DE2448374C3

DE2448374C3 - Flow meter

Info

Publication number: DE2448374C3
Application number: DE19742448374
Authority: DE
Inventors: Anmelder Gleich
Original assignee: Risser jun. Ross Eugene, Bonham, Tex. (V.St.A.)
Priority date: 1973-10-09
Filing date: 1974-10-08
Publication date: 1977-12-22

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Strömungsmesser, insbesondere für Tankstellen, mit einem kegelförmigen Rotor, der bei nichtströmenaem Medium mit dem Kegelmantel auf einer konischen Wand des Gehäuses aufliegt und bei strömendem Medium von diesem von der Wand abhebbar ist und im Kegelmantel Nuten aufweist.The invention relates to a flow meter, especially for petrol stations, with a conical rotor, which with a non-flowing medium with the Cone jacket rests on a conical wall of the housing and, when the medium flows, from this the wall can be lifted off and has grooves in the conical surface.

Bei einem bekannten Strömungsmesser dieser Art (siehe US-PS 20 52 794) werden die Mantelflächen des kegelförmiger. Rotors von dem Medium etwa tangential angeströmt, wobei die Nuten in Richtung der Mantellinien verlaufen und überall gleichbleibende Tiefe haben. Das Medium tritt dabei aus der konischen Wand des Gehäusesaus.In a known flow meter of this type (see US-PS 20 52 794) the lateral surfaces of the more conical. The medium flows into the rotor approximately tangentially, the grooves in the direction of the surface lines run and have the same depth everywhere. The medium emerges from the conical wall of the Housing from.

Der Erfindung iiegt die Aufgabe zugrunde, diesen Strömungsmesser derart zu ändern, daß der Rotor exakter den Änderungen der Strömungsgeschwindigkeit folgt.The invention is based on the object of changing this flow meter in such a way that the rotor follows the changes in flow velocity more precisely.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Rotor als Kegelstumpf ausgebildet ist, dessen kleinere Stirnfläche der ankommenden Strömung zugewandt ist, und daß die Nuten auf dem Kegelmantel spiralförmig verlaufen und sich zur Abströrnseite hin verjüngen.This object is achieved in that the rotor is designed as a truncated cone, its smaller face of the incoming flow is facing, and that the grooves on the cone surface run in a spiral and taper towards the drainage side.

Auf diese Weise werden günstigere Strömungsverhältnisse geschafien. Die Verjüngung der Nuten zur Abströmseite hin hat zur Folge, daß der Abströmrand des Rotors entsprechend dünn und das Trägheitsmoment desselben entsprechend klein sein kann. Der erfindungsgemäße Rotor kann infolgedessen viel exakter Änderungen der Strömungsgeschwindigkeit folgen als der bekannte Rotor.In this way, more favorable flow conditions are created. The tapering of the grooves for The outflow side has the consequence that the outflow edge of the rotor is correspondingly thin and the moment of inertia is correspondingly thin the same can be correspondingly small. As a result, the rotor according to the invention can do a lot more exact changes in the flow velocity follow than the known rotor.

Es sei erwähnt, daß es schon bekannt ist (siehe DT-PS 1 09 447), den Mantel eines kegelstumpfförmigen Rotors eines Wassermessers mit schräg verlaufenden Nuten zu versehen, indessen sind bei diesem die Nuten nicht spiralförmig, sondern geradlinig. Ferner verjüngen sie sich nicht zur Abströmseite hin und schließlich wird der Rotor von dem strömenden Medium nicht angehoben.It should be mentioned that it is already known (see DT-PS 1 09 447) to provide the jacket of a frustoconical rotor of a water knife with inclined grooves, but in this case the grooves are not spiral, but straight. Furthermore, they do not taper towards the downstream side and ultimately the rotor is not lifted by the flowing medium.

Die Erfindung wird mit einem Ausführuiigsbeispiel anhand der Zeichnung näher erläutert.The invention is explained in more detail with an exemplary embodiment based on the drawing.

