PL B1. FILA ANTONI POLSKA FABRYKA WODOMIERZY I CIEPŁOMIERZY FILA, Sztum, PL BUP 25/ WUP 07/12. ANTONI FILA, Czernin, PL

Transkrypt

1 PL B1 RZECZPOSPOLITA POLSKA (12) OPIS PATENTOWY (19) PL (11) (13) B1 (21) Numer zgłoszenia: (51) Int.Cl. G01F 1/06 ( ) G01F 15/07 ( ) Urząd Patentowy Rzeczypospolitej Polskiej (22) Data zgłoszenia: (54) Wodomierz wirnikowy z przekładnią ślimakową (43) Zgłoszenie ogłoszono: BUP 25/08 (73) Uprawniony z patentu: FILA ANTONI POLSKA FABRYKA WODOMIERZY I CIEPŁOMIERZY FILA, Sztum, PL (45) O udzieleniu patentu ogłoszono: WUP 07/12 (72) Twórca(y) wynalazku: ANTONI FILA, Czernin, PL

2 2 PL B1 Opis wynalazku Przedmiotem wynalazku jest wodomierz wirnikowy, stanowiący urządzenie do pomiaru przepływu objętościowego cieczy, zwłaszcza wody. Wodomierz stanowi miernik objętościowy ilości cieczy przepływającej w przewodach, zwłaszcza w przewodach wodnych. W znanych rozwiązaniach, wodomierze dzielą się na dwa główne typy. Jeden typ wodomierzy zawiera rozdzielone hydraulicznie dwie komory w postaci komory mokrej wirnikowej, przez którą przepływa ciecz, oraz komory suchej z mechanizmem liczydła i bębenkami. Wewnątrz komory mokrej, przez którą przepływa ciecz, znajduje się wirnik zamocowany obrotowo na osi. Stosownie do natężenia przepływu wody, wirnik obraca się szybciej lub wolniej. Komora sucha zamontowana jest na komorze mokrej. Komora sucha zawiera liczydło w postaci znanego układu bębenków cyfrowych na wspólnej, poziomej osi, na które przekazywany jest moment obrotowy z osi wirnika, za pośrednictwem przekładni. Płyta górna wodomierza, osłonięta kopułką zawiera na powierzchni okno dla odczytu wskazań liczydła oraz zwykle umieszczane informacje dotyczące wodomierza. Zwykle na płycie odczytowej wodomierza znajdują się także tarcze przepływu wody z obrotowymi wskazówkami oraz tarczka stroboskopowa. Drugim rodzajem konstrukcji wodomierza, jest wodomierz mokry, gdzie komora wirnikowa nie jest oddzielona hydraulicznie od komory mechanizmu liczydła. W tym rozwiązaniu komora mechanizmu liczydła jest wypełniona przepływającą cieczą i wszystkie części przekładni pomiędzy osią wirnika, a osią napędową bębenków liczydła pracują w środowisku przepływającej cieczy. Ma to wpływ na wszelkie połączenia obrotowe, gdzie osie poszczególnych części składowych mechanizmu liczydła, podczas obrotu w swoich gniazdach są smarowane. Takim czynnikiem smarującym jest tu ciecz przepływająca w rurociągu, na którym zamontowany jest wodomierz. W rozwiązaniu wodomierza mokrego, przepływająca ciecz, zwykle woda, niejednokrotnie może być zanieczyszczona. Prowadzi to do zanieczyszczenia bębenków odczytowych i może się stać przyczyną trudności odczytu stanu wodomierza. Z tych powodów w wodomierzu mokrym oddziela się hydraulicznie komorę bębenkową od pozostałej części komory zawierającej przekładnię przeniesienia napędu z osi wirnika na oś napędową bębenków. Komora bębenkowa jest zwykle zalana gliceryną. W rozwiązaniach zarówno wodomierzy mokrych jak i suchych, znanych ze stanu techniki, napęd z pionowej osi wirnika przekazywany jest na poziomą oś bębenków za pośrednictwem przekładni w postaci zespołu kół zębatych. Tego rodzaju znane rozwiązanie zostało przedstawione w opisie zgłoszeniowym patentu europejskiego nr EP W tym znanym rozwiązaniu miernik zwłaszcza przepływu gazu lub wody ma obrotowy bębenkowy licznik do wskazania ilości zużytego płynu. Zespół bębenków połączony jest poprzez przekładnię zębatą z zespołem łożysk i wałków mocowanych do dolnej płyty mocującej. Wodomierz w tym znanym rozwiązaniu posiada kopułkę z górną płytą na której zamocowany jest zespół górnych łożysk oraz wymienione wałki wraz z kołami zębatymi. Napęd na pierwszy bębenek przekazywany jest tu za pośrednictwem ślimaka stanowiącego ostatni stopień przekładni zębatej, przekazującej moment obrotowy z osi wirnika. W innym znanym z opisu patentowego japońskiego nr JP rozwiązaniu zespół wskaźnikowy wodomierza stanowi cylindryczny wkład z komorą bębenków oraz górną otwartą powierzchnią. Mechanizm wskaźnikowy zawierający obrotowe strzałki lub bębenki cyfrowe zamocowany jest w tym wkładzie i osłonięty jest powierzchnią szklaną opartą na kołnierzu wyprofilowanym w krawędzi otworu tego cylindrycznego wkładu. W tym znanym rozwiązaniu napęd na zespół bębenków i/lub na strzałki wskaźnikowe przekazywany jest z pionowej osi wirnika za pośrednictwem przekładni zębatej o dobranym przełożeniu. W kolejnym znanym ze stanu techniki rozwiązaniu przedstawionym w polskim opisie patentowym nr PL , śrubowy wirnik sprzężony jest z mechanizmem bębenkowym za pośrednictwem sprzęgła magnetycznego oraz przekładni ślimakowej, której ślimak osadzony jest na poziomej osi wirnika, gdzie w pokazanym przepływomierzu płyn przepływa zgodnie s osią obrotu wirnika Ślimak stanowi tu element pierwszego stopnia przekładni. Przekładnie zębate przenoszące moment obrotowy z pionowej osi obrotu wirnika na zespół bębenków pokazano również w innych znanych ze stanu techniki rozwiązaniach, według europejskiego opisu patentowego nr EP , według niemieckiego opisu zgłoszeniowego nr DE , według amerykańskiego opisu patentowego nr US 4,630,488, według niemieckiego opisu patentowego nr DE jak również według amerykańskiego opisu patentowego nr US 1,558,532. W szeregu znanych rozwiązaniach w zespole przekładni przenoszącej moment obrotowy z osi wirnika na

