CN117108781A - 一种流量计量球阀 - Google Patents

Abstract

本发明属于液压阀门领域，涉及一种流量计量球阀。该流量计量球阀内部安装有流量计，所述流量计包括前导流板、涡轮、后导流板、固定轴、对开固定环、缓冲部、固定座和调整座，所述前导流板、所述涡轮和所述后导流板依次设置在所述固定轴上；在下游侧的所述固定座和所述调整座之间安装有所述缓冲部，所述缓冲部用于对流经所述球体内部的流体形成阻尼作用。该流量计量球阀可降低成本，节约布置空间，还能避免在阀门突然开启和关闭时，流量计内压力陡然升高或者降低而损坏流量计。

Description

一种流量计量球阀

技术领域

本发明属于液压阀门领域，涉及一种流量计量球阀。

背景技术

城镇燃气使用的计量阀上通常需要同时具备计量和截断功能，现有的设计是在流量计前端设置一个球阀，作为切断流体关闭管道使用。这样需要占用比较大的安装空间，不适用于安装空间拮据的工况。操作时需要分别操作球阀和流量计，从而达到使用目的，操作较为繁琐。同时，当阀门频繁开启或关闭时，管道内部瞬间产生的压力升高或者降低容易损坏流量计，而由于流量计多安装在管道内部，无法有效对流量计进行检修。

发明内容

为解决现有技术中存在的问题，本发明的目的是提供一种流量计量球阀，该流量计量球阀可降低成本，节约布置空间，还能避免在阀门突然开启和关闭时，流量计内压力陡然升高或者降低而损坏流量计。

为了实现上述发明目的，本发明提供了以下技术方案：

一种流量计量球阀，所述流量计量球阀包括主阀体、球体、侧阀体；所述侧阀体位于所述主阀体左右两侧，并与所述主阀体连接，所述球体位于所述主阀体和所述侧阀体形成的空腔中，所述球体与所述侧阀体之间设置有阀座；阀杆从上部穿过所述主阀体后与所述球体连接，位于所述主阀体外的所述阀杆上设置有手柄，所述球体内开设有流体通道，所述流体通道内安装有流量计，所述流量计包括前导流板、涡轮、后导流板、固定轴、对开固定环、第一缓冲装置、固定座和调整座，所述前导流板、所述涡轮和所述后导流板依次设置在所述固定轴上；所述前导流板安装至所述球体上游端的环形槽中，所述对开固定环一侧与所述前导流板抵靠，另一侧与所述固定座抵靠，由此将所述前导流板安装至所述球体的所述流体通道中；所述后导流板安装至所述球体下游端的环形槽中，所述对开固定环一侧与所述后导流板抵靠，另一侧与所述调整座抵靠，由此将所述后导流板安装至所述球体的所述流体通道中；在下游侧的所述固定座和所述调整座之间安装有所述第一缓冲装置，所述第一缓冲装置用于对流经所述球体内部的流体形成阻尼作用。

优选地，所述第一缓冲装置为片状的弹性圆环，中间具备通孔，其中所述通孔的孔径为所述圆环外径的0.5倍-0.6倍。

优选地，在所述主阀体内设置有传感器，所述传感器用于检测所述涡轮的转动速度，所述传感器将检测的所述转动速度传递给处理器，所述处理器将所述转动速度转换为流体的流速，并计算出流经球阀的流量。

一种流量计量球阀，所述流量计量球阀包括主阀体、球体、侧阀体；所述侧阀体位于所述主阀体左右两侧，并与所述主阀体连接，所述球体位于所述主阀体和所述侧阀体形成的空腔中，所述球体与所述侧阀体之间设置有阀座；阀杆从上部穿过所述主阀体后与所述球体连接，位于所述主阀体外的所述阀杆上设置有手柄，所述球体内开设有流体通道，所述流体通道内安装有流量计，所述流量计包括前导流板、涡轮、后导流板、固定轴、对开固定环、第二缓冲装置、固定座和调整座，所述前导流板、所述涡轮和所述后导流板依次设置在所述固定轴上；所述前导流板安装至所述球体上游端的环形槽中，所述对开固定环一侧与所述前导流板抵靠，另一侧与所述固定座抵靠，由此将所述前导流板安装至所述球体的所述流体通道中；所述后导流板安装至所述球体下游端的环形槽中，所述对开固定环一侧与所述后导流板抵靠，另一侧与所述调整座抵靠，由此将所述后导流板安装至所述球体的所述流体通道中；在下游侧的所述固定座和所述调整座之间安装有所述第二缓冲装置，所述第二缓冲装置为弹性薄片结构，用于对流经所述球体内部的流体形成阻尼作用。

