DE1773498A1

DE1773498A1 - Mengenzaehler fuer stroemende Medien,insbesondere Wasserzaehler

Info

Publication number: DE1773498A1
Application number: DE19681773498
Authority: DE
Inventors: Wilfried Hilzendegen
Original assignee: Neuhoff Paul & Co GmbH
Current assignee: Neuhoff Paul & Co GmbH
Priority date: 1968-05-25
Filing date: 1968-05-25
Publication date: 1971-10-14
Also published as: US3572118A

Description

,, ^- - 22. Mai 1968

zur
PATENT- UND EVENTUAL - GEBRAUCHSMUSTER-ANMELDUNG

der Firma

Paul N e u h ο f f & Co. GmbH V/EINGARTEN/Baden

Titel:

"Mengenzähler für strömende Medien, insbesondere Wasserzähler"

Die vorliegende Erfindung ' ™ bezieht sich auf Mengenzähler für in Rohrleitungen strömende Medien, insbesondere Wasserzähler, und hat bauliche Maßnahmen zur Verbesserung ihrer Eignung für die Verwendung als Hauswasserzähler zum Gegenstand.

Auf dem Gebiete der Hauswasser-Zähler zeigt sich in ständig steigendem Maße das Bestreben , sogenannte Mehrbereichzähler zu schaffen. Bei der bekannten Gattung der Mehrstrahl-Flügelradzähler sind bereits Ausführungen bekannt , bei denen jeweils zwei benachbarte Nenngrößen, z. B. die Größen 3 und 5 oder ' 7 und 10 (m /h), in einem Zähler vereinigt sind.

Die Möglichkeit, solche

Zähler zu bauen, beruhte praktisch auf der Wahl geeigneten, besonders glatte Flächen ergebenden spritzFähigen Kunststoffs in Verbindung mit bekannten , düsenförmigen Kanälen rechteckigen Querschnitts für die Gestaltung des Messwerksbechers. Man erkennt aber unschwer , dass diese Gestaltung praktisch zugleich die Grenze des mit den verwendeten Mitteln Erreichbaren darstellt.

— 1 —

109842/0510

BAD ORIGINAL

Schä/Ka - A 1215 J 22. Mai 1968

Der vorliegenden Erfindung

liegt die Aufgabe zugrunde , bei den erwähnten Bestrebungen auf dem Gebiete der Haus-Wasserzähler im Effekt, d.h. hinsichtlich der Eignung für die Mehrbereich-Messung, über das lediglich mit glatten Kunststoff-Flächen und rechteckig profilierten düsenförmigen Kanälen Erreichbare hinauszukommen. Das geschieht hier durch eine neuartige Ausbildung des Messwe*rks.

Bei den herkömmlichen Mehr-

strahl-Flügelradzählern erfolgt die Direktbeauf-™ schlagung der Messrad-Flügel in Tangentialrich-

tung lediglich im unteren Drittel ihrer Gesamthöhe, wo sich die Umlenkung des Messmittelstroms um 90° vollzieht und die Drehung des Messrades ergibt , während an ihrem oberen Teil, und zwar in mit der Flügelhöhe steigendem Maße, eine den Lauf des Messrades hemmende, d. h. seine Leichtgängigkeit vermindernde Wirkung eintritt.

Bei einer solchen ausgesprochen ungünstigen Verteilung der auf das untere und das obere MessradweDen-Lager wirkenden Kräfte ergibt sich auch ein unruhiger Lauf des \ Messrades und ein verhältnismäßig großes Brems

moment .

Es ist klar, dass die erwähnten Nachteile den auf die Vergrößerung des Messbereichs der Zähler und auf die Schaffung ausgesprochener Mehrbereich-Zähler gerichteten Bestrebungen im Wege stehen. Durch die vorliegende Erfindung wird ein Messwerk geschaffen, welchem solche Nachteile nicht mehr anhaften.

