CN220690446U - 一种调节阀流量系数测定装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于调节阀流量测定技术领域，具体公开了一种调节阀流量系数测定装置，包括测试管路、大管路、小管路、回流管路、水泵和被测阀门，小管路的两端均与大管路连通，测试管路包括前管和尾管，大管路的两端分别与前管和尾管连通，测试管路的尾管与被测阀门的前端连通，水泵连接在测试管路的前管上；回流管路的入口端与被测阀门的后端连通，大管路上依次连接有大流量流量计和大管路电动阀，小管路上依次连接有小流量流量计和小管路电动阀；被测阀门前端的测试管路上连接有第一压力变送器，被测阀门后端的回流管路上连接有第二压力变送器；回流管路上连接有能够调节开度的回流管路电动阀。本实用新型能在较宽流量范围内测定流量系数。

Description

一种调节阀流量系数测定装置

技术领域

本实用新型涉及调节阀流量测定技术领域，具体涉及一种调节阀流量系数测定装置。

背景技术

无论应用于何种领域的金属还是塑料阀门，在使用过程中，良好的流通性都至关重要，现有技术中阀门的流通能力和流量特性主要通过试验装置测量得到。现有的测量装置如申请号202221299438.0所述，所述测试管路的出水端连接有缓冲水箱，缓冲水箱连接有出水管，出水管连接有蓄水箱，所述出水管的长度方向呈水平状态延伸，所述出水管的出水口高于蓄水箱的液面，蓄水箱的出水端经过泵站与测试管路的进水端连接。该装置中只有一个流量计，不能在较宽流量范围内测定流量系数，所有测量数据均通过人工记录并进行计算，不能快捷得到试验结果。

而申请专利号为201910767104.8的专利申请公开了一种阀门流量流阻测试系统及测试方法，该测试系统包括稳压罐、数据采集模块、用于向测试系统提供氮气的气体动力模块、用于向测试系统提供液体的循环水动力模块，气体动力模块和循环水动力模块均与稳压罐连接，稳压罐的出口连接有测试段入口主管路，循环水动力模块的进口连接有回流总管，测试段入口主管路和回流总管之间并联连通若干用于安装被测阀门的分支管。该试验系统过于庞大，容易造成不必要的空间与材料浪费。

实用新型内容

本实用新型提供了一种调节阀流量系数测定装置，目的在于能在较宽流量范围内测定流量系数。

本实用新型通过下述技术方案实现：一种调节阀流量系数测定装置，包括测试管路、大管路、小管路、回流管路、水泵和被测阀门，所述大管路的管径大于小管路的管径，所述小管路的两端均与大管路连通，所述测试管路包括前管和尾管，所述大管路的两端分别与测试管路的前管和尾管连通，所述测试管路的尾管与所述被测阀门的前端连通，所述水泵连接在所述测试管路的前管上；

所述回流管路的入口端与所述被测阀门的后端连通，所述大管路上依次连接有大流量流量计和大管路电动阀，所述小管路上依次连接有小流量流量计和小管路电动阀；所述被测阀门前端的测试管路上连接有第一压力变送器，所述被测阀门后端的回流管路上连接有第二压力变送器；所述回流管路上连接有能够调节开度的回流管路电动阀。

本方案与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：

本方案中流量测量管路为大管路和小管路，当被测阀门流量较小时，关闭大管路电动阀而开启小管路电动阀，液体从小管路流过；当被测阀门流量较大时，关闭小管路电动阀而开启大管路电动阀，液体从大管路流过。这样液体流量能够在流量计测量范围内，流量显示精确度更高，能在较宽流量范围内测定流量系数，从而使被测阀门流量系数误差降低。

