CN1289897C - 水表的流量测量机构 - Google Patents

Abstract

一种水表的流量测量机构，它包括有其上部有出水口的测量腔和在该测量腔内的翼轮，有若干个把水流引向翼轮的导流孔与测量腔相通。各导流孔以翼轮轮轴为中心、环形均布在测量腔的底部，每一导流孔均朝相同的圆周方向倾斜。这些导流孔的另一端与一个集水室相通，该集水室的进水口在集水室下部、并与所述翼轮同轴。另外，在集水室的进水口之上盖有一止回盘，在测量腔的侧壁上有一个或四个小导流孔，该小导流孔的另一端与一个和所述集水室隔开的小集水室相通。装配了本发明的流量测量机构水表，其计量性能稳定，测量机构的耐磨性得到了改善。提高了水表的灵敏度，延长其使用寿命。

Description

水表的流量测量机构

技术领域

本发明属于水流量计量领域，尤其涉及管径为25mm(1″)及其以下的水表。

背景技术

目前，城乡居民的生活用水计量的水表，一般采用DN 25mm(1″)以下的水表。在一些特殊的场合，如：直饮水也用到了更小的水表。它们中的大多数是采用旋翼式水表。该水表的结构是，在水表壳体内的上部安装显示累计流量的计量机构，在其下部安装旋翼式测量机构。该测量机构包括有测量腔和在该测量腔内测量水流量的翼轮。该翼轮有若干片均布的、各片的受力面均与该翼轮的轴线平行的叶片；在该翼轮轮轴的上部有与计量机构联接的传动齿轮。测量腔的腔壁上有若干个导流孔，从导流孔中引导来的水流呈圆周的切向方向冲在叶片的受力面上、以驱动翼轮旋转；翼轮轮轴上部的传动齿轮驱动计量机构计量。问题是：在现有的这些水表中，从水表进水口流进的水是沿着与翼轮轮轴垂直的方向朝导流孔流过来的。也就是说，距水表进水口近的导流孔引导的水流流速快、动压压力大，而离进水口远的导流孔引导的水流流速慢、动压压力小。这样，对翼轮来说，它除受到驱动其旋转的切向力外，还受到了一个迫使它偏离轴心的径向力。于是，摩擦阻力增大，水表的灵敏度不高；对翼轮轮轴的支承还造成单边磨损，磨损后其灵敏度又进一步下降。例如：现有的DN15水表，在8L/h以下时就基本不能转动；也就是说表后的管路或水龙头的跑，冒，滴，漏无法计量，使水资源白白流失。

发明内容

本发明的目的是，改善流量测量机构中的翼轮轴承与其支承间的耐磨条件，提高了水表的灵敏度，延长其使用寿命。

实现所述目的的一种水表的流量测量机构的方案之一是，它包括有其上部有出水口的测量腔和在该测量腔内的翼轮，有若干个把水流引向翼轮的导流孔与测量腔相通。从导流孔引入测量腔的水流冲击翼轮上的叶片、以驱使翼轮旋转。众所周知，该导流孔引导水流的方向是不与翼轮轮轴正交的，所有叶片式水表的导流孔均是如此，本发明也不例外。否则，翼轮不可能按测量的需要来旋转。当然，翼轮轮轴的上部还有驱动水表的计量机构来计量的传动齿轮。其改进之处是，导流孔有六至十四个，这些导流孔以翼轮轮轴为中心、环形均布在测量腔的底部，每一导流孔均朝相同的圆周方向倾斜，其倾斜方向与翼轮轮轴间的夹角在30°～60°之间。也就是说，从导流孔引来的水流除与现有技术一样、冲击叶片使翼轮旋转(显然，这是主要的)外，还有一轴向分力把翼轮往上推。这些导流孔的另一端与一个集水室相通，该集水室的进水口在集水室下部、并与所述翼轮同轴，这集水室进水口与水表的进水口联通。所述翼轮叶片受冲击的面是平面，该平面与翼轮的轮轴平行。

实现所述目的的一种水表的流量测量机构的方案之二，与上述的方案大部分相同。不同的方面是，其中的翼轮叶片受冲击的面虽也是平面，但该平面与翼轮的轮轴间有对该翼轮产生向上的轴向分力的夹角，该夹角在5°～20°之间。

