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本申請要求于2015年1月5日遞交的、臨時申請?zhí)枮?2/099,701的美國臨時申請的優(yōu)先權，其全部內容以引用方式結合于此。

本公開涉及流體流的測量和計量。更具體地，本公開涉及一種包括集成閥的轉子流量計。

背景技術：

轉子流量計(rotameter)是一種可變面積流量計，用于測量并控制通過導管的液體流。轉子流量計包括具有漸尖(例如圓錐形)構造的流管。轉子流量計為豎直安裝的，其漸尖流管的窄端位于底部而寬端位于頂部。轉子流量計設置在流體電路中，使得流體流通過流管從底部到達頂部。

流體流包括無浮力指示器，例如活塞或小球(pellet)，指示器位于流管中并且可在管中沿著與流體流過管的方向一致的軸上移動。指示器可簡單地置于流管中并在那里自由移動。這可為例如具有小的、相對低流速的轉子流量計的情況，其中指示器為小球式指示器。指示器也可支撐在流管中，例如，通過置于流管中心的棒支撐，指示器可沿著該棒自由滑動。這可為例如具有大的、相對高流速的轉子流量計的情況，其中指示器為活塞式指示器。不考慮構造，指示器設置為在流管和指示器之間具有間隙，尤其是具有環(huán)形間隙。

使用時，流體通過入口流入轉子流量計中，進入流管或靠近底部，沿著管向上行進，并通過位于轉子流量計頂部或頂部附近的出口離開管。隨著流體沿著流管向上流動，其在流過指示器周邊的同時在指示器上施力并推動或迫使指示器在流管中向上移動。由于流管是漸尖的并設置為隨著流體在管中向上流動時變寬，對于給定的流體流速，在流管中的流體速度隨著其向上行進而降低。因此，對于給定流速，由于管中流動而作用于指示器的力的大小隨著指示器在管中向上行進而降低。因此，對于給定流速，在流管中有一個點，在該點處指示器的重量與流體施加的力相平衡。

由于這些操作原理，指示器在流管中的位置對應于流過轉子流量計的流速。指示器位置和流過轉子流量計之間的關聯通過觀察指示器位置相對于表示與該位置相關的流速的轉子流量計本體上的標記。例如，該標記可為半透明窗口附近的刻度尺，通過該半透明窗口可看到指示器。

通過構造具有精確尺寸的轉子流量計本體(即流管)，并構造具有一致形狀和重量的指示器，指示器位置和流過流量計的流之間的關聯可被計算并且可相應地應用標記。這些可通過例如在計量學實驗室中測試而進行驗證。在很多構造中，轉子流量計本體本身通過鑄造半透明丙烯酸(acrylic)材料構造而成，其提供了用于承受流體壓力的高強度，使得可以精確尺寸鑄造漸尖流管，并允許可通過轉子流量計本體直接觀察到指標。

結合有閥的轉子流量計可用于計量或控制流經導管的流體。在觀察轉子流量計時調整閥使得用戶可選擇流過導管的期望的流。能夠進行精細調整的閥可產生相應的對于流過轉子流量計的流速的精細調整。在一些構造中，閥可為轉子流量計設計中的集成部件。在該情況下，轉子流量計可用于高精度地控制并監(jiān)控流體流。

隨著轉子流量計尺寸增大以容納更高流速，由于鑄造流量計本體的丙烯酸材料的成本而使得流量計成本指數地上漲。用于這些更大轉子流量計的閥的尺寸增大可增加用于構造該流量計的丙烯酸材料的用量。由于傳統(tǒng)轉子流量計構造采用拉長的長方形構造，閥尺寸的增加可使得轉子流量計本體的橫截面增加，不僅僅是閥的面積增加，而是沿著其整個長度增加。因此，期望的是構造集成的轉子流量計閥，其在尺寸上是緊湊的并且允許精細調整。

技術實現要素：

本發(fā)明涉及一種用于測量流體流的系統(tǒng)和裝置。根據一方面，轉子流量計本體，包括入口、出口和在所述入口和所述出口之間提供流體連通的流動通道。用于控制流經所述入口的流的閥，包括圍繞第一軸轉動的驅動器。所述驅動器包括蝸輪螺紋。所述閥還包括圍繞橫向延伸至所述第一軸的第二軸轉動的閥驅動元件。所述閥驅動元件包括與所述驅動器上蝸輪螺紋配合的蝸輪齒，以使所述驅動器圍繞所述第一軸的轉動帶動所述閥驅動元件圍繞所述第二軸轉動。所述閥驅動元件進一步包括第一螺紋，所述第一螺紋隨著所述閥驅動元件圍繞所述第二軸轉動。所述第一螺紋設置為用于與第二螺紋嚙合并配合，以使閥部件沿著所述第二軸線性移動，響應于所述閥驅動元件的轉動。所述閥部件的線性移動將所述閥開啟和關閉。

