CN101375136A - 双腔节流装置隔离阀 - Google Patents

Abstract

用于操作双腔节流装置的设备和方法。所述双腔节流装置包括具有下部腔的本体和具有上部腔的顶部。孔将上部腔与下部腔相连。闭合件枢转地安装到所述装置并围绕第一轴线在第一位置与第二位置之间枢转。枢转臂可旋转地安装到所述本体并与所述闭合件接合，以便于所述枢转臂围绕第二轴线的旋转使所述闭合件围绕所述第一轴线在所述第一与第二位置之间枢转。

Description

双腔节流装置隔离阀

有关联邦资助的研究或者开发的声明

不适用。

技术领域

本发明涉及用于监控管道中流动流特性的方法和设备，尤其涉及双腔节流装置。更精确地说，本发明的实施方式涉及一种用于双腔节流装置的改进的阀设计。

背景技术

在管道作业以及其它的工业应用中，使用流量计来测量穿过管道截面的气体流或者液体流的体积流量。流量计可以以许多不同的形式来使用。一种类型的流量计是孔口流量计，其包括连接到管道截面的节流装置。所述节流装置用于确定孔板的方向并支撑孔板，所述孔板延伸穿过垂直于流动流方向的管道截面。所述孔板是包括设置在流动流内的圆形开口或孔口的薄板。

在操作中，当所述流动流穿过管道截面到达孔板时，流动流被迫穿过所述孔口，从而流动流的横截面被压缩。由于连续性和能量守恒原理，在流动流穿过所述孔后，流动流的速度增加。这种速度的增加在所述孔板上造成了压差。测量到的所述孔板上的压差能够用来计算穿过管道截面的流动流的体积流量。

双腔节流装置能够使所述孔板从所述装置中移除而不中断流动流穿过管道截面。在许多设计中，这是通过在所述装置中设置两个腔来实现的，其中所述孔板位于一个腔中的流动流内和另一个腔中的流动流外。在两个腔之间设有隔离阀以便于阻止两个腔之间的流体连通，但是隔离阀能够被打开以使所述孔板从其中穿过。

更紧凑的同时要求用于驱动的运动更少的阀设计在降低工作中的封装规格和简化操作中均具有潜在的优势。因此，本发明的实施方式涉及用于双腔节流装置的阀装置，以试图克服现有技术中的这些和其它的局限。

发明内容

本发明的实施方式包括双腔节流装置以及用于制造和操作双腔节流装置的方法。双腔节流装置包括具有下部腔的本体和具有上部腔的顶部。孔将所述上部腔连接到下部腔。闭合件枢转地安装到所述装置并围绕第一轴线在第一位置与第二位置之间枢转。枢转臂可旋转地安装到所述本体并与所述闭合件接合，以便于所述枢转臂围绕第二轴线的旋转使所述闭合件围绕所述第一轴线在所述第一与第二位置之间枢转。

在某些实施方式中，隔离阀组件包括可旋转地连接到本体并围绕第一轴线旋转的运转轴。枢转臂可旋转地连接到运转轴。闭合件连接到所述枢转臂并且枢转地安装到所述本体上。运转轴围绕所述第一轴线的旋转使所述闭合件围绕第二轴线枢转。

因此，本发明的实施方式包括能实质上增强双腔节流装置运作的特征和优点的结合。在通过参照附图阅读下文中对本发明优选实施方式的详细描述之后，本领域技术人员将容易理解本发明的这些以及其它各种特征和优点。

