[发明专利]具有测量流量功能的蝶形阀和用它测量流量的方法

说明书

本发明涉及一种蝶形阀，特别是一种具有测量流经该蝶形阀的流体流量的功能的蝶形阀。本发明还涉及用蝶形阀测量流量的方法，以及用蝶形阀控制流量的方法。

一般情况下，蝶形阀有一个阀门部件，它安装在主体之中，能够旋转，并且固定在一根阀门柱上，该阀门柱可旋转地固定在主体上。从主体外面通过手动或借助于气动或电动致动器操作阀门柱来旋转阀门部件，这样便改变了阀门的开启位置。

通过测量装置检测流量及根据测得的流量改变阀门的开启位置，就能够控制流经蝶形阀中的流体的流量。

这种测量是靠例如流量计完成的，它独立于蝶形阀，并且安装在蝶形阀的附近。在这种情况下，流量计测得的流量便被认为是流经蝶形阀的流体的流量。

用于此项目的典型的流量计是压差型流量计，由一个孔板及一个压力传感器组成，孔板设在装有蝶形阀的管中，传感器能检测到孔板两边、即上游及下游之间的压力差。流量由检测到的压差△P及容量系数（CV值）确定，容量系数是孔板特有的 一个常量，事先例如通过实验决定。

为了使系统的结构紧凑，作为对由孔板和压力传感器组成的上述压差型流量计的一种改进，有一种采用蝶形阀本身作为孔板的组合系统。也就是说，这种组合系统由一个能够检测蝶形阀两边流体压差的压力传感器以及检测蝶形阀的阀门开启位置的装置所组成。作为该蝶形阀和阀门开启位置函数的容量系数（CV值），事先例如通过实验决定。这样，从检测到的压差△P和对应于检测到的阀门开启位置的容量系数CV的值，便可确定流量。这种组合系统由本申请的相同的申请人在日本专利未审查公开号62-270873中提出。

另外一种类似于上述具有蝶形阀和压力传感器的组合系统的组合系统由日本实用新型未审查公开号62-1117公开，它用来测量流经也起上述孔板作用的闸阀的流体流量。这样，这种组合系统就包括一个能够检测闸阀两边压差的压力传感器以及检测闸阀抬起时的阀门位置的装置。作为闸阀抬起时阀门位置函数的容量系数（CV值），事先例如通过实验决定。这样，从检测到的压差△P和对应于检测到的抬起的阀门位置的容量系数CV，确可确定流量。

不同于上述压差型流量计的流量计，也被采用了。例如已知有一种系统，其中与导电流体摆成一行的蝶形阀阀门开启位置是根据由独立地放置于蝶形阀附近的电磁流量计测得的流体流量控制的。

通常认为，用来旋转阀门部件及将其固定于一个所要求的阀门开启位置的转矩最好小一些，因为较小的转矩需要较小的外部驱动转矩，因此也就需要较小的致动器，从灵活性的观点来看，也是转矩小一些好。

基于以上看法，为了减小由于流体流经蝶形阀而加到围绕阀门柱的阀门部件上的动态转矩，人们进行了认真的研究和设计。例如，同一申请人在日本专利未审查公开号55-142169和56-28355中提出了能够减小外部驱动转矩的装有阀座环的蝶形阀。

已知的蝶形阀，包括以上所提到的蝶形阀，其作用仅仅是节流-阀门部件限制流体滚动。

这样，为了使蝶形阀能够调节和控制流量，除了阀门部件之外，还必须在流体流动的路经安装合适的、用于测量流量的装置。包括测量流量的装置在内的蝶形阀系统因此而使得流体通路结构复杂，不能满足小型设计的要求。

还要指出，由于流量不是直接测得的或者是在与蝶形阀隔开一定距离的位置上测得的，所以在由流量计测得的流量和通过蝶形阀的实际流量之间便存在着数量上的和时间上的误差。因此，要精确地测得和控制流量是非常困难的。

本发明旨在提供一种蝶形阀，它除了有节流的作用外，还有测量流量的作用。

更具体地说，本发明的第一个目的是指供一种蝶形阀，它的阀门部件和阀门柱能够起到用于测量流量的传感器的作用。

本发明的第二个目的是指供一种测量流经蝶形阀的流体流量的方法，其中蝶形阀的阀蝶部件和阀门柱能起传感器的作用。

为了达到本发明的第一个目的，具有测量流经所说的蝶形阀的流体流量功能的蝶形阀包括：

一个主体;

可旋转地固定在上述主体上的一根阀门柱;

固定在上述阀门柱上且可旋转地安装在上述主体中的一个阀门部件;

一个阀门开启检测装置，用于检测上述蝶形阀的阀门开启位置;以及

一个转矩检测装置，用于检测由于流体流过而作用于围绕上述阀门柱的阀门部件上的动态转矩。

为了达到本发明的第二个目的，测量流经蝶形阀的流体流量的方法包括以下步骤;

检测上述蝶形阀的阀门开启位置;

检测由于流体流过而加到围绕上述阀门柱的阀门部件上的动态转矩;以及