根據另一方面，單獨于或結合于上述任一方面，所述閥驅動元件可包括梭套筒，并且所述閥部件可包括閥梭。所述第一螺紋可為所述梭套筒上的內螺紋，并且所述第二螺紋可為形成在所述閥梭的桿部上的外螺紋。所述閥梭的桿部可接收在所述梭套筒中，以使所述第一和第二螺紋相互配合。所述梭套筒圍繞所述第二軸轉動，響應于所述驅動器圍繞所述第一軸的轉動。所述第一和第二螺紋之間的配合致使所述閥梭沿著所述第二軸線性移動，響應于所述梭套筒圍繞所述第二軸的轉動。

根據另一方面，單獨于或結合于上述任一方面，所述蝸輪齒形成在所述梭套筒的外表面上，并且所述蝸輪齒和所述第一螺紋沿著所述梭套筒的長度的相同部分設置。

根據另一方面，單獨于或結合于上述任一方面，所述閥可包括閥殼體，用于支撐所述閥梭和所述梭套筒。所述閥梭的桿可包括與所述殼體的表面配合的平面，所述平面防止了所述桿的轉動，并保證所述梭套筒的轉動致使所述閥梭的線性移動。

根據另一方面，單獨于或結合于上述任一方面，所述殼體可具有兩片構造，用于接收旋進所述梭套筒的所述閥梭。

根據另一方面，單獨于或結合于上述任一方面，所述殼體可包括作為用于支撐所述梭套筒相對于所述殼體轉動的套管的部分。

根據另一方面，單獨于或結合于上述任一方面，所述閥梭包括密封板，所述密封板由一材料構成，所述材料與構成所述轉子流量計本體的材料形成良好密封。

根據另一方面，單獨于或結合于上述任一方面，轉子流量計閥可包括閥梭，用于沿著第一軸線性移動，以將所述閥從開啟狀態(tài)移動至關閉狀態(tài)。所述閥梭可包括外螺紋。所述轉子流量計閥還可包括圍繞所述第一軸轉動的梭套筒。所述梭套筒包括外蝸輪齒和用于接收所述閥梭的外螺紋的內螺紋。所述轉子流量計閥還包括圍繞橫向延伸至所述第一軸的第二軸轉動的驅動器。所述驅動器包括蝸輪螺紋，與所述梭套筒上的蝸輪齒配合，以使所述驅動器圍繞所述第二軸的轉動帶動所述閥桿圍繞所述第一軸的轉動。由于所述螺紋的配合，所述梭套筒圍繞所述第一軸的轉動致使所述閥梭沿著所述第一軸的線性移動。

根據另一方面，單獨于或結合于上述任一方面，所述閥還可包括閥殼體，并且所述閥驅動元件可包括閥桿。所述第一螺紋可為所述閥桿上的外螺紋，并且所述第二螺紋可為形成在所述閥殼體的部分上的內螺紋。所述閥桿圍繞所述第二軸轉動，響應于所述驅動器圍繞所述第一軸的轉動。所述第一和第二螺紋之間的配合致使所述閥桿沿著所述第二軸線性移動，響應于圍繞所述第二軸的轉動。所述閥部件通過所述閥桿被支撐，并隨著所述閥桿線性移動，以開啟和關閉所述閥。

根據另一方面，單獨于或結合于上述任一方面，所述閥桿上的所述螺紋占用沿著所述閥桿的長度的第一縱向段，并且所述蝸輪齒占用沿著所述閥桿的長度的第二縱向段。

根據另一方面，單獨于或結合于上述任一方面，所述第二縱向段的長度被選擇為在保持所述蝸輪螺紋和所述蝸輪齒之間接觸的前提下允許所述閥桿沿著所述第一軸縱向移動。

根據另一方面，單獨于或結合于上述任一方面，所述螺紋和所述蝸輪齒至少部分地相互疊置并占用所述閥桿的相同縱向段。

根據另一方面，單獨于或結合于上述任一方面，重疊的螺紋和蝸輪齒可產生設置成以螺旋的排和列設置的部件齒。所述部件齒具有兩對相對側，其中一對與所述蝸輪螺紋配合，以產生所述閥桿的轉動，另一對與所述閥殼體上的螺紋配合，以產生沿著所述第一軸的縱向移動。

根據另一方面，單獨于或結合于上述任一方面，所述閥桿可包括板支撐件，用于支撐所述閥桿的終止端上的密封板。所述板支撐件可促使所述密封板圍繞所述第一軸相對于所述閥桿的轉動。

