-
Die
vorliegende Erfindung betrifft einen Messeinsatz gemäß dem Oberbegriff
des Patentanspruchs 1 sowie einem Flüssigkeitszähler unter Verwendung des erfindungsgemäßen Messeinsatzes.
-
Ein
Flüssigkeitszähler, der
die durch ihn durchfließende
Flüssigkeitsmenge
(z.B. Wassermenge) erfasst, kann in der sogenannten Messkapselausführung gestaltet
sein. Die Messkapsel umfasst einen Messeinsatz, durch den die Flüssigkeit strömt sowie
ein Zählwerk.
Der Messeinsatz ist mit einem Anschlussgehäuse und ggf. einem Adapter verbindbar,
die im Feld, z.B. in einem Gebäude,
eingebaut sind. Üblicherweise
umfasst der Messeinsatz einen Messkammerdeckel sowie einen Kanalring,
die den Messraum festlegen. Im Messraum ist ein Flügelrad angeordnet,
das durch das strömende
Medium in Rotation versetzt wird. Das Zählwerk nimmt über eine
geeignete Kopplung die Umdrehungen des Flügelrads auf und zeigt über eine Übersetzung
die durchgeflossene Flüssigkeitsmenge
an. An der Außenseite
des Messraums ist ein umlaufender Strömungskanal vorgesehen, von
dem aus das einströmende
Medium durch eine Mehrzahl von Einlasskanälen in den Messraum eintritt
und dort das Flügelrad in
Bewegung versetzt. Vom Anschlussgehäuse bzw. dem Adapter aus gelangt
die Flüssigkeit
durch siebartige Einlassöffnungen
am Kanalring in den Strömungskanal.
Für die
Messkapselsysteme gibt es viele verschiedene Anschlussgehäuse und
Adapter, wodurch das Problem besteht, dass viele unterschiedliche
Anströmgeometrien
und Anströmverhältnisse entstehen.
Die Fehlerquoten der Messkapselzähler müssen aber
in allen Gehäusen
innerhalb eines gesetzlich erlaubten Fehlerbandes liegen.
-
Die
Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht daher darin, einen neuartigen
Messeinsatz zur Verfügung
zu stellen, welcher es erlaubt, dass gleiche Strö mungsverhältnisse vor dem Eintritt des
Wassers in die Eingangskanäle
geschaffen werden.
-
Die
vorliegende Aufgabe wird bei dem gattungsgemäßen Messeinsatz dadurch gelöst, dass
im Bereich der Einlassöffnung
an der Außenseite
des Kanalrings mindestens ein Strömungsleitelement vorgesehen
ist und/oder im Strömungskanal
vor dem Einlasskanal mindestens ein inneres Strömungsleitelement angeordnet
ist. Mittels der Strömungsleitelemente
an der Außenseite
des Kanalrings werden gleiche Strömungsverhältnisse geschaffen, unabhängig von
der Ausbildung des Anschlussgehäuses oder
des Adapters. Das strömende
Medium wird stets in der gleichen Weise geführt. Durch die alternative
oder zusätzliche
Anordnung der inneren Strömungsleitelemente
im Strömungskanal
erfolgt auch hier oder zusätzlich
eine Ausrichtung der Strömung, bevor
diese durch den Einlasskanal eintritt und das Flügelrad antreibt.
-
Weitere
Vorteile der Strömungsleitelemente liegen
darin, dass die Messgenauigkeit gegenüber der Einbausituation (horizontal,
vertikal rechts, vertikal links, Steig- oder Fallrohr) unabhängig ist.
Die Messgenauigkeit wird auch unabhängig gegenüber Störkörpern vor dem Zähler, wie
z.B. Sieben, Blenden, Krümmern,
Verschraubungen usw.. Durch die Strömungsführung wird außerdem die
Flüssigkeitsströmung kontrolliert,
so dass weniger Verwirbelungen entstehen, womit ein geringerer Druckverlust verbunden
ist. Die Folge des geringeren Druckverlustes ist wiederum die Erhöhung der
Messgenauigkeit. Durch die Strömungsführung erfolgt
außerdem eine
Geräuschminimierung.
Ein weiterer Vorteil ist, dass der Zähler, also das Flügelrad,
durch die Strömungsführung besser
anläuft.
-
Vorteilhafterweise
sind eine Mehrzahl von Strömungsleitelementen
gleichmäßig am Umfang des
Kanalrings verteilt angeordnet. Die Strömungsleitelemente sind dabei
der Positionierung der ebenfalls um den Umfang des Kanalrings gleichmäßig verteilten
Einlassöffnungen
angepasst. Die Einlassöffnungen
können
in etwa wie ein ringförmiges
Sieb am Kanalring angeordnet sein. Damit liegen am gesamten Kanalring
die gleichen Strömungsverhältnisse vor.
-
Die
Strömungsleitelemente
können
in Form von Rippen ausgebildet sein, die am Kanalring z.B. angeformt
sind. Bei dem Kanalring kann es sich um ein Kunststoff-Spritzgussteil
handeln, so dass die Rippen schon bei seiner Herstellung mit angeformt werden.
