控流计量装置及介质输送系统的制作方法

本发明涉及控流计量设备，具体而言，涉及一种控流计量装置及介质输送系统。

背景技术：

1、目前常用的控流计量装置是由阀、流量计及其配套的控制系统组成，其原理是通过阀的液阻改变实现流量控制，通过流量计实现流量计量，通过配套的控制系统实现实时自动流量控制。但是该控流计量装置的安装空间要求高，为保证测量的准确性，流量计的安装位置的选择避开各种扰动源，所以系统的管道配件、弯头、控制阀、压缩机及泵一定要尽可能拉开之间的距离，在安装空间有限的情况下，该控流计量装置无法满足流量计的安装要求，也就无法同时实现控流和计量的双重功能。

技术实现思路

1、本发明的主要目的在于提供一种控流计量装置及介质输送系统，能够解决采用现有的阀、流量计分别进行流量控制和流量检测而导致的安装空间要求高的问题。

2、为了实现上述目的，根据本发明的一方面，提供了一种控流计量装置，包括控流计、入流管和出流管，控流计包括连接管和膨胀球，连接管被构造为与介质管道连通，膨胀球位于连接管内，膨胀球的壁面上开设有与膨胀球内部连通的至少一个通孔，膨胀球被构造为能够通入控流介质，并通过控流介质改变自身的外壁面与介质管道内壁之间的间隙，以控制介质管道内的输送介质的流量；入流管与至少一个通孔连通，入流管内的控流介质的流动方向为由入流管至膨胀球；出流管与至少一个通孔连通，出流管内的控流介质的流动方向为由膨胀球至出流管；控流计量装置还包括至少一个流量表和/或至少一个压力表，流量表能够检测流入膨胀球的控流介质的量vin，以及流出膨胀球的控流介质的减量vout；压力表能够检测流入膨胀球的控流介质的压力pin，以及流出膨胀球的控流介质的压力的减量pout。

3、进一步地，膨胀球的外壁面为曲面。

4、进一步地，膨胀球的外壁面为水滴形、抛物线形或渐开线形。

5、进一步地，控流计还包括设置在连接管内壁的内管，内管的内壁面为曲面，膨胀球位于内管内，膨胀球的外壁面被构造为能够通过膨胀至贴合内管的内壁的方式阻断连接管内的输送介质，或者，通过收缩至与内管的内壁之间存在间隙的方式使连接管内的输送介质流过。

6、进一步地，内管的内径沿第一轴线的方向由小变大再变小。

7、进一步地，内管沿第一轴线方向的长度与膨胀球沿第一轴线方向的长度相同。

8、进一步地，内管的内壁具有弹性形变的性能。

9、进一步地，膨胀球和内管两者中至少之一与连接管可拆卸连接。

10、进一步地，控流计还包括固定在连接管内壁的至少一个第一支撑架和至少一个第二支撑架，第一支撑架和第二支撑架均与膨胀球连接，膨胀球和内管位于相同的至少一个第一支撑架之间和至少一个第二支撑架之间。

11、进一步地，控流计还包括设置在第一支撑架与连接管的第一端面之间的至少一个第一固定环，以及设置在第二支撑架与连接管的第二端面之间的至少一个第二固定环。

12、进一步地，第一固定环和/或第二固定环的内壁面为流线型曲面。

13、进一步地，控流计还包括分别设置在连接管两端的第一连接件和第二连接件，第一连接件和第二连接件被构造为能够与介质管道连接。

14、进一步地，控流计量装置还包括仪控系统、设置在入流管的入口端的入流阀和设置在出流管的出口端的出流阀，流量表、压力表、入流阀和出流阀均与仪控系统电性连接，仪控系统被构造为能够接收流量表检测的量vin和vout、接收压力表检测的压力pin和pout，以及控制入流阀和出流阀开关。

15、根据本发明的另一方面，还提供了一种控流计量装置，包括：控流计，包括连接管和控流件，连接管被构造为与介质管道连通，连接管内形成流通区域，流通区域被构造为能够流通输送介质，控流件的至少部分位于连接管内，控流计被构造为能够通入控流介质，并通过控流介质的流入或流出改变流通区域的容积或阻断流通区域；入流管，沿控流介质的流动方向，入流管与控流计连通；出流管，沿控流介质的流动方向，控流计与出流管连通；以及至少一个流量表和/或至少一个压力表，流量表能够检测流入控流件的控流介质的量vin，以及流出控流件的控流介质的减量vout；压力表能够检测流入控流件的控流介质的压力pin，以及流出控流件的控流介质的压力的减量pout。

16、进一步地，控流件包括设置在连接管内壁上的膨胀环，膨胀环内部中空，入流管和出流管均与膨胀环连通，膨胀环的内部形成流通区域，膨胀环能够通过控流介质的流入或流出改变流通区域的容积。

17、进一步地，控流计还包括设置在连接管内壁的内管，内管的内壁面为曲面，控流件包括液压缸和移动球，入流管和出流管均与液压缸连通，液压缸与移动球驱动连接，液压缸的驱动方向与连接管的轴向相同，移动球的外壁面与内管的内壁面形成流通区域，移动球能够通过液压缸向靠近或远离内管的方向沿连接管的周向移动，以改变流通区域的容积。

