JPH034848B2 - - Google Patents
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- JPH034848B2 JPH034848B2 JP56501063A JP50106381A JPH034848B2 JP H034848 B2 JPH034848 B2 JP H034848B2 JP 56501063 A JP56501063 A JP 56501063A JP 50106381 A JP50106381 A JP 50106381A JP H034848 B2 JPH034848 B2 JP H034848B2
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
- G01F7/00—Volume-flow measuring devices with two or more measuring ranges; Compound meters
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- Physics & Mathematics (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Measuring Volume Flow (AREA)
Description
請求の範囲
1 複合液体流計器において、
a 一側面に沿つて開口し、かつ供給導管に接続
する入口を一端に、排出導管に接続する出口を
反対端に有するケーシングと、
b 該ケーシングの該開口側面を閉鎖するカバー
と、
c 該ケーシングを通る主流路であつて、
イ 該カバーによつて支持され、かつ所定の流
量よりも大きい第1の流量範囲において正確
な精度特性と増大する流量に応ずる迅速な加
速特性を有するタービン計器と、
ロ 該タービン計器を通る流れを制御する主弁
と、
を含む主流路と、
d 該入口から該出口へ延びる補助流路であつ
て、
イ 該カバーによつて支持され、かつ前記第1
の流量範囲よりも低く該第1の流量範囲と一
部重なりあう第2の流量範囲において正確な
精度特性を有する少流量測定計器と、
ロ 該カバーによつて支持され、かつその両側
の圧力差が所定値以上になると円滑に閉じる
ことによつて前記少流量測定計器を通る流れ
を制御する補助弁と、
を含む補助流路と、
を含む複合液体流計器であつて、
e 前記ケーシング内の該入口と該出口の間に位
置し、穴を有する横断壁と、
f 前記主弁が該穴を通る流れを制御するよう
に、該主弁を流れの方向に沿つて移動可能に該
横断壁の下流側に支持する手段と、
g 該主弁が前記横断壁の穴を閉じる閉鎖位置に
該主弁を付勢するばね手段と、
h 該タービン計器の下流端を該横断壁の上流側
に前記穴の周囲で密閉する手段と、
i 前記補助流路の一部分を形成する穴を有し、
該ケーシング内の前記横断壁と衝合する該カバ
ー内のカバー横断壁と、
から成ることを特徴とする複合液体流計器。Claim 1: A composite liquid flow meter comprising: a. a casing that is open along one side and has an inlet connected to a supply conduit at one end and an outlet connected to a discharge conduit at the opposite end; b. the opening in the casing. c) a main flow passage through the casing, which is supported by the cover and is responsive to increasing flow rates with precise accuracy characteristics in a first flow range greater than a predetermined flow rate; a main flow path including: (b) a main valve for controlling flow through the turbine instrument; (d) an auxiliary flow path extending from the inlet to the outlet; and the first
(b) a low flow rate measuring instrument having accurate accuracy characteristics in a second flow rate range that is lower than the flow rate range and partially overlaps with the first flow rate range; (b) supported by the cover and having a pressure difference on both sides thereof; an auxiliary valve that controls the flow through the low flow rate measuring meter by smoothly closing when the value exceeds a predetermined value; a transverse wall located between the inlet and the outlet and having a hole; f the transverse wall movable along the direction of flow so that the main valve controls flow through the hole; g. spring means for biasing the main valve into a closed position in which the main valve closes a hole in the transverse wall; h) a downstream end of the turbine instrument on the upstream side of the transverse wall; means for sealing around said hole; i a hole forming part of said auxiliary channel;
a cover transverse wall in the cover abutting the transverse wall in the casing.
