Die Erfindung betrifft einen Flügelradzähler für Flüssigkeiten mit einem Gehäuse und einem vom Gehäuse umschlossenen Flügelbecher mit einem Flügelrad, wobei die Flüssigkeit vom Gehäuseeinlass durch Einlassöffnungen des Flügelbechers in den Flügelbecher einströmt, das Flügelrad in eine Drehbewegung versetzt und durch Auslassöffnungen des Flügelbechers zum Gehäuseauslass ausströmt, wobei das durch den Flügelbecher durchgeströmte Flüssigkeitsvolumen als Drehbewegung des Flügelrades auf eine Zähleinrichtung übertragen wird.
Zur Volumenmessung von Flüssigkeiten insbesondere zur Volumenmessung von Wasser sind seit mehr als hundert Jahren Flügelradzähler bekannt. Aus der Patentschrift DE 160 844 ist ein Flügelradzähler mit einem Gehäuse und einem dreiteiligen Einsatz bekannt geworden. Ein Messraum wird durch einen mittleren Teil des Einsatzes, einen oberen Boden, einen unteren Teil des Einsatzes und durch einen unteren Boden gebildet. Die Böden sind verschiebbar, wodurch das Volumen des Messraumes veränderbar ist. Im Messraum ist ein Messrad angeordnet, das achsial auf einem Spurzapfen und radial in einer als Halslager dienenden Hülse gehalten wird.
Die zu messende Flüssigkeit tritt durch einen Gehäusestutzen in eine durch Einsatz und Gehäuse gebildete obere Kammer ein, strömt durch die im mittleren Teil des Einsatzes befindlichen \ffnungen auf das Messrad, versetzt dieses in Umdrehung, strömt dann durch kanalartige \ffnungen des unteren Teils des Einsatzes in eine durch Einsatz und Gehäuse gebildete untere Kammer und verlässt diese durch einen Auslassstutzen.
Im achsialen und radialen Lager des Flügelrades treten minimale Lagerkräfte auf. Eine durch eine minimale Lagerkraft erzielte minimale Lagerreibung hat aber auch den Nachteil, dass das Flügelrad in den Lagern schon durch eine sehr kleine Druck- oder Bewegungsschwingung in der durchströmenden Flüssigkeit oder durch eine kleine Rotationsunsymmetrie des Flügelrades zum Pendeln gebracht werden kann. Beim Pendeln schlägt die Achse des Flügelrades im achsialen und radialen Lager an, was mit einer Geräuschentwicklung verbunden ist. Diese Geräusche werden in nachteiliger Weise über den Flügelbecher und über die Flüssigkeit auf das Gehäuse und die angeschlossene Rohrleitung übertragen.
Hier will die Erfindung Abhilfe schaffen. Die Erfindung, wie sie in den Ansprüchen gekennzeichnet ist, löst die Aufgabe, einen Flügelradzähler zu schaffen, bei dem strömungsbedingte Geräusche weitgehend vermieden werden, ohne den Messbereich und die Dauerhaftigkeit des Flügelradzählers zu vermindern.
Der erfindungsgemässe Flügelradzähler kann dank seiner Laufruhe vorteilhaft auch als Wohnungszähler eingesetzt werden, ohne dass dabei im Rohrleitungsnetz besondere Massnahmen zur Verhinderung der Schallleitung notwendig sind.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand von lediglich einen Ausführungsweg darstellenden Zeichnungen näher erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen Flügelradzähler mit tangentialen Auslassöffnungen,
Fig. 2a einen Horizontalschnitt durch die Einlassebene eines Flügelbechers und eines Flügelrades mit sieben Lamellen entlang der Linie A-A der Fig. 1,
Fig. 2b einen Horizontalschnitt durch die Einlassebene des Flügelbechers und des Flügelrades mit zehn Lamellen entlang der Linie A-A der Fig. 1,
Fig. 3 einen Horizontalschnitt durch die Auslassebene des Flügelbechers und des Flügelrades mit zehn Lamellen entlang der Linie B-B der Fig. 1,
Fig. 4a einen Horizontalschnitt durch die Auslassebene des Flügelbechers mit tangentialen Auslassöffnungen unterschiedlicher Grösse,
Fig. 4b einen Horizontalschnitt durch die Auslassebene des Flügelbechers mit ungleich beabstandeten tangentialen Auslassöffnungen,
Fig.