附图说明

参考附图以更详细地理解本发明，其中：

图1是具有隔离阀组件的双腔节流装置的局部截面视图，其中示出的隔离阀组件处于关闭位置；

图2是图1中示出的处于关闭位置的隔离阀组件的轴测图；

图3是图1中的双腔节流装置的局部截面视图，其中示出的隔离阀组件处于打开位置；

图4是图1中的隔离阀组件处于打开位置的局部轴测图；

图5是隔离阀组件的一个实施方式的局部轴测图；

图6是隔离阀组件的选出来的部件的局部视图；

图7是与隔离阀组件一起使用的闭合件的一个实施方式的端视图；

图8是与隔离阀组件一起使用的偏置件的一个实施方式；

图9是轴和阀帽组件的一个实施方式的局部轴测图；以及

图10是图9中的轴和阀帽组件的截面图。

具体实施方式

在下文中的描述中，相同的部件在整个说明书和附图中分别具有相同的附图标记。附图的轮廓没有必要按比例绘制。本发明的某些特征可以放大比例示出或者只是示意图的形式，为了清楚简明起见，常规元件的细节可以不示出。

现参见图1，双腔节流装置12包括本体16和顶部18。本体16围成下部腔20，所述下部腔20与管道的内部34流体连通。顶部18围成上部腔22并通过连接件17连接到本体16。孔30限定了将上部腔22连接到下部腔20的开口。隔离阀组件24安装在本体16内并且是可驱动的以便于选择性地关闭开口30。下部驱动机构36和上部驱动机构38运转以使孔板承载器32在所述装置12内竖直移动。一旦孔板承载器32在上部腔22内，通过松开夹块螺钉46并将夹块44和密封块40从顶部18上取下，可以将孔板承载器32从装置12中取出。

图1和2示出的隔离阀组件24处于关闭位置。隔离阀组件包括运转轴50、枢转臂52、闭合件54以及预载偏置件56。运转轴50可旋转地连接到枢转臂52的各侧以便于该轴与所述枢转臂一起旋转。枢转臂52包括销58，销58与闭合件54上的槽60可滑动地接合，并将所述闭合件设置成密封接合在孔30上。闭合件54包括将闭合件枢转地安装到本体16或顶部18(未示出)中的任一个上的铰接销62。当闭合件54处于打开位置以及旋转时，铰接销62支撑闭合件54。铰接销62松弛地容纳在本体16内以使闭合件54运动并且确保闭合件适当地密封接合在孔30上。

图1和2示出了孔板承载器32处于与孔34对齐的测量位置。隔离阀组件24处于关闭位置，以便于闭合件54密封地接合在孔30上。偏置件56也安装在本体16内并且在阀组件24处于关闭位置时促使枢转臂52进入闭合件54内。偏置件56提供足够的压力以实现闭合件54低压密封在孔30上。当下部腔20中的压力增加时，闭合件54上的压差会保持闭合件的位置并保持闭合件密封在孔30上的压力。

为了将孔板承载器32从装置中取出，必须将隔离阀组件24打开以便于能够使所述孔板承载器穿过孔30移到上部腔22中。如图3所示，一旦隔离阀组件24被打开，下部驱动机构36被驱动以将孔板承载器32向上移动穿过孔30进入上部腔22内。一旦孔板承载器32完全处在上部腔22内，隔离阀组件24被关闭以将上部腔与孔34和下部腔20隔离。然后上部腔20内的任何压力得到解除，并且通过松开夹块螺钉46并将夹块44和密封块40从顶部18上取下，可以将孔板承载器32从装置12中取出。

现参见图4，示出的隔离阀组件24处于打开位置。运转轴50和枢转臂52自图3中所示的关闭位置已经被旋转大约45°。随着枢转臂52被旋转，销58穿过槽60。销58的运动使闭合件54围绕铰接销62旋转。枢转臂52也与孔板承载器32脱开并且提供了空隙区64，孔板承载器能够穿过该空隙区64移动。枢转臂52和闭合件54被布置为使得枢转臂围绕一轴线旋转，该轴线与闭合件旋转所围绕的轴线偏移。偏移的轴线考虑了由枢转臂52和闭合件54的这种布置产生的机械优势，这种布置导致了在枢转臂中约45°的旋转，使闭合件产生了满90°的旋转。