优选地，所述第二缓冲装置包括基座以及设置于所述基座内部的若干挡片，所述若干挡片在自由状态下能够将所述流体通道封闭，当受到流体的压力作用时，每个所述挡片沿所述流体通道轴向发生弹性变形，使每个所述挡片与所述固定座贴合。

优选地，每个所述挡片为扇形形状，其一端与所述基座连接，另一端为弧形段，所述若干挡片组合形成圆环，所述圆环的外径与所述圆环的内径之比大于8。

一种流量计量球阀，所述流量计量球阀包括主阀体、球体、侧阀体；所述侧阀体位于所述主阀体左右两侧，并与所述主阀体连接，所述球体位于所述主阀体和所述侧阀体形成的空腔中，所述球体与所述侧阀体之间设置有阀座；阀杆从上部穿过所述主阀体后与所述球体连接，位于所述主阀体外的所述阀杆上设置有手柄，所述球体内开设有流体通道，所述流体通道内安装有流量计，所述流量计包括前导流板、涡轮、后导流板、固定轴、对开固定环、第三缓冲装置、固定座和调整座，所述前导流板、所述涡轮和所述后导流板依次设置在所述固定轴上；所述前导流板安装至所述球体上游端的环形槽中，所述对开固定环一侧与所述前导流板抵靠，另一侧与所述固定座抵靠，由此将所述前导流板安装至所述球体的所述流体通道中；所述后导流板安装至所述球体下游端的环形槽中，所述对开固定环一侧与所述后导流板抵靠，另一侧与所述调整座抵靠，由此将所述后导流板安装至所述球体的所述流体通道中；所述第三缓冲装置可转动地安装在下游侧的所述固定座和所述调整座之间。

优选地，所述第三缓冲装置包括转轴以及与所述转轴连接的平板，所述平板为圆形的薄板结构，位于所述转轴左右两侧的平板关于所述转轴非对称设置，并且其直径小于所述固定座或所述调整座的内径。

优选地，所述转轴与所述固定座或所述调整座之间设置有回位弹簧，所述回位弹簧设置为：当所述平板在自由状态下时，所述平板所在的平面与所述流体通道的径向方向之间存在夹角θ；当所述平板受到流体作用力时，所述平板所在的平面与所述流体通道的轴向方向平行。

与现有技术相比，本发明提供的一种流量计量球阀具备如下有益的技术效果：

1、通过将流量计集成在球体的流体通道中，利用传感器检测涡轮的转动速度，从而计算出流经球阀的流量，由此能够降低流量计量球阀的成本，节约布置空间。同时，在球体的流体通道中设置弹性圆环作为缓冲部，用于对流经球体内部的流体形成阻尼作用，避免了在阀门突然开启和关闭时，流量计内压力陡然升高或者降低而损坏流量计。

2、通过将缓冲部设置为由若干挡片组合形成的圆环，圆环的外径与圆环的内径之比大于8，由此使得圆环能更容易贴合固定座，避免对流量计测量精度的影响。

3、通过将缓冲部设置为可转动的圆形的薄板结构，使薄板直径略小于固定座或调整座的内径，并且在自由状态下，薄板所在的平面与流体通道的径向方向之间存在夹角。因此当阀门打开瞬间，薄板可对流经球体内部的流体形成阻尼作用，避免对流量计造成损坏。同时，由于薄板所在的平面与流体通道的径向方向之间存在的夹角，流体通道内的流体可有效流经薄板，不会造成阀门堵塞。而当薄板受到流体作用力时，薄板将转动至与流体通道的轴向方向平行，不会对流体造成阻挡，避免了影响流量计的测量精度。

