CN113154122A - 带流量测量功能的调节阀 - Google Patents

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CN113154122A CN202110123502.3A CN202110123502A CN113154122A CN 113154122 A CN113154122 A CN 113154122A CN 202110123502 A CN202110123502 A CN 202110123502A CN 113154122 A CN113154122 A CN 113154122A
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崔永青
崔若菡
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Abstract

本发明涉及一种带流量测量功能的调节阀，包括执行机构、调节阀本体和流控系统，流控系统包括：计算单元，用于计算所述调节阀的实时流量；差压变送单元，与计算单元电连接，用于将调节阀本体进出口的压力差变送成标准信号送入计算单元；阀位回讯输入单元，与计算单元电连接，用于将调节阀本体的实时开度信息标准信号输入计算系统；压力变送单元，与计算单元电连接，用于将调节阀本体进口处的压力变送成标准压力信号送入计算单元。本发明将执行机构与流量测量结合起来，实现了执行机构与流量测量双重功能；并对工艺装置的各个参数精准控制，可以起到非常关键的作用；而且还可以减少流量测量仪表的安装，减少可能的物料泄露点。

Description

带流量测量功能的调节阀
技术领域
本发明涉及流体控制技术领域，特别涉及带流量测量功能的调节阀。
背景技术
随着工业生产技术的进步，化工、冶金、国防等很多行业，都使用到调节阀。在流体控制过程中，执行机构起到重要作用。而在这些行业中，流体管道流量测量也是极为重要的。
但是，现在的执行机构和流量测量各司其职，一般情况下，执行机构在工作过程中，驱动阀芯移动，造成阀座与阀芯之间的空间发生变化，进而造成流体流量变化，产生阀前阀后压力差变化，达到控制功能。在常规设计中，执行机构是单一控制方式，最多通过阀位回讯信号，来反馈执行机构控制效果或检测执行机构是否故障；而流量测量是在需要测量流量的地方安装流量仪表，即现有的调节阀增加了流量测量仪表的安装，增加了物料泄露点。
发明内容
本发明的目的在于提供一种带流量测量功能的调节阀，包括执行机构和调节阀本体，还包括流控系统，所述流控系统包括：
计算单元，用于计算所述调节阀的实时流量；
差压变送单元，与所述计算单元电连接，用于将所述调节阀本体进出口的压力差变送成标准信号送入所述计算单元；
阀位回讯输入单元，与所述计算单元电连接，用于将所述调节阀本体的实时开度信息标准信号输入所述计算系统；
压力变送单元，与所述计算单元电连接，用于将所述调节阀本体进口处的压力变送成标准压力信号送入所述计算单元。
较佳地，所述调节阀本体的进出口处均设有取压管，两所述取压管均与所述差压变送单元连接。
较佳地，所述调节阀本体进出口处的阀体壁上分别设有进口开孔和出口开孔，所述进口开孔和出口开孔上分别焊接进口连接管嘴和出口连接管嘴，所述进口连接管嘴上卡套式连接有进口取压管，所述进口取压管沿阀体壁敷设至所述差压变送单元的进口取压管嘴；所述出口连接管嘴上卡套式连接有出口取压管，所述出口取压管沿阀体壁敷设至所述差压变送单元的出口取压管嘴。
较佳地，所述调节阀本体的进口处设有取压管，所述取压管与所述压力变送单元连接。
较佳地，所述调节阀本体的进口处的阀体壁上开设一孔，此孔上焊接连接管嘴，此连接管嘴上卡套式连接有所述取压管，所述取压管沿阀体壁敷设至所述压力变送单元的取压管嘴。
较佳地，若所述调节阀的流体介质为气体或蒸汽流体时，所述流控系统还包括温度变送单元，所述温度变送单元与所述计算单元电连接，所述温度变送单元用于将温度信号变送成标准信号输入所述计算系统，进行温压补偿。
较佳地，所述调节阀本体的进口处还设有用于热电阻安装管嘴，热电阻安装在所述热电阻安装管嘴上，所述热电阻与所述温度变送单元电连接。
较佳地，所述调节阀本体的进口处的阀体壁上开设一开孔，此开孔上焊接有所述热电阻安装管嘴，所述热电阻通过电缆沿阀体敷设至所述温度变送单元。
较佳地，所述阀位回讯输入单元为阀门定位器。
