手动平衡阀的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种手动平衡阀，包括上游端和下游端、以及分别被配置在上游端和下游端处的第一均压环(500a)和第二均压环(500b)。第一均压环和第二均压环中的每一个包括被限定在内周边缘部(510)和外周边缘部(515)之间的环形体(505)、邻近内周边缘部构造的环形腔(520)、在内周边缘部上构造并且与环形腔流体连通的多个孔(525)、和与环形腔流体连通并径向地延伸到环形体之外的压力计接口(T)。第一均压环和第二均压环适于提供上游端和下游端中的每一个处的静压力值，以测量其间的压差并控制通过所述阀的流体流量。
【专利说明】手动平衡阀
【技术领域】
[0001]本发明一般地涉及流量控制阀，并且更特别地，涉及用在中央空调设备中的手动平衡阀。
【背景技术】
[0002]手动平衡阀或双调节阀主要用在中央空调设备中以实现冷却/加热介质(即，冷冻水/热水)的均衡分布。这些基本上是安装在每个空气调节装置、通风盘管装置和全部支点处的节流阀，从而将循环系统带至尽可能靠近该设备调试时的设计状态。
[0003]常规手动平衡阀被配置成球阀模式(如图1)或Y形模式，并且典型地包括用于手动流量微调的手轮、用于确定流量的压差测量装置和用于防止阀设置的篡改的锁定结构。这种阀还具有用于记忆/存储阀设置的配置，使得该阀可以被复位至之前的设定值。此外，常规阀提供紧密节流。而且，这些常规阀具有校准的比例因子“Kv”，针对把手的每个和每次设置确保具有公差。
[0004]高达12英寸并且具有上述特征的手动平衡阀在本领域中是已知的(如图1)。大尺寸平衡阀，即，大于12英寸，并且具有如图1所示的典型配置的阀是不可用的，因为其由于巨大的尺寸、重量和成本投入而未被制造。这种大于12英寸的大尺寸平衡方案通常包括用作节流阀的蝶形/闸门/球阀“B”和与所述阀串联连接的单独的流量测量装置“F”，如图示用于大尺寸管道的流量控制的配置的示意图的图2所示。观察到，这种流量测量装置“F”将需要最小是流量测量装置的上游的阀的标称直径的7倍且最小是流量测量装置“F”的下游的阀的标称直径的3.5倍的管道，以获得流量测量的目标精度。因而，需要长的管道来安装这种大尺寸平衡阀系统，以实现空调设备中的平衡，为此，设备设计变得困难，并且不能够实现合适的空间利用。
[0005]因此，用于大型管道(大于12英寸尺寸)中的液体循环平衡的传统上已知的解决方案面临许多固有缺点，主要的缺点是需要具有是管线的标称直径的近似10.5倍的直径用于安装，这在设备位置通常是不可实现的。此外，在这些常规解决方案中，例如如图2所示，节流阀和流量测量装置是单独的系统。而且，这种平衡方案中使用的流量测量主元件是固定喷嘴或者包括具有有限流量测量范围的流量喷嘴。这种阀的另一个缺点在于，一旦阀关闭，则该设备在稍后阶段中在平衡状态下的再调试需要再次执行流量测量和调整。此外，常规系统仅能够在流动是层流时工作。不存在在湍流时也有效地工作的可用系统。因此，应当明白，常规平衡阀不可靠并且不容易操作，并且由于需要长的管道长度，这种平衡方案的使用涉及材料方面的高成本，并且提供有效地流量操作范围。
[0006]因而，持续存在对成本有效、结构简单、可靠且容易使用的大尺寸平衡方案的需求。
[0007]进一步，持续存在对结合平衡阀中需要的所有必要特征但同时具有短的面对面距离的大尺寸平衡方案的需求。
[0008]而且，存在对不需要单独的流量测量装置或用于安装的长的长度的管道的大尺寸平衡方案的需求。
[0009]而且，存在可以用于控制用于层流以及湍流流体流的流量的大尺寸平衡方案的需求。
【发明内容】