附图说明

图1为本发明的流量计量球阀结构示意图；

图2为流量计量球阀的局部示意图；

图3为缓冲部第一实施方式的结构示意图；

图4为缓冲部另一实施方式的结构示意图；

图5为缓冲部又一实施方式的结构示意图；

图6为另一实施方式中流量计量球阀的局部示意图。

其中，图中标注符号的含义如下：

1、主阀体；2、球体；3、侧阀体；4、阀杆；5、阀座；6、手柄；21、前导流板；22、涡轮；23、后导流板；24、固定轴；25、对开固定环；26、缓冲部；27、固定座；28、调整座；261、第一缓冲装置；262、第二缓冲装置；2621、基座；2622、挡片；263、第三缓冲装置；2631、转轴；2632、平板。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。

因此，以下对本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的部分实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征和技术方案可以相互组合。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，这类术语仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

现在参考附图1-附图6所示，该流量计量球阀包括主阀体1、球体2、侧阀体3；侧阀体3位于主阀体1左右两侧，并与主阀体1连接，球体2位于主阀体1和侧阀体3形成的空腔中，球体2与侧阀体3之间设置有阀座5；阀杆4从上部穿过主阀体1后与球体2连接，位于主阀体1外的阀杆4上设置有手柄6。球体2内开设有流体通道，流体通道内安装有流量计。流量计包括前导流板21、涡轮22、后导流板23、固定轴24、对开固定环25、缓冲部26、固定座27和调整座28，前导流板21、涡轮22和后导流板23依次设置在固定轴24上。并且，前导流板21安装至球体2上游端的环形槽中，对开固定环25一侧与前导流板21抵靠，另一侧与固定座27抵靠，由此将前导流板21安装至球体2的流体通道中，用于稳定进入球体2内部的流体。后导流板23安装至球体2下游端的环形槽中，对开固定环25一侧与后导流板23抵靠，另一侧与调整座28抵靠，由此将后导流板23安装至球体2的流体通道中，用于稳定流出球体2内部的流体。在下游侧的固定座27和调整座28之间安装有缓冲部26，缓冲部26用于对流经球体2内部的流体形成阻尼作用，避免在阀门突然开启和关闭时，流量计内压力陡然升高或者降低而损坏流量计。

另外，在主阀体1内设置有传感器（图中未示出），传感器用于检测涡轮22的转动速度，通过将检测的转动速度传递给处理器，并将其转换为流体的流速，从而计算出流经球阀的流量。

使用时，当手柄6顺时针转动，带动阀杆4转动，阀杆4带动球体2旋转，当手柄6垂直于流体通道时，球体2旋转90°，从而截断流体通道，球阀前端流体被截断。当手柄6逆时针旋转，带动阀杆4转动，阀杆4带动球体2从关闭位置转动90°，球阀打开。此时，球阀前端流体进入流体通道内，通过球体2上游端的前导流板21稳定流体，经过稳定后的流体流经球体2中间的涡轮上带角度的叶片，涡轮22产生转动速度，通过传感器检测涡轮22的转动速度，并将传感器检测到的转动速度传递给处理器，将其转换为流体的流速，通过流速的累积达到计量的目的。

根据上述设置方式，通过将流量计集成在球体的流体通道中，利用传感器检测涡轮的转动速度，从而计算出流经球阀的流量，由此能够降低流量计量球阀的成本，节约布置空间。同时，在球体的流体通道中设置缓冲部，用于对流经球体内部的流体形成阻尼作用，避免了在阀门突然开启和关闭时，流量计内压力陡然升高或者降低而损坏流量计。

优选地，在下游侧的调整座28和固定座27之间安装有第一缓冲装置261，该第一缓冲装置261为片状的弹性圆环，中间具备通孔，其中通孔的孔径D1约为圆环外径D2的0.5倍-0.6倍。当阀门突然开启和关闭时，流经球体2内的流体将会受到圆环的阻碍，从而降低流体对涡轮22的瞬间冲击。当球阀内的流体稳定后，圆环由于受到流体的压力作用而发生弹性变形并向外扩张。

虽然上述圆环能够降低流体对涡轮的瞬间冲击，然而由于圆环无法完全贴合固定座27，容易影响流量计的测量精度。在又一优选实施方式中，在下游侧的调整座28和固定座27之间安装有第二缓冲装置262，第二缓冲装置262为弹性薄片结构，并包括基座2621以及设置于基座2621内部的若干挡片2622，若干挡片2622在自由状态下能够将流体通道封闭，当受到流体的压力作用时，每个挡片2622沿流体通道轴向发生弹性变形，使每个挡片2622与固定座27贴合。