较佳地，所述差压变送单元为差压变送器，所述压力变送单元为压力变送器。
与现有技术相比，本发明存在以下技术效果：
本发明将执行机构与流量测量结合起来，实现了执行机构与流量测量双重功能；并对工艺装置的各个参数精准控制，可以起到非常关键的作用；而且还可以减少流量测量仪表的安装，减少可能的物料泄露点。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。附图中：
图1为本发明的优选实施例提供的流控系统的框图；
图2为本发明的优选实施例提供的一种带流量测量功能的调节阀的结构示意图。
具体实施方式
以下将结合图1和图2对本发明提供的一种带流量测量功能的调节阀进行详细的描述，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例，本领域技术人员在不改变本发明精神和内容的范围内，能够对其进行修改和润色。
调节阀制造技术已经非常成熟，阀芯形状可以通过软件计算的很精确。此外，高精度的调节阀电气阀门定位器，可以精确得知调节阀开度，此时只要能精确测量阀芯前后压差，即可以计算出此时通过调节阀阀芯的流体流量。对于气体流体或蒸汽流体，还可以通过阀体上安装的温度测量元件，对气体流量进行温压补偿，使得流量测量更加精确。
请参考图1和图2，本实施例提供一种带流量测量功能的调节阀，包括执行机构2和调节阀本体1，调节阀本体1包括阀体、阀座、阀芯和阀杆，阀座固定设置在阀体内，阀芯活动设置在阀体内；阀杆的一端伸入阀体内并与阀芯固定连接，另一端位于阀体外与执行机构2驱动连接，执行机构2通过DCS控制系统控制。
所述调节阀还包括流控系统3，所述流控系统3为调节阀自带的流量变送功能，其包括：
计算单元31，用于计算所述调节阀的实时流量；
差压变送单元32，与所述计算单元31电连接，用于将所述调节阀本体1进出口(即阀芯前后端)的压力差变送成标准信号送入所述计算单元31；
阀位回讯输入单元33，与所述计算单元31电连接，用于将所述调节阀本体1的实时开度信息标准信号输入所述计算系统；
压力变送单元34，与所述计算单元31电连接，用于将所述调节阀本体1进口处的压力变送成标准压力信号送入所述计算单元31。
进一步的，所述调节阀本体1进出口处的阀体壁上分别设有进口开孔和出口开孔，所述进口开孔和出口开孔上分别焊接进口连接管嘴和出口连接管嘴，所述进口连接管嘴上卡套式连接有进口取压管11，所述进口取压管11沿阀体壁敷设至所述差压变送单元32的进口取压管嘴；所述出口连接管嘴上卡套式连接有出口取压管12，所述出口取压管12沿阀体壁敷设至所述差压变送单元32的出口取压管嘴。
进一步的，所述调节阀本体1的进口处的阀体壁上开设一孔，此孔上焊接连接管嘴，此连接管嘴上卡套式连接有取压管，所述取压管沿阀体壁敷设至所述压力变送单元34的取压管嘴。
在本实施例中，若所述调节阀的流体介质为气体或蒸汽流体时，所述流控系统3还包括温度变送单元35，所述温度变送单元35与所述计算单元31电连接，所述温度变送单元35用于将温度信号变送成标准信号输入所述计算系统，进行温压补偿。
具体的，所述调节阀本体1的进口处还设有用于热电阻安装管嘴13，热电阻安装在所述热电阻安装管嘴13上，所述热电阻与所述温度变送单元35电连接。
进一步的，所述调节阀本体1的进口处的阀体壁上开设一开孔，此开孔上焊接有所述热电阻安装管嘴13，热电阻安装在所述热电阻安装管嘴13上，并通过电缆沿阀体敷设至所述温度变送单元35，作为气体流量的温度补偿信号。
流控系统3的工作原理：
差压变送单元32将阀芯前后的压力差变送成标准信号进入计算单元31，阀位回讯输入单元33将阀门实时开度信息标准信号输入计算单元31，根据调节阀流体介质状态，确定是否需要温压补偿(因液体无法压缩，所以液体流体不需要温压补偿；气体及蒸汽流体因可以压缩，所以才用温压补偿来核算实际流量)，如果不需要温压补偿，调节阀就不需要温度变送单元35。如果需要温压补偿，则需要温度变送单元35，温度信号要经过温度变送单元35将温度标准信号送入计算单元31，同时，将阀芯前部(阀体进口处)的取压管嘴信号变送成标准压力信号送入计算单元31，计算单元31根据已有的调节阀设计计算软件得出的阀开度尺寸以及差压信息，计算得到调节阀实时流量。
在本实施例中，流控系统采用低功耗电路设计，具有本质安全防爆等级，供电24VDC，输出为标准信号系统4～20mAdc，可根据不同的用户，提供相应的调节阀及流控系统。

