CN105257858B - 超声波计量球阀 - Google Patents

超声波计量球阀 Download PDF

Info

Publication number
CN105257858B
CN105257858B CN201510753918.8A CN201510753918A CN105257858B CN 105257858 B CN105257858 B CN 105257858B CN 201510753918 A CN201510753918 A CN 201510753918A CN 105257858 B CN105257858 B CN 105257858B
Authority
CN
China
Prior art keywords
sensor
fluid
ball valve
supersonic wave
core
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201510753918.8A
Other languages
English (en)
Other versions
CN105257858A (zh
Inventor
黄忠
李进武
陆勇喜
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Wuhan Zhuorexin Technology Co ltd
Original Assignee
Hubei Ze Yue Polytron Technologies Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hubei Ze Yue Polytron Technologies Inc filed Critical Hubei Ze Yue Polytron Technologies Inc
Priority to CN201510753918.8A priority Critical patent/CN105257858B/zh
Publication of CN105257858A publication Critical patent/CN105257858A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN105257858B publication Critical patent/CN105257858B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K5/00—Plug valves; Taps or cocks comprising only cut-off apparatus having at least one of the sealing faces shaped as a more or less complete surface of a solid of revolution, the opening and closing movement being predominantly rotary
    • F16K5/06—Plug valves; Taps or cocks comprising only cut-off apparatus having at least one of the sealing faces shaped as a more or less complete surface of a solid of revolution, the opening and closing movement being predominantly rotary with plugs having spherical surfaces; Packings therefor
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K31/00—Actuating devices; Operating means; Releasing devices
    • F16K31/02—Actuating devices; Operating means; Releasing devices electric; magnetic
    • F16K31/04—Actuating devices; Operating means; Releasing devices electric; magnetic using a motor
    • F16K31/041—Actuating devices; Operating means; Releasing devices electric; magnetic using a motor for rotating valves
    • F16K31/042—Actuating devices; Operating means; Releasing devices electric; magnetic using a motor for rotating valves with electric means, e.g. for controlling the motor or a clutch between the valve and the motor
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K37/00—Special means in or on valves or other cut-off apparatus for indicating or recording operation thereof, or for enabling an alarm to be given
    • F16K37/0075—For recording or indicating the functioning of a valve in combination with test equipment
    • F16K37/0091—For recording or indicating the functioning of a valve in combination with test equipment by measuring fluid parameters
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K5/00—Plug valves; Taps or cocks comprising only cut-off apparatus having at least one of the sealing faces shaped as a more or less complete surface of a solid of revolution, the opening and closing movement being predominantly rotary
    • F16K5/06—Plug valves; Taps or cocks comprising only cut-off apparatus having at least one of the sealing faces shaped as a more or less complete surface of a solid of revolution, the opening and closing movement being predominantly rotary with plugs having spherical surfaces; Packings therefor
    • F16K5/0647—Spindles or actuating means
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K5/00—Plug valves; Taps or cocks comprising only cut-off apparatus having at least one of the sealing faces shaped as a more or less complete surface of a solid of revolution, the opening and closing movement being predominantly rotary
    • F16K5/06—Plug valves; Taps or cocks comprising only cut-off apparatus having at least one of the sealing faces shaped as a more or less complete surface of a solid of revolution, the opening and closing movement being predominantly rotary with plugs having spherical surfaces; Packings therefor
    • F16K5/0663—Packings
    • F16K5/0689—Packings between housing and plug

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Measuring Volume Flow (AREA)
  • Indication Of The Valve Opening Or Closing Status (AREA)

Abstract

本发明公开了一种超声波计量球阀，包括阀体、设于阀体内的球芯、带动球芯转动的阀杆；球芯内设有流体通孔，流体通孔的内壁上设有用于测量流体流量的超声波传感器；超声波传感器包括成对的发送传感器和接收传感器，发送传感器和接收传感器以流体通孔的中心点呈中心对称布置。本发明的有益效果是：采用超声波传感器测量流体流量，测量精度不受流质影响，流体通孔内没有其他阻挡物，测量精度高，且结构简单，安装方便，使用寿命长，解决了管路中阀门和流量计分开安装的问题，降低了成本。