本发明的进一步改进是，在所述集水室内的进水口之上盖有一止回盘，在该止回盘的周边外有对其导向的三至八条均布的筋板；在测量腔的侧壁圆周上有一个或均布的四个其位置比测量腔出水口低、比所述导流孔高的把水流引向翼轮的小导流孔，该小导流孔的另一端与一个和所述集水室隔开的小集水室相通，该小集水室有与水表的进水口联通的滤网型进水口。披露至此，本领域的技术人员完全能够看出：小导流孔和小集水室中的“小”字，是相对于前述的导流孔和集水室而言的，除便于从字面上把它们区别开外，小导流孔起到对小流量水流进行计量的作用。

现结合本发明在水表中的实际测量过程，来介绍它的优越性：当正常使用的水量流到集水室的进水口时，由于水流的压力足够大，盖在该进水口上部的止回盘被向上顶开，由于集水室进水口与翼轮同轴、且导流孔以翼轮轮轴为中心环形均布，所以，通过导流孔进入测量腔、冲击翼轮叶片的水流的径向合力为零。换言之，驱动翼轮旋转的是纯粹的力偶，没有现有技术中的那种使翼轮轮轴偏离轴心的径向力。进一步讲，从导流孔引来的水流除冲击翼轮上的叶片使翼轮旋转外，还有一轴向分力把翼轮往上推。这样，翼轮轴承与其下支承相对的端面间的正压力就大大减小了，其间的摩擦力自然也大大地减小了。综合上述效果的结果是，在测量水量的全部过程中，翼轮轴承与其支承之间的摩擦力减小，它与翼轮轮轴间的摩擦阻力也不大。所以，本发明就有了比现有水表的测量机构高得多的灵敏度。当水量小到不能顶开止回盘时，所有的水流就从小集水室的进水口流进，通过小导流孔的引导来冲击翼轮叶片。由于该小导流孔的数量少、通流面积小，于是，当水流从中通过时，动压有所增大，又可以冲击翼轮旋转，对较小水量进行计量，在微小流量时仍有极好的灵敏度。尤其是在正常使用水量的情况下，翼轮轴承与支承磨损很小，所以，其使用寿命得以延长。另外，由于本发明单独地设计了集水室，而这集水室与铸造的水表壳体相比较，其容积的几何尺寸精度更容易保证，所以，在装配有本发明的测量机构的水表，不受铸造壳体内部的几何尺寸变化而影响计量误差，其计量性能较为稳定，为生产厂家提高生产率创造了有利条件。

下面再结合实施例和附图，对本发明作进一步的说明。

附图说明

图1——本发明中的一种结构安装在水表中的总装图。图中的止回盘为顶开状态，即对正常使用的水流进行测量的状态(图中箭头为水流方向)。

图2——图1中本发明的流量测量机构结构图。图中的止回盘为关闭状态，即对小水流进行测量的状态(图中箭头为水流方向)。

图3——图2的A-A向剖视图(去翼轮)。

图4——图2的B-B向剖视图(去止回盘)。

图5——图3的C-C向剖视图。

图6——本发明的另一种流量测量机构中的翼轮。

图7——图6的俯视图

具体实施方式

实施例1(结合图1～5)

一种水表的流量测量机构，它包括有其上部有出水口11的测量腔1和在该测量腔1内的翼轮，有若干个把水流引向翼轮的导流孔12与测量腔1相通。本机构安装在水表壳体内的下部，其测量腔1的出水口11与水表的出水口相通；在水表壳体内的上部安装显示累计流量的计量机构。在翼轮轮轴的上部有与计量机构联接、驱动其计量的传动齿轮。在本例机构中，翼轮2a叶片21a受冲击的面是平面，该平面与翼轮2a的轮轴平行。导流孔12有六至十四个。这些导流孔12以翼轮轮轴为中心、环形均布在测量腔1的底部，每一导流孔12均朝相同的圆周方向倾斜，其倾斜方向与翼轮轮轴间的夹角在30°～60°之间。本领域的技术人员从“发明内容”部分的披露并结合一般的常识，可以知道导流孔12的数量和所述的倾斜夹角还需结合水表的规格大小，应用场合和其他的结构参数确定。在普通的生活供水的情况下，用本发明的特征结构改造现有的DN15的水表：其导流孔12的数量取八个，其倾斜夹角一般取45°。这些导流孔12的另一端与一个集水室3相通，该集水室3的进水口在集水室3下部、并与所述翼轮同轴。这集水室3进水口与水表的进水口联通。在集水室3进水口的进口处有滤网31，或者说该进水口是滤网型的进水口。

