HU189874B - Measuring apparatus for metering flow - Google Patents

Abstract

The invention relates to a flow meter for measuring a flowing medium, in particular the amount of useful warm water in pipe systems, which meter includes a housing and a rotation chamber, formed inside the housing, and also a metering chamber, a prerotation spindle being arranged coaxially in the rotation chamber and, furthermore, a rotatingly guided metering ball being provided on a constrained path in the metering chamber. The essence of the invention is that on the prerotation spindle (3) there is formed on the lateral surface a further element, preferably formed as a triple-threaded spiral, furthermore that there is likewise arranged coaxially between the prerotation spindle (3) and the metering chamber (4) a spiral-shaped adjusting element (5), serving for the continuous setting and controlling of the metering space, and the metering track (6) is formed with a diameter which gradually decreases section by section in the direction of the discharge mouth, the metering ball (7) being forced onto the track of reduced diameter correspondingly as the medium volume decreases. <IMAGE>

Description

A találmány tárgya mérőkészülék áramló közeg mennyiségének a mérésére, amely készülék előnyösen alkalmazható például nyomás alatt lévő vezetékrendszerekben az áramló folyadék mennyiségének a meghatározására, továbbá előnyösen alkalmazható használati melegvízmérő érzékelőjeként.BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to a measuring device for measuring the amount of fluid that can be advantageously used, for example, to determine the amount of fluid flowing in pressurized piping systems, and preferably as a sensor for a domestic hot water meter.

A találmány szerinti mérőkészülékhez a technika jelenlegi állása szerint legközelebb, álló mérőkészüléket a 173.849 sz. magyar szabadalmi leírás ismertet. Ez a mérőkészülék tartalmaz egy méröházat, a mérőház belsejében kiképezett előperdítő-, perdítő- és utóperdítő kamrát, továbbá mindegyik kamrában koaxiálisán egy-egy perdítő orsó van, amely perdítő orsók palástfelülete csavarvonal alakban futó bordázattal van ellátva. Ennél az ismert mérőberendezésénél az előperdítő kamra és a perdítő kamra közötti részen egy további nyílásokkal ellátott betéttárcsa van, amelynek segítségével az átömlő folyadékmenynyiség a perdítő kamrába jut. A perdítő kamra alsó részén van a megfelelően kopásálló mérőpálya kiképezve, és ezen a mérőpályán forog körbe a mérőgolyó, amely mérőgolyó keringését optoelektromos vagy induktív érzékelővel vagy optocsatolóval érzékelik olymódon, hogy ahányszor a mérőgolyó elhalad az induktív vagy optoelektromos érzékelő előtt, annyi impulzust továbbít egy megfelelő átalakítón át egy impulzusszámláló felé, és így ennek segítségével mérhető az átáramló folyadékmennyiség.The closest standing device to the measuring device according to the present invention is, according to the state of the art, disclosed in U.S. Patent No. 173,849. Hungarian Patent Specification. This measuring apparatus comprises a weighing chamber, a pre-crushing, rolling and post-crushing chamber formed inside the weighing chamber, and each chamber having a coaxially coiled coil, the peripheral surface of which coils are provided with a spiral rib. In this known measuring apparatus, there is a disc with additional apertures in the portion between the pre-decomposition chamber and the decomposition chamber, by means of which the amount of fluid flowing through is passed into the decoction chamber. The lower part of the fluttering chamber is provided with a suitably abrasion-resistant probe, and in this probe a probe revolves around the probe, which senses its orbit by an optoelectric or inductive sensor or optocoupler, so that as the probe passes an through a converter to a pulse counter and thereby measure the amount of fluid flowing.

