用于直接流量测量的可旋转孔板的制作方法
【专利说明】用于直接流量测量的可旋转孔板
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求2013年I月25日提交的临时申请序列号61/756814(代理人案卷编号F-B&G-X0006//911-19.8-1)的权益，该临时申请通过引用整体并入本文。
[0003]本申请也是2012年11月20日提交的申请序列号13/681628 (代理人案卷编号F-B&G-X0003//911-19.6-1)的部分继续申请案，并要求其权益，其通过引用整体并入本文。
技术领域
[0004]本发明涉及用于提供直接流量测量的技术；并且更具体地说，本发明涉及一种被配置用于提供直接流量测量的阀。
【背景技术】
[0005]目前，大多数流体以恒定速率流动的已知系统需要单独的永久流量测量装置来验证系统的流速。系统中的这些附加组件占用额外的空间，并且增加压力相关系统的水头损失。取决于被使用的流量测量装置的类型，可能需要显著量的额外管长度。在流体流系统中的永久流量测量装置也常遭受水垢或悬浮物积聚。
【发明内容】
[0006]本发明提供了一种新的并且独特的技术、装置或特征，使得能够通过孔板来获得直接的流体流量测量，所述孔板可暂时被用于任何系统，所述系统具有压力无关型流量调节装置并需要恒定流量。
[0007]当与压力无关型流量控制装置结合使用时，在流体流系统中合并临时直接流量测量，并减少系统中所需要的组件的总量的本发明，在确定整个系统的水头损失要求时，提供了一个临时水头损失位置，因为当测量流量时由采用可旋转孔板引起的压降变化由压力无关型流量控制装置的压差调节器补偿。可旋转孔板的临时特性防止了水垢或物质聚集在装置内，并消除了对维护以清洁或更换固定的孔装置的需要。
[0008]本发明包括用于流量测量的孔板，如果需要的话，通过操作员可使其垂直旋转进入或离开流动路径。操作员可以旋转孔板进入流动路径以使用该装置作为流量测量的瞬时装置，来验证通过该装置的流体流的容积速率。当与下游的压力无关型流量控制装置结合使用时，当孔板被接合时所引起的瞬时压力降将通过压力无关型流量控制装置内的压力调节器进行补偿，从而保持系统中的恒定流体流量。当流量测量完成时，操作员可以旋转孔板离开流动路径。
[0009]孔板可以通过沿期望的旋转轴线枢转被安装在装置中。手柄或刻度盘将控制一个枢轴的旋转，该枢轴继而将控制孔板的位置。孔板可具有固定的校准内径。压力分接头可位于孔板的紧邻上游和下游，并且将分别被感测和用于确定上游和下游的压力。在装置主体或外壳内的端口特征部将允许压力分接头被测量。流量可通过当孔板旋转就位，垂直于流时，与校准孔板的流量系数相关的在上游和下游分接头之间施加测得的压力差被确定。
[0010]替代实施例可以包括单独的可互换的孔插入件，其能够允许测量不同流速和条件。该孔本身可以根据系统中流动的流体类型偏心于在流体流中垂直的板的直径。具有高颗粒物浓度的流体可能需要使用偏心孔。同样地，弓形(segmental)或扇形(quadrant)半径类型孔可以在该孔板中被使用。
[0011]也可以出现使用流量喷嘴或普通喷嘴代替固定孔的流量测量。任一类型的喷嘴也可以有同样的效果。流量将使用改变以适应孔或喷嘴的设计的流量系数被类似地计算。压力分接头可以在装置上的任何取向上。压力无关型流量控制装置，例如压力无关型控制阀或压力无关型限流器的使用，在流量测量装置被接合时确保恒定的流量。
[0012]可旋转孔板的另一实施例可在孔板的轴线上使用集成的端口特征部，以允许其中一个压力分接头被测量。
[0013]可旋转孔板可作为其自己的装置被采用，或者它可以被合并到压力无关型控制阀或其他流量控制装置内。
具体实施例
[0014]根据一些实施例，本发明可以采用上装置的形式，诸如包括与可旋转孔板结合的阀壳或阀体的阀。
[0015]阀体或阀壳可以被配置为设置在具有流体流的管道内，或者形成其部分，并且还配置为具有至少一个设置在沿着所述管道的至少一个位置的压力分接头，以允许管道的流体流的压力被测量。可旋转孔板具有被配置或形成在其中的孔，并被配置成在阀体或阀壳内关于旋转轴线上旋转，所述可旋转孔板沿管道被定位在与至少一个压力分接头不同的位置，用于在提供正常流体流操作的第一可旋转位置和提供流体流的直接流量测量的基本垂直于流体流的第二可旋转位置之间旋转，使得当孔板在第二可旋转位置时，流体流的直接流量测量可以至少部分地基于由至少一个压力分接头传感器感测到的、包含关于在至少一个压力分接头处的测量的压力的信息的信号被确定。