实施例2(参考图1～5、结合图6、7)

本例与实施例1的结构基本相同，故相同部分不再赘述。与实施例1不同的结构有一处，即：所述翼轮2b叶片21b受冲击的面也是平面，但该平面与翼轮2b的轮轴间有对该翼轮2b产生向上的轴向分力的夹角，该夹角在5°～20°之间。显然，该夹角仍需要结合其他的条件确定，本例取10°。在其他条件和结构均相同的情况下，本例的机构是装配在要求轴向分力比实施例1还要大的水表中。

上述各例中的技术特征在改善翼轮轴承与其支承之间的耐磨条件，提高水表的灵敏度方面起到了重要作用。

为在更小流量的情况下也能进行测量、并测量得比较准确，在上述两例的基础上，再增加如下的特征结构：在所述集水室3内的进水口之上盖有一止回盘4，在该止回盘4的周边外有对其导向的三至八条均布的筋板34(本例为八条筋板34)；在测量腔1的侧壁圆周上有一个或均布的四个其位置比测量腔出水口11低、比所述导流孔12高的把水流引向翼轮的小导流孔13，该小导流孔13的另一端与一个和所述集水室3隔开的小集水室5相通，该小集水室5有与水表的进水口联通的滤网型进水口51。显然，止回盘4的自重与从集水室3的进水口流进的水流有关，当水流量减小不能测量时，止回盘4就能自动回落关闭，以让该小流量的水流通过小导流孔13来增加动压。小导流孔13的数量仍需根据水表规格的大小和其他条件确定，对改造DN15的水表来讲，可以取一个。

Claims (3)

1、一种水表的流量测量机构，它包括有其上部有出水口(11)的测量腔(1)和在该测量腔(1)内的翼轮，有若干个把水流引向翼轮的导流孔(12)与测量腔(1)相通，其特征在于，所述导流孔(12)有六至十四个，这些导流孔(12)以翼轮轮轴为中心、环形均布在测量腔(1)的底部，每一导流孔(12)均朝相同的圆周方向倾斜，其倾斜方向与翼轮轮轴间的夹角在30°～60°之间；这些导流孔(12)的另一端与一个集水室(3)相通，该集水室(3)的进水口在集水室(3)下部、并与所述翼轮同轴，这集水室(3)进水口与水表的进水口联通；所述翼轮(2a)叶片(21a)受冲击的面是平面，该平面与翼轮(2a)的轮轴平行。

2、一种水表的流量测量机构，它包括有其上部有出水口(11)的测量腔(1)和在该测量腔(1)内的翼轮，有若干个把水流引向翼轮的导流孔(12)与测量腔(1)相通，其特征在于，所述导流孔(12)有六至十四个，这些导流孔(12)以翼轮轮轴为中心、环形均布在测量腔(1)的底部，每一导流孔(12)均朝相同的圆周方向倾斜，其倾斜方向与翼轮轮轴间的夹角在30°～60°之间；这些导流孔(12)的另一端与一个集水室(3)相通，该集水室(3)的进水口在集水室(3)下部、并与所述翼轮同轴，这集水室(3)进水口与水表的进水口联通；所述翼轮(2b)叶片(21b)受冲击的面是平面，该平面与翼轮(2b)的轮轴间有对该翼轮(2b)产生向上的轴向分力的夹角，该夹角在5°～20°之间。

3、根据权利要求1至2中之一所述水表的流量测量机构，其特征在于，在所述集水室(3)内的进水口之上盖有一止回盘(4)，在该止回盘(4)的周边外有对其导向的三至八条均布的筋板(34)；在测量腔(1)的侧壁圆周上有一个或均布的四个其位置比测量腔出水口(11)低、比所述导流孔(12)高的把水流引向翼轮的小导流孔(13)，该小导流孔(13)的另一端与一个和所述集水室(3)隔开的小集水室(5)相通，该小集水室(5)有与水表的进水口联通的滤网型进水口(51)。

Images