Ennek az ismert megoldásnak azonban néhány hiányossága van. Egyik, hogy a készülék ismétlőképessége és rövid idejű stabilitása nem megfelelő, így az általa mért érték jórészt csak tájékoztató adatként használható. További hiányossága, hogy a mérést tartománya kicsi, így csak korlátozott területen alkalmazható, valamint hiányossága, hogy mivel maga az érzékelő beállító elemet nem tartalmaz és így hagyományos technológiával elkészített alkatrészek esetén az egyes elemek csereszabatossága nem biztosítható.However, this known solution has some drawbacks. One is that the repeatability and short-term stability of the device are inadequate, so that the value measured by it is for information purposes only. A further disadvantage is that the measuring range is small, so that it can be used only in a limited area, and the disadvantage is that since the sensor itself does not contain an adjustment element, it is not possible to guarantee interchangeability of individual elements.

A találmánnyal az volt a célunk, hogy az ismert mérőkészülék hiányosságait kiküszöbölve egy olyan mérőkészüléket hozzunk létre áramló közeg mérésére, amelynek pontossága, a mérési eredmények reprodukálása sokkal jobb, mint az ismert készülékek, továbbá amelynél a mérési tartomány átfogás az ismert kb. 10-szeres helyett 30-40-szeres, valamint a mérőtér folyamatosan állítható.The object of the present invention is to overcome the shortcomings of the known measuring device, to provide a measuring device for measuring the flow medium which has a better accuracy, the reproduction of the measurement results than the known devices, and which has a measuring range coverage of approx. Instead of 10 times 30-40 times, and the measuring range is continuously adjustable.

A találmány azon felismerésen alapult, hogy ha a mérőkarmában azaz a mérőtérben lévő golyó pályáját úgy alakítjuk ki, hogy azáltal a mérést széles tartományban lineárizáljuk, mégpedig úgy, hogy csökkenő közegtérfogatáramnál a mérőgolyót csökkenő pályára kényszerítjük, akkor a kitűzött célt elértük.The invention has been based on the discovery that by designing the orbit of the ball in the measuring claw, thereby linearising the measurement over a wide range, by forcing the measuring ball into a decreasing orifice, the target has been achieved.

A találmány tehát mérőkészülék áramló közeg, célszerűen használati melegvíz mennyiségének mérésére vezetékrendszerben, amely mérőkészülék házat, a ház belsejében kiképzett perdítő kamrát és mérőkamrát tartalmaz, és a perdítő kamrában koaxiálisán előperdítő orsó van elhelyezve, továbbá tartalmaz egy a mérőkamrában kényszerpályán keringetett mérőgolyót.Accordingly, the invention relates to a measuring device for measuring the amount of flow medium, preferably domestic hot water, in a conduit system comprising a measuring housing, a rotating chamber and a measuring chamber formed inside the housing,

A találmány szerinti mérőkészüléket az jellemzi, hogy az előperdítő orsón célszerűen három bek ezdésű spirálként kiképzett további elem van annak a palástján, továbbá az előperdítő orsó és a mérőkamra között egy a mérőtér folyamatos állítására és szabályozására kiképzett spirálszerű állító elem van szintén koaxiálisán elhelyezve, és a mérőpályát az elvezető torok felé fokozatosan szakaszosan csökkenő átmérőjűre, a mérőgolyót csökkenő közegtérfogatnál megfelelően csökkentett átmérőjű pályára kényszerítő pályaként képezzük ki.The measuring device according to the invention is characterized in that a further element formed as a three-helix coil is preferably provided on its periphery, and a coil-shaped adjusting element for continuously adjusting and adjusting the measuring space is located between the pre-coil and the measuring chamber. the measuring path towards the drainage throat is gradually formed to a gradually decreasing diameter, or, for a decreasing volume of medium, the measuring ball as a force forcing a path.

A találmány szerinti mérőkészülék egy kiviteli alakját az jellemzi, hogy a mérőgolyó ferromágneses anyagból van kiképezve, és egy Hall-generátoros vevőfejes érzékelővel van kapcsolatban.An embodiment of the measuring device according to the invention is characterized in that the measuring ball is made of ferromagnetic material and is connected to a Hall-oscillating receiver probe.

A találmány szerinti mérőkészülék egy további kiviteli alakját az jellemzi, hogy a mérőgolyó paramágneses anyagból van és egy kapacitásváltozás érzékelővel van kapcsolatban.A further embodiment of the measuring device according to the invention is characterized in that the measuring ball is made of paramagnetic material and is connected to a change in capacitance sensor.

