專利名稱：雙向雙腔管口配件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于監(jiān)控在管道里的流體流動特性的方法和裝置，特別是涉及雙腔管口配件。更準(zhǔn)確的說，本發(fā)明的實施例涉及一種支持流體沿兩個方向流動的雙腔管口配件。
背景技術(shù)：
在管道操作和其他工業(yè)應(yīng)用中，流量計用于測量通過管路部分移動的氣態(tài)或液態(tài)流體流動的容積流速。流量計可以呈現(xiàn)許多種不同形式。一個常見的流量計是孔板流量計，該孔板流量計包括連接到管路部分的管口配件。所述管口配件用于定向和支撐孔板，該孔板垂直于流體流動的方向而橫過管路部分延伸。所述孔板大致為一個薄板，該薄板包括圓形開口，或者管口，其典型地和流動流同心地定位。
在操作中，當(dāng)通過管路部分移動的流體流動達到孔板時，流體被強制通過管口，從而限制流體的橫截面流動面積。由于能量的連續(xù)和守恒原理，流體的速度隨著流體流動通過管口而增加。這個速度增加會在孔板上產(chǎn)生壓力差。在孔板上測得的壓力差可以用于計算移動通過管路部分的流體流動的體積流速。
雙腔管口配件體現(xiàn)了一種特殊設(shè)計，該設(shè)計能夠使得孔板從配件移去時，不會干擾移動通過管路部分的流體流動。這個特別設(shè)計的配件在本領(lǐng)域中已經(jīng)公知很多年了。在這里引入美國專利No.1,996,192作為各種目的的參考，該美國專利在1934年授權(quán)，并描述了一種早期的雙腔管口配件。今天，在許多工業(yè)應(yīng)用中仍然有基本相同的設(shè)計的配件在使用。盡管該設(shè)計已經(jīng)保持著基本沒有改變，但是操作條件繼續(xù)擴展用于更寬范圍的管路尺寸和工作壓力。
在圖1中描繪了一種常見的雙腔管口配件12的剖視圖。管口配件12包括主體16和頂部18。主體16包圍下腔20，該下腔和管道的孔34流體連通。頂部18包圍上腔22，該上腔通過螺栓17連接到主體16?？卓?0形成了連接上腔22和下腔20的開口。閥座24通過螺栓28連接到頂部18，并提供了和滑動閥板56的密封接合，該滑動閥板通過旋轉(zhuǎn)齒輪軸54滑動致動。操作下驅(qū)動器36和上驅(qū)動器38，從而在配件12內(nèi)垂直地移動孔板托架32在下腔20和上腔22之間?？装逋屑?2能夠通過旋松螺栓46穿過上腔22從配件12中除去，該螺栓46與鎖閉桿44接合以壓縮密封桿40和密封襯墊42靠著頂部18。
在操作中，如圖1中所示，孔口32被滑動閥板56關(guān)閉，液壓地隔離上腔22和下腔20。流入到孔34中的加壓的流體流經(jīng)管口52，該管口位于由孔板托架32支撐的孔板50上，所述孔板托架密封地接合孔34的壁。如果下腔20具有比孔34低的壓力，那么在孔34中的壓力將易于推動孔板托架32向上并且進入到下腔20中，可能導(dǎo)致在管口52和孔34之間的中心線未對準(zhǔn)，這能夠降低測量精度。
為了抵抗上述的壓力差，這些配件中的一些包括在下腔和孔之間的平衡流動路徑60，該路徑允許經(jīng)過孔板托架的壓力相等。該平衡流動路徑60通常位于管口的上游以便位于在孔中最高壓力的區(qū)域中。因為很多雙腔管口配件被設(shè)置以在沿僅一個方向的流動時起作用，平衡流體路徑經(jīng)常定位在管口的上游。在一些應(yīng)用中，諸如用于大量散裝設(shè)備的測量，需要能夠運行在沿兩個方向都穿過配件的流體的管口配件，以便測量進入到設(shè)備和離開設(shè)備的交替流。如果平衡流動路徑位于管口的下游，那么孔中的在流動路徑位置上的壓力可能小于在孔中的作用于孔板托架上的壓力，產(chǎn)生經(jīng)過托架的壓力差并且推動托架進入到下腔中。
因此，在本領(lǐng)域中存在一種對于雙向雙腔管口配件的需求，其提供經(jīng)過孔板托架的壓力平衡。因此本發(fā)明的實施例涉及用于雙向雙腔管口配件，該配件尋求克服現(xiàn)有技術(shù)中的這些和其他限制。

發(fā)明內(nèi)容
優(yōu)選的實施例包括用于雙向雙腔管口配件的方法和裝置，所述管口裝置包括帶有與流動孔流體連通的腔的主體。配件也包括由孔板托架支撐的管口，該孔板托架可選擇地設(shè)置在孔中。在優(yōu)選的實施例中，下腔包括兩個將該腔連接于流動孔的通道。一個通道位于孔板的任一側(cè)上。每個通道也可以配備一個止回閥以允許沿一個方向經(jīng)過所述通道。在操作中，在管口的上游側(cè)的通道允許流體流入到下腔而在下游側(cè)的通道防止流體流回到流動孔中。
