Schaufelrad für Flüssigkeitsmengenmesser mit gespültem Lager
Es sind Geräte zum Messen von durchströmenden Flüssigkeitsmengen bekannt, welche mit den in einer Messkammer gelagerten Schaufelrädern und mit einer oder mehreren Eine und Ausflussöffnungen versehen sind. Die Tourenzahl des Schaufelrades steht dann im direkten Verhältnis zu der Geschwindigkeit der durchströmenden Flüssigkeit. Die Menge der durchgeströmten Flüssigkeit wird mittels eines Zählers angegeben.
Diese Arten von Ausführungen weisen jedoch - besonders bei kleinen durchströmenden Mengen - ungünstige Messeigenschaften auf. Es wurde festgestellt, dass sich diese Eigenschaften nach einer gewissen Betriebsdauer solcher Geräte schnell verschlechtern.
Die Hauptursache solcher Nachteile liegt in einer vorzeitigen mechanischen Abnützung des eigentlichen Schaufelradlagers. Die mechanische Abnützung ist hauptsächlich durch unzulängliches Spülen des Schaufelradlagers und durch eine Nichtgleichachsigkeit des Schaufelrades, dessen Welle und des hauptsächlichsten Teiles des Lagers verursacht.
Das unzulängliche Durchspülen des Lagers in dem Schaufelrad hat ein Absetzen von Unreinigkeiten (von fremden Körpern) direkt im Lager zur Folge, welche Unreinigkeiten mit der durchströmenden Flüssigkeit zugeführt werden. Die in dem Schaufelradlager abgesetzten Unreinigkeiten verursachen dann und beschleunigen sogar auch den Prozess der mechanischen Abniitzung der Funktionsteile des Lagers.
Dieser Mangel verursacht bei kleineren Durchflussmengen ein ungenaues Messen und verkürzt die Lebensdauer des Messgerätes.
Ein Unrundlaufen des Lagers gegenüber dem Schaufelrad samt der Schaufelradwelle, was bei einer Serienerzeugung vorkommt, wird dadurch verursacht, dass die Lagerung aus mehreren Bestandteilen besteht. Der wichtigste Teil, das Lager selbst, besteht aus zwei Teilen. Das Schaufelrad ist mit dem Lager versehen und in der Schaufelradwelle ist ein Lagerstein eingesetzt. Die Verbindung des Schaufelrades und der Schaufelradwelle wird gewöhnlich mittels Verschraubung und einer Sicherungsmutter durchgeführt.
Der Unrundlauf verursacht ein Reiben in den Lagern des Schaufelrades und der Schaufelradwelle, und infolgedessen ist zur Überwindung dieser Widerstände eine grössere Menge der durchströmenden Flüssigkeit notwendig.
Mit der vorliegenden Erfindung lassen sich die angeführten Nachteile dadurch beseitigen, dass die Lagerbohrung besonders bei höheren Umdrehungsgeschwindigkeiten des Schaufelrades ständig durchgespült wird. Eine wirksame Durchspülung wird so erzielt, dass die Lagerbohrung mit dem ausserhalb der Schaufelradnabe sich befindlichen Raum mittels in der Schaufelradnabe durchgeführter Spülkanäle verbunden ist. Eine in die Schaufelradnabe eingesetzte Lagerbüchse ist an ihrer oberen Stirnseite mit zweckmässig zu ihrer Bohrung radial oder tangential ge- richteten Nuten bzw. Kanälen versehen, welche im Betrieb eine Pumpenwirkung erzeugen. Diese Art der Ausführung der Spülung des Lagers ermöglicht die Beseitigung der Unreinigkeiten, welche in das Lager durch die durchströmende Flüssigkeit hineingetragen werden.
Dadurch erzielt man, dass bei höheren Touren des Schaufelrades die Unreinigkeiten durch die Öffnungen oder Nuten in den Raum über dem Lager gespült und aus diesem - je nach der Anordnung der Spülöffnungen - entweder durch die strömende Flüssigkeit selbst, oder durch die Zentrifugalkraft ausgespült werden.
