DE10249566A1

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

Info

Publication number: DE10249566A1
Application number: DE2002149566
Authority: DE
Inventors: Chung Cheng Huang; Hans-Jochen Dr. Schwarz
Original assignee: HeaTec Thermotechnik GmbH
Current assignee: HeaTec Thermotechnik GmbH
Priority date: 2002-10-24
Filing date: 2002-10-24
Publication date: 2004-05-13

Abstract

Mass flowrate meter (1), especially for water, has a liquid guiding element (15) that generates a helical or eddy flow within the liquid and is positioned upstream within a given flow direction and an impeller (25), downstream in the given direction from the flow guiding element. The vanes of the impeller are positioned neutrally with respect to a reverse flow.

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 DE 100 46 618 zu entnehmen. Dieser Wasserschalter enthält ein Venturirohr, das von der zu messenden oder zu erfassenden Wasserströmung durchflossen ist. Vor dem Venturirohr zweigt ein Staudruckkanal zu einem Druckschalter ab. In dem Druck schalter ist eine Membran vorgesehen, deren andere Seite über einen Saugkanal mit einer Saugöffnung des Venturirohrs verbunden ist. Eine Bewegung der Membran wird über ein Schutzgasrelais erfasst, das von einem mit der Membran verbundenen Magneten betätigt wird.Such a water switch is out of the DE 100 46 618 refer to. This water switch contains a Venturi tube, through which the water flow to be measured or measured flows. In front of the Venturi tube, a dynamic pressure duct branches off to a pressure switch. In the pressure switch, a membrane is provided, the other side of which is connected via a suction channel to a suction opening of the Venturi tube. Movement of the membrane is detected by a protective gas relay that is actuated by a magnet connected to the membrane.

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:

1 einen erfindungsgemäßen Durchflussmesser in längs geschnittener Darstellung, 1 a flow meter according to the invention in longitudinal section,

2 den Durchflussmesser nach 1 in perspektivischer, teilweise geschnittener Explosionsdarstellung, 2 the flow meter 1 in a perspective, partially sectioned exploded view,

3 ein Prinzipfunktionsbild des Durchflussmessers nach 1 und 2, 3 a basic functional diagram of the flow meter 1 and 2 .

4 die Strömungsleiteinrichtung des Durchflussmessers nach 3 in Stirnansicht, 4 the flow control device of the flow meter 3 in front view,

5 das Flügelrad des Durchflussmessers nach 3 in Stirnansicht, 5 the impeller of the flow meter 3 in front view,

6 und 7 alternative Ausführungsformen des Durchflussmessers in aufs Äußerste schematisierter Darstellung. 6 and 7 alternative embodiments of the flow meter in an extremely schematic representation.

In 1 ist ein Durchflussmesser 1 veranschaulicht, der zur Erfassung einer Fluidströmung, insbesondere einer Wasserströmung eingerichtet ist. Der Durchflussmesser 1 weist ein zweiteiliges Gehäuse 2 auf. Sein eingangsseitiges Gehäuseteil ist rohrartig ausgebildet und steckt mit einem Rohrfortsatz in einem entsprechenden Aufnahmebereich eines zweiten, ausgangsseitigen Gehäuseteils 4. Zur Abdichtung zwischen den Gehäuseteilen 3, 4 ist der erste Gehäuseteil mit radial nach außen offenen Ringnuten versehen, in den O-Ringen 5, 6 sitzen. Zur Arretierung der Gehäuseteile 3, 4 aneinander ist der Gehäuseteil 4, wie 2 veranschaulicht, in seinem Einsteckbereich mit zwei Querbohrungen 7, 8 versehen, in die ein Drahtbügel 9 eingesteckt werden kann. Seine Schenkel erstrecken sich durch die Querbohrungen 7, 8 und sichern dadurch den Gehäuseteil 3 formschlüssig an seinen Platz.In 1 is a flow meter 1 illustrates, which is set up to detect a fluid flow, in particular a water flow. The flow meter 1 has a two-part housing 2 on. Its housing part on the input side is tubular and is inserted with a tube extension in a corresponding receiving area of a second housing part on the output side 4 , For sealing between the housing parts 3 . 4 the first housing part is provided with ring grooves that are open radially outwards, in the O-rings 5 . 6 sit. For locking the housing parts 3 . 4 to each other is the housing part 4 , how 2 illustrated, in its insertion area with two cross holes 7 . 8th provided, in which a wire bracket 9 can be inserted. Its legs extend through the cross holes 7 . 8th and thereby secure the housing part 3 positively in place.