Description

超声波计量球阀
技术领域
本发明涉及阀门及流体计量技术领域，尤其涉及一种超声波计量球阀。
背景技术
球阀不仅结构简单、密封性好，而且在一定的公称尺寸范围内具有体积小、重量轻、材料消耗少、安装尺寸小，并且驱动力矩小、操作简便、易实现快速启闭等优点，是近十几年来发展最快的阀门品种之一。
球阀的使用非常广泛，使用品种和数量仍在不断扩大，并且向高温、高压、大口径、高密封性、长寿命、优良的调节性能，以及一阀多功能方向发展。其功能多样性成为了展现国家阀门行业技术水平的重要指标，也是企业发展的重要方向。随着石化工业的发展，在可以预见的短时间内，特别是石油与天然气输送管线，炼油裂解装置、海洋石油、煤直接液化油装置上以及核工业方面将有更广泛的应用。
目前，大多数球阀在流体管路中只用作切断、截止和改变流体的流动方向，然而，随着阀门行业的发展，球阀的功能越来越难以满足市场的需求。现有管路中阀门和流量计绝大多数是分开安装，并且在安装流量计的管路前后需要空出一定长度的直管段或者采用其他稳流装置，而较短管路上再需同时安装球阀和流量计时，往往难以实现或对工程提出了较高要求，采用这种安装方式还需要较多的管井用于后期维护，不仅大大增加了工程造价和人工费用，且维护费用也较高。另一方面，已安装球阀的管路上再需加装流量计时，需要将深埋的管路挖出，断开后增加连接部件，如法兰，以将流量计增加到管路中，施工量大、工程难度大且费用高昂。
发明内容
本发明的目的就是要克服现有的大多数球阀在流体管路中只用作切断、截止和改变流体的流动方向，管路中阀门和流量计绝大多数是分开安装的问题，提供一种超声波计量球阀，它具有既能够控制流体通断，又可测量流体流量且不受流质影响、测量精度高、使用寿命长、结构简单、安装维护方便的特点。
为实现上述目的，本发明所设计的超声波计量球阀，包括阀体、设于阀体内的球芯、带动球芯转动的阀杆；所述球芯内设有流体通孔，所述流体通孔的内壁上设有用于测量流体流量的超声波传感器；
所述超声波传感器包括成对的发送传感器和接收传感器，所述发送传感器和接收传感器以流体通孔的中心点呈中心对称布置；
或所述超声波传感器包括成组的发送传感器、接收传感器和反射片，所述发送传感器发出的超声波经反射片反射至接收传感器。
超声波传感器的发送传感器发射超声波被接收传感器接收，当球阀处于开启状态时，流体流过流体通孔，通过超声波在流体流经时的传播时间、传播途径的声道长度及其他相关常量可测量流体此时流经流体通孔的流量；采用超声波传感器测量流体流量，测量精度不受流质影响，通孔内没有其他阻挡物，测量精度高。
进一步，所述发送传感器和接收传感器以流体通孔的轴截面或垂直于轴的截面呈镜像对称布置，所述反射片设于发送传感器和接收传感器之间且反射片的反射面与发送传感器的发射端及接收传感器的接收端相对。
进一步，所述阀杆的上端设有用于驱动阀杆转动的驱动电机或手柄。
上述进一步方案的有益效果是：开阀方式既可以为手动，也可以为电动，具有适用范围广的特点。
进一步，还包括控制部分和电源部分；所述控制部分包括单片机和驱动电机控制模块；所述单片机内存储有录入的标准流量数据，单片机将发送传感器和接收传感器采集的数据进行处理，并将结果与标准流量数据进行比对，将比对结果反馈给驱动电机控制模块；驱动电机控制模块根据反馈的比对结果控制驱动电机工作。
上述进一步方案的有益效果是：通过控制部分与驱动电机的配合，使得超声波计量球阀，不仅可以计量时实的流体流量，还可以根据实时流量来改变球芯开阀的大小，从而自动调节流出流量，适用于对管道的统一管理及远程控制。
进一步，所述发送传感器的中线延长线和反射片的垂直线之间的夹角与接收传感器的中线延长线和反射片的垂直线之间的夹角相等。
进一步，所述球芯的一端与阀杆下端固定，另一端在背对阀杆的位置固定有固定轴；所述固定轴通过轴承与阀体连接。
进一步，所述球体部分的一端与阀杆下端固定，另一端在背对阀杆的位置固定有固定轴；所述固定轴通过轴承与阀体连接。
上述进一步方案的有益效果是：通过轴承的过渡作用，使得球芯旋转更容易，开、关阀更省力。
进一步，所述阀体内设有球芯在关阀状态时用于密封的密封圈。
进一步，所述发送传感器、接收传感器各有两个。
