DE102017002378B4 - fluid meter - Google Patents
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Abstract
Fluidzähler, umfassend ein Gehäuse (2) mit einem Fluideinlass (3) und einem Fluidauslass (4) sowie einem im Gehäuse (2) angeordneten drehbaren Flügelrad (5), das durch das über den Fluideinlass (3) zuströmende Fluid in Drehung versetzbar ist, wobei dem Flügelrad (5) ein die Strömung des Fluids beeinflussender Strömungsgleichrichter (8) umfassend mehrere sich axial erstreckende Stege (9, 12, 20), über die vom Fluid durchströmbare Öffnungen (14, 23) begrenzt sind, und von denen zumindest ein Teil nicht parallel zur Strömungsrichtung des Fluids stehende Stegflächen (13, 21) aufweisen, vorgeschaltet ist, dadurch gekennzeichnet, dass- der Strömungsgleichrichter (8) einen Außenring aufweist, dessen Ringquerschnitt über die Stege (9, 12) unter Bildung der Öffnungen unterteilt ist, oder dass der Strömungsgleichrichter (8) lediglich aus sich kreuzenden Stegen (9, 12) besteht, wobeizwei voneinander beabstandete Strömungsgleichrichter (8), die über einen Verbindungsabschnitt (15) miteinander verbunden sind, im Bereich des Fluideinlasses (3) oder in einem dem Fluideinlass (3) folgenden Einlasskanal angeordnet sind oder- der Strömungsgleichrichter (8) einen Außenring und einen Innenring oder einen oberen und einen unteren Ring (18, 19) aufweist, wobei der Querschnitt zwischen dem Außen- und dem Innenring oder dem oberen und dem unteren Ring (18, 19) über die Stege (20) unter Bildung der Öffnungen (23) unterteilt ist, wobeider Strömungsgleichrichter (8) an einem im Innern des Gehäuses (2) vorgesehenen zylindrischen Halteabschnitt, auf dem der Strömungsgleichrichter (8) aufgeschoben ist, angeordnet ist, dem das Flügelrad (5) nachgeschaltet ist.Fluid meter, comprising a housing (2) with a fluid inlet (3) and a fluid outlet (4) and a rotatable impeller (5) arranged in the housing (2) which can be set in rotation by the fluid flowing in via the fluid inlet (3), the impeller (5) having a flow straightener (8) influencing the flow of the fluid, comprising a plurality of axially extending webs (9, 12, 20) via which the openings (14, 23) through which the fluid can flow are delimited, and of which at least a part have web surfaces (13, 21) that are not parallel to the direction of flow of the fluid, characterized in that the flow straightener (8) has an outer ring whose annular cross-section is divided by the webs (9, 12) to form the openings, or that the flow straightener (8) merely consists of intersecting webs (9, 12), with two spaced-apart flow straighteners (8) which are connected to one another via a connecting section (15). and are arranged in the area of the fluid inlet (3) or in an inlet channel following the fluid inlet (3), or- the flow straightener (8) has an outer ring and an inner ring or an upper and a lower ring (18, 19), wherein the cross-section between the outer and inner rings or the upper and lower rings (18, 19) via the webs (20) to form the openings (23), the flow straightener (8) on an inside of the housing (2) provided cylindrical holding section, on which the flow straightener (8) is pushed, is arranged, which is followed by the impeller (5).
Description
Die Erfindung betrifft einen Fluidzähler, umfassend ein Gehäuse mit einem Fluideinlass und einem Fluidauslass sowie einem im Gehäuse angeordneten drehbaren Flügelrad, das durch das über den Fluideinlass zuströmende Fluid in Drehung versetzbar ist.The invention relates to a fluid meter, comprising a housing with a fluid inlet and a fluid outlet as well as a rotatable impeller arranged in the housing, which can be set in rotation by the fluid flowing in via the fluid inlet.
Derartige Fluidzähler dienen der Erfassung von Messwerten in Bezug auf das durchströmende Fluid, beispielsweise um die durchströmende Menge zu erfassen. Ein prominentes Beispiel ist ein Wasserzähler. Der in Rede stehende Fluidzähler weist zur Messwerterfassung ein Flügelrad auf, das über das durchströmende Fluid in Drehung versetzt wird. Über eine zugeordnete Mess- und Auswerteelektronik werden die Raddrehungen erfasst und davon abgeleitet der oder die entsprechenden Messwerte, beispielsweise wie beschrieben der Durchfluss, ermittelt. Solche Flügelradzähler sind in unterschiedlichen Ausgestaltungen bekannt, beispielsweise als Einstrahlzähler, als Mehrstrahlzähler, als Messkapselzähler, als Woltman-Zähler oder als Verbundzähler.Fluid counters of this type are used to record measured values in relation to the fluid flowing through, for example in order to record the quantity flowing through. A prominent example is a water meter. The fluid meter in question has an impeller wheel for measured value acquisition, which is set in rotation by the fluid flowing through. The wheel rotations are recorded by means of assigned measurement and evaluation electronics and, derived from this, the corresponding measurement value or values, for example the flow rate as described, are determined. Such impeller meters are known in various configurations, for example as single-jet meters, as multi-jet meters, as measuring capsule meters, as Woltman meters or as composite meters.
