DE29800722U1

DE29800722U1 - Coaxial water meter with temperature sensor

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Publication number: DE29800722U1
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Priority date: 1998-01-16
Filing date: 1998-01-16
Publication date: 1998-03-12
Anticipated expiration: 2008-01-17

Description

Für die Messung des Wärmeverbrauchs einer Warmwasserheizanlage ist es erforderlich, die Temperaturen im Vor- und Rücklauf sowie die durchgesetzte Wassermenge zu messen. Damit beide
Fühler im Falle plötzlicher Änderungen der Wassertemperatur
gleich reagieren, sollen sie nach den Zulassungsbedingungen
von gleicher Bauart sein und in ähnlicher Weise eingebaut
sein. Der Vorlauffühler wird üblicherweise in einer Tauchhülse in der Vorlaufleitung eingebaut. Den Rücklauffühler kombiniert man gerne mit dem Wasserzähler. Bekannt ist es, ihn innenliegend in der Druckplatte des Zählers anzuordnen, die den Volumenmeßteil vom Rechenwerk trennt. Dies ist jedoch im Hinblick auf die zuvor genannten Anforderungen an die Gleichheit der Temperaturmeßanordnungen nicht mehr gestattet. Es istTo measure the heat consumption of a hot water heating system, it is necessary to measure the temperatures in the flow and return lines as well as the amount of water passed through.
Sensor in case of sudden changes in water temperature
react in the same way, they should comply with the authorisation conditions
be of the same design and installed in a similar manner
The flow sensor is usually installed in an immersion sleeve in the flow line. The return sensor is often combined with the water meter. It is known to be installed inside the pressure plate of the meter, which separates the volume measuring part from the calculator. However, this is no longer permitted in view of the previously mentioned requirements for the equality of the temperature measuring arrangements. It is

Dresdner Bank AG Hamburg 04 030 448 00 (BLZ 200 800 00) Postbank Hamburg 1476 07-200 (BLZ 200 100 20)Dresdner Bank AG Hamburg 04 030 448 00 (bank code 200 800 00) Postbank Hamburg 1476 07-200 (bank code 200 100 20)

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deshalb üblich geworden, am Gehäusemantel des Zählergehäuses, der den Volumenmeßteil einschließt, eine Fühlertasche anzuformen, die mit dem Zuströmkanal in Verbindung steht und den von außen her darin montierten Fühler bzw. die zugehörige Tauchhülse aufnimmt. Dabei ist die Anordnung so gewählt, daß die Fühlertasche mit dem Fühler bzw. der Tauchhülse tangential zum Gehäusemantel liegt. Dem liegt offenbar der Gedanke zugrunde, daß bei dieser Anordnung die großflächigste Verbindung zwischen dem die Fühlertasche bildenden Gehäuseteil und dem Gehäusemantel zu verzeichnen ist, was meßtechnisch vorteilhafte Rahmenbedingungen verspricht. Jedoch hat diese Anordnung den Nachteil, daß die Umströmung des Fühlers bzw. der Tauchhülse zu wünschen übrig läßt, weil der Öffnungsquerschnitt der Fühlertasche zum Zuströmkanal nur einen geringen Querschnitt aufweist und der Strom auch an dieser Öffung vorbei führt. Nur dann kann die Fühlertasche so voluminös ausgebildet werden, daß eine Tauchhülse darin Platz hat und hinreichender Umströmungsquerschnitt vorhanden ist, wenn der betreffende Gehäuseteil mit eingeformter Fühlertasche als Kokillengußteil hergestellt wird. Dies ist wesentlich teurer als die Herstellung aus Preßmessing. Da aber die Herstellung aus Preßmessing voraussetzt, daß die Fühlertasche durch späteres Ausbohren erzeugt wird, ist deren Durchmesser auf den Kerndurchmesser des für die Montage des Fühlers vorgesehenen Gewindes beschränkt. Dies reicht in der Regel nicht zur Unterbringung einer Tauchhülse, sondern nur eines Direktmessungsfühlers. Zwar ist dies im Prinzip zugelassen, setzt aber voraus, daß im Hinblick auf die Gleichheit der Temperaturmessung auch, der Vorlauftemperaturfühler als Direktmessungsfühler eingesetzt wird. Letzteres stößt aber auf Schwierigkeiten, weil in der Regel im Vorlauf eine Tauchhülse eingebautIt has therefore become common practice to form a sensor pocket on the housing shell of the meter housing, which encloses the volume measuring part, which is connected to the inflow channel and accommodates the sensor or the associated immersion sleeve mounted in it from the outside. The arrangement is chosen so that the sensor pocket with the sensor or the immersion sleeve is tangential to the housing shell. The idea behind this is obviously that this arrangement provides the largest-area connection between the housing part forming the sensor pocket and the housing shell, which promises advantageous measurement conditions. However, this arrangement has the disadvantage that the flow around the sensor or the immersion sleeve leaves something to be desired because the opening cross section of the sensor pocket to the inflow channel only has a small cross section and the flow also passes this opening. The sensor pocket can only be made large enough to accommodate an immersion sleeve and to provide a sufficient flow cross-section if the housing part in question with a molded-in sensor pocket is manufactured as a permanent mold cast part. This is significantly more expensive than manufacturing from pressed brass. However, since manufacturing from pressed brass requires that the sensor pocket is created by drilling out later, its diameter is limited to the core diameter of the thread intended for mounting the sensor. This is usually not sufficient to accommodate an immersion sleeve, but only a direct measurement sensor. Although this is permitted in principle, it requires that the flow temperature sensor is also used as a direct measurement sensor in order to ensure the same temperature measurement. The latter, however, encounters difficulties because an immersion sleeve is usually installed in the flow.

