DE4425627A1 - Woltmannzähler - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Woltmannzähler, der im we­ sentlichen aus einem zwischen einer stromauf angeordneten fest­ stehenden Nabe und einer stromab angeordneten feststehenden Nabe angeordneten Flügelrad besteht, dessen Welle in den Naben drehbar und axial verschiebbar gelagert ist.

Woltmannzähler unterliegen wie auch alle anderen in Rohrleitungen eingebaute Armaturen häufig wechselnden Drücken und Fließgeschwindigkeiten des zu messenden Fluids. Je nachdem wie das Rohrnetz gestaltet ist und wie die verwendeten Pumpen, Ven­ tile, Schieber und anderen Armaturen zeitlich zueinander betä­ tigt werden, und je nachdem welche Lufteinschlüsse vorhanden sind, ergeben sich am Einbauort des Zählers auch extreme Druck- und Geschwindigkeitswechsel, die unter Umständen zu einem Druck­ schlag führen können.

In einer solchen Betriebssituation ändert das Flügelrad des Zählers nicht nur seine Drehzahl sprunghaft, sondern es schlägt auch axial auf sein jeweils betroffenes Spurlager, mit dem Risiko, daß das Spurlager beschädigt wird.

Vorrichtungen, mit denen das Flügelrad in einem axialen Schwebezustand gehalten wird, wie sie beispielsweise in der EP 0 076 189 B1 und in der DE 41 05 840 A1 beschrieben sind, sind nur bei über längere Zeiträume hinweg ablaufenden Druck- und Ge­ schwindigkeitswechseln wirksam. Bei plötzlichen Änderungen ver­ hindern sie nicht das Aufschlagen des Flügelrades auf das Spur­ lager.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Wolt­ mannzähler zur Verfügung zu stellen, bei dem die Flügelradlager gegen Beschädigung durch Druckschläge gesichert ist.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Lager als Stoßdämpfer ausgebildet sind, derart, daß die Enden der Flügelradwelle in je eine in den Naben ausgebildete Kammer unter Bildung eines Ringspaltes eintauchen.

Aufgrund dieser Ausbildung der Lager wirken die Enden der Flügelradwelle wie Kolben, welche aufgrund der axialen Be­ weglichkeit der Welle mehr oder weniger tief in die Kammern ein­ tauchen. Unter stationären Betriebsbedingungen bleibt die Ein­ tauchtiefe annähernd konstant. Zwischen dem Wellenende und dem Kammerboden besteht dann jeweils ein ausreichender Abstand, der so bemessen ist, daß auch bei einem Druckschlag das Wellenende nicht auf den Kammerboden aufschlagen kann. Kommt es nun zu einem solchen Druckschlag, so wird das in Ausbreitungsrichtung der Druckwelle liegende Ende der Flügelradwelle schlagartig in die zugeordnete Kammer bewegt, wodurch sich in dieser Kammer ein Überdruck aufbaut, da das Fluid nur relativ langsam durch den zwischen Flügelradwelle und der Kammerinnenwandung gebildeten Ringspalt abfließen kann. Die Spaltgröße bestimmt dabei die Ver­ drängungsgeschwindigkeit und damit den Dämpfungsgrad.

Während sich wie oben beschrieben in der einen Kammer ein Überdruck aufbaut, entsteht in der anderen Kammer durch das schlagartige Herausziehen des Wellenendes ein Unterdruck, da das Fluid durch den engen Ringspalt nicht so schnell in diese Kammer einströmen kann. Dadurch entsteht eine rücksaugende Wirkung auf die Flügelradwelle. Die beiden beschriebenen Effekte ergeben in ihrem Zusammenwirken eine sehr gute Dämpfung von Druckschlägen, so daß eine Beschädigung der Lager vermieden wird.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines Ausfüh­ rungsbeispieles erläutert. Die dazugehörige Zeichnung zeigt einen schematischen Querschnitt durch einen Woltmannzähler.

