DE2702319C3 - Turbinenradzähler - Google Patents

Description

(a) der zylindrische Ring als ein Montagering (20) ausgebildet ist, dessen Außendurchmesser dem des Außenzylinders (13) entspricht und dessen Mantelfläche im Bereich der beiden Enden radial zurückspringt und jeweils eine Schulter und eine daran anschließende Sitzfläche bildet,

(b) der Außenzylinder (13) und der zylinderrohrförmige Außenteil (35) mit Paßsitz (32,36) auf den Sitzflächen des Montageringes sitzen, so daß ein durchgehender rohrförmiger Bauteil entsteht,

(c) zwischen diesem rohrförmigen Bauteil und dem Zählergehäuse (2) drei in axialen Abständen voneinander angeordnete zylindrische Sitzflächen vorhanden sind (38,39,40), von denen die beiden stromaufwärtigen gleiche Radien besitzen und an ringförmigen Vorsprüngen auf der Innenseite des Zählergehäuses vorgesehen sind, während die dritte Sitzfläche auf der Außenseite einer ringförmigen Verdickung am stromabwärtigen Ende des Außenteils gebildet ist,

(d) die Meßradlagerung (18) ein im wesentlichen zylindrisches, in seinem Umfang dem Einlaufkörper (12) angepaßtes Meßwerkgehäuse (19) zur Aufnahme von Lagern (21, 22) für das zwischen Meßwerkgehäuse (19) und Einlaufkörper (12) angeordnete Meßrad (7) aufweist,

(e) dieses Meßwerkgehäuse (19) über wenigstens einen Verbindungssteg (29) mit dem Montagering (20) verbunden ist und

(f) das Meßwerkgehäuse weiterhin den Auslaufkörper (37) trägt oder bildet.

Die Erfindung betrifft einen Turbinenradzähler nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs.

Ein solcher Turbinenradzähler ist bekannt durch die US-PS39 34 473.

Bei diesen bekannten Turbinenradzählern sind die einzelnen, den Strömungskanal begrenzenden zylinderrohrförmigen Einbauteile aneinander anschließend aber nicht miteinander verbunden in die Bohrung des rohrförmigen Zählergehäuses eingesetzt Diese Bohrung hat im Bereich des Außenzylinders und Außenteils eine glatt-zylindrische Innenwandung, und Außenzylinder und Außenteil sind mit entsprechend glatt zylindrischen Mantelflächen in die Bohrung eingesetzt

Bei anderen bekannten Turbinenradzählern dieser Art besteht der Einsatz nur aus zwei aneinander angrenzenden zylinderförmigen Teilen, die auch nach-5 einander einzeln in das zylinderförmige Außengehäuse eingeschoben werden müssen (US-PS 33 64 743, 39 99 432).

Bei diesen bekannten Konstruktionen erfolgt die Ausrichtung der einlaufseitigen und der auslaufseitigen Teile zueinander über die Führung im Zählergehäuse, die wegen der Gleitpassung notwendigerweise Spiel aufweisen muß. Die Ausrichtung ergibt sich also erst wenn alle Teile in das Zählergehäuse eingebaut sind. Ein Zusammenbau der Teile vor dem Einbau in das Zählergehäuse, z. B. zu Prüfzwecken, ist nicht möglich.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen vermontierten leicht prüfbaren Meßeinsatz für Turbinenradzähler zu schaffen. Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die im Kennzeichen des Patentanspruchs

jo aufgeführten Maßnahmen gelöst.

Die so erhaltene Baugruppe, bestehend aus Außenzylinder mit Einlaufteil, Montagering mit Meßwerkgehäuse, Meßrad, Auslaufteil und zylinderrohrförmigem Außenteil, die eine definierte Lage zueinander haben, kann vor dem Einbau in das Zählergehäuse zusammengesetzt, in geeignete Prüfvorrichtungen eingesetzt und vermessen werden. Diese Baugruppe kann dann von der stromabwärtigen Seite her in das Zählergehäuse eingeschoben werden und ist in diesem auf den drei Sitzflächen abgestützt. Da die Baugruppe nur in drei Punkten abgestützt ist, kann eine enge Passung vorgesehen werden, so daß auch hierdurch eine genau definierte Lage der Baugruppe im Zählergehäuse gewährleistet ist.

