DE10249566A1 - Impeller mass flowrate meter, especially for measuring water flows, has liquid guiding element that generates helical flow within liquid and impeller with vanes positioned neutrally with respect to reverse flow - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft einen Durchflussmesser insbesondere für flüssige Medien, wie beispielsweise Wasser.The invention relates to a flow meter especially for liquid Media, such as water.
Durchflussmesser sind bspw. in Form sogenannter Wasserschalter bekannt.Flow meters are in shape, for example known as a water switch.
Ein solcher Wasserschalter ist aus
der
Ein solcher Wasserschalter kann schwache Strömungen feinfühlig erfassen, ohne einen zu großen Strömungswiderstand zu bieten. Jedoch ist keine Möglichkeit vorgesehen, ein Signal zu erzeugen, das der Größe des Durchflusses entspricht.Such a water switch can detect weak currents sensitively, without one too big flow resistance to offer. However, is not an option provided to generate a signal that corresponds to the size of the flow.
Es ist bereits versucht worden, Wasserströmungen mit einem Flügelrad zu erfassen. Ein solches Flügelrad ist in einem von der Wasserströmung durchflossenen Kanal drehbar angeordnet und wird von durchfließenden Wasser gedreht. Hier können Probleme auftreten, wenn eine Strömung sowohl in Vorwärtsrichtung als auch in Rückwärtsrichtung auftreten kann. Es existieren Anwendungsfälle, bei denen ein Rückwärtsfluss der zu erfassenden Fluidströmung gerade nicht erfasst werden darf. Dies ist bspw. in Warmwasserleitungen der Fall, die zu einer Warmwasser/Kaltwasser-Mischbatterie führen. Kommt es hier zu einer Kaltwasserrückströmung in die Warmwasserleitung, darf diese nicht gewissermaßen als Rücknahme von Warmwasser gewertet werden. Mit anderen Worten, der Flügelradzähler darf nicht rückwärts zählen.It has already been tried using water flows an impeller capture. Such an impeller is in a flow of water Channel rotatably arranged and is rotated by flowing water. Here can have problems occur when a flow both in the forward direction as well as backwards can occur. There are use cases where there is a back flow the fluid flow to be detected just not allowed to be recorded. This is for example in hot water pipes the case that lead to a hot water / cold water mixer tap. If there is one Cold water backflow in the hot water pipe, it must not be taken back as it were of hot water. In other words, the impeller counter may do not count backwards.
Davon ausgehend ist es Aufgabe der Erfindung, einen richtungsempfindlichen Durchflussmesser zu schaffen.Based on this, it is the task of Invention to provide a direction sensitive flow meter.
Die Erfindung löst diese Aufgabe auf besonders
einfache Weise:
Der erfindungsgemäße Durchflussmesser weist eine Strömungsleiteinrichtung
auf, die bezüglich
einer vorgegebenen Durchflussrichtung einen Drall erzeugt. In Durchströmungsrichtung
hinter der Strömungsleiteinrichtung
ist ein Flügelrad
angeordnet, dessen Flügel
von der Drallströmung
beaufschlagt werden, wohingegen sie bezüglich der Rückwärtsströmung in einer neutralen Richtung
orientiert sind. Mit anderen Worten, die Strömungsleiteinrichtung erzeugt
eine um die Drehachse des Flügelrads
gerichtete unkompensierte Strömung.
Diese Strömung,
die in Umfangsrichtung des Flügelrads
wirkt, triebt das Flügelrad
an. Die Rückwärtsströmung trifft
hingegen zuerst das Flügelrad
und dann die Strömungsleiteinrichtung.
Das Flügelrad
ist dabei so ausgebildet und angeordnet, dass die Rückwärtsströmung an
dem Flügelrad
keine oder lediglich symmetrische, einander aufhebende Drehmoment
erzeugt. Dies bedeutet, dass bei einer Rückwärtsströmung im Bereich des Flügelrads
gerade keine unkompensierte Umlaufströmung erzeugt wird.The invention solves this problem in a particularly simple manner:
The flow meter according to the invention has a flow guiding device which generates a swirl with respect to a predetermined flow direction. An impeller is arranged in the flow direction behind the flow guide device, the vanes of which are impinged by the swirl flow, whereas they are oriented in a neutral direction with respect to the backward flow. In other words, the flow guiding device generates an uncompensated flow directed around the axis of rotation of the impeller. This flow, which acts in the circumferential direction of the impeller, drives the impeller. The reverse flow, however, hits the impeller first and then the flow guide. The impeller is designed and arranged in such a way that the backward flow on the impeller generates no or only symmetrical, mutually canceling torque. This means that with a backward flow in the area of the impeller, no uncompensated circulating flow is generated.
Der erfindungsgemäße Durchflussmesser eignet sich zur richtungsabhängigen Strömungserfassung. Er kann für Vorwärts- und Rückwärtsdurchströmung unterschiedliche Empfindlichkeit aufweisen. Insbesondere ist es möglich, ihn für Rückwärtsströmungen gänzlich unempfindlich zu machen, so dass diese nicht erfasst werden. Darüber hinaus gelingt es, ein Signal zu erzeugen, das die Größe der Fluidströmung kennzeichnet. Beispielsweise kann die Drehzahl des Flügelrads von dem Durchfluss abhängig sein und über einen entsprechenden Positionsgeber erfasst werden.The flow meter according to the invention is suitable become directional Flow sensing. He can for forward and reverse flow different Show sensitivity. In particular, it is possible to make it completely insensitive to reverse flows to make so that these are not recorded. Furthermore succeeds in generating a signal that characterizes the size of the fluid flow. For example, the speed of the impeller can vary from the flow dependent be and about a corresponding position sensor can be detected.
