IT201600110796A1

IT201600110796A1 - Device measuring the amount of fluid in motion.

Info

Publication number: IT201600110796A1
Application number: IT102016000110796A
Authority: IT
Inventors: Vincenzo Perreca; Paola Parroni
Original assignee: Par Per S R L Semplificata
Priority date: 2016-11-04
Filing date: 2016-11-04
Publication date: 2018-05-04

Description

“DISPOSITIVO MISURANTE LA QUANTITA’ DI FLUIDO IN MOTO NELLE TUBAZIONI” "DEVICE MEASURING THE QUANTITY OF FLUID IN MOTION IN THE PIPES"

STATO DELL’ARTE STATE OF THE ART

I contatori con funzionamento meccanico a turbina, consistono in una cassa dove risiede una girante misuratrice, un sistema di interfaccia di trasmissione ed un sistema di lettura; rispetto al senso di scorrimento del fluido, la girante è ad asse ortogonale o assiale, generalmente e rispettivamente per portate “medio piccole” o “elevate”. The meters with turbine mechanical operation consist of a casing containing a measuring impeller, a transmission interface system and a reading system; with respect to the flow direction of the fluid, the impeller has an orthogonal or axial axis, generally and respectively for “medium-small” or “high” flow rates.

Per portate “medio piccole”, nei contatori ad asse verticale il corpo è realizzato da una pesante cassa in ottone, fuso o stampato (recentemente anche in materiale plastico); all’interno trova collocazione una girante in materiale plastico (ad asse verticale). Il flusso idrico convogliato tangenzialmente dalla turbina, impatta sulle pale della girante. La girante trasmette direttamente il moto rotazionale ad un’interfaccia di trasmissione, generalmente una serie di ingranaggi con opportuni rapporti di riduzione, che attraverso un’orologeria a quadrante o con lancette per i sottomultipli dei metri cubi o direttamente a dei rulli totalizzatori decadici, fornisce la lettura diretta. For “medium-small” flow rates, in meters with vertical axis the body is made from a heavy brass case, cast or molded (recently also in plastic material); inside there is a plastic impeller (vertical axis). The water flow conveyed tangentially by the turbine impacts the impeller blades. The impeller directly transmits the rotational motion to a transmission interface, generally a series of gears with suitable reduction ratios, which, through a dial clock or with hands for the submultiples of cubic meters or directly to decadic totalizing rollers, provides direct reading.

Per portate maggiori i contatori assiali hanno prevalentemente il corpo in ghisa sferoidale o in acciaio inox, flangiato alle estremità. Il trasferimento del moto avviene attraverso la conversione dello stesso da assiale ad ortogonale; un albero meccanico cede il moto rotazionale al medesimo sistema di interfaccia di trasmissione e di lettura dei contatori ad asse verticale. La cassa deve essere solida per resistere: For higher flow rates, the axial meters mainly have a spheroidal cast iron or stainless steel body, flanged at the ends. The transfer of motion occurs through its conversion from axial to orthogonal; a mechanical shaft transfers the rotational motion to the same transmission and reading interface system of meters with vertical axis. The crate must be solid to withstand:

- agli sforzi di trazione sulle filettature, al fine di ottenere la tenuta idraulica ottenuta con la compressione della guarnizione, tra il contatore ed i raccordi idraulici della tubazione in entrata ed in uscita; - the tensile stresses on the threads, in order to obtain the hydraulic seal obtained by compressing the gasket, between the meter and the hydraulic connections of the inlet and outlet piping;

- alle possibili tensioni laterali eccentriche dovute al disallineamento delle tubazioni sulle quali il contatore andrà inserito; - to the possible lateral eccentric tensions due to the misalignment of the pipes on which the meter will be inserted;

- alle tensioni di trazione dovute alla maggiore distanza tra i raccordi idraulici della tubazione necessarie per poter inserire il contatore e le guarnizioni; - to the tensile stresses due to the greater distance between the hydraulic connections of the pipe necessary to be able to insert the meter and the gaskets;

- alle tensioni di compressione se viene compresso tra le tubazioni. - to the compression stresses if it is compressed between the pipes.

La cassa dei contatori ad asse ortogonale, per contenere i sistemi di misura, trasmissione e di lettura, è dotata di una apertura circolare ortogonale al senso del fluido che ne permette l’inserimento; permette anche la rotazione del quadrante e dei rulli, per orientarli nella giusta direzione in quanto a seconda del verso della posizione del contatore lungo la condotta ed a seconda del lato che lo si guarda la lettura risulta essere difficoltosa. E’ presente un sistema di taratura finale per piccoli aggiustamenti di misura. Una ghiera di chiusura, attraverso guarnizione e vetro e, o polimetacrilato, permetterà la tenuta e la lettura; è necessario un sistema dotato di sigillo con filo e bollo per impedire l’apertura e la manomissione dei dati. Questi contatori sono detti a “quadrante bagnato” in quanto il fluido è libero di passare tra gli ingranaggi e i rulli fino al vetro di chiusura. The case of the orthogonal axis meters, to contain the measurement, transmission and reading systems, is equipped with a circular opening orthogonal to the direction of the fluid that allows its insertion; it also allows the rotation of the dial and of the rollers, to orient them in the right direction since, depending on the direction of the position of the meter along the pipeline and depending on the side that is viewed, the reading is difficult. There is a final calibration system for small measurement adjustments. A closing ring, through gasket and glass and, or polymethacrylate, will allow sealing and reading; a system with a wire seal and stamp is required to prevent the opening and tampering of data. These meters are called "wet dial" as the fluid is free to pass between the gears and rollers up to the closing glass.