Die Erfindung wird anhand der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels näher erläutert, wobei auf die Zeichnung Bezug genommen wird.

Die einzige Figur der Zeichnung zeigt einen insgesamt mit 1 bezeichneten Turbinenradzähler im Längsschnitt. Der Turbinenradzähler 1 weist ein im wesentlichen rohrförmiges Zählergehäuse 2 auf, das endseitig einerseits mit einem Einlauf-Ringflansch 3, andererseits mit einem Auslauf-Ringflansch 4 abschließt. In einem gegenüber der Mittelebene zwischen den beiden Ringflanschen geringfügig zum Auslauf-Ringflansch 4 vorgesetzten Bereich tritt aus dem Zählergehäuse in einstückiger Ausbildung ein quergerichteter Stutzen 5 mit einem Befestigungsflansch 6 zur Anordnung eines Zählers und ggf. sonstiger Meß- und Registriereinrichtungen heraus.

In den rohrförmigen Zählergehäuse 2 ist ein Meßrad 7, gegenüber dem Ansatzbereich des Stutzens 5 zur Einlaßseite hin versetzt, angeordnet. Das Meßracl 7 besteht aus einem im wesentlichen becherförmigen Radkörper 8, an dessen Umfang zwölf Schaufeln 9, 10 angeordnet sind. Das Meßrad ist mit seinem Schwerpunktdirektauf dem Lager 21 angeordnet.
Die in Urnfangsrichtung beweglichen Schaufeln 9, 10

überstreichen einen Ringbereich im Querschnitt des Zählergehäuses 2, der zwischen Einlauf und Auslauf weitgehend in Form eines axial verlaufenden Ringkanals freigehalten ist Ein sich zwischen der Einlaufseite des Zählergehäuses 2 und dem Meßrad 7 erstreckender Einlauf-Ringkanal 11 ist innenseitig durch einen Einlauf-Körper 12, außenseitig durch einen Außenzylinder 13 begrenzt. Einlaufkörper 12 und Außenzylinder 13 sind über radial gerichtete Rippen 14, 15 einstückig miteinander verbunden.

Die Außenform des Einlaufkörpers 12 ist im Bereich seiner Nase 16 etwa halbkugelig, um sich zum Meßrad 7 hin in Form eines Zylindermantels 17 fortzusetzen, dessen axiale Länge etwa der Nennweite entspricht. Das Innere des Einlaufkörpers 12 ist strömungstechnisch ohne Belang, vorzugsweise ist dieser als zum Meßrad 7 hin cndseitig offene Hohlform ausgebildet

Die axiale Länge der Rippen 14, 15 erstreckt sich lediglich über den Bereich der Nase IG, so daß den Schaufeln 9, 10 des Meßrades 7 ein gestreckter, rippenfreier Einlauf-Ringkanal vorgeordnet ist Hierdurch ergibt sich eine praktisch störungsfreie Anströmung der Schaufeln 9,10. Weiterhin ist der Ringkanal 11 hinsichtlich seiner radialen Weite auf maximale Nennweite ausgelegt, um Druckverluste zu vermeiden und den Turbinenradzähler auch im Niederdruckbereich einsetzen zu können.

Das einstückige Einlaufteil aus Einlaufkörper 12, Rippen 14,15 und Außenzylinder 13 ist vorzugsweise als Kunststoff-Spritzgußteil hergestellt. Hierdurch lassen sich Toleranzen hinsichtlich der Weite und der Konzentrizität des Einlauf-Ringkanals sehr klein halten und vor dem Einbau prüfen. In gleicher Weise ist der Einlaufkörper 12 mit entsprechend geringer Toleranz konzentrisch zum Meßrad 7 ausrichtbar, da die Bindung zur Lagerung des Meßrades 7 über den mit dem Einlaufkörper 12 starr verbundenen Außenzylinder 13 erfolgt, wie nachstehend noch im einzelnen beschrieben werden wird.