Zur weiteren Verbindung mit anderweitigen Fluidleitungsmitteln können die Gehäuseteile 3, 4 an ihrem jeweiligen eingangsseitigen bzw. ausgangsseitigen Ende einen zylindrischen Einsteckabschnitt 11, 12 aufweisen, der sich jeweils nach außen hin trichterartig erweitert. Hier können Querbohrungen 13, 14 vorgesehen sein, um anzuschließende Leitungen formschlüssig zu sichern.The housing parts can be used for further connection with other fluid line means 3 . 4 a cylindrical insertion section at their respective input and output ends 11 . 12 have, which widens outwards like a funnel. Here can cross holes 13 . 14 be provided in order to secure lines to be connected in a form-fitting manner.

Zu dem Durchflussmesser 1 gehört eine Strömungsleiteinrichtung 15, die im vorliegenden Ausführungsbeispiel in dem eingangsseitigen Gehäuseteil 3 einstückig ausgebildet ist. Dazu erstrecken sich von dem Außenumfang des zylindrischen Durchgangs Leitflügel 16, 17, 18, 19, 20 radial nach innen, die sich mittig bei einem Verbindungsstück 22 treffen. Die Leitflügel 16 bis 20 sind schräg zu der Durchflussrichtung orientiert. Die Durchflussrichtung ist durch die Axialrichtung des von dem Gehäuse 2 definierten Durchgangs bestimmt.To the flow meter 1 belongs to a flow control device 15 which, in the present exemplary embodiment, in the input-side housing part 3 is formed in one piece. For this purpose, guide vanes extend from the outer circumference of the cylindrical passage 16 . 17 . 18 . 19 . 20 radially inward, which is centered on a connector 22 to meet. The guide wings 16 to 20 are oriented at an angle to the flow direction. The direction of flow is through the axial direction of the from the housing 2 defined passage.

Das Verbindungsstück 22 kann, wie 1 veranschaulicht, als Lager oder als Halterung für einen Lagerstift 23 dienen. Dieser ist in einer gegen die Strömungsrichtung in das Verbindungsstück 22 führende Sackbohrung eingesteckt. Das andere Ende des Lagerstifts 23 ist in einer Fassung 24 gelagert, die endseitig an einem von der Wandung des Gehäuseteils 4 radial nach innen ragenden Arm getragen ist.The connector 22 can how 1 illustrated, as a bearing or as a holder for a bearing pin 23 serve. This is in an upstream direction into the connector 22 leading blind hole inserted. The other end of the bearing pin 23 is in a version 24 stored, the end of one of the wall of the housing part 4 radially inwardly projecting arm is worn.

Auf den Lagerstift 23 sitzt drehbar ein Flügelrad 25, das somit bezüglich der Durchströmungsrichtung des Durchflussmessers 1 stromabwärts zu der Strömungsleiteinrichtung 15 angeordnet ist. Das Flügelrad 25 weist mehrere, bspw. vier, in Radialrichtung orientierte Flügel 26, 27, 28 auf, von denen drei in 2 sichtbar sind. Der vierte ist verdeckt. Die Flügel sind außerdem in Axialrichtung orientiert, d.h. eine drallfreie Strömung übt kein Drehmoment auf das Flügelrad 25 aus.On the bearing pin 23 an impeller rotates 25 , which is thus related to the flow direction of the flow meter 1 downstream of the flow guide 15 is arranged. The impeller 25 has several, for example four, blades oriented in the radial direction 26 . 27 . 28 on, three of which are in 2 are visible. The fourth is covered. The blades are also oriented in the axial direction, ie a swirl-free flow does not exert any torque on the impeller 25 out.