优选地，每个挡片2622为扇形形状，其一端与基座2621连接，另一端为弧形段，若干挡片2622组合形成圆环，圆环的外径与圆环的内径之比大于8。

采用上述设置方式，通过将第二缓冲装置设置为由若干挡片组合形成的圆环，圆环的外径与圆环的内径之比大于8，由此使得圆环能更容易贴合固定座，避免对流量计测量精度的影响。

优选地，在另一实施方式中，第三缓冲装置263可转动地安装在固定座27和调整座28之间，并包括转轴2631以及与转轴2631连接的平板2632，平板2632从正面观察为大致圆形的薄板结构，位于转轴2631左右两侧的平板关于转轴2631非对称设置，并且其直径小于固定座27或调整座28的内径，也即当平板2632垂直于流体通道时，平板2632与固定座27或调整座28之间存在间隙。转轴2631与固定座27或调整座28之间设置有回位弹簧，该回位弹簧设置为：当平板2632在自由状态下时，平板2632所在的平面与流体通道的径向方向之间存在夹角θ；当平板2632受到流体作用力时，平板2632所在的平面与流体通道的轴向方向平行。

在上述优选实施方式中，通过设置平板直径略小于固定座或调整座的内径，并且在自由状态下，平板所在的平面与流体通道的径向方向之间存在夹角。因此当阀门打开瞬间，平板可对流经球体内部的流体形成阻尼作用，避免对流量计造成损坏。同时，由于平板所在的平面与流体通道的径向方向之间存在的夹角，流体通道内的流体可有效流经平板，不会造成阀门堵塞。而当平板受到流体作用力时，平板将转动至与流体通道的轴向方向平行，不会对流体造成阻挡，避免了影响流量计的测量精度。

优选地，涡轮22与固定轴24中间设置有滑动轴承，滑动轴承为金属+PTFE复合材质，用于减小涡轮与固定轴之间的摩擦力。

以上实施例仅用以说明本发明而并非限制本发明所描述的技术方案，尽管本说明书参照上述的各个实施例对本发明已进行了详细的说明，但本发明不局限于上述具体实施方式，因此任何对本发明进行修改或等同替换；而一切不脱离发明的精神和范围的技术方案及其改进，其均涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (10)

1.一种流量计量球阀，所述流量计量球阀包括主阀体、球体、侧阀体；所述侧阀体位于所述主阀体左右两侧，并与所述主阀体连接，所述球体位于所述主阀体和所述侧阀体形成的空腔中，所述球体与所述侧阀体之间设置有阀座；阀杆从上部穿过所述主阀体后与所述球体连接，位于所述主阀体外的所述阀杆上设置有手柄，其特征在于：所述球体内开设有流体通道，所述流体通道内安装有流量计，所述流量计包括前导流板、涡轮、后导流板、固定轴、对开固定环、第一缓冲装置、固定座和调整座，所述前导流板、所述涡轮和所述后导流板依次设置在所述固定轴上；所述前导流板安装至所述球体上游端的环形槽中，所述对开固定环一侧与所述前导流板抵靠，另一侧与所述固定座抵靠，由此将所述前导流板安装至所述球体的所述流体通道中；所述后导流板安装至所述球体下游端的环形槽中，所述对开固定环一侧与所述后导流板抵靠，另一侧与所述调整座抵靠，由此将所述后导流板安装至所述球体的所述流体通道中；在下游侧的所述固定座和所述调整座之间安装有所述第一缓冲装置，所述第一缓冲装置用于对流经所述球体内部的流体形成阻尼作用。

2.如权利要求1所述的流量计量球阀，其特征在于：所述第一缓冲装置为片状的弹性圆环，中间具备通孔，其中所述通孔的孔径为所述圆环外径的0.5倍-0.6倍。

3.如权利要求2所述的流量计量球阀，其特征在于：在所述主阀体内设置有传感器，所述传感器用于检测所述涡轮的转动速度，所述传感器将检测的所述转动速度传递给处理器，所述处理器将所述转动速度转换为流体的流速，并计算出流经球阀的流量。

