CN1203357A - 组合水表 - Google Patents

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Abstract

一种组合水表,具有其内可转动地支承着一个叶轮的主水表计量插入件及与其水密地连接并沿流向设在其后的换向阀插入件。该两件悬挂在封闭外壳上口的水表外壳盖板上。本发明缩短了组合水表的结构长度使结构紧凑。叶轮(11)在上游侧支承在一个固定在隔片(13)上的套筒(12)中,在该套筒的空腔中设有一个公知的用于测叶轮转数的、通过导线(16)与电子计数器(17)相连的电子扫描装置(15),叶轮在下游侧支承在作为支承点的换向阀插入件(14)上。

Description

组合水表
本发明涉及一种带有一个旋转支承叶轮的主水表计量插入件、一个与主水表计量插入件不透水地连接的且在流动方向上位于主水表计量插入件后面的换向阀插入件的组合水表，其中主水表计量插入件和换向阀插入件悬垂地设置在水表外壳盖板上，此外壳盖板封住了一个外壳上开口。
组合水表用于这样的场合，即单块水表的计量范围不足以测知所有出现的流量。组合水表是由一个作为主水表的大水表、一个作为副水表的家用水表以及一个换向阀构成的。换向阀控制主水表的启闭且主水表原则上设计成涡轮测量计，并且主水表只有在预定的大流动量情况下与副水表一起承担流量计量任务。
这样的组合水表是众所周知的，其中换向阀被设计成由重力加载的回转舌瓣(如US4100800)且它在通流横截面开启时完全开通。另外，舌瓣和与其相连的阀盘绕一个位于通流横截面侧面的转动点转动。这种布局的缺点是，为了转动，舌瓣需要很大的空间，这使组合水表较大且较重。
另外，上述这种组合水表例如由DE3732703A1、DE3740531A1或DE3924147C1公开了。在这些水表中，换向阀的封闭件在一个在流向上位于正中的轴上平移地受到引导且通过一根弹簧对其加载，此弹簧沿流向反向将封闭件压靠在阀座上。根据预定流量，封闭件在克服弹簧力的情况下从阀座上抬起并沿流向移动。由此开启了一个环形通流横截面。
与现有技术相比，如此构成的换向阀占地较少，但它和在前面接入的主水表计量插入件一起总是在流向上相当长，这表现为对组合水表长度和重量不利。此公知的组合水表的主水表计量插入件通常是如此构成的，叶轮在计量腔内可转动地支承在两个通过隔片夹持在计量腔内的套筒内。在这种情况下，在位于叶轮下游侧的套筒中形成叶轮转数的机械分支点(如蜗轮-小齿轮)，叶轮转数通过轴传递到计数器中。
本发明的目的在于提供一种解决方案，可以在上述类型的组合水表中利用此方案使结构长度缩短且结构更紧凑。
根据本发明，上述目的是借助上述类型的组合水表而得以实现的，该组合水表的特征在于：叶轮象已知的那样在其位于上游的那一侧支承在一个固定在隔片上的套筒中；在套筒空腔中装有一个本身公知的且用于测得叶轮转数的电子扫描机构，此扫描机构通过电线与电子计数器相连；叶轮在其位于下游的那一侧支承在换向阀插入件上，此换向阀插入件代替现有技术中作为轴支承部位的套筒。
另外，本发明基于以下的基本思路，即通过一个本身由单块水表公开的电子分支点替代叶轮转数的机械分支点且将其安置在一个设置在叶轮上游的套筒中。当考虑将反正需要的换向阀插入件用于在下游侧支承叶轮且在此叶轮后密封地固定此换向阀插入件时，可以省去根据现有技术而设置在叶轮下游的套筒。另外，主水表计量插入件/换向阀插入件的组合长度至少比原先设置在叶轮下游的套筒的长度要小。
当在本发明的很有利的设计方案中采用全新的换向阀时，可以进一步地明显降低结构高度。此设计方案具有一个靠弹簧在关闭方向上加载的封闭件，此封闭件被设计成分体舌瓣形结构，它的两个叶片在一个位于其划分面的转轴上铰接其一起，其中舌瓣在位于其上游的那一侧上且至少在一个具有受结构限制缝隙的转轴区域内被一个密封垫遮盖住。
