CN100424476C

CN100424476C - 阀组件

Info

Publication number: CN100424476C
Application number: CNB2005800149867A
Authority: CN
Inventors: 安德斯·恩格尔布雷特森
Original assignee: Tour and Andersson AB
Current assignee: Tour and Andersson AB
Priority date: 2004-03-16
Filing date: 2005-03-03
Publication date: 2008-10-08
Anticipated expiration: 2025-03-03
Also published as: CN1973186A; GB2412152A; WO2005088263A1; GB2416385B; EP1725838A1; GB2412152B; HK1103793A1; GB0519413D0; GB0405814D0; GB2416385A

Abstract

本发明公开了一种用于控制流经的流体流量的阀组件。该阀组件确定一流体管道，并且包括：用来控制流体流量的阀；用来接纳测定仪器的第一和第二传感器口，以便测定通道的上游处和下游处的流体的压力或温度；以及用于在上游和下游位置之间提供压降的流量文氏管。

Description

阀组件

技术领域

本发明涉及在流体系统中用于控制流体流量的阀组件。

背景技术

阀组件可用于在流体系统中测定和控制流体的流量，仅作为举例，例如可用于加热、冷却、通风、或空调等诸系统。流经这种阀组件的流体流速由在该阀组件中横过缩颈所测定的压降来确定。在许多应用场合，压降可通过对横过凸缘或文氏管的压力测定来确定。

流量文氏管可用来确定流经阀组件的流速，通过对阀组件中的文氏管缩颈的上游区域进行第一压力测定；在文氏管缩颈的下游区域还进行第二压力测定，以及通常在文氏管的喉部处进行测定。测定出的结果然后可以在连接至阀体的测量装置中进行对照。以后可以用所测定的压降来确定流速。于是通过打开或关闭阀组件中的阀就可以按照要求来调节流经该阀组件的流速。

一些阀组件采用了独立的文氏管，它可以插入到阀组件中然后再取出来。然而，这种采用独立的流量文氏管的阀组件存在着一些问题。例如，可能会由于取出流量文氏管以及更换另一种不同的流量文氏管而使得阀组件受到干扰。如果不知道插入了哪种文氏管，就可能导致在计算流经阀组件的流速时的不准确。另外，这种的流量文氏管还可能错误地插入到阀组件中。例如，流量文氏管可能放置的离阀组件的下游太远，或者离得不够远，甚至还可能在阀组件中插反了。流量文氏管在阀组件中的错误位置可能导致在计算流经阀组件的流速时的不准确。

这种独立的、可插入的流量文氏管的另一个问题在于，在流量文氏管与该流量文氏管所插入处的阀组件内表面之间提供紧密密封的O形圈或其它的密封元件，可能会由于流量文氏管插入到阀组件中而受损。这将导致所测定的压降的不准确，在这种情况下，所计算出的流经阀组件的流速也不准确。

使用流量文氏管的另一个问题在于，所测定的流经文氏管的流体压力可能不准确。同样地，所测定压力的任何的不准确都将导致所计算的流经阀组件的流速的不准确。

发明内容

因此，本发明旨在克服阀组件中诸多的、特别是与流量文氏管有关的缺陷。

根据本发明的第一方面，提供了一种用于控制所流经的流体流量的阀组件，它包括：阀体，阀体具有其相反端上的入口和出口、在入口和出口之间延伸的管道(conduit)、以及分别用于在管道与第一和第二传感器口的第一腔和第二腔之间提供流体连通的上游通道(channel)和下游通道；可操作的用于控制流经管道的流体流量的阀；以及可插入到管道中的预定位置处的流量文氏管，该流量文氏管具有喉部；其中当流量文氏管定位在预定位置时，上游通道与喉部上游处的流体相连通，下游通道与喉部处的或喉部下游处的流体相连通，以及其中流量文氏管与阀体的一部分之间提供了锁闩机构，它将流量文氏管锁定在阀体中，并且锁闩是不可触及的，因而阻止了将文氏管取出。

一旦流量文氏管已定位在阀组件的孔中的预定位置，就无法触及锁闩机构而将流量文氏管从阀体上取出。因而也就不能换成其它不同的流量文氏管，因此也就消除了会在流经阀组件的流体的流速计算中带来不准确性的干扰因素。

阀组件的使用者能够知道流量文氏管何时已经正确地插到了阀组件中。这是因为当流量文氏管已经正确地插入到阀体的预定位置时，锁闩机构将把流量文氏管锁定在阀体上。因而如果流量文氏管尚未正确地插入，使用者将能够把文氏管取出，于是他们知道此时尚未正确地定位在预定位置。

优选的是，用于第一和第二传感器口(sensor port)的第一和第二腔最好构造成使它们的轴线垂直于阀体的轴向长度。然而应当理解，它们的轴线不必一定垂直于阀体的轴向长度。更优选的是，上游通道和下游通道分别在第一和第二腔之间提供了流体连通，其中，上游和下游通道在腔和阀体管道之间横向地延伸穿过阀体。这种结构在管道与第一和第二腔之间提供了简单的、无紊流的流体连通，因而是有益的。这种结构还简化了阀组件的制造工艺。