ist, die für den Einbau des Direktmessungsfühlers entfernt werden muß, was meist die Entleerung der gesamten Heizungsanlage voraussetzt.which must be removed to install the direct measurement sensor, which usually requires the entire heating system to be drained.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Koaxial-Wasserzähler der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Art zu schaffen, der die meßtechnisch günstige Unterbringung eines Temperaturfühlers mit Tauchhülse in einem Gehäuseteil gestattet, welches im Preßverfahren herstellbar ist.The invention is therefore based on the object of creating a coaxial water meter of the type mentioned in the preamble of claim 1, which allows the metrologically favorable accommodation of a temperature sensor with immersion sleeve in a housing part which can be manufactured using the pressing process.

Die erfindungsgemäße Lösung besteht darin, daß die Längsachse der Fühlertasche und des Fühlers mit der Längsachse des Gehäuses auf der Zuströmseite einen Winkel zwischen 90° und 160° einschließt.The solution according to the invention consists in the longitudinal axis of the sensor pocket and the sensor forming an angle of between 90° and 160° with the longitudinal axis of the housing on the inflow side.

Das hat zur Folge, daß der Fühler anders als bei den vorbekannten Anordnungen im wesentlichen in einer Radialebene zum Zählergehäuse liegt, was auf den ersten Blick deshalb nachteilig erscheinen muß, weil Fühlertasche und Fühler nur mit ihrer geringeren Querschnittsfläche mit dem Zählergehäuse verbunden sind bzw. in das Zählergehäuse hineinragen. Bei näherem Zusehen jedoch zeigt sich, daß diese Anordnung beträchtliche Vorteile aufweist. Diese Anordnung erlaubt es nämlich, die Fühlertasche vom Innern des Gehäusemantels her aufzubohren, ohne daß man in der Durchmesserwahl beschränkt ist. Dies gilt auch bei der Wahl eines Preßmessinggehauses. Durch die Wahl eines stumpfen Winkels zwischen der Zuströmrichtung des Wassers und der Anordnung der Fühlertasche wird ein beträchtlicher Teilstrom in die Fühlertasche hineingelenkt, so daß sich darin eine intensive Umspülung der Tauchhülse und ein entsprechend guter Wärmeaustausch ergibt, derThis means that, unlike the previously known arrangements, the sensor is essentially located in a radial plane to the meter housing, which at first glance must appear disadvantageous because the sensor pocket and sensor are only connected to the meter housing with their smaller cross-sectional area or protrude into the meter housing. On closer inspection, however, it becomes clear that this arrangement has considerable advantages. This arrangement allows the sensor pocket to be drilled out from the inside of the housing shell without being limited in the choice of diameter. This also applies when choosing a pressed brass housing. By choosing an obtuse angle between the inflow direction of the water and the arrangement of the sensor pocket, a considerable partial flow is directed into the sensor pocket, so that there is intensive flushing of the immersion sleeve and a correspondingly good heat exchange, which