Ein wesentliches Qualitätskriterium eines solchen Zählers ist die Messgenauigkeit respektive Prozessstabilität. Ein dieses Kriterium beeinflussender Parameter ist das Strömungsprofil, das von einer Reihe von Parametern abhängt. Zum einen von der Gehäusegeometrie insbesondere im Zulaufbereich, darüber hinaus von der Temperatur des Fluids, dem Fluiddruck und Ähnlichem. Oft bildet sich ein Strömungsprofil mit wandseitig gegebener laminarer Strömung und einem turbulenten Strömungsanteil im Volumen aus, das jedoch über den gesamten Messbereich nicht konstant ist, so dass es zu Streuungen in der Messgenauigkeit kommt.An essential quality criterion of such a meter is the measurement accuracy and process stability. A parameter influencing this criterion is the flow profile, which depends on a number of parameters. On the one hand by the geometry of the housing, especially in the inlet area, and on the other by the temperature of the fluid, the fluid pressure and the like. A flow profile with laminar flow on the wall side and a turbulent flow component in the volume is often formed, which is not constant over the entire measuring range, so that there are scatters in the measuring accuracy.
Es ist bekannt, im Bereich des Fluideinlasses ein dünnes Sieb vorzusehen, das primär dem Auffangen von Schmutzpartikeln dient. Eine Integration eines solchen dünnen Siebes, das üblicherweise eine Dicke von ca. 1 mm aufweist, ist trotz des hohen Druckverlustes im Einlassbereich noch vertretbar, da aufgrund der geringen Dicke des Siebes der Druckverlust nicht nennenswert erhöht wird. Irgendeinen nennenswerten Einfluss auf das Strömungsprofil im nachgeschalteten Flussbereich, insbesondere im Bereich zum Flügelrad hin, hat ein solches Sieb jedoch nicht.It is known to provide a thin screen in the area of the fluid inlet, which primarily serves to collect dirt particles. An integration of such a thin screen, which usually has a thickness of about 1 mm, is still justifiable despite the high pressure loss in the inlet area, since the pressure loss is not appreciably increased due to the small thickness of the screen. However, such a screen does not have any appreciable influence on the flow profile in the downstream flow area, in particular in the area towards the impeller.
In der
Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, einen Fluidzähler anzugeben, der demgegenüber verbessert ist und der eine verbesserte Messgenauigkeit zeigt.The invention is based on the problem of specifying a fluid meter which is improved in comparison and which exhibits improved measuring accuracy.
Zur Lösung dieses Problems ist bei einem Fluidzähler der eingangs genannten Art erfindungsgemäß vorgesehen, dass dem Flügelrad ein die Strömung des Fluids beeinflussender Strömungsgleichrichter umfassend mehrere sich axial erstreckende Stege, über die vom Fluid durchströmbare Öffnungen begrenzt sind, und von denen zumindest ein Teil nicht parallel zur Strömungsrichtung des Fluids stehende Stegflächen aufweisen, vorgeschaltet ist.To solve this problem, in a fluid meter of the type mentioned at the outset, the invention provides that the impeller is fitted with a flow straightener that influences the flow of the fluid and comprises a number of axially extending webs, via which the openings through which the fluid can flow are delimited, and at least some of which are not parallel to the Flow direction of the fluid have stationary web surfaces, is connected upstream.