Die Erfindung geht ebenfalls von der Gattung der Mehrstrahl-Flügelradzähler mit tangential angeströmten Messrad-Flügsün

1098*2/0510

Schä/Ka - A 1215 1 22. Mai 1968

aus, und das Neue, Erfinderische und Fortschrittliche besteht im wesentlichen darin , dass das Messrad als ein Paar satt aufeinanderliegend und dabei gegeneinander verdrehbar und zueinander feststellbar zusammengesetzter Horizontal-Teile ausgebildet ist und dass die Einström-Kanäle des Messwerks-Bechers mindestens zwei deckungsgleich übereinanderliegende und durch einen Zwischenboden voneinander getrennte Stockwerke bilden und ausschließlich gegen die Flügel des unteren der beiden Horizontalteile gerichtet sind.

Aus der so gekennzeichneten f

Ausbildung des Messwerks ergeben sich folgende unmittelbar in der Richtung des Erfindungsziels liegende vorteilhafte Wirkungen.

Durch die zweistöckige Ausbildung der Einström-Kanäle des Messwerksbechers wird dem unteren der beiden Messrad-Teile ein über die ganze Höhe dieses Teils gleicher Antrjeb erteilt , was sich auch im Sinne eines ruhigen Laufs der ganzen iiessrad-Anordnung auswirkt.

Durch die neuartige Ausbildung des Messrades wird es ermöglicht, den Flügeln des einen der beiden Rad-Teile innerhalb ι der gegebenen Grenzen jede gewünschte Winkelstellung en den Flügeln des anderen Teiles zu geben. Jede Änderung dieser Winkelstellung bedeutet eine Änderung im Verlauf der Hessmittel-Strömung bzw. ihrer Umlenkung und der Geschwindigkeits-Verteilung in ihr auf den V/ege zu den AusstIOm-Kanalen Jos Messworks-Pechers und damit eine Änderung des an das Messrad abgegebenen Antriebs-Impulses. Dabei werden die Verhältnisse desto günstiger , je größer der zwischen den Flügeln der beiden ?eÜ2 gebildete Winkel ist, denn

109842/0510

BAD ORIGINAL

Schä/Ka - A 1215 U 22. Mai 1968

desto wirksamer wird die erzielte nochmalige Umkehrung des Messmittelstromes und dessen erneute Impuls-Abgabe am oberen Halbflügel des Messrades, desto erheblicher also, wird die erzielbare Verbesserung des Antriebsimpulses.

Man kann also durch Änderung der gegenseitigen Winkelstellung der beiden Flügel-Teile oder -Hälften die Geschwindigkeits-Verteilung der Strömung im Inneren des Messwerks-Bechers und damit die Drehgeschwindigkeit des Messrades im einen oder anderen Sinne ändern.

Eine solche Variierbar-

keit ist mit einem Messrad herkömmlicher Bauart nicht erzielbar. Jede gewünschte Änderung würde einer Änderung der Flügelhöhe und des Durchmessers des Messrades und damit auch der Verwendung eines Messwerksbechers anderer Abmessungen bedürfen. Und das wäre ein Mangel, welcher die Erfüllbarkeit der ständig steigenden Anforderungen der Messpraxis ausschließen würde.

Zusammenfassend gesagt

zeichnet sich ein mit einem Messwerk nach der Erfindung arbeitender und hinsichtlich der gegenseitigen Winkelstellung der Messrad-Hälften entsprechend eingestellter Zähler gegenüber den Mehrstrahl-Zählern gebräuchlicher Bauweise sowohl durch seinen ruhigeren Lauf wie auch durch sein schnelleres Anlaufen und seine entsprechend; tieferliegende untere Messbereich-Grenze aus , und was in diesem Zusammenhang wesentlich ist: Dieser Effekt ergibt sich allein aus den Maßnahmen der vorliegenden Erfindung, d. h. ohne Hinzuziehung der eingangs erwähnten und bekannten , auf die Verringerung des Gesamt-Reibungswiderstandes gerichteten Gestaltungs-Hilfsmittel (wie blanke Kunststoff-Kanalflächen usw.)