Die Verbindungsöffnungen sind vorteilhaft direkt unter der Auflage des Lagersteines auf eine solche Weise ausgeführt, dass sie nicht zu Ungunsten der Funktionsfläche des Lagers wirken. Es ist selbstverständlich, dass eine wirkungsvolle Spülung erst bei einer bestimmten höheren Umdrehungszahl des Schaufelrades eintreten kann. Bei niedrigeren Umdrehungsgeschwindigkeiten bleibt die Spüleinrichtung nahezu wirkungslos, sie leistet jedoch der durchströmenden Menge der Flüssigkeit keinen Widerstand.
Bei einer bevorzugten Ausführung bildet die Lagerbüchse mit dem eingesetzten Lagerstein eine Mon tage ein heft. Durch die hierbei zentrische Einsetzung der Lagerbüchse in die Nabe des Schaufelrades wird der Unrundlauf des Schaufelrades samt der Welle auf ein Minimum herabgesetzt.
Gegenstand der Erfindung ist also ein Schaufelrad für Flüssigkeitsmengenmesser mit gespültem Lager, das an der oberen Stirnseite der Lagerbüchse Nuten oder Kanäle besitzt, die zur Lagerbohrung führen und somit die Lagerbohrung mit dem sich oberhalb der Lagerbüchse befindlichen Raum verbinden, wobei in der Nabe des Schaufelrades durchgeführte Spülkanäle so angeordnet sind, dass sie den genannten Raum mit dem Raum ausserhalb des Schaufelrades verbinden.
Eine beispielsweise Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes wird in der Zeichnung dargestellt.
Es zeigen:
Fig. 1 im Querschnitt die Messkammer eines Flüssigkeitmengen-Messgerätes samt einem Schaufelrad mit der Spülanordnung,
Fig. 2 im Querschnitt ein vergrössertes Detail der Nabe des Schaufelrades mit dem Lager und der Spüleinrichtung,
Fig. 3 einen Schnitt nach der Linie A-A in Fig. 2 und
Fig. 4 einen Schnitt gemäss Fig. 3, jedoch mit tangential zur Lagerbohrung angeordneten Kanälen.
Das Lager 1 bildet zusammen mit dem Lagerstein 2 eine Montageeinheit, welche in die Schaufelradnabe zentrisch eingesetzt ist. Die Lagerbüchse 1 ist in ihrer Stirnfläche an der Bettung des Lagersteines 2 mit Öffnungen bzw. mit Nuten 4 versehen, welche eine Verbindung der Lagerbohrung 5 mit dem sich oberhalb des Lagers befindlichen Raum 6 herstellen. Der sich über dem Lager befindliche Raum ist durch die Umfangsfläche des Lagersteines 2, durch die Innenwandfläche der Nabe 7 des Schaufelrades und durch den Stirnteil des Lagers 1 begrenzt. In der Schaufelradnabe sind zwei oder mehrere Spülkanäle 8 angeordnet. Die Achsen der Spülkanäle 8 stehen zu der Achse des Lagers 1 parallel, bzw. sie können auch unter einem Winkel zu der Achse des Lagers stehen, wobei jedoch dieser Winkel einen rechten Winkel nicht übersteigen darf.
Ein höherer Wirkungsgrad der Spülung kann dadurch erzielt werden, dass die Öffnungen bzw. die Nuten 4 tangential (9, Fig. 4) zur Lagerbohrung in Drehrichtung des Schaufelrades angeordnet sind. Die Spülöffnungen 8 können auch, im Falle einer notwendigen Reparatur des Messgerätes, zum leichteren Herausnehmen des Lagers zusammen mit dem Lagerstein dienen.
Paddle wheel for flow meter with flushed bearing
Devices are known for measuring the quantities of liquid flowing through, which are provided with the paddle wheels mounted in a measuring chamber and with one or more one or more outflow openings. The number of revolutions of the paddle wheel is then in direct proportion to the speed of the liquid flowing through. The amount of liquid that has flowed through is indicated by means of a counter.
However, these types of designs have unfavorable measuring properties, especially when small amounts flow through. It has been found that these properties deteriorate rapidly after such devices have been in operation for a certain period of time.