Die Erfindung schlägt die Anordnung eines Strömungsgleichrichters im Zulaufbereich vor. Der Strömungsgleichrichter weist eine über eine Steganordnung ausgebildete Durchflussgeometrie auf, die eine Vielzahl von über die Stege begrenzte Öffnungen aufweist, durch die das Fluid strömt. Zumindest ein Teil der die Öffnungen begrenzenden Stege ist dabei nicht parallel zur Strömungsrichtung des Fluids angeordnet, das heißt, dass die vom Fluid angeströmten Stegflächen nicht parallel zur Strömungsrichtung stehen, sondern gewinkelt dazu. Dies bewirkt, dass mit einem solchen Strömungsgleichrichter eine Verwirbelung der Strömung im dem Strömungsgleichrichter nachgeschalteten Gehäusebereich, also dem Bereich, der zum Flügelrad führt, erreicht werden kann. Es kann daher ein definiertes, über den gesamten Querschnitt turbulentes Strömungsprofil über den Strömungsgleichrichter erreicht werden, und zwar im für die Messwerterfassung relevanten Zählerbereich. Denn die Strömungsprofilbeeinflussung zur Bildung eines turbulenten Strömungsprofils erfolgt über den gesamten, messtechnisch zugelassenen Druckbereich sowie den Temperaturbereich, für den der Zähler ausgelegt ist. Da demzufolge ein nahezu über den gesamten Messbereich konstantes respektive vergleichbares Strömungsprofil gegeben ist, sinkt die Messungenauigkeit deutlich, auch wird das Messfehlerband über den gesamten Messbereich deutlich schmäler, was daraus resultiert, dass das Flügelrad stets mit einem über den gesamten Messbereich vergleichbaren Strömungsprofil angeströmt wird.The invention proposes the arrangement of a flow straightener in the inlet area. The flow straightener has a through-flow geometry formed via a web arrangement, which has a multiplicity of openings delimited via the webs, through which the fluid flows. At least some of the webs delimiting the openings are not arranged parallel to the flow direction of the fluid, which means that the web surfaces against which the fluid flows are not parallel to the flow direction, but at an angle to it. The effect of this is that with such a flow straightener, turbulence of the flow can be achieved in the housing area downstream of the flow straightener, ie the area that leads to the impeller. A defined flow profile that is turbulent over the entire cross section can therefore be achieved via the flow straightener, specifically in the meter range relevant for the acquisition of measured values. This is because the influencing of the flow profile to form a turbulent flow profile takes place over the entire metrologically approved pressure range and the temperature range for which the meter is designed. As a result, a flow profile that is constant or comparable over almost the entire measuring range is given, the measurement inaccuracy decreases significantly, and the measuring error band is also significantly narrower over the entire measuring range, which results from the fact that the impeller is always subjected to a flow profile that is comparable over the entire measuring range.
Dass ein solcher sich axial erstreckender Strömungsgleichrichter, dessen Stege eine axiale Länge von bevorzugt 3 - 10 mm aufweisen, überhaupt in einen solchen Flügelradzähler integriert werden kann, ohne dass es zu einer Funktionsbeeinträchtigung (z. B. durch Überschreitung des zulässigen Druckverlustes) kommt, ist sehr überraschend. Wie beschrieben ist insbesondere geometriebedingt im Zulaufbereich zum Flügelrad hin ein beachtlich hoher Druckverlust von Haus aus gegeben. Würde dieser Druckverlust durch die Integration eines Zusatzbauteils noch weiter erhöht, so wären Messungen mit der erforderlichen Messgenauigkeit und insbesondere Reproduzierbarkeit aufgrund des hohen Druckverlustes (und bei Überschreitung des zulässigen Druckverlustes eine Zulassung des Zählers) nicht mehr möglich. Es hat sich nun jedoch äußerst überraschend herausgestellt, dass auch bei derartigen Flügelradzählern ein solcher Strömungsgleichrichter, der, anders als die bisher verwendeten Siebe, eine beachtliche axiale Ausdehnung aufweist, ohne nennenswerte Erhöhung des Druckverlustes im Zulaufbereich integriert werden kann. Aufgrund dieser nicht zu erwartenden, vernachlässigbaren Beeinflussung des Fluiddrucks durch den Strömungsgleichrichter ist es nunmehr bei derartigen Flügelradzählern möglich, solche Strömungsgleichrichter zu integrieren und ein definiertes, turbulentes Strömungsprofil zu erzeugen, das die Messgenauigkeit und Reproduzierbarkeit von Messungen deutlich verbessert.The fact that such an axially extending flow straightener, whose webs have an axial length of preferably 3-10 mm, can be integrated into such an impeller meter at all without functional impairment (e.g. by exceeding the permissible pressure loss) occurs very surprising. As described, due to the geometry in particular, there is a considerable inherently high pressure drop. If this pressure loss were to be further increased by the integration of an additional component, measurements with the required measurement accuracy and, in particular, reproducibility would no longer be possible due to the high pressure loss (and if the permissible pressure loss is exceeded, approval of the meter). However, it has now turned out to be extremely surprising that such a flow straightener, which, unlike the screens used hitherto, has a considerable axial extent, can also be integrated in such impeller meters without any significant increase in the pressure loss in the inlet area. Due to this not to be expected, negligible influence on the fluid pressure by the flow straightener, it is now possible with such impeller meters to integrate such flow straighteners and to generate a defined, turbulent flow profile that significantly improves the measurement accuracy and reproducibility of measurements.
