一种用于流量喷嘴校准试验的自动旋转封堵机构的制作方法

1.本发明涉及流量喷嘴校准试验技术领域，特别涉及一种用于流量喷嘴校准试验的自动旋转封堵机构。


背景技术：

2.标准喷嘴是测量流量的差压发生装置，标准喷嘴节流装置与差压变送器配套使用，可测量液体、蒸汽、气体的流量，广泛应用于石油、化工、冶金、电力、轻工等部门。喷嘴的测量原理是依据流体力学的节流原理，充满管道的流体，当它们流经管道内的喷嘴时，流速将在喷嘴形成局部收缩，从而使流速加快，静压力降低，于是在喷嘴前后便产生了压力降(压差)，介质流动的流量愈大，在喷嘴前后产生的压差也就愈大，所以可通过测量压差来测量流体流量的大小。
3.一般采用单一流量喷嘴进行单点流量测量，或者为了提高流量控制的精度，也采用多个流量喷嘴进行多点多工况的流量测量。为了避免单一或多个流量喷嘴在使用一段时间后出现测量精度下降的问题，流量喷嘴需进行校准试验，根据校准流量点的测试要求，对单个或部分流量喷嘴实行封堵。目前，流量喷嘴的封堵实现包括手动封堵机构和自动封堵机构两类。手动封堵机构操作时间长、运行效率低，无法实现多个流量喷嘴的在线开启与关闭。自动封堵机构通常采用盖板实现流量喷嘴入口或出口的封堵，盖板通过自动驱动的连杆结构实现封堵运动，连杆驱动结构复杂，占用空间较大，对流量喷嘴前后的流场有一定影响，难以保证盖板的密封性能。
4.因此，需要设计一种可以自动封堵，体积较小，结构简单，不影响流量喷嘴前后流场状态，密封可靠的流量喷嘴自动封堵机构，满足流量喷嘴校准试验中对多个校准流量点测试的要求。