Dal XIX secolo il sistema è rimasto pressoché invariato. La cassa è realizzata in ottone; materiale che si presta facilmente a fusioni, lavorazioni meccaniche e con buona resistenza meccanica. L’ottone è una lega con una percentuale elevata di rame ed essendo il prezzo del rame attualmente molto alto, dalle casse in metallo colato con spessori e pesi elevati, si è passato a casse stampate con spessori limitati (2-3 mm). Anche se dotato di una buona resistenza alla corrosione generale, ha problemi con liquidi contenenti zolfo. Nei contatori per acqua potabile su alcuni modelli più costosi, è presente uno strato di vernice interna ed esterna o una cromatura. Since the 19th century, the system has remained virtually unchanged. The case is made of brass; material that lends itself easily to casting, mechanical processing and with good mechanical resistance. Brass is an alloy with a high percentage of copper and since the price of copper is currently very high, from cast metal cases with high thicknesses and weights, we have switched to molded cases with limited thicknesses (2-3 mm). Although it has good general corrosion resistance, it has problems with sulfur-containing liquids. In drinking water meters on some more expensive models, there is a layer of interior and exterior paint or a chrome plating.

I contatori detti a “quadrante asciutto” hanno l’accoppiamento magnetico assiale come interfaccia di trasmissione ed utilizzano la forza di attrazione dei magneti posizionati assialmente, per permettere la rotazione tra la girante immersa nel fluido, e l’interfaccia di trasmissione asciutta; i due magneti sono separati da una fine lastra impermeabile diamagnetica a tenuta idraulica. Iniziano a essere presenti sul mercato casse in materiale plastico, sempre con lo stesso sistema interno. Le problematiche del materiale plastico sono bassa resistenza alle tensioni meccaniche di trazione e di compressione (che in idraulica sono notevoli), e bassa durezza; per sopperire si aumenta lo spessore ed il volume . The so-called "dry dial" meters have axial magnetic coupling as a transmission interface and use the attraction force of axially positioned magnets, to allow rotation between the impeller immersed in the fluid, and the dry transmission interface; the two magnets are separated by a thin diamagnetic watertight waterproof plate. Cases in plastic material begin to be present on the market, always with the same internal system. The problems of the plastic material are low resistance to mechanical tensions of traction and compression (which in hydraulics are considerable), and low hardness; to compensate, the thickness and volume are increased.

L’utilizzo dell’acciaio inox per la cassa è pressoché nullo, anche se materiale di qualità eccezionali, in quanto è difficilissimo colarlo o stamparlo in matrici fini ed articolate come nei contatori per portate medio piccole; a parità di diametro pesa molto di più di un contatore in ottone. The use of stainless steel for the casing is almost nil, even if it is a material of exceptional quality, as it is very difficult to cast or mold it in fine and articulated matrices such as in meters for small to medium flow rates; with the same diameter it weighs much more than a brass meter.

I contatori assiali hanno bisogno, a monte ed a valle, di un tratto rettilineo per eliminare le turbolenze per ottener una corretta misurazione. Axial meters need, upstream and downstream, a straight section to eliminate turbulence in order to obtain a correct measurement.

Per ovviare a queste problematiche ed ottenere altri ed ulteriori vantaggi, il richiedente ha studiato e realizzato il presente trovato. To obviate these problems and obtain other and further advantages, the Applicant has studied and implemented the present invention.

ESPOSIZIONE DEL TROVATO EXPOSURE OF THE FOUND

Le soluzioni inventive ed innovative adottate, per risolvere i problemi e le limitazioni sopradescritti sono identificabili nella completa rivisitazione della logica meccanica, nell’utilizzo di sistemi evoluti nel raddrizzamento del flusso e diminuzione delle turbolenze, nello spostamento di tutti gli ingranaggi fuori della cassa, nella linearità costruttiva, nella visualizzazione in asse della numerazione, nella facilitazione e compattazione geometrica dimensionale costruttiva, e nel minor costo economico per la realizzazione. The inventive and innovative solutions adopted to solve the problems and limitations described above can be identified in the complete review of the mechanical logic, in the use of advanced systems in the straightening of the flow and reduction of turbulence, in the displacement of all the gears out of the case, in the constructive linearity, in the on-axis display of the numbering, in the facilitation and dimensional dimensional geometric compaction, and in the lower economic cost for the realization.

Per questo differente ed innovativo sistema, la cassa è il supporto delle parti senza produrre ed utilizzare una apposita struttura che le unisca e le supporti, diminuendo economicamente i costi ed aumentando i vantaggi costruttivi. For this different and innovative system, the box is the support of the parts without producing and using a special structure that joins and supports them, economically reducing costs and increasing construction advantages.

Lo scopo del presente dispositivo è quello di realizzare un misuratore, che non presenti usura concentrata nei perni della girante e nei denti delle ruote dentate, che possegga i meccanismi di trasmissione e visualizzazione esterni alla cassa anche concentrici ad essa per compattarlo dimensionalmente, che abbia un senso di lettura univoco indifferentemente dal verso del montaggio senza che debba essere aperto richiuso e risigillato, che sia realizzabile a basso costo, ed in vari materiali tra cui l’acciaio inox per ampliare la gamma dei fluidi da misurare, che sia leggero per avere un costo inferiore, che abbia un sistema semplice ma robusto ed economico per resistere alla dilatazione dovuta alla formazione di ghiaccio, e che soprattutto, utilizzando una serie di raddrizzatori di flusso interni, contenere gli errori nella misurazione all’interno dei parametri previsti dalle norme. The purpose of the present device is to realize a meter, which does not have concentrated wear in the impeller pins and in the teeth of the toothed wheels, which has the transmission and display mechanisms external to the case even concentric to it to compact it dimensionally, which has a univocal reading sense regardless of the direction of the assembly without having to be opened, closed and resealed, which can be made at low cost, and in various materials including stainless steel to expand the range of fluids to be measured, which is light to have a lower cost, which has a simple but robust and economical system to resist the expansion due to the formation of ice, and which, above all, by using a series of internal flow rectifiers, contain errors in the measurement within the parameters provided for by the standards.