在图5和6中进一步示出了隔离阀24的部件。枢转臂52包括U形件66和自U形件的中心部延伸的孔板承载器定位器68，所述U形件66具有安装在每一端上的销58。如图1和2中所示，当隔离阀组件24处于关闭位置时，定位器68顶住孔板承载器32以确保孔板处于管道34内的中心。枢转臂52通过滑动件72与槽74的接合与运转轴50连接。滑动件72可以是一对销、一个键或者其它一些将枢转臂52旋转固定到运转轴50同时允许沿着槽74平移的构件。在某些实施方式中，可以将滑动件定位在枢转臂上，且将槽设置于运转轴上。槽74和滑动件72使得容易装配这些部件并且当阀组件24处于关闭位置时，在偏置件56(见图2)促使枢转臂52进入闭合件54时允许枢转臂52相对于运转轴50移动。

隔离阀组件24还提供了其部件的简单装配。运转轴50首先被安装在本体16内，以便于将滑动件72对齐。在将枢转臂52安装到本体16内后，然后将滑动件72插入槽74内。接着将枢转臂52上的销58插入到闭合件54上的槽60内，并在安装闭合件54时将铰接销62设置在本体16或者顶部18上的接受部内。一旦隔离阀组件24的装配完成后，可以将顶部18安装到本体16上。

在某些实施方式中，可以将闭合件54构造为使得槽60具有不同的宽度。如图7所示，闭合件54包括宽槽76和窄槽78，每个位于距闭合件54的密封表面82相等的距离80处。每个槽与具有相等直径的销58接合。在图5中可以看出，每个销58与枢转臂52连接。当销58垂直于这些槽的纵轴移动时，在另一销与宽槽76侧接合前，窄槽78中的销58会与窄槽侧接合。因此，当闭合件54正被打开时，由枢转臂52的旋转施加的打开力最初仅会施加在闭合件的具有窄槽78的一侧上。通过仅将打开力施加在闭合件的一侧上，闭合件与顶部之间的密封会逐渐趋于剥离，这样比试图一次破坏整个密封所需的力更小。

现参见图8，除了如前面讨论的将闭合件偏置成密封接合外，偏置件56可以被用来校准孔板承载器32。偏置件56包括板簧84和校准片86。当孔板承载器32处于如图1中所示的测量位置时，孔板承载器的每侧与偏置件56的校准片86接触。偏置件56的接合确保孔板承载器32的齿条与下部驱动机构36啮合。

现参见图9和10，运转轴400可以通过阀帽402和互锁器具404与装置连接，互锁器具404限制了轴的旋转。互锁器具404包括轮毂406、释放销408、销座410以及盖412。轮毂406例如通过定位螺钉414旋转固定到轴400上。轮毂406包括有角度的槽416，所述槽416具有第一和第二销保持位置418和420。销座410连接到装置本体(未示出)以便于相对于轴400是固定的。释放销408安装到销座410并且包括促使所述销与槽416接合的偏置件422。盖412围绕轮毂406并且包括孔424，销408穿过所述孔424伸出。盖412相对于轮毂406是固定的。

互锁器具404用来提供锁，该锁防止轴400的无意旋转并且当将阀在其打开与关闭位置之间移动时限制轴的旋转。图10示出了阀位于关闭位置时的互锁器具404。销408与第一保持位置418接合。销408与第一保持位置的接合阻止了轴400的旋转。在轴400能够被旋转之前，销408必须从第一保持位置418脱开。当轴400旋转时，销408与槽416保持接合。这种接合限制了轴400的旋转并且阻止了将阀旋转超过所述的打开位置。

一旦位于打开位置，销408会与第二保持位置420接合，表示此时阀是完全打开的。可以将第二保持位置420布置为使得销408在第二保持位置中的接合不会阻止轴400被向所述的关闭位置转回。这样可以将阀快速关闭而不需要操作销408。实际上，销408与槽416之间的接合阻止了隔离阀组件从关闭位置到打开位置的无意移动而不阻止所述阀从打开位置到关闭位置的旋转。