2 a 前記穴を貫通して延び、前記横断壁の上
流側に衝合するフランジと該壁の下流側にねじ
山付端部とを有する円筒弁座と、
b 前記弁座の前記端部に螺合されたリングと、
c 前記リングから下流方向に突出し下流に面し
た肩部を有する棒の周方向に離隔した配列と、
d 前記棒の肩部と衝合するばね保持器と、
e 該ばね保持器を該肩部に対して保持する手段
とを含み、
f 前記主弁が、該棒の配列内で前記弁座の下流
端部に面して配置され、
g 前記ばね手段が、該保持器と該主弁の間で圧
縮されて該主弁を該弁座に対して付勢すること
を特徴とする請求の範囲第1項記載の複合液体
流計器。2 a a cylindrical valve seat extending through said hole and having a flange abutting upstream of said transverse wall and a threaded end downstream of said wall; b at said end of said valve seat; a threaded ring; c a circumferentially spaced array of rods projecting downstream from said ring and having downstream-facing shoulders; d a spring retainer abutting the shoulders of said rods; means for retaining a spring retainer against said shoulder; f said main valve being disposed within said array of rods facing a downstream end of said valve seat; and g said spring means retaining said main valve against said shoulder; 2. A composite liquid flow meter according to claim 1, wherein compression is applied between the retainer and the main valve to urge the main valve against the valve seat.
3 精度特性が、該計器容量の全流れ範囲にわた
り100パーセント精度から3%の範囲内にあるこ
とを特徴とする請求の範囲第1項又は第2項に記
載の複合液体流計器。3. A composite liquid flow meter according to claim 1 or 2, characterized in that the accuracy characteristics are within 3% of 100 percent accuracy over the entire flow range of the meter volume.
複合液体流計器
本発明は流れが広範囲の変化を受ける閉鎖導管
内の液体流の測定に関する。TECHNICAL FIELD This invention relates to the measurement of liquid flow in closed conduits where the flow is subject to a wide range of variations.
背 景
複合液体流計器は平行な流路を有し、そのうち
の1つは広範囲の比較的高い流量にわたつては正
確であるが公知の最小流量以下においては不正確
なタービン計器を含む。他方の流路は低い流量で
は正確だがタービン計器の最小流量より大きい低
い最大流量をもつ狭い範囲を有する計器を含む。
タービン計器を介する流路はその計器が不正確な
低い流量範囲時には弁により閉鎖されることが肝
要である。流量がタービン計器の最小の正確な流
量を超える時には迅速に開き、流量がその最小流
量以下に落ちる時には迅速に閉じるように前記弁
を流量に応じて迅速に作用するようにすることが
必要だと従来考えられていた。BACKGROUND A composite liquid flow meter has parallel flow paths, one of which includes a turbine meter that is accurate over a wide range of relatively high flow rates, but inaccurate below a known minimum flow rate. The other flow path contains an instrument that is accurate at low flow rates but has a narrow range with a lower maximum flow rate that is greater than the minimum flow rate of the turbine instrument.
It is essential that the flow path through the turbine instrumentation be closed by a valve in low flow ranges where the instrumentation is inaccurate. It is necessary to make the valve act quickly in response to the flow rate so that it opens quickly when the flow rate exceeds a minimum accurate flow rate of the turbine instrument and closes quickly when the flow rate falls below that minimum flow rate. previously thought.
多くの迅速作用する弁機構が従来提案されてい
る。例えばマツサン(Masson)等の米国特許第
36770084号およびペルト(Pelt)の米国特許第
4100800号を参照。従来の迅速作用する弁機構は
複雑である。マツサン(Masson)等は組合わさ
れたカムとトグル機構を用いている。ペルト
(Pelt)は2つのカムと1つの傾斜平面を含む複
雑な機構を用いている。迅速作用する弁機構を含
む従来の複合計器は弁が開きつつあるかまたは閉
じつつある流れの渡り範囲時に精度を低下した。
この精度の欠如は米国水道協会により公刊されそ
の規格C−702−78として示されているかかる計
器のための規格において認識されている。その規
格は弁が開きつつあるかまたは閉じつつある渡り
範囲においては複合計器が90%という低い最小精
度を有することを許すが、精度が97%より以下の
流量の総渡り範囲は制限される(例えば3インチ
計器に対して毎分当り20ガロン)ことを要求す
る。 Many fast-acting valve mechanisms have been proposed in the past. For example, US patent no.
36770084 and Pelt U.S. Patent No.
See issue 4100800. Conventional fast-acting valve mechanisms are complex. Masson et al. use a combined cam and toggle mechanism. Pelt uses a complex mechanism that includes two cams and an angled plane. Conventional composite instruments that include fast-acting valve mechanisms have reduced accuracy during flow transition ranges where the valve is opening or closing.