第一和第二腔构造成用来分别接纳第一和第二传感器口。第一和第二腔最好具有设置在它们的壁上的螺纹，用来分别与设置在第一和第二传感器口的端部上的配合螺纹相啮合。然而应当理解，可以使用其它的连接机构来将第一和第二传感器口固定到第一和第二腔中。例如，可以使用卡口连接来代替螺纹连接。

阀可以是任何能够操作以控制流经阀体管道的流体流量的阀。例如，阀可以是转动地安装在阀体上的球阀，因而该阀的转动轴线垂直于阀体管道的纵向轴线。因此，球阀朝一个方向的转动就开启该阀，而球阀朝相反方向的转动就关闭该阀。

优选的是，阀包括柱塞和孔的结构，该孔最好是由围绕着管道延伸并且局部穿越管道的环形壁所确定，其中，孔能够容纳柱塞，该柱塞安装在致动器上，用以使柱塞在与孔同轴的方向上移动。壁最好是穿越管道延伸，因而在孔的轴线(a)与管道的纵向轴线(b)之间的角度是45°，然而能够理解，(a)(b)之间的角度不必一定是45°。(a)(b)之间的角度范围最好是5°-90°之间。更优选的是，(a)(b)之间的角度范围是20°-80°之间。特别优选的是，(a)(b)之间的角度范围是30°-50°。柱塞所安装其上的致动器最好是线性致动器。优选的是，柱塞安装在心轴装置上，该心轴能够转动以使得柱塞朝向或离开孔移动。

阀体的入口可以是能够连接至流体系统的入口软管、硬管或管道上的任何传统的入口孔。阀体的出口也可以是能够连接至流体系统的出口软管、硬管或管道上的任何传统的出口孔。入口和出口在结构上可以是相同的。入口和出口最好各自具有内螺纹，用来分别与设在每个入口软管或出口软管的端部上的配合螺纹相啮合。然而应当理解，可以采用任何的机构来将阀体的入口和出口连接到入口软管和出口软管上。例如，入口和出口可以具有适当的形状和尺寸，以便通过简单的滑动啮合来接纳入口软管和出口软管，于是入口和出口软管滑配合在入口和出口中。

可以通过贴靠在第二构形上的第一构形来提供锁闩机构。锁闩机构可包括两个构形，其中至少一个构形具有开槽的表面，其中至少一个构形能够弹性地挠曲、移动、位移或变形，因而能够使一个构形滑动越过或经过另一个构形。

锁闩机构可以包括多个锁闩。一个或多个锁闩可以设置在阀体和/或流量文氏管上。单一的凹槽或多个凹槽可以设置在阀体和/或流量文氏管上。可以通过阀体和/或流量文氏管中的或其上的一个或多个构形来提供凹槽。

优选的是，锁闩机构最好包括锁闩和用来接纳锁闩的凹槽。该锁闩最好是朝向凹槽偏压，于是当流量文氏管定位在预定位置时，锁闩被容纳在凹槽中。

优选的是，流量文氏管包括锁闩，当朝着预定位置将流量文氏管插入到通道中时，锁闩离开文氏管外表面向外偏压，以靠压在阀体的内表面上。这将是有益的，因为在插入流量文氏管时，锁闩将沿着阀体的内表面产生刮除作用，因而从阀体的内表面上去除掉任何的不需要的材料。尤其是锁闩最好朝向流量文氏管的下游端定位，这样，在流量文氏管的其它部分经过任何的可能造成文氏管损伤的材料之前，就能够从阀体的内表面上事先去除掉这些不需要的材料。例如，在文氏管的外表面上可设置有O形圈，当这些O形圈滑动经过阀体内表面上的毛边或其它不需要的材料时，后者可能对O形圈造成损害。尤其更有益地，该锁闩位于下游通道的下游。因此，当锁闩滑动经过上游通道和下游通道时，在制造上游通道和下游通道时所遗留的任何的毛边都将被锁闩从阀体的内表面上去除。

优选的是，锁闩环绕着流量文氏管的外表面基本上圆周地延伸，以及凹槽环绕着管道的表面圆周地延伸。锁闩最好包括锁定环。该锁定环最好是能够弹性压缩的开口环，例如C形环。开口的C形环能够被弹性地压缩，因而能够被压缩成闭合的状态，此时开口C形环的端部靠在一起；其中当开口C形环处于其压缩状态时，开口C形环向外偏压到伸展的、未受压缩的状态，此时开口C形环的端部不靠在一起。然而应当理解，当开口C形环处于其压缩状态时，环的端部不必靠在一起。例如，当开口C形环处于压缩状态时，只要是开口端部之间的弧长小于开口C形环处于伸展的、未压缩状态时的弧长即可。锁定环最好是由金属材料或合金材料制成。锁定环最好是由不会腐蚀的或耐腐蚀的材料制成，例如塑料、强化塑料或不锈钢。然而应当理解，锁定环可以由其它的具有所需特性的合适材料制成，例如钢。

