本领域中已知的类似曲折路径或其任何组合。
159.图7a至图7d示出了流量控制表面104的特写横截面图，所述流量控制表面的特征为可与图6a至图6d所示的喷头140一起提供的各种任选构型的流量控制开口110、210。在实施方案中，图7a至图7d所示的特征为流量控制开口110、210的流量控制表面104由多个构件提供。图7a至图7d示出了由至少两个功能部件形成的流量控制表面104和流量控制开口110、210，所述至少两个功能部件包括隔膜144的至少一部分和下部壳体部分146的至少一部分。因此，流量控制开口210形成于以下两者之间：壳体部分146，所述壳体部分提供开口210的第一边缘212a和底部218；以及隔膜144，所述隔膜限定开口210的第二边缘212b。因此，流量开口210由边缘212a和底部218形成，所述边缘和底部由非柔性材料提供，而边缘212b由柔性材料提供。
160.图7e至图7h示出了流量控制开口210响应于施加到流量控制表面104上的压力的变化的行为。因此，图7e至图7h描绘了流量控制开口110、210的构型随着流体压力的增加而变化。图7e示出了较低流体压力至无流体压力的构型，并且图7h示出了流量控制开口210在最高流体压力下的构型。如可看到的，对应于边缘212b的隔膜144是柔韧的并且对流体压力变化有所响应，而底部218和边缘212a是静态的，因为它们由非柔韧和/或非柔性材料形成。
161.流量控制开口210具有多边三角形构型，其中任选地，侧边缘212可具有相等长度，但更优选地，侧边缘212具有不同的长度，从而限定第一边缘212a和第二边缘212b。
162.图7a至图7d还示出了适合底部218的任选构型的流量控制开口210。流量控制开口的特征为共同的第一端顶点214、第一边缘212a、第二边缘212b，每个边缘具有相应的第二顶点216a、216b，并且特征为连接第二顶点216a和216b的底部218。在实施方案中，底部218可采用任何曲线形式以连接第二顶点216a和216b。在实施方案中，底部218可设置有选自以下各项的不同的形状和/或构型：线性、曲线、弓形、椭圆形、多边形、弯曲、圆形、半圆形、类似的几何形状或其任何组合。
163.图7a至图7d示出了开口210，所述开口被构造为使得第一边缘212b和212a在共同
的第一端顶点214与底部218之间不具有相等长度。
164.图7a将底部218示出为底部218具有弯曲构型的任选构型。
165.图7b和图7c将底部218示出为底部218为线性的任选构型。在图7b中，底部218形成基本上为直角的三角形。图7c将底部218示出为具有成角度的构型。
166.图7d示出了流量控制开口210、110的任选的实施方案，其中至少一个边缘212a、112a由包括至少两个区段212c、212d的多个区段提供，例如，如图所示。每个区段212c、212d相对于至少一个顶点214和/或216具有不同的角度。在一些实施方案中，至少一个边缘212可由至少两个(212c、212d)或更多个曲线区段提供。例如，如图所示，边缘212a相应地由区段212c和212d形成。如可了解的，边缘212a可由多于两个区段提供。
167.图7e至图7h是装置的一部分140的示意图，其示出了在增加的流体压力环境下形成于隔膜144与下部罩盖146之间的流量控制开口210、110。图7e示出了在最低压力下的构型。图7f至图7g示出了隔膜144对流体压力连续增加的响应，其中图7g示出了施加到隔膜的最高流体压力。因此，随着流体流入压力的增加，流量控制开口210、110的尺寸如图7e至图7g所示逐渐减小。
