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Wasserzähler Die Erfindung bezieht sich auf einen Wasserzähler, der
jedoch auch für andere strömende Medien, z. B. Gase, Luft oder Dampf Verwendung
finden kann. Gegenstand der Erfindung ist das schraubenförmige Turbinen rad, welches
in einem umschließenden Gehäuse umläuft.
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Wasserzähler mit Schraubenrädern sind bereits bekannt. Diese Schraubenriider
bestehen aus in Abstand befindlichen, auf der gleichen Achse angeordneten Schrauben
mit entgegengesetftem Gang, um die Turbine ins Gleichgewicht zu bringen. Die vorliegende
Erfindung kennzeichnet sich nun durch die Anwendung eines Schraubenrades bei Wasserzählern
od. dgl. mit zwei entgegengesetzt verlaufenden, von den Wasserstrom beaufschlagten
Schraubengängen, wobei die beiden Schraubengänge koaxial auf der Innen- bzw. der
Außenseite eines Rohres angeordnet sind und eine Umlenkvorrichtung angebracht ist,
die das den inneren Schraubengang verlassende Wasser in die entgegengesetzte Stromrichtung
umlenkt und dem äußeren Schraubengang zuleitet.
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Diesem Schraubenrad sind oberhalb und unterhalb desselben Ein- bzw.
Austrittskammern zugeordnet. Diese Umlenkvorrichtung hat feste Schaufeln. Schließlich
ist der Wasserzähler od. dgl. mit einem Gehäuse mit koaxialen Ein- und Austrittsstutzen
versehen, die sich beide auf der gleichen
Seite der Turbine befinden.
Diese Stutzen münden in zwei untereinander konzentrische,und mit der Turbine koaxiale
Ringkanäle ein, die einen Teil des Gehäuses bilden.
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Der-Vorteil einer derartigen Anordnung besteht darin, daß man dadurch
die Empfindlichkeit des Zählers erheblich vergrößert und daß die auf die einzelnen
Teile übertragenen Kräfte, welche für gewöhnlich einen großen Teil des Drehmomenfes
aufzehren und dadurch der Empfindlichkeit abträglich sind, eine beträchtliche Verminderung
erfahren.
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Darüber hinaus zeichnet sich der Wasserzähler der Erfindung durch
einen viel geringeren Platzbedarf aus, so daß man brei gleicher Leistung Wasserzähler
od. dgl. mit geringeren Abmessungen herstellen kann.
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Eine beispielsweise Ausführungsform des Erfin dungsgegenstandes zeigt
die Zeichnung, und zwar sind Fig. I ein Schnitt durch das Turbinenrad eines Wasserzählers
gemäß der Erfindung, Fig. 2 ein senkrechter Schnitt durch den Wasserzähler mit dem
Turbinenrad-nach Fig. I, Fig. 3 ein waagerechter Schnitt in der Achse der Ein- und
Austrittsstutzen und Fig. 4'ein senkrechter Schnitt durch die Umlenkvorrichtung.
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In Fig. I bezeichnet I das Gehäuse des Zählers und 2 das mit dem
Gehäuse verbundene untere Pfannenstück zur Lagerung des Zapfens 3 des Turbinenrades,
während 4 der obere mit dem Zählergehäuse verbundene Pfannenteil ist, der zur Lagerung
des Zapfens 5 dient.
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In dem Zählergehäuse ist mit Hilfe der Zapfen 3 und 5 die Schraubenturbine
gelagert, deren Nabe mit 6 bezeichnet ist. 7 sind Schaufeln, welche die Nab'e 6
mit einem konzentrischen Rohr 8 verbinden.
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Dieses Rohr ist außen mit Schaufelng versehen.
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Die Schraubengänge der Schaufeln 7 und. 9 sind entgegengesetzt gerichtet.
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Das Turbinenrad gemäß der Erfindung arbeitet folgendermaßen: Der
Eintritt des Mediums erfolgt durch die in dem Teil 2 vorgesehenen Öffnungen IO,
welche bezüglich der Gesamfanordnung des. Rades zentrisch sind. Das Medium strömt
in das Innere des Rohres 8, dessen schraubenförmige Schaufeln 7 beispielsweise rechtsgängig
sind. Wenn das strömende Medium am anderen Ende des Schraubenrades angekommen ist,
so kehrt es in der Kammer 11 um und es gelangt dabei auf -die Außenseite des Rohres
8, wo es auf die' Schraube 9 einwirkt, die linksgängig ist. Schließlich tritt das
Medium durch die Offnungen 12 aus.