5 einen Längsschnitt durch einen Flügelradzähler mit achsialen Auslassöffnungen,
Fig. 6 eine Ansicht C-C der Fig. 5 der Auslassebene eines Flügelbechers mit achsialen Auslassöffnungen,
Fig. 7 eine Ansicht C-C der Fig. 5 der Auslassebene des Flügelbechers mit achsialen Auslassöffnungen unterschiedlicher Grösse und
Fig. 8 einen Ausschnitt aus dem Becherachsenbereich der Fig. 1 und Fig. 5.
In den Fig. 1 bis 7 ist mit 1 ein Gehäuse mit einer Gehäuseachse G1 bezeichnet. Das Gehäuse 1 weist einen in der Gehäuseachse G1 liegender Einlass E1 und einen in der Gehäuseachse G1 liegender Auslass A1 auf. Einlassseitig weist das Gehäuse 1 eine der Justierung des Zählers dienende Regulierschraube 2 mit einem Verschluss 3 und ein Einlasssieb 4 auf. Im Gehäuse 1 ist ein zylindrischer aus einem Bechergehäuse 5.1 und einem Becherdeckel 5.2 bestehender Flügelbecher 5 mit mindestens einer tangentialen Einlassöffnung 6 und mindestens einer tangentialen Auslassöffnung 7 oder mit mindestens einer achsialen Auslassöffnung 8 angeordnet. Gemäss Fig. 1 und Fig. 5 sind Bechergehäuse 5.1 und Becherdeckel 5.2 unterschiedlich ausgestaltet.
Die Ausführungsform des Bechergehäuses 5.1 und des Becherdeckels 5.2 gemäss Fig. 5 hat den Vorteil einer einfacheren Herstellung mittels Kunststoffspritzwerkzeugen, während die Ausführungsform gemäss Fig. 1 den Vorteil hat, dass auch rückwärts fliessende Flüssigkeit gemessen werden kann. Eine mit einem ersten Pfeil P1 symbolisierte Flüssigkeit, beispielsweise Wasser, strömt durch die Einlassöffnungen 6 ein. Eine mit einem zweiten Pfeil P2 symbolisierte Flüssigkeit, beispielsweise Wasser, strömt durch die Auslassöffnungen 7, 8 aus.
Im Flügelbecher 5 ist ein Flügelrad 11 mit mehreren Lamellen 12 angeordnet, das konzentrisch zum Flügelbecher 5 drehbar gelagert ist. Das tangential einströmende Wasser P1 bewirkt im Flügelbecher 5 einen rotierenden Wirbel, welcher das Flügelrad 11 in eine Drehbewegung versetzt. Die Umdrehungen des Flügelrades 11 werden über eine Magnetkupplung 17 auf ein in einem Gehäuseoberteil 9 angeordnetes Räderwerk 18 übertragen, das die Umdrehungen des Flügelrades 11 als Mass für das durch den Flügelbecher 5 durchgeströmte Flüssigkeitsvolumen summiert. Die Umdrehungen können auch ohne Magnetkupplung 17 direkt auf das Räderwerk 18 übertragen werden. Ein Flansch 10 verbindet den Gehäuseoberteil 9 mit dem Gehäuse 1. Eine Dichtung 9.1 schliesst den Gehäuseoberteil 9 gegen das Gehäuse 1 flüssigkeitsdicht ab.
Auf dem Gehäuseoberteil 9 sitzt eine mittels eines Gehäusedeckels 19 verschliessbare Haube 9.2, durch die der Zählerstand mittels einer vom Räderwerk 18 betätigten Anzeigeeinrichtung 9.3 ablesbar ist.
Für die achsiale Lagerung des Flügelrades 11 im Flügelbecher 5 sind ein in einer Becherachse B1 verlaufendes erstes Lager 13 für eine erste Flügelradwelle 11.1 und ein in der Becherachse B1 verlaufendes zweites Lager 15 für eine zweite Flügelradwelle 11.2 vorgesehen. Für die radiale Lagerung des Flügelrades 11 im Flügelbecher 5 sind ein in der Becherachse B1 verlaufendes drittes Lager 14 für die erste Flügelradwelle 11.1 und ein in der Becherachse B1 verlaufendes viertes Lager 16 für eine zweite Flügelradwelle 11.2 vorgesehen. In der Praxis sind auch Flügelräder mit durchgehender Welle gebräuchlich. Als Lagermaterialien werden in der Praxis für die Flügelradwelle 11.1, 11.2 Kunststoffe, rostfreier Stahl, Bronzelegierungen und Hartmetalle eingesetzt.