This lack of accuracy has been recognized in the standard for such meters published by the American Water Works Association and designated as Standard C-702-78. The standard allows the composite meter to have a minimum accuracy as low as 90% in the transition range where the valve is opening or closing, but the total flow rate transition range with an accuracy of less than 97% is limited ( For example, 20 gallons per minute for a 3-inch meter).
発明の簡単な要約
この複合液体流計器は所定の最小流よりも大き
な流れの範囲に対して正確である広範囲タービン
計器を含む主流路を有する。該計器はまた流量の
より低い範囲にわたつて正確である確実変位計器
等の公知の計器を介する平行な補助流路をも含
む。そのより低い範囲の上端はタービン計器の流
量の正確な範囲の低端と重なり合う。BRIEF SUMMARY OF THE INVENTION This composite liquid flow meter has a main flow path that includes a wide range turbine meter that is accurate over a range of flows greater than a predetermined minimum flow. The meter also includes parallel auxiliary flow paths through known gauges such as positive displacement gauges that are accurate over a lower range of flow rates. The upper end of that lower range overlaps the lower end of the turbine instrument flow rate accurate range.
該複合計器は1側の一部に沿つて開口し一端に
入口を、反対端に出口を有するケーシングを含
む。このケーシングは入口と出口との間に横断壁
を有し、該壁内の穴は主流路の一部である。 The compound instrument includes a casing that is open along a portion of one side and has an inlet at one end and an outlet at the opposite end. The casing has a transverse wall between the inlet and the outlet, and the hole in the wall is part of the main flow path.
簡単なポペツト弁として開示されている主弁が
前記穴を介する流れを制御する。その弁は該弁を
閉位置へと付勢するばねのための保持器をも兼ね
る弁案内を貫通して延びる心棒上に装着されてい
る。弁を介する流れがない時には、複合計器の上
流側と下流側との間での総圧力差は弁開放方向に
弁に作用する。弁と、心棒と、案内と、ばねとを
含む弁組立体はケーシング内の横断壁の下流側に
装着されている。 A main valve, disclosed as a simple poppet valve, controls flow through the hole. The valve is mounted on a stem that extends through a valve guide that also serves as a retainer for a spring that biases the valve into the closed position. When there is no flow through the valve, the total pressure difference between the upstream and downstream sides of the compound instrument acts on the valve in the direction of valve opening. A valve assembly including a valve, stem, guide, and spring is mounted downstream of the transverse wall within the casing.
ケーシングの開口側のためのカバーがケーシン
グ内のタービン計器を横断壁の上流側に支持す
る。タービン計器はきわめて正確な特性を有する
もの、即ち、タービンの回転を開始させる最小流
量より僅かに上まわる流量で高く且つ一定の精度
を得るものでなければならない。低範囲計器は前
記平行流路を収容するカバーにより支持されてい
る。 A cover for the open side of the casing supports turbine instruments within the casing upstream of the transverse wall. Turbine instruments must have very precise characteristics, ie, high and constant accuracy at flow rates slightly above the minimum flow rate that starts the turbine rotation. A low range instrument is supported by a cover containing the parallel flow paths.
補助流路は注意深く選択された大きさの固定オ
リフイスを含まねばならず、該オリフイスは主弁
が閉じた時における複合計器の両端間での圧力降
下を決定し、故に主弁が開き始める際の流量を決
定する。 The auxiliary flow path must contain a fixed orifice of carefully selected size that determines the pressure drop across the composite instrument when the main valve is closed, and therefore the pressure drop across the composite instrument when the main valve begins to open. Determine the flow rate.
補助流路はまた開状態に付勢され計器の両端間
での所定の圧力差に応じて閉じる2次流応答弁を
含んでもよい。この流れ応答弁は常に確実変位計
器を介する若干の流れがあるように最小の開口を
有している。 The auxiliary flow path may also include a secondary flow responsive valve that is biased open and closed in response to a predetermined pressure differential across the meter. This flow responsive valve has the smallest opening so that there is always some flow through the positive displacement meter.