18、进一步地，移动球的外壁面为曲面；或者，移动球的外壁面为水滴形、抛物线形或渐开线形；内管的内径沿连接管的轴向由小变大再变小。

19、根据本发明的另一方面，还提供了一种控流计量方法，使用上述的第一种控流计量装置实现，方法包括：控制流体流入膨胀球或从膨胀球流出；获取流体流入或流出膨胀球之后膨胀球的参量变化；根据膨胀球的参量变化计算通过控流计的输送介质的流量。

20、进一步地，控制流体流入膨胀球或从膨胀球流出的步骤具体为：向膨胀球内通入控流介质；获取流体流入或流出膨胀球之后膨胀球的参量变化的步骤具体为：记录流入膨胀球内的控流介质的量vin；根据膨胀球的参量变化计算通过控流计的输送介质流量的步骤具体为：计算介质管道内的输送介质的流量q＝k×δv，其中，k为流量调整常数，δv为vin；

21、或者，控制流体流入膨胀球或从膨胀球流出的步骤具体为：向膨胀球内通入控流介质；获取流体流入或流出膨胀球之后膨胀球的参量变化的步骤具体为：记录流入膨胀球内的控流介质的压力pin；根据膨胀球的参量变化计算通过控流计的输送介质流量的步骤具体为：计算介质管道内的输送介质的流量q＝r×δp，其中，r为压力调整常数，δp为pin；

22、或者，控制流体流入膨胀球或从膨胀球流出的步骤具体为：将膨胀球内的控流介质抽出；获取流体流入或流出膨胀球之后膨胀球的参量变化的步骤具体为：记录流出膨胀球内的控流介质的减量vout；根据膨胀球的参量变化计算通过控流计的输送介质流量的步骤具体为：计算介质管道内的输送介质的流量q＝k×δv，其中，k为流量调整常数，δv为(vin-vout)，vin为膨胀球中原有的控流介质的量；

23、或者，控制流体流入膨胀球或从膨胀球流出的步骤具体为：将膨胀球内的控流介质抽出；获取流体流入或流出膨胀球之后膨胀球的参量变化的步骤具体为：记录流出膨胀球内的控流介质的压力的减量pout；根据膨胀球的参量变化计算通过控流计的输送介质流量的步骤具体为：计算介质管道内的输送介质的流量q＝r×δp，其中，r为压力调整常数，δp为(pin-pout)，pin为膨胀球中原有的控流介质的压力；

24、或者，控制流体流入膨胀球或从膨胀球流出的步骤具体为：向膨胀球内通入控流介质；获取流体流入或流出膨胀球之后膨胀球的参量变化的步骤具体为：记录流入膨胀球内的控流介质的量vin和控流介质的压力pin；根据膨胀球的参量变化计算通过控流计的输送介质流量的步骤具体为：计算介质管道内的输送介质的流量q为qv和qp之间预定的关系值，其中，qv＝k×δv，qp＝r×δp，k为流量调整常数，δv为vin，r为压力调整常数，δp为pin；

25、或者，控制流体流入膨胀球或从膨胀球流出的步骤具体为：将膨胀球内的控流介质抽出；获取流体流入或流出膨胀球之后膨胀球的参量变化的步骤具体为：记录流入膨胀球内的控流介质的减量vout和控流介质的压力的减量pout；根据膨胀球的参量变化计算通过控流计的输送介质流量的步骤具体为：计算介质管道内的输送介质的流量q为qv和qp之间预定的关系值，其中，qv＝k×δv，qp＝r×δp，k为流量调整常数，δv为(vin-vout)，vin为膨胀球中原有的控流介质的量，r为压力调整常数，δp为(pin-pout)，pin为膨胀球中原有的控流介质的压力。

26、进一步地，方法还包括：将介质管道内输送介质的流量由大控小，具体为：取流量值q1，其中，q1为介质管道内输送介质的流量需要减小到的流量值；向膨胀球内通入控流介质，通过调整压力的方式，使流入膨胀球内的控流介质的量稳定δv1，或者，使流入膨胀球内的控流介质的压力稳定在δp1，其中，δv1＝q1/k，δp1＝q1/r；以及

27、将介质管道内输送介质的流量由小控大，具体为：取流量值q2，其中，q2为介质管道内输送介质的流量需要增大到的流量值；将膨胀球内的控流介质抽出，通过调整压力的方式，使流出膨胀球内的控流介质的量稳定在δv2，或者，使流出膨胀球内的控流介质的压力稳定在δp2，其中，δv2＝q2/k，δp2＝q2/r。

28、根据本发明的另一方面，还提供了一种介质输送系统，包括介质管道、恒压控制器、沿输送介质的流动方向依次设置在介质管道上的泵底阀、泵进口阀、泵进口测压表、泵、止回阀、泵出口测压表、泵出口控制阀和系统测压表，以及上述的控流计量装置，控流计量装置的控流计与介质管道连通，介质输送系统还包括恒压控制器，泵进口测压表和泵出口测压表与恒压控制器均电性连接，控流计设置在泵出口控制阀的下游。

29、应用本发明的技术方案，输送介质的流量检测通过流入、流出膨胀球或控流件的控流介质的量或压力计算得出，输送介质的流量控制通过流入、流出膨胀球或控流件的控流介质的量实现，控制流过连接管的输送介质的流量大小。相比于传统的控流计量装置，本发明的装置不需要在介质管道上增加控流计，因此，也就不需要考虑安装空间的问题，本发明的一个装置就能够同时实现控流和计量的双重功能。