CN106439106A - 差压变送器用控制阀门 - Google Patents

差压变送器用控制阀门 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种差压变送器用控制阀门，包括：阀体,其设置有内腔，阀体上设置有两个输入口、两个辅助入口、两个输出口以及两个排污口，两个输入口、两个输出口以及两个排污口位于内腔的同一轴向位置；阀芯，阀芯上设置有两个输送孔，阀芯上还设置有第一辅助槽、两个测量口以及两个辅助输送孔，两个测量口与两个辅助输送孔均位于阀芯的同一周向位置，两个辅助输送孔远离测量口的一端分别连通有第二辅助槽，第二辅助槽的末端连接辅助出口。这种控制阀门，便于操作。

Description

差压变送器用控制阀门
技术领域
本发明涉及流体压力测量领域，具体来说，本发明涉及一种差压变送器用控制阀门，连接于工艺管道与差压变送器之间。
背景技术
差压测量仪表也就是差压变送器，是仪表在线检测中一项非常常用的测量方式，差压变送器采用工艺管道流体流向截流产生相对高、低压，并通过采样管道将高低压引入到仪表，由仪表将检测到的高低压的压差进行相应的转换，并将转换后的结果由标准信号输出，从而完成测量。
现用差压变送器测量与管道的典型连接方法，参见图1，左部为工艺管道，将工艺管道流体流向由节流孔板200产生相对高、低压(下高上低)，高、低压由工艺管道的采样口引出经过一次阀10a、10b分别到达高压侧阀20a和低压侧阀20b，并通过高压侧阀20a和低压侧阀20b接入差压变送器100进行测量，平衡阀30用于仪表零点校验；高压侧排污阀21a和低压侧排污阀21b用于排污。
现用的技术存在如下问题：
(1)差压变送器在实际使用中需要根据不同的要求进行操作，分别是差压变送器的运行、零点调整、停运。图1中的三个阀门为保证减少对差压变送器的冲击，根据不同的状态操作如下：运行：先开低压侧阀20b再开高压侧阀20a；零点调整：先关高压侧阀20a再关低压侧阀20b，再打开平衡阀30；停运：先关高压侧阀20a再关低压侧阀20b。从上述可以看到，阀门的操作有先后顺序比较烦琐；
(2)由于现场实际使用的差压变送器数量很多，使用一段时间后，差压变送器上原先标注的高、低压字样变得模糊不清，容易出现操作失误，从而对仪表的冲击比较大；
(3)在打开高压侧排污阀21a和低压侧排污阀21b排污的时候，会引起管道卸压，造成测量仪表压力的严重不平衡，形成测量的严重干扰，从而影响到工艺控制，严重时引起停机。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种差压变送器用控制阀门，其能够便于简化阀门操作，减少对差压变送器的冲击。
为了解决上述技术问题，本发明采用了如下技术方案：一种差压变送器用控制阀门，连接于工艺管道与差压变送器之间，其包括：
阀体,其设置有内腔，所述阀体上设置有两个与所述内腔的第一周向位置连通的输入口、两个与所述第一周向位置连通的辅助入口、两个分别与各所述输入口沿所述内腔的径向相对的输出口以及两个分别与所述内腔的第二周向位置连通的排污口，两个所述输入口、两个所述输出口以及两个所述排污口位于所述内腔的同一轴向位置；以及，
可转动地设置于所述内腔中的阀芯，所述阀芯为回转体，所述阀芯上设置有两个沿其径向贯通的输送孔，所述阀芯上还设置有用于连通两个所述输出口的第一辅助槽、两个分别与各所述输送孔连通的测量口以及两个沿所述阀芯的径向贯通的辅助输送孔，两个所述测量口与两个所述辅助输送孔均位于所述阀芯的同一周向位置，两个所述辅助输送孔远离所述测量口的一端分别连通有第二辅助槽，所述第二辅助槽的末端连接辅助出口；