Es zeigtIt shows

Fig. i /jchematisch eine Tankstelle;FIG. 1 schematically shows a gas station; FIG.

Fig. 2 ein Turbinenrad gemäß der Erfindung in Perspektive;2 shows a turbine wheel according to the invention in perspective;

Fig.3 einen Vertikalschnitt durch ein Gehäuse und das in diesem befindliche Turbinenrad und3 shows a vertical section through a housing and the turbine wheel located in this and

Fig.4 einen Vertikalschnitt durch den unteren Teil des Gehäuses einer anderen Ausführungsform.4 shows a vertical section through the lower part the housing of another embodiment.

In F i g. 1 ist schematisch eine Tankstelle veranschaulicht. Diese weist einen unter der Erde befindlichen Tank 10 auf, der mit einem Einfüllstutzen 12 ausgerüstet ist. Eine Auslaßleitung 14 erstreckt sich von einer Stelle im Inneren des Tanks und in der Nähe von dessen Boden nach oben. Diese Leitung mündet in eine elektrisch betriebene Zahnradpumpe 16, welche Benzin aus dem Tank in die übrige Einrichtung der Tankstelle pumpt. Am unteren Ende der Leitung 14 befindet sich ein Ventil 18 mit einem den Eingang umgebenden Sieb. Der Eingangskammer der Pumpe 16 ist ein weiteres Sieb 20 vorgeschaltet. Auf diese Weise wird erreicht, daß Fremdkörper nicht in die Pumpe gelangen können.In Fig. 1 is a schematic illustration of a gas station. This has an underground tank 10, which is equipped with a filler neck 12. An outlet conduit 14 extends from a location in Inside the tank and up near its bottom. This line ends in an electrical one operated gear pump 16, which pumps gasoline from the tank into the rest of the facility of the gas station. At the lower end of the line 14 there is a valve 18 with a sieve surrounding the inlet. the A further sieve 20 is connected upstream of the input chamber of the pump 16. In this way it is achieved that Foreign bodies cannot get into the pump.

Das Benzin fließt von der Ausgangskammer der Pumpe 16 durch eine Leitung 22 zu einem Eingang 24 eines Meßgehäuses. Von diesem strömt das Benzin durch einen Ausgang 28 und eine Leitung 29 zu einer Leitung 30, welche mit einem flexiblen Schlauch 32 verbunden ist; an dessen äußerem Ende befindet sich ein Zapfhahn 34. In der Leitung 29, 30 befindet sich ein Rückschlagventil 36 und ein Strömungsanzeiger 38.The gasoline flows from the outlet chamber of the pump 16 through a line 22 to an inlet 24 a measuring housing. From this, the gasoline flows through an outlet 28 and a line 29 to one Line 30 which is connected to a flexible hose 32; at its outer end is a Tap 34. In line 29, 30 there is a check valve 36 and a flow indicator 38.

Die beschriebene Tankstelle ist so ausgebildet, daß die Leitungen und der Schlauch 32 stets mit Benzin gefüllt sind und beim öffnen des Ventils 40 sofort aus dem Hahn 34 Benzin ausströmt. Dabei reduziert sich der Druck in der Leitung, und die Pumpe 16 fördert demgemäß neues Benzin. Das Meßgehäuse 26 ist elektrisch mit einem Anzeigegerät 44 verbunden. Dieses zeigt einerseits die getankte Menge und den Preis an.The gas station described is designed so that the lines and the hose 32 always with gasoline are filled and when the valve 40 is opened immediately from the tap 34 gasoline flows out. The Pressure in the line, and the pump 16 promotes new gasoline accordingly. The measuring housing 26 is electrically connected to a display device 44. On the one hand, this shows the amount filled up and the price.