在此描述的隔离阀布置能够在紧凑的空间中操作，这种紧凑的空间中能够容纳更小的、更轻重量的以及更紧凑的双腔节流装置组件。这种隔离阀布置还提供了在旋转大约45度时就完全被驱动的阀。这样就提供了优于可能需要驱动轴多次的满360度的旋转才能完全驱动的滑阀的显著优点。通过需要更少旋转的隔离阀组件不仅操作更快，而且有限的旋转简化了阀的驱动的自动操作。

本发明的优选的实施方式涉及用于通过液压来隔离双腔节流装置的两个内腔的装置。本发明包括不同形式的实施方式。在附图中示出了这些实施方式，在此会详细描述，本发明的具体实施方式只是为了将当前公开的内容作为本发明原理的示例来理解，并不旨在将本发明限制于在此图示和描述的内容中。特别地，本发明的各个实施方式提供了许多不同的阀的形状和类型以改进装置的操作。参考了应用到具有孔板的双腔节流装置上的本发明思想的应用，但是本发明思想的使用不局限于这些应用中，其能够被用在其它任何的包括其它双腔装置和节流装置的应用中。可以完全认识到，下面描述的实施方式的不同的教导可以单独地应用或者以任何合适的结合来应用以产生所需的结果。

在此阐述的这些实施方式只是说明性的，并不对本发明的范围或者其中的细节构成限制。可以理解的是，在不脱离在此公开的本发明或者本发明思想的范围下，可以对在此公开的内容做许多其它的修改和改进。因为在此处教导的本发明思想的范围内可以做出许多变化的和不同的实施方式，包括等效的结构或者此后教导的材料，因为可以对根据法律的描述性需求在此详述的实施方式做许多修改，可以理解的是，此处的细节只是说明性的解释，并不是限制的意思。

Claims (23)

1.一种双腔节流装置，包括：

本体，所述本体具有设置在其中的下部腔；

顶部，所述顶部具有设置在其中的上部腔；

将所述上部腔连接到所述下部腔的孔；

枢转地安装在所述装置内的闭合件，其中所述闭合件围绕第一轴线在第一位置与第二位置之间枢转；以及

可旋转地安装到所述本体并且与所述闭合件接合的枢转臂，以便于所述枢转臂围绕第二轴线的旋转使所述闭合件围绕所述第一轴线在所述第一位置与所述第二位置之间枢转。

2.根据权利要求1所述的双腔节流装置，还包括连接到所述枢转臂并穿过所述本体的一侧延伸的运转轴。

3.根据权利要求2所述的双腔节流装置，其中设置在所述运转轴上的滑动件与设置在所述枢转臂上的槽接合。

4.根据权利要求1所述的双腔节流装置，还包括偏置件，所述偏置件设置在所述本体内，并且是可操作的，以当所述闭合件处于第二位置时促使所述闭合件与所述顶部密封地接合。

5.根据权利要求1所述的双腔节流装置，还包括：

设置在穿过所述本体的流动管路内的孔板承载器；

第一校准部件，所述第一校准部件在第一方向上控制所述孔板承载器相对于所述流动管路的位置；以及

第二校准部件，所述第二校准部件在第二方向上控制所述孔板承载器相对于所述流动管路的位置。

6.根据权利要求5所述的双腔节流装置，其中所述第一校准部件设置在偏置件上，所述偏置件设置在所述本体内，并且是可操作的，以当所述闭合件处于第二位置时促使所述闭合件密封接合在所述孔上。

7.根据权利要求5所述的双腔节流装置，其中所述第二校准部件设置在所述枢转臂上。

8.根据权利要求1所述的双腔节流装置，其中所述枢转臂还包括：

中心部；

第一端部，所述第一端部自所述中心部延伸，并且具有连接到所述第一端部上的第一销；以及

第二端部，所述第二端部自所述中心部延伸，并且具有连接到所述第二端部上的第二销。

9.根据权利要求8所述的双腔节流装置，其中所述第一销设置在所述闭合件上的第一槽内，所述第二销设置在所述闭合件上的第二槽内。

10.根据权利要求9所述的双腔节流装置，其中，当所述枢转臂围绕所述第二轴线枢转时，所述第一销与所述第一槽接合，以便于使所述闭合件围绕所述第一轴线在所述第一与第二位置之间枢转。