当所述阀芯处于第一角度值时，所述输入口通过所述输送孔与所述输出口连通；当所述阀芯处于第二角度值时，所述第一辅助槽将两个所述输出口连通；当所述阀芯处于第三角度值时，所述输出口与所述阀芯不通；当所述阀芯处于第四角度值时，所述输入口通过所述测量口、所述输送孔与所述排污口连通，并且，所述辅助入口通过所述辅助输送孔、所述第二辅助槽以及所述辅助出口与所述输出口连通。
优选地，所述阀芯为截头圆锥状，所述阀芯的两端分别设置有球面突出部，所述阀芯的两端与所述阀体形成球面接触。
优选地，所述阀芯的小直径端设置有连接部件，所述连接部件由所述阀体延伸出，所述连接部件上固定有手柄。
优选地，所述连接部件具有远离所述阀芯的小直径端的扁平段，所述手柄上开设有扁平孔，所述手柄通过所述扁平孔套装于所述扁平段，所述扁平段上旋拧有螺母。
优选地，所述第二角度值为在所述第一角度值的基础上逆向旋转22.5°所得，所述第三角度值为在所述第一角度值的基础上正向旋转22.5°所得，所述第四角度值为在所述第一角度值的基础上正向旋转90°所得。
优选地，所述内腔设置有密封部件。
优选地，所述密封部件的材质为聚四氟乙烯。
优选地，其中一个所述输送孔沿所述阀芯周向的尺寸大于另一个所述输送孔沿所述阀芯周向的尺寸。
优选地，其中一个所述输送孔为圆孔，另一个所述输送孔为沿所述阀芯的周向延伸的腰型孔。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
1、将现有技术中的多个阀门替换为一个阀门，通过阀芯的旋转使得差压变送器获得不同的工作状态，操作简单；
2、输送孔的尺寸不同，使得阀芯在旋转时，能够先关闭对应于工艺管道的高压侧的尺寸小的孔，后关闭对应于工艺管道的低压侧的尺寸大的孔，以减少对差压变送器的冲击；
3、即使差压变送器处于排污的状态，管道也不泄压，避免差压变送器的不平衡，保持测量的准确性。
附图说明
图1为现有技术中，工艺管道与差压变送器的连接示意图；
图2为本发明中，工艺管道与差压变送器的连接示意图；
图3为本发明的差压变送器用控制阀门的拆分示意图；
图4为图3中阀芯的结构放大示意图，其进一步示出了两个输送孔的俯视投影；
图5为图4的A-A向剖视图；
图6为图4的B-B向剖视图；
图7为图4的C-C向视图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细描述，但不作为对本发明的限定。
本发明涉及采用差压变送器对工艺管道进行测量，其中，在差压变送器与工艺管道之间设置阀门，以使得差压变送器处于不同的工作状态。
参见图2，本发明中，工艺管道与差压变送器采用这样的连接方式，差压变送器100上连有第一连接管道2a与第二连接管道2b，第一连接管道2a与第二连接管道2b之间设置有平衡阀30，第一连接管道2a在远离该差压变送器100与该平衡阀30的位置依次设置有高压侧阀20a与高压侧排污阀21a，第二连接管道2b在远离该差压变送器100与该平衡阀30的位置依次设置有低压侧阀20b与低压侧排污阀21b。