根據另一方面，單獨于或結合于上述任一方面，所述閥桿和所述板支撐件可由相同材料構造，從而最小化由于在使用時部件間的摩擦配合而導致的磨損。所述板支撐件可將所述密封板隔離于所述摩擦配合，以促使所述密封板由與構成所述轉子流量計本體的材料形成良好密封的材料構成。

根據另一方面，單獨于或結合于上述任一方面，所述閥桿可包括頭，用于與所述板支撐件上的通道滑動配合，以將所述板支撐件連接至所述閥桿，并促使所述支撐件相對于所述桿的轉動。板支撐件可包括頭，用于與在密封板上的通道滑動配合，從而將密封板連接至板支撐件。

根據另一方面，單獨于或結合于上述任一方面，轉子流量計閥可包括閥桿，用于沿著第一軸線性移動，以將所述閥從開啟狀態(tài)移動至關閉狀態(tài)。所述閥桿可包括致使線性移動的螺紋，響應于所述閥桿圍繞所述第一軸的轉動。所述轉子流量計閥還包括圍繞橫向延伸至所述第一軸的第二軸轉動的驅動器。所述驅動器可包括與所述閥桿上蝸輪齒配合的蝸輪螺紋，以使所述驅動器圍繞所述第二軸的轉動帶動所述閥桿圍繞所述第一軸的轉動。

根據另一方面，單獨于或結合于上述任一方面，所述轉子流量計本體可包括閥腔體，用于接收所述閥殼體。所述閥腔體與所述入口流體連通，并形成孔，流體通過所述孔可從入口流入流管。所述閥可被驅動，以控制流經所述孔的流體。

根據另一方面，單獨于或結合于上述任一方面，所述閥可包括連接至所述閥驅動元件的密封板。所述閥可被驅動以移動所述密封板與圍繞所述孔的閥腔體壁的部分配合，以將所述閥關閉并阻擋流經所述孔的流體。

根據另一方面，單獨于或結合于上述任一方面，所述蝸輪螺紋和所述蝸輪齒組合形成用于驅動所述閥的蝸輪。

根據另一方面，單獨于或結合于上述任一方面，所述蝸輪螺紋和所述蝸輪齒被選擇以產生齒輪減速，其中所述閥驅動元件的單次轉動需要所述驅動器的多次轉動。

根據另一方面，單獨于或結合于上述任一方面，所述齒輪減速為4：1，其中所述閥驅動元件的單次轉動需要所述驅動器的四次轉動。

根據另一方面，單獨于或結合于上述任一方面，所述蝸輪螺紋具有4條紋，并且所述閥驅動元件包括16個蝸輪齒。

根據另一方面，單獨于或結合于上述任一方面，所述入口可包括螺紋，用于與螺紋適配器配合，以將所述適配器連接至所述轉子流量計本體。所述適配器可被連接至導管，用于輸送流體至所述轉子流量計。所述適配器在旋進所述入口時可將所述閥固定在所述閥腔體中。

根據另一方面，單獨于或結合于上述任一方面，所述驅動器可延伸穿過所述轉子流量計本體，并且所述轉子流量計本體可進一步包括連接至在所述轉子流量計本體外的所述驅動器的控制把手。所述把手可手動轉動以控制所述閥。

根據另一方面，單獨于或結合于上述任一方面，所述轉子流量計可進一步包括置于所述流管中的指示器，并且可對照所述轉子流量計本體上的指標進行查看。所述指示器響應于流管中的流而移動，并通過所述指標指示流經所述流管的流體的量。

根據另一方面，轉子流量計閥可包括閥桿，用于沿著第一軸線性移動，以將所述閥從開啟狀態(tài)移動至關閉狀態(tài)。所述閥桿可包括致使線性移動的螺紋，響應于所述閥桿圍繞所述第一軸的轉動。所述轉子流量計閥還包括圍繞橫向延伸至所述第一軸的第二軸轉動的驅動器。所述驅動器可包括與所述閥桿上蝸輪齒配合的蝸輪螺紋，以使所述驅動器圍繞所述第二軸的轉動帶動所述閥桿圍繞所述第一軸的轉動。