3 PL B1 3 pierwszy bębenek liczydła przewidziano zastosowanie przekładni ślimakowej na pierwszym stopniu przekładni, gdzie ślimak usytuowany jest na osi wirnika, zaś dalsze stopnie przekładni stanowią pary zębatek. W innych znanych rozwiązaniach na ostatnim stopniu przekładni zastosowano ślimak współpracujący z pierwszym bębenkiem liczydła. W znanych za stanu techniki rozwiązaniach wodomierzy i gazomierzy przekładnie zębate są powszechnie stosowane dla przekazania napędu z wirnika na oś bębenkową. Ze względu na niewielkie siły, jakie występują w tych przekładniach mogą one być jednak zawodne w przypadkach zanieczyszczenia wody. Wówczas takie zanieczyszczenie może być przyczyną narastającego błędu wskazań wodomierza. Według wynalazku, wodomierz wirnikowy z przekładnią ślimakową, zawiera korpus z obrotowym wirnikiem oraz kopułkę z mechanizmem liczydła napędzanym osią wirnika poprzez przekładnię. Mechanizm liczydła zamocowany jest pomiędzy płytą dolną, a płytą górną wewnątrz kopułki osadzonej w korpusie. Płyta górna zawiera okna dla odczytu wskazań bębenków. Zespół bębenków znajduje się w oddzielnej komorze bębenkowej mokrej. Przekładnia wodomierza zawiera na pierwszym stopniu, na wyjściu z wirnika oraz na ostatnim stopniu na wejściu na pierwszy bębenek liczydła, zespół ślimak-ślimacznica. Wodomierz według wynalazku charakteryzuje się tym, że co najmniej jeden stopień pośredni przekładni zlokalizowany pomiędzy pierwszym stopniem na wyjściu z osi wirnika, a ostatnim stopniem na wejściu do pierwszego bębenka liczydła, stanowi zespół ślimak-ślimacznica. W korzystnym rozwiązaniu wodomierza według wynalazku, wszystkie stopnie przekładni stanowią zespoły ślimak-ślimacznica. Ślimacznica pierwszego stopnia przekładni jest współosiowo zespolona ze ślimakiem drugiego stopnia przekładni, który zazębiony jest ze ślimacznicą drugiego stopnia przekładni. Dalej, ślimacznica drugiego stopnia przekładni jest współosiowo zespolona ze ślimakiem trzeciego stopnia przekładni, który zazębiony jest ze ślimacznicą tego trzeciego stopnia przekładni. Ślimacznica trzeciego stopnia jest osiowo zespolona ze ślimakiem ostatniego stopnia przekładni, który zazębiony jest ze ślimacznicą tego ostatniego stopnia przekładni, gdzie następuje przekazanie napędu na pierwszy bębenek liczydła. W przypadku większej lub mniejszej ilości stopni przekładni wodomierza, wszystkie stopnie przekładni są zrealizowane jako stopnie przekładni ślimakowej w postaci zespołów ślimak-ślimacznica. W rozwiązaniu według wynalazku zrealizowano niektóre, a w korzystnej wersji wynalazku wszystkie stopnie przekładni wodomierza jako zespoły ślimak-ślimacznica, w miejsce znanych ze stanu techniki stopni zębatych. Jak wykazały prace doświadczalne i badawcze, konstrukcja wodomierza według wynalazku jest znacznie bardziej odporna na zanieczyszczenia od konstrukcji zębatych, znanych ze stanu techniki. W każdej instalacji wodnej mogą pojawić się zanieczyszczenia. Mogą one mieć wpływ na dokładność wskazań wodomierza, z uwagi na fakt osadzania się tych zanieczyszczeń na elementach mechanizmu przeniesienia napędu wewnątrz wodomierza, w tym na elementach mechanizmu przekładni. Stwierdzono znaczny wzrost odporności wodomierza według wynalazku na to zjawisko, w porównaniu z przekładniami gdzie stopnie pośrednie zrealizowane są elementami zębatymi. Przedmiot wynalazku przedstawiono w przykładzie wykonania na załączonym rysunku, na którym kolejne figury przedstawiają: Fig. 1 - widok wodomierza z boku. Fig. 2 - przekrój wodomierza płaszczyzną A-A równoległą do płaszczyzny kopułki. Fig. 3 - przekrój wodomierza płaszczyzną B-B prostopadła do płaszczyzny kopułki oraz do osi króćców wody, Fig. 4 - przekrój płaszczyzną C-C równoległą do płaszczyzny kopułki i prostopadłą do osi wzdłużnej króćców dopływu i odpływu wody. Jak to pokazano na załączonym rysunku fig. 1 oraz fig. 2, wodomierz wirnikowy z przekładnią ślimakową, zawiera korpus 1 z obrotowym wirnikiem oraz w króćcami dopływu wody i odpływu wody 2. W korpusie osadzona jest kopułka 3. Mechanizm liczydła napędzany jest wirnikiem poprzez przekładnię 4. Mechanizm liczydła zamocowany jest pomiędzy płytą dolną 5, a płytą górną 6 wewnątrz kopułki 3 osadzonej w korpusie 1. Płyta górna 6 zawiera okna dla odczytu wskazań bębenków 7. Zespół bębenków 7 znajduje się w oddzielnej komorze bębenkowej mokrej. Przekładnia 4 wodomierza zawiera na pierwszym stopniu 9 wyjścia z wirnika 8 oraz na ostatnim stopniu 10 wejścia na pierwszy bębenek liczydła 7, zespół ślimak-ślimacznica. W przykładzie wykonania pokazanym na załączonych rysunkach, wszystkie cztery stopnie 9, 10, 11, 12 przekładni 4 zlokalizowane pomiędzy osią wirnika 8, a pierwszym bębenkiem liczydła 7, stanowią zespoły ślimak-ślimacznica.