Bei einem Strömungsgleichrichter, der in einem erfindungsgemäßen Flügelradzähler integriert werden kann, sollte die axiale Länge der Stege ca. 3 - 10 mm, insbesondere 4 - 6 mm betragen. Wenigstens die Hälfte der die Öffnungen begrenzenden Stege sollten eine zur Strömungsrichtung parallele Stegfläche aufweisen, vorzugsweise können auch bis zu 75 % oder nahezu alle Stege derartige schräge Stegflächen besitzen.In the case of a flow rectifier that can be integrated in an impeller meter according to the invention, the axial length of the webs should be approximately 3-10 mm, in particular 4-6 mm. At least half of the webs delimiting the openings should have a web surface parallel to the direction of flow, preferably up to 75% or almost all webs can also have such inclined web surfaces.
Damit der freie, durchströmbare Querschnitt nicht übermäßig reduziert wird ist es zweckmäßig, wenn die Stege mit nicht parallel zur Strömungsrichtung stehenden Stegflächen eine gleichbleibende Stegdicke aufweisen. Dies führt dazu, dass, axial gesehen, der Strömungsquerschnitt der einzelnen Öffnungen sich nicht verringert. So that the free cross section through which flow can pass is not excessively reduced, it is expedient if the webs with web surfaces that are not parallel to the direction of flow have a constant web thickness. As a result, viewed axially, the flow cross section of the individual openings is not reduced.
Grundsätzlich sind die Stege in einer Ebene angeordnet. Denkbar ist es aber auch, dass gesehen in Durchströmungsrichtung die Stege in zwei oder mehreren hintereinander liegenden Ebenen angeordnet sind, wobei in jeder Ebene Stege mit nicht parallel zur Strömungsrichtung stehenden Stegflächen vorgesehen sind. Hier erfolgt also quasi in zwei oder mehr einander nachgeschalteten Ebenen eine Verwirbelung, so dass quasi eine Mehrfachverwirbelung realisiert wird.Basically, the webs are arranged in one plane. However, it is also conceivable for the webs to be arranged in two or more planes one behind the other, viewed in the direction of flow, with webs having web surfaces that are not parallel to the direction of flow being provided in each plane. In this case, turbulence takes place in two or more levels that follow one another, so that a multiple turbulence is realized, as it were.
Je nach Zählertyp kann der verwendete Strömungsgleichrichter unterschiedliche Form respektive Geometrie haben. Denn je nach Zählertyp ist der Strömungsgleichrichter an unterschiedlichen Positionen anzuordnen respektive kann an unterschiedlichen Positionen angeordnet werden. Wird der Strömungsgleichrichter beispielsweise in einem quasi zylindrischen respektive runden Gehäusebereich eingesetzt, so kann der Strömungsgleichrichter einen Außenring aufweisen, dessen Ringquerschnitt über die Stege unter Bildung der Öffnungen unterteilt ist, oder kann nur aus sich kreuzenden Stegen bestehen. Ein solcher Strömungsgleichrichter kann beispielsweise im Bereich des Einlasses oder in einem dem Einlass folgenden Einlasskanal angeordnet werden. Er ist bei nahezu jedem Zählertyp einsetzbar, da eigentlich jeder Zählertyp im Bereich des Einlasses eine runde Querschnittsgeometrie aufweist.Depending on the type of meter, the flow straightener used can have a different shape or geometry. Because depending on the type of meter, the flow straightener is to be arranged in different positions or can be arranged in different positions. If the flow straightener is used, for example, in a quasi-cylindrical or round housing area, the flow straightener can have an outer ring whose ring cross-section is divided by the webs to form the openings, or can only consist of intersecting webs. Such a flow straightener can be arranged, for example, in the area of the inlet or in an inlet channel following the inlet. It can be used with almost any type of meter, as actually every type of meter has a round cross-sectional geometry in the area of the inlet.
Insbesondere wenn das Gehäuse im Bereich des Einlasses respektive des Einlasskanals eine gewisse axiale Länge, über die der Durchmesser konstant ist, aufweist, ist es denkbar, im Bereich des Einlasses oder des Einlasskanals zwei voneinander beabstandete Strömungsgleichrichter, die über einen Verbindungsabschnitt miteinander verbunden sind, anzuordnen. Hier werden also zwei Strömungsgleichrichter, die miteinander fest verbunden sind, axial gesehen einander nachgeschaltet, so dass sich zwei beispielsweise über einen oder mehrere Zentimeter voneinander beabstandete Verwirbelungsebenen ausbilden. Der Verbindungsabschnitt kann beispielsweise über einen oder mehrere Axialstege gebildet sein.In particular, if the housing has a certain axial length in the area of the inlet or the inlet channel, over which the diameter is constant, it is conceivable to arrange two spaced-apart flow straighteners in the area of the inlet or the inlet channel, which are connected to one another via a connecting section . In this case, two flow straighteners that are firmly connected to one another are connected downstream of one another when viewed axially, so that two turbulence levels are formed that are spaced apart by one or more centimeters, for example. The connecting section can be formed, for example, via one or more axial webs.