168.图8提供了在从打开构型110a(图3d)到受控构型110b(图3e)的构型改变期间流量控制开口110、210的面积的百分比变化与高达1bar的流入流体压力的图解示意图。另外，图8显示了流量控制开口110以及进而装置100被配置为对极低压力变化敏感，从而允许开口110在低压下呈现稳定构型，同时随着流入压力的增加，如由面积的百分比变化(y轴)所示的构型的变化保持稳定并且百分比变化随着流入压力的增加而减小。因此，开口110的构型从110a到110b(图3d至图3e)的变化和/或转变在极低压力变化(低于1bar和低至0.005bar)下迅速地发生，同时随着流体压力的持续增加，构型110b得以维持。
169.因此，根据本发明的实施方案的流量控制开口110的构型允许最大限度地利用经由侧壁102作用于装置100以及尤其是开口110上的可获得的液压力，以便允许流量控制开口在极低压力下，在低于1bar时，任选地在低于0.005时以及优选地低于0.25bar时对液压流入压力足够敏感。这战胜了现有技术流量控制阀，所述现有技术流量控制阀在极低压力下未展现出这些性质并且因此无法在极低压力下提供稳定和/或恒定的流体流出输送，例如，如可见于图1e和图2中。
170.因此，在0(零)bar的初始流体压力流入下，流量控制开口110呈现完全打开构型110a，随着流体压力流入的增加，开口110迅速地呈现受控构型110b，在开口110如前所述从顶点114朝向底部118闭合时，在低于1bar的流体流入压力下呈现受控构型110b。
171.另外，应当了解，开口110对流体压力流入是敏感的，从而允许装置100在具有基本上为零的低至约0.005bar的流入压力，优选地处于低于1bar的流入流体压力，以及任选地和优选地处于低于0.25bar的流入压力的环境中提供恒定的流体流出。
172.图9示出了根据本发明的任选的实施方案的流量控制开口110与任选壳体108的任选构型，所述流量控制开口是呈具有大体三角形构型的控制开口210的形式，其中侧边缘212不具有相等长度并且还示出了底部218的各种任选构型。
173.流量控制开口210在打开构型下被示出为具有共同的第一端顶点214、第一边缘212a、第二边缘212b，每个边缘具有相应的第二顶点216a、216b，并且特征为连接第二顶点216a和216b的底部218。如图所示，底部218可采用连接第二顶点216a和216b的任何曲线形
式，所限制的是所述底部不能延伸超过形成于顶点216a、216b之间的假想平面218p，例如，如图所示。因此，底部218沿着平面218p限定或向内指向开口210的中心和/或指向顶点214。图9因此示出了底部218的任选构型，例如包括但不限于线性构型218a、曲线和/或弓形和/或凸形构型218b、或类似于v形的线性构型218c、其任何组合等。
174.在实施方案中，底部218可设置有选自以下各项的不同的形状和/或构型：线性、曲线、弓形、椭圆形、多边形、弯曲、圆形、半圆形、类似的几何形状或其任何组合。
175.在任选的实施方案中，流量控制开口210可被构造为使得第一边缘212b和212a在共同的第一端顶点214与底部218之间不具有相等长度。
176.图10a至图10c示出了如图9所示的开口110、210的另外任选的构型，其中开口210的不对称的三角形构型，其中如图9中所描绘，边缘212a、212b不具有相等长度和/或硬度配置，如以相应地具有边缘212a、212b的开口210的形式所示。
177.如先前相对于底部118所描述，底部218可设置有选自以下各项的不同的形状和/或构型：线性、曲线、弓形、椭圆形、多边形、弯曲、圆形、半圆形、类似的几何形状或其任何组合。
178.图10a示出了一个实施方案，其中开口210围绕表面104在开口210周围设置有均匀的硬度和/或弹性和/或柔性和/或柔韧性。因此，表面104被配置为在开口210周围具有均匀的硬度和/或弹性和/或柔性和/或柔韧性水平。