4 4 PL B1 Ślimak 13 pierwszego stopnia 9 przekładni współpracuje ze ślimacznicą 14 pierwszego stopnia 9 przekładni. Ślimacznica 14 pierwszego stopnia 9 przekładni jest zespolona poosiowo ze ślimakiem 15 drugiego stopnia 11 przekładni. Jak to pokazano na załączonym rysunku fig. 2 oraz fig. 3, oś wirnika wraz ze ślimakiem 13 pierwszego stopnia 9 przekładni zakończona jest tarczą stroboskopową 22. Ten ślimak 15 drugiego stopnia 11 przekładni współpracuje ze ślimacznicą 16 tego drugiego stopnia 11 przekładni 4. Ta ślimacznica 16 drugiego stopnia 11 przekładni 4 jest zespolona ze ślimakiem 17 trzeciego stopnia 12 przekładni 4. Ślimak 17 trzeciego stopnia 12 przekładni 4 współpracuje ze ślimacznicą 18 tego trzeciego stopnia 12 przekładni. Ślimacznica 18 trzeciego stopnia 12 przekładni jest zespolona ze ślimakiem 19 czwartego, ostatniego stopnia 10 przekładni 4. Ślimak 19 czwartego, ostatniego stopnia 10 przekładni 4 współpracuje ze ślimacznicą 20 tego czwartego, ostatniego stopnia 10 przekładni. Ślimacznica 20 czwartego, ostatniego stopnia 10 przekładni jest ustalona na osi pierwszego bębenka 21 liczydła 7. W opisanym przykładzie wykonania, przekładnia 4 ma cztery stopnie 9, 10, 11, 12. Każdy z tych stopni 9, 10, 11, 12 przekładni 4 jest zrealizowany w postaci zespołu ślimak - ślimacznica. Nie wyklucza się jednak innych przykładów wykonania rozwiązania według wynalazku, gdzie przekładnia wodomierza może mieć inną liczbę stopni, a także innych przykładów wykonania, gdzie nie wszystkie stopnie pośrednie, poza pierwszym stopniem 9 ze ślimakiem 13 osadzonym na osi wirnika 8 oraz ostatnim stopniem 10 ze ślimacznicą 20 osadzoną na osi pierwszego bębenka 21 liczydła 7, stanowią zespoły ślimak - ślimacznica. Ten pierwszy bębenek 21 wskazuje zwykle dziesiąte części m 3 zużycia wody. Nie wyklucza się również przykładów wykonania, gdzie jedynie niektóre stopnie pośrednie zrealizowane są z udziałem innych zespołów elementów niż ślimak i ślimacznica. Wykaz oznaczeń na rysunku 1. Korpus. 2. Króciec wody. 3. Kopułka. 4. Przekładnia. 5. Płyta dolna. 6. Płyta górna. 7. Liczydło. 8. Wirnik. 9. Pierwszy stopień przekładni. 10. Ostatni stopień przekładni. 11. Drugi stopień przekładni. 12. Trzeci stopień przekładni. 13. Ślimak pierwszego stopnia przekładni. 14. Ślimacznica pierwszego stopnia przekładni. 15. Ślimak drugiego stopnia przekładni. 16. Ślimacznica drugiego stopnia przekładni. 17. Ślimak trzeciego stopnia przekładni. 18. Ślimacznica trzeciego stopnia przekładni. 19. Ślimak ostatniego stopnia przekładni. 20. Ślimacznica ostatniego stopnia przekładni. 21. Pierwszy bębenek liczydła. 22. Tarcza stroboskopowa