Claims (10)

1.一种带流量测量功能的调节阀，包括执行机构和调节阀本体，其特征在于，还包括流控系统，所述流控系统包括：
计算单元，用于计算所述调节阀的实时流量；
差压变送单元，与所述计算单元电连接，用于将所述调节阀本体进出口的压力差变送成标准信号送入所述计算单元；
阀位回讯输入单元，与所述计算单元电连接，用于将所述调节阀本体的实时开度信息标准信号输入所述计算系统；
压力变送单元，与所述计算单元电连接，用于将所述调节阀本体进口处的压力变送成标准压力信号送入所述计算单元。
2.如权利要求1所述的带流量测量功能的调节阀，其特征在于，所述调节阀本体的进出口处均设有取压管，两所述取压管均与所述差压变送单元连接。
3.如权利要求2所述的带流量测量功能的调节阀，其特征在于，所述调节阀本体进出口处的阀体壁上分别设有进口开孔和出口开孔，所述进口开孔和出口开孔上分别焊接进口连接管嘴和出口连接管嘴，所述进口连接管嘴上卡套式连接有进口取压管，所述进口取压管沿阀体壁敷设至所述差压变送单元的进口取压管嘴；所述出口连接管嘴上卡套式连接有出口取压管，所述出口取压管沿阀体壁敷设至所述差压变送单元的出口取压管嘴。
4.如权利要求1所述的带流量测量功能的调节阀，其特征在于，所述调节阀本体的进口处设有取压管，所述取压管与所述压力变送单元连接。
5.如权利要求4所述的带流量测量功能的调节阀，其特征在于，所述调节阀本体的进口处的阀体壁上开设一孔，此孔上焊接连接管嘴，此连接管嘴上卡套式连接有所述取压管，所述取压管沿阀体壁敷设至所述压力变送单元的取压管嘴。
6.如权利要求1所述的带流量测量功能的调节阀，其特征在于，若所述调节阀的流体介质为气体或蒸汽流体时，所述流控系统还包括温度变送单元，所述温度变送单元与所述计算单元电连接，所述温度变送单元用于将温度信号变送成标准信号输入所述计算系统，进行温压补偿。
7.如权利要求6所述的带流量测量功能的调节阀，其特征在于，所述调节阀本体的进口处还设有用于热电阻安装管嘴，热电阻安装在所述热电阻安装管嘴上，所述热电阻与所述温度变送单元电连接。
8.如权利要求7所述的带流量测量功能的调节阀，其特征在于，所述调节阀本体的进口处的阀体壁上开设一开孔，此开孔上焊接有所述热电阻安装管嘴，所述热电阻通过电缆沿阀体敷设至所述温度变送单元。
9.如权利要求1所述的带流量测量功能的调节阀，其特征在于，所述阀位回讯输入单元为阀门定位器。
10.如权利要求1所述的带流量测量功能的调节阀，其特征在于，所述差压变送单元为差压变送器，所述压力变送单元为压力变送器。
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