[發明專利]一種流量計量調節閥

在審

• 申請號: 202110234631.X
• 申請日: 2021-03-03
• 公開（公告）號: CN112594433A
• 公開（公告）日: 2021-04-02
• 發明（設計）人: 王士興;史寧輝;李立川;劉濤;鳳云龍
• 申請（專利權）人: 西安安森智能儀器股份有限公司;杭州安森智能信息技術有限公司
• 主分類號: F16K31/04
• 分類號: F16K31/04;F16K1/00;F16K37/00;G05D7/06
• 代理公司: 西安新動力知識產權代理事務所(普通合伙) 61245
• 代理人: 張鵬

1.一種流量計量調節閥，其特征在于，包括智能電動執行機構（1）、閥門（2）、閥門連接件（3）、連接卡扣（4）、閥前壓力變送器（5）、閥后壓力變送器（6）和溫度變送器（7）；

閥門連接件（3）將智能電動執行機構（1）和閥門（2）通過螺栓固定連接；

所述智能電動執行機構（1）包括電機（1-1）、減速機構（1-2）、顯示器（1-3）、智能控制系統（1-4）、防爆箱體（1-5）和減速器推桿（1-6）；電機（1-1）、減速機構（1-2）、智能控制系統（1-4）均設置在防爆箱體（1-5）內；顯示器（1-3）通過螺栓固定在防爆箱體（1-5）外；

所述閥門（2）包括閥桿（2-1）、閥體（2-2）、閥芯（2-3）、上游連接法蘭（2-4）和下游連接法蘭（2-5）；上游連接法蘭（2-4）和下游連接法蘭（2-5）分別與流體輸送管道連接；連接卡扣（4）將閥桿（2-1）和減速器推桿（1-6）通過螺栓機械連接；

在閥體（2-2）的上游位置設置閥前壓力變送器（5）、下游位置設置閥后壓力變送器（6）和溫度變送器（7）；所述閥前壓力變送器（5）、閥后壓力變送器（6）和溫度變送器（7）均與智能控制系統（1-4）采用電信號連接。

2.如權利要求1所述的一種流量計量調節閥，其特征在于，所述電機（1-1）為直流無刷電機。

3.如權利要求1所述的一種流量計量調節閥，其特征在于，所述智能控制系統（1-4）包括MCU系統，其輸出端分別連接有顯示器（1-3）和電機驅動電路，輸入端分別連接按鍵電路模塊、閥前壓力采集電路、閥后壓力采集電路和溫度數據采集電路；所述電機驅動電路連接有電機（1-1）；所述閥前壓力采集電路、閥后壓力采集電路和溫度數據采集電路分別連接閥前壓力變送器（5）、閥后壓力變送器（6）和溫度變送器（7）。

4.如權利要求1所述的一種流量計量調節閥，其特征在于，所述閥前壓力變送器（5）、閥后壓力變送器（6）的精度不小于0.05%FS。

5.利用權利要求1~4任一所述流量計量調節閥控制流量的方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟一：閥前壓力變送器（5）、閥后壓力變送器（6）和溫度變送器（7）將實時測量結果分別通過各自的采集電路傳輸給MCU系統；

步驟二：MCU系統根據預輸入的數學算法計算流量值，并與預設的目標流量值進行比較，當二者不一致時，通過電機驅動電路控制電機（1-1），使其轉動而調整閥門（2）的開度，閥門開度的改變又會影響閥前和閥后壓力的改變，進而改變實時計算的流量值；通過此過程的多次調節，使得最終的計算流量值逼近預設值，達到既能調節流量又能測定流量的目的。

6.如權利要求5所述的控制流量的方法，其特征在于，所述數學算法為推導的管線內流體流量計算公式：

其中，C：流量系數；N₉：數字常量；Fp：管道幾何形狀系數；P₁：入口絕對壓力；Y：膨脹系數；X_sizing：壓差比；M：摩爾量；T₁：入口溫度；Z₁：壓縮系數；

相關數據計算公式如下：

1）流量系數

式中：Q：體積流量；N₁：數字常量；ρ₁/ρ₀=1；△P：閥前閥后壓差；

2）管道幾何形狀系數

式中：C_R ：100%額定行程時的額定流量系數；

3）膨脹系數

式中：當XX_choked時，X_sizing=X ；當X≥X_choked時，X_choked=X_sizing ；

X：實際壓差比，X=△P/P₁；X_choked：阻塞壓差比，X_choked=F_γX_TP，

F_γ=γ/1.4；γ：比熱比。