进一步，还包括循环水箱，所述测试管路的进口端与所述循环水箱的下部连通，所述回流管路的出口端与所述循环水箱的上部连通。

本方案能够对实验过程中的液体进行循环利用，避免资源浪费。

进一步，所述循环水箱内相对的两个侧壁上沿其竖向均至少连接有一个隔板，且循环水箱内两个相对的侧壁上的隔板交错设置。

本方案中设置的隔板能够改变液体的流动方向，能够用于消泡和防止大流量情况下形成旋涡，以避免管路中有气泡产生，从而避免影响流量计和压力变送器的精确计量。

进一步，所述水泵与大管路之间的测试管路上还连通有缓冲罐。

本方案中的缓冲罐能够平衡管路内的压力，把不平稳的水压及水流变得平稳，使流量计及压力变送器测得流量和压力数字平稳。

进一步，所述缓冲罐为气囊式缓冲罐。

进一步，所述第一压力变送器测量被测阀门前端的液体压力值，所述第二压力变送器测量被测阀门后端的液体压力值，根据以下公式计算被测阀门的流量系数CV：

Q代表被测阀门的流量，单位是m3/h；r代表流体比重，单位g/cm3；⊿p代表阀两端的压差，单位Pa。

本方案能够根据上述公式计算出被测阀门的流量系数。

进一步，所述回流管路包括相互连通的硬管和软管，所述软管位于被测阀门和第二压力变送器之间，所述回流管路的硬管、大管路、小管路和测试管路均为不锈钢管路。

不锈钢管路便于连接流量计、压力变送器、阀门，且连接更加的稳定，不易出现歪倒晃动,所有不锈钢管路用支架固定在地面，而回流管路中的软管能够使整个装置的连接位置更加的灵活，若所有管路均为不锈钢管路时，安装位置太过于死板，不能进行灵活的改变安装位置和方向。

进一步，所述测试管路的尾管与被测阀门的前端之间连接有第一变径法兰，所述回流管路与被测阀门的后端之间连接有第二变径法兰。

如此设置能够适应不同尺寸的被测阀门和管路连接，能为各种接口的阀门在此装置上进行测试。

进一步，所述水泵连接有变频器。

水泵可根据变频器输出频率大小，调整转速大小，从而为管路提供不同大小的液体流量及一定的压力。

进一步，还包括PLC控制器和上位机，所述PLC控制器与所述小流量流量计、小管路电动阀、大流量流量计、大管路电动阀、变频器、第一压力变送器和第二压力变送器均电连接，PLC控制器用于采集所有流量计和压力变送器的数据，同时能接收上位机指令，输出信号给变频器和电动阀，控制变频器启停和电动阀开关。

本实用新型的有益效果如下：

(1)本实用新型对于被测阀门开启不同开度，开度较小流量较小时使用小管路流量计计量，开度较大流量较大时使用大管路流量计计量，液体流量在流量计范围内，能更精确进行计量，也能在更大范围内测定阀门的流量系数，从而为计算提供更精确的数据。

(2)第一变径法兰和第二变径法兰能适应不同大小及类型的被测阀门，而本实用新型中回流管路包括硬管和软管，软管部分可把不同尺寸的被测阀门连接在管路上，以避免试验装置检测单一性，增加了测试装置的通用性，且软管在连接阀门的时候更加的灵活，可根据实际情况改变安装位置和安装的元器件的距离。

(3)上位机软件能记录数据，对记录数据生成流量系数CV曲线，避免人为计算造成数据错误，并且能对水泵和各个阀门进行控制，自动化程度高，提高检测效率。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本实用新型实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本实用新型实施例的限定。在附图中：

图1为本实用新型一种调节阀流量系数测定装置实施例的原理图；

图2为本实用新型一种调节阀流量系数测定装置实施例中阀门流量系数曲线图。

附图中标记及对应的零部件名称：

循环水箱1、出水法兰2、水泵3、缓冲罐4、小流量流量计5、大流量流量计6、小管路电动阀7、大管路电动阀8、第一压力变送器9、第一变径法兰10、被测阀门11、第二变径法兰12、软管13、第二压力变送器14、回流管路电动阀15、回水法兰16、隔板17、大管路18、小管路19、回流管路20、变频器21、PCL控制器22、上位机23、尾管24。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本实用新型作进一步的详细说明，本实用新型的示意性实施方式及其说明仅用于解释本实用新型，并不作为对本实用新型的限定。

如图1所示，本实施例提供了一种调节阀流量系数测定装置，包括测试管路、大管路18、小管路19、回流管路20、水泵3和被测阀门11，大管路18的管径大于小管路19的管径，小管路19的两端均与大管路18连通。