Neben der Verwendung eines solchen, im Einlassbereich anzuordnenden Strömungsgleichrichters besteht auch die Möglichkeit, den Strömungsgleichrichter weiter im Inneren des Gehäuses zu positionieren und an einem Funktionsbauteil oder einem entsprechenden Haltebauteil anzuordnen, wobei in diesem Fall aufgrund des Zählertyps eine andere Strömungsgleichrichtergeometrie erforderlich ist. In solchen Fällen ist mitunter ein ringförmiger Strömungsgleichrichter zu verwenden, der einen Außenring und einen Innenring oder einen oberen und einen unteren Ring aufweist, wobei der Querschnitt zwischen den jeweiligen beiden Ringen über die Stege unter Bildung der Öffnungen unterteilt ist. Der ringförmige Strömungsgleichrichter weist also eine entsprechende Breite auf, die letztlich von der vorhandenen Geometrie im Anordnungsbereich abhängt bzw. von gegebenem Bauraum. Er weist einen Außen- und einen Innenring oder einen oberen und unteren Ring auf, zwischen denen entsprechende Stege verlaufen respektive angeordnet sind, die wiederum die entsprechenden Öffnungen begrenzen, wobei natürlich auch hier eine Vielzahl von Stegen entsprechende schräge Stegflächen aufweisen.In addition to using such a flow straightener to be arranged in the inlet area, there is also the possibility of positioning the flow straightener further inside the housing and arranging it on a functional component or a corresponding holding component, in which case a different flow straightener geometry is required due to the meter type. In such cases it is sometimes necessary to use an annular flow straightener comprising an outer ring and an inner ring or an upper ring and a lower ring, the cross-section between the respective two rings being divided by the lands to form the openings. The ring-shaped flow straightener therefore has a corresponding width, which ultimately depends on the existing geometry in the arrangement area or on the given installation space. It has an outer ring and an inner ring or an upper and lower ring, between which corresponding webs run or are arranged, which in turn delimit the corresponding openings, with a large number of webs naturally also having corresponding inclined web surfaces here.
Der Strömungsgleichrichter wird an einem im Inneren des Gehäuses vorgesehenen zylindrischen Halteabschnitt angeordnet respektive auf diesen aufgeschoben, dem das Flügelrad möglichst auf kurzer Distanz nachgeschaltet ist. Dieser Halteabschnitt kann unterschiedlicher Art sein, je nachdem, welchen Typs der Fluidzähler ist. Die Verwendung eines solchen ringförmigen Strömungsgleichrichters ist beispielsweise bei einem Messkapselzähler, einem Mehrstrahlzähler oder bei einem Woltman-Zähler mit senkrechter Durchströmungsrichtung denkbar.The flow straightener is arranged on or pushed onto a cylindrical holding section provided inside the housing, after which the impeller is connected at as short a distance as possible. This holding section can be of different types, depending on the type of fluid meter. The usage Such an annular flow straightener is conceivable, for example, in a measuring capsule meter, a multi-jet meter or in a Woltman meter with a vertical flow direction.
Wird der Strömungsgleichrichter bei einem Messkapselzähler, der eine in das Gehäuse eingesetzte Messkapsel aufweist, in der das Flügelrad aufgenommen ist, eingesetzt, so kann der Halteabschnitt, an dem der ringförmige Strömungsgleichrichter angebracht werden kann, an der Messkapsel selbst vorgesehen sein. Das Fluid strömt in respektive durch den Strömungsgleichrichter und nach Durchtritt in den Strömungsgleichrichter in die Messkapsel selbst, wo das Fluid das Flügelrad in Rotation versetzt. Die Messkapsel weist also einen zylindrischen Abschnitt auf, auf den der ringförmige Strömungsgleichrichter aufgeschoben werden kann. Alternativ wäre es auch denkbar, einen entsprechenden zylindrischen Gehäuseabschnitt als Halteabschnitt zu verwenden, solange sichergestellt ist, dass der Strömungsgleichrichter sämtliche Zulauföffnungen, die an der Messkapsel vorgesehen sind und zum Flügelrad führen, abdeckt.If the flow straightener is used in a measuring capsule meter that has a measuring capsule inserted into the housing and in which the impeller is accommodated, the holding section to which the ring-shaped flow straightener can be attached can be provided on the measuring capsule itself. The fluid flows into or through the flow straightener and, after passing through the flow straightener, into the measuring capsule itself, where the fluid causes the impeller to rotate. The measuring capsule therefore has a cylindrical section onto which the ring-shaped flow straightener can be pushed. Alternatively, it would also be conceivable to use a corresponding cylindrical housing section as a holding section, as long as it is ensured that the flow straightener covers all inlet openings that are provided on the measuring capsule and lead to the impeller.