Das Meßrad 7 weist eine Meßradlagerung 18, bestehend aus einem Meßwerkgehäuse 19 und einem Montagering 20 auf. Das Meßwerkgehäuse 19 bildet einen im wesentlichen zylindrischen geschlossenen Hohlkörper in koaxialer Ausrichtung zum Zählergehäuse 2 aus. Innerhalb des Meßwerkgehäuses 19 sind zwei Lager 21 und 22 für eine Welle 23 angeordnet, die zur Einlaßseite hin aus dem Meßwerkgehäuse 19 heraustritt und dort das einlaßseitig vor dem Meßwerkgehäuse angeordnete Meßrad 7 in dem Schwerpunkt trägt. Die Lager 21 und 22 sind innerhalb des Meßwerkgehäuses 19 in einem Einsatz 24 abgestützt, der einstückig aus zwei Scheibenteilen 25 und 26 und einem diese verbindenden Gehäuseteil 27 besteht. Der dem Meßrad 7 benachbarte Scheibenteil 25 bildet gleichzeitig die einlaufseitige Stirnwand des Meßwerkgehäuses 19 und reicht dementsprechend bis an die im wesentlichen zylindrische Umfangswand des Meßwerkgehäuses heran, mit der es durch entsprechenden Paßsitz und Verschraubungen verbunden ist

Der Einsatz 24 erlaubt die präzise Anordnung und Prüfung der Lager 21 und 22 hinsichtlich ihrer Einbauzuordnung außerhalb des Meßwerkgehäuses 19.

Die im wesentlichen zylindrische Umfangswand 28 des Meßwerkgehäuses 19 besitzt einen mit dem des Einlaufteils 12 übereinstimmenden Außendurchmesser. Der das Meßwerkgehäuse 19 umschließende Montagering 20 ist mit dem der Weite des Einlauf-Ringkanals entsprechenden Abstand vorgesehen, so daß sich ein ringförmiger Meßraum in fluchtender Fortsetzung des Ringkanals ergibt Die Verbindung zwischen Montagering 20 und Meßwerkgehäuse 19 ist durch zumindest einen Verbindungsweg 29 hergestellt der eine Bohrung 30 aufweist, weiche sich in einer Bohrung 31 im Stutzen 5 tortsetzt Die Bohrungen 30 und 31 ermöglichen die Meßwertübertragungen nach außen, insbesondere die Übertragung der Drehbewegung der Welle 23 zu einer Zähleinrichtung mit Hilfe eines Getriebes und einer Abtriebswelle, die in der Zeichnung nicht wiedergegeben sind.

Der Montagering 20 ist zur Einlaßseite hin an seinem Innenumfang zunächst nach einem schmalen Absatz geringfügig aufgeweitet, um den Innenumfang vom Außenrad der Schaufeln 9,10 freizuhalten, die sich über die volle Breite des Ringkanals erstrecken. Da Meßrad 7 und Meßradlagerung 18 eine bauliche Einheit bilden, die auch außerhalb des Lagergehäuses 2 überprüfbar ist kann das Umfangsspiel mit Vorteil für die Meßgenauigkeit und Meßempfindlichkeit sehr klein gehalten werden. Stirnseitig greift der Montagering 20 mit einem Paßsitz in den Außenzylinder 13 ein und ist mit diesem über eine Verschraubung verbunden. Zur Aufnahme derartiger Schrauben weist der Außenzylinder 13 eine entsprechende Zahl von Längsnuten auf, von denen eine bei 33 dargestellt ist.

Der Ringkanal 11 setzt sich auch hinter der Meßradlagerung 18 ^cort, und zwar in einem Auslauf Ringkanal 34. Außenseitig ist der Auslaufringkanal durch ein zylinderrohrförmiges Außenteil 35 begrenzt, das sich wieder mit einem Paßsitz 36 an den querschnittsgleichen Montagering 20 anschließt. Innenseitig ist der Auslauf-Ringkanal 34 durch einen kegelstumpfförmigen Auslaufkörper 37 mit spitzem Kegelwinkel begrenzt, der sich einstückig an das Meßwerkgehäuse 19 anschließt Die kegelige Mantelform setzt dabei bereits im Bereich des Meßwerkgehäuses 19 an, das bereits kurz hinter dem Verbindungssteg 29 von der zylindrischen in die kegelige Mantelform übergeht Der Auslauf-Ringkanal 34 erfährt hierdurch eine stetige Aufweitung zum Auslauf hin, wodurch Druckverluste im Turbinenradzähler mit Vorteil für die Empfindlichkeit und Meßgenauigkeit herabgesetzt werden.