附圖說明

本發(fā)明以實例形式進行闡述，并且不受限于附圖。附圖中，相同標記代表相同元件。附圖中：

圖1為根據本發(fā)明的用于測量和計量流體流的裝置的立體圖。

圖2為圖1中所示裝置的側視圖。

圖3為圖1中所示裝置的爆炸立體圖。

圖4為圖1中所示裝置一部分的立體圖，其示出了該裝置的第一狀態(tài)。

圖5為圖4中所示裝置的一部分的側視圖。

圖6為圖4中所示裝置的一部分的截面圖。

圖7為圖1中所示裝置一部分的立體圖，其示出了裝置的第一狀態(tài)。

圖8為圖7中所示裝置的一部分的側視圖。

圖9為圖7中所示裝置的一部分的截面圖。

圖10為根據本發(fā)明另一方面的用于測量和計量流體流的裝置的立體圖。

圖11為根據本發(fā)明另一方面的用于測量和計量流體流的裝置的立體圖。

圖12為圖11中所示裝置的側視圖。

圖13為圖11中所示裝置的爆炸立體圖。

圖14為圖11中所示裝置一部分的立體圖，其示出了裝置的第一狀態(tài)。

圖15為圖11中所示裝置一部分的立體圖，其示出了裝置的第二狀態(tài)。

圖16和17為圖11中所示裝置的一部分的側視圖，其特定部分以虛線示出。

具體實施方式

參見圖1-3，用于測量和計量流體流的裝置包括轉子流量計。轉子流量計10包括具轉子流量計本體20，轉子流量計本體20具有入口22，一個或多個出口24以及在入口和出口之間延伸的流管26。流管26具有漸尖的圓錐形結構，并設置為其窄端30位于臨近或靠近出口22處，并且其寬端32位于臨近或靠近出口24處。在入口端，本體20包括閥腔體100，閥腔體100位于入口22和流管26之間，并在入口和流管之間實現流體連通。在使用時，轉子流量計10設置為被豎直導向，使得入口22位于底部并且出口24位于頂部。安裝孔28可方便以此方式安裝轉子流量計10。

入口22和出口24各自具有圓柱形構造，其上形成有內部螺紋?？?2和24用于接收螺紋適配器40，螺紋適配器40可方便與管道、管或其他導管(未示出)的連接，這些管用于向轉子流量計10輸送入流體或從轉子流量計10輸送出流體。例如，適配器40可包括具有標準聚氯乙烯(pvc)耦合(例如雌耦合)的部分，用于接收pvc導管，其可以已知方式使用傳統(tǒng)pvc膠泥(cement)固定。

轉子流量計10還包括指示器50，指示器50通過棒52支撐在流管26中，棒52連接至帽70，帽70通過螺紋連接在轉子流量計10的出口端處固定于本體20。指示器50具有中空中心通道，棒52在中空中心通道中延伸。指示器50可因而沿著棒52的長度滑動。指示器50和棒52由顯示出相對低的滑動摩擦力的材料(例如拋光不銹鋼)制成，使得指示器可沿著棒的長度自由滑動。橫向延伸銷釘66將棒52的自由端穩(wěn)定在流管26中。

指示器50具有頭部54和管狀尾部56，二者同軸設置并沿著軸58與棒52同軸。尾部56具有倒角端部，對在流管26中流經指示器50附近的流體具有很小的阻力。頭部54具有圓柱頂部60和喇叭部62，喇叭部62以橫向延伸至(例如垂直于)軸58的面64結束。面64面向流體流動方向相反的方向，在圖1-2中通常以箭頭指出。在流管20中的流體流與面64配合并在面64上施加力，使得指示器50沿著棒52滑動，響應于流管26中的流體流。

本體20包括便于確認轉子流量計10中流動的標記70。對于該目的，標記70的使用要求用戶掌握對照標記觀察指示器50。轉子流量計10的使用要求用戶能夠在流通道20中觀察指示器50。為此，本體20可由鑄造丙烯酸材料制成，該材料為半透明的并且強度大、持久耐用，并具有一定防腐蝕能力。有利的是，鑄造丙烯酸構造可實現本體20的單片結構。本體20的表面可被拋光而得到光滑、玻璃似的外觀，標記70可置于(例如通過印刷或絲印)該表面。

轉子流量計10還包括支撐于本體20的閥腔體100中的閥或閥組件102。參見圖3，閥組件102包括閥殼體110，閥殼體110例如由模制塑料形成，因而具有單片結構。閥殼體110具有隔開的半圓或圓柱端部112、114，設置為用于在閥組件接收于轉子流量計本體20中時，與閥腔體100的圓柱內表面緊密配合。

閥殼體110包括在端部112、114之間延伸的殼體壁116，其具有結構輪廓以形成用于接收組件的凹進或空間118，組件包括閥驅動元件，其形式為閥桿120、板支撐件122和密封板124。閥桿120包括具有外螺紋130的部分以及具有外蝸輪齒132的部分。

臨近螺紋130的閥桿120的終止端包括軸向延伸的六角孔134。臨近蝸輪齒的閥桿120的終止端包括用于在板支撐件122上與通道138滑動配合而將板支撐件連接至閥桿的圓頭136。類似地，板支撐件122包括頭140，用于與通道142在密封板124上滑動配合，從而將密封板連接至板支撐件。板支撐件122因而將密封板124連接至閥桿。由圓頭136在通道138中的滑動配合而建立的該連接使得閥桿120相對于板支撐件122和密封板124轉動。

