DE2647297A1

DE2647297A1 - Fluegelradzaehler

Info

Publication number: DE2647297A1
Application number: DE19762647297
Authority: DE
Inventors: Walter Back
Original assignee: Bopp and Reuther GmbH
Current assignee: Bopp & Reuther Wasserzaehler 6800 Mannheim GmbH
Priority date: 1976-10-20
Filing date: 1976-10-20
Publication date: 1978-04-27
Also published as: JPS5391778A; SE7711639L; DE2647297C3; CA1071432A; DE2647297B2; US4131017A; JPS5836289B2; SE434309B

Description

Flügelradzähler

Die Erfindung bezieht sich auf einen Flügelradzähler mit einem aus einem Flügelradbecher und einem aufgesetzten Werkbecher bestehenden, in das Zählergehäuse einsetzbaren und hierin durch einen ArretierungsnocKen und eine Arretierungsnut gegen Verdrehung sicherbaren Meßeinsatz, bei dem der aus Kunststoff bestehende, am Boden mit Staurippen versehene Flügelradbeeher in seinem Innern ein aus Kunststoff gefertigtes Flügelrad trägt und in seinem Mantel mit einer geraden Anzahl von gleichmäßig über den Umfang verteilten, im Querschnitt rechteckigen, tangential einmündenden und sich nach innen verjüngenden unteren Einlaßkanälen und mit tangential ausmündenden oberen Auslaßkanälen versehen ist, und der das Zählwerk aufnehmende, aus Kunststoff bestehende Werkbecher an der Unterseite ebenfalls in den Innenraum des Flügelradbechers reichende Staurippen trägt.

Bei einem solchen aus der DT-AS 1 623 929 bekannten Flügelrad-Hauswasserzähler ließ sich zwar durch die allseitige, starke Verjüngung und die besondere Anordnung der Eintrittskanäle eine größere maximale Durchflußmenge beim zulässigen Druckverlust von Io m Wassersäule durch den Zähler fördern und die untere Meßbereichsgrenze konnte gleichzeitig noch verbessert werden, so daß dieser Zähler als Mehrbereichszähler für eine Nennbelastung von 3/5 nr/h oder 7/I0 nr/h eingesetzt werden konnce. Einer noch stärkeren Erweiterung der Durchlaßfähigkeit waren hier jedoch Grenzen gesetzt und außerdem war der Meßeinsatz dieses Zählers nicht ohne weiteres in die Zählergehäuse insbesondere ausländischer Fabrikate einbaubar, da bei ungünstiger Lage der im Zählergehäuse

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vorgesehenen Arretierungsnut, die i'ür den Eingriff des am Meßeinsatz sitzenden Arretierungsriockens vorgesehen ist, die gewünschte hohe Anspre^hgenauigkeit nicht erreicht werden konnte.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, die Durchlaßfähigkeit eines solchen Mehrstrahl-Flügelradzählcrs bei gleichbleibender Ansprp'jhenipf indiichkei t innerhalb der zu Lässigen Fehlergrenzen noch weiter zu verbessern und den Meßeinsatz so universell auszubilden, daß er mit der gleichen Genauigkeit auch in die Gehäuse der Mehrstrahl-FlügeLradzähler anderer Fabrikate eingebaut werden tcann.

Die Lösung dieser Aufgabe wird gemäß der Erfindung in der Kombination folgender Merkmale gesehen:

a) auch die AuslaßKanäle sind in an sich bekannter Weise gleichmäßig über den Umfang verteilt und entsprechen in der Zahl der Anzahl der Einlaßkanäle,

b) die beiden Seitenwände der AuslaßKanäle und die beiden Seitenwände der Einlaßkanäle sind mit der gleichen Neigung geradlinig nach innen verjüngt und die Verjüngung dieser Kanäle beträgt etwa 7 °j

c) der senkrecht zur Kanalachse liegende Querschnitt der rechteckigen EinlaßKanäle an der Einmündungsstelle in den Flügelraum ist gleich dem senkrechten Rechteckquerschnitt der Auslaßkanäle auf der Innenseite des Flügelradbechers und das Verhältnis von Höae zur Breite beträgt an dieser Querschnittsstelle sowohl für die Einlaß- als auch für die Auslaßkanäle etwa j> : 1,

d) die Anzahl der¹ Jtauripoen am Boden des Flügelradbechers entspricht der AnzahL der dtaurippen auf der Unterseite des Wer-κ-oecher-ü und gleichzeitig der Anzahl der Ein- und AuslaßKanäle.