[0010]考虑到现有技术中固有的前述缺点，本发明的一般目的是提供一种从现有技术中消除上述和其它缺点的大尺寸手动平衡阀。
[0011]因而，本发明的目标是提供一种成本有效、结构简单、可靠且容易使用的手动平衡阀。
[0012]本发明的另一个目标是提供一种不需要单独的流量测量装置和用于安装的长长度管道的手动平衡阀。
[0013]本发明的又一个目标是提供一种可以用于控制测流以及湍流流体流的流量的手动平衡阀。
[0014]根据随后的描述，本发明的这些和其它目标和优点将是明显的。
[0015]考虑到上述目标，本发明的一个方面涉及一种手动平衡阀，用于控制通过该手动平衡阀的流体流量。该手动平衡阀包括具有限定有上游端和下游端的轴向延伸流体通道的流量控制装置，以及分别被配置在上游端和下游端处的第一均压环和第二均压环。第一均压环和第二均压环中的每一个包括被限定在内周边缘部和外周边缘部之间的环形体、邻近内周边缘部构造的环形腔、在内周边缘部上构造的多个孔和被构造成与环形腔流体连通并径向地延伸到环形体之外的压力计接口。所述多个孔还与环形腔流体连通并延伸到环形腔中。第一均压环和第二均压环适于提供上游端和下游端中的每一个处的静压力值，用于确定该手动平衡阀上的压差，并且从而确定通过该手动平衡阀的流体流量，以控制通过该手动平衡阀的流体流量。
[0016]在本发明的另一个实施例中，流量控制装置是流体流量控制阀。
[0017]在本发明的又一个实施例中，流体流量控制阀是蝶形阀，该蝶形阀包括阀体，阀体包括在该阀体中构造的阀座和阀盘。阀盘在阀轴的帮助下可枢转地安装至阀座，并且适于与所述阀轴一起在大致垂直于阀座的一个位置和大致平行于阀座的另一个位置之间转动，以获得相对于阀座的角方位，用于控制通过阀体的流体的流量。该蝶形阀还包括连接至阀盘的齿轮箱。齿轮箱适于设定用于阀盘相对于阀座的角方位的值，并且锁定该设定值，以防止改变该设定值。
[0018]在本发明的又一个实施例中，蝶形阀是同心蝶形阀。
[0019]在本发明的又一个实施例中，蝶形阀是高性能蝶形阀。
[0020]在本发明的又一个实施例中，蝶形阀是三偏心金属座式蝶形阀。
[0021]在本发明的又一个实施例中，齿轮箱包括外壳、手轮、环形标尺和指针组件、锁定机构和蝶形螺母组件，该外壳具有适于连接至阀轴的涡轮，手轮连接至可操作地连接至涡轮的螺纹涡轮轴，用于使得手轮能够旋转，从而能够使得阀轴能够旋转，环形标尺和指针组件连接至涡轮并被校准以描绘阀盘的角方位的值，锁定机构连接至手轮用于防止篡改阀盘的角方位的设定值，蝶形螺母组件适于设置阀盘的角方位的最大值。
[0022]在本发明的又一个实施例中，涡轮通过插入阀轴和涡轮中的对应狭槽中的一个或两个楔连接至阀轴。
[0023]在本发明的又一个实施例中，第一均压环和第二均压环中的每一个通过在环形体的外周边缘部处配置的连接装置(165)连接至上游端和下游端。
[0024]本发明的另一个方面涉及一种用于控制通过手动平衡阀的流量的方法。该方法包括设置蝶形阀，该蝶形阀包括具有限定上游端和下游端的轴向延伸流体通道的阀体，并且包括具有在该阀体中构造的阀座和阀盘的阀体，阀盘在阀轴的帮助下可枢转地安装至阀座，并且适于与所述阀轴一起在大致垂直于阀座的一个位置和大致平行于阀座的另一个位置之间转动，以获得相对于阀座的角方位，用于控制通过阀体的流体的流量。该蝶形阀还包括连接至阀盘的齿轮箱。齿轮箱适于设定用于阀盘相对于阀座的角方位的值，并且锁定该设定值，以防止改变该设定值。该方法还包括分别在上游端和下游端处配置第一均压环和第二均压环，用于在上游端和下游端中的每一个处提供静压力值。第一均压环和第二均压环中的每一个包括被限定在内周边缘部和外周边缘部之间的环形体、邻近内周边缘部构造的环形腔、在内周边缘部上构造的多个孔和被构造成与环形腔流体连通并径向地延伸到环形体之外的压力计接口。所述孔与环形腔流体连通并延伸到环形腔中。