ILLUSTRAZIONE DEI DISEGNI ILLUSTRATION OF DRAWINGS

Queste ed altre caratteristiche del presente trovato appariranno chiare dalla seguente descrizione di una forma preferenziale di realizzazione fornita a titolo esemplicativo, ma non limitativo, con riferimento agli annessi disegni in cui: These and other characteristics of the present invention will become clear from the following description of a preferential embodiment given by way of example, but not of limitation, with reference to the attached drawings in which:

- nella tavola 1 si illustrano due prospetti esterni; - table 1 shows two external elevations;

- nella tavola 2 si illustra la sezione longitudinale; - table 2 illustrates the longitudinal section;

- nella tavola 3 si illustrano assonometrie, del filtro 3, del sistema di supporto della girante 4 della girante 4 e le parti del sistema di lettura diretto; - table 3 illustrates axonometries of the filter 3, of the support system of the impeller 4 of the impeller 4 and the parts of the direct reading system;

- nella tavola 4 si illustrano le parti del sistema di lettura intermittente. - Table 4 illustrates the parts of the intermittent reading system.

DESCRIZIONE DI UNA FORMA DI REALIZZAZIONE PREFERENZIALE DEL TROVATO Il misuratore di progetto è formato da una sezione di un cilindro cavo 2, la cassa, contenente all’interno una girante 5 assiale al senso del fluido, ed avente all’esterno il sistema di visualizzazione. I sistemi di trasmissione e lettura hanno sviluppo cilindrico, con rulli totalizzatori 12-14-18 che ruotano sulla cassa, con ingranaggi interni ai suddetti rulli. ll diametro esterno della cassa è pari a quello nominale dei raccordi a cui deve essere unito il misuratore e, la circonferenza esterna è utilizzata come l’asse sui quali ruotano i suddetti meccanismi. Il materiale potrà essere metallico diamagnetico (ottone, acciaio inox, alluminio ecc. ecc.) o plastico, nei vari polimeri esistenti sul mercato. A secondo del tipo materiale, le unioni potranno essere effettuate attraverso, saldatura, incollaggio, spine o linguette, anelli d’arresto, serraggio meccanico tra parti filettate od altro. DESCRIPTION OF A PREFERENTIAL REALIZATION OF THE FOUNDATION The design meter is formed by a section of a hollow cylinder 2, the case, containing an impeller 5 axial to the direction of the fluid inside, and having the display system on the outside. The transmission and reading systems have a cylindrical development, with totalizing rollers 12-14-18 which rotate on the case, with gears inside the aforementioned rollers. The external diameter of the case is equal to the nominal diameter of the fittings to which the meter must be joined and, the external circumference is used as the axis on which the aforementioned mechanisms rotate. The material can be diamagnetic metallic (brass, stainless steel, aluminum, etc.) or plastic, in the various polymers available on the market. Depending on the type of material, the joints can be made through welding, gluing, pins or tabs, stop rings, mechanical tightening between threaded parts or other.

La cassa presenta delle gole interne ed esterne, e filettature o flange alle estremità. Le gole interne contengono anelli d’arresto o fermi per bloccare sia il sistema della girante e sia il filtro estraibile. Le gole esterne contengono anelli d’arresto o fermi per bloccare i meccanismi di trasmissione e lettura, e per fissare l’involucro esterno alla cassa. The case has internal and external grooves, and threads or flanges at the ends. The internal grooves contain stop rings or stops to block both the impeller system and the removable filter. The external grooves contain stop rings or stops to block the transmission and reading mechanisms, and to fix the outer casing to the case.

Nel verso di entrata del flusso idrico nella cassa è posizionato un filtro (3) raccoglitore di detriti ma anche con funzione di raddrizzatore di flusso e convogliatore. La sezione in entrata interna del filtro è conica a maglia circolare concentrica (3.1) con setti radiali strutturali con funzione di raddrizzatori di flusso. Nella parte centrale verso il vertice, è presente un cono con la cuspide opposta alla direzione del flusso per convogliare e concentrare il fluido sulle pale della girante. Sulla parte terminale centrata ed assiale a seconda dei modelli è presente una ogiva antiturbolenza. Eventuali particelle solide trattenute tenderanno ad essere trascinate dalla corrente nella punta del cono lasciando inalterata la sezione libera della corona circolare del filtro. Il filtro sarà ispezionabile avendo un sistema di fissaggio, a battuta sul anello d’arresto sopradescritto, ed attrito sulla cassa. E’ fondamentale, per un sistema di misurazione assiale che i filetti fluidi sia lineari; per tale scopo questo filtro raddrizzatore di flusso è parte sostanziale per una corretta misurazione. In the direction of entry of the water flow into the box there is a filter (3) collecting debris but also with the function of flow rectifier and conveyor. The internal inlet section of the filter is conical with a concentric circular mesh (3.1) with structural radial baffles acting as flow rectifiers. In the central part towards the vertex, there is a cone with the tip opposite to the flow direction to convey and concentrate the fluid on the impeller blades. On the centered and axial end part, depending on the model, there is an anti-turbulence ogive. Any solid particles retained will tend to be dragged by the current into the tip of the cone, leaving the free section of the filter ring unchanged. The filter can be inspected by having a fastening system, abutment on the stop ring described above, and friction on the case. It is essential for an axial measuring system that the fluid threads be linear; for this purpose, this flow rectifier filter is an essential part for a correct measurement.