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Das Turbinenrad unterliegt somit zwei koaxialen, aber entgegengesetzt
gerichteten. Strömen.
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Durch-jeden dieser Ströme wird das Radien der gleichen Richtung gedreht.
Infolgedessen addieren sich die beiden Drehmomente, so wie dies der Fall wäre, wenn
die beiden Schrauben sich in der Achsrichtung aneinander anschließen würden.
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Durch die erfindungsgemäße Anordnung ist das Turbinenrad tollständig
ausbalanciert und es werden auf die Lagerungen keine wesentlichen 'Kräfte übertragen.
Man kann daher Lagerzapfen von großer Empfindlichkeit und geringer Reibung verwenden.
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Die Fig. 2 und 3 zeigen den Einbau eines solchen Turbinenrades in
einen Wasserzähler. I bedeutet wiederum das Gehäuse des Zählers, welches mit einem
Eintrittsstutzen 13 und einem Austrittsstutzen I4 versehen ist. Der Boden des Gehäuses'besitzt
einen mittleren Lagerpfannenteil 2 für den unteren Lagerzapfen 3 und einen halbzylindrischen
Teil I5, welcher am Boden des Zählers den mit dem Stutzen I3 verbundenen Eintrittsraum
10 von dem mit dem Stutzen 14 verbundenen Austrittsraum 12 trennt.
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Ein in eine innere Abstufung des Gehäuseraumes eingesetzter Teil
I6 weist Umlenkkammern II auf.
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Das Turbinenrad ist oben durch einen Zapfen 5 in einer Platine 4 gelagert,
die. in dem'Gehäuse beispielsweise mittels einer Dichtung 17, mittels des S'chauglases
I8 und eines Schraubdeckels I9 festgelegt ist.
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Ein derartiger Wasserzähler arbeitet folgendermaßen: Das Wasser tritt
durch den Stutzen I3 ein und verteilt sich in der Kamin er 10. Von dort tritt es
in den mittleren Teil des Turbinenrades über, wo es auf die Schraube 7 einwirkt.
Nachdem das Wasser in der Umlenkvorrichtung I I eine Richtungsänderung um I80°'
erfahren hat, fließt es außen an dem Zylinder 8 nach unten, wobei es die Schrauber
beaufschlagt. ' Durch den Raum' 12 gelangt es schließlich in den Austrittsstutzen
14.
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Das Turbinenrad ist in der bei derartigen Geräten üblichen Weise
mit einem Zahnrad versehen, welches über einen Satz anderer Zahnräder ein Zählwerk
antreibt, dessen Zeiger oder Walzen durch das Schauglas I8 hindurch .abgelesen werden
können.
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Aus der voraufgegängenen Beschreibung ergibt sich,' daß zu den in
bezug auf Fig. I beschriebenen Eigenschaften des Turbinenrades noch wesentliche
Vorteile bei der Herstellung eines Wasserzählers od. dgl. hinzukommen. Der Zähler
hat einen sehr geringen Platzbedarf, und er ist sehr billig herzustellen. Ein weiterer
Vorteil besteht darin, daß das Gehäuse als Preßgußstück gefertigt werden kann.
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Infolge seiner Form kann die Fertigung sowohl aus Metall als auch
aus Preßstoff erfolgen.
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Fig. 4 zeigt eine Umlenkkammer II, die mit einer Bremsvorrichtung
versehen ist; Diese Bremsvorrichtung hat einen mit einem Ring 20 verbundenen Arm
2I. Wenn der Ring 20 eine genügende Höhe hat, so kann der Strom besser geführt werden.
Die gewünschte Stärke der Bremsung erhält man durch Änderung der. Anzahl und der
Höhe der Arme 21.
