DE1623929C3 - Flügelradzähler - Google Patents

Description

Die Ei-findung bezieht sich auf Flügelradzähler mit einem aus Kunststoff bestehenden Meßbecher, der oben durch einen mit Staurippen an der Unterseite ausgestatteten Werkbecher aus Kunststoff abgedeckt ist und in seinem Meßraum ein- aus Kunststoff gefertigtes Flügelrad trägt, der ferner mit im Querschnitt rechteckigen Ein- und Auslaßkanälen versehen ist, von denen die in der Höhe verhältnismäßig schmalen Einlaßkanäle durch von außen nach innen konisch verlaufende Seitenwände begrenzt sind, deren eine Wand im wesentlichen tangential zur inneren Mantelfläche des Meßbechers verläuft

Es sind Flügelradzähler bekannt, bei denen die einteilig oder mehrteilig aus Kunststoff gespritzten, die Meßkammer bildenden Teile im mittleren Meßkammerbereich im Querschnitt gleichbleibende, rechteckige und auf dem Mantelumfang gleichmäßig verteilte Ein- und Auslaßkanäle und außerdem obere und untere Staurippen aufweisen. Die Ansprechempfindlichkeit dieser Zähler ist jedoch noch nicht optimal.

Bei einem anderen bekannten Flügelradzähler hat man die rechteckigen, in der Höhe verhältnismäßig schmalen und annähernd tangential in die Meßkammer einmündenden Einlaßkanäle auch schon »n den beiden senkrechten Kanalwänden leicht nach innen bin verjüngt, jedoch sind die Einlaflkanäle hier nicht gleichmäßig über den Umfang des Meßbechers verteilt angeordnet, sondern liegen nur im Bereich zweier gegenüberliegender Umfangsabschnitte, so daß keine allseitig gleichmäßigen Strömungsimpulse auf das Flügelrad einwirken können. Außerdem sind die Einlaßkanäle hier im Emstiömbereich auch nach unten

<° hin offen, wodurch sich infolge der Umlenkung der von unten kommenden Strömungsanteile und der dadurch bedingten Verwirbelung der ineinanderfließenden Teil-Ströme keine geradlinige, verlustfreie Anströmung der Flügelradpaletten ergibt, und die Staurippen sind auch nicht den Einlaß- und Auslaßkanälen angepaßt, so daß die Ansprechempfindlichkeit dieses Zählers noch verbesserungswürdig ist.

Bei einer anderen bekannten Zählerausbildung mit seitlich verjüngten, nicht gleichmäßig auf dem Umfang des Meßbechers verteilten Eintrittskanälen ist die Beaufschlagung des F.ügelrades noch ungünstiger, da nur ein einziger Austrittskanal vorgesehen ist und dieser Austrittskanal in der gleichen Querschnittsebene wie die Eintrittskanäle liegt

2s Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, durch Vergrößerung des auf das Rügelrad übertragenen Drehmomentes und dtiich Verminderung der Zählerträgheit bei gleichzeitiger Verbesserung der zulässigen Fehlerkurve insbesondere im unteren Meßbereich den

Meßbereich des Zählers wesentlich zu erweitern.

Die Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß in der Kombination mehrerer, nachstehend aufgeführter Merkmale gesehen:

_3S a) Die Einlaßkanäle verlaufen sich allseitig verjüngend,

b) die strömungsmäßig wirksame Fläche der Eintrittsöffnungen der Einlaßkanäle am Bechermantel weist gegenüber der der Austrittsöffnungen in den Meßraum an der Becherinnenwand ein Verhältnis von etwa 5 :1 auf,

c) die am Boden des Meßbechers angeordneten radialen Staurippen sind jeweils auf die spitzwinkligen Kanten der Austrittsöffnungen der Einlaßkanäle ausgerichtet und ihre Anzahl ist gleich der Zahl der Einlaßkanäle,

d) an der Unterseite des Bodens des Werkbechers ragen Staurippen in den Meßraum, deren Zahl zu der Zahl der AuslaQkanäle im Verhältnis 2 :1 steht, von denen jede zweite Staurippe mit der spitzwinkligen Kante der Einströmöffnung eines Auslaßkanals abschließt, und

e) Jie Verwendung eines massearmen Flügelrades.