閥殼體110包括內部螺紋領150，螺紋領150相對于凹進118從殼體壁116延伸。領150用于接收閥桿120的螺紋部130。在閥桿120端部的六角孔134促使或輔助閥桿與領150之間螺紋連接的形成和調整。

閥組件102還包括驅動器180和用于手動轉動驅動器的把手182。驅動器180具有大致為圓柱軸的形式，并包括形成有外蝸輪螺紋184的部分。在臨近蝸輪螺紋184處，驅動器180的終止端形成圓柱銷釘部186。相對于銷釘部186的驅動器180的端部190接收把手182并包括平面192，平面192用于將把手和驅動器互相連接并進行配合。在蝸輪螺紋184和端部190之間，具有環(huán)形肩部194和用于接收o環(huán)(未示出)的o環(huán)凹槽196。

由閥殼體110的壁116定義的凹進118也用于接收驅動器180。為此，閥殼體110包括圓柱接收器部200，用于接收銷釘部186并支撐驅動器180相對于閥殼體110轉動。

參見圖4-9，在閥組件102的組裝狀態(tài)中，驅動器180的銷釘部186位于閥殼體110的接收器部200中，并且驅動器因而可圍繞軸210相對于閥殼體轉動。密封支撐140與密封板142組裝，并且該組件通過頭136與閥桿120組裝。閥桿120的螺紋130螺紋連接至閥殼體110的領部150中，如有需要可借助內六角工具通過內六角插座134實現，并且閥桿因而可圍繞軸212相對于閥殼體轉動。

組裝的閥組件102可插入轉子流量計本體20的閥腔體100中。閥殼體110上的定位銷214可通過閥腔體100中的相應開口而被接收，從而相對于轉子流量計本體20將閥組件102導向并固定位置。驅動器180延伸穿過轉子流量計本體20中的驅動器開口104(見圖2)，使得把手182可貼附于端部190。o環(huán)216(見圖4-5)可提供驅動器180和驅動器開口104之間的液體密封。當擰入入口22時，閥組件102通過適配器40鎖止在閥腔體100中。適配器向閥殼體110施加壓縮力，將殼體壓入閥腔體100中，并加強密封，從而防止通過驅動器開口104發(fā)生泄露。

驅動器180和閥桿120相互垂直延伸，軸210、212相互側向偏移。在該組裝結構中，驅動器蝸輪螺紋184與閥桿蝸輪齒132緊密配合。由于該配合，驅動器180和閥桿之間的配合是蝸輪配合，其中驅動器圍繞軸210的轉動帶動閥桿120圍繞軸210轉動。由于閥桿螺紋130和閥殼體110的螺紋領150的配合，閥桿120圍繞軸210的轉動也帶動閥桿沿軸210的縱向移動，從而開啟/關閉閥。

通過驅動器180的轉動，閥102可從關閉狀態(tài)(見圖4-6)被驅動至開啟狀態(tài)(見圖7-9)。在開啟狀態(tài)下，密封板142與孔口220隔開，從而實現閥腔體100和流管26之間的液體連通。因此，在開啟狀態(tài)下，流體可通過適配器40流入入口22，通過閥腔體100并穿過孔口220進入流管26中。在流管26中，流體與指示器50配合，并且流體向指示器施加壓力，致使指示器沿著棒52滑動，因而通過標記方式提供用戶指示，指示通過轉子流量計10的流速。

在關閉狀態(tài)下，閥桿120迫使密封板142朝向圍繞孔口220的閥腔體壁222的部分，并因而阻擋流體流經孔口。在開啟和關閉狀態(tài)間調節(jié)閥102產生了允許流經孔口220(并隨后流經轉子流量計10)的流體量的相應調節(jié)。通過指示器50/標記70的組合來觀察流速使得用戶能夠調節(jié)流經轉子流量計的流至期望水平。

閥組件102的蝸輪/螺紋驅動特征的組合是有利的，由于其提供了通過轉子流量計10計量的流體流的精細調節(jié)。這是由于蝸輪可天然具有高齒輪減速值。因此，閥組件102可用于使閥桿120從完全開啟到完全關閉之間梭動(shuttling)，并且反之亦然，需要驅動器180的多次轉動。這允許用戶方便并可重復地完成閥桿120的位置上的細小變化，因而實現對于流經轉子流量計10的流體的精細調節(jié)。

蝸輪的齒輪減速值取決于蝸輪齒數與渦桿螺紋條數的比值。渦桿螺紋“條數(starts)”指的是蝸輪螺紋的實際數量，蝸輪驅動器(驅動器180)可包括多個單獨的、以嵌套結構圍繞驅動器外周設置的螺旋蝸輪螺紋184。蝸輪齒數與蝸桿螺紋條數的比值為驅動器轉動比，從而產生相應數量的閥桿轉動。