Durch die g Lei one ZahL der· Auslaß- unu EinlatSKanäle und durch die

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gleichartige, rotationssymmetrLsche Ausbildung der im oberen Bereich des Flügelradbechers liegenden AuslaßKariäle gegenüber den untenliegenden Einlaßkanälen ergeben sich Tür die Eingangsbeschleunigung der Teilströme beim Einströmen über die Einlaßkanäle und für die Ausgangs verzögerung oeirn Ausströmen über die Auslaßkanäle gleichmäßige StrörnungsverhäLtnisse im Flügelradbecher, so daß der Druckverlust auf einen Miniir.alwert gesenkt werden und damit der Durchlaßwert bei Io m WS Druckverlust noch weiter erhöht werden Kann.

Da ein Teil der Flugelradzählerherstelier die Arretierungsnut Lm Zählergehäuse auf derEingangsseite des Zählers und andere Hersteller auf der Zählerausgangsseite anordnen, kommt der Meßeinsatz mit dem Arretierungsnocken einmal in der· einen dtelLung und einmal in der um l8o verdrehten Stellung zum Einbau, wodurch sich für den gleichen Meßeinsatz bisher unterschiedliche Durchströmverhältnisse und damit Unterschiede im Verlauf der Fehlerkurven ergaben. Da bei dem erfindungsgemäßen Sinheitsmeßeinöatz eine gleiche, gert de Anzahl von Ein- und Auslaßicanälen vorgesehen ist und beide Kanal reihen gleich ausgebildet sind, liegen die Kanäle auch in jeder Umf'angsstellung symmetrisch zueinander, so daß der Meßeinsatz mit seinem Arretierungsnocken jetzt in beliebiger Stellung in das Zählergehäuse eingebaut werden kann, ohne daß sich die Durchströmverhältnisse durch den Meßeinsatz nennenswert ändern. Unabhängig davon, wo bei dem Gehäuse die Arretierungsnut für den Meßeinsatz sitzt, wird also ein einwandfreier Lauf des Zählen; bei praktisch gleichbleibender Fehlerkurve gewährleistet, so daß der Meßeinsatz als Universaleinsatz auch in jedes beliebige Fremdgehäuse eingebaut werden kann.

Die geradlinige Verjüngung nur der beiden Seiten der Ein- und Auslaßkanäle ermöglicht in Verbindung mit dem Querschnittsverhältnis der Höhe zur Breite von etwa j5 : 1 auf der Innenseite-· -Ua: Flügelradbechers maximal hone Ein- und Aus Laß- -canalquerschr, i i, < . die da j zur Verfügung stehende Gehäusemaß voll ausnutzen, ::u MiJ der Lichte Querschnitt der KanäLe auch an der verjüngten J-; ι ■ -·ί so isj'oii ir;t, daß ein wesentlich höherer Fl Un:: IgKe i '.ndurvti. · . ■ "

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einem zulässigen Druckverlust von Io m WS möglich wird. Es hat sich gezeigt, daß bei einer Verjüngung der Kanalseiten um etwa 7 ° und geradliniger Ausbildung der Kanäle der geringste Druckverlust auftritt und hierbei noch eine zur Erzielung der unteren Meßbereichsgrenze ausreichende kinetische Strömungsenergie erzeugt wird. In Verbindung mit dem Querschnittsverhältnis der Höhe zur Breite von etwa 3 : 1 sind die Ein- und Auslaßkanäle auf der Innenseite des Flügelradbechers so schmal, daß die tangential einströmenden Flüssigkeitsteilströme auch noch im Durchflußbereich der unteren Meßbereichsgrenze mit ausreichend hoher Energie auf den äußeren Bereich der Flügelradpaletten auftreffen, so daß auch hjer noch oine fehlerfreie Dumhflußanzeige gewährleistet ist.