die Meßgenauigkeit fördert. Aufgrund dieser Voraussetzungen ist es ohne weiteres möglich - auch bei Wahl eines Preßmessinggehäuses - frei zwischen der Verwendung einer Tauchhülse oder eines Direktmessungsfühlers zu wählen. 5which improves measurement accuracy. Due to these requirements, it is possible - even when choosing a pressed brass housing - to freely choose between using an immersion sleeve or a direct measurement sensor. 5

Zwar ist es bei in Rohrleitungen eingebauten Meßfühlern bekannt, diese entgegen der Strömungsrichtung schräg in die Rohrleitung hineinragen zu lassen. Jedoch sind dabei die Bau- und Strömungsvoraussetzungen wesentlich andere, weil die Tauchhülse bzw. der Direktmessungsfühler in seiner gesamten Länge im freien Querschnitt der Rohrleitung liegt, was im Zusammenhang der vorliegenden Erfindung nicht möglich ist, weil der Strömungskanal sehr eng ist. Es bot sich daher nicht an, die bekannte, entgegengesetzt schräge Anordnung des Fühlers in Rohrleitungen zu übertragen auf die Fühleranordnung bei Koaxial-Wasserzählern; vielmehr entsprach die weiter oben beschriebene Tangentialanordnung mehr den Vorstellungen des Fachmanns bezüglich eines möglichst großflächigen Wärmeaustauschs. It is known that sensors installed in pipes can protrude diagonally into the pipe against the direction of flow. However, the construction and flow requirements are significantly different because the immersion sleeve or the direct measurement sensor lies in the free cross-section of the pipe over its entire length, which is not possible in the context of the present invention because the flow channel is very narrow. It was therefore not possible to transfer the known, oppositely inclined arrangement of the sensor in pipes to the sensor arrangement in coaxial water meters; rather, the tangential arrangement described above corresponded more to the ideas of the expert with regard to heat exchange over the largest possible area.

Zweckmäßigerweise liegt der genannte Winkel zwischen 120° und 150°, beispielsweise in der Größenordnung von 135°. Die Flucht der Fühlertasche wird nach einem weiteren Merkmal der Erfindung von einer den Gehäusemantel abschließenden Bearbeitungs- bzw. Montageöffnung eingeschlossen, so daß der Bohrer zur Herstellung der Fühlertasche geradlinig durch diese Öffnung hindurch in den Gehäusemantel eingeführt werden kann.The angle mentioned is expediently between 120° and 150°, for example in the order of 135°. According to a further feature of the invention, the alignment of the sensor pocket is enclosed by a machining or assembly opening that closes off the housing shell, so that the drill for producing the sensor pocket can be inserted straight through this opening into the housing shell.

Die Anordnung wird zweckmäßigerweise so getroffen, daß das freie Ende des Fühlers bzw. der Tauchhülse wenigstens teilweise im Zuströmkanal liegt, damit dieser Teil des Fühlers,The arrangement is preferably made in such a way that the free end of the sensor or immersion sleeve is at least partially located in the inflow channel, so that this part of the sensor,

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der eigentlich für die Temperaturmessung verantwortlich ist, besonders stark umspült wird.which is actually responsible for temperature measurement, is particularly heavily washed around.

