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Flügelradwasserzähler
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Die Erfindung bezieht sich auf einen Flügelradwasserzähler, dessen
Flügelradbecher einen tangential in die Flügelbecher-Meßkammer einmündenden Eintrittskanal
für die Anströmung des in der Meßkammer umlaufenden Flügelrades und gegenüberliegend
einen tangential ausmündenden Austrittskanal aufweist und zur Justierung der Fehlerkurve
einen vom Eintrittskanal abzweigenden Nebenstromkanal mit Regulierschraube besitzt.
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Bei derartigen Flügelradwasserzählern ist es bekannt, den für die
Regulierung vorgesehenen, vom Eintrittskanal abzweigenden Nebenstromkanal als auf
die Mitte des Flügelrades gerichtete Radialbohrung auszubilden, die durch eine quer
hierzu angeordnete Regulierschraube mehr oder weniger versperrbar ist.
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Die Regulierwirkung einer solchen Justierung ist jedoch nur gering,
weil der Nebenstrom auf den inneren Palettenbereich des Flügelrades gerichtet ist
und noch in Drehrichtung des Flügelrades wirkende Antriebskomponenten enthält. Außerdem
wir die Flügelradlagerung durch den radialen Regulierstrom zusätzlich einseitig
belastet. Auch ist diese bekannte Nebenstromregulierung bei niedrigen Durchflüssen
weniger wirksam als bei höheren Durchflüssen, wodurch die Fehlerkurve bei der Justierung
nicht über den ganzen Meßbereich gleichmäßig korrigiert werden kann.
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Es ist außerdem bei Einstrahlzählern bekannt, einen durch eine Einstellschraube
regulierbaren Zweigstrom an der Flügelbecher-Meßkammer ungemessen vorbeizuführen.
Eine solche Regulierung ist aber konstruktiv aufwendig und erfordert viel Platz
und der Regulierbereich ist auch hier noch unbefriedigend.
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Außerdem ist diese Regulierung kaum verwendbar, wenn der Flügelradbecher
mit dem das Übersetzungswerk aufnehmenden Aufsatz für sich eine austauschbare, eichfähige
Meßpatrone bilden soll. Auch die übrigen bekannten Reguliereinrichtungen, wie Staubalkenregulierung
und dergl. lassen sich nicht oder nur mit erheblichem Aufwand in einer eichfähigen
Meßpatrone einbauen, und auch hier ist eine gleichmäßige Korrektur der Fehlerkurve
über den ganzen Meßbereich nicht gewährleistet.
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Aufgabe der Erfindung ist es, einen Flügelradwasserzähler zu schaffen,
dessen Reguliereinrichtung einen besonders großen und über den ganzen Meßbereich
gleichmäßig wirkenden Regelbereich aufweist und die trotzdem konstruktiv und fertigungstechnisch
einfach ist und sich leicht in eine eichfähige Meßpatrone integrieren läßt.
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Die Lösung dieser Aufgabe wird in den Merkmalen der Patentansprüche
gesehen.
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Dadurch, daß gemäß den Merkmalen des Anspruchs 1 der für die Regelung
vorgesehene Nebenstromkanal als Kreisbogenkanal ausgebildet ist, der entgegen der
Drehrichtung des Flügelrades tangential in die Flügelbecher-Meßkammer einmündet,
wird die Regelung des Wasserzählers nicht allein durch die den Nebenstromkanal als
Umgehungsstrecke passierende, mehr oder weniger große abgezweigte Teilwassermenge
bewirkt, sondern es wird in dem Kreisbogenkanal auch ein der Drehrichtung des Flügelrades
entgegengerichteter Teilwasserstrom gebildet, der bei seinem tangentialen Eintreten
in die Flügelbecher-Meßkammer auf die Randzone der Flügelradpaletten auftrifft und
dadurch ein hydraulisches Staumoment auf das Flügelrad überträgt.
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Je nach der Einschraubtiefe der den Kreisbogenkanalquerschnitt mehr
oder weniger versperrenden Regelschraube ist dieses Staumoment unterschiedlich groß,
so daß die Laufgeschwindigkeit des Flügelrades durch diese zusätzliche Gegenstromregulierung
stärker
als bisher verändert wird. Zeigt der Wasserzähler bei der Eichung einen Plus fehler
und läuft das Flügelrad damit zu schnell, wird durch geringfügiges Herausdrehen
der Regulierschraube ein großerer Kreisbogenkanalquerschnitt freigegeben, wodurch
ein stärkeres Staumoment auf das Flügelrad übertragen und gleichzeitig auch ein
größerer Nebenstrom dem hydraulischen Antrieb für das Flügelrad entzogen wird. Der
Plus fehler läßt sich dadurch in einem weiten Regelbereich schnell korrigieren.