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Es liegt innerhalb des Rahmens der Erfindung, einen Wasserzähler
herzustellen, der einerseits ein Turbinenrad der beschriebenen Art, d. h. aus einer
Kombination von zwei konzentrischen innen bzw. außen angeordneten Schrauben von
entgegengesetztem Gang und andererseits die Kombination eines solchenTurbinenrades
und eines Gehäuses aufweist, das mit einem-unteren ringförmigen Wassereintrittsraum
vom Durchmesser der inneren Schraube und einem 7reil mit einem Umlenkraum versehen
ist,
wobei dieses Gehäuse einen äußeren ringförmigen Wasserabführungsraum hat, welcher
den Eintrittsraum umgibt und in seinem Durchmesser der äußeren Schraube angepaßt
ist.
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Die Erfindung ist, wie schon gesagt, für jedes strömende Medium,
also z. B. für Wasesr, Gas, Luft oder Dampf verwendbar. Die benutzten Materialien
sind dem'strömenden Medium entsprechend zu wählen. Das Turbinenrad könnte auch für
Strömungsmesser benutzt werden, wenn das Rad mit einer Gegenfeder oder irgendeinem
Wirbelstromsystem und einem Zeiger versehen ist, der sich vor einer. Skala bewegt.
Wenn das Rad sich frei drehen kann, so könnte man es auch ohne Zählwerk benutzen,
wobei man die Bewegung des Turbinenrades von außen durch das Schauglas hindurch
beobachten kann.
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Der Zähler gemäß der Erfindung kann von trockener oder feuchter Bauart
sein und man kann das Turbinenrad auf einer waagerechten oder senkrechten Achse
anordnen. Der Gang der Schrauben ist beliebig, und das Rad kann eine beliebige Schaufelanzahl
haben. Jede Schaufel kann in ihrer Höhe einem Gang, dem Mehrfachen eines Ganges
oder einem Bruchteil eines Ganges entsprechen. Die Gänge können links- oder rechtsgängig
sein, vorausgesetzt, daß die innere und die äußere Schraube entgegengesetzten Gang
haben. Vorbehaltlich dieser Bedingung kann man der äußeren und der inneren Schraube
verschiedene Ganghöhen und verschiedene Höhe geben und mit einer verschiedenen Anzahl
von Schaufeln ausrüsten.
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Die Stromrichtung kann, ohne damit den Rahmen der Erfindung zu verlassen,
umgedreht werden.
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Die Schaufeln könnten schließlich eine unendlich große Steigung haben,
indem die Schaufeln zur Drehachse parallel verlaufen, vorausgesetzt, daß in den
Eintritts-, den Zwischen- und den Austrittsräumen Leitschaufeln vorgesehen sind,
die gegenüber der Achse eine Neigung aufweisen. Jede Schraube könnte keglig sein,
was gegebenenfalls auch ein kegliges und nicht mehr zylindrisches Rohr 8 mit sich
bringt.
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Was die äußeren Teile des Turbinenrades anbelangt, so können Eintri.ttsöffnungen
beliebiger Form vorgesehen sein. Der Stromumkehrraum 11 könnte die Form eines Ringwulstes
haben, aber beispielsweise auch flach oder sonstwie gestaltet sein.
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Ferner kann der Raum eine Zwischenwand nach Art des Rohres 20 aufweisen,
die eine genauere Führung des Stromes bewirkt. In gleicher Weise kann man dem Austrittsraum
12 eine beliebige Form geben. Wenn dies zur Korrektur der Genauigkeitskurve des
Zählers erforderlich ist, könnten Prallwände sowohl unterhalb des Turbinenrades
in den Eintritts- und Austrittsräumen als auch oberhalb des Turbinenrades in dem
Zwischenraum vorgesehen werden. Schließlich könnte man solche Prallwände seitlich
auf dem-von dem Gehäuse I gebildeten Zylinder anordnen.
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Die Eintritts- und Austrittsräume und auch der Zwischenraum können
Leitschaufeln enthalten.
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PATENTANSPROCHE: I. Turbinenwasserzähler mit zwei entgegengesetzt
verlaufenden, von dem Wasserstrom beaufschlagten Schraubengängen, dadurch gekennzeichnet,
daß die beiden Schraubengänge (7, 9) koaxial auf der Innen- bzw. der Außenseite
eines Rohres (8) angeordnet sind und eine Umlenkvorrichtung (II) angebracht ist,
die das den inneren Schraubengang (7) verlassende Wasser in die entgegengesetzte
Stromrichtung umlenkt und dem äußeren Schraubengang (g) zuleitet.