I raddrizzatori e convogliatori di flusso presenti sul mercato hanno l’intera superficie di passaggio del fluido interessata, mentre questo modello, nella parte centrale, è ostruito da un cilindro che ha lo stesso diametro del cilindro supporto 4 della girante, e sia del cilindro che unisce le pale della girante 5 e che ne contiene l’albero. In questo misuratore non ha senso lasciare l’intera superficie del filtro libera. The rectifiers and flow conveyors on the market have the entire surface of the fluid passage involved, while this model, in the central part, is blocked by a cylinder that has the same diameter as the supporting cylinder 4 of the impeller, and of both the cylinder and joins the blades of the impeller 5 and which contains its shaft. In this meter it makes no sense to leave the entire surface of the filter free.

I due supporti 4, che sospendono e centrano la girante nella corrente fluida, sono formati da un unico pezzo composto da più parti: anello esterno, raddrizzatori di flusso radiali equidistanti ed un cilindro centrale che sorregge l’albero della girante. L’anello fissato alla cassa ed avente il diametro esterno coincidente con il diametro interno della cassa, è unito con dei raddrizzatori radiali di flusso, simili a sottili bracci a sezione rettangolare affusolati alle estremità, al cilindro. Il cilindro ha inglobato e centrato, nella parte rivolta verso la girante, un cilindretto 6 in acciaio inox cavo sul lato che sosterrà l’estremità dell’albero della girante. E’ possibile che il cilindro abbia un’ogiva, nel verso dell’estremità della cassa, limitatrice di turbolenza Per risolvere piccole tarature del misuratore, dei bracci sono mobili; presentano un forellino longitudinale con un albero diamagnetico che penetra, in appropriate sedi, nell’anello e nell’ogiva. Una piccola vite diamagnetica fissa, dall’esterno dell’anello, il braccio allo stesso anello, permettendo di modificare l’inclinazione dell’angolo di incidenza con il flusso idrico. Aumentando o diminuendo l’angolo si modifica leggermente la costante caratteristica del misuratore e la sua misura. Due fermi circolari che trovano alloggio in scanalature interne alla cassa obbligano il posizionamento dei supporti. The two supports 4, which suspend and center the impeller in the fluid stream, are formed by a single piece consisting of several parts: outer ring, equidistant radial flow rectifiers and a central cylinder that supports the impeller shaft. The ring fixed to the case and having the external diameter coinciding with the internal diameter of the case, is joined with radial flow rectifiers, similar to thin rectangular section arms tapered at the ends, to the cylinder. The cylinder has incorporated and centered, in the part facing the impeller, a hollow stainless steel cylinder 6 on the side that will support the end of the impeller shaft. It is possible that the cylinder has an ogive, in the direction of the end of the case, to limit turbulence. To solve small calibrations of the meter, the arms are movable; have a longitudinal hole with a diamagnetic shaft that penetrates, in appropriate locations, the ring and the ogive. A small diamagnetic screw fixes the arm to the ring itself from the outside of the ring, allowing you to change the inclination of the angle of incidence with the water flow. Increasing or decreasing the angle slightly changes the constant characteristic of the meter and its measurement. Two circular stops that are housed in grooves inside the case oblige the positioning of the supports.

La girante ad elica 5, interna alla cassa ed assiale, è posizionata dopo il filtro, sostenuta alle due estremità dai supporti. La girante ha un albero in acciaio inox e, un fino anello limitatore di turbolenza che unisce radialmente le pale ad elica. L’anello presenta perlomeno un magnete 7 inglobato internamente ed ha le estremità affusolate, per la diminuzione della turbolenza. Questa girante allungata con anello, rispetto a quelle in uso sui contatori assiali, permette di sopperire alle turbolenze eventualmente ancora presenti nel fluido ed a quelle che si possono creare per distacco della vena sulle pale, in modo di avere una precisione di misura entro predeterminati errori normati. L’albero della turbina e le sedi di rotazione dello stesso in acciaio inox, ne impediscono un’usura elevata. The helical impeller 5, internal to the casing and axial, is positioned after the filter, supported at both ends by the supports. The impeller has a stainless steel shaft and a fine turbulence limiting ring that radially joins the propeller blades. The ring has at least one magnet 7 incorporated internally and has tapered ends, to reduce turbulence. This elongated impeller with ring, compared to those used on axial meters, allows to compensate for any turbulence still present in the fluid and for those that can be created by detachment of the vein on the blades, in order to have a measurement accuracy within predetermined errors. regulated. The turbine shaft and the rotation seats of the same in stainless steel, prevent high wear.

L’insieme di, filtro raddrizzatore di flusso a setti concentrici, sistema di centraggio con raddrizzatori di flusso ante e post girante, ed anello limitatore di turbolenza sulla girante permette di ottenere delle misure che non risentono eccessivamente delle turbolenze nell’uso di giranti assiali nei contatori. The set of concentric septa flow rectifier filter, centering system with leaf and post impeller flow rectifiers, and turbulence limiting ring on the impeller allows to obtain measurements that are not excessively affected by turbulence in the use of axial impellers in counters.

In corrispondenza dell’anello della girante è presente, sulla parte esterna della cassa un rullo cilindrico 8 con foro passante assiale, chiamato rullo di trasmissione, ruotante coassialmente alla cassa. La parte con diametro inferiore ha perlomeno un magnete 9, coincidente con quelli della girante, mentre su una faccia laterale sono presenti dei perni cilindrici centrati radialmente ed equidistanti con asse parallelo all’asse del cilindro. Sui perni saranno posizionate delle ruote dentate 10. Sulla superficie esterna della parte con diametro maggiore sono presenti delle strisce assiali di colore differente alternate. At the impeller ring there is a cylindrical roller 8 with an axial through hole on the outside of the case, called the transmission roller, rotating coaxially to the case. The part with a smaller diameter has at least a magnet 9, coinciding with those of the impeller, while on a side face there are cylindrical pins radially centered and equidistant with an axis parallel to the axis of the cylinder. Sprockets 10 will be positioned on the pins. On the outer surface of the part with the largest diameter there are alternating axial strips of different colors.