Für die Lagerbüchsen und die achsialen Führungen haben sich Kunststoffe, insbesondere solche mit Graphiteinschlüssen und synthetische Saphire bewährt. Die Wahl der Lagermaterialien hängt insbesondere von der Temperatur der zu messenden Flüssigkeit, von den zu erwartenden Verunreinigungen sowie von der geforderten Gebrauchsdauer ab.
Wegen durch beschränkte Fertigungsgenauigkeit bedingten Toleranzen und wegen Ausdehnungen der Lager durch Flüssigkeitsaufnahme und Temperaturschwankungen müssen die achsialen und die radialen Lager 13, 14, 15, 16 ein gewisses Lagerspiel haben, innerhalb welchem sich das Flügelrad 11 beliebig bewegen kann.
Um einen möglichst grossen Messbereich des Flügelradzählers zu haben, wird das Flügelrad 11 so gestaltet, dass die Reibung in den Lagern 13, 14, 15, 16, insbesondere in den radial wirkenden Lagern 14, 16 bei geringen Durchflüssen minimal ist.
Der Flügelbecher 5 hat üblicherweise die Form eines hohlzylindrischen Körpers, mit einer vorzugsweise geraden Anzahl von tangentialen Einlassöffnungen 6, mit einer ebenfalls vorzugsweise geraden Anzahl von tangentialen Auslassöffnungen 7 oder mit achsialen Auslassöffnungen 8, mit ebenen achsialen Begrenzungsflächen 5.3, 5.4, auf welchen zwecks Beeinflussung der hydraulischen Messeigenschaften mehrere radiale, rippenförmige Erhebungen, sogenannte Staurippen 5.5, angebracht sind. Der Flügelbecher 5 ist bei den üblichen Anwendungen zur Becherachse B1 rotationssymmetrisch, wobei die Einlassöffnungen 6, Auslassöffnungen 7 und Staurippen 5.5 symmetrisch bezüglich unterschiedlichen Drehwinkeln sind.
Im Flügelbecher 5 dreht sich beim Durchfluss der zu messenden Flüssigkeit das mit einer bestimmten Anzahl Lamellen 12 versehene Flügelrad 11. In der Praxis sind ungerade Lamellenzahlen vorgesehen. Vorzugsweise ist die Anzahl Lamellen eine Primzahl. Fig. 2a zeigt ein Beispiel eines Flügelrades 11 mit sieben Lamellen 12. Unter dem Gesichtspunkt einer minimalen Pendelbewegung ist allerdings eine ungerade Anzahl Lamellen 12 nachteilig, da diese beim Drehen des Flügelrades zu wechselseitigen radialen Kräften führt. Um die zum Pendeln anregenden Kräfte der einströmenden Flüssigkeit P1 zu minimieren, ist deshalb ein Flügelrad 11 mit gerader Lamellenzahl vorzuziehen, bei dem je radial gegenüberliegend gleiche Kräfte auf das Flügelrad wirken. Fig. 2b zeigt ein Beispiel für ein Flügelrad 11 mit zehn Lamellen 12.
Bei senkrecht stehender Becherachse B1 wirken in achsialer Richtung auf das Flügelrad 11 Gravitationskräfte, Auftriebskräfte, durch die Magnetkupplung 17 hervorgerufene Kräfte, resultierende Kräfte aus der achsialen Strömung der Flüssigkeit zwischen Einlassöffnungen 6 und Auslassöffnungen 7 sowie Kräfte aus den beiden Strömungsgebieten zwischen der einströmseitigen Kante des Flügelrades 11 und der einströmseitigen achsialen Begrenzung 5.4 des Flügelbechers 5 und zwischen der ausströmseitigen Kante des Flügelrades 11 und der ausströmseitigen achsialen Begrenzung 5.4 des Flügelbechers 5. Üblicherweise sind diese Kräfte so aufeinander abgestimmt, dass das Flügelrad 11 bei kleinen Durchflussmengen im ersten Lager 13 läuft und dass das Flügelrad 11 bei grossen Durchflussmengen im zweiten Lager 15 läuft.
