DE1122722B

DE1122722B - Fluessigkeitsmesser

Info

Publication number: DE1122722B
Application number: DEK22537A
Authority: DE
Inventors: William Guy Ardley
Original assignee: George Kent Ltd
Current assignee: Elster Metering Holdings Ltd
Priority date: 1953-06-15
Filing date: 1954-06-12
Publication date: 1962-01-25

Description

Flüssigkeitsmesser Die Erfindung bezieht sich auf einen Flüssigkeitsmesser, bei dem durch den Flüssigkeitsstrom ein in einem Meßwerksbecher liegender trommelartiger Rotor mit auf dem Umfang angeordneten, geraden, kurzen und parallelen Schaufeln, die gegenüber der Rotorachse geneigt angebracht sind, in Umdrehungen versetzt wird, die über ein Zwischengetriebe auf einen Zähler übertragen werden, wobei der mit zylindrischen Wänden versehene Meßwerksbecher so ausgebildet ist, daß der Flüssigkeitsstrom durch die Schaufeln auf eine feste Anzahl von zur Rotorachse parallelen Strahlen beschränkt wird.
Flüssigkeitsmesser dieser Bauart haben den Nachteil, daß die Drehzahl des Rotors durch die Reibung bei kleinen Durchflußmengen bedeutend stärker beeinflußt wird als bei großen Durchflußmengen, so daß das Verhältnis von Rotordrehzahl zu Durchflußmenge sich über den Arbeitsbereich stark ändert. Um diesen Einfluß auszuschalten, muß eine Dämpfung vorgesehen werden, die bei großen Durchflußmengen stark und bei kleinen Durchflußmengen nur wenig anspricht. Außerdem muß der Rotor über den gesamten Betriebsbereich im wesentlichen schwimmend gehalten werden, um die Lagerreibung auszuschalten.
Es sind bereits Flüssigkeitsmesser bekannt, bei denen der Rotor mit einer festen Anzahl von Flüssigkeitsstrahlen beaufschlagt wird. Die zwischen den festen Strahlen befindliche Flüssigkeitsmenge bremst den Rotor ab und wirkt somit als Dämpfung. Diese Ausführungen verwenden jedoch einen Rotor mit verhältnismäßig langen, schraubenförmigen Schaufeln, so daß die Dämpfung nur wenig wirksam werden kann, wenn nicht das Verhältnis zwischen Totwasser-und Durchflußmenge sehr groß gewählt wird. Das bedingt aber sehr kleine Durchtrittsöffnungen, die einen erheblichen Druckverlust ergeben.
Andererseits sind auch Flüssigkeitsmesser bekannt die mit kurzen Schaufeln arbeiten, wobei aber keine Dämpfungsmittel vorgesehen werden, die zur Ausschaltung des Reibungseinflusses erforderlich sind.
Bei diesen Messern wird die Flüssigkeit über einen Kreisringquerschnitt zugeführt, so daß sich kein Totwasser ausbilden kann.
Schließlich sind noch Flüssigkeitsmesser bekannt bei denen die Größe der Durchlaßöffnungen für die den Rotor beaufschlagenden Strahlen bei sich ändernder Durchflußmenge verändert wird, so daß die Dämpfung mit zunehmendem Durchfluß geringer wird. Auch mit diesen Einrichtungen kann der Reibungseinfluß nicht ausgeschaltet werden.
Ziel der Erfindung ist es, einen Flüssigkeitsmesser zu schaffen, der über den gesamten Betriebsbereich mit einem im wesentlichen konstanten Verhältnis von Rotordrehzahl zur Durchflußmenge arbeitet.
Gemäß der Erfindung wird dieses Ziel dadurch erreicht, daß die Gesamtdurchtrittsfläche durch den Rotor wenigstens 1,75mal so groß ist wie die Gesamtquerschnittsfläche der Strahlen und daß der Raum unterhalb des Bodens des Meßwerksbechers, der mit dem Flüssigkeitseinlaß in Verbindung steht, mit dem Raum im Innern des Meßwerksbechers unterhalb des Rotors über mehrere Bohrungen dauernd in beschränktem Maße verbunden ist, so daß ein einem Abwärtsdruck des Rotors das Gleichgewicht haltender Aufwärtsdruck erzeugt wird.
Bei dieser Auslegung eines Flüssigkeitsmessers wird also ein bestimmtes Totwasservolumen vorgeschrieben, das im ganzen Betriebsbereich konstant bleibt. Da die Bremswirkung des Totwassers auf den Rotor bei konstanter Totwassermenge mit zunehmendem Durchfluß größer wird, kann der mit zunehmendem Durchfluß kleiner werdende Reibungseinfluß praktisch vollständig kompensiert werden. Die Lagerreibung, die zusätzlich auftritt, wird nach dem zweiten Merkmal der Erfindung dadurch ausgeschaltet, daß unterhalb des Rotors ein mit dem Flüssigkeitseinlaß in dauernder, jedoch beschränkter Verbindung stehender Raum vorgesehen ist, in dem ein Druck wirksam ist, der größer ist als der Druck auf der Oberseite des Rotors. Dadurch wird der durch sein Gewicht und die Strömungskräfte nach unten gedrückte Rotor im wesentlichen schwimmend gehalten.
Die Erfindung ist in der Zeichnung beispielsweise veranschaulicht.
Fig. 1 ist ein senkrechter Schnitt durch einen Flüssigkeitsmesser nach der Erfindung; Fig. 2 ist im vergrößerten Maßstab ein Schnitt längs der Linie II-II der Fig. 1.
Bei dem dargestellten Flüssigkeitsmesser fließt das Wasser durch ein Gehäuse 1 vom Einlaß 2 zum Auslaß 3 durch eine Meßkammer, die einen im wesentlichen napfförmigen Meßwerksbecher 4 enthält, der vorzugsweise aus einem Phenolharz mit Nylon als Füllstoff hergestellt ist. Der Meßwerksbecher 4 ist mit Bohrungen versehen, die acht voneinander in Abstand liegende Durchgänge 5 bilden, die so angeordnet sind, daß die aus ihnen austretenden Wasserstrahlen auf eine Anzahl von auf dem Umfang angeordneten Schaufeln 6 eines Rotors 7 auftreffen, der innerhalb des Meßwerksbechers 4 liegt. Die Wasserdurchgänge 5 sind außen bei 8 erweitert. Die Schaufeln 6 sind gegenüber den Stiruflächen des Rotors unter einem Winkel von 450 angeordnet. Es sei jedoch bemerkt, daß die Schaufeln auch andere Winkel als 450 einnehmen können.
Der Rotor, der mit einer Spindel 9 fest verbunden ist, läuft auf einer Lagerung 10, die in den Boden des Meßwerksbechers 4 eingeschraubt ist. Unterhalb des Bodens befindet sich ein Raum 11, der mit dem Einlaß 2 verbunden ist und mit der Innenseite des Meßwerksbechers duch vier Ausgleichslöcher 13 in beschränkter Verbindung steht. Diese Löcher haben den Zweck, unter dem Rotor einen Aufwärtsdruck zu erzeugen, der dem durch das Gewicht des Rotors und die Strömungskräfte hervorgerufenen Abwärtsdruck des Rotors das Gleichgewicht hält, wodurch der Rotor im wesentlichen schwimmend gehalten wird.
Das Halten des Rotors im schwimmenden Zustand wird dadurch unterstützt, daß man den Rotor aus Nylon oder anderem Material herstellt, dessen spezifisches Gewicht in der Größenordnung des spezifischen Gewichtes des Meßmediums liegt. Das verwendete Material soll leicht verformt werden können, ein leichtes Gewicht besitzen, elastisch und gegen heißes Wasser widerstandsfähig sein.
Die Querschnittsfläche der Durchgänge durch den Rotor sollte vorzugsweise das 1,75fache der Querschnittsfläche des gesamten Durchganges durch die Wasserdurchgangsöffnungen 5 betragen. Ein Messer mit einer besonders zufriedenstellenden Charakteristik besitzt einen Rotor mit etwa 40 mm Durchmesser und einer Dicke von 12,7 mm. Der Meßwerksbecher 4, der für diesen Rotor verwendet wird, besitzt vorzugsweise acht Wasserdurchgänge von 5 mm Durchmesser, die auf einem Kreis von etwa 35 mm Durchmesser angeordnet sind. Der Rotor erfährt unter der Wirkung des Flüssigkeitsstromes einen Abwärtsdruck, wenn der Rotor und der Meßwerksbecher 4 die oben angegebenen Dimensionen besitzen.
Die Spindel 9 trägt ein Ritzel 14, das mit einem Zahnrad 15 kämmt, mit dem ein Ritzel 16 starr verbunden ist. Das Ritzell6 kämmt wiederum mit einem Zahnrad 17. Die Ritzel 14 und 16 und die Zahnräder 15 und 17 bestehen vorzugsweise aus einem federnden Material, beispielsweise Nylon. Das Zahnrad 17 ist mit einem Ritzel 18 und einem Zahnrad 19 verbunden, das über ein entsprechendes Zwischengetriebe einen Zähler 20 antreibt, beispielsweise ein Rollenzählwerk, der durch eine Abdeckplatte aus Glas oder einem anderen transparenten Material 21 abgelesen werden kann.