Es wird als vorteilhaft angesehen, wenn sich die Anzahl der Leitflügel 16 bis 20 von der Anzahl der Flügel 26 bis 28 unterscheidet. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel weist die Strömungsleiteinrichtung 15 Flügel auf, während das Flügelrad 25 lediglich vier Flügel aufweist. Es wird weiter als vorteilhaft angesehen, wenn sich die Flügelzahlen um 1 unterscheiden. Dies ermöglicht einen gleichmäßigen Anlauf und Lauf des Flügelrads 25 auch bei sehr geringen Strömungen.It is considered advantageous if the number of guide vanes changes 16 to 20 on the number of wings 26 to 28 different. In the present exemplary embodiment, the flow guide device has 15 Wings up while the impeller 25 has only four wings. It is also considered advantageous if the number of blades differs by 1. This enables the impeller to start and run smoothly 25 even with very low currents.

Das Flügelrad 25 ist drehfest mit einem Geberrad 31 verbunden, das als Polrad ausgebildet ist und zu einem Positionsgeber 32 gehört. Das Geberrad 31 ist bspw. ein mit Magnetpolen versehener permanentmagnetischer Ring, der auf eine Kunststoffbuchse 33 aufgeschoben ist. Letztere sitzt drehbar auf dem Lagerstift 23 und ist an ihrem der Leiteinrichtung 15 zugewandten Ende mit den Flügeln 26 bis 28 versehen. Die Magnetpole des Geberrads laufen mit dem Geberrad um, wenn sich dieses dreht. Zur Lagerung der Kunststoffbuchse 33 auf dem Lagerstift 23 weist die Kunststoffbuchse 33 ein gewisses Radialspiel und nötigenfalls auch ein gewisses Axialspiel auf. Zwischen dem abströmseitigen Ende der Kunststoffbuchse 33 und der Fassung 24 können reibungsmindernde Ringe 34, bspw. Teflonringe vorgesehen sein.The impeller 25 is rotatable with a sender wheel 31 connected, which is designed as a magnet wheel and to a position transmitter 32 heard. The encoder wheel 31 is, for example, a permanent magnetic ring with magnetic poles, which is attached to a plastic bushing 33 is postponed. The latter is rotatably seated on the bearing pin 23 and is at their the guidance facility 15 facing end with the wings 26 to 28 Mistake. The magnetic poles of the encoder wheel rotate with the encoder wheel when it rotates. For storing the plastic bush 33 on the bearing pin 23 has the plastic bushing 33 a certain radial play and, if necessary, also a certain axial play. Between the downstream end of the plastic bushing 33 and the frame 24 can reduce friction rings 34 , for example. Teflon rings can be provided.

Der Positionsgeber 32 ist bspw. durch eine Hallsonde oder ein anderes magnetfeldempfindliches Bauelement gebildet, das die Vorbeigänge der Magnetpole bei sich drehenden Geberrad 31 registriert. Der Positionsgeber ist über eine oder mehrere Leitungen 35 mit einem Anschlussstecker 36 verbunden.The position encoder 32 is formed, for example, by a Hall probe or another magnetic field-sensitive component, which detects the passages of the magnetic poles when the encoder wheel is rotating 31 registered. The position encoder is over one or more lines 35 with a connector 36 connected.

Der insoweit beschriebene Durchflussmesser 1 arbeitet wie folgt:
In 3 ist der Durchflussmesser 1 aufs äußerste schematisiert veranschaulicht. Das Gehäuse 2 ist von links nach rechts durchströmt, d.h. die Strömung trifft zuerst die Strömungsleiteinrichtung 15 und danach das Flügelrad 25. Die zunächst axial ohne Drall heranführende Strömung erhält, sobald sie die Strömungsleiteinrichtung 15 passiert, durch die Schrägstellung von deren Flügeln einen Drall. Dieser ist in dem in 3 vergrößert dargestell ten Abstand zwischen der Strömungsleiter in Richtung 15 und dem Flügelrad 25 durch sich kreuzende Pfeile veranschaulicht. Der Drall bedeutet eine Strömungskomponente, die bezüglich des Flügelrads 25 in dessen Umfangsrichtung gerichtet ist. Die Drehbewegung dieser Strömung ist konzentrisch zu der Drehachse 37 des Flügelrads 25 festgelegt. Die Umfangskomponente der Strömung treibt das Flügelrad 25 an, so dass sich dieses zusammen mit dem Geberrad 31 dreht. Das sich ändernde Magnetfeld wird zu dem Positionsgeber 32 erfasst. Die entstehenden Signalimpulse können in Form von Spannungs- oder Stromimpulsen oder Widerstandsänderungen über die Leitungen 35 abgegriffen werden.The flow meter described so far 1 works as follows:
In 3 is the flow meter 1 schematically illustrated to the extreme. The housing 2 is flowed from left to right, ie the flow hits the flow control device first 15 and then the impeller 25 , The flow, which initially moves axially without swirl, receives the flow guide device as soon as it does 15 happens by swirling their wings. This is in the 3 enlarged distance between flow guide in the direction 15 and the impeller 25 illustrated by crossing arrows. The swirl means a flow component related to the impeller 25 is directed in the circumferential direction. The rotational movement of this flow is concentric with the axis of rotation 37 of the impeller 25 established. The circumferential component of the flow drives the impeller 25 so that this is together with the encoder wheel 31 rotates. The changing magnetic field becomes the position encoder 32 detected. The resulting signal pulses can take the form of voltage or current pulses or changes in resistance via the lines 35 be tapped.