Die Richtungsabhängigkeit der Strömungserfassung wird rein durch strömungsdynamische Mittel, nicht aber durch mechanische Sperrmittel wie Freiläufe oder dergleichen erreicht. Es ist jedoch möglich, zur Unterstützung des strömungsdynamischen Effekts eine richtungsabhängige Lagerreibungen vorzusehen. Beispielsweise kann das Flügelrad bei einer Vorwärtsdurchströmung an einem Spitzenlager oder an einem reibungsarmen Drucklager laufen, während es bei Rückwärtsdurchströmung gegen eine Bremsfläche gedrückt wird.The directional dependence of the flow detection becomes purely by fluid dynamic Medium, but not by mechanical locking means such as freewheels or the like achieved. However, it is possible to support the fluid dynamic Effect a directional To provide bearing friction. For example, the impeller a forward flow run at a tip bearing or a low-friction thrust bearing, while it against a reverse flow brake surface depressed becomes.
Die Strömungsleiteinrichtung kann einen Axialdrall erzeugen. Das Flügelrad ist dann vorzugsweise ein mit axialer Drehachse ausgerichtetes Rad mit in Axialrichtung orientierten Flügeln. Dies ergibt einen einfachen, robusten Aufbau mit geringem Strömungswiderstand. Es ist auch möglich, die Strömungsleiteinrichtung so auszubilden, dass eine Umlaufströmung um eine quer zur Strömungsrichtung orientierte Achse entsteht. Dies kann bspw. erreicht werden indem eine Kammer, in der ein Flügelrad angeordnet ist, einen außermittigen Zufluss aufweist, der etwa in Umfangsrichtung des Flügelrads weist. Der Abfluss aus der Kammer ist dann in Radial- oder Axialrichtung orientiert. Bei Rückwärtsdurchströmung entstehen an den einzelnen Flügeln entweder keine Kräfte (Anströmung in Axialrichtung) oder die an den einzelnen Flügeln entstehenden Kräfte heben sich auf (Rückwärtsströmung in Radialrichtung). In beiden Fällen spricht das Flügelrad nicht oder kaum auf Rückwärtsströmungen an, wobei in Vorwärtsrichtung schon besonders schwache Strömungen erfasst werden können. Weitere Einzelheiten in vorteilhafter Ausführungsform der Erfindung ergeben sich aus der Zeichnung, der Beschreibung oder Unteransprüchen. In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung veranschaulicht. Es zeigen: The flow guide device can generate an axial swirl. The impeller is then preferably a wheel aligned with an axial axis of rotation with vanes oriented in the axial direction. This results in a simple, robust construction with low flow resistance. It is also possible to design the flow guiding device in such a way that a circulating flow arises about an axis oriented transversely to the flow direction. This can be achieved, for example, in that a chamber in which an impeller is arranged has an eccentric inflow which points approximately in the circumferential direction of the impeller. The outflow from the chamber is then oriented in the radial or axial direction. In the case of reverse flow, there are either no forces on the individual vanes (inflow in the axial direction) or the forces on the individual vanes cancel each other out (reverse flow in the radial direction). In both cases, the impeller does not respond or hardly responds to backward flows, particularly weak flows being detected in the forward direction can be. Further details in an advantageous embodiment of the invention result from the drawing, the description or subclaims. Exemplary embodiments of the invention are illustrated in the drawing. Show it:
In
Zur weiteren Verbindung mit anderweitigen Fluidleitungsmitteln
können
die Gehäuseteile
Zu dem Durchflussmesser
Das Verbindungsstück
Auf den Lagerstift
Es wird als vorteilhaft angesehen,
wenn sich die Anzahl der Leitflügel
Das Flügelrad
Der Positionsgeber
Der insoweit beschriebene Durchflussmesser
In
In
Dieses Zusammenspiel lässt sich
auch durch den Vergleich mit den
Wird der Durchflussmesser
Ebenfalls optional kann das Flügelrad
In
Aus der Kammer
Ein durch die Zuströmöffnung
Die in
Im Kammerzentrum ist das Flügelrad
Anstelle einer vollständigen Drehbarkeit kann
bei allen vorstehend beschriebenen Ausführungsformen der Erfindung
auch ein Flügelrad
Ein Durchflussmesser
Ein Durchflussmesser
Claims (10)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE2002149566 DE10249566A1 (en) | 2002-10-24 | 2002-10-24 | Impeller mass flowrate meter, especially for measuring water flows, has liquid guiding element that generates helical flow within liquid and impeller with vanes positioned neutrally with respect to reverse flow |
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Family
ID=32102938
Family Applications (1)
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-
2002
- 2002-10-24 DE DE2002149566 patent/DE10249566A1/en not_active Ceased
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