The main cause of such disadvantages is premature mechanical wear and tear of the actual impeller bearing. The mechanical wear is mainly caused by inadequate flushing of the impeller bearing and by a non-alignment of the impeller, its shaft and the main part of the bearing.
The inadequate flushing of the bearing in the impeller results in the deposition of impurities (of foreign bodies) directly in the bearing, which impurities are supplied with the liquid flowing through. The impurities deposited in the impeller bearing then cause and even accelerate the process of mechanical wear on the functional parts of the bearing.
This deficiency causes inaccurate measurement with smaller flow rates and shortens the service life of the measuring device.
An out-of-roundness of the bearing with respect to the bucket wheel including the bucket wheel shaft, which occurs in series production, is caused by the fact that the bearing consists of several components. The most important part, the warehouse itself, consists of two parts. The impeller is provided with the bearing and a bearing block is inserted in the impeller shaft. The connection of the impeller and the impeller shaft is usually carried out by means of a screw connection and a lock nut.
The runout causes rubbing in the bearings of the impeller and the impeller shaft, and as a result, a larger amount of the liquid flowing through is necessary to overcome these resistances.
With the present invention, the stated disadvantages can be eliminated by the fact that the bearing bore is constantly flushed through, particularly at higher speeds of rotation of the impeller. Effective flushing is achieved in such a way that the bearing bore is connected to the space located outside the impeller hub by means of flushing channels carried out in the impeller hub. A bearing bush inserted into the impeller hub is provided on its upper end face with grooves or channels which are expediently directed radially or tangentially to its bore and which generate a pumping effect during operation. This way of carrying out the flushing of the bearing makes it possible to remove the impurities which are carried into the bearing by the liquid flowing through.
This ensures that at higher speeds of the paddle wheel the impurities are flushed through the openings or grooves into the space above the bearing and - depending on the arrangement of the flushing openings - are flushed out either by the flowing liquid itself or by centrifugal force.
The connection openings are advantageously designed directly below the bearing block in such a way that they do not work to the detriment of the functional surface of the bearing. It goes without saying that effective flushing can only occur at a certain higher number of revolutions of the paddle wheel. At lower speeds, the flushing device remains almost ineffective, but it does not offer any resistance to the amount of liquid flowing through.
In a preferred embodiment, the bearing bush with the bearing block used forms a Mon days a booklet. By inserting the bearing bush centrally into the hub of the paddle wheel, the runout of the paddle wheel and the shaft is reduced to a minimum.
The subject of the invention is therefore a paddle wheel for liquid flow meters with flushed bearings, which has grooves or channels on the upper face of the bearing bushing, which lead to the bearing bore and thus connect the bearing bore with the space above the bearing bushing, with performed in the hub of the paddle wheel Flushing channels are arranged so that they connect the space mentioned with the space outside of the paddle wheel.
An example embodiment of the subject matter of the invention is shown in the drawing.
Show it:
1 shows in cross section the measuring chamber of a liquid quantity measuring device including a paddle wheel with the flushing arrangement,
2 in cross section an enlarged detail of the hub of the paddle wheel with the bearing and the flushing device,
Fig. 3 is a section along the line A-A in Fig. 2 and
4 shows a section according to FIG. 3, but with channels arranged tangentially to the bearing bore.
The bearing 1, together with the bearing block 2, forms an assembly unit which is inserted centrally into the bucket wheel hub. The bearing bush 1 is provided in its end face on the bedding of the bearing block 2 with openings or with grooves 4, which establish a connection between the bearing bore 5 and the space 6 located above the bearing. The space above the bearing is delimited by the circumferential surface of the bearing block 2, by the inner wall surface of the hub 7 of the paddle wheel and by the end part of the bearing 1. Two or more scavenging channels 8 are arranged in the impeller hub. The axes of the flushing channels 8 are parallel to the axis of the bearing 1, or they can also be at an angle to the axis of the bearing, but this angle must not exceed a right angle.
A higher degree of flushing efficiency can be achieved in that the openings or the grooves 4 are arranged tangentially (9, FIG. 4) to the bearing bore in the direction of rotation of the impeller. The flushing openings 8 can also, in the event of a necessary repair of the measuring device, serve to make it easier to remove the bearing together with the bearing block.