在工艺管道内设置节流孔板200，图中箭头表示流体流向。在工艺管道的高压侧(图中的下侧)通过第一输送管道1a与第一连接管道2a位于高压侧阀20a与高压侧排污阀21a之间的位置相连，在工艺管道的低压侧(图中的上侧)通过第二输送管道1b与第二连接管道2b位于低压侧阀20b与低压侧排污阀21b之间的位置相连，在该第一输送管道1a和第二输送管道1b上分别设置一次阀10a、10b。同时，在工艺管道与上述低压侧相同的位置(同一取样截面)通过第一辅助管道3a与第一连接管道2a位于平衡阀30与差压变送器100之间的位置连接，在工艺管道与上述高压侧相同的位置(同一取样截面)通过第二辅助管道3b与第二连接管道2b位于平衡阀30与差压变送器100之间 的位置连接。在第一辅助管道3a上设置第一辅助阀30a，在第二辅助管道3b上设置第二辅助阀30b。
该连接方式中，在工艺管道的高压侧位置与低压侧位置增设第一辅助管道3a与第二辅助管道3b，并在该两个管道上分别设置第一辅助阀30a与第二辅助阀30b，即使在管道排污时，其仍然能够为差压变送器供应流体，从而避免排污时形成测量干扰。
参见图3，本发明中，采用一种差压变送器用控制阀门，实现图2中所示的工艺管道与差压变送器100的连接，以实现差压变送器100的调节。
该控制阀门连接于工艺管道与差压变送器之间，其包括阀体1以及阀芯2。阀体1可以为长方形钢或者不锈钢制作，阀芯2可以为不锈钢制作。
阀体1,其设置有内腔103。阀体1上设置有两个与内腔103的第一周向位置连通的输入口3、两个与第一周向位置连通的辅助入口4、两个分别与各输入口3沿内腔103的径向相对的输出口5以及两个分别与内腔103的第二周向位置连通的排污口6，两个输入口3、两个输出口5以及两个排污口6位于内腔103的同一轴向位置。该两个输入口3、辅助入口4位于第一周向位置，其沿着轴向依次分布；输出口5，与输入口3相对；排污口6位于第二周向位置，其与第一周向位置相差一定的圆周方向的角度。
输入口3以及辅助入口4，位于阀体1底部，由左至右依次分布，排污口6位于阀体1侧部，输出口5位于阀体1顶部。
结合图2，该两个输入口3，分别用于与工艺管道的高压侧以及低压侧连接，以便取样。两个辅助入口4，分别用于与工艺管道对应高压侧的位置(同一取样截面)以及工艺管道对应低压侧的位置(同一取样截面)相连，以便取样。两个输出口5，用于与差压变送器100相连，以便将流体输送至差压变送器进行测量。两个排污口6，则用于排污。
参见图3，阀芯2为回转体，以便安装于阀体1的内腔103中并可相对于该内腔103转动。阀芯2上设置有两个沿其径向贯通的输送孔7， 该输送孔7用于将输入口3的流体进行输送。
参见图4-图7，阀芯2上还设置有用于连通两个输出口5的第一辅助槽8、两个分别与各输送孔7连通的测量口701以及两个沿阀芯2的径向贯通的辅助输送孔9，两个测量口701与两个辅助输送孔9均位于阀芯2的同一周向位置，两个辅助输送孔9远离测量口701的一端分别连通有第二辅助槽10，第二辅助槽10的末端连接辅助出口14。
当阀芯2转动时，其能够使得差压变送器处于不同的状态。结合图2、图3所示，当阀芯2处于第一角度值时(即图3的位置)，输入口3通过输送孔7与输出口5连通，此时，差压变送器100能够工作，其测量工艺管道的流体压力；当阀芯2处于第二角度值时，第一辅助槽8将两个输出口5连通，差压变送器100调零；当阀芯2处于第三角度值时，输出口5与阀芯2不通(即不能够向输出口5输送流体)，差压变送器100停运；当阀芯2处于第四角度值时，输入口3通过测量口701、输送孔7与排污口6连通，差压变送器100排污，并且，辅助入口4通过辅助输送孔9、第二辅助槽10以及辅助出口14与输出口5连通，差压变送器继续工作。容易理解的是，该第一角度值、第二角度值、第三角度值以及第四角度值各不相同，但其具体的相差角度，可以根据需要而作多种选择。在本发明中，第二角度值为在第一角度值的基础上逆向旋转22.5°所得，第三角度值为在第一角度值的基础上正向旋转22.5°所得，第四角度值为在第一角度值的基础上正向旋转90°所得。