Di fianco al rullo di trasmissione può essere presente un rullo di visualizzazione diretto 12 o un rullo di transizione 14; ciò dipende dalla scelta di avere parte della numerazione in presa diretta o completamente intermittente. A direct viewing roller 12 or a transition roller 14 can be present next to the transmission roller; this depends on the choice of having part of the numbering directly or completely intermittent.

Il rullo di visualizzazione diretto 12 è costituito da un cilindro, scavato internamente su un lato, con dentatura sulla superficie cilindrica del diametro interno, e foro circolare passante assiale. Sulla superficie esterna cilindrica sono scritti i numeri pluridecadici (da 0 a 9 e ripetuti più volte) a lettura assiale. Sulla faccia piana opposta a quella scavata sono presenti dei perni cilindrici centrati radialmente ed equidistanti con asse parallelo al rullo. È presente una ruota dentata coassiale 11 fissata alla cassa. The direct viewing roller 12 consists of a cylinder, hollowed out on one side, with toothing on the cylindrical surface of the internal diameter, and an axial through hole. Multidecadic numbers (from 0 to 9 and repeated several times) with axial reading are written on the cylindrical outer surface. On the flat face opposite to the hollowed one there are cylindrical pins radially centered and equidistant with axis parallel to the roller. There is a coaxial toothed wheel 11 fixed to the case.

Il sistema sopradescritto, girante – rullo di trasmissione – ruota dentata – rullo di visualizzazione diretto - ruota dentata coassiale fissa, sono parte del sistema di misura, di interfaccia di trasmissione e di lettura con ingranaggi epicicloidali riduttori. La trasmissione del movimento è fornita dalla rotazione della girante che trasporta, radialmente per mezzo dell’accoppiamento magnetico, il rullo di trasmissione che si trova in sua corrispondenza; questo ruotando permette l’ingranamento contemporaneo della ruota dentata 10 montata sul perno, con il rullo di visualizzazione diretto 12 e con la ruota dentata fissa 11. La numerazione pluridecadica presente sulla superficie cilindrica esterna del rullo di visualizzazione diretto è il sistema di lettura. La effettiva rotazione della girante sarà visibile dal susseguirsi delle strisce di colore differente presenti sulla superficie esterna del rullo di trasmissione. The system described above, impeller - transmission roller - toothed wheel - direct viewing roller - fixed coaxial toothed wheel, are part of the measuring, transmission and reading interface system with planetary reduction gears. The transmission of the movement is provided by the rotation of the impeller which transports, radially by means of the magnetic coupling, the transmission roller that is located in its correspondence; this by rotating allows the simultaneous meshing of the toothed wheel 10 mounted on the pin, with the direct viewing roller 12 and with the fixed toothed wheel 11. The multidecadic numbering present on the outer cylindrical surface of the direct viewing roller is the reading system. The actual rotation of the impeller will be visible by the succession of strips of different colors present on the external surface of the transmission roller.

Il sistema si ripete attraverso l’uso di ingranaggi epicicloidali riduttori a presa diretta: di fianco al suddetto rullo ne sono presenti altri, che ricevono il movimento dalla rotazione della ruota dentata a gradino 13 avente come albero il perno del rullo precedente. Questa doppia ruota dentata (con ruote unite) con diametri e denti differenti ottiene, nel sistema con solare fisso, un rapporto di riduzione notevole anche con numero limitato di differenza di denti; la ruota con diametro maggiore si ingrana sulla dentatura interna del rullo adiacente mentre, quella con diametro inferiore, si ingrana su una ruota dentata fissata alla cassa. Il dimensionamento dei denti è tale che, se il rullo ha venti numeri scritti (bidecadico), ad ogni suo giro intero corrisponderà a due ventesimi del rullo adiacente. The system is repeated through the use of planetary gearboxes with direct drive: next to the aforementioned roller there are others, which receive movement from the rotation of the step toothed wheel 13 having the pin of the previous roller as a shaft. This double toothed wheel (with joined wheels) with different diameters and teeth obtains, in the fixed solar system, a considerable reduction ratio even with a limited number of tooth differences; the wheel with a larger diameter meshes with the internal toothing of the adjacent roller while the one with a smaller diameter meshes with a toothed wheel fixed to the case. The sizing of the teeth is such that, if the roller has twenty numbers written (bidecadic), at each full revolution it will correspond to two twentieths of the adjacent roller.

Il meccanismo si ripete per “n” volte con ingranaggi sempre in presa diretta (per esempio, per la misurazione dei sottomultipli del metro cubo). The mechanism is repeated for "n" times with gears always in direct drive (for example, for the measurement of submultiples of the cubic meter).