技术实现要素：

5.有鉴于此，本发明提供了一种用于流量喷嘴校准试验的自动旋转封堵机构，以解决封堵机构在响应时间、密封性能、空间占用等方面存在的问题。
6.本发明提供了一种用于流量喷嘴校准试验的自动旋转封堵机构，所述一种用于流量喷嘴校准试验的自动旋转封堵机构包括进口喷嘴、出口喷嘴、阀体、下密封垫、中密封圈、上密封垫、压盘、摩擦盘、阀盖、限位盘、传动轴、预紧螺栓组、压紧螺栓、紧固螺栓组，预紧螺栓组包括预紧螺栓、预紧弹簧、平垫圈、预紧螺母，紧固螺栓组包括紧固螺栓、弹簧垫圈、紧固螺母、锁紧件。
7.进一步地，进口喷嘴的内壁和出口喷嘴的内壁在流体流动方向上组成连续的喷嘴流道，进口喷嘴和出口喷嘴之间采用法兰、螺栓、螺母实现固定，进口喷嘴和出口喷嘴在轴向和径向上的约束通过轴肩定位，进口喷嘴和出口喷嘴在周向转动上的约束利用螺栓进行限制固定。
8.进一步地，出口喷嘴具有上方贯通下方封闭的空腔，阀体、下密封垫、中密封圈、上
密封垫均内置在出口喷嘴的空腔中；阀体通过下密封垫、中密封圈、上密封垫、压盘、阀盖与出口喷嘴形成密封环境；下密封垫位于阀体底部与出口喷嘴内壁下表面之间，下密封垫结构形状为碗形；中密封圈内表面与阀体外表面接触，中密封圈外表面与出口喷嘴内壁接触，中密封圈下表面与下密封垫接触，中密封圈上表面与上密封垫接触；中密封圈上下端部均具有轴肩结构，通过与出口喷嘴轴肩结构的配合限制中密封圈的轴向移动，中密封圈上下端部的轴肩结构外表面具有凸起，与出口喷嘴内表面相应部位的凹槽相互配合，限制中密封圈与出口喷嘴之间的相对周向转动自由度；上密封垫位于阀体顶部与压盘下表面之间，上密封垫结构形状为环形；压盘上表面与阀盖接触，阀盖和出口喷嘴通过紧固螺栓组连接，紧固螺栓位于出口喷嘴和阀盖的通孔中，自由端通过弹簧垫圈、紧固螺母、锁紧件实现可靠固定；通过调整压紧螺栓在阀盖螺纹孔的旋入长度，实现压盘的压紧密封。
9.进一步地，摩擦盘下表面与阀体接触，上表面与传动轴接触，阀体、摩擦盘、传动轴三者都与阀盖内壁接触，自动旋转驱动器为传动轴提供动力输入，传动轴与阀体之间通过摩擦系数较大且耐磨性良好的摩擦盘实现传动。
10.进一步地，限位盘和传动轴均具有轴肩结构，通过限位盘和传动轴的轴肩结构限制传动轴的轴向和径向自由度，限位盘与阀盖通过预紧螺栓组实现连接；预紧螺栓位于限位盘和阀盖的通孔中，自由端通过预紧弹簧、平垫圈、预紧螺母施加预紧力，通过调整预紧螺母旋入距离，控制预紧弹簧压缩长度，实现阀盖与限位盘之间的预紧力施加；限位盘和传动轴上各有两处楔形限位件，当阀体从开启状态旋转到关闭状态时，限位盘和传动轴的楔形限位件表面相互接触，实现挤压限位。
11.本发明的上述技术方案的有益效果如下：
12.本发明结构设计简单紧凑，占用空间小，密封性能好。本发明具备单独开关控制能力，运用一套驱动源实现了“先旋转后限位”时序分明的工作模式，保证了自动旋转封堵机构在流量喷嘴校准试验时的密封精度，且不影响喷嘴前后的流场品质。
附图说明
13.为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
14.图1为本发明一种用于流量喷嘴校准试验的自动旋转封堵机构开启状态结构示意图。
15.图2为图1的a-a剖视图。
16.图3为本发明一种用于流量喷嘴校准试验的自动旋转封堵机构的爆炸视图。
17.图4为本发明一种用于流量喷嘴校准试验的自动旋转封堵机构的限位盘结构示意图。
18.图5为本发明一种用于流量喷嘴校准试验的自动旋转封堵机构的传动轴结构示意图。
19.其中：1-进口喷嘴，2-出口喷嘴，3-阀体，4-下密封垫，5-中密封圈，6-上密封垫，7-压盘，8-摩擦盘，9-阀盖，10-限位盘，11-传动轴，12-预紧螺栓组，13-预紧螺栓，14-预紧弹簧，15-平垫圈，16-预紧螺母，17-压紧螺栓，18-紧固螺栓组，19-紧固螺栓，20-弹簧垫圈，
21-紧固螺母，22-锁紧件。
具体实施方式