[0025]此外，该方法包括将阀盘的角方位设置到目标值。该方法还包括通过采用第一均压环和第二均压环测量静压力来确定上游端和下游端之间的压差。此外，该方法还包括基于所述压差和阀盘的角方位计算通过所述阀的流体流量，从而控制通过手动平衡阀的流体流量。最后，该方法包括通过旋转阀轴手动调整阀盘的角方位，直到计算出的流体流量达到目标值。
[0026]在本发明的另一个实施例中，配置第一均压环和第二均压环中的每一个的步骤包括:提供被限定在内周边缘部和外周边缘部之间的环形体，提供邻近内周边缘部构造的环形腔，提供在内周边缘部上构造的多个孔，所述多个孔与环形腔流体连通并延伸到环形腔中，并且提供被构造成与环形腔流体连通并径向地延伸到环形体之外的压力计接口，用于能够确定静压力。所述孔与环形腔流体连通并延伸到环形腔中。
[0027]本发明的又一个方面涉及一种适于能够测量在预定位置处的静压力的均压环。该均压环包括:被限定在内周边缘部和外周边缘部之间的环形体；邻近内周边缘部构造的环形腔；在内周边缘部上构造的多个孔；和压力计接口，被构造成与环形腔流体连通并径向地延伸到环形体之外，用于使得能够确定在所述预定位置处的静压力。所述多个孔与环形腔流体连通并延伸到环形腔中；
[0028]在本发明的另一个实施例中，均压环适于通过在环形体的外周边缘部处配置的连接装置连接在管道的横截面上。
[0029]本发明的这些方面和其它方面，以及表征本发明的新颖的各种特征在随附于此的权利要求中被特别地指出，并且形成本发明的一部分。为了更好地理解本发明、它的工作优点以及通过它的使用获得的具体目标，应当参照其中图示本发明的示例性实施例的附图和描述性内容。
【专利附图】
【附图说明】
[0030]参照接下来结合附图的详细描述和权利要求，本发明的优点和特征将被更好地理解，在附图中:[0031]图1图示如本领域已知的直径高达12英寸的典型手动平衡阀的视图。
[0032]图2图示如本领域已知的典型的大尺寸手动平衡配置的示意图。
[0033]图3图示根据本发明的一个实施例的手动平衡阀的透视图。
[0034]图4图示根据本发明的另一个实施例的手动平衡阀的分解视图。
[0035]图5图示在图4的手动平衡阀中使用的齿轮箱的正视图。
[0036]图6图示在图4的手动平衡阀中使用的蝶形阀的分解视图。
[0037]图7图示在图4的手动平衡阀中使用的均压环的透视图。
[0038]图8A图示图7中示出的均压环的正视图，其中它的一部分被去除以图示其内部结构。
[0039]图8B图示图8A中示出的均压环的沿着截面线B_B的截面图。
[0040]图8C图示图8A中图示的均压环的一部分的放大视图。
[0041]图9图示用于通过图4中示出的手动平衡阀控制流量的方法的流程图。
【具体实施方式】
[0042]为说明性目的在本文中详细描述的示例性实施例在结构和设计方面容易进行多种变化。然而，应当强调的是，本发明不限于如所描述的特定手动平衡阀。所理解是，在情况可能建议或提供对策时，多种省略和等同物的替换是被预期的，但这些的意图是涵盖不偏离本发明的权利要求的范围的应用或实施方案。
[0043]本文中的用语“a”和“an”不表示数量的限制，而是表示所引用的项中的至少一个的存在。进一步，本文中的用语“第一”、“第二”等不表示任何顺序、数量或重要性，而是用来区分不同的元件。