Das Meßgehäuse 26 (siehe auch Fig.3) weist ein Turbinenrad 46 auf. Dieses ist konisch geformt, derart, daß der obere Durchmesser 50 größer ist als der untere Durchmesser 52. Auf seinem Umfang besitzt es spiralförmige Nuten 54.The measuring housing 26 (see also FIG. 3) has a Turbine wheel 46 on. This is conically shaped such that the upper diameter 50 is larger than the lower Diameter 52. It has spiral grooves 54 on its circumference.

Die unteren Enden 56 der Nuten weisen drei Flächen" auf, nämlich eine innere Fläche 60 und zwei Seitenflächen 62, die nach außen auseinanderlaufen. Das obereThe lower ends 56 of the grooves have three faces ″, namely an inner face 60 and two side faces 62 that diverge outwards. The top

Ende 58 der Nuten weist ebenfalls dre^; Flächen auf, nämlich eine innere Fläche 64 und zwei Seitenflächen 56, die nach außen auseinanderlaufen. Es ist jedoch so, daß die unteren Enden 56 tiefer sind als die oberen Enden 58. Der Übergang zwischen je zwd Enden ist stetig.The end 58 of the grooves also has three ^; Surfaces, namely an inner surface 64 and two side surfaces 56 which diverge outwardly. It is, however, the case that the lower ends 56 are deeper than the upper ends 58. The transition between each two ends is continuous.

Das Turbinenrad 46 sitzt auf einer Welle 68, die in einem Lager 70, welches in einem Kopfteil 74 sitzt, und in einem Lager 72, das in einem Fußteil 76 sitzt, gelagert ist. Das untere Endf 78 der Welle 68 steckt dabei ic drehfest in einem Rad 80.The turbine wheel 46 is seated on a shaft 68 which is in a bearing 70, which is seated in a head part 74, and is mounted in a bearing 72 which is seated in a foot part 76. The lower end 78 of the shaft 68 is stuck ic non-rotatably in a wheel 80.

Das Turbinenrad 48 ist so gebaut, daß bei seiner Drehung kaum Drehmomente auftreten. Das hat zur Folge, daß, wenn sich das Turbinenrad in dem Gehäuse 26 dreht, eine mechanische Anzeigevorrichtung nur schwach beaufschlagt würde. Insofern ist es zweckmäßig, elektronische Fühlorgane vorzusehen, welche die Drehung des Turbinenrades 46 in elektrische Impulse umwandeln, die dann die Anzeigevorrichtung 44 beaufschlagen. Das Rad 80 ist magnetisiert und erzeugt elektrische Impulse in einem Fühlglied.The turbine wheel 48 is constructed in such a way that hardly any torque occurs when it rotates. That has to As a result, when the turbine wheel rotates in housing 26, one mechanical indicator only would be weakly applied. In this respect, it is useful to provide electronic sensing elements which convert the rotation of the turbine wheel 46 into electrical impulses, which then the display device 44 apply. The wheel 80 is magnetized and generates electrical pulses in a sensing element.

In F i g. 3 ist ein Fühlglied 82 unterhalb des Rades 80 angeordnet. Es handelt sich hierbei um einen sogenannten Reed-Schalter, der mit einer Leitung mit der Anzeigevorrichtung 44 verbunden ist.In Fig. 3 is a sensing member 82 below the wheel 80 arranged. This is a so-called reed switch that connects to the Display device 44 is connected.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist das Turbinenrad 46 hinsichtlich der Zahl, der Tiefe und der Länge der Nuten, ihrer Spiralform, des Abstandes des Rotors von seinem Sitz während des Betriebes usw. so ausgelegt, daß er sich beim Fördern einer Gallone Benzin fünfzigmal dreht. Das Rad 80 induziert bei einer Umdrehung zwei elektrische Impulse in dem Reed-Schalter 82. Es werden also bei der Förderung einer Gallone Benzin hundert elektrische Impulse an das Anzeigegerät 44 geliefert.In a preferred embodiment, the turbine wheel 46 is number, depth and Length of the grooves, their spiral shape, the distance of the rotor from its seat during operation, etc. so designed to spin fifty times when pumping a gallon of gasoline. The wheel 80 induces at a Revolution two electrical pulses in the reed switch 82. There are so when promoting a One hundred gallons of gasoline are delivered to the indicator 44.