Dieses Zusammenspiel lässt sich auch durch den Vergleich mit den 4 und 5 miteinander entnehmen. 4 veranschaulicht die Strömungsleiteinrichtung 15 mit ihren drallerzeugenden, schräg gestellten Flügeln in einer Ausführungsform mit 6 Flügeln. 5 veranschaulicht das Flügelrad 25 mit in Axialrichtung orientierten radial von der Nabe wegstehenden Flügeln. Es sind fünf Flügel vorhanden (einer weniger als bei der Strömungsleiteinrichtung 15).This interaction can also be compared with the 4 and 5 remove together. 4 illustrates the flow control device 15 with their swirl-generating, inclined wings in an embodiment with 6 wings. 5 illustrates the impeller 25 with blades oriented radially away from the hub in the axial direction. There are five blades (one less than the flow control device 15 ).

Wird der Durchflussmesser 1 von einer Rückwärtsströmung durchströmt, trifft diese zuerst auf das Flügelrad 25 und erst danach auf die Strömungsleiteinrichtung 15. Die das Flügelrad 25 treffende Strömung weist deshalb zunächst noch keine Drallkomponente auf. Das Flügelrad vollführt deshalb keine oder nahezu keine Drehbewegung. Soll das Flügelrad 25 auch bei Rückwärtsströmung eine Drehbewegung, z.B. eine Vorwärtsdrehbewegung, ausführen, kann dies mit einer in 3 rechts neben dem Flügelrad 25 angeordne ten, entsprechend orientierten Strömungsleiteinrichtung geschehen, die dann stromabwärts von dem Flügelrad 25 angeordnet ist. Dies ist eine Option.Will the flow meter 1 flowed through by a reverse flow, this first hits the impeller 25 and only then on the flow control device 15 , The impeller 25 therefore, the current flowing does not yet have any swirl component. The impeller therefore performs no or almost no rotation. Should the impeller 25 Even with a backward flow, a rotary movement, for example a forward rotary movement, can be carried out with an in 3 to the right of the impeller 25 angeordne th, appropriately oriented flow control device happen, which is then downstream of the impeller 25 is arranged. It is an option.