[0044]参照图示根据本发明的一个实施例构造的大尺寸手动平衡阀100的图3。在本发明的一种实施例中，平衡阀的直径大于300mm。进一步，如图3所示，平衡阀100包括流量控制设备105，流量控制设备105具有限定上游端205和下游端210的轴向延伸流体通道'P,。流量控制设备105适于用做主节流装置。进一步，如图3所示，大尺寸手动平衡阀100 (以下称为“平衡阀100”)还包括分别被配置在上游端205和下游端210处的第一均压环150a和第二均压环150b。第一均压环和第二均压环150a，150b适于使得能够测量在上游端和下游端205，210中的每一个处的静压力的值。上游端和下游端205，210中的每一个处的静压力的测量值被用于确定这两端之间的压差，压差值因而用于确定通过平衡阀100的流体流量，从而控制从中通过的流体流量。稍后将参照图7，8A和8B详细地说明均压环 150a 和 150b。
[0045]进一步地，在本发明的一个实施例中，流量控制设备105可以是流体流量控制阀。在本发明的另一个实施例中，如图4所示，流体流量控制阀可以是蝶形阀。特别地，图4图示根据本发明的实施例配置的平衡阀300的分解视图。除了蝶形阀305已经用作流量控制设备105之外，平衡阀300的配置类似于平衡阀100。蝶形阀305的流体通道由管道'P构造而成。如图4所示，蝶形阀305还包括齿轮箱400。稍后将结合图6说明齿轮箱的配置。如图4和6所示，蝶形阀305包括阀体310，该阀体310具有在阀体310中构造的阀座315和阀盘320。阀盘320在可旋转阀轴325的帮助下可枢转地安装至阀座315，并且适于与轴325 一起旋转以获得相对于阀座315的角方位(如图4和6所示)。阀盘320可以获得在大致垂直于阀座315的位置和大致平行于阀座315的另一个位置之间的角方位，用于选择性地控制通过阀体310的流体的流量。进一步，阀盘320具有用于最大化在宽的工作范围内的流量的设计，从而以最小的能量损失提供最佳的流量调整。在本发明的一个实施例中，阀盘320可以具有被构造成大致沿流体流的方向但不阻挡该流体流的加强肋(未示出)。而且，阀座315的两个相反面可以具有用于在诸如螺钉之类的合适的连接装置的帮助下将蝶形阀305连接至管道'P'的法兰330的多个螺纹孔。将注意到，蝶形阀305通过用作可变孔口而帮助流量控制，并且使得能够在高流量状态中实现良好的性能，并具有低的转矩和紧密关闭能力。
[0046]蝶形阀305还包括具有非常低的反冲的齿轮箱400 (如图5)。特别地，齿轮箱400可操作地连接至阀盘320，用于设定用于阀盘320相对于阀座315的角方位的值。齿轮箱400还适于锁定角方位的设定值并防止由任何非授权用户对它的改变。齿轮箱110已经在图6中被详细地示出，并包括具有适于连接至阀轴325的涡轮415 (在图6中部分地示出)的外壳405、和手轮410，该手轮410连接至可操作地连接至涡轮415的螺纹涡轮轴(未示出)，使得其能够旋转，以便引起阀轴325旋转。特别地，涡轮415的齿(未示出)与连接至手轮410的螺纹涡轮轴的齿(未示出)结合，使得手轮410在一个平面中的旋转运动转移至涡轮的旋转方向，并且因此转移至垂直平面中的阀轴325。进一步，齿轮箱400和阀轴325之间的操作性连接是通过在被构造在涡轮415中的轴孔420中设置一个或两个狭槽'S'以及在阀轴35中设置对应的狭槽“SI”实现的。在阀轴325已经定位在轴孔420A内之后，将楔插入对应的狭槽S和SI中，从而将涡轮415 (并且因此齿轮箱400)连接至阀轴35。