由于换向阀的封闭件被设计成分体结构且两个叶片绕一个位于划分面内的公用转轴摆动，所以开通了流经主水表的水流通路而封闭件无需平移或完全转摆过来。与已知的换向阀解决方案相比，这两个叶片在开启状态下占地较少。较小的占地要求可用于降低组合水表的结构高度。
由于根据本发明可以电子扫描叶片转数，所以不仅可以省去传递轴，也可以省去测量机构。因此，如此在主水表计量腔上方空出来的主水表计量插入件中的空间可以有利地用于在其中装入副水表。由于主水表计量插入件与一体的副水表、上述新型舌瓣形换向阀组装在一起，所以获得了这样紧凑的标准组件，从而可以将构成一个单元的水表外壳盖板/主水表计量插入件/换向阀插入件的标准组件装入单个水表的外壳中。
与已知换向阀(如见DE3732703A1)相比，其中封闭件在开启位置上留在水流中，新型的舌瓣形换向阀具有很小的压力损失。在舌瓣形换向阀中，虽然封闭件仍然在关闭位置上持续地留在水流中，但其入流面在叶片开启时缩小了即压力损失总是较小且压力损失在叶片完全打开时是最小的。因此，可利用舌瓣形换向阀的小压力损失，从而降低了组合水表的结构高度以获得更紧凑的结构。在本发明的改进方案中由此获得上述紧凑结构，即在入水口凸缘和出水口凸缘之间的水表区域一直下移到凸缘底边处并因此利用接管凸缘之间的自由空间。由此在主水表计量腔的前后产生了倾斜的进水通路或排水通路。因在水表外壳中由这样的水流通路导致的且与直线水流通路相比较大的压力损失将通过舌瓣形换向阀的小压力损失而得以补偿。
在本发明的另一个实施方式中，降低组合水表的结构高度可以通过其它方式实现。在此解决方案中利用了位于入水口凸缘和出水口凸缘底边与水表外壳底侧之间的空腔。所述解决方案规定了：向下延长主水表计量插入件并由此将副水表一体地装入由此提供的空间内。在此变型方案中，副水表仍然安装在主水表计量腔下方。它相对上述实施方式具有以下优点，即直线穿过栅形外壳地供水。由此造成较小的压力损失。
在本发明的其它设计结构中，也可以为副水表配备一个本身公知的且用于测的其转数的电子扫描机构，电线从此扫描机构通向电子计数器。
以下根据两个实施例来进一步描述本发明。在所属附图中：
图1是第一实施方式中的组合水表的纵截面图。
图2是在第二实施方式中的组合水表的纵截面图。
图3是从下游位置看过去的、在阀关闭时的换向阀的透视图。
图4示出了图3所示的A-A截面。
图5示出了在阀开启时的图4的截面。
图6示出了图3的细节B。
在图1中，以纵截面图示出了组合水表。它的外壳1具有用于与管路相连的入水口凸缘2和出水口凸缘3。经过主水表外壳1的水流向由箭头4表示。外壳1具有一个顶部开口5，通过一个外壳盖板6封闭这个开口。在此外壳盖板6上悬挂着一个主水表计量插入件7，其计量腔8对准了外壳1的给水通道9、10。给水通道9、10由一个在计量腔8壁上环行的外部双密封唇46不透水地分隔开。此双密封唇46在主水表计量插入件7移入外壳1中时密封地压靠在其内壁上。密封唇46和其大致位于主水表计量插入件7中央的布局与现有技术相比是新颖的。此实施方式具有的优点是对应于密封唇46的外壳1内壁不必被加工成密封面。
在计量腔8中，沃尔特曼叶轮11可转动地支承在位于其上游的且通过隔片13夹持的钟形套筒12和换向阀插入件14上。换向阀插入件14与主水表计量插入件7不透水地连接且和其组成一个单元。在换向阀插入件14中装有一个不属于现有技术的换向阀18。以下以实施例的方式来描述此换向阀的结构和功能。
换向阀插入件14由一个通流横截面成圆形的外壳19构成，在此外壳中形成了阀座20(见图4和图5)。另外，在外壳19直径中支承有转轴21，两个叶片22、23作为换向阀18封闭件地铰接在此转轴上。因此，叶片22、23配有孔22.1、22.2或23.1、23.2，转轴21穿入在这些孔中。如图3清楚所示的那样，在孔22.1、23.2和22.2、23.1之间露出了转轴21。在此区域内，一根预紧卷簧24安置在转轴21上，其簧端24.1、24.2压靠在叶片22、23上且在关闭方向上对所述叶片施加弹簧力。在这里，叶片22、23在小流量情况下位于阀座20上，在所述流量情况下不会开通主水表，如图4所示。为了确保叶片22、23密封地压靠在阀座20上，在叶片22、23上游侧设置了一个密封垫25，它在叶片22、23封闭的情况下被夹紧在叶片和阀座20之间。