Die Rippen können
dabei direkt bis an die Einlassöffnungen
heranreichen. Insbesondere können
zwischen den Rippen als auch am oberen Ende der Rippen jeweils Einlassöffnungen
vorgesehen sein.
-
Die
Strömungsleitelemente
können
im Wesentlichen senkrecht zum Umfang des Kanalrings angeordnet sein
und damit die Strömung
auch direkt in den Strömungskanal
leiten.
-
Die
Strömungsleitelemente
können
aber auch schräg
verlaufend am Kanalring angeordnet sein, so dass die Strömung bereits
außerhalb
des Kanalrings in eine bestimmte Richtung geleitet wird, die dann
innerhalb des Kanalrings durch die Einlasskanäle zum Flügelrad weitergeführt wird.
Dabei stimmen also die Orientierung der schräg verlaufenden Strömungsleitelemente
mit der Orientierung der Einlasskanäle im Wesentlichen überein.
-
Die
Strömungsleitelemente
können
auch wendelförmig
am Kanalring angeordnet sein und damit einen optimalen Strömungsverlauf
vorgeben.
-
Die
Strömungsleitelemente
können
der Außenkontur
des Kanalrings angepasst sein, wodurch eine eventuelle Wirbelbildung
in diesen Bereichen verhindert wird.
-
Vorteilhafterweise
können
sich die Strömungsleitelemente
im Wesentlichen bis zum unteren Rand des Kanalrings erstrecken,
so dass der zur Verfügung
stehende Platz optimal ausgenutzt wird und damit die Flüssigkeit über einen
größt möglichen
Bereich geführt
wird.
-
Der
untere Abschnitt des Kanalrings kann zum unteren Rand hin konisch
nach innen verlaufen, wobei die Strömungsleitelemente nach unten
entsprechend stärker
werden, d.h. entsprechend mehr vom Kanalring abstehen. Auch diese
Konstruktion kann von Vorteil sein, um eine optimale Strömungsführung zu
bewirken.
-
Vorteilhafterweise
kann die Breite der Strömungsleitelemente
in Richtung Einlassöffnungen
zunehmen, so dass die ankommende Strömung zunehmend bis zu den Einlassöffnungen
geführt
wird.
-
Zweckmäßigerweise
können
die inneren Strömungsleitelemente
im Querschnitt oval oder ellipsenförmig ausgebildet sein. Dabei
sind sie mit ihrer schmalen Seite in Strömungsrichtung orientiert, so dass
das einströmende
Medium stromlinienförmig um
die Strömungsleitelemente
herumgeführt
wird.
-
Die
vorliegende Erfindung betrifft darüber hinaus nebengeordnet auch
einen Flüssigkeitszähler mit
einem Messeinsatz und einem Zählwerk
zur Verbindung mit einem Anschlussgehäuse in einem Flüssigkeitsnetz,
welcher einen Messeinsatz nach einem der Ansprüche 1 – 11 umfasst.
-
Zweckmäßige Ausgestaltungen
der vorliegenden Erfindung werden anhand der Zeichnungsfiguren näher erläutert. Diese
zeigen:
-
1:
eine Seitendarstellung eines Messeinsatzes gemäß der vorliegenden Erfindung;
-
2:
eine perspektivische Darstellung des Messeinsatzes gemäß 1,
teilweise aufgebrochen;
-
3:
eine Seitendarstellung einer weiteren Ausführungsvariante des Messeinsatzes;
-
4:
eine Seitendarstellung einer weiteren Ausführungsvariante des Messeinsatzes;
-
5:
eine Seitendarstellung einer weiteren Ausführungsvariante des Messeinsatzes;
-
6:
eine perspektivische Darstellung des Messeinsatzes gemäß 5,
teilweise aufgebrochen;
-
7:
eine Seitendarstellung einer weiteren Ausführungsvariante des Messeinsatzes
sowie
-
8:
eine perspektivische Innenansicht des Kanalrings.
-
Bezugsziffer 1 kennzeichnet
den Messeinsatz in den 1 – 7 in seiner
Gesamtheit. Der Messeinsatz 1 ist Bestandteil eines Flüssigkeitszählers, der
mit einem Anschlussgehäuse
und evtl. noch einem Adapter eines Flüssigkeitsnetzes verbunden wird.
In Betrieb strömt
Flüssigkeit
(z.B. Wasser) über den
Einlass vom jeweiligen Anschlussgehäuse oder Adapter ringförmig durch
die siebartigen Einlassöffnungen 2 des
Messeinsatzes 1 bis hin zum Flügelrad, versetzt dieses in
Rotation und gelangt dann in den Auslass des Anschlussgehäuses. Ein
Zählwerk nimmt über eine
Kopplung die Umdrehungen des Flügelrades
auf und zeigt über
eine Übersetzung
die durchgeflossene Flüssigkeits-
bzw. Wassermenge an.
-
Der
Messeinsatz 1 umfasst einen Messkammerdeckel 4 sowie
einen Kanalring 5, die den Messraum 6 festlegen.