4.一种流量计量球阀，所述流量计量球阀包括主阀体、球体、侧阀体；所述侧阀体位于所述主阀体左右两侧，并与所述主阀体连接，所述球体位于所述主阀体和所述侧阀体形成的空腔中，所述球体与所述侧阀体之间设置有阀座；阀杆从上部穿过所述主阀体后与所述球体连接，位于所述主阀体外的所述阀杆上设置有手柄，其特征在于：所述球体内开设有流体通道，所述流体通道内安装有流量计，所述流量计包括前导流板、涡轮、后导流板、固定轴、对开固定环、第二缓冲装置、固定座和调整座，所述前导流板、所述涡轮和所述后导流板依次设置在所述固定轴上；所述前导流板安装至所述球体上游端的环形槽中，所述对开固定环一侧与所述前导流板抵靠，另一侧与所述固定座抵靠，由此将所述前导流板安装至所述球体的所述流体通道中；所述后导流板安装至所述球体下游端的环形槽中，所述对开固定环一侧与所述后导流板抵靠，另一侧与所述调整座抵靠，由此将所述后导流板安装至所述球体的所述流体通道中；在下游侧的所述固定座和所述调整座之间安装有所述第二缓冲装置，所述第二缓冲装置为弹性薄片结构，用于对流经所述球体内部的流体形成阻尼作用。

5.如权利要求4所述的流量计量球阀，其特征在于：所述第二缓冲装置包括基座以及设置于所述基座内部的若干挡片，所述若干挡片在自由状态下能够将所述流体通道封闭，当受到流体的压力作用时，每个所述挡片沿所述流体通道轴向发生弹性变形，使每个所述挡片与所述固定座贴合。

6.如权利要求5所述的流量计量球阀，其特征在于：每个所述挡片为扇形形状，其一端与所述基座连接，另一端为弧形段，所述若干挡片组合形成圆环，所述圆环的外径与所述圆环的内径之比大于8。

7.如权利要求6所述的流量计量球阀，其特征在于：在所述主阀体内设置有传感器，所述传感器用于检测所述涡轮的转动速度，所述传感器将检测的所述转动速度传递给处理器，所述处理器将所述转动速度转换为流体的流速，并计算出流经球阀的流量。

8.一种流量计量球阀，所述流量计量球阀包括主阀体、球体、侧阀体；所述侧阀体位于所述主阀体左右两侧，并与所述主阀体连接，所述球体位于所述主阀体和所述侧阀体形成的空腔中，所述球体与所述侧阀体之间设置有阀座；阀杆从上部穿过所述主阀体后与所述球体连接，位于所述主阀体外的所述阀杆上设置有手柄，其特征在于：所述球体内开设有流体通道，所述流体通道内安装有流量计，所述流量计包括前导流板、涡轮、后导流板、固定轴、对开固定环、第三缓冲装置、固定座和调整座，所述前导流板、所述涡轮和所述后导流板依次设置在所述固定轴上；所述前导流板安装至所述球体上游端的环形槽中，所述对开固定环一侧与所述前导流板抵靠，另一侧与所述固定座抵靠，由此将所述前导流板安装至所述球体的所述流体通道中；所述后导流板安装至所述球体下游端的环形槽中，所述对开固定环一侧与所述后导流板抵靠，另一侧与所述调整座抵靠，由此将所述后导流板安装至所述球体的所述流体通道中；所述第三缓冲装置可转动地安装在下游侧的所述固定座和所述调整座之间。

9.如权利要求8所述的流量计量球阀，其特征在于：所述第三缓冲装置包括转轴以及与所述转轴连接的平板，所述平板为圆形的薄板结构，位于所述转轴左右两侧的平板关于所述转轴非对称设置，并且其直径小于所述固定座或所述调整座的内径。

10.如权利要求9所述的流量计量球阀，其特征在于：所述转轴与所述固定座或所述调整座之间设置有回位弹簧，所述回位弹簧设置为：当所述平板在自由状态下时，所述平板所在的平面与所述流体通道的径向方向之间存在夹角θ；当所述平板受到流体作用力时，所述平板所在的平面与所述流体通道的轴向方向平行。