[0016]本发明可以包括以下附加特征中的一个或多个:
[0017]该至少一个压力分接头可包括在沿着管道的上游位置的上游压力分接头，以允许管道的流体流的上游压力被测量，和在沿着管道的下游位置的下游压力分接头，以允许管道的流体流的下游压力被测量，使得当孔板处于第二可旋转位置时，流体流的直接流量测量至少部分地基于由上游和下游压力分接头传感器所感测的、包含关于与校准孔的流量系数相关的上游和下游压力分接头之间的测量的压力差的信息的信号被确定。
[0018]该装置可包括信号处理器或处理模块，其被至少配置为:从上游和下游压力分接头传感器接收信号，并至少部分地基于所接收的信号确定流体流的直接流量测量。
[0019]孔板的旋转轴可被配置在沿管道的上游和下游位置之间。
[0020]该孔板可包括具有集成的轴向压力分接头的孔板阀杆，所述轴向压力分接头在其中沿着旋转轴配置，以允许一个压力分接头被测量。
[0021]孔板可以包括至少一个配置在其中的集成的对应上游或下游分接头；并且该装置可以包括具有集成的轴向压力分接头的孔板阀杆，所述轴向压力分接头在装置中沿着旋转轴配置，以允许至少一个集成的对应上游或下游分接头被测量。
[0022]孔板可以被配置为环状结构，该环状结构具有当孔板被旋转到第一可旋转位置时，基本上允许流体流通过孔板的厚度，所述环被配置为形成具有这样的流量系数的校准孔，以当孔板被旋转到第二可旋转位置时，允许校准的流体流通过孔板。
[0023]该装置可以包括具有手柄的致动器，所述手柄被配置为在第一和第二可旋转位置之间使孔板旋转。
[0024]孔板可以包括或者采用单独的可互换的孔插入件的形式，孔插入件被配置为允许待测量的不同流速和条件。
[0025]孔板采用校准孔板的形式，其可以被配置为偏心于孔板的直径。
[0026]校准孔板的偏心率可以至少部分基于或根据在管道内的流体流的类型，其包括具有高颗粒浓度的流体可能需要使用偏心孔，包括弓形或扇形半径类型孔。
[0027]孔板可以包括或采取流量喷嘴或普通喷嘴的形式。
[0028]孔板可配置成具有在孔板的轴线上的集成端口，该集成端口被配置为允许至少一个上游或下游压力分接头被测量。
[0029]孔板可以包括配置为具有对应的上游或下游压力分接头的孔板构件，所述孔板构件与上游和下游压力分接头流体连通以确定测得的压力差。
[0030]孔板可配置成具有圆周通道，以当孔板处于用于提供正常流体流操作的第一可旋转位置时，允许流体流动。
[0031]该装置可包括信号处理器或处理模块，其被至少配置为:从上游和/或下游压力分接头传感器接收信号，并至少部分地基于所接收到的信号确定流体流的直接流量测量。
[0032]本发明的一个优点在于，它提供了使得在存在流体流的任意系统中通过阀能够获得直接流量测量的特征。本发明在隔离阀的密封阀体或阀球中合并直接流量测量，本发明减少了系统中所需的组件的总量，并在确定整个系统的水头损失要求时，提供了一个水头损失位置，并且提供了强制关闭。
【附图说明】
[0033]附图包括以下图，未按比例绘制:
[0034]图1包括图1a和图lb，示出了具有阀体或阀壳的阀的剖视图，所述阀被配置成设置在管道内或形成管道的部分，其中图1a示出了在管道中关于下部的上游和下游压力分接头配置的阀，并且还示出了垂直(关闭的)于流体流的方向枢转的校准孔板，并且其中图1b示出了平行于(打开)流体流的方向枢转的图1a中的校准孔板，两者都根据本发明的一些实施例。
[0035]图2包括图2a和图2b，其中图2a是垂直于(关闭的)流体流的方向枢转的图1a中所示的校准孔板的示意图，并且其中图2b是平行于(打开)流体流的方向枢转的图1b中所示的校准孔板的示意图，两者都根据本发明的一些实施例。
[0036]图3是根据本发明的一些实施例的，具有阀体或阀壳的阀的剖视图，所述阀被配置成设置在管道内或形成管道的部分，具有集成在孔板阀杆中的上部上游压力分接头，具有被配置在管道中的下部下游压力分接头，并具有垂直于(关闭的)流体流的方向枢转的校准孔板。
[0037]图4是根据本发明的一些实施例的，具有阀体或阀壳的阀的剖视图，所述阀被配置成设置在管道内或形成管道的部分，具有集成在孔板阀杆中的上部上游压力分接头，具有被配置在管道中的下部下游压力分接头，并