Claims

PATENTANSPRUCH.

Flüssigkeitsmesser, bei dem durch den Flüssigkeitsstrom ein in einem Meßwerksbecher liegender trommelartiger Rotor mit auf dem Umfang angeordneten, geraden, kurzen und parallelen Schaufeln, die gegenüber der Rotorachse geneigt angebracht sind, in Umdrehungen versetzt wird, die über ein Zwischengetriebe auf einen Zähler übertragen werden, wobei der mit zylindrischen Wänden versehene Meßwerksbecher so ausgebildet ist, daß der Flüssigkeitsstrom durch die Schaufeln auf eine feste Anzahl von zur Rotorachse parallelen Strahlen beschränkt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Gesamtdurchtrittsfläche durch den Rotor (7) wenigstens 1,75mal so groß ist wie die Gesamtquerschnittsfläche der Strahlen und daß der Raum (11) unterhalb des Bodens des Meßwerksbechers (4), der mit dem Flüssigkeitseinlaß (2) in Verbindung steht, mit dem Raum im Innern des Meßwerksbechers (4) unterhalb des Rotors (7) über mehrere Bohrungen (13) dauernd in beschränktem Maße verbunden ist, so daß ein einem Abwärtsdruck des Rotors (7) das Gleichgewicht haltender Aufwärtsdruck erzeugt wird.

In Betracht gezogene Druckschriften: Österreichische Patentschriften Nr. 19 833, 66 321, 144 800; französische Patentschriften Nr. 509 015, 627 389; französische Zusatzpatentschrift Nr. 26 968; USA.-Patentschriften Nr. 1 799 635, 2 245 759; Wünsch und Rühle: »Meßgeräte im Industriebetrieb«, 1936, S. 179.