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Diese Laufkorrektur des Flügelrades wird nicht nur bei hohen Durchströmgeschwindigkeiten
sondern durch die Gegenstromregulierung in gleichem Maße auch im unteren Durchfluß-Meßbereich
erzielt. Bei einem zu langsamen Lauf des Flügelrades wird durch Verkleinerung des
Kanalquerschnittes ein geringeres Staumoment übertragen und gleichzeitig steht mehr
Wasser für den hydraulischen Antrieb des Flügelrades zur Verfügung, so daß der Minusfehler
durch diese Doppelfunktion der Regulierung schnell auf den zulässigen Wert eingeregelt
werden kann.
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Da für den Kreisbogenkanal keinerlei äußere Anschlüsse erforderlich
sind, kann diese Gegenstromregulierung ohne weiteres in eine eichfähige Meßpatrone
eingebaut werden.
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Gemäß dem Merkmal des Anspruchs 2 wird der Kreisbogenkanal durch eine
Ausnehmung in der Flügelbecherwand gebildet und weist einen schmalen hohen Rechteckquerschnitt
auf, wodurch die Gegenstromregulierung konstruktiv und fertigungstechnisch einfach
wird und der Durchmesser des Flügelradbechers klein gehalten werden kann.
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Zweckmäßigerweise ist der Kreisbogenkanal entsprechend dem Merkmal
des Anspruchs 3 so höhenversetzt zum Flügelrad im Flügelradbecher untergebracht,
daß der untere Teil des Kanalquerschnitts im Anströmbereich der Flügelpaletten liegt,
während der obere Querschnittsbereich oberhalb der Flügelpaletten in die Flügelbecher-Meßkammer
einmündet. Dadurch erzeugt nur der aus dem unteren Teil des Kreisbogenkanals ausströmende
Nebenstrom
ein auf das Flügelrad einwirkendes Staumoment, während der obere durch den Kreisbogenkanal
geführte Teilwasserstrom oberhalb des Flügelrades frei in die Meßkammer des Flügelradbechers
einströmt. Durch die nur geringe Beaufschlagung der Flügelradpaletten sind die auf
das Flügelrad einwirkenden Staumomente im Verhältnis zum Pntriebsmoment des Hauptstromes
so gering, daß die Laufeigenschaften des Flügelrades nicht nachteilig beeinflußt
werden. Durch den oberhalb der Flügelpaletten vorgesehenen freien Ausströmquerschnitt
des Kreisbogenkanals läßt sich gleichzeitig auch eine besonders hohe Zusatzregulierung
über die den Kreisbogenkanal als Umgehungsstrecke passierende Nebenwassermenge erzielen.
Je nach Einschraubtiefe der Regulierschraube kann der auf die Flügelpaletten einwirkende
Anströmbereich des Kreisbogenkanals auch verlagert werden, so daß hierdurch eine
Zusatzkorrektur der Fehlerkurve möglich ist.
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Um den Kreisbogenkanal besonders günstig in der Wand des Flügelradbechers
unterbringen zu können, wird entsprechend dem Merkmal des Anspruchs 4 vorgeschlagen,
die das Innere des Flügelradbechers bildende Meßkammer zur Ausströmseite hin exzentrisch
zu versetzen. Durch diese Exzentrizität kann die Flügelbecherwand auf der Einströmseite
des Flügelradbechers so verstärkt werden, daß sich der Kreisbogenkanal durch Einspritzen
oder dergleichen leicht in der Flügelbecherwand unterbringen läßt.
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Der Außendurchmesser des Flügelradbechers kann durch diese geschickte
Anordnung des Kreisbogenkanäs verkleinert werden, so daß sich eine außerordentlich
gedrungene Bauweise ergibt.
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Wird die Meßkammer.außerdem noch entsprechend dem Merkmal des Anspruchs
5 zu der dem Kreisbogenkanal gegenüberliegenden Seite hin versetzt, so ergibt sich
durch diese Doppelexzentrizität eine noch bessere Raumausnutzung für die Unterbringung
des Kreisbogenkanals im Flügelradbecher.
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Liegt entsprechend dem Anspruch 6 der Einströmabschnitt des seitlich
vom Eintrittskanal abzweigenden Nebenstromkanals in einem stumpfen Winkel zur Anströmrichtung
des Hauptstromes, wird eine zuverlässige Durchströmung des Kreisbogenkanals von
der Einströmseite zur Ausströmseite hin gewährleistet.
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Eine konstruktiv besonders einfache Ausbildung der Regulierung läßt
sich durch eine von oben in die Flügelbecherwand eingebrachte Bogennut erzielen,
die in einfacher Weise durch eine als Lagerplatte für die Laufräder des Übersetzungswerks
ausgebildete Abdeckplatte nach oben zu einem Kreisbogenkanal abgeschlossen ist.
Die vom Flügelbecherboden ausgehende senkrechte Gewindebohrung für die Regulierschraube
ermöglicht eine von außen leicht zugängige Regulierung und die senkrecht in den
schmalen hohen Rechteckkanalquerschnitt eindringende Regulierschraube ist besonders
regelwirksam.