优选的是，流量文氏管由金属材料或合金材料制成，例如黄铜或钢。更优选的是，流量文氏管由耐脱锌的黄铜合金或者不会腐蚀的塑料制成。然而应当理解，流量文氏管可以由其它合适的材料制成，例如塑料、强化塑料，或其它的、适合与阀体相配合的材料制成。最好流量文氏管与阀体由相同的材料制成。

优选的是，上游腔和下游腔位于阀的上游。然而应当理解，上游腔和下游腔可以位于阀的下游。

优选的是，流量文氏管的预定位置位于阀的上游。然而应当理解，流量文氏管的预定位置可以位于阀的下游。

可以在流量文氏管的外表面上设置O形圈，以便在流量文氏管和阀体内表面之间提供紧密的密封。O形圈最好由适合的橡胶或塑料制成，这些材料能够采取其所靠压的表面的形状。然而应当理解，为了防止泄漏可以采用任何类型的密封元件或密封机构。

优选的是，流量文氏管具有位于喉部上游的入口部分，该入口部分具有多个通道，以提供入口部分处的流体与上游通道之间的流通；以及其中流量文氏管具有多个通道，以提供入口部分下游处的流体与下游通道之间的流通。

优选的是，具有至少四个用以提供入口部分处的流体与上游通道之间流通的通道；以及具有至少四个用以提供入口部分下游处的流体与下游通道之间流通的通道。将能够理解，在入口部分处，以及在入口部分的下游处，可以设置大于或小于四个通道。例如，在入口部分处所设置的通道的数量可以是2，3，4，5，6，7或8个。入口部分处的通道数量最好是2～6个。更优选的是，入口部分处的通道数量是3～5个。此外，在入口部分下游处所设置的通道的数量也可以是2，3，4，5，6，7或8个。入口部分下游处的通道数量最好是2～6个。更优选的是，入口部分下游处的通道数量是3～5个。设置小于4个的通道能够更加简化这种流量文氏管的制造；设置大于4个的通道能够提高流体压力测量的精确度。这可能是因为这提供了更多的点来使测定仪器与阀体中的流体相流通。然而，在入口部分处和入口部分下游处分别设置至少四个通道提供了在入口部分处和入口部分下游处的流体的更高精度的平均压力。因此，所测定的在入口部分处和入口部分下游处的流体的压力就更加准确，因而导致了流速计算的精确度也就更高。

入口部分下游处的多个通道可以设置在入口部分下游的任何位置上。入口部分下游处的多个通道最好设置在入口部分的喉部，这将是有益的，因为与通道设置在喉部的更下游处相比，设置在喉部处可以更加精确地测定流经喉部的流体的压力。

优选的是，流量文氏管和阀体之间确定第二凹槽，以在入口部分的多个通道与上游通道之间提供流体流通。流量文氏管和阀体之间最好还确定一空间，以在入口部分下游的多个通道与下游通道之间提供流体流通。该第二凹槽和空间最好是环形槽，它们分别环绕着入口部分的外周和入口部分下游的那部分文氏管的圆周延伸。

根据本发明的另一方面，提供了一种用于控制流体流量的阀组件，它包括：阀体，阀体具有其相反端上的入口和出口、在入口和出口之间延伸的管道、以及分别用于在管道与第一和第二传感器口的第一腔和第二腔之间提供流体连通的上游通道和下游通道；可操作的用于控制流经管道的流体流量的阀；以及可定位在管道中的预定位置处的流量文氏管，该流量文氏管具有：入口部分、位于入口部分下游的喉部、多个在入口部分处的流体与上游通道之间提供流通的通道、以及多个在入口部分下游处的流体与下游通道之间提供流通的通道。

通过多个通道提供了对于流经流量文氏管的流体的压力的更高精度的测定；与现有的文氏管相比，多个通道提供了文氏管中不同区域处的流体特性的样本。在传感器口与流量文氏管的入口部分处的流体之间设置多个通道，就提供了对于该处流体的更高精确度的压力计算。此外，在传感器口腔与流量文氏管的入口部分下游处的流体之间设置多个通道，就提供了对于已经进入到流量文氏管喉部后的流体的更高精确度的压力计算。因此，可获得跨过流量文化管的更精确的压降计算，因而提高流经阀组件的更高精度的流速计算。由于获得了入口部分处的流体的平均压力值，以及还获得了入口部分下游处的流体的平均压力值，这就能够更高精度地计算出跨越流量文氏管的压降，以及因此能够更高精度地计算出流经阀组件的流体的流速。这与现有的文氏管不同，现有的文氏管在入口部分处以及在入口部分下游处分别只设置了单一的通道，因而从这些单一的通道就只能测定出流体压力的单一样本。

分别用于第一和第二传感器口的第一和第二腔最好构造成使它们的轴线垂直于阀体的轴向长度。然而应当理解，它们的轴线不必一定垂直于阀体的轴向长度。更优选的是，上游通道和下游通道分别在第一和第二腔之间提供流体连通，通道横向地延伸穿过阀体。这种结构在阀体管道与第一和第二腔之间提供了简单的、无紊流的流体连通，因而是有益的。这种结构还简化了阀组件的制造工艺。

