CN2135770Y - 微小流量计 - Google Patents

Abstract

一种改进的流量计，它能测微小流量。其特征在 于：它增加了一个截断阀，通过它对流体不同流量的 通断，把流量计不能测量的微小流量调整到它测量的 流量范围内，使低灵敏度的流量计在不降低其测量的 流量上限前提下实现无流量下限的测量。本流量计 适于测量大小变化的流量和特小流量。由于截断阀 降低了对流量计灵敏度的要求，所以可提高流量计的 使用寿命和降低测量部分的加工成本。

Description

本发明涉及一种改进的流量计，它能测量微小流量。

微小流量的测量是流量测量领域的一个难题。从水利电力出版社在1990年3月出版刘欣荣编著的《流量计》一书中可见：解决的办法有三种：一是采用高灵敏度的流量计，二是根据流量计在小流量范围特性曲线进行补偿，三是在流量计内部通道上加装喷嘴，增加流体流速。以上方法均存在一些缺陷：加喷嘴的流量计，压力损失大，流量较大时流量计寿命显著缩短。补偿的方案，测量精度较低。高灵敏度流量计价格昂贵，维护要求高；量程较小的灵敏流量计，不能测量较大流量。流量计的灵敏度由于受自身阻尼力或电气性能的制约，提高它困难而且有限，以流量计去适应微小流量测量的特殊要求，不能彻底解决微小流量的测量问题。

本发明的目的：提供一种改进的流量计，它能以现有的低灵敏度流量计在不降低其测量的流量上限条件下实现无流量下限的测量。

本发明是这样实现的：改进的流量计由流量测量装置和流量调节装置两部分组成，其中流量测量装置是根据被测流体选用的一种能测脉动流量或经过改进后能测脉动流量的现有流量计；流量调节装置是一个流体截断阀，它通过对不同流量的通断，把管路中流量测量装置不能测量的微小流量调整到它能测量的流量范围内。流量调节装置可以作为分离部件串联在流量测量装置的前或后，也可以与它连成一体。

流量调节装置的调节方式是：当管路中流体流量处于流量测量装置测量的流量范围时，截断阀开通；当此流量小于流量测量装置测量的流量下限时，截断阀关闭。截断阀关闭后，随着截断阀出口端流体的流走，截断阀进、出口两端的压力差会逐渐增大，当此压力差增加到能使截断阀接通后在管路中形成的冲击流量符合流量测量装置测量的流量范围时，截断阀又迅速接通。

由于截断阀密封的重要性，本发明设计了两种在启闭件关闭时帮助它密封的辅助载荷。

①启闭件与阀座间的按扣式凸凹弹性咬合楔紧力【附图三和四】。此结构类似于服装用的连接按扣，启闭件与阀座相当于两个连结件。可分离的凸头4和凹座2分别与启闭件1或阀座5固定，凸头表面是一个前大后小的倒楔形，凹座内腔口截面设有弹性环或卡3，当凸头和凹座咬合后，通过弹性环或卡作用在凸头倒楔面上的弹性轴向分力将凸凹两部分相互拉紧。

②启闭件与阀座间的静压吸附力。它是通过减少启闭件与阀座在密封面上形成的封闭腔内的流体，使腔内流压力小于腔外，从而通过作用在封闭腔上的内外流体静压差将启闭件与阀座相互压紧。封闭腔形成方式有两种：一是在启闭件或阀座密封面上加工凹槽，二是在启闭件或阀座所连结的弹性密封圈的密封面上形成凹槽。减少封闭腔内的流体，对前者可用抽吸装置通过与封闭腔相通的通道从外将它抽走；对后者可用启闭件关闭的惯性力使其弹性变形，将它挤压排出，再通过弹性密封圈的弹性复原使腔内压力减少。