Die symmetrische Ausbildung der Staurippen oben und unten im Flügelradbecher gewährleistet hierbei gleiche Stauverhältnisse im oberen und unteren Strömungsbereich des Meßeinsatzes, die eine einseitige hydraulische Belastung des Flügelrades vermeiden und für den Vor- und Rücklauf des Zählers auch im höheren Durchflußbereich eine flachere Fehlerkurve ergeben.

Durch die hohe Ansprechempfindlichkeit einerseits und die infolge des niedrigen Druckverlustes und des durch den gleichmäßigen Strömungsverlauf erzielbaren Druckrückgewinnes erreichbare große maximale Durchlaßmenge andererseits lassen sich die bisherigen Flügelradzähler der Nenngrößen 3» 5 und 7 nr/h ^fflifc Hilfe des erfindungsgemäßen Universalmeßeinsatzes zu einem neuen Zähler etwa der Größe 3/7 nr/h mit einer unteren Meßbereichsgrenze von 2o l/h zusammenfassen oder die bisherigen Mehrbereichszähler 3/5 m /h können auf den Mehrbereich 3/7 nr/h erweitert werden. In gleicher Weise lassen sich Zähler größerer Nennweiten zu erweiterten Mehrbereichszählern zusammenfassen, was besonders auch im Hinblick auf die kommenden EWG-Meßbereichsgrenzen von Bedeutung ist. Außerdem läuft der Zähler durch die symmetrische Ausbildung der Ein- und Auslaßkanäle im Rücklauf genau'so gut wie im Vorlauf.

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Zweckmäßigerweise wird für bekannte Zählergehäuse mit ο oder mehr m /h Nennbelastung vorgeschlagen, die Abmessungen des Meßeinsatzes den Normmaßen für den kleineren Zähler von 5 nr/h oder dergleichen anzupassen und für den Einbau dieses Universalmeßeinsatzes in größere Zählergehäuse einen im Querschnitt winkelförmigen Sitzausgleichsring in die Trennwand des Zählergehäuses einzusetzen. Durch diesen winkelförmigen Sitzausgleichsring kann der in der Norm vorgesehene geringe Unterschied im Gehäusesitzdurchmesser und gleichzeitig auch in der Sitzhöhe des Gehäuses in einfachster Weise ausgeglichen werden, so daß der erfindungsgemäße Meßeinsatz als Universaleinsatz in $ m Gehäuse ohne Sitzausgleichsring und in größere Gehäuse mit oitzausgleichsring eingesetzt werden kann.

Insbesondere ausländische Zählergehäuse weichen häufig von den deutschen Normrnaßen ab. So kann hier auch der Gehäuseinnendurchmesser am Genäusekopf größer sein als der obere Meßeinsatzdurchmesser nach der Norm und außerdem ist der Abstand vom Gehäusesitz bis zur Gehäuseoberkante oft unterschiedlich. Zum Ausgleich dieser Unterschiede kann zusätzlich zu dem unteren Sitzausgleichsring ein entsprechend angepaßter, im Querschnitt ebenfalls winkelfömriger Kopfausgleichsring auf den Kopf des Universal-Meßeinsatzes aufgesteckt werden.

Außerdem wird vorgeschlagen, die Unterseite der Eintrittskanäle in der Höhe mit der Oberkante der Staurippen am Boden des Flügelradbechers abschließen zu lassen, wodurch die größtmöglichste Höhe für die Einlaiikanäle gewählt werden kann und außerdem eine bessere Stau-ung vor allem im oberen Durchflußbereich erzeugt wird.