第一和第二腔构造成用来分别接纳第一和第二传感器口。第一和第二腔最好具有设置在它们的壁上的螺纹，用来分别与设置在第一和第二传感器口的端部上的配合螺纹相啮合。然而应当理解，可以使用其它的啮合机构将第一和第二传感器口固定到第一和第二腔中。例如，可以使用卡口装配来代替螺纹连接。

阀可以是任何的能够操作以控制流经阀体管道的流体流量的阀。例如，阀可以是转动地安装在阀体上的典型的球阀，因而该阀的转动轴线垂直于阀体管道的纵向轴线。因此，球阀朝一个方向的转动就开启该阀，而球阀朝相反方向的转动就关闭该阀。

优选的是，阀包括柱塞和孔的结构，该孔最好是由延伸穿越管道的环形壁确定，其中，孔能够容纳柱塞，该柱塞安装在致动器上，用以使柱塞在与孔同轴的方向上移动。壁最好是穿越管道延伸，因而在孔的轴线(a)与管道的纵向轴线(b)之间的角度是45°，然而能够理解，(a)(b)之间的角度不必一定是45°。(a)(b)之间的角度范围最好是5°-90°。更优选的是，(a)(b)之间的角度范围是20°-80°。特别优选的是，(a)(b)之间的角度范围是30°-50°。柱塞所安装其上的致动器最好是线性致动器。柱塞最好是安装在心轴装置上，该心轴能够转动以使得柱塞朝向或离开孔移动。

阀体的入口可以是能够连接至流体系统的入口软管上的任何的传统入口孔。阀体的出口也可以是能够连接至流体系统的出口软管上的任何的传统出口孔。入口和出口在结构上可以是相同的。入口和出口最好各自具有内螺纹，用来分别与设在每个入口软管或出口软管的端部上的配合螺纹相啮合。然而应当理解，可以采用任何的机构来将阀体的入口和出口连接到入口软管或出口软管上。例如，入口和出口具有适当的形状和尺寸，以便通过简单的滑动接合来接纳入口软管和出口软管，于是入口软管和出口软管滑配合在入口和出口中。

优选的是，具有至少四个用以提供入口部分处的流体与上游通道之间流通的通道；以及具有至少四个用以提供入口部分下游处的流体与下游通道之间流通的通道。将能够理解，在入口部分处以及在入口部分的下游处，可以设置大于或小于四个通道。例如，在入口部分处所设置的通道的数量可以是2，3，4，5，6，7或8个。入口部分处的通道数量最好是2～6个。更优选的是，入口部分处的通道数量是3～5个。此外，在入口部分下游处所设置的通道的数量也可以是2，3，4，5，6，7或8个。入口部分下游处的通道数量最好是2～6个。更优选的是，入口部分下游处的通道数量是3～5个。设置小于4个的通道能够更加简化流量文氏管的制造；设置大于4个的通道能够提高测定的流体压力精确度，这可能是因为这提供了更多的点来使传感器仪器与阀体中的流体相流通。然而，在入口部分处和入口部分下游处分别设置至少四个通道提供了在入口部分处和入口部分下游处的流体的更高精度的平均压力。因此，所测定的在入口部分处和入口部分下游处的流体的压力就更加准确，因而导致了流速的计算精确度更高。

优选的是，流量文氏管和阀体之间确定第二凹槽，以在入口部分的多个通道与上游通道之间提供流体流通。流量文氏管和阀体之间最好还确定一空间，以在入口部分下游的多个通道与下游通道之间提供流体流通。该第二凹槽和空间最好是环形槽，它们分别围绕着入口部分的圆周和入口部分下游的那部分文氏管的圆周延伸。

流量文氏管可以与阀体制成一体。流量文氏管最好是独立于阀体的单独元件。流量文氏管最好是可以插入到阀体通道的预定位置，其中，流量文式管与阀体的一部分之间构成了将流量文氏管锁定在阀体中的锁闩机构，并且其中锁闩是不可触及的，因而阻止了将流量文氏管取出。

可以通过贴靠在第二构形上的第一构形来提供锁闩机构。锁闩机构可包括两个构形，其中至少一个构形具有开槽的表面，至少一个构形能够弹性地挠曲、移动、位移或变形，因而能够使一个构形滑动越过或经过另一个构形。

锁闩机构可以包括多个锁闩。一个或多个锁闩可以设置在阀体和/或流量文氏管上。单一的凹槽或多个凹槽可以设置在阀体和/或流量文氏管上。可以通过阀体和/或流量文氏管中的或其上的一个或多个构形来提供所述的凹槽。