In Fig. 4 ist eine andere Ausführungsform zum Erfassen der Drehungen des Turbinenrades veranschaulicht. Am unteren Ende 78 der Welle 68 ist ein Rad 84 befestigt, das optische Impulse aussendet. Diese fallen in eine Fotozelle 86, welche die Impulse in elektrischer Form an das Anzeigegerät 44 weitergibt. Statt dessen kann auch ein Bündel von optischen Fäden vorgesehen sein, das die Lichtimpulse an das Anzeigerät weitergibt, wo sie in elektrische Impulse umgeformt werden. Auch in diesem Falle ist es zweckmäßig, wenn bei jeder Umdrehung des Turbinenrades 48 zwei Impulse entstehen. Das Anzeigegerät zeigt also eine Gallone Benzin bei hundert Impulsen an.Another embodiment for detecting the rotations of the turbine wheel is illustrated in FIG. A wheel 84 is attached to the lower end 78 of the shaft 68 and emits optical pulses. These fall in a photocell 86, which forwards the impulses in electrical form to the display device 44. Instead of this a bundle of optical threads can also be provided, which transmits the light pulses to the display device, where they are transformed into electrical impulses. In this case, too, it is useful if each Revolution of the turbine wheel 48 creates two pulses. So the display device shows a gallon Gasoline at a hundred pulses.

Die Erfahrung hat gezeigt, daß man mit einem Turbinenrad 46 eine Gallone bis fünfzehn Gallonen pro Minute bei einem Druckabfall von ungefähr vier Pfund zwischen dem Eingang 24 und dem Ausgang 28 des Gehäuses 26 und einer Genauigkeit von 2 Kubikinch pro 1155 Kubikinch Benzin fördern kann.Experience has shown that with a turbine wheel 46 you can get one gallon to fifteen gallons each Minute with a pressure drop of approximately four pounds between inlet 24 and outlet 28 of the Housing 26 and an accuracy of 2 cubic inches per 1155 cubic inches of gasoline.

Die Pumpe 16 fördert Benzin in das Gehäuse 26 durch den Eingang 24. Das Benzin fließt in eine Kammer 88, in der sich ein Druck aufbaut. Dieser wirkt auf die Grundfläche des Turbinenrades 48 und in den Nuten 54. Aufgrund der Spiralform derselben wird das Turbinenrad gedreht. Die Verkleinerung der Nuten nach oben wirkt sich dahingehend aus, daß die Geschwindigkeit des durch die Nuten strömenden Benzins sich nach oben hin erhöht. Außerdem wird das Turbinenrad von seinem Gehäuse abgehoben. Bei der dargestellten Ausführungsform sind acht Nuten auf der Oberfläche des Turbinenrades vorgesehen.The pump 16 delivers gasoline into the housing 26 through the inlet 24. The gasoline flows into a chamber 88, in which builds up a pressure. This acts on the base of the turbine wheel 48 and in the grooves 54. Due to the spiral shape of the same, the turbine wheel is rotated. The reduction of the grooves upwards has the effect that the speed of the gasoline flowing through the grooves increases increased towards. In addition, the turbine wheel is lifted off its housing. In the illustrated embodiment eight grooves are provided on the surface of the turbine wheel.