为避免该阀芯2在转换过程中，流体对差压变送器产生过多冲击，本发明中，其中一个输送孔7沿阀芯2周向的尺寸大于另一个输送孔7沿阀芯2周向的尺寸。如图4所示，优选为，其中一个输送孔7为圆孔，另一个输送孔7为沿阀芯2的周向延伸的腰型孔(俯视投影为腰型孔)。
本发明中，阀体1的内腔103为截头圆锥孔，其锥度大约为5°，阀芯2为截头圆锥状，阀芯2的两端分别设置有球面突出部202，阀芯2的两端与阀体1形成球面接触，阀体1与阀芯2的构造，例如锥度， 也可以选择其他。具体而言，阀体1具有壳体101以及盖体102，在阀芯2安装于壳体101之后，盖体102通过四个螺柱13固定于壳体101。这种结构，能够保证二者的硬密封性能以及耐压性。
本发明的这种控制阀门，可以选择为手动阀或者是电动阀，只要其具有类似阀芯2、阀体1结构即可，作为手动阀的一种方式，阀芯2的小直径端设置有连接部件201，连接部件201由阀体1延伸出，连接部件201上固定有手柄12。通过旋转该手柄12，即可操作阀芯2的旋转，以使得差压变送器工作于不同状态。优选地，连接部件201具有远离阀芯2的小直径端的扁平段2011，手柄12上开设有扁平孔1201，手柄12通过扁平孔1201套装于扁平段2011，扁平段2011上旋拧有螺母11。
为实现阀芯2与阀体1之间的密封，阀体1的内腔103设置有密封部件(图中未标示)。优选地，该密封部件的材质为聚四氟乙烯。该密封部件，能够保证阀芯2在转动过程中，与阀体1的密封性。
继续结合图2、图3，对本发明的工作原理进行说明。其中，图3中，位于左侧的输入口3以及辅助入口4均连接工艺管道的高压侧(同一取样截面，以便取相同的差压)，位于右侧的输入口3以及辅助入口4均连接工艺管道的低压侧(同一取样截面，以便取相同的差压)；位于左侧的输送孔7为圆孔，而位于右侧的输送孔7为沿阀芯2的周向延伸的腰型孔。对应的,位于阀芯2上的输送孔7/测量口701在轴向位置上对应于输入口3,而辅助输送孔9在轴向位置上对应于辅助入口4,并且,辅助输送孔9与辅助出口14的连接呈交叉状,即对应于高压侧的辅助输送孔9与对应于低压侧的辅助出口14通过一个第二辅助槽10连接,而对应于低压侧的辅助输送孔9与对应于高压侧的辅助出口14通过另一个第二辅助槽10连接。
当阀芯2处于图3所示位置时，采样过来的压差信号通过输入口3、输送孔7、输出口5进入到差压变送器，左边为高压侧，右边为低压侧，此时，差压变送器处于工作状态(当由其他状态切换至图3所示状态时，对应于高压侧的输送孔7尺寸小，而对应于低压侧的输送孔7尺 寸大，故对应于低压侧的输送孔7先导通，而对应于高压侧的输送孔7后导通，故能够减少对差压变送器的冲击)；
当在图3的基础上，阀芯2逆向旋转22.5°时，对应于高压侧的输送孔7先关断，而对应于低压侧的输送孔7后关断，第一辅助槽8将阀体1上的两个输出口5连通，差压变送器调零；
当在图3的基础上，阀芯2正向旋转22.5°时，对应于高压侧的输送孔7先关断，而对应于低压侧的输送孔7后关断，由于阀芯2与阀体1之间没有通路，故差压变送器停运；