优选的是，锁闩机构包括锁闩和用来接纳锁闩的凹槽。该锁闩最好是朝着凹槽偏压，于是当流量文氏管定位在预定位置时，锁闩被容纳在凹槽中。

优选的是，流量文氏管包括锁闩，当朝着预定位置将流量文氏管插入到管道中时，锁闩离开文氏管外表面向外偏压，以靠压在阀体的内表面上。这将是有益的，因为在插入流量文氏管时，锁闩将沿着阀体的内表面产生刮除作用，因而从阀体的内表面上去除掉任何的不需要的材料。尤其是锁闩最好朝向流量文氏管的下游端定位，这样，在流量文氏管的任何部分经过可能造成文氏管损伤的材料之前，就能够从阀体的内表面上事先去除掉这些不需要的材料。例如，在文氏管的外表面上可设置有O形圈，当这些O形圈滑动经过阀体内表面上的毛边或其它不需要的材料时，后者可能对O形圈造成损害。尤其更有益地，锁闩位于下游通道的下游，因此，当锁闩滑动经过上游通道和下游通道时，在制造上游通道和下游通道时所遗留的任何的毛边都将被锁闩从阀体的内表面上去除。

优选的是，锁闩环绕着流量文氏管的外表面基本上圆周地延伸，以及凹槽环绕着管道的表面圆周地延伸。锁闩最好包括锁定环。该锁定环最好是能够弹性压缩的开口环，例如C形环。开口的C形环能够被弹性地压缩，因而能够被压缩成闭合的状态，此时开口C形环的端部靠在一起；其中当开口C形环处于其压缩状态时，开口C形环向外偏压到伸展的、未受压缩的状态，此时开口C形环的端部不靠在一起。然而应当理解，当开口C形环处于其压缩状态时，环的端部不必靠在一起。例如，当开口C形环处于压缩状态时，只要是开口端部之间的弧长小于该开口C形环处于伸展的、未压缩状态时的弧长即可。锁定环最好是由金属材料或合金材料制成。锁定环最好是由不会腐蚀的或耐腐蚀的材料制成，例如塑料、强化塑料或不锈钢。然而应当理解，锁定环可以由其它的具有所需特性的合适材料制成，例如钢。

优选的是，流量文氏管由金属材料或合金材料制成，例如黄铜或钢。更优选的是，流量文氏管由耐脱锌的黄铜合金或者不会腐蚀的塑料制成。然而应当理解，流量文氏管可以由其它合适的材料制成，例如塑料、强化塑料，或其它的适合与阀体相配合的材料制成。最好流量文氏管与阀体由相同的材料制成。

上游腔和下游腔位于阀的上游。然而应当理解，上游腔和下游腔可以位于阀的下游。

附图说明

下面参照附图，对于仅用作举例的一个实施例进行描述，其中：

图1表示本发明的阀组件的侧视截面图；和

图2表示在阀组件中定位流量文氏管处图1区域的放大视图。

具体实施方式

参照附图，图1表示本发明的阀组件1，其与采用该阀组件的流体系统隔离。

阀组件通常包括：细长的阀体2，它具有：分别位于阀体相反端的、用以连接流体流动系统的入口软管和出口软管(未示出)的入口4和出口6；朝着出口6安装的、整体以10所标注的阀机构，可以操纵该阀机构来控制流经阀体2的流量；固定至阀体2的、朝向入口4的上游传感器口22和下游传感器口24，每个传感器口中可以装纳一仪器，用来测定流过阀体的流体的在上游和下游位置的流体压力；以及插在阀体2中的流量文氏管30，用以在上游位置和下游位置之间产生压降。

阀组件的阀体可以由例如耐脱锌的黄铜合金或者不腐蚀的塑料制成。一种适用于本发明的阀体是由瑞典Ljung的Tour & Anderson AB公司提供的、名为STAD的细长形的阀体。本实施例阀组件的阀体在该阀上游的入口侧是细长的。然而应当理解，该阀下游处阀体的出口侧也可以是细长的。采用细长阀体的优点是：通过提供额外的供流量文氏管定位的空间而有助于在阀体的管道中容纳流量文氏管。另外，还能够将传感器口固定在阀体的延长部分上，远离阀体的阀部分，这可以简化阀组件的制造工艺。

入口4和出口6的内表面上有螺纹32，34，用来与流体流动系统(未示出)的入口和出口软管上的螺纹相配合。整体上以附图标记8来表示的管道在入口4和出口6之间延伸，该管道确定了流体在入口和出口之间的流动路径。

阀体2具有延伸穿越管道8的壁12，该壁将管道8分为靠近入口4的上游管道腔36，以及靠近出口6的下游管道腔38。壁12以45°的角度延伸穿越管道8。壁12上的孔14在上游管道腔36和下游管道腔38之间延伸，因而提供了流体在两个腔之间的连通。

在阀体2中确定了上游传感器腔40，用于接纳上游传感器口22，对此下文中将予以详细说明。上游传感器腔40通过上游通道26而与上游管道腔36流体相通，上游通道26在上游传感器腔40和上游管道腔36之间横向地延伸。

在阀体2中确定了下游传感器腔42，用于接纳下游传感器口24，对此下文中将予以详细说明。下游传感器腔42在比上游传感器腔40的更加下游处通过下游通道28而与上游管道腔36流体相通，该下游通道28在下游传感器腔42和上游管道腔36之间横向地延伸。

上游传感器腔和下游传感器腔40，42在它们的内壁44，46上分别具有螺纹，用来与传感器口22，24外壁上的相应螺纹相互配合，使得这些传感器口能够固定在传感器腔中。