Im Falle eines Mehrstrahlzählers kann der Halteabschnitt an einem Einsatz angeordnet sein, von dem aus mehrere Zuströmkanäle in den Bereich, in dem das Flügelrad aufgenommen ist, abgehen. Dieser Einsatz wird beispielsweise gehäuseseitig befestigt oder abgestützt und weist einen zylindrischen Außenumfang auf, so dass der Strömungsgleichrichter daran angesetzt werden kann.In the case of a multi-jet counter, the holding section can be arranged on an insert from which a number of inflow channels lead into the area in which the impeller is accommodated. This insert is fastened or supported on the housing side, for example, and has a cylindrical outer circumference, so that the flow straightener can be attached to it.
Bei einem senkrecht arbeitenden Woltman-Zähler kann dem Halteabschnitt oder einem an einem Einsatz vorgesehenen Halteabschnitt das Flügelrad direkt folgen, wobei das Flügelrad direkt im Bereich des gehäuseseitigen Halteabschnitts oder an dem Einsatz vorgesehen ist.In a vertically operating Woltman meter, the impeller can directly follow the holding section or a holding section provided on an insert, with the impeller being provided directly in the region of the holding section on the housing side or on the insert.
Neben Fluidzählern, die nur in einer ausgezeichneten Strömungsrichtung messen, sind auch Fluidzähler bekannt, die in beiden Richtungen messen, also bei einem Durchfluss sowohl in die eine als auch in die andere Richtung entsprechende Messwerte erfassen. Bei einem solchen, auch entgegen einer ausgezeichneten Strömungsrichtung messenden Fluidzähler kann dem Flügelrad, gesehen in der ausgezeichneten Strömungsrichtung, ein weiterer Strömungsgleichrichter nachgeschaltet sein. Dieser weitere Strömungsgleichrichter ist also im Bereich des Fluidauslasses respektive eines Auslasskanals angeordnet. Im Falle einer entgegengesetzt zur ausgezeichneten Strömungsrichtung strömenden Flüssigkeit stellt dieser Ausgang sodann den „Eingang“ dar, dem dann wiederum ein erfindungsgemäßer Strömungsgleichrichter nachgeschaltet ist, so dass auch bei einer Messung in dieser Richtung eine hohe Messgenauigkeit gegeben ist.In addition to fluid meters that only measure in one particular direction of flow, fluid meters are also known that measure in both directions, ie record corresponding measured values when there is a flow in both one direction and the other. In such a fluid meter, which also measures against a specified direction of flow, a further flow straightener can be connected downstream of the impeller, viewed in the specified direction of flow. This further flow straightener is therefore arranged in the area of the fluid outlet or an outlet channel. In the case of a liquid flowing in the opposite direction to the specified flow direction, this outlet then represents the "input", which in turn is followed by a flow straightener according to the invention, so that a high measurement accuracy is also given for a measurement in this direction.
Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den im Folgenden beschriebenen Ausführungsbeispielen sowie anhand der Zeichnungen. Dabei zeigen:
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1 eine geschnittene Prinzipdarstellung eines Fluidzählers in Form eines Mehrstrahlzählers, -
2 eine Perspektivansicht eines Strömungsgleichrichter, verwendbar im Fluidzähler gemäß1 , -
3 eine Aufsicht auf den Strömungsgleichrichter aus2 , -
4 eine Perspektivansicht einer zweiten Ausführungsform eines beim Fluidzählers aus1 verwendbaren Strömungsgleichrichters, -
5 eine Strömungsgleichrichteranordnung umfassend zwei miteinander verbundene Strömungsgleichrichter, -
6 eine geschnittene Prinzipdarstellung eines erfindungsgemäßen Fluidzählers einer zweiten Ausführungsform in Form eines Mehrstrahlzählers mit Fallrohrgehäuse, -
7 eine geschnittene Prinzipdarstellung eines erfindungsgemäßen Fluidzählers in Form eines Mehrstrahlzählers mit Steigrohrgehäuses, -
8 eine Prinzipdarstellung eines erfindungsgemäßen Fluidzählers in Form eines Einstrahlzählers mit integriertem Strömungsgleichrichter, -
9 eine Prinzipdarstellung eines Fluidzählers in Form eines Messkapselzählers mit ringförmigem Strömungsgleichrichter, -
10 eine perspektivische Teilansicht eines beim Fluidzähler aus9 verwendbaren Strömungsgleichrichters, -
11 eine Prinzipdarstellung eines Fluidzählers in Form eines Woltman-Zählers mit senkrechtem Durchfluss und Darstellung zweier verschiedener Einbaumöglichkeiten verschiedener Strömungsgleichrichter, -
12 eine Prinzipdarstellung eines Fluidzählers in Form eines Woltman-Zählers mit parallelem Durchfluss und Darstellung zweier möglicher Einbauorte eines Strömungsgleichrichter, und -
13 eine Prinzipdarstellung eines Verbundzählers unter Darstellung mehrerer möglicher Einbauorte für Strömungsgleichrichter.