A találmány szerinti mérőkészülék még egy további kiviteli alakját az jellemzi, hogy önmagában ismert jelfeldolgozó egységgel van összekapcsolva.A further embodiment of the measuring device according to the invention is characterized in that it is connected to a signal processing unit known per se.

A találmány szerinti mérőkészüléket a továbbiakban példakénti kiviteli alakja segítségével a mellékelt ábrákon ismertetjük részletesebben. AzThe measuring device according to the invention will now be described in more detail by means of an exemplary embodiment in the accompanying drawings. The

1. ábrán látható a találmány szerinti mérkőszülék egy példakénti kiviteli alakjának oldalirányú metszete, aFigure 1 is a side sectional view of an exemplary embodiment of a match chair according to the invention,

2. ábrán látható a mérőpálya egy példakénti kiviteli alakja, aFigure 2 shows an exemplary embodiment of the test track, a

3. ábrán látható a mérőkészülékhez csatlakoztatott mérőrendszer blokkvázlata.Figure 3 is a block diagram of a measuring system connected to a measuring device.

Az 1, ábrán látható a találmány szerinti mérőkészülék egy példakénti kiviteli alakjának oldalnézeti képe metszetben. A mérőkészülék, amely előnyösen alkalmazható például használati melegvíz mennyiségének a mérésére, magába foglalja az 1 házat és az 1 házban kiképezett csatlakozó bemenetet, amely 2 perdítő kamrába torkollik. A 2 perdítő kamrában van koaxiálisán elhelyezve 3 előperdítő orsó, amely 3 előperdítő orsó célszerűen három bekezdésű 9 spirállal van ellátva a palástja mentén. Ennek az a szerepe és feladata a 3 perdítő orsóval együtt, hogy a laminárisán beáramló közeget olymódon kényszerítse keringésre, hogy mellette-turbulencia ne alakuljon ki. így biztosítható ugyanis, hogy a 7 mérőgolyó ténylegesen az áramlással arányosan fog a 4 mérökamtában keringeni. A 2 perdítő kamra és a 4 mérőkamra között egy, az átfolyó folyadék mennyiségét állító 5 állító elem van, amely 5 állító elem célszerűen egy spirál alakú szűkítő elem, amely a 7 mérőgolyó fordulatszámának szabályozására és ideális tartományának beállítására szolgál, és amellyel a 2 perdítő kamrából kilépő közeg sebessége közvetlenül szabályozható. További szabályozási lehetőség a 7 mérőgolyó tömegének illetőleg méretének a változtatása. A találmány szerinti mérőkészülékben a 2 perdítő kamrában a 9 spirállal kiképezett kényszerpálya igen jó siklási tulajdonságúra van kiképezve, így a mérőkészülék reprodukálást képessége a szokásos 2-3%ról 0,2-0,6%-ra csökkenthető le.Figure 1 is a sectional side view of an exemplary embodiment of a measuring device according to the invention. The measuring device, which can be advantageously used, for example, to measure the amount of domestic hot water, comprises a housing 1 and a connection inlet formed in the housing 1, which flows into a conveying chamber 2. There is a coaxially arranged pre-rolling spindle 3 in the rotation chamber 2, the pre-rolling spindle 3 being preferably provided with a three-point spiral 9 along its circumference. The function and function of this, together with the spinner 3, is to force the laminar inflow medium to circulate in such a way that no turbulence occurs. Thus, it can be ensured that the measuring ball 7 will actually circulate in the measuring chamber 4 in proportion to the flow. Between the transfer chamber 2 and the measuring chamber 4 there is provided an adjusting element 5 for adjusting the amount of fluid flowing, the adjusting element 5 being preferably a helical constricting element for controlling the speed of the measuring ball 7 and adjusting its ideal range. the velocity of the outlet medium can be directly controlled. Another possibility is to adjust the weight or size of the 7 measuring balls. In the measuring device according to the invention, the forced path formed by the coil 9 in the swirling chamber 2 has a very good gliding property so that the ability of the measuring device to reproduce can be reduced from the usual 2-3% to 0.2-0.6%.