主体2具有朝向出口6的口48，用于接纳阀机构10的心轴组件。对此下文中将予以详细描述。口48的内表面上具有螺纹50，用来与心轴组件上的相应螺纹相互配合，从而将心轴组件紧固在阀体2上。

位于壁12上游的上游管道腔36通常包括基本上光滑的、从入口4朝着壁12延伸的圆柱形孔。在下游通道28的下游设有围绕着阀体2的内表面圆周延伸的凹槽52。凹槽52的尺寸设置成能够部分地接纳流量文氏管30的锁定环84，对此下文中将予以详细描述。然而，如同能够理解的，凹槽52的高度要低于锁定环84的横截面的直径。因此，当锁定环和凹槽相互定位时，锁定环84将不会完全地容纳在凹槽52中。上游管道腔36在凹槽52下游的直径，其尺寸为小于上游管道腔36在凹槽52上游的直径。

阀组件的阀机构10具有柱塞16，其形状和尺寸能够被容纳在孔14中。柱塞16安装在心轴组件上，心轴组件又通过相互配合的螺纹安装于口48上，因而阀机构10的柱塞16与孔14同轴，并且位于该孔的靠近出口6的一侧。在安装之后，当心轴组件操作时，心轴组件提供了柱塞在孔14的同轴方向上的、朝向或离开该孔的直线运动。通过手柄20的转动来操作心轴组件，该手柄20同轴安装在心轴组件上。心轴组件的构造以及用于调节柱塞16在阀组件中的直线位置的操作，是本领域的普通技术人员能够理解的，因而这里不再作更详细的描述。一种合适的阀和心轴组件的型号是STAD，能够从瑞典Ljung的Tour & Anderson AB公司获得。

上游传感器口22安装在阀体2的上游传感器腔40中。上游传感器口22可以是任何的用来容纳压力测定仪器或温度测定仪器的传统的传感器口。上游传感器口22具有细长壳体94，其第一端处带有用来与上游传感器腔40的壁44上的螺纹相配合的螺纹。上游传感器口还具有：朝向其第一端的止动环96，密封体98，保持件100，密封件102，端盖104，颈缩口106，以及插入口108。颈缩口106和插入口108的设计用来插入压力测定仪器或温度测定仪器。合适的传感器口是包含在众多产品中的标准型号的传感器口，例如由瑞典Ljung的Tour & Anderson AB公司所提供的STAD型传感器口。用于接纳测定仪器的传感器口的构造和尺寸是公知的，因而这里不再作更详细的描述。

下游传感器口24安装在阀体2的下游传感器腔44中。下游传感器口24可以是任何的用来容纳压力测定仪器或温度测定仪器的传统的传感器口。下游传感器口24的构造相同于上游传感器口22，该下游传感器口的各元件以附图标记110-124表示，其相应于由附图标记94-108所表示的上游传感器口的诸元件。

图2中清楚表示的流量文氏管通常包括：入口部分54；喉部56，当该流量文氏管30插入到阀体2中时，喉部56位于入口部分54的下游处；以及位于喉部56下游处的锥形的出口部分58。

入口部分54具有管状部分，其外径近似于凹槽52上游处的上游管道腔36的直径，因而当入口部分插入到上游管道腔36中时，入口部分滑配合在上游管道腔36中。管状部分具有围绕着管状部分的外表面环形地延伸的第一上游凹槽60，用来容纳O形圈62。在文氏管插入之后，O形圈62提供了入口部分54与阀体2内表面之间的紧密密封。管状部分还包括第一凹槽60下游处的第二凹槽64，它也是围绕着入口部分54的外表面环形地延伸。四个通道66在入口部分54的管状部分的内表面和第二凹槽64之间横向地延伸，用以提供两者间的流体连通。在本实施例中，四个通道66环绕着管状部分彼此等角度地相互间隔，也就是相隔90°。

流量文氏管30的喉部56包括管状部分，其外径显著地小于凹槽上游处的上游管道腔36的内径，因此当流量文氏管插入其中时，在上述两者之间存在间隙。喉部56的管状部分在其上游端处具有环形延伸的壁68，壁68的外径近似于上游管道腔36的直径，因而当流量文氏管插入其中时，它们处于滑配合。壁68具有围绕着自身圆周环形地延伸的、用于容纳O形圈72的凹槽。当流量文氏管插入其中时，O形圈72提供了壁68与阀体2的内表面之间的紧密密封。喉部56的管状部分还包括位于壁68下游处的、在管状部分56的内外表面之间横向地延伸的四个通道74。这四个通道74环绕着管状部分彼此等角度地相互定位。