Nach Vorstehendem ergibt sich eine auch außerhalb des Zählergehäuses; 9 präzise zusammenfügbare und prüfbare Meßpatrone aus Einlaufteil 12, 13, Meßradlagerung 18 (mit Auslaufkörper 37) und Außenteil 35, die alle strömungs- und meßtechnisch wesentlichen Teile umfaßt. Diese Patrone ist von der Auslaßseite her in das Zählergehäuse 2 in Axialrichtung einschiebbar, wonach sich zwischen Meßpatrone und Zählergehäuse kurze ringförmige Sitzflächen mit jeweils übei einstimmendem Radius bei 38, 39 und 40 ergeben, mit Hilfe derer die konzentrische Zuordnung erreicht wird. Eine axiale Justierung der Meßpatrone ergibt sich durch einen kurzen Innenflansch 41 des Zählergehäuses 2, der an der Einlaßseite um den Querschnitt des Außenzylinders 13 einspringt und für diesen einen axialen Anschlag bildet. In der so bestimmten Einbaulage sind die dargestellten Teile in ihrer Zuordnung zueinander festgelegt und können in an sich bekannter Weise durch nicht dargestellte Verschraubungen od. dgl. gesichert werden.

Mit dem erfindungsgemäßen Turbinenradzähler ergeben sich verschiedene Vorteile, zu denen zunächst die genaue, auch außerhalb des Zählergehäuses 2 überprüfbare Ausbildung des Einlaufkanals 11 und seiner Justierung gegenüber dem Meßrad 7 gehören. Die

gestreckte, rippenfreie Ausbildung des Einlaufkanals Il gewährleistet eine störungsfreie Anströmung der Schaufeln 9, 10. Dem gleichen Zweck dient die gestreckte Ausbildung des Auslauf-Ringkanals 34. Geringe Druckverluste zur Verbesserung der Meßempfindlichkeit und Meßgenauigkeit werden dadurch erreicht, daß der Einlauf-Ringkanal 11, wie auch der Meßraum zwischen Meßwerkgehäuse 19 und Montagering 20, auf maximale Nennweite ausgelegt ist und daß sich der Auslauf-Ringkanal 34 zur Verbesserung der Abströmung zum Auslauf hin aufweitet. Für den gleichen Zweck ist die Zahl der Schaufeln 9, 10 gegenüber der Zahl bei herkömmlichen Meßrädern verringert, im vorliegenden Ausführungsbeispiel auf zwölf Schaufeln. Schließlich ist das Meßrad strömungstechnisch axial entlastet, um Meßfehler und Verschleiß infolge Lagerbelastung weitgehend zu vermeiden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Turbinenradzähler zur Messung des Durchflusses gasförmiger Medien, enthaltend
   ein rohrförmiges Zählergehäuse,
   einen einlaufseitig im rohrförmigen Zählergehäuse eingesetzten, als vom Zählergehäuse gesonderter Bauteil ausgebildeten Außenzylinder,
   einen Einlaufkörper der mittels radialer Rippen koaxial innerhalb des Außenzylinders gehalten ist, wobei zwischen Einlaufkörper und Außenzylinder ein Einlauf-Ringkanal gebildet wird,
   ein stromab von dem Einlaufkörper drehbar gelagertes Meßrad mit umfangsseitigen, schräg angestellten, sich über den Querschnitt des Einlauf-Ringkanals erstreckenden Schaufeln, das innerhalb eines in das Zählergehäuse eingesetzten zylindrischen Ringes liegt,

   einen stromab von dem Meßrad in das Zylindergehäuse eingesetzten, als vom Zählergehäuse gesonderter Bauteil ausgebildeten zylinderrohrförmigen Außenteil, und

   einen sich zum stromabwärtigen Ende hin verjüngenden Auslaufkörper, wobei zwischen dem Auslaufkörper und dem zylinderrohrförmigen Außenteil ein Auslauf-Ringkanal gebildet wird,
   dadurch gekennzeichnet, daß