例如，在圖1-9中示出的示例性實施例，驅動器180上的蝸輪螺紋184可具有4條，并且閥桿120可包括16個蝸輪齒132。在該實例中，蝸輪減速比可為16:4或4:1，意味著驅動器4次完全轉動會產生1次閥桿的完全轉動。由于是閥桿120的轉動導致其通過螺紋130開啟/關閉，清楚地是，移動閥桿從完全關閉到完全開啟的轉數受到為驅動器和閥桿選擇合適的蝸輪比組合以及閥桿螺紋的合適結構和尺寸的影響。這有利地提供了在選擇和精細調節(jié)流經轉子流量計10的流體時的高解析度(resolution)。

閥組件102的蝸輪/螺紋驅動特征的結合也是有利的，由于其提供了能夠允許通過轉子流量計10的相對高的流速的小型且緊湊設計的閥。該設計允許整個閥組件(除了驅動器180的把手182和把手部190)位于空間(即閥腔體100)中，該空間基本具有與向轉子流量計10輸送流體的導管的外徑(o.d.)相同或稍大于該外徑的直徑。這可幫助最小化轉子流量計本體20的所需尺寸。尤其有利的是，由于當通過鑄造丙烯酸材料形成時，本體20為轉子流量計10中所需生產的最昂貴部件。

參照圖1-9對前述段落中對于閥組件102的結構的描述和說明不意味著將本發(fā)明的范圍限制到該具體結構。這些閥組件102的結構和其多個部件可被改變或替換，只要不超出本發(fā)明的精神和范圍即可。例如，雖然圖1-9的實施例中示出并描述的閥桿120和驅動器180為偏置設置(垂直的軸210、212)，本領域技術人員可以理解的是，這些軸沒有必要相互垂直的延伸。閥桿120和驅動器180上的蝸輪132、184可設置為使得軸210、212相互之間以不垂直的角度延伸。

本發(fā)明另一實例中的結構在圖10中示出。在該實施例中，閥桿250包括組合螺紋252，其具有蝸輪和螺紋部件。在該結構下，組合螺紋252具有多個部件齒254的外觀，其被設置為具有蝸輪和螺紋“部件”的形式。相對于閥桿250可圍繞轉動的軸256，齒254以縱向延伸螺旋排的方式沿著螺旋齒軸260設置，其具有小螺旋角α。沿著齒軸260延伸的齒254的螺旋排定義了組合螺紋252的蝸輪部件262。蝸輪部件262的齒254具有蝸桿表面280。

同樣地，齒254也以更側向延伸螺旋排的方式沿著螺旋齒軸264設置，其具有相對大的螺旋角β。沿著齒軸264延伸的齒254的螺旋排定義組合螺紋252的螺紋部件266。螺紋部件266的齒254具有螺旋表面282。

驅動器270包括蝸輪272，其與組合螺紋252的蝸輪部件262緊密配合。蝸輪272作用于蝸輪部件262的齒254的蝸桿表面280上。驅動器270圍繞驅動器軸274的轉動因而帶動閥桿250圍繞閥桿軸256的轉動。隨著閥桿250圍繞軸256轉動，螺紋部件266的齒254的螺旋表面282對閥殼體(未示出)的螺紋反向作用，使得閥桿在開啟和關閉狀態(tài)之間行進。為了便于閥的組裝，閥桿可包括一個或多個傳統(tǒng)條數螺紋284。

本發(fā)明另一實例中的結構在圖11-17中示出。在該實施例中，用于測量和計量流體流的裝置包括轉子流量計。轉子流量計290可包括與圖1-9中描述和說明的轉子流量計本體類似或相同的轉子流量計本體292，因而可包括入口、出口、指示器等。

在圖11-17示出的實施例中，轉子流量計290包括支撐于本體292的閥腔體300中的閥或閥組件302。閥組件302通過螺紋適配器304而被保持在閥腔體300中，螺紋適配器304固定于轉子流量計本體292的入口306。適配器304可方便與管道、管或其他導管(未示出)的連接，這些管用于向轉子流量計290輸送入流體。

閥組件302包括閥殼體310。閥殼體310具有兩片模塑的塑料結構，包括第一和第二閥殼體部312、314。閥殼體部312、314具有半圓或圓柱端部，設置為用于在閥組件接收于轉子流量計本體292中時，與閥腔體300的圓柱內表面緊密配合。

閥殼體310用于接收閥梭(valveshuttle)320、梭套筒(shuttlesleeve)330和驅動器380形式的閥驅動元件。閥梭320包括帶有外螺紋326的桿322以及密封板324。梭套筒330包括外蝸輪齒332和內螺紋334。驅動器380包括軸382，其一端具有蝸輪螺紋384，相對端具有有鍵部386。有鍵部386用于接收驅動器把手390。

