CN1108761A - 复式水表 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种复式水表，它包括一个测量较大 流量的主表和一个测量较小流量的副表以及在主表 后安置的自动作用的转换阀。该转换阀具有一个支 承体(13)，一个中央导引销(8)；闭锁机构(9)；一个密 封面和一个容纳闭锁机构(9)的环腔(15)。该闭锁机 构(9)具有一个盘形的边缘(17)，其前边部分(16)在 阀关闭位置时位于环腔(15)的圆筒形区(14)内。

Description

本发明涉及一个复式水表，它具有一个测量较大流量的主表，一个其后安置的自动作用的转换阀，一个在支管或支道中安置的测量较小流量的付表和一个支管或支道的出口，其在侧边通入转换阀壳体中。

复式水表和用于主表和付表之间转换的自动作用的转换阀在19世纪已被应用。共同的结构原则是一个阀盘，其面积大于主流密封面的面积，这样，水压差就在通道关闭时作用在一个较小面积上，而在通道开启时作用在一个较大面积上，以便使阀盘实现一个冲击式开启。为了在阀盘关闭时平衡水的压差，应用了适宜的措施，例如重力，弹簧力等等。希望的是，该阀盘尽可能地以冲击方式开启或关闭，为的是不出现测量误差。

作为例如可以参考DE-C-92631。在该文献中，阀盘安置在一个位于阀座之后的导向圆筒中，其中，在阀盘周缘和圆筒壁之间的环缝是尽可能保持狭窄。然而，这种结构却不能使阀盘实现所希望的冲击式升起，因为，在阀盘从其密封面有最小的升起后，通过不可避免的环缝就已经产生一个使压差减小的压力平衡，这样，在不变的流量情况下，就会导致阀盘在圆筒形区产生静止状态和进而导致一个小的流量经过主表。由此在这种结构情况下就产生了较大的测量误差。这一点不仅发生在阀开启时而且发生在阀又关闭时。

在1960年公开的DE-C-1077884揭示了一个改进的复式水表的转换阀。它用一个摆动阀瓣工作，它配备有一个突出的边缘，该边缘嵌入一个环腔中，由付表来的支流导入该环腔中。该阀瓣被一个重物保持在关闭位置，该重物是如此安置的，即在阀瓣开启时，使关闭力减小。这个与移动作用在阀瓣边缘上的支流有关的关闭力的变化可导致开启过程的加速，但是却导致关闭过程的延缓，总括起来却导致转换过程中测量误差的减小。虽然这个转换阀只可以在一个限定位置上装配。但是它却是很大的很重的;对于今天青睐的所谓短结构长度，它们是完全不适合的。

然而约在1980年，用于复式水表的转换阀在DE-C-3034056中作了结构改进、它的阀盘是可克服一个弹簧作直线移动的，该阀盘具有一个双密封面和为其功能需要一个精细的控制孔。还有此处，该阀盘具有一个扩大的周缘，它伸突一个环腔中、其内流入支流。依此，该支流产生一个沿开启方向的推力，它必须通过一个相应强度的关闭弹簧进行补偿。这个转换阀在转换区域中也会引起一个微小的测量误差。水中的污物、锈、石灰、更会影响转换阀的完好的性能和增大测量误差。

所有带关闭弹簧的转换阀具有一个共同的问题：弹簧的复位力随着开启阀盘的开启行程增加而直线增大。但是，理想的是，该复位力为一个常数或甚至减小的，正如在上面提及的重量作用的瓣阀一样。因此，弹簧施力的转换阀必须装备一个尽可能长的弹簧，以便使力增加很小，然而，这与今天喜爱的所谓短结构长度是相矛盾的。