Ebenfalls optional kann das Flügelrad 25 mit einer richtungsabhängigen Bremseinrichtung bzw. mit einer Lagereinrichtung 38 versehen sein, deren Reibmoment strömungsrichtungsabhängig ist. Eine solche Lagereinrichtung 38 ist in 3 schematisch veranschaulicht. Zusätzlich zu der drehbaren Lagerung ermöglicht die Lagereinrichtung 38 ein gewisses Axialspiel. Zur Abstützung in Axialrichtung kann die aus dem Flügelrad 25 und dem Geberrad 28 gebildete Einheit bei einer Spitzenlagerung 39 oder einer anderen reibungsarmen Drucklagereinrichtungen abgestützt sein. Wird der Durchflussmesser 1 in Vorwärtsrichtung durchströmt, nimmt die Spitzenlagerung 39 die auftretenden axialen Druckkräfte auf, ohne ein nennenswertes Reibungsmoment zu erzeugen. Eine Gegendurchströmung kann die aus dem Flügelrad 25 und Geberrad 31 gebildete Einheit jedoch etwas in Richtung auf die Strömungsleiteinrichtung 15 zu verschieben. Es gelangen dann eine ortsfeste Reibfläche 41 mit einer Reibfläche 42 in Eingriff, die an dem Geberrad 31 oder einem anderen mit diesen verbundenen Teil versehen ist. Somit veranlasst die Rückwärtsdurchströmung an den Reibflächen 41, 42 ein Bremsmoment, das einer Drehung des Flügelrads entgegenwirkt. Auf diese Weise kann der Effekt, dass das Flügelrad 25 bei Rückwärtsdurchströmung nicht dreht, noch unterstützt werden.The impeller is also optional 25 with a directional braking device or with a bearing device 38 be provided, the frictional torque is dependent on the direction of flow. Such a storage facility 38 is in 3 schematically illustrated. In addition to the rotatable bearing, the storage facility enables 38 a certain axial play. For support in the axial direction, use the impeller 25 and the encoder wheel 28 unit formed in a tip storage 39 or other low-friction thrust bearing devices. Will the flow meter 1 When flowing through in the forward direction, the tip bearing increases 39 the occurring axial compressive forces without generating a significant frictional moment. A counter flow can come from the impeller 25 and encoder wheel 31 unit formed however somewhat in the direction of the flow guide 15 to postpone. Then there is a stationary friction surface 41 with a friction surface 42 engaged on the sender wheel 31 or another part connected to it. This causes the backward flow on the friction surfaces 41 . 42 a braking torque that counteracts rotation of the impeller. In this way, the effect that the impeller 25 with reverse flow does not turn, nor be supported.

In 5 ist eine abgewandelte Ausführungsform der Erfindung veranschaulicht. Dieser Durchflussmesser 1 weist ein Gehäuse 2 auf, dessen Zuströmöffnung 43 außermittig angeordnet ist. Damit bildet eine von dem Gehäuse 2 um schlossene Kammer 44 mit der außermittig in die Kammer 44 führenden Zuströmöffnung 43 die Strömungsleiteinrichtung 15, die eine in der Kammer 44 umlaufende Strömung erzeugt. Die Strömung läuft dabei mit einer quer zur Hauptströmungsrichtung verlaufende Achse um.In 5 illustrates a modified embodiment of the invention. This flow meter 1 has a housing 2 on whose inflow opening 43 is arranged off-center. This forms one of the housing 2 around closed chamber 44 with the off-center in the chamber 44 leading inflow opening 43 the flow control device 15 that one in the chamber 44 circulating flow generated. The flow runs with an axis running transversely to the main flow direction.

Aus der Kammer 44 führt eine Abströmöffnung 45 heraus, die etwa radial zu der Kammer 44 orientiert ist. Während die Zuströmöffnung 43 so orientiert ist, dass sie den Gesamtquerschnitt der Kammer 44 seitlich trifft, trifft die Auströmöffnung 45 den Gesamtquerschnitt der Kammer 44 etwa mittig. In der Kammer 44 ist ein Flügelrad 25 angeordnet. Out of the chamber 44 leads an outflow opening 45 out which is roughly radial to the chamber 44 is oriented. During the inflow opening 43 is oriented so that it is the total cross section of the chamber 44 meets on the side, meets the discharge opening 45 the total cross section of the chamber 44 approximately in the middle. In the chamber 44 is an impeller 25 arranged.

Ein durch die Zuströmöffnung 43 herangeführte Strömung erzeugt in der Kammer 44 eine Umlaufströmung die das Flügelrad 25 mitnimmt. Eine Rückwärtsströmung trifft das Flügelrad 25 hingegen etwa symmetrisch. Dies liegt daran, dass die von der Abströmöffnung vorgegeben Strömungsrichtung die Drehachse des Flügelrads 25 radial trifft, während die von der Zuströmöffnung 43 vorgegeben Strömung das Flügelrad 25 lediglich peripher trifft. Eine Rückwärtsströmung erzeugt an dem Flügelrad 25 somit zwei gegenläufige Drehmomente, die in 6 oberen Flügel würden ein Drehmoment gegen den Uhrzeigersinn erzeugen, während die in 6 unteren Flügel ein Drehmoment in Uhrzeigerrichtung erzeugen. Beide Drehmomente heben sich im Idealfall auf, so dass das Flügelrad 25 auf eine Rückwärtsströmung nicht anspricht.One through the inflow opening 43 brought in flow creates in the chamber 44 a circulating flow the impeller 25 entraining. A reverse flow hits the impeller 25 however, approximately symmetrical. This is because the flow direction specified by the outflow opening is the axis of rotation of the impeller 25 radially meets while that of the inflow opening 43 given flow the impeller 25 only hits peripherally. A reverse flow creates on the impeller 25 thus two opposing torques, which in 6 upper wings would produce a counterclockwise torque while those in 6 lower wing generate a clockwise torque. Ideally, both torques cancel each other out, so that the impeller 25 does not respond to a reverse flow.