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Die den Kreisbogenkanal bildende Bogennut läßt sich in einfacher Weise
entsprechend dem Merkmal des Anspruchs 8 in den aus Kunststoff bestehenden Flügelradbecher
einspritzen.
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Wird dieser Flügelradbecher fest mit dem Räderwerkaufsatz verbunden,
so ergibt sich eine eichfähige und vom Flügelradboden aus regulierbare Meßpatrone,
die sich als Ganzes in das Zählergehäuse einsetzen läßt. Zur Absicherung ist diese
Meßpatrone entsprechend dem Anspruch 9 noch mit einem Plombierplättchen versehen,
das in die vom Flügelbecherboden ausgehende senkrechte Bohrung für die Regulierschraube
eindrückbar ist.
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Die Erfindung wird anhand eines Ausführungsbeispieles in der Zeichnung
näher erläutert, und zwar zeigt: Fig. 1 einen Einstrahl-Flügelradwasserzähler mit
dem Kreisbogenkanal als Regulierung, teilweise im Längsschnitt,
Fig.
2 einen Schnitt nach Linie II - II der Fig. 1 und Fig. 3 einen Längsschnitt durch
die vom Flügelbecherboden ausgehende senkrechte Gewindebohrung für die in den Kreisbogenkanal
eindringende Regulierschraube.
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Der in den Fig. 1 bis 3 gezeigte Einstrahl-Flügelradwasserzähler besitzt
ein Zählergehäuse 1 mit dem Einlaßstutzen 2 und dem Auslaßstutzen 3 sowie eine auf
das Zählergehäuse 1 4 aufgesetzte Haube,in der das Zählwerk untergebracht ist.
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In dem Zählergehäue 1 sitzt der Flügelradbecher 5, der einen tangential
in die Meßkammer 6 einmündenden Eintrittskanal 7 und gegenüberliegend einen tangential
ausmündenden Austrittskanal 8 aufweist. In dem Flügelradbecher5ist das Flügelrad
9 drehbar gelagert, dessen Paletten lo von dem durch den Eintrittskanal 7 eintretenden
Wasserstrom tangential beaufschlagt werden und dadurch die Drehung des Flügelrades
9 auslösen.
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Über den Austrittskanal 8 strömt das Wasser wieder tangential aus
dem Flügelradbecher 5 aus und fließt weiter zum Auslaßstutzen 3.
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Zur Justierung des Wasserzählers ist ein Nebenstromkanal 11 vorgesehen,
der als Kreisbogenkanal ausgebildet ist.
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Dieser Kreisbogenkanal 11 beginnt seitlich am Eintrittskanal 7 und
mündet an der Umfangsstelle 12 des Flügelradbechers 5 tangential entgegen der Flügelraddrehrichtung
in den Meßraum 6 des Flügelradbechers 5 ein. Durch die Regulierschraube 13 wird
der den Nebenstromkanal 11 passierende Teilstrom während der Justierung mehr oder
weniger versperrt. Die Meßkammer 6 mit dem umlaufenden Flügelrad 9 ist zur Ausströmseite
3 hin außermittig versetzt im Flügelradbecher 5 angeordnet, wodurch die Wanddicke
des Flügelradbechers an der Zählereinströmseite 7 ausreicht,
um
den Kreisbogenkanal 11 in die verstärkte Wandung 14 des Flügelradbechers 5 einzubringen.
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Der Kreisbogenkanal 11 ist als nach oben offene Bogennut ausgebildet,
die durch eine Abdeckplatte 15 verschlossen ist. Diese Abdeckplatte 15 bildet gleichzeitig
die Lagerplatte für die Laufräder des Übersetzungswerks 16. Der Kreisbogenkanal
11 ist zu den Paletten lo des Flügelrades 9 höhenversetzt angeordnet, so daß nur
der untere Bereich des Kanalquerschnittes auf die Randzone 17 der Flügelradpaletten
lo zur Einwirkung kommt, während der obere Querschnittsbereich des Kanals 11 oberhalb
der Flügelpaletten lo frei in die Meßkammer 6 einmündet.
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Die Regulierschraube 13 ist in eine vom Boden 18 des Flügelradbechers
5 ausgehende senkrechte Gewindebohrung 19 eingedreht und diese Bohrung 19 ist nach
dem J ustieren durch ein selbstklemmendes Plombierplättchen 20 nach außen abgesichert.
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Zum Abhalten von Verunreinigugen ist vor dem Eintrittskanal 7 noch
ein Sieb 21 in den Einlaßstutzen 2 des Zählergehäuses 1 eingesetzt. Der Flügelradbecher
5 mit dem Kreisbogenkanal 11, dem Flügelrad 9 und der Regulierschraube 13 bildet
zusammen mit dem Räderwerkaufsatz 16 und der Lagerplatte 15 eine in sich geschlossene,
eichfähige Meßpatrone 22, die in das Zähler gehäuse 1 als Ganzes eingesetzt ist.