Die Erfindung wird im folgenden näher unter Bezugnahme auf die Zeichnung erläutert, die ein vorteilhaftes Ausführungsbeispiel in einem Längsschnitt veranschaulicht. Der ZählerThe invention is explained in more detail below with reference to the drawing, which illustrates an advantageous embodiment in a longitudinal section. The counter

: besteht aus einem Volumenmeßteil 1, einem Getriebe 2 und einem Rechenwerk 3. Der Volumenmeßteil 1 wird von einem Gehäusemantel 4 umschlossen, dessen in der Zeichnung oberer Rand an das Getriebe 2 angeschlossen ist und dessen Innenraum zum Getriebe hin durch eine Druckplatte 6 abgeschlossen ist, die durch einen Dichtring 7 gegenüber dem Gehäusemantel 4 abgedichtet ist und an der als Meßorgan ein Flügelrad 8 oberseits gelagert ist. Es sind geeignete Mittel zur Übertragung der Bewegung des Flügelrads 8 auf das Getriebe vorgesehen, beispielsweise mittels Magneten.: consists of a volume measuring part 1, a gear 2 and a calculator 3. The volume measuring part 1 is enclosed by a housing shell 4, the upper edge of which in the drawing is connected to the gear 2 and the interior of which is closed off from the gear by a pressure plate 6, which is sealed against the housing shell 4 by a sealing ring 7 and on which an impeller 8 is mounted on top as a measuring element. Suitable means are provided for transmitting the movement of the impeller 8 to the gear, for example by means of magnets.

Der Raum, in welchem das Flügelrad 8 umläuft, wird am Umfang von einer inneren Gehäusewand 9 eingeschlossen, die ineinander übergehende Ringräume 10, 11 mit dem Gehäusemantel 4 einschließt und sich an dem Gehäusemantel 4 über vereinzelt über den Umfangs verteilte Vorsprünge 12 koaxial abstützt. Der Ringraum 11 steht in bekannter Weise über mehrere vorzugsweise schräg zur Radiusrichtung verlaufende Öffnungen 13 mit dem Raum in Verbindung, in welchem das Flügelrad 8 umläuft. Die Ringräume 10, 11 bilden einen Zuströmkanal für den zu messenden Wasserstrom, der nach Durchströmen der Öffnungen 13 auf das Flügelrad 8 trifft und dieses in Bewegung setzt. Er strömt dann ab durch den innerhalb der inneren Gehäusewand 9 gebildeten Abströmkanal 14. Die Druckplatte 6 und die innere Gehäusewand 9 sind gesonderte Teile. Im Gehäusemantel 4 wer-The space in which the impeller 8 rotates is enclosed on the circumference by an inner housing wall 9, which encloses annular spaces 10, 11 that merge into one another with the housing shell 4 and is supported coaxially on the housing shell 4 by means of projections 12 distributed over the circumference. The annular space 11 is connected in a known manner to the space in which the impeller 8 rotates via several openings 13 that preferably run obliquely to the radius direction. The annular spaces 10, 11 form an inflow channel for the water flow to be measured, which, after flowing through the openings 13, hits the impeller 8 and sets it in motion. It then flows out through the outflow channel 14 formed within the inner housing wall 9. The pressure plate 6 and the inner housing wall 9 are separate parts. In the housing shell 4,

den sie montagebereit durch Klammern 15 gesichert, die die Strömung im Zuströmkanal 10 nicht beeinträchtigen.which they are secured ready for assembly by clamps 15 which do not affect the flow in the inflow channel 10.