密封垫25形状吻合地设置在叶片22、23上，叶片为此具有横梢26、27(见图4和图5)。密封垫在横梢26、27区域内开设有长孔28、29，所述长孔在一条假想线上垂直于转轴13地延伸。为了固定密封垫25，长孔28、29垂直其纵向延伸，从而它们经过横梢26、27的加宽头，密封垫25在经过所述加宽头后被锁定在这些横梢的后面。
在打开叶片22、23时，密封垫25绕转轴21或孔22.1、22.2、23.1、23.2弯曲。因而随之而来的是，密封垫25在阀关闭时所遮盖的表面扩大了。在将密封垫25牢固地固定在叶片22、23上时，这导致了密封垫25伸长。于是，密封垫25疲劳断裂只是时间问题。另外，流经主水表的水流量在这种情况下也克服了密封垫25作用于叶片22、23上的矫顽力。通过在其长孔28、29中引导密封垫25而避免了所述缺陷。它可以通过横梢26、27而经过导向地从叶片22、23边缘滑开，因此上述密封垫的伸展得到平衡。在图5中示出了在叶片22、23完全打开的特殊例子中的上述状态。
特别是可从图4中推导出，由两个叶片22和23、阀座20、转轴21、密封垫25和弹簧24构成的换向阀18在逆流情况下也非常适合作止回阀。为了保护在此情况下可能出现问题的转轴21区域(在此区域中存在受结构限制的缝隙)，一块隔片30沿逆流方向看过去地设置在转轴21后面，密封垫25压在此隔片上。在这里，它例如可以在水冲击的情况下不会受压而向后移动。在隔片30中嵌入了一个用于叶轮11的支承销47。
在叶片22、23打开时，预紧弹簧24被继续张紧，即随着叶片22、23开口角度的递增，卷簧24在关闭方向上作用于叶片22、23上的力矩增大了。这样的作用是不希望有的，因为为了获得较小的压力损失，应该尽可能地打开叶片22、23。因此，位于叶片22、23上的弹簧端24.1、24.2分别在一个槽31、32中受到引导。槽31、32被设计成径向延伸的且穿入叶片22或23的槽。另外，此槽的底部33相对叶片22、23表面有所降低。在从叶片23、22表面到槽底部33的过渡段内设有一个向内倾向转轴21的斜面34。这样的结构最好参见图6，它示出了在弹簧端24.2和槽31之间的配合结构。以下的实施方式与这种配合结构有关。弹簧端24.1和槽32与之相似地适用于此配合结构。
如图6所示，在叶片23关闭的情况下，弹簧端24.2支承在叶片表面上。如果现在获得确定流量，则叶片23打开。此时，弹簧24因一定的总流量而绕转轴21弯曲，即叶片23上的弹簧24长度缩短。弹簧端24.2由此伸向斜面34，随着叶片23逐渐打开，它在此斜面上一直沿流向反向向后滑动，直到滑动到槽底部33上为止。这样一来，在叶片23打开时逐渐增大的弹簧力缩小了。
叶轮11在其上游侧被密封地支承换向阀插入件14。由此且尤其是由于与现有技术相比较小的换向阀18占地要求，所以缩短了主水表计量插入件7和换向阀插入件14单元的结构长度。
在套筒12中装有一个本身已知的电扫描机构15，它通过电线16与安装在外壳盖板6上的电子计数器17连接。扫描机构15和电子计数器16属于现有技术，由于在这里与之有关地采用了现有技术，因此在此只对这些部件进行了描述。
由于电子扫描沃尔特曼叶轮11转数且由此引起地省去了机械传递部件，所以在主水表计量插入件7中，在外壳盖板6和计量腔8之间获得了空间，此空间可用于装配副水表35。其叶轮37(家用水表)支承在一个轴向垂直校准的衬套36内。叶轮转数同样是通过电子技术测得的。为此，为叶轮37配备了一个自身公知的电子扫描机构38。电线39从此扫描机构通向计数器17。计数器17不仅接收主水表的计量信号，也接收副水表的计量信号。它处理这两种信号并可以逐个显示或显示总值。