A találmány egyik legfontosabb jellemzője, és a találmány egyik legjelentősebb felimserése a 4 mérőkamrában lévő 6 mérőpálya kialakítása. A 6 mérőpálya ugyanis úgy van kialakítva, hogy a mérést széles tartományban linearizálja azáltal, hogy a 7 mérőgolyót - figyelembevéve a 7 mérőgolyó tömegét, fordulatszámára, a 2 perdítő kamra térfogatát és a mérendő közeg közegellenállását — csökkenő térfogatárammal csökkenő mérőpályára kényszeríti megtartva azáltal eredeti fordulatszámát. A méretezés során figyelembevettük, hogy a 7 méiőgolyóra három erő, a súlyerő, a centrifugális erő és a folyadék felhajtó ereje hat. A 6 mérőpálya egy példakéntiOne of the most important features of the invention, and one of the most significant aspects of the invention, is the design of the measuring path 6 in the measuring chamber. Namely, the measuring path 6 is designed to linearize the measurement over a wide range by forcing the measuring ball 7, taking into account the weight, speed, volume of the fluttering chamber 2 and the fluid resistance of the measuring medium, into the measuring flow with decreasing flow. When dimensioning, it has been considered that the 7 bullets are subjected to three forces, gravity, centrifugal force and fluid buoyancy. The test track 6 is an example

189.874 kiviteli alakja látható a 2. ábrán. Jól látható, hogy a 6 mérőpálya szakaszosra van kiképezve, és a szakaszok számát annak alapján határozzuk meg, hogy milyen pontosságot kívánunk elérni. így érhető el, hogy a mérőkészülék adott pontosságú mérési tartománya 10-szeres átfogó képességről 30-40-szeres átfogó képességre növelhető. Előnye még a találmány szerinti 6 mérőpályával kiképezett mérőkészüléknek, hogy az indítási holtideje éppen a pályakíalakltás miatt rendkívül kicsi, ami lényegében szintén növeli a pontosságot. A 7 mérőgolyó fordulatszáma kizárólag az átáramló közegmennyiséget méri, ahol a méretezés optimális, így a rendszer pontos.189,874 is shown in Figure 2. As can be seen, the measuring track 6 is designed in batches, and the number of bands is determined by the degree of accuracy we want to achieve. Thus, it is possible to increase the measuring range of the measuring device from 10 times the overall capability to 30-40 times the overall capability. A further advantage of the measuring device with the measuring path 6 according to the invention is that the start-up dead time is extremely small precisely because of the path formation, which also substantially increases the accuracy. The rotational speed of the 7 measuring balls only measures the flow rate, where the dimensioning is optimal, so the system is accurate.

Az 1 házban további 8 szabályozó- betét van elhelyezve és a 3 előperdítő orsót alulról 10 rögzítő tüske fogja meg. A találmány szerinti mérőkészülék előnye az ismert megoldásokhoz képest az is, hogy a megfelelően kialakított 4 mérőkamra következtében nincs szükség a 12 itóperdítő kamrában perdítő orsó elhelyezésére. További előny, hogy az 5 állító elem jó szabályozási lehetőséget biztosít, így az egyes elemek csereszabatosak.An additional regulator insert 8 is disposed in the housing 1 and a pin 10 securing the pre-rolling spindle 3 from below. An advantage of the measuring device according to the invention compared to the known solutions is that, due to the properly formed measuring chamber 4, it is not necessary to place the spindle to be spun in the beverage decanter chamber 12. A further advantage is that the adjusting element 5 provides good control, so that each element is interchangeable.