Durch die allseitige Neigung der rechteckigen Eintrittskanäle ergibt sich ein erweiterter trichterförmiger Zulauf, der infolge des geringeren Druckverlustes eine höhere Durchflußmenge erlaubt und durch die Düsenwirkung eine Beschleunigung und konzentrierte Bündelung der Teilströme am Austrittsmundstück <>° auslöst, so daß die Teilströme mit höherer Energie und . gezielt auf die Rügelpaletten auftreffen. In Verbindung mit der schmalen Ausbildung und der tangentialen Einmündung der Einlaßkanäle werden diese Teilströme auf den Randbereich der Rügelpaletten gerichtet, wodurch die erhöhte Energie an einem längeren Hebelarm des Flügelrades wirksam wird. Da die Einlaßkanäle in der Nähe der unteren Staurippen in die Meßkammer einmünden, liegen sie unmittelbar im

Turbulenzbereich der Staurippen, wodurch die begradigende Wirkung der Staurippen auf die Fehlerkurve des Zählers nach oben und unten ausgedehnt wird. Die übereinstimmende Zahl der Bodenstaurippen und der Einlaßkanäle gewährleistet hierbei gleichmäßige Strömungsverhältnisse auf dem ganzen Umfang und einen impulsfreien Lauf des Flügelrades. Durch das massearme Flügelrad wird die Trägheit des Zählers und die Lagerreibung verringert, so daß der Zähler schon bei erheblich kleineren Durchflüssen als bisher anläuft, was to wesentlich zur Absenkung der unteren Meßbereichsgrenze und damit zur Vergrößerung des gesamten Zählermeßbereichs beiträgt EHe besondere Anordnung der nach unten in den Meßraum ragenden Staurippen für die Ausgangskanäle bewirkt auch einen einwandfrei- ts en Rückwärtslauf des Zählers innerhalb der Fehlergrenze.

Durch die mit der Erfindung erzielbare Erweiterung des Zählermeßbereiches lassen sich die Zählermodelle von bisher fünf oder sechs Typen auf nur noch drei Typen reduzieren. Es werden die Zähler in den Größen 3 und .5 m³, 7 und 10 m³ sowie 20 und 30 m³ jeweils zu einer Einheit zusammengefaßt Das bedeutet die Beaufschlagung des Flügels erfolgt über einen wesentlich größeren Bereich.

Eine zweckmäßige Ausführungsform sieht vor, die spitzwinklige Austrittskante der Einlaßkanäle zu brechen. Durch diese Abfasung der scharfen Kante wird ein glatter, gleichbleibender Austrittsquerschnitt der Einlaßkanäle in den Meßraum gewährleistet

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel dargestellt Danach zeigt

F i g. 1 einen Meß- und Werkbecher im Schnitt mit im ersteren befindlichen Flügelrad,

F i g. 2 einen Schnitt nach Linie H-II der F i g. 1 und

F i g. 3 einen Ausschnitt aus der F i g. 2 in vergrößertem Maßstab.

Der Meßbecher 1 ruht im nur andeutungsweise dargestellten Gehäuse 2 auf einer Schulter 3. Er ist einstückig und aben durch den Boden 4 des Werkbe- *o chers 5 abgedeckt In bekannter Weise ist im Boden 6 des Meßbechers 1 ein Grundstift 7 befestigt auf dessen Spitze das Flügelrad 8 mittels eines Steines als Rotor gelagert ist Der letztere ist sehr massearm ausgebildet, indem die Nabe 9 im Durchmesser so klein als möglich gehalten ist und die Paletten 10 eine sehr geringe Stärke aufweisen. Am Boden des Meßbechers sind in bekannter Weise Rippen 11 vorgesehen. Weitere nach unten weisende Rippen 12 befinden sich oben am Boden des Werkbechers 5,