Die insoweit im wesentlichen als bekannt geltende Vorrichtung weist am Gehäusemantel 4 einen äußeren Vorsprung 16 auf, innerhalb dessen die Fühlertasche 17 gebildet ist, in der sich die Tauchhülse 18 mit dem Fühler 19 befindet. Die Mittellinie 20 der die Fühlertasche 17 bildenden Bohrung verläuft mit beträchtlichem Abstand von dem Rand 21 der unteren Montage- und Bearbeitungsöffnung 22 des Gehäusemantels 4, so daß die Fühlertasche 17 leicht mit unbeschränktem Durchmesser mittels eines geeigneten Werkzeugs gebohrt werden kann. Das äußere Ende des die Fühlertasche 17 aufnehmenden Gehäusevorsprungs 16 bildet eine Gewindebohrung 23 zur dichten Montage der Tauchhülse 18 bzw. eines Direktmessungsfühlers. Die Mittelachse 20 der Fühlertasche 17 und der Tauchhülse 19 liegt im dargestellten Beispiel in einer Ebene mit der Längsachse 24 des Gehäuses. Es versteht sich, daß dieses Merkmal gewisse Abweichungen gestattet.The device, which is essentially known in this respect, has an outer projection 16 on the housing shell 4, within which the sensor pocket 17 is formed, in which the immersion sleeve 18 with the sensor 19 is located. The center line 20 of the hole forming the sensor pocket 17 runs at a considerable distance from the edge 21 of the lower assembly and processing opening 22 of the housing shell 4, so that the sensor pocket 17 can easily be drilled with an unlimited diameter using a suitable tool. The outer end of the housing projection 16 receiving the sensor pocket 17 forms a threaded hole 23 for the tight assembly of the immersion sleeve 18 or a direct measurement sensor. The center axis 20 of the sensor pocket 17 and the immersion sleeve 19 lies in the example shown in a plane with the longitudinal axis 24 of the housing. It is understood that this feature allows certain deviations.

Im einfachsten Fall liegt die Achse 2 0 des Gehäusevorsprungs bzw. der Fühlertasche 17 bzw. des Fühlers 18 in derselben Ebene wie die Gehäuseachse 24. Jedoch kann es vorteilhaft sein, die Achse 24 in der Sicht auf das Gehäuse von der Gehäusetaschenseite her ein wenig winklig zur Gehäuseachse anzuordnen. Die Anströmverhältnisse werden dadurch nicht verschlechtert. Im Gegenteil kann sich dadurch eine Verbesserung ergeben, weil die Einströmung in die Gehäusetasche praktisch nicht verringert wird, aber zusätzlich noch eine Zirkularströmung um den Fühler hinzutritt, die den Wärmeübergang verbessert. In diesem Fall liegt die Ebene, die von der Achse 20In the simplest case, the axis 20 of the housing projection or the sensor pocket 17 or the sensor 18 lies in the same plane as the housing axis 24. However, it can be advantageous to arrange the axis 24 at a slight angle to the housing axis when looking at the housing from the housing pocket side. This does not worsen the flow conditions. On the contrary, this can result in an improvement, because the flow into the housing pocket is practically not reduced, but in addition a circular flow around the sensor occurs, which improves the heat transfer. In this case, the plane that extends from the axis 20

des Gehäusevorsprungs 16 bzw. der Fühlertasche 17 bzw. des Fühlers 18 und dem Radius bestimmt wird, der von der Gehäuseachse 24 ausgehend die Achse 20 im Zuströmkanal (Ringraum 10, 11) trifft, winklig gegenüber der Ebene, die von der Gehäuseachse 24 und diesem Radius bestimmt wird. Dieser Winkel soll zwischen 0° und 45° liegen. Da die Achse 20 in diesem Fall nicht mehr die Achse 24 trifft, ist der Winkel &agr; in der Projektion der beigefügten Zeichnung zu messen. Je größer der Winkel zwischen den angegebenen Ebenen ist, um so größer kann auch der Winkel &agr; sein. Er kann ggf. sogar den Betrag von 150° überschreiten.of the housing projection 16 or the sensor pocket 17 or the sensor 18 and the radius that, starting from the housing axis 24, meets the axis 20 in the inflow channel (annular space 10, 11), at an angle to the plane that is determined by the housing axis 24 and this radius. This angle should be between 0° and 45°. Since the axis 20 no longer meets the axis 24 in this case, the angle α must be measured in the projection of the attached drawing. The larger the angle between the specified planes, the larger the angle α can be. It can even exceed 150°.