[0047]进一步，图5示出齿轮箱400还包括装配在涡轮箱的壳体上的环形标尺425和连接至涡轮并被校准以描绘阀盘320的角方位的设定值的指针组件430。锁定机构435连接至手轮410，用于防止阀盘的角方位的设定值被非授权人员篡改/改变。因此，平衡阀300适于记住角方位的设定值，使得设备操作者可以复位阀开口到该值，而不需要再次执行流量测量。此外，齿轮箱400包括蝶形螺母组件440，其适于设置阀盘320的角方位的最大值，以便不能将阀盘320打开到所设定的最大打开角之外。因此，齿轮箱400适于设置阀盘不能打开超过的最大打开角。进一步，齿轮箱400允许将阀盘的角方位设置在从零(即，关闭)至最大设定值的任何方位，因此在调试时记住角方位。将注意到，环形标尺425和指针430组件、锁定机构435和蝶形螺母组件440在结构上类似于传统上可获得的环形标尺和指针组件、锁定机构和蝶形螺母组件，并且因此为简要起见，避免对其工作详细描述。
[0048]重点要说明的是，齿轮箱400适于在宽的控制范围内提供蝶形阀305的阀盘320的精确定位，并且因此提供精确的和高度粒状的流量调整。在本发明的一种实施例中，齿轮箱400可以是四分之一转涡轮箱。
[0049]返回参照图4，平衡阀300包括分别在平衡阀300的上游端300A和下游端300B处构造的第一均压环500a和第二均压环500b。上游端300A是管道'P'在上游侧的端部，而下游端300B是管道'P'在阀300的下游侧的端部。将注意到，均压环500a和500b的配置类似于结合平衡阀100描述的均压环150a和150b。现在将参照图7和8A-C详细地说明均压环150a，150b，500a，500b。特别地，图7图示均压环500a的透视图。将注意到，由于所有均压环都具有相似的结构和配置，因此在此提供均压环500a的详细描述，同样的描述将适用于在说明书中提及的所有均压环。进一步，图8A图示均压环500a的正视图，其部分被去除以图示其内部结构。图8B图示均压环的沿着图8A中示出的界面线B-B的截面图。进一步，图8C图示图8A中图示的均压环500a的部分的放大视图。
[0050]如图7所示，均压环500a包括被限定在内周边缘部510和外周边缘部515之间的环形体505。均压环500a还包括被构造成邻近内周边缘部510的环形腔520 (在图8B和8C中示出)。此外，多个孔525被设置在内周边缘部510上，如图7和8C所示。特别地，所述孔525被构造成流体连通由环形腔520包围的空间。如图8B和8C所示，孔525延伸到环形腔520中。如随后将在说明本发明的工作时所说明的那样，当平衡阀300在使用中时，流过流体通道的流体通过所述孔525进入环形腔520，用于平衡静压力。进一步，如图7和8A-C所示，均压环500还包括被构造成流体连通由环形腔520包围的空间的压力计接口 T。如稍后将在说明平衡阀300的工作时所说明的那样，压力计接口 T径向地延伸到环形体505之外，并且适于实现静压力的确定。
[0051]进一步，如图7和8A所示，均压环500a设置有合适的被构造在其外周边缘部515处的连接装置530。特别地，连接装置530能够通过在螺钉(未示出)的帮助下连接至上游管道'P'的法兰340 (图4中示出)而使得能够将均压环500a连接至上游端300A。将注意到，虽然图4，7和8A图示了被构造在均压环500a上的四个连接装置530，但本发明不应当被解释为仅限于该实施例。根据在均压环500a和管道'P'之间需要的连接强度，可以设置任何数量的连接装置530。
[0052]本发明预期如本文中描述的均压环不限于仅用在手动平衡阀中，其可以用于测量任何类型的流体流中的静压力。特别地，在本发明的一个实施例中，均压环适于实现在流体流中预定位置处的静压力的测量。例如，均压环可以通过连接装置连接至管道的横截面，使得流过该管道的流体通过均压环的所述多个孔进入均压环，这由此导致压力的平衡并帮助确定在已经构造所述环的特定位置处的静压力值。因而，通过使用沿着流径的两个均压环，可以通过获得这两个环中的每一个处的静压力读数的差来测量该流径上的压差。