Die in 7 veranschaulichte Ausführungsform weist ebenfalls eine Kammer 44 auf, bei der die Zuströmöffnung 43 eine am Kammerzentrum vorbeigehende Richtung vorgibt.In the 7 illustrated embodiment also has a chamber 44 at which the inflow opening 43 specifies a direction passing the chamber center.

Im Kammerzentrum ist das Flügelrad 25 drehbar gelagert. Die Abströmöffnung 45 führt seitlich, d.h. axial bezüglich des drehbar gelagerten Flügelrads aus der Kammer 44 heraus. Während eine Strömung, die durch die Zuströmöffnung 43 in die Kammer 44 hineinführt zu einer Umlaufströmung führt, die das Flügelrad 25 mitnimmt, führt eine Rückwärtsströmung, die Wasser durch die Abströmöffnung 45 in die Kammer 44 führt, nicht zu einer nennenswerten Umlaufströmung. Die Flügel des Flügelrades 25 können hier gerade gestreckt ausgebildet sein. Alternativ ist es möglich, sie mit einer Krümmung zu versehen, um bei Rückwärtsströmung eine Vorwärtsbewegung oder eine Rückwärtsbewegung oder ein Stehenbleiben des Flügelrads 25 zu bewirken.The impeller is in the center of the chamber 25 rotatably mounted. The outflow opening 45 leads laterally, ie axially with respect to the rotatably mounted impeller from the chamber 44 out. During a flow through the inflow opening 43 into the chamber 44 leads to a circulating flow that leads to the impeller 25 entrains, a backward flow leads the water through the outflow opening 45 into the chamber 44 does not lead to a significant circulation flow. The blades of the impeller 25 can be straight stretched here. Alternatively, it is possible to provide them with a curvature in order to make a forward movement or a backward movement or a standstill of the impeller in the case of reverse flow 25 to effect.

Anstelle einer vollständigen Drehbarkeit kann bei allen vorstehend beschriebenen Ausführungsformen der Erfindung auch ein Flügelrad 25 vorgesehen sein, das lediglich begrenzt bspw. gegen die Kraft einer Torsionsfeder drehbar aufgehängt ist. Die Verdrehung des Flügelrads 25 ist dann ein Maß für die Durchströmung. Weiterhin ist es alternativ möglich, das Flügelrad 25 fest aufzuhängen und lediglich die auf das Flügelrad 25 einwirkenden Kräfte zu erfassen. Dies kann z.B. mit Piezzo-Messstreifen, Dehn-Messstreifen oder anderen Kraftmessanordnungen erfolgen, die in der Aufhängung des Flügelrads 25 angeordnet sind.Instead of complete rotatability in all the embodiments described above tion forms of the invention also an impeller 25 be provided, which is only rotatably suspended, for example against the force of a torsion spring. The rotation of the impeller 25 is then a measure of the flow. Furthermore, it is alternatively possible to use the impeller 25 hang firmly and only on the impeller 25 forces acting on it. This can be done, for example, with piezo measuring strips, strain gauges or other force measuring arrangements that are in the suspension of the impeller 25 are arranged.