Die Tauchhülse 18 bzw. der Fühler 19 ragt zweckmäßigerweise nach innen über den eigentlichen Zuströmkanal, der in diesem Bereich von dem Ringraum 11 gebildet wird, hinaus in eine in der Innenwand 9 gebildeten Vertiefung. Er soll nicht im Strömungsbereich einer der Öffnungen 13 liegen, um die Anstömung des Flügelrads nicht zu beeinflussen. Da die radiale Weite dieses Ringraums lediglich wenige Millimeter beträgt, ist die Strecke dieses Hineinragens sehr gering. Das gilt selbst dann - wie in der Zeichnung angedeutet - wenn die Tauchhülse bzw. der Fühler auch noch ein wenig in eine der Öffnungen 13 hinein ragt. Zwar verbessert dies die Umspülung der Hülsenspitze und des Fühlers; jedoch ist dies nicht erforderlich, weil schon die winklige Anordnung der Fühlertasche 17 zu einer guten Umspülung führt. Die in Pfeilrichtung durch den Zuströmkanal 10, 11 fließende Flüssigkeit drängt nämlich ohne weiteres in die Fühlertasche 17 hinein und führt dort zu einer lebhaften Bewegung.The immersion sleeve 18 or the sensor 19 expediently protrudes inwards beyond the actual inflow channel, which is formed in this area by the annular space 11, into a recess formed in the inner wall 9. It should not be located in the flow area of one of the openings 13 in order not to influence the flow of the impeller. Since the radial width of this annular space is only a few millimeters, the distance this protrusion is very small. This applies even then - as indicated in the drawing - if the immersion sleeve or the sensor also protrudes a little into one of the openings 13. Although this improves the flushing of the sleeve tip and the sensor, this is not necessary because the angled arrangement of the sensor pocket 17 already leads to good flushing. The liquid flowing in the direction of the arrow through the inflow channel 10, 11 simply pushes into the sensor pocket 17 and causes a lively movement there.

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Der Winkel &agr;, den die Längsachsen 20, 24 der Fühlertasche und des Gehäuses 4 auf der Zuströmseite miteinander bilden, beträgt im dargestellten Fall etwa 135°. Unter der Zuströmseite ist diejenige zu verstehen, von der her das Wasser im Zuströmkanal an den Fühler herantritt.The angle α that the longitudinal axes 20, 24 of the sensor pocket and the housing 4 form with each other on the inflow side is approximately 135° in the case shown. The inflow side is the side from which the water in the inflow channel approaches the sensor.

Claims

Protection claims

1. Coaxial water meter with an externally mountable

Temperature sensor (19) in the meter housing, which forms an inflow channel (10, 11) between an outer housing casing (4) and an inner housing wall (9) enclosing a measuring element (8) and optionally an outflow channel (14), which is connected to a sensor pocket (17) receiving the temperature sensor (19) and which is formed in a housing projection (16) formed in one piece with the housing casing (4), characterized in that the longitudinal axis (20) of the sensor pocket (17) and of the sensor (19) encloses an angle α between 90° and 160° with the longitudinal axis (24) of the housing (4) on the inflow side.

2. Meter according to claim 1, characterized in that said angle α is between 120° and 150°.

3. Meter according to claim 1 or 2, characterized in that the housing shell has a machining opening enclosing the alignment of the sensor pocket.

4. Meter according to one of claims 1 to 3, characterized in that the sensor pocket (17) accommodates an immersion sleeve (18).

5. Meter according to one of claims 1 to 4, characterized in

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characterized in that the plane which is determined by the axis (20) of the housing projection (16) or the sensor pocket (17) and the radius extending from the housing axis (24) and meeting the axis (20) in the annular space (10, 11) encloses an angle of between 0° and 45° with the plane containing the housing axis (24) and this radius.