20.实施例所描述的用于解释本发明，但不仅仅限于本发明。为使公众对本发明有更好的了解，下文的描述为一些特定的细节部分。
21.下面结合图1、图2、图3、图4和图5，对本发明实施例一种用于流量喷嘴校准试验的自动旋转封堵机构作进一步详细说明，一种用于流量喷嘴校准试验的自动旋转封堵机构包括进口喷嘴1、出口喷嘴2、阀体3、下密封垫4、中密封圈5、上密封垫6、压盘7、摩擦盘8、阀盖9、限位盘10、传动轴11、预紧螺栓组12、压紧螺栓17、紧固螺栓组18，预紧螺栓组12包括预紧螺栓13、预紧弹簧14、平垫圈15、预紧螺母16，紧固螺栓组18包括紧固螺栓19、弹簧垫圈20、紧固螺母21、锁紧件22。
22.进口喷嘴1的内壁和出口喷嘴2的内壁在流体流动方向上组成连续的喷嘴流道，进口喷嘴1和出口喷嘴2之间采用法兰、螺栓、螺母实现固定，进口喷嘴1和出口喷嘴2在轴向和径向上的约束通过轴肩定位，进口喷嘴1和出口喷嘴2在周向转动上的约束利用螺栓进行限制固定。
23.出口喷嘴2具有上方贯通下方封闭的空腔，阀体3、下密封垫4、中密封圈5、上密封垫6均内置在出口喷嘴2的空腔中；阀体3通过下密封垫4、中密封圈5、上密封垫6、压盘7、阀盖9与出口喷嘴2形成密封环境；下密封垫4位于阀体3底部与出口喷嘴2内壁下表面之间，下密封垫4结构形状为碗形；中密封圈5内表面与阀体3外表面接触，中密封圈5外表面与出口喷嘴2内壁接触，中密封圈5下表面与下密封垫4接触，中密封圈5上表面与上密封垫6接触；中密封圈5上下端部均具有轴肩结构，通过与出口喷嘴2轴肩结构的配合限制中密封圈5的轴向移动，中密封圈5上下端部的轴肩结构外表面具有凸起，与出口喷嘴2内表面相应部位的凹槽相互配合，限制中密封圈5与出口喷嘴2之间的相对周向转动自由度；上密封垫6位于阀体3顶部与压盘7下表面之间，上密封垫6结构形状为环形；压盘7上表面与阀盖9接触，阀盖9和出口喷嘴2通过紧固螺栓组18连接，紧固螺栓19位于出口喷嘴2和阀盖9的通孔中，自由端通过弹簧垫圈20、紧固螺母21、锁紧件22实现可靠固定，锁紧件22可采用开口销、保险丝、锁紧垫圈等形式；通过调整压紧螺栓17在阀盖9螺纹孔的旋入长度，实现压盘7的压紧密封。
24.摩擦盘8下表面与阀体3接触，上表面与传动轴11接触，阀体3、摩擦盘8、传动轴11三者都与阀盖9内壁接触，自动旋转驱动器为传动轴11提供动力输入，传动轴11与阀体3之间通过摩擦系数较大且耐磨性良好的摩擦盘8实现传动。
25.限位盘10和传动轴11均具有轴肩结构，通过限位盘10和传动轴11的轴肩结构限制传动轴11的轴向和径向自由度，限位盘10与阀盖9通过预紧螺栓组12实现连接；预紧螺栓13位于限位盘10和阀盖9的通孔中，自由端通过预紧弹簧14、平垫圈15、预紧螺母16施加预紧力，通过调整预紧螺母16旋入距离，控制预紧弹簧14压缩长度，实现阀盖9与限位盘10之间的预紧力施加；限位盘10和传动轴11上各有两处楔形限位件，当阀体3从开启状态旋转到关闭状态时，限位盘10和传动轴11的楔形限位件表面相互接触，实现挤压限位。
26.本发明的具体工作过程为：当自动旋转驱动器开始工作时，将动力传递到传动轴11，传动轴11、摩擦盘8、阀体3之间由于预紧螺栓组12的存在，预紧弹簧14的预紧力使传动
轴11、摩擦盘8、阀体3之间形成紧密接触，此时，传动轴11将扭矩通过摩擦盘8传输至阀体3，阀体3相对下密封垫4、中密封圈5、上密封垫6发生转动，实现出口喷嘴2的开启或闭合。工作过程中，可以通过调整压紧螺栓17的旋入长度，增加密封效果。通过限位盘10和传动轴11上的楔形限位件上下表面紧密接触、持续压紧，喷嘴达到完全开启或闭合状态，之后自动旋转驱动器停止工作。
27.以上对本发明所提供的一种用于流量喷嘴校准试验的自动旋转封堵机构进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰仍处于本发明权利要求的保护范围内。