Dadurch wird erreicht, dass die grössere Lagerabnutzung bei grossen Durchflussmengen ohne Einfluss auf die Eigenschaften des bei kleinen Durchflussmengen aktiven Lagers bleibt. Flügelbecher 5, Flügelrad 11 und Lager 13, 14, 15, 16 sind derart ausgebildet, dass beim Übergang von einer kleinen Durchflussmenge auf eine grosse Durchflussmenge die Lagerung des Flügelrades 11 mit einer Hysterese vom ersten Lager 13 auf das zweite Lager 15 übergeht. Beim Übergang von einer grossen Durchflussmenge auf eine kleine Durchflussmenge geht die Lagerung des Flügelrades 11 mit einer Hysterese vom zweiten Lager 15 auf das erste Lager 13 über. Strömungstechnisch ungünstige Lagen der Flügelradwellen 11.1, 11.2 zwischen dem ersten Lager 13 und zweiten Lager 15 werden damit vermieden.
Die Neigung des aus Flügelrad 11 und Flüssigkeit P1, P2 gebildeten Rotationssystems mit Tendenz zum Kreiseln begünstigt das Pendeln des Flügelrades 11. Eine solche Kreiselbewegung wird gemäss Kreisellehre am einfachsten dadurch minimiert, dass die Rotationsträgheit um alle Achsen für das aus Flügelrad 11 und Flüssigkeit P1, P2 gebildete Rotationssystem gleich ist, und dass der Unterstützungspunkt gleich dem Schwerpunkt des Rotationssystems ist.
Insbesondere in geschlossenen Kreislaufsystemen, beispielsweise in Rohrsystemen von Heizungsanlagen, unterliegt die durchströmende Flüssigkeit durch Pumpen, halboffene Ventile, Wirbelablösung an Krümmern usw. verursachten stehenden Druckschwingungen und Bewegungsschwingungen. Solche Druck- und Bewegungsschwingungen können sich derart auswirken, dass sie das Flügelrad 11 zum radialen Pendeln anregen. Diese Pendelbewegungen werden erfindungsgemäss dadurch gedämpft, dass der Flügelbecher 5 strömungsmechanisch leicht asymmetrisch gestaltet wird. Am einfachsten ist dies durch eine ungleichmässige Gestaltung der Auslassöffnungen 7, 8 zu erreichen.
Bei einer Ausführung mit tangentialen Auslassöffnungen 7 werden dazu die Auslassöffnungen 7 auf dem einen Halbkreis etwas grösser als auf dem anderen Halbkreis gemacht, wie dies in Fig. 4a dargestellt ist, in der die kleinen Auslassöffnungen mit 7a und die grossen Auslassöffnungen mit 7b bezeichnet sind. Die dadurch auf das Flügelrad 11 wirkende radiale Kraft wird durch den Grad der Asymmetrie, d.h. durch den Unterschied in den Durchmessern der Auslassöffnungen 7a, 7b vorteilhaft so dimensioniert, dass die radiale Kraft nur leicht grösser ist als die die Pendelbewegungen erzeugende Kraft.
Bei einer Ausführung mit achsialen Auslassöffnungen 8 werden die einen Auslassöffnungen grösser gestaltet als die anderen Auslassöffnungen. Fig. 7 zeigt ein Beispiel für derart gestaltete Auslassöffnungen. Die kleinen Auslassöffnungen sind mit 8a und die grossen Auslassöffnungen sind mit 8b bezeichnet.
Eine weitere Gestaltungsvariante für tangentiale oder achsiale Auslassöffnungen 7, 8 ergibt sich aus einer ungleichmässigen Verteilung einer oder mehrerer Auslassöffnungen 7, 8. Fig. 4b zeigt einen Horizontalschnitt eines Flügelbechers mit ungleich beabstandeten tangentialen Auslassöffnungen 7.
In einer weiteren Gestaltungsvariante des Flügelbechers 5 können die Auslassöffnungen 7, 8 ungleich gross und ungleichmässig verteilt sein.