截断阀的结构，按驱动方式分为：手动截断阀，动力截断阀和自动截断阀。

手动截断阀和动力截断阀，它们包括闸阀，截止阀，旋塞阀，球阀，蝶阀和隔膜阀等类型。由于上述阀门的操纵需要控制信号，所以它们都装有测量阀进、出口两端流体压力差的差压计。阀的关闭，是根据流量测量装置或差压计发出的显示或控制信号而进行的。阀的开通，是根据差压计发出的显示或控制信号而进行。一般手动截断阀用于对微小流量出现次数较少的流体测量，动力截断阀用于管路较大的流体测量。

自动截断阀的操纵是受作用在启闭件两端面上的流体压力差和外加载荷的共同作用而自动开、关和密封。当流体压力差大于外加载荷时，则它克服外加载荷使启闭件开启；当流体压力差小于外加载荷时，则外加载荷克服它使启闭件关闭和密封；当流体压力差等于外加载荷时，启闭件保持原状态。自动截断阀受到的外加载荷有多种形式，它包括：

①启闭件自身的重量，

②启闭件自身的弹性力，即弹性启闭件对在截断和开通中已有的弹性变形产生反变形力【附图二和六】，

③启闭件受到的外加力，包括重力、弹性力、气压力、液压力、磁力和这些力的组合力，以上力可作用启闭件上，也可作用在与旋启式启闭件相固定的销轴上，或作用在与启闭件相连的阀杆上。

自动截断阀的结构，包括：截止式、蝶式、套筒式和隔膜式，其中：

①截止式：其阀体包括直通式、角式、直流式与屋脊式四种形式，启闭件运动包括：通过阀杆作升降运动，绕阀座通道外的转轴作旋转运动和作弹性摇摆运动三种形式。其中除启闭件的弹性摇摆运动和屋脊阀体只能彼此配对，构成屋脊弹性摇摆式自动截止阀【附图六】外，其余阀体和其余启闭件运动形式可以自由组合。

②蝶式：类似蝶阀，不同在于蝶板旋转轴水平安装，并位于阀体通道中心线的偏上方，使转轴下部蝶板面积大于上部。

③套筒式：阀体内设衬套，衬套内设阀芯，衬套与阀体间有空腔，它通衬套壁上的径向孔同阀出口端的流体相通，这样能径向收张的衬套在阀进，出口两端流体压力差和外加载荷作用下，与阀芯配合通、断流体。

综上所述，通过流量调节装置，以流体来适应流量计能够实现本发明的目的，本发明在不降低流量计测量的流量上限前提下扩大了量程，适于测量大小变化的流量和特小流量。由于流量调节装置可以利用流体能量不同外部能源，所以能够用于如水表等强制性使用的流量计的改进。由于流量调节装置降低了对流量计的灵敏度要求，所以能提高流量计的寿命和降低流量测量装置的加工成本。

下面结合附图说明本发明的一种具体实施例。

实施例选用最常见的速度式旋翼水表。附图一是实施例原理示意图，图中1是截断阀，2是分离的流量调节装置，即套筒式自动截断阀，它串联在旋翼水表4的上游方，3与5是水表前、后直流段。由于水表安装有直流段要求，所以套筒式截断阀宜做到成分离式，这样也利于改进在用水表，将套筒式截断阀安装在水表的上游方，能减少自来水来方压力波动的影响，减少水表正误差。由于套筒式截断阀的调节作用，降低对水表灵敏度的要求，所以可扩大水表的喷水孔，增大翼轮轴的尖锐角，降低对水表灵敏度的要求，所以可扩大水表的喷水孔，增大翼轮轴的尖锐角，降低水表的加工要求，使水表减少计量时的水压损失，减少水表的加工成本，提高使用寿命，另外测量精度在翼轮转动惯量减少和机械阻抗增加的情况下也进一步提高。