11.根据权利要求10所述的双腔节流装置，其中，当所述枢转臂围绕所述第二轴线枢转时，所述第一销在所述第二销与所述第二槽接合之前与所述第一槽接合。

12.一种隔离阀组件，包括：

可旋转地连接到装置的运转轴，其中所述运转轴围绕第一轴线旋转；

可旋转地连接到所述运转轴的枢转臂；以及

连接到所述枢转臂并且枢转地安装到所述装置上的闭合件，其中所述运转轴围绕所述第一轴线的旋转使所述闭合件围绕第二轴线枢转。

13.根据权利要求12所述的隔离阀组件，还包括：

设置在所述枢转臂上的槽；以及

设置在所述运转轴上并与所述槽接合的滑动件。

14.根据权利要求12所述的隔离阀组件，还包括：

设置在所述闭合件的第一侧上的第一槽；

设置在所述闭合件的相对侧上的第二槽；

设置在所述枢转臂的第一端部上的第一销；以及

设置在所述枢转臂的第二端部上的第二销。

15.根据权利要求14所述的隔离阀组件，其中所述第一销设置在所述第一槽内，所述第二销设置在所述第二槽内，以便于当所述枢转臂围绕所述第一轴线枢转时，所述第一销与所述第一槽接合，从而使所述闭合件围绕所述第二轴线枢转。

16.根据权利要求15所述的隔离阀组件，其中当所述枢转臂围绕所述第一轴线枢转时，所述第一销在所述第二销与所述第二槽接合之前与所述第一槽接合。

17.根据权利要求12所述的隔离阀组件，还包括偏置件，所述偏置件设置在所述本体内，并且是可操作的，以当所述闭合件处于关闭位置时使所述枢转臂相对于所述运转轴在与所述第一轴线垂直的方向上移动。

18.根据权利要求12所述的隔离阀组件，还包括：

第一校准部件，所述第一校准部件沿着第一方向控制孔板承载器在本体内的位置；以及

第二校准部件，所述第二校准部件沿着第二方向控制所述孔板承载器的位置。

19.根据权利要求18所述的隔离阀组件，其中所述第一校准部件设置在偏置件上，所述偏置件设置在所述本体内，并且是可操作的，以当所述闭合件处于关闭位置时使所述枢转臂相对于所述运转轴在与所述第一轴线垂直的方向上移动。

20.根据权利要求18所述的隔离阀组件，其中所述第二校准部件设置在所述枢转臂上。

21.一种方法，包括：

将运转轴安装在双腔节流装置的本体内；

将枢转臂安装在所述本体内并将所述枢转臂可旋转地连接到所述运转轴，其中所述枢转臂可以围绕第一轴线旋转；以及

将闭合件安装在所述本体内并将所述闭合件连接到所述枢转臂，其中所述闭合件可以围绕第二轴线在第一位置与第二位置之间枢转。

22.根据权利要求21所述的方法，还包括将顶部连接到所述双腔节流装置，其中所述顶部包括孔，所述孔提供设置在所述顶部内的上部腔与设置在所述本体内的下部腔之间的连通，其中当所述闭合件处于所述第一位置时，穿过所述孔的连通被阻止，当所述闭合件处于所述第二位置时，穿过所述孔的连通被允许。

23.根据权利要求22所述的方法，还包括：

旋转所述运转轴，使得所述枢转臂围绕所述第一轴线旋转，所述闭合件围绕所述第二轴线旋转并且从所述第一位置移动到所述第二位置；

穿过所述孔移动孔板承载器；以及

旋转所述运转轴，使得所述枢转臂围绕所述第一轴线旋转，所述闭合件围绕所述第二轴线旋转并且从所述第二位置移动到所述第一位置。

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