Ein Durchflussmesser 1, der unterschiedlich auf Vorwärts- und Rückwärtsdurchströmung anspricht, weist eine Strömungsleiteinrichtung 15 auf, die bezüglich der Durchströmrichtung vor einem Flügelrad 25 angeordnet ist. Das Flügelrad 25 reagiert lediglich auf eine von der Strömungsleiteinrichtung 15 verursachte Strömungsveränderung, nicht aber auf eine Geradeausdurchströmung des Durchfluss messers 1. Letztendlich spricht das Flügelrad 25 somit auf eine von der Strömungsleiteinrichtung 15 verursachte Strömungsasymetrie an, die in einem Drall um die Strömungsrichtung oder quer zur Strömungsrichtung bestehen kann. Eine Rückwärtsdurchströmung erzeugt den Drall erst hinter dem Flügelrad (oder gar nicht), so dass das Flügelrad nicht oder anders anspricht als bei Vorwärtsdurchströmung.A flow meter 1 , which responds differently to forward and backward flow, has a flow guide 15 on the flow direction in front of an impeller 25 is arranged. The impeller 25 only responds to one from the flow control device 15 caused flow change, but not due to a straight flow through the flow meter 1 , Ultimately, the impeller speaks 25 thus on one of the flow control device 15 caused flow asymmetry, which can consist of a swirl around the flow direction or transverse to the flow direction. A backward flow creates the swirl behind the impeller (or not at all), so that the impeller does not respond or responds differently than with forward flow.

Ein Durchflussmesser 1, der unterschiedlich auf Vorwärts- und Rückwärtsdurchströmung anspricht, weist eine Strömungsleiteinrichtung 15 auf, die bezüglich der Durchströmrichtung vor einem Flügelrad 25 angeordnet ist. Das Flügelrad 25 reagiert lediglich auf eine von der Strömungsleiteinrichtung 15 verursachte Strömungsveränderung, nicht aber auf eine Geradeausdurchströmung des Durchflussmessers 1. Letztendlich spricht das Flügelrad 25 somit auf eine von der Strömungsleiteinrichtung 15 verursachte Strömungsassymetrie an, die in einem Drall um die Strömungsrichtung oder quer zur Strömungsrichtung bestehen kann. Eine Rückwärtsdurchströmung erzeugt den Drall erst hinter dem Flügelrad (oder gar nicht), so dass das Flügelrad nicht oder anders anspricht als bei Vorwärtsdurchströmung.A flow meter 1 , which responds differently to forward and backward flow, has a flow guide 15 on the flow direction in front of an impeller 25 is arranged. The impeller 25 only responds to one from the flow control device 15 caused flow change, but not due to a straight flow through the flow meter 1 , Ultimately, the impeller speaks 25 thus on one of the flow control device 15 caused flow asymmetry, which can consist of a swirl around the flow direction or transverse to the flow direction. A backward flow creates the swirl behind the impeller (or not at all), so that the impeller does not respond or responds differently than with forward flow.

Claims

Flow meter ( 1 ), in particular for liquid media, in particular water, with a flow control device ( 15 ), which is arranged upstream of a predetermined flow direction for generating a swirl in a flow channel, and with an impeller ( 25 ), whose wing ( 26 . 27 . 28 ) are oriented in a direction neutral with respect to a backward flow.

Flow meter according to claim 1, characterized in that the flow guide device ( 15 ) one or more wings ( 16 . 17 . 18 . 19 . 20 ), which are inclined with respect to the flow direction in order to generate a recirculating flow around the flow direction.

Flow meter according to claim 2, characterized in that the wings ( 26 . 27 . 28 ) of the impeller ( 25 ) are oriented in the direction of flow.

Flow meter according to claim 3, characterized in that the impeller ( 25 ) around an axis of rotation ( 37 ) is rotatably mounted, which is oriented in the flow direction.

Flow meter according to claim 1, characterized in that the impeller ( 25 ) is rotatably mounted.

Flow meter according to claim 1, characterized in that the impeller ( 25 ) with a storage facility ( 38 ) is rotatably mounted, which has different braking torques in different directions of rotation.

Flow meter according to claim 1, characterized in that the impeller ( 25 ) with a contactless position transmitter ( 32 ) connected is.

Flow meter according to claim 1, characterized in that the flow guide device ( 15 ) through a chamber ( 44 ) with an inflow opening ( 43 ) is formed, the alignment of which in the chamber ( 44 ) causes a circulation flow.

Flow meter according to claim 1, characterized in that the flow guide device ( 15 ) through a chamber ( 44 ) is formed, which has an off-center inflow opening ( 43 ) and a central discharge opening ( 45 ) having.

Flow meter according to claim 8, characterized in that the circulation flow is directed about an axis of rotation that is transverse to the direction of flow is aligned.