副水表35的衬套36安装在主水表计量插入件7的圆柱形分界壁40中，它的上部与盖板6不透水地连接且其下部与计量腔8壁41不透水地连接。在壁40以及衬套36中开设有用于使水流过副水表35的流入口42、43或流出口44、45。
上述副水表35在主水表计量插入件7中的布局有助于进一步使组合水表紧凑，所述组合水表按以下方式工作：
在临界流量下，换向阀18是关闭的且总水量流经在主水表计量腔8上方的区域。它经过开设于壁40中的开口42和开设于衬套36壁上的流入口43流向叶轮37，并随后通过在衬套36中的开口44和壁40中的开口45流向水表出口。超过临界流量时，换向阀18是开启的且大部分水流过计量腔8，而少量水仍然流经在副水表35上方的上述路径。
在图2中示出了另一个组合水表实施例。悬挂在外壳盖板6上的且由带有一体型副水表35的主水表计量插入件7和换向阀插入件14构成的标准组件在结构和功能方面与上述实施例完全一样，此标准组件可以作为一个单元被装入外壳1中或再从中取出。它构成了一个可自身校准或得到认定的且实际上可被装入具有任何结构的外壳中的独立单元。
与第一实施例的组合水表的唯一不同之处在于，外壳中间段一直移到入水口凸缘2和出水口凸缘3的底边。这样的结构具有重要的优点，即组合水表的结构高度大幅度减小，当与图1、2所示结构对比时，这是很明显的。但也由此造成给水通道9、10倾斜地流向计量腔8，或者从计量腔中流出。与直线流动通路相比，经过外壳的流动通路造成较高的压力损失，但这种压力损失是能够承担得起的，这是因为换向阀18自身只引起小压力损失。在利用常见的换向阀时，这样的流动通路因占地要求和压力损失是不可取的。

Claims (7)

1.一种组合水表，它具有一个其中可转动地支承有一个叶轮的主水表计量插入件、一个与主水表插入件不透水地连接的且在流动方向上位于其后方的换向阀插入件，其中主水表计量插入件和换向阀插入件悬挂地安装在一个水表外壳该板上，此盖板封闭了外壳上开口，
其特征在于，叶轮(11)象已知的那样在其位于上游的那一侧支承在一个固定在隔片(13)上的套筒(12)中；在套筒(12)空腔中装有一个本身公知的且用于测得叶轮(11)转数的电子扫描机构(15)，此扫描机构通过电线(16)与电子计数器(17)相连；叶轮(11)在其位于下游的那一侧支承在换向阀插入件(14)上，此换向阀插入件代替现有技术中作为轴支承部位的套筒。
2.一种具有一个装在换向阀插入件中的换向阀的组合水表，利用弹簧对换向阀的封闭件逆流加载且该封闭件在关闭位置上压靠在一个阀座上，其特征在于，此封闭件被设计成分体舌瓣，它的两个叶片(22，23)在一个位于其划分面内的转轴(21)上铰接，其中舌瓣在位于上游的那一侧且至少在一个具有受结构限制的缝隙的转轴(21)区域内被一个密封垫(26)盖住了。
3.如权利要求1或2所述的组合水表，其特征在于，副水表(35)在主水表计量腔(8)上方与主水表计量插入件(7)装配成一个整体。
4.如权利要求2和3所述的组合水表，其特征在于，水表外壳(1)中的给水通道(9，10)由入水口凸缘(2)以及出水口凸缘(3)起一直向下倾斜地通向主水表计量插入件(7)的计量腔(8)。
5.如权利要求1或2所述的组合水表，其特征在于，副水表(35)在主水表计量腔(8)下方与向下加长的主水表计量插入件(7)装配成一个整体。
6.如权利要求3、4或5所述的组合水表，其特征在于，同样给副水表(35)配备了一个本身公知的且用于测得其转数的电子扫描机构(38)，电线(39)从此扫描机构通向电子计数器(17)。
7.如权利要求6所述的组合水表，其特征在于，电子计数器(17)逐个显示主水表测量值及副水表(35)测量值和/或显示总值。
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