本发明的有益效果是：超声波传感器的发送传感器发射超声波被接收传感器接收，当球阀处于开启状态时，流体流过流体通孔，通过超声波在流体流经时的传播时间、传播途径的声道长度及其他相关常量可测量流体此时流经通孔的流量，则安装本发明的超声波计量球阀的管道其内部的流量即可确定；采用超声波传感器测量流体流量，测量精度不受流质影响，流体通孔内没有其他阻挡物，测量精度高，且结构简单，安装方便，使用寿命长，解决了管路中阀门和流量计分开安装的问题，降低了成本；还可以根据实时流量来改变球芯开阀的大小，从而自动调节流出流量，适用于对管道的统一管理及远程控制。
附图说明
图1为本发明超声波计量球阀的一种实施例的剖视结构示意图。
图2为本发明超声波计量球阀的另一种实施例的剖视结构示意图。
图中，1.阀体；2.球芯；21.流体通孔；3.阀杆；4.发送传感器；5.接收传感器；6.反射片；7.手柄；8.密封圈；9.固定轴；10.轴承。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细描述。
实施例1
如图1所示的超声波计量球阀，包括阀体1、设于阀体1内的球芯2、带动球芯2转动的阀杆3；球芯2内设有流体通孔21，流体通孔21的内壁上设有用于测量流体流量的超声波传感器。超声波传感器包括成对的发送传感器4和接收传感器5，发送传感器4和接收传感器5以流体通孔21的中心点呈中心对称布置。
阀杆3的上端设有用于驱动阀杆3转动的驱动电机(图未示)或手柄7。还包括控制部分(图未示)和电源部分(图未示)；控制部分包括单片机(图未示)和驱动电机控制模块(图未示)；单片机内存储有录入的标准流量数据，单片机将发送传感器4和接收传感器5采集的数据进行处理，并将结果与标准流量数据进行比对，将比对结果反馈给驱动电机控制模块；驱动电机控制模块根据反馈的比对结果控制驱动电机工作。
球芯2的一端与阀杆3下端固定，另一端在背对阀杆3的位置固定有固定轴9；固定轴9通过轴承10与阀体1连接。阀体1内设有球芯2在关阀状态时用于密封的密封圈8。发送传感器4、接收传感器5各有两个。
实施例2
如图2所示，本实施例中超声波计量球阀的结构基本和实施例1相同，区别在于超声波传感器包括成组的发送传感器4、接收传感器5和反射片6，发送传感器4发出的超声波经反射片6反射至接收传感器5；发送传感器4和接收传感器5以流体通孔21的轴截面或垂直于轴的截面呈镜像对称布置，反射片6设于发送传感器4和接收传感器5之间且反射片6的反射面与发送传感器4的发射端及接收传感器5的接收端相对。发送传感器4的中线延长线和反射片6的垂直线之间的夹角与接收传感器5的中线延长线和反射片6的垂直线之间的夹角相等。
本发明的原理如下：
超声波传感器的发送传感器4发射超声波被接收传感器5接收，当球阀处于开启状态时，流体流过流体通孔21，通过超声波在流体流经时的传播时间、传播途径的声道长度及其他相关常量可测量流体此时流经流体通孔21的流量，则安装本发明的超声波计量球阀的管道其内部的流量即可确定；因此当超声波计量球阀处于开阀时，能够实时测量流体流量，且流体流经的流体通孔21内无任何阻挡，流体流量测量精度高；当超声波计量球阀处于关阀时，能够控制流体断流；设置多个发送传感器4及多个接收传感器5，可以同时获取多组测量数据，通过对比计算可以得出流量的平均值，减小误差，进一步提高测量精度；当存在多个发送传感器4及多个接收传感器5时，为了防止超声波的交叉问题，可以通过对每个发送传感器4发出的信号进行编码，同时使与其对应的接收传感器5紧接收该发送传感器4发出的信号。
实施例1与实施例2的区别主要在于发送传感器4及接收传感器5的安装位置不一样，实施例1采用对射式的检测模式，而实施例2采用直接反射式的检测模式。
由于单片机内存储有录入的标准流量数据，该数据可以是安装前录入，也可以是后期维护管理时录入的更新数据，单片机将发送传感器4和接收传感器5采集的超声波的传播时间等数据进行处理和计算，得出实时流量数据，并将结果与标准流量数据进行比对，将比对结果反馈给驱动电机控制模块；驱动电机控制模块根据反馈的比对结果控制驱动电机工作，从而实现对管道流体流量的自动控制。