179.图10b示出了一个实施方案，其中在开口210周围的表面104被配置为具有围绕开口210不均匀地分布的硬度和/或弹性和/或柔性和/或柔韧性水平，其中第一边缘212a相对于表面104具有第一柔韧性水平，而边缘212b具有第二柔韧性水平150，如图所示。因此，开口210在侧边缘212a、212b的任一边缘上相应地具有两个硬度和/或柔性和/或柔韧性水平。
180.在一些实施方案中，第二柔韧性水平150可由塑料和/或非柔韧和/或非柔性材料提供。
181.图10c示出了根据装置100的实施方案的流量控制开口210的顶视图，所述流量控制开口设置在任选的流管10中的壳体108内。流量控制开口210被构造为具有边缘212a、212b，所述边缘各自分别具有不同的硬度和/或柔韧性水平150a、150b，所述边缘一起工作来控制通过开口210的流量。
182.例如，第一边缘212a可被配置为具有低于第二边缘212b的柔性和/或柔韧性和/或硬度水平150b的第一柔性和/或柔韧性和/或硬度水平150a。例如，第一边缘212a可由诸如硅胶和/或橡胶等柔韧材料150a提供，而第二边缘212a可由具有高硬度水平的非柔韧和/或硬质材料150b(例如，塑料)提供。因此，在这种任选构型中，边缘212a可被配置为对沿着边缘212a施加的液压压力的变化更积极地响应；在其中，边缘212a可能从顶点214朝向底部218有方向地朝向边缘212b移位。
183.虽然图10c将底部218示出为具有与边缘212b相同的柔性和/或柔韧性和/或硬度水平，但在一些实施方案中，底部218可设置有进一步附加的柔性和/或柔韧性和/或硬度水平。
184.虽然已经相对于有限数量的实施方案描述了本发明，但应认识到，认为关于本发明的部件的最佳尺寸关系(包括尺寸、材料、形状、形式、功能和操作方式、组装和使用的变化)对于本领域技术人员来说是显而易见和清楚明了的，并且与附图中所示和本说明书中
所述等同的所有关系都意图由本发明涵盖。
185.因此，前文被视为仅说明了本发明的原理。此外，由于本领域技术人员容易想到众多修改和改变，因此不会描述成将本发明限制于所示和所述的确切结构和操作，并且因此，在本发明的范围内可采用所有合适的修改和等同物。
186.应注意，在权利要求中出现附图标记的情况下，此类标记仅出于提高权利要求的可理解性的目的而被包括在内并且决不对权利要求的范围进行限制。
187.虽然已经参考附图描述了本发明的特定的优选实施方案，但应当了解，本发明不限于该确切的实施方案并且在不脱离本发明的由随附权利要求限定的范围或精神的情况下，本领域的普通技术人员可在其中进行各种改变和修改。
188.本领域技术人员还将想到本发明的另外的修改，并且所有此类修改都被认为落入本发明的如由随附权利要求限定的精神和范围内。
189.因此，前文被视为仅说明了本发明的原理。此外，由于本领域技术人员容易想到众多修改和改变，因此不会描述成将本发明限制于所示和所述的确切结构和操作，并且因此，在本发明的范围内可采用所有合适的修改和等同物。
190.应当了解，本发明的为清楚起见而在单独的实施方案的上下文中描述的某些特征也可组合地提供在单个实施方案中。相反，本发明的为简洁起见而在单个实施方案的上下文中描述的各种特征也可单独地或以任何合适的子组合提供，或在本发明的任何其他描述的实施方案中适当地提供。在各种实施方案的上下文中描述的各种特征不应被视为是这些实施方案的必要特征，除非实施方案没有这些元素无法操作。
191.尽管已经结合本发明的特定实施方案描述了本发明，但清楚明了的是，许多替代方案、修改和变化对于本领域技术人员来说将是显而易见的。因此，意图包含落入所附权利要求的范围内的所有此类替代方案、修改和变化。
192.本技术中任何参考文献的引用或标识不应被解释为承认此类参考文献可作为本发明的现有技术来获得。
193.章节标题在本文中是为了便于理解本说明书而使用的并且不应被解释为必然进行限制。
194.虽然已经相对于有限数量的实施方案描述了本发明，但应当了解，可对本发明进行许多变化、修改和其他应用。