Zwischen einer feststehenden stromauf angeordneten Nabe 1 und einer feststehenden stromab angeordneten Nabe 2 ist ein Flügelrad 3 drehbar und axial verschiebbar gelagert. Dazu sind in den Scheitelpunkten der Naben 1 und 2 axial ausgerichtete Zapfen 4, 5 vorgesehen, die von axialen Bohrungen 6, 7 in den Enden der Flügelradwelle 8 mit geringem radialen Spiel aufgenommen werden. Die Länge der Zapfen 4, 5 und die Tiefe der Bohrungen 6, 7 sind so aufeinander abgestimmt, daß das Flügelrad 3 in Grenzen axial verschiebbar ist. Diese Lagerung des Flügelrades 3 ist insoweit in einer für Woltmannzähler bekannten Weise ausgeführt.

Zusätzlich ist nun erfindungsgemäß in jeder Nabe 1, 2 jeweils konzentrisch zu den Zapfen 4, 5 eine zylindrische Wandung 9, 10 vorgesehen, die eine zum Flügelrad hin offene und in ent­ gegengesetzter Richtung flüssigkeitsdicht geschlossene Kammer 11, 12 bildet.

In jede Kammer 11, 12 taucht ein Ende der Flügelrad­ welle 8 ein, deren Außendurchmesser etwas geringer ist als der Innendurchmesser der Kammer 11, 12, so daß zwischen der Flügel­ radwelle 8 und der Innenwandung der Kammer 11, 12 ein kleiner ringförmiger Spalt 13, 14 verbleibt. Die Länge der Flügelradwel­ le 8 ist so bemessen, daß zwischen ihren Enden und dem Boden der Kammer 11, 12 ein freier Raum verbleibt.

Wenn ein Druckschlag auftritt, beispielsweise in Rich­ tung des in der Figur linken Lagers, wird das in dieser Richtung liegende Ende der Flügelradwelle 8 schlagartig in die Kammer 11 gedrückt. Dadurch baut sich in dieser Kammer 11 ein Überdruck auf, der durch das Abfließen des Fluids durch den Ringspalt mo­ derat abgebaut wird. Die schlagartige Bewegung des Flügelradendes in die Kammer 11 hinein wird auf diese Weise gedämpft.

Auf der anderen Seite wird das Wellenende schlagartig aus der Kammer 12 gezogen. Dort baut sich infolgedessen ein Un­ terdruck auf, der durch das durch den Ringspalt 14 nachfließende Fluid nur relativ langsam abgebaut wird. Der Unterdruck in der Kammer 12 übt eine rücksaugende Wirkung auf die Flügelradwelle 8 aus. Der Druckschlag wird auf diese Weise zweifach gedämpft, nämlich an beiden Lagerstellen.

Bei einem Druckschlag in umgekehrter Richtung tauschen die Kammern 11 und 12 ihre Wirkungen.

Etwa am Grunde der Bohrungen 6, 7 sind radial verlau­ fende Spülbohrungen 15, 16 vorgesehen. Über diese Spülbohrungen 15, 16 erfolgt unter Ausnutzung des Über- bzw. Unterdrucks in den Kammern 11, 12 eine Spülung der Flügelrad-Lagerstellen, um diese von störenden Ablagerungen freizuhalten.

Claims (1)

1. Woltmannzähler, im wesentlichen bestehend aus einem zwischen einer feststehenden stromauf angeordneten Nabe (1) und einer feststehenden stromab angeordneten Nabe (2) angeordneten Flügelrad (3), dessen Welle (8) in den Naben (1, 2) drehbar und axial verschiebbar gelagert ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Lager als Stoßdämpfer ausgebildet sind, derart, daß die Enden der Flügelradwelle (8) in je eine in den Naben (1, 2) ausgebildete Kammer (11, 12) unter Bildung eines Ringspaltes (13, 14) ein­ tauchen.