Weiterhin empfiehlt es sich, auch die Oberseite der Austrittskanäle in der Höhe mit der Unterkante der auf der Unterseite des Werkbechers vorgesehenen Staurippen abschließen zu lassen, wodurch die Turbulenz auch im oberen Bereich günstiger wird und beim Zählerrückwärtslauf die gleichen Stauverhältnisse herrschen wie beim Vorwärtsgang.

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Da die Austrittskanäle, die ja Lm oberen verbreiterten Absatz des Flügelradbechers liegen, langer als die Eintrittskanäle sind, wird zweckmäßigerweise die Oberseite der Austrittskanäle zur Außenseite des Flügelradbeehers hin schräg erweitert. Durch die schräge Erweiterung werden auch die sich durch die unterschiedliche Länge ergebenden geringfügigen Strömungsunterschiede wieder ausgeglichen und beim Rückwärtslaux' erhalten die Teilströme eine Ablenkung nach unten zu den Flü^elpaletten hin. diese schräge Erweiterung der Oberseite der Austrittskanäle stufena tig abgesetzt, so lassen sich die Austrittskanäle mit Hilfe \on Ziehkeilen leichter spritzen.

Die Erfindung wird anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert, das die Zeichnung erkennen läßt, und zwar zeigt:

Fig. 1 einenSchnitt durch einen erfindungsgemäßen Flügelradbecher nach Linie I-I der Fig. 2

Fig. 2 diesen Flügelradbecher im Schnitt nach Linie II-II der Fig. 1 mit in der linken Hälfte geschnittenen unteren Einlaßkanälen und in der rechten Hälfte geschnittenen oberen Auslaßkanälen,

Flg. 5 einen Schnitt durch einen Auslaßkanal nach Linie III-III der Fig. 1 mit Sicht auf die nach außen erweiterte Oberseite des Auslaßkanals,

Fig. 4 einen Schnitt nach Linie IV-IV der Fig. 3 durch den nach außen erweiterten Auslaßkanal,

Fig. 5 einen Längsschnitt durch den ganzen Flügelradzähler mit in das Zählergehäuse eingesetztem Meßeinsatz,

Fig. 6 einen zwischen der Trennwand des Zählergehäuses und dem Meßeinsatz eingesetzten winkelförmigen oitzausgleichsring und

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Pig. 7 einen auf den Kopf des Meßeinsatzes aufgesteckten, sich gegen die Gehäusewand und die Kopfdichtung legenden winkelförmigen Kopfausgleichsring.

Der in den Pig. 1 und 2 dargestellte, aus Kunststoff bestehende Flügelradbecher 1. trägt in seinem Mantel untere Einlaßkanäle 2 und obere Auslaßkanäle 3· Diese Ein- und Äuslaßl:anale 2, 3 sind gleichmäßig über den Umfang des Flügelradbechers 1 verteilt und die Zahl der Auslaßkanäle 3 entspricht der geraden Anzahl der Einlaßkanäle 2. Die acht unteren Einlaßkanäle 2 sind im Querschnitt rechteckig ausgebildet, münden tangential in den Flügelradbecher 1 ein und ihre beiden Seitenwände 4 sind geradlinig nach innen verjüngt. Die Verjüngung dieser Einlaßkanäle 2 beträgt etwa 7 . Entsprechend den Einlaßkanälen 2 münden auch die acht oberen Auslaßkanäle 3 tangential aus dem Flügelradbecher 1 aus und besitzen den gleichen Reehteckquerschnitt mit ebenfalls um etwa 7 nach innen verjüngte Seitenwände 5· Der senkrecht zur Längsachse der Einlaßkanäle 2 an der Einmündungsstelle in den Flügelraum 6 verbleibende Querschnitt 7 der Einlaßkanäle 2 ist gleich dem senkrechten Rechteskquerschnitt 8 der Auslaßkanäle 3 auf der Innenseite des Flügelradbechers und das Verhältnis von Höhe zur Breite beträgt an diesen Querschnittsstellen 7 und 8 sowohl für die Einlaßkanäle 2 als auch für die Auslaßkanäle 3 etwa 3:1. Außerdem entspricht die Anzahl der Staurippen 9 am Boden Io des Flügelradbechers 1 der Anzahl der Staurippen auf der Unterseite des Werkbechers und gleichzeitig der Anzahl der Ein- und Auslaßkanäle 2, 3. Die Unterseite 11 der Einlaßkanäle 2 schließt hierbei in der Höhe mit der Oberkante 12 der Staurippen 9 am Boden Io des Flügelradbechers 1 ab.