閥梭320可構造成包括桿322和密封板324的單片。由有助于形成緊密密封的材料構造的密封件360可應用于或組裝于置密封板?？蛇x地，閥梭320可由多個可組裝形成閥梭的部件構造形成。密封板324可為單個部件或多零件部件，由不同材料構成，這些材料被選擇用以使得閥302在關閉狀態(tài)下的密封效果更好。在一個多零件實例中，密封板324可作為接收密封件的夾鉗(clip)，密封件由不同于構造閥梭的材料構造而成，該材料有助于閥302在關閉狀態(tài)下的密封。例如，該連接可與圖1-9的實施例中的板支撐件和密封板之間的連接相類似或相同。

不同于圖1-9示出的實施例，圖11-17中的閥殼體310不包括螺紋部。殼體310用于支撐梭套筒330和驅動器380圍繞其各自的軸336、392轉動。更具體地，上殼體部和下殼體部312、314各自包括半圓柱部350、352，其共同定義圓柱座或支承表面，用于支撐位于梭套筒330(臨近蝸輪螺紋384)相對端的圓柱銷釘部338圍繞軸336轉動。

另外，上殼體部312包括作為套筒、套管(bushing)或支承表面的圓柱部400，用于支撐驅動器軸382圍繞軸392轉動。下殼體部314包括作為座或支承表面的圓柱部402，用于支撐臨近蝸輪螺紋384的驅動器380的銷釘部388圍繞軸392轉動。

參見圖14-17，在閥組件302的組裝狀態(tài)下，閥梭320的桿322的外螺紋326旋進梭套筒330的內螺紋334中。梭套筒330的銷釘部338支撐在座350中，使得梭套筒可相對于閥殼體310轉動。桿322具有平面328，平面328沿著桿322的長度形成，并與閥殼體310的通道354的相應表面配合，從而防止閥梭320相對于閥殼體轉動，而允許相對于閥殼體軸向移動。

驅動器380的銷釘部388支撐在下殼體部314的座402中。驅動器380的軸部382支撐在上殼體部312的套管部400中，并延伸穿過套管部400。通過如此組裝，桿380的蝸輪螺紋384與梭套筒330的蝸輪齒332嚙合并緊密配合。

接收在第一和第二殼體部312、314的相應凹進中的銷釘316方便了閥組件302的對準和組裝。例如，閥殼體310可包括3個這樣的銷釘316和凹進318。參見圖13，第二殼體部包括一個銷釘316和兩個凹進318。在該情況下，第二殼體部314可包括一個凹進(未示出)和兩個銷釘(也未示出)，其被設置為用于接收它們位于第一殼體部上的配對連接件。銷釘316和凹進318可設置為具有過盈配合或滑入配合，可保持住閥組件302直到其可被安裝，并且可通過適配器304的安裝而將該連接固定。

組裝的閥組件302可插入轉子流量計本體292的閥腔體300中。驅動器380延伸穿過轉子流量計本體292中的驅動器開口294(見圖13)，這導向并固定了閥組件302相對于轉子流量計本體的位置。隨后，驅動器把手390可貼附于驅動器380的端部386。o環(huán)或其他合適的密封(未示出)可提供驅動器380和驅動器開口294之間的液體密封。當擰入入口306時，閥組件302通過適配器304鎖止在閥腔體300中。適配器304向閥殼體310施加壓縮力，維持殼體部312、314的連接，并將殼體壓入閥腔體300中，并加強密封，從而防止通過驅動器開口304發(fā)生泄露。

由于驅動器380上蝸輪螺紋384和梭套筒330上蝸輪齒332之間的配合，驅動器圍繞軸392的轉動帶動梭套筒圍繞軸336的轉動。由于桿322上外螺紋326和梭套筒330上內螺紋334之間的螺紋配合，又由于桿平面328和通道354之間的配合防止了桿的轉動，梭套筒的轉動導致閥梭320沿著軸336的線性移動。因此，驅動器380圍繞軸392的轉動帶動閥梭320沿著軸336的線性行進，這開啟/關閉閥。

在轉子流量計290的組裝狀態(tài)下，閥梭320沿著軸336在圖15示出的完全關閉狀態(tài)和圖16示出的完全開啟狀態(tài)之間線性行進。閥梭320的位置，也即閥302的百分比開啟/關閉狀態(tài)，可通過手動轉動驅動器380的調節(jié)從而被精細調整。

在開啟狀態(tài)下，密封板324與孔口410隔開，從而實現閥腔體300和流管26之間的流體連通。因此，在開啟狀態(tài)下，流體可通過適配器304流入入口22，通過閥腔體300并穿過孔口410到流管26中。一旦進入流管26，流體配合并操作指示器50(例如參見圖1)，類似于參見圖1-9中實施例所述的方式或與之相同，從而將流速通過轉子流量計290以指標的方式提供給用戶。

