CN104870948A - 包括可变孔装置的水计量表 - Google Patents

Abstract

一种消防栓水计量表，其具有流量限制装置来产生背压以限制通过消防栓水计量表的水流。流量限制装置包括多个柔性叶片，其组合起来限定可变孔。随着通过计量表的水流的增加，各柔性叶片彼此移动远离以扩张流动孔的大小。流量限制装置提供背压源给流经计量表的水以限制水的流量，从而保护包含在消防栓水计量表内的计量装置。

Description

包括可变孔装置的水计量表

技术领域

本发明总体涉及具有流量限制装置的水计量表，流量限制装置在其出口处具有可变孔以提供背压给通过计量表的水流。更具体地，本发明涉及可以使用在消防栓上的水计量表，并且水计量表包括流量限制装置，流量限制装置包括可变孔，可变孔被设计成根据流经孔的水压来自动地打开和关闭。

背景技术

目前，水计量表被设计用于附接至消防栓以测量从消防栓释放的水量。在许多建筑工地，消防栓作为水源被用于不同目的。由于从消防栓释放的水不穿过水计量表，特定的消防栓计量表被开发以测量在建筑工地使用的水量。典型地，水计量表直接附接至消防栓，消防栓被打开以向建筑工地提供水。

在许多情况下，计量表以这样一种方式安装和使用，其中水通过非常短的水管释放或不通过任何水管释放。在这些情况下带给给计量表的实质上是0psi的背压。异常的低背压可导致相对于计量表所需的流量而言异常的高流量。异常的高流量在计量表中产生超速(over-speeding)，这种情况下计量表超过其设计的流量并引起对计量表中的内部组件的过早磨损。超速甚至经常会导致计量表内的操作组件的灾难性失效。

目前，人们设计了不同方法以解决通过消防栓计量表异常高流量的问题。这些解决方案之一包括复杂且昂贵的压力释放阀，该阀使用多个移动部件，移动部件包括弹簧和弹性体。另外，计量表被设计成带有小的固体孔，固体孔严格地限制计量表的流量。这些解决方案的每一个都包含不良的性质，因此需要其他的解决方案。

发明内容

本发明涉及用于与消防栓一起使用的水计量表以确定从消防栓流出的水量。水计量表包括计量表主机壳，主机壳限定用于水计量表的入口以及出口。计量表主机壳的入口连接至消防栓以接收来自消防栓的水流。

计量表主机壳限定测量室，测量室包括计量装置。计量装置可操作以测量并显示流动穿过计量表主机壳的水量。

流量限制装置定位在计量装置和计量表主机壳的出口之间。流量限制装置向穿过计量表主机壳的水流产生背压源。当水计量表不与出口水管或其他类型的水分配网络一起使用时，流量限制装置产生的背压源限制了穿过计量表主机壳的水流。

形成水计量表的一部分的流量限制装置包括多个柔性叶片，柔性叶片限定可变孔，水流动穿过可变孔从计量装置到水计量表。柔性叶片各自在水流方向上延伸从垂直平面到垂直平面下游的位置。柔性叶片外端之间的空间限定可变孔。

流量限制装置，包括多个柔性叶片的每一个，是由具有已知弹性刚度的材料形成。用于产生流量限制装置和柔性叶片的材料的已知的弹簧刚度被用于确定在不同水压力下可允许的流量。

流量限制装置包括圆形的外附接凸缘，外附接凸缘允许流量限制装置稳固地安装在计量表主机壳之内。当流量限制装置安装在水计量表中时，外附接凸缘连接至限定了总体垂直平面的外表面。多个叶片的每一个都从垂直平面离开朝向中心流动轴线延伸。可变孔沿中心流动轴线居中，可变孔的尺寸根据对着单独的柔性叶片流动的水压力而增加或减少。

本发明的各种其他特征、目的和优势将结合附图在以下详述。

附图说明

附图示出了目前认为是实现本发明的最佳实施例。在附图中：

图1是包括本发明的水计量表的消防栓的正视图；

图2是本发明的水计量表的等距视图；

图3是沿图2的线3-3的剖面图；

图4是本发明的流量限制装置的等距视图；

图5是沿图3的线5-5的分解图，示出在其闭合位置的流量限制装置；

图6是类似于图5的视图，示出在部分开口位置的柔性孔；及

图7是类似于图5的视图，示出在其完全开口位置的柔性孔。

具体实施方式

图1示出根据本发明构造的消防栓水计量表10。消防栓水计量表10显示为连接到传统的消防栓14的出口接头12之一。相对的出口接头12显示为具有放置在接头上的盖13，以防止水从其中流过。消防栓14连接到主水管，并包括内部阀组件(未示出)，其可以通过放置扳手或类似装置到顶部螺母16上并且旋转顶部螺母16而被打开和关闭。尽管消防部门通常使用消防栓14以获取大量的水供应用于灭火，当在建造建筑物时，消火栓14在施工现场常常是唯一的水供应。