在一個實施例中，管口配件包括具有流動孔和鄰近于流動孔的腔的主體。孔板被孔板托架支撐以與所述流動孔中心線對齊，所述孔板托架暴露于所述腔。第一通道提供所述流動孔和所述腔之間的流體連通并且在所述孔板的第一側(cè)上。第二通道提供所述流動孔和所述腔之間的流體連通并且在所述孔板的第二側(cè)上。在一些實施例中，止回閥設(shè)置在所述第一通道和所述第二通道中以便僅允許從所述流動孔到所述腔中的流體連通。在安裝止回閥的情況下，沿第一方向流經(jīng)所述流動孔的流體將流經(jīng)所述第一通道但不流經(jīng)所述第二通道，并且沿第二方向流經(jīng)所述流動孔的流體將流經(jīng)所述第二通道但不流經(jīng)所述第一通道。在可選的實施例中，管口配件還包括閥，所述閥僅當(dāng)在所述腔中的壓力超過在所述流動孔中的壓力時提供在所述腔和所述流動孔之間的流體連通。
在另一個實施例中，一種用于平衡孔板暴露于雙腔管口配件的下腔和流動孔所反對的壓力的方法，所述方法包括在孔板的第一側(cè)上提供在流動孔和腔之間的穿過第一通道的流體連通；以及在所述孔板的第二側(cè)上在流動孔和腔之間提供穿過第二通道的流體連通。在某些實施例中，該方法還包括，提供設(shè)置在第一和第二通道中的止回閥以便僅允許從所述流動孔到所述腔的流體連通。止回閥如此作用，使得沿第一方向流經(jīng)所述流動孔的流體將流經(jīng)所述第一通道但不流經(jīng)所述第二通道，并且沿第二方向流經(jīng)所述流動孔的流體將流經(jīng)所述第二通道但不流經(jīng)所述第一通道。該方法還包括，當(dāng)在腔中的壓力超過在流動孔中的壓力時可選擇地提供在腔和流動孔之間的流體連通。
在另一個實施例中，一種用于容納孔板的主體包括腔和鄰近于所述腔設(shè)置的孔。該主體還包括將所述腔連接到所述孔的孔板孔口，其中當(dāng)孔板設(shè)置在所述孔中時所述孔板孔口被關(guān)閉。第一通道和第二通道將腔連接于孔。所述孔口位于所述第一通道和所述第二通道之間。所述第一和第二通道是可操作的以保持在所述腔和所述孔之間的壓力平衡。主體還包括，設(shè)置在所述第一和第二通道中的止回閥以便僅允許流體從所述孔流到所述腔中。在一些實施例中，主體還包括與所述腔流體連通的壓力釋放閥以便當(dāng)在所述孔中的壓力小于在所述腔中的壓力時從所述腔中釋放壓力。
這樣，本發(fā)明的實施例包括能夠使得雙腔管口配件的操作得到實質(zhì)增強的特征和優(yōu)點的組合。本領(lǐng)域技術(shù)人員在參考附圖，并閱讀本發(fā)明的優(yōu)選實施例的下面詳細描述后，會對本發(fā)明的這些和其他各種特征和優(yōu)點得到清楚了解。


為了更加清楚理解本發(fā)明，參考所附的附圖，其中圖1是現(xiàn)有技術(shù)雙腔管口配件的剖視圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明雙向雙腔管口配件的一個實施例的部分剖視圖；圖3是表示沿第一方向流動的圖2的雙向雙腔管口配件的部分截面視圖；以及圖4是表示沿第一方向流動的圖2的雙向雙腔管口配件的部分截面視圖。
具體實施例方式
在下面的描述中，相同的部件在整個說明書和附圖中都分別采用相同的附圖標(biāo)記。附圖沒有嚴格成比例。本發(fā)明的某些特征可以圖示成為按照比例放大或者以有些示意的形式表示，為了清楚和簡要的目的，傳統(tǒng)元件的一些細節(jié)可能不再圖示。
現(xiàn)在參考圖2，示出具有主體110的管口配件100的部分剖視圖，其包括孔120和下腔130。孔板托架140支撐管口145與孔120對齊。密封件150防止在孔板托架140和孔120之間的泄漏。當(dāng)孔板托架140密封在適當(dāng)位置時通道160和170提供在下腔130和孔120之間的流體連通。止回閥180和190分別連接于通道160和170，并且僅允許從孔120到下腔130的流體連通。止回閥180和190不允許流體從下腔130流向孔120。止回閥180、190可以是由本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員選擇的任意合適的結(jié)構(gòu)。