在DE-A-3929381中公开了一个用于复式水表的转换阀，其应用一个永久磁铁，以便在阀盘的关闭位置上对其施加一个附加的保持力。由此，复位弹簧就可以做得相应的软些和或短些。这个转换阀也具有一个唇形密封圈，它在阀盘开启行程开始时，最初还在密封面上处于“粘合”状态，然后才离开，因为此时克服了永久磁铁的固定作用。然而在转换阀中应用永久磁铁，被大多使用者放弃了，因为害怕在水中漂游的铁锈颗粒会被吸住并影响其性能。也已经证明，与阀盘的突出周缘相关的唇形密封圈沿开启方向产生一个附加的推力，该推力必须通过一个强化的磁力和/或弹簧力来补偿。

本发明的目的在于，提供一个开头所述类型的复式水表，其结构是，所有沿开启方向施加在阀盘上的液压力和其它作用力被减少到一个最小值或完全消除，这样，使阀盘保持关闭位置的弹簧可以变得最弱和/或最短。

上述目的按照本发明是如此实现的，这种复式水表，具有一个测量较大流量的主表（1），一个其后安置的自动作用的转换阀（4），一个在支管（2）或一个支道内安置的测量小流量的付表（3）和一个支管（2）或支道的出口（6），出口（6）从侧边通入转换阀（4）的壳体（5）中，同时，该转换阀（4）包括一个完整的开关组件（7），该开关组件由一个支承体（13），一个在该支承件上固定的中央导引销（8），一个在导引销（8）上可移动导向的并被一个弹簧沿关闭方向施力的闭锁机构（9），一个装备有弹性密封件（26，27）、并在支承体（13）和闭锁机构（9）之间直径收缩的密封面和一个容纳闭锁机构（9）的环腔（15）组成，该环腔（15）是顺下游开启，并具有一个圆筒区（14）和连接一个收缩的壅水梯级（52），其特征在于：该开关组件（7）的主流通道（22）由一个顺游收缩的喇叭进口（23）组成，该进口的端部具有相对阀的额定宽度明显缩小的主流通密封面（49）;该闭锁机构（9）具有一个盘形的边缘部分（17）;其前边部分（16）在阀关闭位置时位于环腔（15）的圆筒形区（14）内;该环腔外壳（19）与圆筒形区（14）相连接并顺流锥形收缩;在外盘边缘（18）和环腔壳体（19）之间保留一个狭窄的环缝（20）。

由于主流的密封面的强烈收缩，在闭锁机构上只作用一个较小的开启压力，因而就可以应用软及短的弹簧。一般情况与这种强烈收缩的流面有关的高压力损失是通过长的喇叭进口避免的。通过顺流锥形收缩的环腔壳体就可确保，在闭锁机构上作用的流动力在主流通道打开以后是连续增加的，这样，闭锁机构的边缘可以说以冲击方式越过壅水梯级，同时，流动力在主流通道关闭时和越过壅水梯级以后同样是连续减少的，因此，该闭锁机构以冲击方式关闭。

在本发明的一个实施例中，该支流导入容纳闭锁机构的环腔中，这种导入是由在一个单独隙缝区的控制隙缝完成的，该隙缝区位于圆筒形区和环腔的锥形区之间。由此保证，由支流引起的流动力只有当闭锁机构结束一个限定的起始行程和水压差超过一个确定的最小值时才沿开启方向作用到该闭锁机构上。

在本发明的另一实施方案中，支流在转换阀后边导入阀壳体中，在支道或支管中推荐应用一个控制阀，其当流量超过一个确定的数量时就对支流进行强烈节流。由此，在闭锁机构上就施加一个压力冲击，该压力冲击通过环腔的圆筒区推动闭锁机构的边缘直至锥形区，这样，流动力就如已述的冲击方式推移该闭锁机构。

本发明另外的结构设置和改型是其余从属权利要求的技术方案。下面涉及这些技术方案和附图描述。

下面，结合附图并以实施例的形式详细阐述本发明。其中，

图1为一个短结构长度的复式水表俯视简图;

图2为通过一个处于闭合位置的转换阀的纵剖图，其中，该支流导入开关组件;