Um einen bestimmten Abstand des Turbinenrades 46 von seinem Sitz 90 zu erhalten, ist im oberen Lager 70 ein Anschlag 92 vorgesehen, der aus dem Gehäuse 26 herausragt. Das untere Ende 94 des Anschlages 92 befindet sich in einem bestimmten Abstand oberhalb einer Kugel 96, die drehbar in einer Ausnehmung in der Stirnfläche der Welle 68 ruht. Wenn das Turbinenrad 46 angehoben wird, stößt die Kugel 96 gegen das untere Ende 94 des Anschlages 92. Die Kugel % sorgt dafür, daß die Reibung zwischen der Welle 68 und dem Anschlag 92 während der Rotation des Turbinenrades 46 klein ist. Der Anschlag 92 ist vorzugsweise mit einem Gewinde versehen und kann verstellt werden.In order to maintain a certain distance between the turbine wheel 46 and its seat 90, there is a bearing 70 in the upper part a stop 92 is provided which protrudes from the housing 26. The lower end 94 of the stop 92 is at a certain distance above a ball 96 which is rotatable in a recess in the The end face of the shaft 68 is at rest. When the turbine wheel 46 is raised, the ball 96 strikes the lower one End 94 of the stop 92. The ball% ensures that the friction between the shaft 68 and the Stop 92 is small during the rotation of the turbine wheel 46. The stop 92 is preferably with a Threaded and can be adjusted.

Wenn das Ventil 40 geschlossen wird und infolgedessen kein Benzin mehr fließt, hört das Turbinenrad 46 auf sich zu drehen und fällt nach unten, derart, daß es in Reibungsschluß mit seinem Sitz 90 steht.When the valve 40 is closed and as a result no more gasoline flows, the turbine wheel 46 stops to rotate and fall down so that it is in frictional engagement with its seat 90.

Luft im Benzin beeinflußt nicht die Genauigkeit der Messung. Solange es sich dabei um kleine Bläschen handelt, ist deren Volumen vernachlässigbar. Sollte jedoch nur Luft gefördert werden, so ist diese nicht in der Lage, das Turbinenrad anzuheben und zu drehen. Sobald die Luft aus der Anlage entfernt ist und Benzin wieder strömt, wird der Rotor wieder angehoben und gedreht.Air in the gasoline does not affect the accuracy of the measurement. As long as these are small bubbles its volume is negligible. However, if only air is to be conveyed, this is not in able to lift and rotate the turbine wheel. Once the air is removed from the system and gasoline flows again, the rotor is raised and rotated again.

Ben/indämpfe bleiben vollständig in der Einrichtung und können infolgedessen nicht ins Freie austreten.Ben / in vapors remain completely inside the facility and as a result cannot escape to the outside.

Hierzu 2 Blatt ZeichnungenFor this purpose 2 sheets of drawings

Claims

Patent claims:

!. Flow meters, especially for petrol stations, with a cone-shaped rotor that opens with the cone shell when the medium is not flowing a conical wall of the housing and when the medium flows from this from the wall can be lifted off and has grooves in the cone shell, characterized in that the rotor is designed as a truncated cone, the smaller end face of which faces the incoming flow is, and that the grooves on the surface of the cone run in a spiral and extend towards the downstream side rejuvenate.

2. Flow meter according to claim 1, characterized in that organs (80, 82; 84, 86) are provided, which convert the rotation of the turbine wheel (46) into electrical pulses that act on a counter (44).

3. Flow meter according to claim 2, characterized in that with the turbine wheel (46) a Magnet (80) is connected, which rotates with the turbine wheel (46), and that in the immediate A reed switch (82) which can be actuated by the magnet is provided near the magnet (80).

4. Flow meter according to claim 3, characterized in that with the turbine wheel (46) a Light emitting wheel (84) is connected, which rotates with the turbine wheel (46), and that one of the wheel outgoing light pulses receiving member (86) is provided.

5. Flow meter according to one or more of claims 1 to 4, characterized in that the housing (26) has an adjustable stop (92) which controls the stroke of the turbine wheel (46) definitely.

6. Flow meter according to claim 5, characterized in that the stop (92) as a screw is formed, against the inner end face (94) of the shaft (68) of the turbine wheel (46), preferably with the interposition of a sliding ball (96), in the raised position of the turbine wheel (46).

7. Flow meter according to one or more of claims 1 to 6, characterized in that the cross-section of the grooves (54) is trapezoidal.