Da una determinata unità di volume (per esempio, dalla misurazione dei metri cubi) il sistema di trasmissione della rotazione dei rulli diventerà ad intermittenza, cioè a “scatti”, in modo di visualizzare i numeri, quasi sempre, nella loro interezza, per permettere una lettura semplice. Il rullo di transizione 14, tra i due sistemi, sarà un cilindro scavato internamente, con numerazione pluridecadica sulla superficie esterna cilindrica, e foro circolare passante assiale; sul lato verso il rullo di trasmissione sarà scavato come i rulli precedenti cioè internamente su un lato, con dentatura sulla superficie cilindrica del diametro interno. Dall’atro lato, sarà scavato con una doppia sagomatura: sulla circonferenza minore, sono presenti degli incavi centrati radialmente ed equidistanti, mentre su quella maggiore dei denti centrati radialmente ed equidistanti. Entrambi, incavi e denti, saranno di quantità pari alla unità di ripetizione decadica adottata per i numeri scritti sulla superficie esterna. Se, per esempio, saranno presenti 20 numeri scritti sul rullo (numerazione bidecadica) ci saranno due incavi e due denti in posizione contrapposta. Questo rullo totalizzatore ruoterà su uno dei due anelli terminali 15 fissi alla cassa. From a certain volume unit (for example, from the measurement of cubic meters) the transmission system of the rotation of the rollers will become intermittent, that is to say in "jerks", in order to display the numbers, almost always, in their entirety, to allow a simple read. The transition roller 14, between the two systems, will be an internally hollowed cylinder, with multidecadic numbering on the cylindrical outer surface, and an axial through circular hole; on the side towards the transmission roller it will be hollowed like the previous rollers, ie internally on one side, with teeth on the cylindrical surface of the internal diameter. On the other side, it will be dug with a double shaping: on the smaller circumference, there are grooves centered radially and equidistant, while on the larger one there are radially centered and equidistant teeth. Both, grooves and teeth, will be of an amount equal to the decadic repetition unit adopted for the numbers written on the external surface. If, for example, there are 20 numbers written on the roller (bidecadic numbering) there will be two grooves and two teeth in opposite positions. This totalizer roller will rotate on one of the two terminal rings 15 fixed to the cash register.

Il rullo adiacente è il rullo di visualizzazione intermittente 18 formato da un cilindro sagomato sulle due facce e con foro passante. Sulla superficie esterna cilindrica sono scritti i numeri pluridecadici. Sulla faccia adiacente al rullo di transizione è presente sulla superficie cilindrica del diametro interno centrati radialmente ed equidistanti, degli incavi nella quantità del doppio dei numeri scritti sulla superficie cilindrica. Sull’altra faccia, come per il rullo di transizione 14, è presente una doppia sagomatura con differenti diametri; sulla faccia della sagomatura con circonferenza minore sono presenti degli incavi centrati radialmente ed equidistanti, mentre su quella maggiore dei denti centrati radialmente ed equidistanti. Entrambi, incavi e denti, saranno di quantità pari all’unità di ripetizione decadica adottata per i numeri scritti sulla superficie esterna. The adjacent roller is the intermittent viewing roller 18 formed by a cylinder shaped on both sides and with a through hole. Multidecad numbers are written on the cylindrical outer surface. On the face adjacent to the transition roller, on the cylindrical surface of the internal diameter, radially centered and equidistant, there are recesses in the amount of double the numbers written on the cylindrical surface. On the other side, as for the transition roller 14, there is a double shaping with different diameters; on the face of the shaping with a smaller circumference there are some notches centered radially and equidistant, while on the larger face there are radially centered and equidistant teeth. Both, grooves and teeth, will be of an amount equal to the decadic repetition unit adopted for the numbers written on the external surface.

I rulli di visualizzazione intermittente 18, ruotano su un anello aperto 16 cilindrico anulare fissato coassialmente alla cassa; questo presenta due differenti diametri esterni, e ha la forma di “anello aperto”, mancante di parte a forma di spicchio. The intermittent display rollers 18 rotate on an open cylindrical annular ring 16 fixed coaxially to the case; this has two different external diameters, and has the shape of an "open ring", missing a segment-shaped part.

Tra due rulli 18 sarà inserita una rotellina dentata 17 con foro assiale passante, a tre gradini con 3,3 e 6 denti o con 4,4 e 8 denti, a seconda del diametro esterno dei rulli di visualizzazione. Tutti i denti dei tre gradini sono centrati radialmente ed equidistanti. Sui lati opposti i diametri delle ruote dentate sono uguali, con alternativamente, i denti allineati; il gradino centrale ha il diametro maggiore degli altri e denti sfasati di, 60° rispetto al gradino adiacente se di 3 denti, o 45° se il gradino adiacente è di 4 denti. Between two rollers 18 will be inserted a toothed wheel 17 with an axial through hole, with three steps with 3.3 and 6 teeth or with 4.4 and 8 teeth, depending on the external diameter of the viewing rollers. All the teeth of the three steps are radially centered and equidistant. On the opposite sides the diameters of the toothed wheels are the same, with alternatively, the teeth aligned; the central step has the largest diameter of the others and teeth offset by 60 ° with respect to the adjacent step if it has 3 teeth, or 45 ° if the adjacent step has 4 teeth.

I supporti terminali 15, sono anelli cilindrici con fori passanti assiali fissati coassialmente alla cassa, e presentano su una faccia laterale una cavità; supportano anche il rullo di transizione e l'ultimo dei rulli di visualizzazione intermittenti. La loro funzione è anche quella di supportare anche albero 19, dove ruotano le rotelline, che è imperniato sulla cavità dei due supporti terminali. The end supports 15 are cylindrical rings with axial through holes fixed coaxially to the case, and have a cavity on one side face; they also support the transition roller and the last of the intermittent viewing rollers. Their function is also to support shaft 19, where the wheels rotate, which is hinged on the cavity of the two end supports.