Der Messkammerdeckel 4 weist ein Gewinde 3 auf,
mit welchem der Messkammerdeckel 4 in das Anschlussgehäuse bzw.
den Adapter einschraubbar ist. Im Messraum 6 ist das (nicht
zeichnerisch dargestellte) Flügelrad
angeordnet. An der Außenseite
des Messraums 6 ist ein umlaufender Strömungskanal 7 vorgesehen.
Von dort aus gelangt die Strömung über eine Mehrzahl
von Einlasskanälen 8 in
den Messraum 6. Die Einlassöffnungen 2 sind wie
ein ringförmiges
Sieb um den Kanalring 5 angeordnet.
-
Im
Bereich der Einlassöffnungen 2 an
der Außenseite
des Kanalrings 5 sind eine Mehrzahl von Strömungsleitelementen 9 vorgesehen.
Außerdem sind
im Strömungskanal 7 vor
den Einlasskanälen 8 innere
Strömungsleitelemente 10 angeordnet.
Die Strömungsleitelemente 9, 10 dienen
der Schaffung gleicher Strömungsverhältnisse
gegenüber
unterschiedlichen Anschlussgehäusen
oder Adaptern, gegenüber
unterschiedlichen Einbausituationen sowie gegenüber Störkörpern vor dem Zähler, wie
z.B. Siebe, Blenden oder Verschraubungen. Durch diese Strömungsrichtung
und Strömungsführung wird
der Druckverlust geringer und damit die Messgenauigkeit erhöht.
-
Die
Strömungsleitelemente 9 sind
gleichmäßig am Umfang
des Kanalrings 5 verteilt, so dass um den gesamten Umfang
sowie an allen Einlassöffnungen 2 und
Einlasskanälen 8 gleiche
Strömungsverhältnisse
vorliegen.
-
Wie
aus den Zeichnungsfiguren 1 – 7 hervorgeht, sind
die Strömungsleitelemente 9 in
Form von Rippen ausgebildet.
-
Bei
den Ausführungsvarianten
gemäß den 3 und 4 sind
die Strömungsleitelemente 9 im
wesentlichen senkrecht zum Umfang des Kanalrings 5 angeordnet.
Je nach Anforderung können
die Rippen länger
(3) oder kürzer
( 4) sein. In beiden Fällen wird die ankommende Strömung direkt nach
oben in Richtung Einlassöffnungen 2 geleitet.
-
Bei
den Ausführungsvarianten
gemäß der 1, 2, 5 und 6 sind
die Strömungsleitelemente 9 schräg verlaufend
am Kanalring 5 angeordnet, so dass die Strömung sogleich
entsprechend der Strömungsrichtung
im Inneren des Kanalrings 5 eingeleitet wird, wodurch ggf.
noch geringere Druckverluste auftreten.
-
Eine
weitere vorteilhafte Ausführungsvariante
ist in den 5 und 6 dargestellt,
wo die Strömungsleitelemente 9 wendelförmig am
Kanalring 5 angeordnet sind. Ein optimaler Strömungsverlauf wird
damit realisiert.
-
Die
Strömungsleitelemente 9 können der
Außenkontur
des Kanalrings (5) angepasst sein, wie dies in den 5, 6 und 7 dargestellt
ist.
-
Die
Strömungsleitelemente 9 erstrecken
sich bei allen Ausführungsvarianten,
bis auf 4, im Wesentlichen bis zum unteren
Rand 11 des Kanalrings 5, womit der zur Verfügung stehende
Platz optimal ausgenutzt wird und die Flüssigkeit über einen großen Bereich
geführt
wird.
-
Der
untere Abschnitt des Kanalrings 5 verläuft zum unteren Rand 11 hin
konisch nach innen, wobei die Strömungsleitelemente 9 nach
unten entsprechend stärker
werden (siehe 3 und 1). Durch
diese Ausführungsvarianten
kann sogleich mehr Flüssigkeit
vom unteren Rand 11 ausgehend in eine bestimmte Richtung
geführt
werden.
-
Die
Breite der Strömungsleitelemente 9 kann in
Richtung Einlassöffnungen 2 zunehmen,
so dass die Flüssigkeit
zunehmend bis zu den Einlassöffnungen 2 geführt wird.
Diese Variante ist in den Zeichnungsfiguren jedoch nicht dargestellt.
-
Die
inneren Strömungsleitelemente 10,
die in den 6 und 7 zu erkennen
sind, sind im Querschnitt oval oder ellipsenförmig ausgebildet, um eine stromlinienförmige Führung der
Flüssigkeit
und Vermeidung weiterer Wirbelbildung zu bewirken.
-
- 1
- Messeinsatz
- 2
- Einlassöffnung
- 3
- Gewinde
- 4
- Messkammerdeckel
- 5
- Kanalring
- 6
- Messraum
- 7
- Strömungskanal
- 8
- Einlasskanal
- 9
- Strömungsleitelement
- 10
- inneres
Strömungsleitelement
- 11
- unterer
Rand