Legende:
1 Gehäuse
2 Regulierschraube
3 Verschluss
4 Einlasssieb
5 Flügelbecher
5.1 Bechergehäuse
5.2 Becherdeckel
5.3 Begrenzungsfläche unten
5.4 Begrenzungsfläche oben
5.5 Staurippe
6 Einlassöffnung, tangential
7 Auslassöffnung, tangential
7a Auslassöffnung, tangential, klein
7b Auslassöffnung, tangential, gross
8 Auslassöffnung, achsial
8a Auslassöffnung, achsial, klein
8b Auslassöffnung,
achsial gross
9 Gehäuseoberteil
9.1 Dichtung
9.2 Haube
9.3 Anzeigeeinrichtung
10 Gehäuseflansch
11 Flügelrad
11.1 Erste Flügelradwelle
11.2 Zweite Flügelradwelle
12 Lamelle
13 Erstes Lager
14 Drittes Lager
15 Zweites Lager
16 Viertes Lager
17 Magnetkupplung
18 Räderwerk
19 Gehäusedeckel
E1 Einlass
A1 Auslass
G1 Gehäuseachse
B1 Becherachse
P1 Flüssigkeit einströmend
P2 Flüssigkeit ausströmend
The invention relates to an impeller meter for liquids with a housing and an impeller enclosed by the housing with an impeller, the liquid flowing from the housing inlet through inlet openings of the impeller into the impeller, causing the impeller to rotate and through outlet openings of the impeller to the housing outlet, whereby the volume of liquid which has flowed through the wing cup is transmitted to a counting device as the rotary movement of the impeller.
Vane wheel counters have been known for volume measurement of liquids, in particular for volume measurement of water, for more than a hundred years. From the patent DE 160 844, an impeller meter with a housing and a three-part insert has become known. A measuring room is formed by a middle part of the insert, an upper floor, a lower part of the insert and a lower floor. The floors can be moved, which means that the volume of the measuring room can be changed. A measuring wheel is arranged in the measuring space, which is held axially on a track pin and radially in a sleeve serving as a neck bearing.
The liquid to be measured enters an upper chamber formed by the insert and housing through a housing connection piece, flows through the openings in the middle part of the insert onto the measuring wheel, rotates it, and then flows through channel-like openings in the lower part of the insert into a lower chamber formed by insert and housing and leaves this through an outlet connection.
Minimal bearing forces occur in the axial and radial bearing of the impeller. A minimal bearing friction achieved by a minimal bearing force also has the disadvantage that the impeller in the bearings can be caused to oscillate by a very small pressure or movement vibration in the fluid flowing through or by a small rotational asymmetry of the impeller. When oscillating, the axis of the impeller strikes the axial and radial bearings, which is associated with noise. These noises are transmitted disadvantageously via the wing cup and the liquid to the housing and the connected pipeline.
The invention seeks to remedy this. The invention, as characterized in the claims, solves the problem of creating an impeller counter in which flow-related noises are largely avoided without reducing the measuring range and the durability of the impeller counter.
Thanks to its smooth running, the impeller meter according to the invention can advantageously also be used as a residential meter without special measures being required in the pipeline network to prevent sound conduction.
In the following, the invention will be explained in more detail with reference to drawings showing only one embodiment.
Show it:
1 shows a longitudinal section through an impeller meter with tangential outlet openings,
2a shows a horizontal section through the inlet plane of a wing cup and an impeller with seven fins along the line A-A of FIG. 1,
2b is a horizontal section through the inlet plane of the wing cup and the impeller with ten fins along the line A-A of FIG. 1,
3 shows a horizontal section through the outlet plane of the wing cup and the impeller with ten fins along the line B-B of FIG. 1,
4a shows a horizontal section through the outlet plane of the wing cup with tangential outlet openings of different sizes,
4b is a horizontal section through the outlet plane of the wing cup with unevenly spaced tangential outlet openings,
Fig.
5 shows a longitudinal section through an impeller counter with axial outlet openings,
6 is a view C-C of FIG. 5 of the outlet plane of a wing cup with axial outlet openings,
Fig. 7 is a view C-C of Fig. 5 of the outlet plane of the wing cup with axial outlet openings of different sizes and
8 shows a detail from the cup axis area of FIGS. 1 and 5.