在这样的用途中，消防栓水计量表10被连接到出口接头12之一和顶螺母16，旋转顶螺母16以提供流经已安装的水计量表10的水。水计量表10在此应用中被使用来监测在施工现场使用的水量。由于施工现场通常不包括其自己的水计量表，消防栓水计量表10通过准确测量流经消防栓14的开口消耗的水提供了此种应用。

如图1和图2所示，消防栓水计量表包括主机壳18，主机壳限定水计量表10的入口和出口。在图1所示的实施例中，到主机壳18的入口通过附接轴环20连接到消防栓14的出口接头12。

主机壳18进一步限定出口22，其也由附接轴环24环绕，如图2所示。附接轴环24允许消防栓水计量表10被连接到各种软管或其它类型的水分配网络。在图2所示的实施例中，水计量表10包括具有地面接合支架28的支承托架26。当水计量表10连接到消防栓14时，支承托架26在消防栓水计量表10的出口附近附连到轴环30，以支撑水计量表10的重量，如图1所示。

再参考图2，消防栓水计量表10包括计量器寄存器32，其可以显示通过计量表10的水量。在图2所示的实施例中，计量器寄存器32由护罩34围绕，其既保护记录器寄存器又辅助水计量表10的运输。计量器寄存器32是安装在由主机壳18所限定的测量室36中的较大的计量装置38的一部分。如图3所示，计量装置38一般包括计量器寄存器32和转子40，其旋转以测量水流经主机壳18的水量。计量装置38的操作部件的细节对那些普通技术人员是常规的和公知的。计量装置38测量从入口42到出口44通过主机壳18的液流。屏蔽物46可放置在主机壳18内，以除去任何可能夹带在水流中的颗粒物质。然而，屏蔽物46可以被去除。

如上所述，消防栓水计量表10的出口44可通过使用附接轴环24被连接到各种不同的软管或水分配网络。

当软管或其他分配网络被连接到出口44，在软管或分配网络中的被限制的水流向从消防栓流出的水产生背压。然而，如果出口44未连接到一个软管或水分配网络，打开消防栓产生通过消防栓水计量表的不受限制的水流，这可能会导致该计量装置的操作部件比所设计的转动得快。

根据本发明，流量限制装置48被放置在计量装置38和出口44之间，计量装置38被放置在测量室36中。当软管或其它类型的水分配网络没有连接到出口44时，流量限制装置48提供背压源。

如图4和5所示，流量限制装置48包括外附接边缘50，其位于沿着主机壳18的内壁54形成的附接槽52内。附接凸缘50上设置伸出片55，使得流量限制装置48可以靠着突出肩57卡入到位，并逆着在图5中箭头56所示方向流动的水流而被支承。

如图4所示，流量限制装置48包括以附连轮圈50的长度从内边缘59间隔开的大致平坦的外表面58。当流量限制装置48如图5所示安装时，外表面58总体沿垂直平面放置。

流量限制装置包括多个柔性叶片60，其每个从由外表面58所限定的垂直平面延伸离开。

如图4所示，每个叶片60是总体呈三角形的构件，其从基座62朝向尖的外端64延伸。每个叶片的尖的外端60彼此相邻放置并限定了其之间的中心孔66。如图5所示，中心孔66沿流动轴线68与外表面58限定的平面间隔开。流动轴线68限定了穿过流量限制构件48的液体的流动中心。图4中可以理解的是，每个叶片60包括基座62，基座62连接至外表面58和尖的外端64，外端64限定中心孔66的一部分。

流量限制装置48优选地由合适的塑料树脂形成，可以以所示的形状成型。被选择以制造流量限制装置的塑料树脂材料可被设计成为通过计量表的水流提供背压。除了塑料树脂，流量限制装置可以由深拉伸或冲压的金属制成，例如，弹簧钢和不锈钢。在每一种情况下，无论流量限制装置48是由树脂或金属形成，独立的叶片60具有向通过计量表的水流产生背压的已知弹簧刚度。由流量限制装置48产生的背压限制穿过计量表的水的流速，从而既提高了计量装置的精度，同时也防止损坏计量装置。

在图4中所示的实施例中，流量限制装置48包括六个叶片，其中每一个都具有大致三角形的形状，其中基座比外端更宽。每个叶片60延伸远离外表面58并且当流量限制装置48如图5所示放置时，沿流动轴线68延伸。因此，每个叶片60延伸远离垂直平面并在与材料流相同的方向上朝向水计量表的出口延伸。

现在参照图6，当沿流动轴线68的水流增加时，如箭头56所指示的，在每个独立叶片60上增加的水压力使每个独立的叶片60从流动轴线68偏转离开，从而增大了中心孔口66的尺寸。如图7所示，当水量甚至进一步增大时，由水流产生的增加的压力会导致独立的叶片60进一步偏转远离中心流动轴线68。每个独立的叶片60增加的偏转进一步增大中心孔66的尺寸，由此允许更大的水流通过水计量表。