测试管路包括前管和尾管24，大管路18的两端分别与测试管路的前管和尾管24连通，测试管路的尾管24与被测阀门11的前端连通，水泵3连接在测试管路的前管上。

回流管路20的入口端与被测阀门11的后端连通，本实施例中测试管路的尾管24与被测阀门11的前端之间连接有第一变径法兰10，回流管路20与被测阀门11的后端之间连接有第二变径法兰12。

本实施例中的一种调节阀流量系数测定装置还包括循环水箱1，测试管路的进口端与循环水箱1的下部连通，回流管路20的出口端与循环水箱1的上部通过回水法兰16连通。水泵3的左端和右端均采用出水法兰2连接在测试管路上。

本实施例中在循环水箱1内相对的两个侧壁上沿其竖向均至少连接有一个隔板17，且循环水箱1内两个相对的侧壁上的隔板17交错设置，本实施例中设有两个隔板17，两个隔板17的高度不相同，两个隔板17沿着循环水箱1上下交错设置，即两个隔板17一左一右且一上一下交错排布，隔板17用于消泡和防止大流量情况下形成旋涡，以避免管路中有气泡，影响流量计和压力变送器精确计量。

大管路18上依次连接有大流量流量计6和大管路电动阀8，小管路19上依次连接有小流量流量计5和小管路电动阀7；被测阀门11前端的测试管路上连接有第一压力变送器9，被测阀门11后端的回流管路20上连接有第二压力变送器14，即第一压力变送器9安装在测试管路的尾管24上，第二压力变送器14安装在软管13末端上；回流管路20上连接有能够调节开度的回流管路电动阀15，本实施例中回流管路电动阀15上安装有可调节其开度的开度控制器，通过调节回流管路电动阀15的开度大小来保证回流管路20的软管13部分具有一定的压力，同时也不会影响液体的流动，这样便于第二压力变送器14测量被测阀门11后端的液体压力，从而便于后期的计算。

本实施例中回流管路20包括相互连通的硬管和软管13，软管13位于被测阀门11和第二压力变送器14之间，回流管路20的硬管、大管路18、小管路19和测试管路均为不锈钢管路，所有不锈钢管路用支架固定在地面，软管13为橡胶软管，且软管13需要满足能承受1MPa压力，且在试验中水泵3产生的压力不会造成橡胶的软管13破裂的条件。

本实施例中测试管路的尾管24与被测阀门11的前端之间连接有第一变径法兰10，回流管路20与被测阀门11的后端之间连接有第二变径法兰12，本实施例中第二变径法兰12将回流管路20中的软管13与被测阀门11的后端进行连接。对于不同大小和型号的被测阀门11，可更换不同规格的变径法兰。

水泵3与大管路18之间的测试管路上还连通有缓冲罐4，缓冲罐4为气囊式缓冲罐4，缓冲罐4内部有胶囊，从缓冲罐4的顶部向胶囊中充入一定压力氮气，作用在于把不平稳的水压及水流变得平稳，使流量计及压力变送器测得的流量和压力数字平稳。

具体实施过程如下：

流量测量管路为大管路18和小管路19，当被测阀门11开度较小，液体流量在0.32～3.2m³/h时，关闭大管路电动阀8而开启小管路电动阀7，液体从小管路19流过；当被测阀门11开度较大，液体流量在3.2～32m³/h时，关闭小管路电动阀7而开启大管路电动阀8，液体从大管路18流过。这样液体流量能够在流量计测量范围内，流量显示精确度更高，能在较宽流量范围内测定流量系数，从而使被测阀门11流量系数误差降低。

被测阀门11前端和后端均安装有压力变送器，用于测量液体流经阀门后压力差，第一压力变送器9测量被测阀门11前端的液体压力值，第二压力变送器14测量被测阀门11后端的液体压力值，根据以下公式计算被测阀门11的流量系数CV：

Q代表被测阀门的流量，单位是m³/h；r代表流体比重，单位g/cm³；⊿p代表被测阀门两端的压差，单位Pa。

实施例2与实施例1的区别在于：如图1所示，本实施例中水泵3连接有变频器21，水泵3可根据变频器21输出频率大小，调整转速大小，从而为管路提供不同大小的液体流量及一定的压力。