Il meccanismo intermittente funziona in questa maniera: il rullo di transizione trasferisce la rotazione al rullo di visualizzazione intermittente adiacente, solo quando un suo dente, (presente sulla faccia con doppia sagomatura) si trova ad impattare un dente del gradino centrale della rotellina; a quel punto comincerà la rotazione della rotellina, che ha uno dei denti del gradino laterale, con minore numero di denti, di fronte all’incavo del rullo che gli traferisce il movimento. La rotazione con la compenetrazione ruoterà, di conseguenza, anche il rullo di visualizzazione intermittente adiacente mediante la ruota del gradino (con numero maggiore di denti) negli incavi. Il meccanismo è dimensionato in modo che ad un terzo od ad un quarto di giro delle rotelline corrisponda ad una porzione intera di un numero sul rullo. Se per esempio il rullo è bi-decadico, il meccanismo è dimensionato in modo che ad un terzo di giro delle rotelline corrisponda un ventesimo di giro dei 40 incavi della ruota numerata: in entrambi i casi la lunghezza sottesa dagli archi (degli incavi del rullo e dei tre denti laterali della rotellina) è pari al doppio della distanza tra i due consecutivi. La quantità di rulli, e di conseguenza di rotelline, sono discrezionali. The intermittent mechanism works in this way: the transition roller transfers the rotation to the adjacent intermittent viewing roller, only when one of its teeth (present on the double shaped face) hits a tooth of the central step of the wheel; at that point the rotation of the wheel will begin, which has one of the teeth of the side step, with a smaller number of teeth, in front of the hollow of the roller that transfers the movement to it. Rotating with clipping will consequently also rotate the adjacent intermittent viewing roller by means of the step wheel (with higher number of teeth) in the recesses. The mechanism is sized so that a third or quarter turn of the wheels corresponds to a whole portion of a number on the roll. For example, if the roller is bi-decadic, the mechanism is sized so that one third of a turn of the wheels corresponds to one twentieth of a turn of the 40 grooves of the numbered wheel: in both cases the length subtended by the arches (of the grooves of the roller and of the three lateral teeth of the wheel) is equal to double the distance between the two consecutive ones. The amount of rollers, and consequently of little wheels, are discretionary.

La presenza di un solo incavo, per ogni unità decadica, nel quale deve ingranarsi un dente del gradino centrale della rotellina, impedisce che i rulli possano girare indipendentemente. The presence of a single recess, for each decadic unit, in which a tooth of the central step of the wheel must engage, prevents the rollers from turning independently.

Dato che le rotelline sono interne ai rulli, la forma mancante (a forma di spicchio) degli anelli aperti 16, serve per poterle contenere. Generalmente questo sistema intermittente interno al rullo di visualizzazione intermittente è decadico, con delle piccole ruote dentate a gradino aventi due tipi di denti ma lunghi ed un unico pezzo che sorregge tutte le parti. Since the wheels are inside the rollers, the missing shape (wedge-shaped) of the open rings 16 serves to contain them. Generally this intermittent system inside the intermittent display roller is decadic, with small step toothed wheels having two types of teeth but long and a single piece that supports all the parts.

Per questo differente ed innovativo sistema pluridecadico, con misure geometriche decisamente maggiorate e complesse, la cassa è il supporto delle stesse parti senza produrre ed utilizzare una apposita struttura che le unisca e le supporti, diminuendo economicamente i costi ed aumentando i vantaggi costruttivi; tutto il sistema intermittente interno al rullo è stato ottimizzato. Si è anche migliorato ed adottato l’utilizzo di rotelline 17 con tre gradini ed altezze differenti, soluzione che avendo meno denti, a parità di circonferenza, risulta essere ancora più economica. For this different and innovative multidecadic system, with decidedly increased and complex geometric measurements, the case is the support of the same parts without producing and using a special structure that joins them and supports them, economically reducing costs and increasing construction advantages; the whole intermittent system inside the roller has been optimized. The use of wheels 17 with three steps and different heights has also been improved and adopted, a solution that having fewer teeth, with the same circumference, is even cheaper.

Tutto il sistema sopradescritto è esterno e coassiale alla cassa, bloccato da due fermi circolari che trovano alloggio in scanalature sulla alla cassa. The whole system described above is external and coaxial to the case, blocked by two circular stops which are housed in grooves on the case.

Il meccanismo di trasmissione, concentrico e coassiale alla cassa, e il sistema visualizzazione, esterno alla cassa e coassiale ad essa, permettono la compattazione dimensionale; indispensabile per diminuire lo spazio nelle “batterie” di contatori per pluriutenze. The transmission mechanism, concentric and coaxial to the case, and the display system, external to the case and coaxial to it, allow for dimensional compaction; essential to reduce the space in the "batteries" of meters for multiple users.

L’intero sistema di visualizzazione e di lettura è esterno alla cassa, ma interno a un contenitore 20 a sviluppo cilindrico coassiale con fori passanti centrali, fissato alla superficie esterna della cassa, dotato di parte trasparente per la visualizzazione e lettura della numerazione progressiva e della effettiva rotazione della girante; la rotazione della girante sarà visibile dal susseguirsi delle strisce di colore differente presenti sulla superficie esterna del rullo di trasmissione .Al dispositivo è possibile applicare, un foro passante 1 sul contenitore 20 per il sistema di sigillo, un sistema unidirezionale del flusso idrico, un emettitore di impulsi, ed emettitore radio. The entire display and reading system is external to the case, but inside a container 20 with a cylindrical coaxial development with central pass-through holes, fixed to the external surface of the case, equipped with a transparent part for viewing and reading the progressive numbering and the effective rotation of the impeller; the rotation of the impeller will be visible by the succession of strips of different colors present on the external surface of the transmission roller. To the device it is possible to apply, a through hole 1 on the container 20 for the sealing system, a unidirectional system of the water flow, an emitter of pulses, and radio emitter.

Questi trovati cambiano radicalmente le soluzioni dei sistemi di trasmissione e di lettura dei misuratori meccanici attuali e della struttura della cassa. Il problema di una grande apertura per permettere l’immissione della girante, di tutta l’orologeria e dei rulli contabilizzatori è risolto in maniera estremamente semplificativo. Tutti gli ingranaggi ruotano intorno alla cassa permettendo di contenere in ridotti spazi anulari i vari sistemi e compattare l’intero misuratore in un doppio cilindro coassiale. These findings radically change the solutions of the transmission and reading systems of current mechanical gauges and the structure of the case. The problem of a large opening to allow the introduction of the impeller, all the clockwork and the counting rollers is solved in an extremely simplified manner. All the gears rotate around the case allowing the various systems to be contained in reduced annular spaces and compacting the entire meter into a double coaxial cylinder.