5 PL B1 5 Zastrzeżenia patentowe 1. Wodomierz wirnikowy z przekładnią ślimakową, zawierający korpus z obrotowym wirnikiem oraz kopułkę z mechanizmem liczydła napędzanym osią wirnika poprzez przekładnię, gdzie mechanizm liczydła zamocowany jest pomiędzy płytą dolną, a płytą górną wewnątrz kopułki osadzonej na korpusie, przy czym płyta górna zawiera okna dla odczytu wskazań bębenków, zaś zespół bębenków znajduje się w oddzielnej komorze bębenkowej mokrej, gdzie przekładnia wodomierza zawiera na pierwszym stopniu oraz na ostatnim stopniu zespół ślimak-ślimacznica, znamienny tym, że co najmniej jeden stopień pośredni (11,12) przekładni (4) pomiędzy pierwszym stopniem (9) na wyjściu z osi wirnika (8), a ostatnim stopniem (10) na wejściu do pierwszego bębenka liczydła (21), stanowi zespół ślimak-ślimacznica. 2. Wodomierz wirnikowy według zastrz. 1, znamienny tym, że wszystkie pośrednie stopnie (11,12) przekładni (4) stanowią zespoły ślimak-ślimacznica. 3. Wodomierz wirnikowy według zastrz. 1, znamienny tym, że ślimacznica (14) pierwszego stopnia (9) przekładni (4) jest współosiowo zespolona ze ślimakiem (15) drugiego stopnia (11) przekładni (4), który zazębiony jest ze ślimacznicą (16) tego drugiego stopnia (11) przekładni (4). 4. Wodomierz wirnikowy według zastrz. 1 albo 2 albo 3, znamienny tym, że ślimacznica (16) drugiego stopnia (11) przekładni jest współosiowo zespolona ze ślimakiem (17) trzeciego stopnia (12) który zazębiony jest ze ślimacznicą (18) tego trzeciego stopnia (12) przekładni (4). 5. Wodomierz wirnikowy według jednego z zastrzeżeń od 1 do 4, znamienny tym, że ślimacznica (18) trzeciego stopnia (12) jest zespolona ze ślimakiem (19) ostatniego stopnia (10) przekładni (4).

6 6 PL B1 Rysunki

7 PL B1 7

8 8 PL B1 Departament Wydawnictw UP RP Cena 2,46 zł (w tym 23% VAT)