[0053]现在将结合图9说明平衡阀300的工作，图9图示用于控制通过平衡阀300的流量的方法600的流程图。方法600通过在流体流径中设置蝶形阀305而在602处开始。如较早描述的那样，蝶形阀305包括具有限定有上游端300a和下游端300b的轴向延伸流体通道，的阀体310。如已经结合图4说明的那样，阀体310具有在阀体310中构造的阀座315和阀盘320。此外，蝶形阀305包括适于设置用于阀盘320的角方位的值的齿轮箱400。进一步，在604处，方法600包括分别在上游端300A和下游端300B处配置第一均压环500a和第二均压环500b。特别地，如较早结合图4，7和8A-C说明的那样，第一均压环和第二均压环500a，500b通过连接装置530分别连接至上游端300A和下游端300B。平衡阀300现在准备使用，并且因而在方法600的606处，通过将阀盘320的角方位设置到目标值，允许流体流过阀300。如结合图4和6说明的那样，阀盘320的角方位是在手轮410的帮助下被设置的，使得环形标尺425和指针430组件描绘角方位的设定值。
[0054]进一步，在608处，通过合适的压差测量装置，如数字压差压力计，确定上游端300a和下游端300b之间的压差。特别地，第一均压环500a和第二均压环500b用于测量在上游端500a和下游端500b处的静压力。均压环根据下述原理工作:由于高度动态流动产生巨大的振动，根据阀盘320的角方位和所述多个孔525的角位置，流体压力沿着阀300的周边不同。如根据帕斯卡定律规定，对于不可压缩的流体，在任何封闭腔中，压力在该腔的所有点处都相同，在不同位置处检测的静压力在环形腔520中变平衡。平衡或平均静压力在压力计接口' T'被分接，压力计接口' T'在上游/下游端处或在已经配置均压环的位置处给出平均静压力。从第一均压环500a和第二均压环500b分接的平衡压力之间的差给出在上游端300A和下游端300B之间的压差的值。
[0055]一旦已经确定压差，则在610处计算通过平衡阀300的流体流量。特别地，针对特定的阀盘320开口(即，角方位)，在第一均压环和第二均压环500a，500b处的压差(平均静压力)的均方根与通过阀300的流量成正比。该比例因子“Kv”用实验方法确定，或者通过采用计算流体动力学分析确定，并与用于阀盘320的每个角方位的阀一起被提供。对于阀盘320的角方位的给定值，采用下述公式可以计算通过阀300的流体流量:
[0056]
流体流蛍=χκν (I)
[0057]在使用中，通过将数字压差压力计连接在第一均压环500a的压力计接口' T'和第二均压环500b之间，可以读出上游端300A和下游端300B之间的压差。进一步，可以从环形标尺425和指针430组件读出阀盘320的角方位以确定如由阀制造商提供的对应Kv值。压差和Kv的值随后可以应用于公式(I)以计算通过阀300的流体流量。
[0058]在计算出的流体流量不匹配流体流量的目标值的情况中，方法600包括在612处(通过使用手轮410)手动调整阀盘320的角方位。因而，压差和Kv的值将改变，从而改变流体流量。方法600在614处结束，流体流量获得目标值。
[0059]以这种方式，本发明在根据一个实施例的蝶形阀之前和之后采用独特配置的压力均压环，从而能够稳定地读取所述阀上的压差，并且因而可以容易地和方便地控制流体流量。此外，蝶形阀用作校准的可变节流孔，由于不同的打开角度，它可以在管道中提供不同的打开量，并且它被校准，因为它被设计为在每个打开角度处具有稳定的Kv。齿轮箱由于其零反冲结构和与盘轴的专门配合而能够精确地设置所述盘的打开角度。因而，高精度齿轮箱、校准的盘和允许在小长度的管道中在阀上进行稳定的流量测量的均压环的组合，有帮助于提供大尺寸平衡阀解决方案，其提供流量调整、流量测量、位置存储、大范围的允许流量、并且成本有效地和容易地处理在小于其上将进行平衡的管道的直径的3倍的面对面空间内的设计。