この複合計器は低範囲計器のみが機能している
閉じた主弁位置と両計器が共に機能している開い
た主弁位置との間の渡り時に向上した精度を与え
る。主弁構体は流れが充分に大きい時にタービン
計器をオンにするべく円滑に開き、そして流れが
その計器のための最小の正確な流れ以下である時
にタービン計器をオフにするべく円滑に閉じる。 This composite instrument provides improved accuracy during the transition between the closed main valve position, where only the low range instrument is functioning, and the open main valve position, where both instruments are functioning. The main valve assembly smoothly opens to turn on the turbine instrument when the flow is large enough, and smoothly closes to turn off the turbine instrument when the flow is below the minimum correct flow for that instrument.
この円滑な作用はオリフイスの両端間、2次弁
の両端間および低範囲計器の両端間での圧力差の
和に等しい所定の圧力差において主弁を開放し始
める。流量が増大するにつれて、主弁の両端間で
の圧力差が増大して主弁を更に開きこの圧力差に
流れ速度によるヘツドを加えたものが2次流応答
弁を閉じさせて、その弁の最小開放により決定さ
れる値に小流量計器の速度を低下せしめる。流量
が減少するにつれて、主弁が閉じる時に少流量計
器がその最大容量の約50%で動作しているように
主弁が閉じる前に2次弁が開き、その後ゼロへの
すべての流下が少流量計器を介してのみ測定され
る。 This smooth action begins to open the main valve at a predetermined pressure difference equal to the sum of the pressure differences across the orifice, across the secondary valve, and across the low range meter. As the flow rate increases, the pressure difference across the main valve increases, opening it further, and this pressure difference plus the head due to the flow velocity causes the secondary flow responsive valve to close, causing that valve to close. Reduce the speed of the small flow meter to the value determined by the minimum opening. As the flow rate decreases, the secondary valve opens before the main valve closes so that when the main valve closes the low flow meter is operating at about 50% of its maximum capacity, and then all flow down to zero decreases. Measured only via flow meter.
第1図は本発明を実施した複合計器の概略図で
ある。第2図は第1図における2つの計器の出力
のための別のレジスタ配置の概略説明図である。
第3図は本発明を実施した複合計器の立面図であ
る。第4図は第3図の計器の平面図である。第5
図は第4図の5−5線上で見た大きく拡大した断
面図である。第5a図は第5図の5a−5a線上
で見た断片的断面図である。第6図は従来の複合
計器の典型的な精度特性を説明するグラフであ
る。第7図は複合計器に用いられた場合の従来の
少流量計器の流れ特性を示すグラフである。第8
図は本発明に従つて構成された複合計器の精度特
性を示す、第6図と同様なグラフである。第9図
は本発明の複合計器に用いられた場合の少流量器
の流れ特性を示す、第7図と同様なグラフであ
る。第10図は本発明の複合計器に用いるに適し
たタービン計器を示す断面図である。第11図は
第10図のタービン計器の精度特性を説明するグ
ラフである。
FIG. 1 is a schematic diagram of a composite instrument embodying the present invention. FIG. 2 is a schematic illustration of an alternative register arrangement for the outputs of the two instruments in FIG.
FIG. 3 is an elevational view of a composite instrument embodying the present invention. 4 is a plan view of the instrument of FIG. 3; FIG. Fifth
The figure is a greatly enlarged sectional view taken along line 5--5 in FIG. FIG. 5a is a fragmentary cross-sectional view taken along line 5a-5a in FIG. FIG. 6 is a graph illustrating typical accuracy characteristics of a conventional compound meter. FIG. 7 is a graph showing the flow characteristics of a conventional low flow meter when used in a compound meter. 8th
The figure is a graph similar to FIG. 6 showing the accuracy characteristics of a composite instrument constructed in accordance with the present invention. FIG. 9 is a graph similar to FIG. 7 showing the flow characteristics of a low flow device when used in the composite meter of the present invention. FIG. 10 is a sectional view showing a turbine instrument suitable for use in the composite instrument of the present invention. FIG. 11 is a graph illustrating the accuracy characteristics of the turbine instrument of FIG. 10.