如通过上述公开内容可以理解的，当无论非常短的软管或没有软管被连接到水计量表的出口时，使用具有独立的、柔性叶片60的流量限制装置48向通过水计量表的水流产生背压。由流量限制装置48产生的背压降低通过水计量表的水的流速，从而降低了计量设备的损坏或误读的可能性。流量限制装置48的独立叶片60被设计成当水流以及水的压力增加时，独立叶片60弯曲远离中心孔，以增加中心孔的尺寸。因为中心孔尺寸增加，流过计量表的水量也可以增加。因此，本发明的流量限制装置48可增加通过计量表的流量，因为计量表内的水的压力增加，同时还在很少或没有背压通过软管或其他水分配网络提供的情况下提供背压。

Claims (21)

1.一种用于确定水流的水计量表，包括：

计量表主机壳，所述计量表主机壳限定入口和出口，所述入口用于接收水流，所述出口用于释放水流；

计量装置，所述计量装置定位在主机壳中的所述入口和所述出口之间并且可操作以测量从所述入口到所述出口穿过所述主机壳的水流；及

流量限制装置，所述流量限制装置定位在所述计量装置和所述出口之间，其中所述流量限制装置包括多个柔性叶片，所述多个柔性叶片限定可变孔，水穿过所述可变孔从所述计量表主机壳流至所述出口。

2.根据权利要求1所述的水计量表，其中所述柔性叶片朝向闭合位置偏斜以限制所述可变孔的尺寸。

3.根据权利要求2所述的水计量表，其中所述柔性叶片向穿过所述水计量表的水流产生背压源。

4.根据权利要求2所述的水计量表，其中所述柔性叶片朝向开口位置弯曲以根据来自水流的压力的增加而增加所述可变孔的所述尺寸。

5.根据权利要求2所述的水计量表，其中所述柔性叶片由塑料树脂形成。

6.根据权利要求2所述的水计量表，其中所述流量限制装置的所述叶片具有已知的弹簧刚度以向穿过所述水计量表的水流提供所述背压源。

7.根据权利要求1所述的水计量表，其中所述流量限制装置的所述多个叶片各自沿流动轴线延伸，所述流动轴线穿过所述可变孔并朝向所述出口延伸。

8.根据权利要求7所述的水计量表，其中所述流量限制装置包括圆形外凸缘，所述圆形外凸缘位于附接平面中，其中所述多个叶片各自沿所述流动轴线并与所述附接平面成一角度延伸。

9.根据权利要求1所述的水计量表，其中所述流量限制装置的所述叶片各自具有基座和外端，其中所述基座比所述外端更宽。

10.根据权利要求1所述的水计量表，其中包括所述多个叶片的所述流量限制装置形成为单一件。

11.一种用于确定来自消防栓的水流的水计量表，包括：

计量表主机壳，所述计量表主机壳具有入口和出口，所述入口与所述消防栓可连接以接收水流；

计量装置，所述计量装置定位在主机壳中的所述入口和所述出口之间并且可操作以测量从所述入口到所述出口穿过所述主机壳的水流；及

流量限制装置，所述流量限制装置定位在所述计量装置和所述出口之间，其中所述流量限制装置包括多个柔性叶片，所述多个柔性叶片限定可变孔，用于让水流至所述出口，

其中所述流量限制装置向穿过所述水计量表的水流产生背压。

12.根据权利要11所述的水计量表，其中所述柔性叶片朝向闭合位置偏斜以限制所述可变孔的尺寸。

13.根据权利要12所述的水计量表，其中所述柔性叶片朝向开口位置弯曲以根据来自水流的压力的增加而增加所述可变孔的所述尺寸。

14.根据权利要求12所述的水计量表，其中所述柔性叶片由塑料树脂形成。

15.根据权利要求11述的水计量表，其中所述流量限制装置的所述多个叶片各自沿流动轴线延伸，所述流动轴线穿过所述可变孔并朝向所述出口延伸。

16.根据权利要求15所述的水计量表，其中所述流量限制装置包括圆形外凸缘，所述圆形外凸缘位于附接平面中，其中所述多个叶片各自沿所述流动轴线并与所述附接平面成一已知角度延伸。

17.根据权利要求11所述的水计量表，其中所述流量限制装置的所述叶片各自具有基座和外端，其中所述基座比所述外端更宽。

18.一种用于在水计量表中使用的流量限制装置，包括：

总体呈圆形的附接边缘；

平坦的外表面，所述外表面与所述附接边缘整体地成形；及

多个柔性叶片，所述多个柔性叶片在所述附接边缘之内从所述外表面延伸离开并朝向流动轴线延伸，其中所述多个柔性叶片每一个都包括基座，所述基座连接至所述外表面和外端，其中所述多个柔性叶片的所述外端限定在所述外端之间的可变孔。

19.根据权利要求18所述的流量限制装置，其中所述柔性叶片每一个都朝向开口位置弯曲以根据对所述柔性叶片的压力的增加而增加所述可变孔的尺寸。

20.根据权利要求18所述的流量限制装置，其中所述柔性叶片每一个都由具有已知弹性刚度的材料形成，以将所述柔性叶片朝向闭合位置偏斜以限制所述可变孔的所述尺寸。

21.根据权利要求20所述的流量限制装置，其中所述柔性叶片由塑料树脂形成。