[0060]根据前述描述，将会明白，如本文中描述的平衡阀适于包括常规平衡阀的所有必要特征以及帮助常规平衡阀解决常规阀的固有问题的附加特征。特别地，伴随着独特的均压环的使用，本发明的大尺寸平衡阀的总面对面距离被维持等于球阀的标称尺寸。进一步，与需要最小10.5倍管道标称直径的常规大尺寸平衡阀不同，本发明的平衡阀需要小于3倍的管道直径，从而基本上降低材料成本。而且，如本文中描述的平衡阀适于被安装成任何方位，如水平、垂直、倾斜等，这种方位帮助在阀相对于管线轴线的方位方面提供灵活性，以及在压力分接点的便于在设备位置处的压差测量的方位方面提供灵活性。此外，本发明的平衡阀使得能够设置阀以实现在±7%内的流量设置精度。
[0061]而且，与常规平衡阀不同，在一种实施例中，平衡阀中的阀轴通过代替一个楔的两个楔连接至齿轮箱。因而，由楔承受的压力被分散，从而减少在长期使用期间引入的游隙或反冲的可能性。进一步，如本文中描述的平衡阀包括用于流量测量的可变节流孔，从而给出比常规方案中使用的固定节流孔系统高很多的流量测量范围。而且，本发明的平衡阀中的流量调整比常规方案中更加精确，因为它使得能够在四分之一转阀中进行50步调整，针对每个Kv步骤具有精确的Κν值。此外，考虑到锁定阀开口的设定值的选择，在阀的使用被暂时延缓之后(如在设备维护期间)需要重新调试的情况下，本发明的平衡阀可以被容易地复位到相同的位置。此外，如本文中描述的平衡阀适合层流以及湍流的流量控制，这与仅在流动是层流时可以进行流量控制的常规系统不同。
[0062]已经为了说明和描述目的呈现本发明的具体实施例的前述描述。它们的意图不是穷尽的或将本发明限制到所公开的精确形式，并且明显地，考虑到上述教导，多种修改和变化是可行的。例如，在本发明的一个实施例中，蝶形阀105可以是同心蝶形阀。在本发明的另一个实施例中，蝶形阀105可以是高性能蝶形阀。在本发明的又一个实施例中，蝶形阀可以是三偏心金属座式蝶形阀。
[0063]实施例被选择和描述以最佳地说明本发明的原理及其实际应用，并且从而使得本领域技术人员能够最好地利用本发明和适合所预期的特定用途的多种修改。所理解的是，在情况可能建议或提供对策时，多种省略和等同物的替换是被预期的，但这些省略和替换的意图是涵盖不偏离本发明的权利要求的精神或范围的应用或实施方案。
【权利要求】
1.一种手动平衡阀，用于控制通过该手动平衡阀的流体流量，该手动平衡阀包括: 流量控制装置，具有限定有上游端和下游端的轴向延伸流体通道；和 分别被配置在上游端和下游端处的第一均压环和第二均压环，第一均压环和第二均压环中的每一个包括被限定在内周边缘部和外周边缘部之间的环形体、邻近内周边缘部构造的环形腔、在内周边缘部上构造的多个孔和被构造成与环形腔流体连通并径向地延伸到环形体之外的压力计接口，所述多个孔与环形腔流体连通并延伸到环形腔中， 其中第一均压环和第二均压环适于提供上游端和下游端中的每一个处的静压力值，用于确定该手动平衡阀上的压差，并且从而确定通过该手动平衡阀的流体流量，以控制通过该手动平衡阀的流体流量。
2.根据权利要求1所述的手动平衡阀，其中流量控制装置是流体流量控制阀。
3.根据权利要求2所述的手动平衡阀，其中流体流量控制阀是蝶形阀，该蝶形阀包括: 阀体，包括在该阀体中构造的阀座和阀盘，阀盘在阀轴的帮助下可枢转地安装至阀座，并且适于与所述阀轴一起在大致垂直于阀座的一个位置和大致平行于阀座的另一个位置之间转动，以获得相对于阀座的角方位，用于控制通过阀体的流体的流量，和 连接至阀盘的齿轮箱， 齿轮箱适于设定用于阀盘相对于阀座的角方位的值，并且锁定该设定值，以防止改变该设定值。