在關閉狀態(tài)下，密封板324朝向圍繞孔口420的閥腔體壁412的部分，并因而阻擋流體流經孔口。在開啟和關閉狀態(tài)間調節(jié)閥302產生了允許流經孔口410(并隨后流經轉子流量計290)的流體量的相應調節(jié)。通過指示器50/標記70的組合(例如參見圖1)來觀察流速使得用戶能夠調節(jié)流經轉子流量計的流至期望水平。

閥組件302的蝸輪/螺紋驅動特征的組合是有利的，由于其提供了通過轉子流量計30計量的流體流的精細調節(jié)。這是由于蝸輪可天然具有高齒輪減速值。因此，閥組件302可用于使閥梭320從完全開啟到完全關閉之間的梭動，并且反之亦然，需要驅動器380的多次轉動。這允許用戶方便并可重復地完成閥梭320的位置上的細小變化，因而實現對于流經轉子流量計290的流體的精細調節(jié)。

蝸輪的齒輪減速值取決于蝸輪齒數與渦桿螺紋條數的比值。蝸輪螺紋“條數”指的是蝸輪螺紋的實際數量，蝸輪驅動器(驅動器380)可包括多個單獨的、以嵌套構造圍繞驅動器外周設置的螺旋蝸輪螺紋384。蝸輪齒數與蝸桿螺紋條數的比值為驅動器轉動比，從而產生相應數量的閥桿轉動。

例如，在圖11-17中示出的示例性實施例，驅動器380上的蝸輪螺紋384可具有4條，并且閥梭320可包括16個蝸輪齒332。在該實例中，蝸輪減速比可為16:4或4:1，意味著驅動器4次完全轉動會產生1次梭套筒330的完全轉動。由于是梭套筒330的轉動導致閥梭320通過螺紋326、334開啟/關閉，清楚地是，移動閥梭從完全關閉到完全開啟的轉數受到為驅動器和梭套筒選擇合適蝸輪比以及梭套筒和閥梭螺紋的合適結構和尺寸的影響。這有利地提供了在選擇和精細調節(jié)流經轉子流量計290的流體時的高解析度。

閥組件302的蝸輪/螺紋驅動特征的結合也是有利的，由于其提供了能夠允許通過轉子流量計290的相對高的流速的小型且緊湊設計的閥。該設計允許整個閥組件(除了驅動器的把手390和端把手部386)位于空間(即閥腔體300)中，該空間基本具有與向轉子流量計290輸送流體的導管的外徑(o.d.)相同或稍大于該外徑的直徑。這可幫助最小化轉子流量計本體20的所需尺寸。尤其有利的是，由于當通過鑄造丙烯酸材料形成時，本體20為轉子流量計290中所需生產的最昂貴部件。

有利的是，閥梭320的螺紋桿322直接旋進梭套筒330，致使施加在閥梭的力沿著桿的中心軸(即軸336)施加。這幫助消除可能例如產生于以橫向或偏置方式向桿322施加力之處的懸臂力。

另外，支撐/嵌套在兩個殼體部312、314之間的桿322和梭套筒330保持并對準這兩個部件。這協助使得閥302表現出更平滑、更可靠以及更魯棒的表現。

進一步地，該兩件殼體結構使得這些部件在生產過程中以相比于單件殼體結構中更低復雜度而被生產。例如，可單純地通過單個模塑過程實現兩件殼體構造，而單件殼體可能除了模塑過程以外還需要機械加工。這減少了復雜度，從而可提供節(jié)省成本的優(yōu)勢。

參照圖11-17對前述段落中對于閥組件302的結構的描述和說明不意味著將本發(fā)明的范圍限制到該具體的結構。這些閥組件302的結構和其多個部件可被改變或替換，只要不超出本發(fā)明的精神和范圍即可。例如，雖然圖11-17的實施例中示出并描述的驅動器380、梭套筒330和閥梭320為偏置設置(垂直的軸392、336)，本領域技術人員可以理解的是，這些軸沒有必要相互垂直的延伸。梭套筒330上的蝸輪齒332和驅動器380上的蝸輪蝸輪螺紋384可設置為使得軸392、336相互之間以不垂直的角度延伸。

在上述描述中呈現的示例性實施例不意味著排除所有可能的結構。應理解的是，大量的其他變體是存在的，并且此處描述的示例性實施例不意味著以任何方式限制本發(fā)明的范圍、應用或結構。當然，上述的具體描述為本領域技術人員提供了方便的、有益的路線，從而實施所描述的實施例。應理解的是，可在不脫離本發(fā)明和其法律等同體的范圍的前提下對元件的功能和設置進行多種改變。