1 to 7, 1 denotes a housing with a housing axis G1. The housing 1 has an inlet E1 lying in the housing axis G1 and an outlet A1 lying in the housing axis G1. On the inlet side, the housing 1 has a regulating screw 2 for adjusting the meter with a closure 3 and an inlet sieve 4. In the housing 1 there is a cylindrical wing cup 5 consisting of a cup housing 5.1 and a cup lid 5.2 with at least one tangential inlet opening 6 and at least one tangential outlet opening 7 or with at least one axial outlet opening 8. According to FIGS. 1 and 5, cup housing 5.1 and cup lid 5.2 are designed differently.
The embodiment of the cup housing 5.1 and the cup lid 5.2 according to FIG. 5 has the advantage of simpler production using plastic injection molds, while the embodiment according to FIG. 1 has the advantage that liquid flowing backwards can also be measured. A liquid symbolized by a first arrow P1, for example water, flows in through the inlet openings 6. A liquid symbolized by a second arrow P2, for example water, flows out through the outlet openings 7, 8.
An impeller 11 with a plurality of fins 12 is arranged in the wing cup 5 and is rotatably mounted concentrically with the wing cup 5. The tangentially flowing water P1 causes a rotating vortex in the wing cup 5, which causes the impeller 11 to rotate. The revolutions of the impeller 11 are transmitted via a magnetic coupling 17 to a gear train 18 arranged in an upper housing part 9, which summed up the revolutions of the impeller 11 as a measure of the volume of liquid flowing through the wing cup 5. The revolutions can also be transmitted directly to the gear train 18 without a magnetic coupling 17. A flange 10 connects the upper housing part 9 to the housing 1. A seal 9.1 seals the upper housing part 9 against the housing 1 in a liquid-tight manner.
On the upper housing part 9 there is a hood 9.2 which can be closed by means of a housing cover 19 and through which the counter reading can be read by means of a display device 9.3 actuated by the gear train 18.
For the axial mounting of the impeller 11 in the vane cup 5, a first bearing 13 running in a cup axis B1 for a first impeller shaft 11.1 and a second bearing 15 running in the cup axis B1 are provided for a second impeller shaft 11.2. For the radial mounting of the impeller 11 in the vane cup 5, a third bearing 14 running in the cup axis B1 for the first impeller shaft 11.1 and a fourth bearing 16 running in the cup axis B1 are provided for a second impeller shaft 11.2. In practice, impellers with a continuous shaft are also used. In practice, plastics, stainless steel, bronze alloys and hard metals are used as bearing materials for the impeller shaft 11.1, 11.2.
Plastics, especially those with graphite inclusions and synthetic sapphires, have proven themselves for the bearing bushes and the axial guides. The choice of the storage materials depends in particular on the temperature of the liquid to be measured, on the impurities to be expected and on the required service life.
Because of tolerances due to limited manufacturing accuracy and due to expansion of the bearings due to liquid absorption and temperature fluctuations, the axial and radial bearings 13, 14, 15, 16 must have a certain bearing play within which the impeller 11 can move as desired.
In order to have the largest possible measuring range of the impeller counter, the impeller 11 is designed such that the friction in the bearings 13, 14, 15, 16, in particular in the radially acting bearings 14, 16, is minimal with low flow rates.
The wing cup 5 usually has the shape of a hollow cylindrical body, with a preferably even number of tangential inlet openings 6, with a likewise preferably even number of tangential outlet openings 7 or with axial outlet openings 8, with flat axial boundary surfaces 5.3, 5.4, on which to influence the hydraulic measurement properties, several radial, rib-shaped elevations, so-called baffle ribs 5.5, are attached. The wing cup 5 is rotationally symmetrical to the cup axis B1 in the usual applications, the inlet openings 6, outlet openings 7 and baffle ribs 5.5 being symmetrical with respect to different angles of rotation.
When the liquid to be measured flows through the vane 5, the vane 11 provided with a certain number of fins 12 rotates. In practice, odd numbers of fins are provided. The number of lamellae is preferably a prime number. FIG. 2a shows an example of an impeller 11 with seven fins 12. From the point of view of a minimal pendulum movement, however, an odd number of fins 12 is disadvantageous since this leads to mutual radial forces when the impeller is rotated. In order to minimize the forces of the inflowing liquid P1 that cause the pendulum to oscillate, an impeller 11 with an even number of lamellae is therefore preferred, in which the same radially opposite forces act on the impeller. 2b shows an example of an impeller 11 with ten fins 12.