Wie in den Pig. 3 und 4 gezeigt, ist die Oberseite 13 der Austrittskanäle 3 zur Außenseite des Flügelradbechers 1 hin stufenartig schräg erweitert.

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Der in der Fig. 5 dargestellte Flügelradzähler besitzt ein Zählergehäuse 14, in das der Meßeinsatz I5 eingesetzt ist. Der Meßeinsatz 15 ist als Universalmeßeinsatz Tür Zählergehäuse der verschiedensten Hersteller geeignet und besteht aus dem Flügelradbecher 1 mit dem Flügelrad 16 und dem hierauf aufgesetzten, ebenfalls aus Kunststoff gespritzten Werkbecher 17 mit dem hierin •ingesetzten Zählwerk 18. Der Werkbecher 17 besitzt unten angespritzte , in den Innenraum 6 des Flügelradbechers 1 hineinragende otaurippen 19· Die Anzahl dieser oberen Staurippen 19 entspricht der Anzahl der Staurippen 9 am Boden Io des Flügelradbechers 1. Die Oberseite 13 der Austrittskanäle 3 schließt innen in der Höhe ebenfalls mit der Unterkante 2o der oberen Staurippen 19 ab. Der Meßeinsatz 15 ist in den Sitz 21 der Trennwand 22 des Zählergehäuses 14 eingesetzt und wird oben über die Kopfdichtung 23 von der Kopfverschraubung 24 gehalten.

Der Meßeinsatz 15 ist als Universal-Meßeinsatz für den Einbau in die verschiedensten Zählergehäuse unterschiedlicher Hersteller vorgesehen. Die Abmessungen des Meßeinsatzes 15 entsprechen zweckmäßigerweise für einen Einsatz als Mehrbereichszähler der Größe 3/7 nr/h den Norminnenmaßen eine's Zählers der Nenngröße 3 m /h und für den Einsatz in einem größeren Zähler beispielsweise den Norminnenmaßen eines Zählers der Nenngröße 7 m /h. Für den Einbau dieses Universalmeßeinsatzes in größere Zählergehäuse wird entsprechend der Fig. 6 ein im Querschnitt winkelförmiger Sitzausgleichsring 25 in die Trennwand 22 des Zählergehäuses 14 eingesetzt. Weicht das Zählergehäuse 14 auch am Gehäusekopf im Innendurchmesser und in der Höhe erheblich vom Universal-Meßeinsatz 15 ab, so kann entsprechend der Fig. 7 zusätzlich zu dem unteren Sitzausgleichsring 25 ein entsprechend angepaßter und im Querschnitt ebenfalls winkelförmiger Kopfausgleichsring 26 auf den Kopf 27 des Meßeinsatzes 15 aufgesteckt werden, der sich dann gegen die Gehäusewandung 28 am Zähle rkopf und gegen die Kopfdichtung 23 der Kopfverschraubung 24 legt.

Der Meßeinsatz 15 besitzt einen Arretierungsnocken 29» der zur Sicherung gegen Verdrehen in eine Arretierungsnut 3o des

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Zählergehäuses 14 eingreift. Durch die rotationsöymmetrische Ausbildung der Einlaßkanäle 2 und der Auslasskanale 5 int es i'ür die Ansprechgenauigkeit des Zählers jetzt unerheblich, ob die Arretierungsnut 3>o an dem vorhandenen Zählergehäuse am Zählereingang oder am Zählerausgang liegt.