配件100可以包括釋放閥195以便在下腔中的壓力高于在孔中的壓力時提供在孔120和下腔130之間的流體連通。釋放閥195如此設(shè)置，使得當(dāng)在孔120中的壓力減小時，被截留在下腔130中的流體將流回到孔中。選擇釋放閥195在正常操作期間被關(guān)閉并且僅在孔120中的壓力顯著減小時才允許流體流動，諸如通過孔120的流動停止時。因此釋放閥195在孔120內(nèi)的壓力減小時防止高壓流體被截留在下腔130中。釋放閥195優(yōu)選地可以設(shè)置在離管口145最大的距離。在某些實施例中，可以提供可選的釋放閥以將下腔130內(nèi)任何壓力排出到配件100的外面而不排回到孔120中。
現(xiàn)在參考圖3，示出主體110支持沿由箭頭200表示的方向的流體流動。由于流過管口145，在管口的上游側(cè)的流體壓力比在下游側(cè)的壓力更高。由于流體接近管口145，一部分流體流過閥180和通道160進入下腔130。閥190防止流體流過通道170返回到孔120中。由于流體能夠流經(jīng)通道160，在下腔130中的壓力將與在孔120中的壓力相等并且消除任何壓力差產(chǎn)生的力，該力可以移動孔板托架140與孔120不成一條直線。
現(xiàn)在參考圖4，示出主體110支持流體沿由肩頭210表示的方向的流動，該方向與圖3中所示的流動方向相反。由于沿相反的方向流動，經(jīng)過管口145存在壓力下降。當(dāng)流體接近管口145時，一部分流體將流過閥190和通道170進入下腔130中。閥180防止流體流過通道160返回到120中。由于流體能夠流經(jīng)通道170，在下腔130中的壓力將與在孔120中的壓力相等并且消除任何壓力差產(chǎn)生的力，該力可以移動孔板托架140與孔120不成一條直線。
一旦在孔120中的壓力減小了，壓力將通過止回閥180和190被截留在下腔130內(nèi)。優(yōu)選的是在下腔130中的殘留的壓力在配件向空氣打開之前應(yīng)該解除。在某些實施例中，該殘留壓力能夠通過在主體110中的通風(fēng)孔(未示出)被釋放到空氣中。該釋放可以自動地或者手動地或者通過打開閥的控制系統(tǒng)干涉發(fā)生。在可選的實施例中，主體110可以自動地打開閥，諸如釋放閥195以允許流體從下腔130流回到到孔120中。在其他的實施例中，止回閥180和190也可以是可逆的或者其他方式可轉(zhuǎn)換的止回閥，所述閥能夠被打開以允許流體沿相反于正常的操作方向流動。
通過在管口145的任一側(cè)上提供壓力均勻流動路徑，流量計能夠在流動沿任一方向移動時起作用。通過止回閥或者其他單向閥限制流體流入到下腔中并且從其中流出。因此，優(yōu)選的實施例在下面的應(yīng)用中是特別有用的，所述應(yīng)用為流體的流動方向可能經(jīng)常地改變并且需要完全測量在每個方向的流動。
本發(fā)明的優(yōu)選實施例涉及雙向雙腔管口配件。本發(fā)明可以具有不同形式的實施例。附圖中顯示了實施例，這里將詳細描述，本發(fā)明的具體實施例應(yīng)該被這樣理解，本發(fā)明的公開應(yīng)該被認為是本發(fā)明的原理的例證，并且并不意味著限制本發(fā)明到這里所圖示和描述的這些。特別地，本發(fā)明的各種實施例提供了許多不同布置，以便改善配件的操作。本發(fā)明的原理的使用不被局限于所述的應(yīng)用，并且可以用于任何其他包括其他雙腔配件和管口配件的應(yīng)用。應(yīng)該充分地認識到，下面討論的實施例的不同教導(dǎo)可以獨立的采用，或者以任何合適組合形式采用，以產(chǎn)生需要的結(jié)果。
此處闡述的實施例僅僅是用于說明的目的，而不是限制本發(fā)明的范圍或者其中的細節(jié)。應(yīng)該理解，在不背離本發(fā)明的范圍和這里披露的創(chuàng)造性構(gòu)思的情況下，可以對這里的公開內(nèi)容作出許多其他變化和改進。因為在這里教導(dǎo)的創(chuàng)造性構(gòu)思的范圍內(nèi)可以作出許多變化和不同實施例，包括等價結(jié)構(gòu)和想到的各種材料，并且因為根據(jù)法律的說明要求而在此處詳細描述的實施例里可以作出許多改變，所以，應(yīng)該理解，此處的細節(jié)應(yīng)該被解釋為說明性的，而不是限制性的。