With the cup axis B1 standing vertically, gravitational forces, buoyancy forces, forces caused by the magnetic coupling 17, forces resulting from the axial flow of the liquid between inlet openings 6 and outlet openings 7 and forces from the two flow areas between the inflow-side edge of the impeller act in the axial direction on the impeller 11 11 and the inflow-side axial limitation 5.4 of the vane cup 5 and between the outflow-side edge of the impeller 11 and the outflow-side axial limitation 5.4 of the vane cup 5. These forces are usually coordinated with one another in such a way that the vane wheel 11 runs in the first bearing 13 with small flow rates and that the impeller 11 runs at large flow rates in the second bearing 15.
This ensures that the greater bearing wear with large flow rates has no influence on the properties of the bearing that is active with small flow rates. Vane cup 5, impeller 11 and bearings 13, 14, 15, 16 are designed such that, when changing from a small flow rate to a large flow rate, the bearing of the impeller 11 passes from the first bearing 13 to the second bearing 15 with a hysteresis. When changing from a large flow rate to a small flow rate, the bearing of the impeller 11 passes from the second bearing 15 to the first bearing 13 with a hysteresis. Fluidically unfavorable positions of the impeller shafts 11.1, 11.2 between the first bearing 13 and the second bearing 15 are thus avoided.
The inclination of the rotation system formed from impeller 11 and liquid P1, P2 with a tendency to gyrate favors the oscillation of the impeller 11. According to the gyroscope, such a gyroscopic movement is most easily minimized by the fact that the rotational inertia around all axes for the impeller 11 and liquid P1 P2 formed rotation system is the same, and that the support point is equal to the center of gravity of the rotation system.
Especially in closed circuit systems, for example in pipe systems of heating systems, the fluid flowing through is subject to standing pressure vibrations and movement vibrations caused by pumps, half-open valves, eddy separation on elbows, etc. Such pressure and movement vibrations can have the effect that they excite the impeller 11 for radial oscillation. According to the invention, these pendulum movements are damped by the fact that the wing cup 5 is designed to be slightly asymmetrical in terms of fluid mechanics. The easiest way to achieve this is by making the outlet openings 7, 8 uneven.
In an embodiment with tangential outlet openings 7, the outlet openings 7 on one semicircle are made somewhat larger than on the other semicircle, as shown in FIG. 4a, in which the small outlet openings are designated 7a and the large outlet openings 7b. The radial force thereby acting on the impeller 11 is determined by the degree of asymmetry, i.e. due to the difference in the diameters of the outlet openings 7a, 7b advantageously dimensioned such that the radial force is only slightly greater than the force generating the pendulum movements.
In an embodiment with axial outlet openings 8, one outlet opening is made larger than the other outlet openings. 7 shows an example of outlet openings designed in this way. The small outlet openings are designated 8a and the large outlet openings 8b.
Another design variant for tangential or axial outlet openings 7, 8 results from an uneven distribution of one or more outlet openings 7, 8. FIG. 4b shows a horizontal section of a wing cup with unevenly spaced tangential outlet openings 7.
In a further design variant of the wing cup 5, the outlet openings 7, 8 can be unequally large and unevenly distributed.
Legend:
1 housing
2 regulating screw
3 closure
4 inlet strainer
5 wing cups
5.1 Cup housing
5.2 Cup lid
5.3 Boundary area below
5.4 Boundary surface above
5.5 stowage rib
6 inlet opening, tangential
7 outlet opening, tangential
7a outlet opening, tangential, small
7b outlet opening, tangential, large
8 outlet opening, axial
8a outlet opening, axial, small
8b outlet opening,
axially large
9 upper housing part
9.1 Seal
9.2 hood
9.3 Display device
10 housing flange
11 impeller
11.1 First impeller shaft
11.2 Second impeller shaft
12 slats
13 First warehouse
14 Third camp
15 Second camp
16 fourth camp
17 magnetic coupling
18 gear train
19 housing cover
E1 inlet
A1 outlet
G1 housing axis
B1 cup axis
P1 inflowing liquid
P2 liquid escaping