-
1 a sectional schematic representation of a fluid meter in the form of a multi-jet meter, -
2 a perspective view of a flow straightener, usable in the fluid meter according to1 , -
3 a top view of theflow straightener 2 , -
4 a perspective view of a second embodiment of afluid meter 1 usable flow straightener, -
5 a flow straightener arrangement comprising two interconnected flow straighteners, -
6 a sectional schematic representation of a fluid meter according to the invention of a second embodiment in the form of a multi-jet meter with a downpipe housing, -
7 a sectional schematic representation of a fluid meter according to the invention in the form of a multi-jet meter with riser housing, -
8th a schematic representation of a fluid meter according to the invention in the form of a single-jet meter with an integrated flow straightener, -
9 a schematic diagram of a fluid meter in the form of a measuring capsule meter with a ring-shaped flow straightener, -
10 a partial perspective view of afluid meter 9 usable flow straightener, -
11 a schematic representation of a fluid meter in the form of a Woltman meter with vertical flow and representation of two different installation options for different flow straighteners, -
12 a schematic representation of a fluid meter in the form of a Woltman meter with parallel flow and representation of two possible installation locations of a flow straightener, and -
13 a schematic diagram of a compound meter showing several possible installation locations for flow straighteners.
Am Fluideinlass ist ein erfindungsgemäßer Strömungsgleichrichter 8 angeordnet, der eine Vielzahl an Stegen 9 aufweist, die, wie
Wie durch den Pfeil P dargestellt, kommt es aufgrund der Steggeometrie zwangsläufig zu einer Verwirbelung des anströmenden Fluids, beispielsweise Wasser, so dass sich im Bereich hinter dem Strömungsgleichrichter 8 und vor dem Flügelrad 5 ein definiert verwirbeltes, turbulentes Strömungsprofil ergibt. Das Fluid strömt über entsprechende Öffnungen 10 im Einsatz 6 das Flügelrad 5 an und versetzt es in Drehungen. Da ein definiert verwirbeltes, turbulentes Strömungsprofil gegeben ist, ist nahezu über den gesamten Messbereich, sowohl was Druck als auch Temperatur angeht, ein weitgehend gleichförmiges Strömungsprofil insbesondere im Anströmbereich des Flügelrades 5 gegeben.As shown by the arrow P, the web geometry inevitably results in turbulence of the inflowing fluid, for example water, so that in the area behind the
Die
Insbesondere die Aufsicht gemäß
Ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Strömungsgleichrichteranordnung zeigt
Ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Fluidzählers 1 zeigt
Der hier gezeigte Fluidzähler 1 weist ein Fallrohrgehäuse auf, das heißt, dass das Fluid von oben kommend anströmt. Zu diesem Zweck ist der hier vorgesehene Strömungsgleichrichter 8 im Bereich des oben liegenden Fluideinlasses 3 angeordnet. Er weist wiederum eine Vielzahl an schrägen Stegen 9 auf, die den Stegen 12 der verschiedenen Ausführungsbeispiele gemäß der
Ein Fluidzähler 1 in Form eines Mehrstrahlzählers mit einem Steigrohrgehäuse ist in
Auch hier ist ein Strömungsgleichrichter 8 im Bereich des Fluideinlasses 3 angeordnet, der wiederum die Mehrzahl an Stegen 9 aufweist, die entsprechend schräge Stegflächen aufweisen. Auch hier entsprechen natürlich die Stege 9 den Stegen 12 der
Auch hier ist im Bereich des Fluideinlasses 3 ein Strömungsgleichrichter 8, wie er exemplarisch in den
Im gezeigten Ausführungsbeispiel sind insgesamt vier Stegebenen I, II, III und IV gegeben, die über jeweilige Zwischenringe 22 voneinander beabstandet sind. Die Orientierung der einzelnen Stege 20 respektive der schrägen Stegflächen 21 kann nun von Ebene zu Ebene variieren.In the exemplary embodiment shown, there are a total of four web levels I, II, III and IV, which are spaced apart from one another via respective intermediate rings 22 . The orientation of the