Per i contatori con portate elevate, per cui diametri elevati, al posto del sistema di visualizzazione coassiale che comporterebbe rulli pluridecadici con dimensioni elevate si utilizzerà il classico sistema decadico che sarà azionato da un sistema di trasmissione, parallelo alla girante ed alla cassa, che utilizzerà il rullo di trasmissione 8 con opportuna dentatura per la cessione del movimento . For meters with high flow rates, for which large diameters, instead of the coaxial display system which would involve multidecadic rollers with large dimensions, the classic decadic system will be used which will be operated by a transmission system, parallel to the impeller and the casing, which will use the transmission roller 8 with suitable toothing for the transfer of movement.

L’utilizzo dello stesso diametro esterno della cassa con quello delle tubazioni standardizzate internazionalmente permette di utilizzare porzioni di tubazioni prodotte nel mercato mondiale abbattendo i costi di fusione per getti “personalizzati”. Vista la facilità geometrica della cassa, è perciò possibile l’utilizzo di vari materiali per la produzione. Lo spessore previsto minimo della parete, per una filettatura “gas cilindrica”, è di circa 2-3mm; questo spessore, in linea con gli spessori delle tubazioni esistenti, è sufficiente a resistere alle tensioni dovute alla dilatazione dell’acqua, nella cassa, nel passaggio dallo stato liquido a quello solido. Il peso di una cassa in ottone con questo nuovo trovato, risulta essere meno della metà rispetto a quella dei contatori “leggeri” a getto unico. The use of the same external diameter of the case with that of the internationally standardized pipes allows the use of portions of pipes produced in the world market, reducing the casting costs for "customized" castings. Given the geometric ease of the case, it is therefore possible to use various materials for production. The minimum expected wall thickness, for a “cylindrical gas” thread, is about 2-3mm; this thickness, in line with the thickness of the existing pipes, is sufficient to withstand the tensions due to the expansion of the water, in the case, in the transition from the liquid to the solid state. The weight of a brass case with this new invention turns out to be less than half that of "light" single jet meters.

Gli ingranaggi sono in materiale plastico, piccoli, leggeri ed a basso costo, mentre la cassa deve essere solida per resistere, sia agli sforzi di serraggio al fine di ottenere la tenuta idraulica tra la guarnizione ed i raccordi, sia alle possibili tensioni di disallineamento delle tubazioni sulle quali il contatore andrà inserito. Diminuendo il volume e contestualmente il peso della cassa, ampliando il materiale costruttivo (acciaio inossidabile austenitico, alluminio, metalli amagnetici, materiali plastici) e diminuendo il costo della materia prima (l’ottone costa attualmente circa il doppio dell’acciaio inox ed ha un maggiore peso specifico), utilizzando i diametri e gli spessori dei cilindri delle casse a quelli delle tubazioni internazionalmente esistenti (EN 10217-7, EN 10296, ATM A312 A778 con tolleranze dimensionale D3 e D4 - EN ISO 1127) per ottimizzare la produzione, si otterrà un prodotto migliore ad un prezzo molto inferiore e concorrenziale. Se realizzato in acciaio inox, si potrà utilizzare il contatore anche per liquidi chimicamente aggressivi; inoltre, essendo lucido, induce pulizia, precisione e innovazione tecnologica evoluta. Questo favorisce una notevole capacità di penetrazione nei mercati. The gears are in plastic material, small, light and at low cost, while the casing must be solid to resist both the tightening efforts in order to obtain the hydraulic seal between the gasket and the fittings, and the possible misalignment tensions of the pipes on which the meter will be inserted. By decreasing the volume and at the same time the weight of the case, expanding the construction material (austenitic stainless steel, aluminum, non-magnetic metals, plastic materials) and decreasing the cost of the raw material (brass currently costs about double that of stainless steel and has a higher specific weight), using the diameters and thicknesses of the cylinders of the boxes to those of the internationally existing pipes (EN 10217-7, EN 10296, ATM A312 A778 with dimensional tolerances D3 and D4 - EN ISO 1127) to optimize production, yes you will get a better product at a much lower and competitive price. If made of stainless steel, the meter can also be used for chemically aggressive liquids; furthermore, being polished, it induces cleanliness, precision and advanced technological innovation. This favors a considerable ability to penetrate the markets.

Claims

CLAIMS 1) Device for measuring and countering the quantity of fluid in motion in the pipes, said device comprises a cylindrical case, a measuring system, a magnetic transmission and display system for the rotation of the impeller, a metering and reading system, and a container casing, characterized in that: the reading rollers 12-14-18 of the metering and reading system rotate around the box 2, the case 2 is internal and concentric with the reading rollers 12-14-18 of the accounting and reading system.

2) Device according to Claim 1, characterized in that said metering and reading system comprises cylindrical reading rollers 12-14-18 which have a pluridecadic numbering on the outer cylindrical surface.

3) Device according to Claim 1, characterized in that the metering and reading system uses planetary gears 11-12-13.

4) Device according to Claim 1, characterized in that said transmission system comprises a cylindrical roller 8, which has, on a flat side face, at least one cylindrical pin parallel to the rotation axis of the roller, on which the wheel is inserted toothed that transmits the movement to the accounting and reading system.

5) Device according to Claim 1, characterized by the fact that said totalization accounting and reading system comprises a direct display roller 12 consisting of a cylinder with a circular axial through hole, which has at least one cylindrical pin with parallel axis on a flat face to the rotation axis of the roller, on which the toothed wheel that transmits movement to the adjacent roller is inserted.