Claims (8)

1.一种超声波计量球阀，其特征在于：包括阀体(1)、设于阀体(1)内的球芯(2)、带动球芯(2)转动的阀杆(3)；所述球芯(2)内设有流体通孔(21)，所述流体通孔(21)的内壁上设有用于测量流体流量的超声波传感器；
所述超声波传感器包括成对的发送传感器(4)和接收传感器(5)，所述发送传感器(4)和接收传感器(5)以流体通孔(21)的中心点呈中心对称布置；
或所述超声波传感器包括成组的发送传感器(4)、接收传感器(5)和反射片(6)，所述发送传感器(4)发出的超声波经反射片(6)反射至接收传感器(5)。
2.根据权利要求1所述的超声波计量球阀，其特征在于：所述发送传感器(4)和接收传感器(5)以流体通孔(21)的轴截面或垂直于轴的截面呈镜像对称布置，所述反射片(6)设于发送传感器(4)和接收传感器(5)之间且反射片(6)的反射面与发送传感器(4)的发射端及接收传感器(5)的接收端相对。
3.根据权利要求1所述的超声波计量球阀，其特征在于：所述阀杆(3)的上端设有用于驱动阀杆(3)转动的驱动电机或手柄(7)。
4.根据权利要求3所述的超声波计量球阀，其特征在于：还包括控制部分和电源部分；所述控制部分包括单片机和驱动电机控制模块；所述单片机内存储有录入的标准流量数据，单片机将发送传感器(4)和接收传感器(5)采集的数据进行处理，并将结果与标准流量数据进行比对，将比对结果反馈给驱动电机控制模块；驱动电机控制模块根据反馈的比对结果控制驱动电机工作。
5.根据权利要求1所述的超声波计量球阀，其特征在于：所述发送传感器(4)的中线延长线和反射片(6)的垂直线之间的夹角与接收传感器(5)的中线延长线和反射片(6)的垂直线之间的夹角相等。
6.根据权利要求1所述的超声波计量球阀，其特征在于：所述球芯(2)的一端与阀杆(3)下端固定，另一端在背对阀杆(3)的位置固定有固定轴(9)；所述固定轴(9)通过轴承(10)与阀体(1)连接。
7.根据权利要求1所述的超声波计量球阀，其特征在于：所述阀体(1)内设有球芯(2)在关阀状态时用于密封的密封圈(8)。
8.根据权利要求1所述的超声波计量球阀，其特征在于：所述发送传感器(4)、接收传感器(5)各有两个。
CN201510753918.8A 2015-11-05 2015-11-05 超声波计量球阀 Active CN105257858B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510753918.8A CN105257858B (zh) 2015-11-05 2015-11-05 超声波计量球阀

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510753918.8A CN105257858B (zh) 2015-11-05 2015-11-05 超声波计量球阀

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN105257858A CN105257858A (zh) 2016-01-20
CN105257858B true CN105257858B (zh) 2018-05-01