Das heißt, dass das hier radial von außen nach innen durch die entsprechenden Öffnungen 23 strömende Fluid in jeder Ebene I - IV unterschiedlich verwirbelt wird, so dass sich wiederum ein vollständig turbulentes Strömungsprofil nach Durchströmen durch den Strömungsgleichrichter 8 einstellt.This means that the fluid flowing radially from the outside in through the corresponding
Alternativ zur Ausgestaltung mit radialer Durchströmung ist es auch denkbar, den Strömungsgleichrichter 8 mit axialer Durchströmung auszuführen. In diesem Fall wäre ein Außenring und ein Innenring vorgesehen, die über entsprechende Stege miteinander verbunden sind, wobei in diesem Fall wiederum zumindest ein Teil der schrägen Stegflächen aufweisen.As an alternative to the embodiment with a radial flow, it is also conceivable to design the
Wie bei allen Ausführungsbeispielen weisen die Stege 20 auch hier bevorzugt eine gleichbleibende Stegdicke über ihre Länge auf, so dass der jeweilige Öffnungsquerschnitt nicht verändert wird.As in all exemplary embodiments, the
Im gezeigten Fall sind zwei verschiedene Anordnungsmöglichkeiten für einen Strömungsgleichrichter 8 denkbar. Eine erste Positionierungsmöglichkeit für den Strömungsgleichrichter 8 ist im Bereich des Fluideinlasses 3, wie dargestellt. In diesem Fall kommt beispielsweise ein Strömungsgleichrichter wie in den
Eine zweite Einbaumöglichkeit für einen Strömungsgleichrichter 8 ist an dem Einsatz 6, wobei in diesem Fall ein Strömungsgleichrichter wie in
Auch hier sind zwei unterschiedliche Einbauorte für einen Strömungsgleichrichter 8 gegeben. Gemäß einer ersten Alternative kann auch hier der Strömungsgleichrichter 8 im Bereich des Fluideinlasses angeordnet werden. Eine zweite Anordnungsalternative ist unmittelbar vor dem Einsatz 6 respektive dem Flügelrad 5, wobei hier ein vom Durchmesser her größerer Strömungsgleichrichter 8 eingesetzt werden kann, da der Gehäusedurchmesser größer ist. In beiden Fällen kommt hier ein Strömungsgleichrichter wie in den
Ein Strömungsgleichrichter 8 kann beispielsweise auch hier im Bereich des Fluideinlasses 3 verbaut werden, also an einem Ort, bevor das Fluid zum Hauptzähler 24 oder zum Nebenzähler 25 verzweigt wird. Derjenige Zähler, der messen soll, wird über ein entsprechendes Umschaltventil 26 angesteuert.A
Alternativ zu einem beiden Zählern vorgeschalteten Strömungsgleichrichter 8 ist es denkbar, jedem Zähler einen separaten Strömungsgleichrichter 8 vorzuschalten. Dies ist in
In jedem Fall kommen auch hier Zähler der Ausgestaltung, wie in den
Die dargestellten Ausführungsbeispiele sind nicht abschließend beschränkend. Grundsätzlich können die Strömungsgleichrichter 8 auch bei anderen, hier gegebenenfalls nicht beschriebenen Zählertypen umfassend ein Flügelrad zum Einsatz kommen.The exemplary embodiments presented are not conclusively limiting. In principle, the
Bezugszeichenlistereference list
- 11
- Fluidzählerfluid meter
- 22
- Gehäusehousing
- 33
- Fluideinlassfluid inlet
- 44
- Fluidauslassfluid outlet
- 55
- Flügelradimpeller
- 66
- Messeinsatzmeasuring insert
- 77
- Auswerteelektronikevaluation electronics
- 88th
- Strömungsgleichrichterflow straightener
- 99
- Stegweb
- 1010
- Öffnungopening
- 1111
- Außenringouter ring
- 1212
- Stegweb
- 1313
- Stegflächeweb surface
- 1414
- Öffnungopening
- 1515
- Verbindungselementfastener
- 1616
- Messkapselmeasuring capsule
- 1717
- Halteabschnittholding section
- 1818
- oberer Ringtop ring
- 1919
- unterer Ringlower ring
- 2020
- Stegweb
- 2121
- Stegflächeweb surface
- 2222
- Zwischensteggutter
- 2323
- Öffnungopening
- 2424
- Hauptzählermain meter
- 2525
- Nebenzähler secondary meter
- PP
- Pfeilarrow
- 1 -IV1 -IV
- Stegflächeweb surface
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-
2017
- 2017-03-11 DE DE102017002378.6A patent/DE102017002378B4/en not_active Expired - Fee Related
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Also Published As
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R020 | Patent grant now final | ||
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