權(quán)利要求
1.一種管口配件，其包括主體；貫穿所述主體的流動孔；在所述主體中鄰近于所述流動孔的腔；孔板，該孔板被孔板托架支撐以與所述流動孔中心線對齊，其中所述孔板托架暴露于所述腔；提供所述流動孔和所述腔之間的流體連通的第一通道，其中所述第一通道在所述孔板的第一側(cè)上；以及提供所述流動孔和所述腔之間的流體連通的第二通道，其中所述第二通道在所述孔板的第二側(cè)上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的管口配件還包括設(shè)置在所述第一通道和所述第二通道中的止回閥以便僅僅允許從所述流動孔到所述腔中的流體連通。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的管口配件，其中，沿第一方向流經(jīng)所述流動孔的流體將流經(jīng)所述第一通道但不流經(jīng)所述第二通道。
4.根據(jù)權(quán)利要求2的管口配件，其中，沿第二方向流經(jīng)所述流動孔的流體將流經(jīng)所述第二通道但不流經(jīng)所述第一通道。
5.根據(jù)權(quán)利要求2的管口配件還包括閥，所述閥僅當(dāng)在所述腔中的壓力超過在所述流動孔中的壓力時提供在所述腔和所述流動孔之間的流體連通。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的管口配件，其中，所述孔板托架可選擇的設(shè)置在所述孔或所述腔中。
7.一種用于平衡孔板暴露于雙腔管口配件的下腔和流動孔所反對的壓力的方法，所述方法包括在孔板的第一側(cè)上提供在流動孔和腔之間的穿過第一通道的流體連通；以及在所述孔板的第二側(cè)上在流動孔和腔之間提供穿過第二通道的流體連通。
8.根據(jù)權(quán)利要求7的方法還包括，提供設(shè)置在第一和第二通道中的止回閥以便僅允許從所述流動孔到所述腔的流體連通。
9.根據(jù)權(quán)利要求7的方法，其中，沿第一方向流經(jīng)所述流動孔的流體將流經(jīng)所述第一通道但不流經(jīng)所述第二通道。
10.根據(jù)權(quán)利要求7的方法，其中，沿第二方向流經(jīng)所述流動孔的流體將流經(jīng)所述第二通道但不流經(jīng)所述第一通道。
11.根據(jù)權(quán)利要求7的方法還包括，當(dāng)在腔中的壓力超過在流動孔中的壓力時可選擇地提供在腔和流動孔之間的流體連通。
12.一種用于容納孔板的主體，所述主體包括腔；鄰近于所述腔設(shè)置的孔；將所述腔連接到所述孔的孔板孔口，其中當(dāng)孔板設(shè)置在所述孔中時所述孔板孔口被關(guān)閉；將所述腔連接到所述孔的第一通道；將所述腔連接到所述孔的第二通道，其中所述孔口位于所述第一通道和所述第二通道之間。
13.根據(jù)權(quán)利要求12的主體，其中，所述第一和第二通道是可操作的以保持在所述腔和所述孔之間的壓力平衡。
14.根據(jù)權(quán)利要求12的主體還包括，設(shè)置在所述第一和第二通道中的止回閥以便僅允許流體從所述孔流到所述腔中。
15.根據(jù)權(quán)利要求14的主體還包括，與所述腔流體連通的壓力釋放閥以便當(dāng)在所述孔中的壓力小于在所述腔中的壓力時從所述腔中釋放壓力。
16.根據(jù)權(quán)利要求14的主體，其中，所述壓力釋放閥是可操作的以可選擇地允許流體從所述腔中流到所述孔中。
全文摘要
用于雙向雙腔管口配件的方法和裝置，所述管口裝置包括帶有與流動孔流體連通的腔的主體。配件也包括由孔板托架支撐的管口，該孔板托架可選擇地設(shè)置在孔中。在優(yōu)選的實施例中，下腔包括兩個將該腔連接于流動孔的通道。一個通道位于孔板的任一側(cè)上。每個通道也可以配備一個止回閥以允許沿一個方向經(jīng)過所述通道。在操作中，在管口的上游側(cè)的通道允許流體流入到下腔而在下游側(cè)的通道防止流體流回到流動孔中。
文檔編號G01F1/34GK1961265SQ200580016034
公開日2007年5月9日 申請日期2005年5月17日 優(yōu)先權(quán)日2004年5月19日
發(fā)明者托馬斯·亨利·洛加, 阿奇·多德·貝格, 小威廉·R·弗魯恩德 申請人:丹尼爾工業(yè)公司