109842/0510

BAD ORIGINAL

Schä/Ka - A 1215 22. Kai 1968

Aus den vorgenannten Eigenschaften ergibt sich unmittelbar ein weiterer Vorteil der neuen Messwerks-Ausbildung, nämlich der , dass man das Messrad , ohne gezwungen zu sein , an seinen Abmessungen -(Durchmesser und Höhe)-, Änderungen vorzunehmen , in Zählern verschiedener Leistung verwenden kann.

In der Zeichnung ist ein

Ausführungs-Beispiel der Erfindung dargestellt. In allen Figuren sind gleiche oder einander entsprechende Teile mit den gleichen Bezugsziffern a versehen. Fig.1 zeigt den Messwerks-Becher, und zwar rechts in einer Seiten-Ansicht, links im Aufbruch mit einem achsialgeführten Senkschnitt und einer Seiten-Ansicht des Messrades. Fig. 2 zeigt eine Draufsicht auf die Anordnung nach Fig. 1 bei geöffnetem Becher.

Mit 1 ist der Messwerks-

becher bezeichnet. Das in ihm gelagerte Messrad ist ein Vielflügelrad und besteht in neuartiger Weise aus zwei satt aufeinanderliegend und dabei gegeneinander verdrehbar sowie -(durch Sicherungsglieder)- zueinander feststellbar zusammengesetzten Teilen , hier z.B. aus den Hälften 2, 2'. Im unteren Teil der Becherwandung befinden sich die in üblicher Weise etwa tangential gegen die Messrad-Flügel gerichteten und sich dabei düsenförmig verengenden Einström-Kanäle, und die Anordnung ist in neuartiger Weise so getroffen, dass jeder von ihnen ein Paar deckungsgleich ubereinanderliegender und durch einen Zwischenboden 3 voneinander getrennter Stockwerke 4, 4' bildet.

Die erwähnten Sicherungsglieder für die Arretierung der beiden Rad- oder Flügel-Hälften in der jeweils gewählten Winkelstellung zueinander bedürfen keiner besonderen zeichnerischen Darstellung. Der Fachmann hat

109842/0510

BAD ORIGINAL

Schä/Ka - A 1215 6 22. Mai 1968

hinsichtlich dieser Glieder die Wahl unter zahllosen herkömmlichen Gestaltungs-Elementen (Knöpfen, Nocken, Keilen, Stiften, Leisten und anderen vorspringenden Gliedern des einen Teis, die in entsprechende Vertiefungen des anderen eingreifen) .

Die Ausström-Kanäle 5 befinden sich im Kopfteil des Messwerksbechers

1. Nur der Vollständigkeit halber sind in Fig.1 auch Staurippen 6 angegeben, wie sie sich in üblicher Weise am Boden des Messwerksbechers von Mehrstrahl-Flügelrädzählern befinden. Diese Rippen sind nicht Gegenstand der Erfindung. In Fig. 2 sind sie , um die Übersichtlichkeit der Zeichnung nicht zu beeinträchtigen, weggelassen.

Bei der gezeichneten Darstellung ist Vorwärtslauf des Zählers angenommen. Der untere Teil 2 der Flügelräder-Anordnung