流量文氏管30的锥形出口部分58包括管状部分，其外径略小于上游管道腔36的直径，因而当流量文氏管插入其中时，在上述两者之间存在间隙。出口部分58的管状部分的外径大于喉部60的管状部分的外径。当从出口部分58的最上游处朝着其最下游处运行时，锥形出口部分58的内径均匀地增加。锥形出口部分58的最上游端处的内径尺寸相同于喉部56的内径尺寸。在锥形出口部分58的最下游端设有环绕着锥形出口部分58的外表面环形地延伸并且轴向地间隔的第一壁76、第二壁78和第三壁80。第一壁76和第二壁78确定了第一凹槽82，其中保持着锁定环84。流量文氏管中的第一凹槽82的高度将不小于定位于槽中的锁定环84的横截面直径。因而该锁定环能够完全地容纳在凹槽中。第二壁78和第三壁80确定了第二凹槽86，其中保持着O形圈88。当流量文氏管插入其中时，O形圈88提供了锥形出口部分58与阀体2的内表面之间的紧密密封。

锁定环84是开口的C形柔性环，因而它能够被压缩。在这个实施例中，当锁定环84被压缩时，环的端部相互靠近。然而应当理解，当锁定环84处于被压缩状态时，环的端部不必相互靠近。锁定环84具有充分的弹性，因而当压缩力解除时，锁定环朝着其初始形状向外伸展，于是它的端部不再相互靠近。当锁定环84处于其压缩状态时，它的外径不大于阀体2的内表面上所确定的凹槽52的上游处的上游管道腔36的直径。当锁定环84在非压缩状态下伸展时，它的外径不小于凹槽52的直径。

在使用时，通过入口4将流量文氏管30滑动地插入到阀体2中，使得流量文氏管的锥形出口部分58首先进入阀体。随着流量文氏管30沿着上游管道腔36朝向其希望的位置的滑动，锁定环84被阀体2的内表面压缩，于是其端部相互靠近。因此，当流量文氏管30沿着上游管道腔36滑动时，锁定环84将从流量文氏管向外偏压，以靠压在阀体2的内表面上。因此，当锁定环84经过上游通道26和下游通道28时，任何围绕着上游通道和下游通道开口处的毛边都将通过锁定环84对这些毛边的刮削作用而被去除。这是非常有益的，因为去除了毛边将有助于避免损坏锁定环上游处的O形圈，O形圈有可能被毛边的锋利边缘切割。

流量文氏管沿着上游管道腔36滑动，直到它到达这样的位置，在该位置锁定环84和阀体2的内表面上所确定的凹槽52配合定位，在该位置锁定环84将自由地伸展到凹槽52中。当流量文氏管在阀体2中如此定位时，就意味着它已经定位。因此，伸展到凹槽52中的锁定环84将阻止流量文氏管朝着入口方向的反向滑动。此外，锥形出口部分58的第一壁76的设置，其直径大于凹槽52下游处的上游管道腔36的直径，这阻止了流量文氏管进一步朝着上游管道腔36的下游方向的运动。第一壁76和第二壁78的设置，它们的直径近似于凹槽52上游处的阀体2的内表面的直径，这阻止了靠近触及锁定环84。因此，一旦锁定环84定位在由阀体2的内表面所确定的凹槽52中，压缩力就不能够施加到锁定环上，因而文氏管无法被取下。

一旦流量文氏管插入到阀体2中的预定位置，流量文氏管30的入口部分54上的凹槽64就与上游通道26流体相通，因此，凹槽64提供了上游传感器腔40与入口通道66之间的流体连接。此外，在阀体2的内表面与喉部56的外表面、以及锥形出口部分58的外表面之间确定了空间92。该空间92与下游通道28流体相通，并且与四个喉部通道74也流体相通。因此，空间92与喉部通道74配合工作，以便在下游传感器腔42与喉部56处的流体之间提供流体连接。在一个变化实施例中，不必提供空间92，而通道74可以构造成与下游通道28直接相通。通过入口部分54处的O形圈62、喉部56处的O形圈72、以及锥形出口部分58处的O形圈88来防止连通通道90，92与围绕着流量文氏管圆周的上游管道腔36之间的流体泄漏。这些O形圈与阀体2的内表面之间形成了紧密的密封。

一旦流量文氏管已插入到阀组件中，阀组件就可以应用在流体系统中，用以测定和控制流经阀组件的流体流量。流体通过入口4进入阀组件，流过位于上游管道腔36中的流量文氏管30，然后通过孔14流入下游管道腔38，最后经由出口6流出阀组件。通过将一个压力传感器插入到上游传感器口22中就可以测定流量文氏管的入口部分54处的流体压力，该上游传感器口与入口部分54的四个通道66流体相通。流量文氏管30的喉部56处的流体压力也可以采用插入到下游传感器口24中的压力传感器进行测定，该下游传感器口与喉部的四个通道74流体相通。可以使用任何的一种用于对测量仪器所插入的腔室中的流体的压力或温度进行测定的标准测定仪器。一种合适的的测定仪器是由瑞典Ljung的Tour & Anderson AB公司所提供的，型号为TA-CBI。

可以通过压力读出值之间的差值来计算流经阀组件的流体的流速。因此，如果流体的流速过大，就可以将阀关闭，以降低流体的流速；相反，如果流体的流速过小，就可以将阀打开，以降低流动阻力，并且因此增大流经阀组件的流体流量。