A találmány szerinti mérőkészülék esetében a 4 méiőkamiában lévő 7 mérőgolyó fordulatszáma többféleképpen, önmagában ismert berendezésekkel érzékelhető és mérhető. Ha 7 mérőgolyó ferromágneses anyagból van, úgy induktív úton történhet az érzékelés, ha nem ferromágneses anyagból, úgy kapacitív úton.In the case of the measuring device according to the invention, the rotational speed of the measuring ball 7 in the chamber 4 can be detected and measured in various ways by means known per se. If 7 gauge balls are made of ferromagnetic material, sensing can be done inductively, if not of ferromagnetic material, it is capacitive.

A 7 mérőgolyó fordulatainak száma HaU-generátoros vevőfejjel is érzékelhető. Mindegyik érzékelő módszer lényege az, hogy a 7 mérőgolyó segítségével minden egyes fordulat során impulzusváltozást hozunk létre és ezeket az impulzusokat számláljuk önmagában ismert módon, tehát a 7 mérőgolyóval kapcsolatban álló 13 érzékelő és a hozzá csatlakoztatott 14 jelfeldolgozó egység segítségével.The number of revolutions of the 7 measuring balls can also be detected with a HaU-generating receiver. The essence of each sensor method is to generate a pulse change at each turn with the help of the measuring ball 7, and to count these pulses in a manner known per se, i.e. with the sensor 13 connected to the measuring ball 7 and the signal processing unit 14 connected thereto.

rókészülék kiviteli alakja, azzal jellemezve, hogy önamgában ismert jelfeldolgozó egységgel (14) vin összekapcsolva.A device according to the invention, characterized in that it is coupled to a signal processing unit (14) known per se.

Claims (3)

Szabadalmi igénypontokClaims 1. Mérőkészülék áramló közeg, célszerűen használati melegvíz mennyiségének mérésére vezetékrendszerben, amely mérőkészülék házat, a ház belsejében kiképezett perdítő kamrát és mérőkamrát tartalmaz, 40 és a perdítő kamrában koaxiálisán előperdítő orsó van elhelyezve, amely előperdítő orsó palástfelülete csavarvonal alakban futó bordázattal van ellátva, továbbá tartalmaz egy a mérőkamrában kényszerpályán keringetett mérögolyó, azzaljellemez- . v e , hogy az előperdítő orsó (3) és a mérőkamra (4) között egy, a mérőtér folyamatos állítására és szabályozására kiképezett spirálszerű állító elem (5) van szintén koaxiálisán elhelyezve, és a mérőpályát (6) az elvezető torok felé fokozatosan szakaszosan csökkenő átmérőjűre, a méró'golyót (7) csökkenő ;;q közegtérfogatnál megfelelően csökkentett átmérőjű pályára kényszerítő pályaként képezzük ki.A measuring device for measuring the amount of flowing medium, preferably domestic hot water, in a conduit system comprising a measuring housing, a rotating chamber and a measuring chamber formed inside the housing, and Contains a pointer ball circulating in the measuring chamber on a forced path, characterized by. ve, that a spiral-like adjusting member (5) for continuously adjusting and adjusting the weighing chamber is also coaxially arranged between the pre-rolling spindle (3) and the measuring chamber (4) and gradually decreasing in diameter to the discharge throat. the measuring ball (7) is formed as a compelling orifice for an orbit having a sufficiently reduced diameter at a volume of medium. 2. Az 1. igénypont szerinti mérőkészülék kiviteli alakja, azzal jellemezve, hogy a mérőgolyó (7) ferromágneses anyagból van kiképezve, és egyAn embodiment of a measuring device according to claim 1, characterized in that the measuring ball (7) is made of ferromagnetic material and Hall-generátoros vevő fejes érzékelővel (13) van kap- 55 csolatban.A receiver with a Hall generator is connected to a head sensor (13). 3. Az 1. igénypont szerinti mérőkészülék kiviteli alakja, azzal jellemezve, hogy a mérőgolyó (7) paramágnes anyagból van és egy kapacitásváltozásé rzékelő vei (13) van kapcsolatban.Embodiment according to claim 1, characterized in that the measuring ball (7) is made of paramagnetic material and is connected to a capacitance change detector (13).