4.根据权利要求3所述的手动平衡阀，其中蝶形阀是同心蝶形阀。
5.根据权利要求3所述的手动平衡阀，其中蝶形阀是高性能蝶形阀。
6.根据权利要求3所述的手动平衡阀，其中蝶形阀是三偏心金属座式蝶形阀。
7.根据权利要求3-6中任一项所述的手动平衡阀，其中齿轮箱包括外壳、手轮、环形标尺和指针组件、锁定机构和蝶形螺母组件，该外壳具有适于连接至阀轴的涡轮，手轮连接至可操作地连接至涡轮的螺纹涡轮轴，用于使得手轮能够旋转，从而使得阀轴能够旋转，环形标尺和指针组件连接至涡轮并被校准以描绘阀盘的角方位的值，锁定机构连接至手轮用于防止篡改阀盘的角方位的设定值，蝶形螺母组件适于设定阀盘的角方位的最大值。
8.根据权利要求7所述的手动平衡阀，其中涡轮通过插入阀轴和涡轮中的对应狭槽中的一个或两个楔连接至阀轴。
9.根据前述权利要求中任一项所述的手动平衡阀，其中第一均压环和第二均压环中的每一个通过在环形体的外周边缘部处配置的连接装置(165)连接至上游端和下游端。
10.一种用于控制通过手动平衡阀的流量的方法，该方法包括: 设置蝶形阀，该蝶形阀包括具有限定上游端和下游端的轴向延伸流体通道的阀体，并且包括具有在该阀体中构造的阀座和阀盘的阀体，阀盘在阀轴的帮助下可枢转地安装至阀座，并且适于与所述阀轴一起在大致垂直于阀座的一个位置和大致平行于阀座的另一个位置之间转动，以获得相对于阀座的角方位，用于控制通过阀体的流体的流量，并且蝶形阀包括连接至阀盘的齿轮箱，所述齿轮箱适于设定阀盘相对于阀座的角方位的值，并且锁定该设定值，以防止改变该设定值； 分别在上游端和下游端处配置第一均压环和第二均压环，用于在上游端和下游端中的每一个处提供静压力值，第一均压环和第二均压环中的每一个包括被限定在内周边缘部和外周边缘部之间的环形体、邻近内周边缘部构造的环形腔、在内周边缘部上构造的多个孔和被构造成与环形腔流体连通并径向地延伸到环形体之外的压力计接口，所述孔与环形腔流体连通并延伸到环形腔中；将阀盘的角方位设置到目标值；通过采用第一均压环和第二均压环测量静压力来确定上游端和下游端之间的压差；基于所述压差和阀盘的角方位计算通过所述阀的流体流量，从而控制通过手动平衡阀的流体流量；以及通过旋转阀轴手动调整阀盘的角方位，直到计算出的流体流量达到目标值。
11.根据权利要求10所述的方法，其中配置第一均压环和第二均压环中的每一个的步骤包括:提供被限定在内周边缘部和外周边缘部之间的环形体，提供邻近内周边缘部构造的环形腔，提供在内周边缘部上构造的多个孔，所述多个孔与环形腔流体连通并延伸到环形腔中，并且提供被构造成与环形腔流体连通并径向地延伸到环形体之外的压力计接口，用于能够确定静压力。
12.一种适于能够测量在预定位置处的静压力的均压环，该均压环包括:被限定在内周边缘部和外周边缘部之间的环形体；邻近内周边缘部构造的环形腔；在内周边缘部上构造的多个孔，所述多个孔与环形腔流体连通并延伸到环形腔中；和压力计接口，被构造成与环形腔流体连通并径向地延伸到环形体之外，用于使得能够确定在所述预定位置处的静压力。
13.根据权利要求12所述的均压环，其中均压环适于通过在环形体的外周边缘部处配置的连接装置连接在管道的横截面上。
【文档编号】G01F1/34GK103748391SQ201280035303
【公开日】2014年4月23日 申请日期:2012年6月4日 优先权日:2011年6月2日
【发明者】乌马·尚卡尔, 普里亚可·加格, 乔治·马修斯, 高尔夫·辛格拉 申请人:高级阀私人有限公司