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Claims

§11

BQPPtREUTHER GMBH MANNHEIM-WALDHOF

PATENTABTEILUNG ' 2 D A / Z Q f

J u/u i

Patentansprüche

Flügelradzähler mit einem aus einem Flügelradbecher und einem aufgesetzten Werkbecher bestehenden, in das Zählergehäu.se einsetzbaren und hierin durch einen Arretierungsnocken und eine Arretierungsnut- gegen Verdrehung sioherbaren Meßeinsatz, bei dem der aus Kunststoff bestehende, am Boden mit Staurippen versehne Flügelradbecher in seinem Innern ein aus Kunststoff gefertigtes Flügelrad trägt und in seinem Mantel mit einer geraden Anzahl von gleichmäßig über den Umfang verteilten, im Querschnitt rechteckigen, tangential einmündenden und sich nach innen verjüngenden unteren Einlaßkanälen und mit tangential ausmündenden oberen Auslaßkanälen verseaen ist, und der das Zählwerk aufnehmende, aus Kunststoff bestehende Werkbecher an der Unterseite ebenfalls in den Innenraum des Flügelradbechers reichende Staurippen trägt, gekennzeich net durch die Kombination folgender Merkmale:

a) Auch die Auslaßkanäle (3) sind in an sich bekannter Weise gleichmäßig über den Umfang des

Flügelradbechers (l) verteilt und entsprechen in der Zahl der Anzahl der Einlaßkanäle (2),

b) die beiden Seitenwände (5) der Auslaßkanäle (3) und die beiden Seitenwände (4) der Einlaßkanäle (2) sind mit der gleichen Neigung geradlinig nach innen verjüngt und die Verjüngung dieser Kanäle beträgt etwa 7 *

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c) der senkrecht zur Längsachse der Einlaßkanäle (2)
an der ßinmündungsstelle in den Flügelraum (6) vorhandene Querschnitt (7) der Einlaßkanäle ist gleich dem senkrechten Rechteckquerschnitt (8) der ,mslaßkanäle (3) auf der Innenseite des Flügeliadbechers (1) und das Verhältnis von Höhe-zur Breite beträgt an
dieser Quersehnittsstelle sowohl für die Einlaß- als auch für die Auslaßkanäle etwa 3 : 1,

d) die Anzahl der Staurippen (9) am Boden (lo) des Flügelradbechers (1) entspricht der Anzahl der Staurippen (1;>) auf der Unterseite des Werkbechers (17) und gleichzeitig der Anzahl der Ein- und Auslaßkanäle (2, 3).

2. Flügelradzähler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abmessungen des Meßeinsatzes (15) den Normmaßen für den kleineren Zähler von beispielsweise

3 nr/h entsprechen und für den Einbau dieses UniversaLmeßeinsatzes (15) in größere Zählergehäuse ein im Querschnitt winkelförmiger Sitzausgleichsring (25) in die Trennwand (22) des Zählergehäuses (14) eingesetzt ist.

3. Flügelradzähler nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich zu dem unteren Sitzausgleichsring (25) ein entsprechend angepaßter, im Querschnitt ebenfalls winkelförmiger Kopfausgleichsring (26) auf den Kopf
(27) des Universalmeßeinsatzes (15) aufgesteckt ist.

4. Flügelradzähler nach den Ansprüchen 1 bis 3> dadurch gekennzeichnet, daß die Unterseite (11) der
Einlaßkanäle (2) in der Höhe mit der Oberkante (12) der
Staurippen (9) am Boden (lo) des Flügelradbechers (l) abschließt.

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b. Flügelradbecher nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzei chnet, daß auch die Oberseite (13) der Austrittskanäle (3) innen in der Höhe mit der Unterkante (2o) der auf der Unterseite des Werkbechers (17) vorgesehenen Staurippen (I9) abschließt.

ü. Flügelradbecher nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch g e k e η η zeichnet, daß die Oberseite (13) der Austrittskanäle (3) zur Außenseite des Flügelradbechers (l) hin schräg erweitert ist.

7. Flügelradbecher nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die schräge Erweiterung der Oberseite (13) der Austrittskanäle (3) stufenartig abgesetzt ist.

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