2, 2' wird in seiner ganzen Höhe durch das aus dem Doppelkranz 4, 4' der Einström-Kanäle zugeführte Mess-Medium direkt beaufschlagt und angetrieben, während der obere Teil 2' in der Hauptsache der Beeinflussung des StrömungsVerlaufs, der Geschwindigkeits- und der Druckverlust-Regulierung dient. Man kann also den oberen Teil 2' der Flügelräder-Anordnung als bauliches Mittel zur Beeinflussung der Reynolds¹sehen Zahl und damit zur Beeinflussung des Mess-Ergebnisses bzw. der Fehlercharakteristik des Zählers bezeichnen. In den Figg.1 und 2 ist die Anordnung so getroffen, dass die Flügel des oberen Rad-Teils 2¹ zu denen des unteren Teils 2 genau auf Lücke stehen (Maximum der gegenseitigen Winkelverstellung). Bei Rückwärtslauf des Zählers wird der obere der beiden Horizontal-Teile der Messrad-Anordnung zum eigentlichen Messflügel, während der untere in der Hauptsache der Beeinflussung dar Strömungs-Verhältnisse und damit der Fehler-Charakteristik des Zahlers zu dienen hat.

109842/0510

BAD ORIGINAL

Schä/Ka - A 1215 22. Hai 1968

Zur Verdeutlichung der angegebenen Einflüsse und Effekte seien die Figg. 3 und 4 betrachtet. Sie zeigen in schematisierter Darstellung und bei angenommenem Vorwärtsgang des Zählers den Strömungs-Verlauf zwischen den Einström-Öffnungen und den Ausström-Öffnungen des Messwerks-Bechers.

Fig.3 zeigt diesen Verlauf

bei herkömmlicher Ausbildung des Messwerks und daher mit nur einmaliger Umlenkung des Messmittel-Stromes, während Fig. 4 den Verlauf bei Ver-Wendung eines Messwerks nach der vorliegenden Erfindung wiedergibt, bei welcher die Flügel der beiden Rad-Teile zueinander auf Lücke stehen und der Messmittel-Strom nach seiner Umlenkung an den Flügelflächer, de? unteren Rad-Teils 2 in die Horizontal-Ebene zurückkehrt , um mit sich wieder erhöhender Geschwindigkeit den Flügeln des oberen -ad-Teils 2' zuzuströmen und dort eine nochmalige Umlenkung nach oben zu erleiden.

Schließlich sind in Fig.

5 Beispiele (a,' b, c) der bei einem Mehrstrahl-Flügelradzähler mit den Mitteln der vorliegenden Erfindung erzielbaren Änderungen der Messfehler-Charakteristik und damit auch der Lage der unteren Messbereich-Grenze solcher Zähler gezeigt.

■'an erkennt, dass diese

Grenze in jedem der gezeigten Fälle unterhalb der bei den bisher bekannten Wasserzählerbauarten erreichten unteren ''essbereich-Grenze liegt. Im Falle der Kurve a) wurde für diese Grenze im Versuch sogar ein wert von 0,24 % der Nennbelastung erreicht.

10984^/0510

Claims

Anspruch:

Mehrstrahl-Flügelrad-

zähler für in einer Rohrleitung strömende Medien, insbesondere Wasserzähler , mit einem Messwerks-Becher , in welchem das Messrad ringsum aus etwa tangential gerichteten Einström-Öffnungen angeströmt wird,

dadurch gekennzeichnet,

dass das Messrad als ein Paar satt aufeinanderliegend und dabei gegeneinander verdrehbar und zueinander feststellbar zusammengesetzter Horizontal-Teile ausgebildet ist und dass die Einström-Kanäle des Messwerks-Bechers mindestens zwei deckungsgleich übereinanderliegende und durch einen Zwischenboden voneinander getrennte Stockwerke bilden und ausschließlich gegen die Flügel des unteren der beidai Horizontal-Teile gerichtet sind.

Zum Stande der Technik in Betracht gezogener Vergleichsstoff:

Fr. HIMlILER "Wassermessung durch Wasserzähler", Heft 9 der GWF-Schriftenreihe, Verlag R.OLDENBOURG, München, 1961, Seite 28, Zeilen 16-23,

NEUE DELIWA-ZEITSCHEIFT v. 1.12.1967, S. 608.

1U9842/0510 BAD ORIGINAL

Lee rseite