图3表示根据图2处于最大开启位置的开关组件;

图4为通过另一个处于闭合位置的转换阀的纵剖图，其中，支流直接流入阀壳体中;

图5表示图4的开关组件，而且具有一个O型环作为闭锁机构上的密封件;和

图6是通过图3中开关组件的支承体处于隙缝区范围内的剖面图;

图1示意表示一个复式水表，其主要由一个主表1，一个付表3和一个支管2组成，支管的出口6通入一个转换阀4的壳体5中。所有构件是相互螺纹拧紧的和相对密封的。令人注目的是，该转换阀4具有特别短的结构长度。

图2表示第一转换阀4的纵剖放大图;该阀4具有一个带入口法兰37，出口法兰38和支管2的连接管39的阀壳体5。由付表3流来的水通过支管2流入阀壳体5的一个中央环道40中。在这个环道中置有一个紧凑的开关组件7，它的定位环42导入壳体的一个配合腔43中，并借助O型环44相对壳体后部11进行密封。

该开关组件7主要包括一个开关组件支承体13，在其前边部分46上，制有一个轮毂30，在该轮毂上拧入或注塑一个中央导引销8，支承肋47将中央轮毂30与一个外环48相连接。在导引销8上置有一个可轴向运动的闭锁机构9，其具有一个唇形密封圈27，还置有一个预紧的压力弹簧12和一个压紧螺母45。此外，设置一个密封件34，其上靠置着该闭锁机构9。

该唇形密封圈27的外边部分28被夹紧在闭锁机构9的盘形边缘17上。该唇形密封圈27的里边部分29则在阀闭合时通过一个迷宫形的支座50和压力弹簧12牢牢地压到开关组件支承体13的环形密封边棱49上。

在密封边棱49的前边置有一个喇叭进口23，它是尽可能的长些和平缓些，以便减少在水通过相对于阀的额定横截面明显变小的（典型情况，面积缩小30至40%）主流通区22时所承受的压力损失。在最大的水流量情况下，按照校正规定，这个压力损失不允许超过0.5巴（bar）。

此外，该开关组件支承体13具有一个环形腔15，而该环形腔具有一个圆筒形区14，一个隙缝区51和一个在下游与隙缝区相连的锥形壅水梯级52。该闭锁机构9的盘形边缘17，在阀闭合情况下，是不受力和无接触地处在圆筒形区14中。因此该圆筒形区14也可称为中立区。

流入中央环道40的付表水则通过隙缝区51中的控制隙缝31和通过锥形的壅水梯级52流向阀壳体5的后部11，并通过壳体出口41离开壳体，以便流向未描绘的水提取位置。该控制隙缝31明显窄于环道40。

为了控制闭锁机构9的打开和关闭，盘形边缘17的外边棱18，隙缝区51，锥形的壅水梯级52和唇形密封圈27都起作用。这些部分在闭锁机构9开启时协同作用如下：

在阀闭合时，要测量的水通过支管2流动，并在付表3中测量。接着，通过连接管39流入阀壳体5的环道40中。从这里再通过控制隙缝31和锥形壅水梯级52流入壳体后部11中。同时，产生一个约0.2至0.4巴（bar）的压降。在壳体后腔11中，具有一个低于主表1中的压力。这个压力差就以开启方向作用于在密封边棱49上密封的闭锁机构9上。然而压力弹簧12最初使闭锁机构9保持闭合。

由于通过支管2的流量而使压力差继续提高时，该闭锁机构9就开始克服压力弹簧12的作用力而运动。同时，该弹性的唇形密封圈27最初还是处于闭合的。但是，闭锁机构9的盘形边缘17通过中立区14滑动到隙缝区51的大约中央位置。此处，该支流就作用到盘形边缘17上，并将其推入锥形壅水梯级52。同时，在盘形边缘17和环腔外壳19之间的狭窄环缝20连续地变小，因此，该盘形边缘17不管怎样都被推至壅水梯级52的末端后边。由此，该唇形密封圈27就从密封边棱49上分开，水的主流量就流过主表1和主流通区22。这个开启过程快速完成，因此不产生测量误差。