Claims

1. 一种用于控制流经的流体流量的阀组件，该阀组件包括：

阀体，其具有：

阀体相反端处的入口和出口；

在入口和出口之间延伸的管道；

在管道与各第一和第二腔之间用于各第一和第二传感器口的提供流体连通的上游通道和下游通道；

具有相互配合的螺纹的阀机构，因而柱塞可以与孔同轴地工作，以控制流经管道的流体流量；以及

可插入到阀体中的预定位置的流量文氏管，该流量文氏管具有喉部；其中，当流量文氏管定位在预定位置时，上游通道与喉部上游处的流体提供流体连通，下游通道与喉部的或喉部下游的流体提供流体连通；以及其中流量文氏管与阀体的一部分之间提供了锁闩机构，其中锁闩位于朝向文氏管的下游端，它能致动将流量文氏管锁定在阀体中的预定位置处；以及其中锁闩机构被容纳在凹槽中时，锁闩机构与预定位置的流量文氏管是不可触及的，因而阻止了将文氏管从阀体中取出。

2. 如权利要求1所述的阀组件，其中，所述锁闩位于下游通道的下游。

3. 如权利要求1所述的阀组件，其中，所述锁闩包括锁定环。

4. 如权利要求1所述的阀组件，其中，所述流量文氏管具有喉部上游的入口部分，该入口部分具有多个通道，以提供入口部分处的流体与上游通道之间的连通；以及其中流量文氏管具有多个通道，以提供入口部分下游处的流体与下游通道之间的连通。

5. 如权利要求4所述的阀组件，其中，所述流量文氏管和阀体之间确定第二凹槽，以在入口部分的多个通道与上游通道之间提供流体连通。

6. 如权利要求4所述的阀组件，其中，所述流量文氏管和阀体之间确定一空间，以在入口部分下游的多个通道与下游通道之间提供流体连通。

7. 如权利要求5所述的阀组件，其中，所述第二凹槽是围绕着入口部分的圆周延伸的环形槽。

8. 如权利要求6所述的阀组件，其中，所述空间是围绕着流量文氏管的圆周延伸的环形槽。

9. 如权利要求4所述的阀组件，其中，所述入口部分的多个通道围绕着入口部分等角度地相互间隔。

10. 如权利要求4所述的阀组件，其中，所述流量文氏管的多个通道围绕着流量文氏管等角度地相互间隔。

11. 一种用于控制流经的流体流量的阀组件，该阀组件包括：

阀体，其具有：

阀体相反端处的入口和出口；

在入口和出口之间延伸的管道；以及

可操作的以控制沿管道的流体流量的阀；以及

定位在阀体中的预定位置处的流量文氏管，该流量文氏管具有：

入口部分；

入口部分下游的喉部；

在入口部分处的流体与上游通道之间提供连通的多个通道；以及

当流量文氏管定位在预定位置时，在入口部分下游的流体与下游通道之间提供连通的多个通道。

12. 如权利要求11所述的阀组件，其中，所述流量文氏管和阀体之间确定第二凹槽，以在入口部分的多个通道与上游通道之间提供流体连通。

13. 如权利要求11所述的阀组件，其中，所述流量文氏管和阀体之间确定一空间，以在入口部分下游的多个通道与下游通道之间提供流体连通。

14. 如权利要求12所述的阀组件，其中，所述第二凹槽是围绕着入口部分的圆周延伸的环形槽。

15. 如权利要求13所述的阀组件，其中，所述空间是围绕着流量文氏管的圆周延伸的环形槽。

16. 如权利要求11所述的阀组件，其中，所述入口部分的多个通道围绕着入口部分等角度地相互间隔。

17. 如权利要求11所述的阀组件，其中，所述入口部分下游的多个通道围绕着流量文氏管等角度地相互间隔。

18. 如权利要求11所述的阀组件，其中，具有至少四个在入口部分处的流体与上游通道之间提供连通的通道。

19. 如权利要求11所述的阀组件，其中，具有至少四个在入口部分下游的流体与下游通道之间提供连通的通道。

20. 如权利要求11所述的阀组件，其中，所述流量文氏管可插入到阀体管道的预定位置，其中当定位在该预定位置时，流量文氏管与阀体的一部分之间提供可致动将流量文氏管锁定在阀体中的锁闩机构；以及其中锁闩与预定位置的文氏管是不可触及的，因而阻止了将流量文氏管从阀体中取出。

21. 如权利要求20所述的阀组件，其中，所述锁闩机构包括锁闩和用来接纳锁闩的凹槽。

22. 如权利要求21所述的阀组件，其中，所述锁闩朝向凹槽偏压，于是当流量文氏管定位在预定位置时，锁闩被容纳在凹槽中。

23. 如权利要求21所述的阀组件，其中，所述流量文氏管包括锁闩，当朝着预定位置将流量文氏管插入到孔中时，锁闩离开文氏管外表面被向外偏压，以与阀体的内表面接合。

24. 如权利要求11至19中任一项所述的阀组件，其中，所述流量文氏管固定在阀体中。

25. 如权利要求24所述的阀组件，其中，所述流量文氏管是阀体的一部分。