[发明专利]复合水表

说明书

本发明涉及一种复合水表，特别是短结构的，具有一设置在旁路管道内的用于测量较小流量的旁路水表、一用于测量较大流量的主水表和一设置在主水表后面的、借助于弹簧压力和压差自动作用的换向阀，旁路管道通入换向阀壳体内，并在此壳体内设有一紧凑的开关组件，其可沿阀纵轴移动的控制和关闭机构由主管道内的压力施加向阀开启方向的作用力，并由在阀体后腔内的通过在旁路水表运转时形成的负压和弹簧力施加向阀关闭方向的作用力。

在这种复合水表中通过大的主水表(叶轮式水表)和一小的旁路水表(多水束水表)的结合达到大大大于同样额定内径的单一大水表测量范围的测量范围。这里做成弹簧阀的复合水表-换向阀必须这样正确地采用两个单一水表，使得从旁路水表的测量范围下限至主水表的测量范围上限都精确地保持规定的测量误差界限。

在开关组件上由弹簧预紧力产生的闭合力在阀关闭状态时与作为在流过旁路水表和旁路管道时形成的压力损失(压差)和关闭机构当时的密封作用面积之乘积的开启力矩的方向相反。

目前的复合水表大多制成短结构形式(在各种不同的水表额定内径时长度各不相同)，也就是说，如果在某一安装部位流量如此不同，以致单一水表无法再精确地测量它的话，可以在不改变管路的情况下在任何时候用复合水表代替立式叶轮式水表装入管路内。

例如额定内径50mm的立式叶轮式水表的结构长度为270mm。为此具有同样结构长度的复合水表分成用于作为主水表的50mm叶轮式水表的结构长度为200mm和用于50mm额定内径的换向阀的结构长度最大为70mm。

由DE4412683已知一种这样的复合水表。这种结构形式只有在旁路水流在回避绕过开关组件的情况下直接引入阀体后腔时才能实现。这里为了必要的旁路水流控制需要一特别的、安装在旁路管道内的辅助阀之类，它必须支持关闭机构的纵向运动。

由EP0668487A1可以看到这种类型的另一种复合水表。那里中心套以其支承筋伸入主水表的出口腔一定长度，以使阀压簧保持尽可能大的结构长度。因为主水流通道与主水表的名义横截面相比缩小很多，入口必须做得尽可能长和平滑以减少压力损失，因此同样伸入主水表比较深。这种相互拼接在作为主水表的叶轮式水表结构长度短时不过只有在一定条件下才有可能。

其次由DE3929381A1已知一种复合水表，其开关组件具有一压簧和一磁闩的组合，它与阀开启力矩反方向作用，其中磁力代替弹簧力的一部分。这种结构的缺点主要是其制造成本高和对于水中夹带的可磁化夹质的磁力屏蔽。

现在本发明的目的是，提供一种开关所述这一类复合水表，它没有单独的控制阀，以及在开关组件内没有一个磁闩和长的入口也可以工作，并且做成这样，使得尽管主通道变窄和有用弹簧力关闭的机构仍然可以降低流通阻力，从而减小压力损失。

按本发明这个目的通过这样的方法来实现，使控制和关闭机构的纵向导向通过多个设置在主通道之外的滑柱进行，每个滑柱附设一压簧。

按照本发明换向阀的开关组件没有带附属压簧的中心滑柱，也没有为此所必需的特别是在阀入口区内的带支承筋的中心套，通过这样的方法，主水流可以无阻碍地流入开关组件，这时避免了附加的压力损失(不形成涡旋)。

控制和关闭机构纵向导向装置移出中心流通区，并由此可以采用多个相应地带有较小压簧的比在一个单独的中心滑柱时弱的滑柱，从而导致在具有最大阀行程的较大流量时阻力大大下降。

其原因是在小的弹簧时弹簧系数(mm/N)比在强的弹簧时低得多，即使在按本发明的多个弹簧时其总和始终还是弱于具有一个中心压簧的已知开关组件时的弹簧系数。例如额定值50mm的一个已知压簧在行程为20mm时提供的20N的附加弹簧张力，而在按本发明的结构中同样的行程尽管采用4个弹簧，张力仅仅增加约10N。

因为安装在中心流通区之外的滑柱在阀关闭状态时和即使在阀开启过程期间不受到由开启压差(约0.2至0.3bar)所施加的载荷，为了滑柱和控制和关闭机构之间的必要的滑动间隙还取消了一切滑柱密封件。

通过取消安装在开关组件主通道内的、中心的滑柱套筒和所属的支承筋按本发明的主通道密封部位直径可以设计得缩小到套筒和筋在横截面内所需位置这么大的尺寸，尽管如此两种结构的流通面积仍然保持不变。

(最好是3至5个)滑柱可以固定在开关组件支座内，并均匀分布在导通直径的圆周上。

按本发明设想，开关组件具有一阻滞区，它连同控制和关闭机构的控制盘一起用作阀开启和阀关闭的辅助装置。