由于在锥形壅水梯级52后边产生的壅水压力，所以这个壅水梯级如一个液压槽起作用。由此，这个闭锁机构9可以首先不会返回。

当水流量进一步提高时，闭锁机构9由流动的水克服压力弹簧12的阻力在导引销8上顺流继续移动，直至到达它的末端位置（图3）。

该转换阀的关闭是以相反的顺序完成的。在主流量下降时，该闭锁机构9通过压力弹簧12的关闭作用力逆流移出它的末端位置，直至到达壅水梯级52处。此处，该闭锁机构9停住，直至水流量下降到如此程度，即，压力弹簧12的作用力可以克服液压槽的壅水阻力。然后，该闭锁机构9就毫无延迟地滑回到它的关闭位置，同时，环缝20的连续扩大加速了关闭运动。该主流通道22就因此以冲击方式被关闭;水就只能通过付表3流动。

图3以放大比例表明了图2的开关组件7，并且，闭锁机构9处在最大开启位置。闭锁机构9以其轮毂53靠置在弹簧张紧螺母45上。

图4表示另一个转换阀4的纵剖图。此处，在开关组件7后边的支管2的出口通至阀壳体5中。由此，既不存在一个中央环道40，也不存在一个隙缝区51。带有开关组件支承体13的定位环42的外环48在结构上做了改变。这里，对于开启和关闭闭锁机构9所必需的控制作用是由一个普通的、在支管2中安置的控制阀承担的，该控制阀在超过一个确定流量时将使支管2强烈地节流。

图5表示一个有所改变的开关组件7，其中，主流通道（区）22用一个O形环26进行密封。这个环被牢牢地夹紧在闭锁机构9的环槽54中。为使闭锁机构9可以进行一定的起始行程，而不开启主流通道，则在长喇叭进口23的端部置有一个圆筒形的密封面通道24。这个通道应该尽可能短到如此长度，即在强烈缩小的主流通区的压力损失不可提高到不允许的程度。

最后，图6表示一个沿Ⅵ-Ⅵ线通过图3的转换阀在隙缝区51范围内的局部剖面。人们可以看到开关组件支承体13的截面图，还可以看出，控制隙缝31以及锥形的壅水梯级52。

尽管图2、4和5的实施例所具有的所有不同点，但是，在这些实施例中，使转换阀4起到最佳功能的技术特征是共有的。本发明涉及用于减小弹簧力或缩短弹簧12的强烈变窄的主流通道（区）22，还涉及用于减小压力损失的长喇叭进口23，以及涉及避免所有其他的压力和流动力，这些力可能使处在中立区14中的闭锁机构9沿开启方向加载，还涉及锥形的壅水梯级52，它用于使闭锁机构9只可以完全处于环腔15中，或者只可以完全处在环腔15之外。这些特征总体构成一个结构特别短的转换阀4，该转换阀只有一个单独的密封面，且很简单、低廉和运行可靠，不必用辅助措施或辅助力就可以开启和关闭，并且将转换时可能的测量误差减小到一个绝对的最小值。

Claims (17)