Ober seinen Umfang verteilt, besitzt der Meßbecher 1 eine Anzahl von Einlaßkanälen 13, die im Querschnitt rechteckig sind, sich jedoch von der Außenwand des Meßbechers aus zum Meßraum hin allseitig verjüngen. Für die Verjüngung des Kanals bat sich ergeben, d&ß ein Optimum in der Güte des Zählers erreicht werden kann, wenn das Verhältnis der wirksamen Fläche der Eintrittsöffnung 14 zur wirksamen Fläche der Austrittsöffnung 15 etwa 5:1 ist Die Kanäle 13 verlaufen im wesentlichen tangential zur inneren Mantelfläche des Meßbechers 1, und zwar mit ihrer einen senkrechten Wand. Die Boden- und Deckenfläche sind am Ende etwas gebrochen und verlaufen dort par-"el zueinander. Das Ende der senkrechten Wand schneidet in etwa mit der einen Kante der Rippen 11 ab. Sie ist weiterhin dort bei 16 gebrochen (vgL F i g. 3). Durch diese Abfasung der scharfen Kante wird neben einem fertigungstechnischen Vorteil erreicht daß ein glatter, gleichbleibender Querschnitt in den Innenraum des Meßbechers 1 garantiert ist Zu jedem Einlaßkanal 13 gehört eine Rippell.

Oberhalb der Einlaßkanälc 13 befinden sich im Meßbecher 1 gleichmäßig auf den Umfang verteilte Auslaßkanäle 17. Es sind deren vorzugsweise drei vorgesehen. Die Zahl der in den Meßraum ragenden Staurippen 12 vom Boden 4 des Werkbechers 5 her steht zu den Ausgangskanälen 17 im Verhältnis 2:1. Das bedeutet daß zu den drei Austrittskanälen 17 sechs Staurippen 12 gehören. Dieses Verhältnis ist wesentlich für den Rückwärtsgang, damit die nach DIN bzw. Eichordnung vorgeschriebene Fehlergrenze hei RPckwärtsströmung eingehalten wird. Jede zweite Staurippe 12 an der Unterseite des Werkbecherbodens 4 schließt dabei ,-nit der spitzwinkligen Kante der Eintrittsöffnung 18 des Auslaßkanals 17 ab.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentansprüche:

   1, Flügelradzähler mit einem aus Kunststoff bestehenden Meßbecher, der oben durch einen mit Staurippen an der Unterseite ausgestatteten Werkbecher aus Kunststoff abgedeckt ist und in seinem Meßraum ein aus Kunststoff gefertigtes Flügelrad trägt, der ferner mit im Querschnitt rechteckigen Ein- und Auslaßkanälen versehen ist, von denen die in der Höhe verhältnismäßig schmalen Einlaßkanäle durch von außen nach innen konisch vertaufende Sehenwände begrenzt sind, deren eine Wand im wesentlichen tangential zur inneren Mantelfläche des Meßbechers verläuft, gekennzeichnet durch die Kombination folgender Merkmale:

   a) Die Einlaßkanäle (13) verlaufen sich allseitig verjüngend,

   b) die strömungsmäßig wirksame Hache der Eintrittsöffiiungen (14) der Einlaßkanäle (13) am Bechermantel weist gegenüber der der Austrittsöffnungen (15) in den Meßraum an der Becherinnenwand ein Verhältnis von etwa 5 :1 auf,

   c) die am Boden (6) des Meßbechers (1) angeordneten radialen Staurippen (IS) sind jeweils auf die spitzwinkligen Kanten (16) der Austrittsöffnungen der Einlaßkanäle ausgerichtet und ihre Anzahl ist gleich der Zahl der Einlaßkanäle (13),

   d) an der Unterseite des Bodens (4) des Werkbechers (5) rag^n Staurippen (12) in den Meßraum, deren Zahl zu der Zahl der Auslaßkanäle im Verhältnis 2:1 steht, von denen jede zweite Staurippe mit der spitzwinkF-gen Kante der Einströmöffnung (18) eines Auslaßkanals (17) abschließt, und

   e) die Verwendung eines massearmen Flügelrades.

   Z Flügelradzähler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die spitzwinklige Austrittskante (16) der Einlaßkanäle (13) gebrochen ist