当在图3的基础上，阀芯2正向旋转90°时，输入口3通过测量口701、输送孔7与排污口6连通，此时，进行排污，同时，辅助入口4通过辅助输送孔9、第二辅助槽10以及辅助出口14与输出口5连通，差压变送器得以继续工作，避免因管道卸压造成测量仪表压力的沿着不平衡从而导致对测量数据的严重干扰。
本发明的这种差压变送器用控制阀门，安装方便，转换快速。采用这种控制阀门，差压变送器工作稳定，运行、零点调整、停运切换可靠，排污时对仪表无冲击现象，效果显著。
以上实施例仅为本发明的示例性实施例，不用于限制本发明，本发明的保护范围由权利要求书限定。本领域技术人员可以在本发明的实质和保护范围内，对本发明做出各种修改或等同替换，这种修改或等同替换也应视为落在本发明的保护范围内。

Claims (9)

1.一种差压变送器用控制阀门，连接于工艺管道与差压变送器之间，其特征在于，包括：
阀体,其设置有内腔，所述阀体上设置有两个与所述内腔的第一周向位置连通的输入口、两个与所述第一周向位置连通的辅助入口、两个分别与各所述输入口沿所述内腔的径向相对的输出口以及两个分别与所述内腔的第二周向位置连通的排污口，两个所述输入口、两个所述输出口以及两个所述排污口位于所述内腔的同一轴向位置；以及，
可转动地设置于所述内腔中的阀芯，所述阀芯为回转体，所述阀芯上设置有两个沿其径向贯通的输送孔，所述阀芯上还设置有用于连通两个所述输出口的第一辅助槽、两个分别与各所述输送孔连通的测量口以及两个沿所述阀芯的径向贯通的辅助输送孔，两个所述测量口与两个所述辅助输送孔均位于所述阀芯的同一周向位置，两个所述辅助输送孔远离所述测量口的一端分别连通有第二辅助槽，所述第二辅助槽的末端连接辅助出口；
当所述阀芯处于第一角度值时，所述输入口通过所述输送孔与所述输出口连通；当所述阀芯处于第二角度值时，所述第一辅助槽将两个所述输出口连通；当所述阀芯处于第三角度值时，所述输出口与所述阀芯不通；当所述阀芯处于第四角度值时，所述输入口通过所述测量口、所述输送孔与所述排污口连通，并且，所述辅助入口通过所述辅助输送孔、所述第二辅助槽以及所述辅助出口与所述输出口连通。
2.根据权利要求1所述的差压变送器用控制阀门，其特征在于，所述阀芯为截头圆锥状，所述阀芯的两端分别设置有球面突出部，所述阀芯的两端与所述阀体形成球面接触。
3.根据权利要求2所述的差压变送器用控制阀门，其特征在于，所述阀芯的小直径端设置有连接部件，所述连接部件由所述阀体延伸出，所述连接部件上固定有手柄。
4.根据权利要求3所述的差压变送器用控制阀门，其特征在于，所述连接部件具有远离所述阀芯的小直径端的扁平段，所述手柄上开设有扁平孔，所述手柄通过所述扁平孔套装于所述扁平段，所述扁平段上旋拧有螺母。
5.根据权利要求1所述的差压变送器用控制阀门，其特征在于，所述第二角度值为在所述第一角度值的基础上逆向旋转22.5°所得，所述第三角度值为在所述第一角度值的基础上正向旋转22.5°所得，所述第四角度值为在所述第一角度值的基础上正向旋转90°所得。
6.根据权利要求1所述的差压变送器用控制阀门，其特征在于，所述内腔设置有密封部件。
7.根据权利要求6所述的差压变送器用控制阀门，其特征在于，所述密封部件的材质为聚四氟乙烯。
8.根据权利要求1所述的差压变送器用控制阀门，其特征在于，其中一个所述输送孔沿所述阀芯周向的尺寸大于另一个所述输送孔沿所述阀芯周向的尺寸。
9.根据权利要求8所述的差压变送器用控制阀门，其特征在于，其中一个所述输送孔为圆孔，另一个所述输送孔为沿所述阀芯的周向延伸的腰型孔。
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