1、复式水表，具有一个测量较大流量的主表(1)，一个其后安置的自动作用的转换阀(4)，一个在支管(2)或一个支道内安置的测量小流量的付表(3)和一个支管(2)或支道的出口(6)，出口(6)从侧边通入转换阀(4)的壳体(5)中，同时，该转换阀(4)包括一个完整的开关组件(7)，该开关组件由一个支承体(13)，一个在该支承体上固定的中央导引销(8)，一个在导引销(8)上可移动导向的并被一个弹簧沿关闭方向施力的闭锁机构(9)，一个装备有弹性密封件(26，27)、并在支承体(13)和闭锁机构(9)之间直径收缩的密封面和一个容纳闭锁机构(9)的环腔(15)组成，该环腔(15)是顺游开启，并具有一个圆筒区(14)和连接一个收缩的壅水梯级(52)，其特征在于：该开关组件(7)的主流通道(22)由一个顺游收缩的喇叭进口(23)组成，该进口的端部具有相对阀的额定宽度明显缩小的主流通密封面(49)；该闭锁机构(9)具有一个盘形的边缘部分(17)；其前边部分(16)在阀关闭位置时位于环腔(15)的圆筒形区(14)内；该环腔外壳(19)与圆筒形区(14)相连接并顺流锥形收缩；在外盘边缘(18)和环腔壳体(19)之间保留一个狭窄的环缝(20)。

2、按权利要求1所述的复式水表，其特征在于：

支承体（13），环腔壳体（19）和壅水梯级（52）是做成一体的。

3、按权利要求1或2所述的复式水表，其特征在于：

支承体（13），环腔壳体（19），壅水梯级（52）及闭锁机构（9）是由塑料注塑成的。

4、按权利要求1，2或3所述的复式水表，其特征在于：

导引销（8）是旋拧在支承体（13）的轮毂（30）中或注塑其中的。

5、按权利要求1至4中之一所述的复式水表，其特征在于：

不仅支承体（13）的轮毂（30）的背侧（32），而且闭锁机构（9）的前侧面（33）都制有密封面，它们是相互对应的。

6、按权利要求1至5中之一所述的复式水表，其特征在于：

在支承体（13）的轮毂（30）的背侧（32）和闭锁机构（9）的前侧（33）之间最好在导引销（8）上安置一个弹性的密封件（34）。

7、按权利要求6所述的复式水表，其特征在于：

该密封件（34）在前侧具有一个密封唇。

8、按权利要求1至7中之一所述的复式水表，其特征在于：在喇叭进口（23）的端部并在主流通密封面（49）的前边设置一个短的圆筒形密封面通道（24）。

9、按权利要求8所述的复式水表，其特征在于：

该闭锁机构（9）在其前侧支承一个O形环（26），其外直径是如此将密封面通道（24）密封的，即，当阀开启时，在一个预定的行程内仍保持密封。

10、按权利要求9所述的复式水表，其特征在于：

该O形环（26）夹紧在一个环槽（54）中。

11、按权利要求1至8中之一所述的复式水表，其特征在于：

该闭锁机构（9）在其前侧支承一个环形的唇形密封圈（27），它的外边缘（28）密封地固定在闭锁机构（9）上，而其内边缘（29）在阀开启时，在保持密封性的情况下，可沿轴向弯曲一个预定的行程。

12、按权利要求11的复式水表，其特征在于：

在唇形密封圈（27）的下边设置一个迷宫支承面（50）。

13、按权利要求1至12中之一所述的复式水表，其特征在于：

该开关组件支承体（13）在圆筒形区（14）和锥形区（52）之间具有一个带控制隙缝（31）的隙缝区（51），通过它，支流流入环腔（15）中，而闭锁机构（9）的盘形边缘（17）的前边部分（16）在阀处于关闭位置时位于环腔（15）的圆筒形区（14）内，而不被支流施载。

14、按权利要求13所述的复式水表，其特征在于：

该隙缝区（31）很短。

15、按权利要求13或14所述的复式水表，其特征在于：

在壳体（5）中，设置一个朝控制隙缝31敞开的环道（40）。

16、按权利要求1至12中之一所述的复式水表，其特征在于：

支道或支管（2）直接通入壳体后部（11）中和包含一个控制阀（21）。

17、按权利要求1至16中之一所述的复式水表，其特征在于：

在密封面通道（24）中的主流通道区（22）的横截面相对转换阀（4）的额定横截面至少减小20%，最好减少30%。

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