Family

ID=55097686

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201510753918.8A Active CN105257858B (zh) 2015-11-05 2015-11-05 超声波计量球阀

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN105257858B (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112228586A (zh) * 2020-09-25 2021-01-15 中国石油天然气股份有限公司 一种阀芯和紧急截断阀及其控制方法
CN112193571B (zh) * 2020-10-26 2022-06-17 东营银桥化工有限责任公司 一种化工用倾倒防漏化工桶

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN205226440U (zh) * 2015-11-05 2016-05-11 李进武 超声波计量球阀

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS58169287U (ja) * 1982-05-10 1983-11-11 株式会社鷺宮製作所 ボ−ル弁の開閉表示機構
CN2856652Y (zh) * 2004-08-05 2007-01-10 胡敏绍 计量控制阀
CN202209966U (zh) * 2011-06-09 2012-05-02 蒋韵坚 表阀一体化超声波热量表的流量传感器
CN202903255U (zh) * 2012-09-13 2013-04-24 江西三川水表股份有限公司 表阀一体的超声波表
CN202903256U (zh) * 2012-11-23 2013-04-24 邓鲁坚 可在线冲洗的表阀一体化超声波流量传感器
CN204241051U (zh) * 2014-10-23 2015-04-01 邓鲁坚 表阀一体化超声波流量传感器及相应ic卡流量表

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN205226440U (zh) * 2015-11-05 2016-05-11 李进武 超声波计量球阀

Also Published As

Publication number Publication date
CN105257858A (zh) 2016-01-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN109138948B (zh) 一种井下压控式智能配水器及使用方法
US20140260664A1 (en) Inline ultrasonic transducer assembly device and methods
CN109372492B (zh) 一种集成无线通讯和电磁流量计的智能配水器及使用方法
MX2012010996A (es) Caudalimetro ultrasonico con un sistema de drenaje de liquidos.
CN105257858B (zh) 超声波计量球阀
CN205226440U (zh) 超声波计量球阀
CN104565521A (zh) 新型计量球阀
CN205260859U (zh) 超声波计量蝶阀
CN218724405U (zh) 一种小口径一体式压阀水表结构
CN105240590B (zh) 电磁计量球阀
CN209623783U (zh) 一种超声波智能防漏装置
CN208672667U (zh) 一种分布式声学多普勒流量监测装置
CN105370898A (zh) 超声波计量蝶阀
CN209014066U (zh) 一种基于tdc-gp30双通道气体超声波流量计
CN105240608A (zh) 超声波计量阀
CN205226601U (zh) 超声波计量阀
CN202471141U (zh) 靶式单流流量计
CN205226554U (zh) 电磁计量球阀
CN2760228Y (zh) 一种钻井液测漏装置
CN210372039U (zh) 一种测控一体式阀门流量计
CN103557893A (zh) 插入式电磁流量计及安装方法
CN204459414U (zh) 一种新型计量球阀
CN209197914U (zh) 一种抗振螺旋形保护套管
CN209372249U (zh) 辅助测量装置及润滑油管线系统
CN207163510U (zh) 插入式双声道超声流量计

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
TA01 Transfer of patent application right

Effective date of registration: 20170428

Address after: 8 No. 430034 Hubei city of Wuhan Province in Qiaokou District Nanniwan Avenue

Applicant after: Hubei Ze Yue Polytron Technologies Inc.

Address before: 430205 Hubei city of Wuhan province Wuchang Optics Valley East Lake Development Zone No. 225 steel Tiancheng Environmental Protection Industrial Park incubator administration building polymerization

Applicant before: Li Jinwu

TA01 Transfer of patent application right
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20221124

Address after: Room 01-D, Floor 1, Comprehensive Unit, Building A1, Phase 4, Optics Valley Software Park, No. 1, Guanshan Avenue, Donghu New Technology Development Zone, Wuhan City, 430,000 Hubei Province

Patentee after: Wuhan Zhuorexin Technology Co.,Ltd.

Address before: 430034 No. 8 Nanniwan Avenue, Qiekou District, Wuhan City, Hubei Province

Patentee before: Hubei Ze Yue Polytron Technologies Inc.

TR01 Transfer of patent right