附图二是附图一中2的结构示意图。其中1是阀体，2是弹性衬套，3是刚性阀芯，4是衬套与阀间的空腔，5是衬套上的径向孔，它连结空腔5和阀的出口端，6是阀盖，弹性衬套在自身弹性力和阀进、出口两端压力差的共同作用下与阀芯相配合以通断流体。此阀开闭无噪声，密封可靠，安装要求低，能防止人为的损坏。

附图三是按扣式凸凹弹性咬合装置的使用示意图，2是阀座通道，4是弹性密封圈，5是该装置的位置，它均布在启闭件3和阀座1密封面的外侧，具体结构如附图四。

附图四中，1和5分别是启闭件和阀座，2是与启闭件1固定的凹座，4是与阀座5相固定的凸头，3是安装在凹座2中的弹性开口环，在阀闭合时，它紧压在凸头4的倒楔面上，其轴向分力通过凹座2和凸头4将启闭件和阀座相互拉紧。

附图五是弹性静压吸附装置，1是阀座，2是启闭件，4是弹性密封圈，它一头与阀座4是紧密连结。另一头有凹槽3，此凹槽3与启闭件2相连构成封闭腔，启闭件关闭时，弹性封圈4受惯性力作用而弹性变形，将凹槽3中的部分流体挤压排出，弹性密封圈4弹性复原后，封闭腔内中的流体压力小于腔外流体压力，则阀座1和启闭件2通过弹性密封圈相互吸紧。

附图六是弹性摇摆式自动截止阀，1是阀体，2是阀盖，3是固定弹性启闭件4的固定件，5是屋脊状凸起，弹性启闭件4弹性变后压在它的一侧，在流体进、出口压力差作用下通断流体，6是流体反向流动时，启闭件4越过凸起5并与它的另一侧面配合时的位置。

Claims (4)

1、一种流量计，它包括：

流量测量装置，它是根据被测流体选用的一种能测量脉动流量或经过改进后能测脉动流量的现有流量计，

本实用新型的特征在于：它还包括：

流量调节装置，它是一个流体截断阀，通过对不同流量的通断，把管路中流量测量装置不能测量的微小流量调整到它能测量的流量范围内，流量调节装置可以作为分离部件串联在流量测量装置的前或后，也可以与它连成一体。

2、根据权利要求1中所述的流体调节装置，其特征在于：当截断阀闭合时，启闭件还可受到帮助密封的辅助载荷作用，它包括：

（1）启闭件与阀座间的按扣式凸凹弹性咬合楔紧力，即通过凹座内的弹性件作用在凸头倒楔面上的轴向分力将启闭件和阀座相互拉紧，

（2）启闭件与阀座间的静压吸附力，即通过启闭件闭合后与阀座形成的低压封闭腔，使它们在封闭腔内、外流体压力差作用下而相互吸紧。

3、根据权利要求1中所述的流体调节装置，其特征在于：它包括手动截断阀，动力截断阀和自动截断阀。

4、根据权利要求3中所述的流体调节装置，其特征在于：它包括截止式、蝶式、套筒式和隔膜式等类型，其中：

（1）截止式：其阀体包括直通式、角式、直流式和屋脊式四种形式，启闭件运动包括升降式、旋转式和弹性摇摆式三种形式，其中除启闭件的弹性摇摆运动和屋脊阀体只能彼此配对，构成屋脊弹性摇摆式自动截止阀外，其余阀体结构与其余启闭件运动形式可以自由组合，

（2）蝶式：类似于蝶阀，不同在于蝶板的旋转轴是水平安装，并位于阀体通道中心线的偏上方，使转轴下部蝶板面积大于上部，

（3）套筒式：阀体内设弹性衬套，衬套内设阀芯，衬套与阀体间有空腔，它通过衬套壁上的径向孔同阀出口端的流体相通，弹性衬套在阀进、出口两端的流体压力差作用下，与阀芯配合来通断流体，

（4）隔膜式：上述结构，除蝶式自动截断阀外，都可以沿启闭件、阀杆或旋转轴销等零件的外部廓形增加隔膜，构成隔膜式。

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