本实施例中一种调节阀流量系数测定装置还包括PLC控制器22(可编程逻辑控制器)和上位机23，PLC控制器22与小流量流量计5、小管路电动阀7、大流量流量计6、大管路电动阀8、变频器21、第一压力变送器9和第二压力变送器14均电连接，PLC控制器22用于采集所有流量计和压力变送器的数据，同时能接收上位机23指令，输出信号给变频器21和电动阀，控制变频器21启停和电动阀开关。

上位机23软件能记录数据，对记录数据生成流量系数CV曲线，避免人为计算造成数据错误，并且能对阀门和水泵3进行控制，自动化程度高，提高检测效率。

被测阀门11的流量系数的计算均通过计算机软件进行计算，上位机23能实时显示各种参数，同时能控制水泵3启停和频率，能控制各个电动阀的开关。上位机23中的控制软件能记录试验数据并生成流量系数曲线，记录的阀门不同开度流量系数可直接显示流量系数曲线，如图2所示。

本实施例中水泵3的转速通过变频器21进行控制，上位机23发出启停水泵3和改变转速的指令给PLC控制器22，PLC控制器22传送指令给变频器21，实现水泵3的启停和频率控制。PLC控制器22采集传感器信号并控制各阀门开关，上位机23提供可视化操作界面，实时显示数据并对所有设备进行开关启停控制。

以上所述的具体实施方式，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施方式而已，并不用于限定本实用新型的保护范围，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种调节阀流量系数测定装置，其特征在于，包括测试管路、大管路、小管路、回流管路、水泵和被测阀门，所述大管路的管径大于小管路的管径，所述小管路的两端均与大管路连通，所述测试管路包括前管和尾管，所述大管路的两端分别与测试管路的前管和尾管连通，所述测试管路的尾管与所述被测阀门的前端连通，所述水泵连接在所述测试管路的前管上；

所述回流管路的入口端与所述被测阀门的后端连通，所述大管路上依次连接有大流量流量计和大管路电动阀，所述小管路上依次连接有小流量流量计和小管路电动阀；所述被测阀门前端的测试管路上连接有第一压力变送器，所述被测阀门后端的回流管路上连接有第二压力变送器；所述回流管路上连接有能够调节开度的回流管路电动阀。

2.根据权利要求1所述的一种调节阀流量系数测定装置，其特征在于，还包括循环水箱，所述测试管路的进口端与所述循环水箱的下部连通，所述回流管路的出口端与所述循环水箱的上部连通。

3.根据权利要求2所述的一种调节阀流量系数测定装置，其特征在于，所述循环水箱内相对的两个侧壁上沿其竖向均至少连接有一个隔板，且循环水箱内两个相对的侧壁上的隔板交错设置。

4.根据权利要求1所述的一种调节阀流量系数测定装置，其特征在于，所述水泵与大管路之间的测试管路上还连通有缓冲罐。

5.根据权利要求4所述的一种调节阀流量系数测定装置，其特征在于，所述缓冲罐为气囊式缓冲罐。

6.根据权利要求1所述的一种调节阀流量系数测定装置，其特征在于，所述第一压力变送器测量被测阀门前端的液体压力值，所述第二压力变送器测量被测阀门后端的液体压力值，根据以下公式计算被测阀门的流量系数CV：

Q代表被测阀门的流量，单位是m3/h；r代表流体比重，单位g/cm3；⊿p代表阀两端的压差，单位Pa。

7.根据权利要求1所述的一种调节阀流量系数测定装置，其特征在于，所述回流管路包括相互连通的硬管和软管，所述软管位于被测阀门和第二压力变送器之间，所述回流管路的硬管、大管路、小管路和测试管路均为不锈钢管路。

8.根据权利要求1所述的一种调节阀流量系数测定装置，其特征在于，所述测试管路的尾管与被测阀门的前端之间连接有第一变径法兰，所述回流管路与被测阀门的后端之间连接有第二变径法兰。

9.根据权利要求1所述的一种调节阀流量系数测定装置，其特征在于，所述水泵连接有变频器。

10.根据权利要求2所述的一种调节阀流量系数测定装置，其特征在于，还包括PLC控制器和上位机，所述PLC控制器与所述小流量流量计、小管路电动阀、大流量流量计、大管路电动阀、变频器、第一压力变送器和第二压力变送器均电连接，PLC控制器用于采集所有流量计和压力变送器的数据，同时能接收上位机指令，输出信号给变频器和电动阀，控制变频器启停和电动阀开关。