詳細な説明
第1図
この図は本発明に従つて構成された複合流計器
を概略的に示す。該複合計器は広範囲タービン計
器2および弁機構3を含む主流路を介してあるい
は低流れ範囲計器8を含む平行補助流路10を介
して流れる液体を運ぶ導管1を含む。タービン計
器2は表示器5を作動し低範囲計器8は表示器9
を作動する。該複合計器を介する全流れは表示器
5および9から読取りを取つてそれらを加算する
ことにより得られる。DETAILED DESCRIPTION FIG. 1 This figure schematically depicts a combined flow meter constructed in accordance with the present invention. The composite instrument includes a conduit 1 carrying liquid flowing either through a main channel containing a wide range turbine instrument 2 and a valve mechanism 3 or via a parallel auxiliary channel 10 containing a low flow range instrument 8. Turbine instrument 2 operates indicator 5 and low range instrument 8 operates indicator 9
operate. The total flow through the composite meter is obtained by taking readings from indicators 5 and 9 and adding them.
弁機構3は心棒4a上に装着さればね6により
閉位置へと付勢されたポペツト弁4を含む。心棒
4aは液体の通過を許すべく他の穴7aを有する
壁7内の穴の中に摺動自在に装着されている。 Valve mechanism 3 includes a poppet valve 4 mounted on a mandrel 4a and biased to a closed position by a spring 6. The mandrel 4a is slidably mounted in a hole in the wall 7 which has another hole 7a to allow passage of liquid.
補助流路10内には穴17aを有する壁17上
に一端を固定された板ばねとして示されている弁
15が好ましくは計器8から上流に設けられてい
る。弁15は開位置へと自己付勢されており該弁
の両端間の圧力差により閉位置へと可動である。
弁15は穴15aをそなえており、この穴は弁1
5の閉鎖時にも計器8を介する最小流を許す働き
をなす。 In the auxiliary channel 10 there is preferably provided a valve 15, shown as a leaf spring fixed at one end on a wall 17 with a hole 17a, preferably upstream from the meter 8. Valve 15 is self-energized to the open position and is movable to the closed position by the pressure differential across the valve.
The valve 15 is provided with a hole 15a, which is connected to the valve 1.
It serves to allow a minimum flow through the meter 8 even when the meter 5 is closed.
計器8から下流には、固定オリフイス16が設
けられており、この直径はその両端間での圧力降
下が弁4が開く際の流量を決定すべくばね6のば
ね率と釣合うように選択されている。 Downstream from the meter 8 is a fixed orifice 16, the diameter of which is selected such that the pressure drop across it balances the spring rate of the spring 6 to determine the flow rate when the valve 4 opens. ing.
複合計器の入口と出口との間での圧力降下は主
計器2の両端間での圧力降下と主弁4の両端間で
の圧力降下との間で主流路内において分割され
る。補助流路内では、入口と出口との間での圧力
降下は弁15の両端間、計器8の両端間およびオ
リフイス16の両端間での圧力降下の和である。 The pressure drop between the inlet and the outlet of the composite meter is divided in the main flow path between the pressure drop across the main meter 2 and the pressure drop across the main valve 4. In the auxiliary flow path, the pressure drop between the inlet and the outlet is the sum of the pressure drops across valve 15, across meter 8, and across orifice 16.
弁15の主たる機能はタービン計器2がその精
度特性(第11図)の一定部分に達した後に少流
量計器8を介する流れを減少せしめることにあ
る。かかる時には計器8が高速で連続的に作動す
るのを防止することにより摩耗を減少させるため
に計器8の速度を低下せしめることが望ましい。
一方、それを低速度での作動状態に保つことも望
ましい、何故ならある設備におけるタービン計器
は長期間にわたつて高速で作動しうるからであ
る。それらの期間中に少流量計器が停止すること
を許されると、それは位置的に固定されタービン
計器を介する流れが減少せしめられる時に再び始
動することができなくなることが考えられる。 The primary function of valve 15 is to reduce the flow through low flow meter 8 after turbine meter 2 has reached a certain portion of its accuracy characteristic (FIG. 11). At such times, it is desirable to reduce the speed of the meter 8 in order to reduce wear by preventing the meter 8 from operating continuously at high speeds.
On the other hand, it is also desirable to keep it operating at low speeds, since turbine instruments in some installations can operate at high speeds for long periods of time. If the low flow meter is allowed to shut down during those periods, it is conceivable that it will become fixed in position and will not be able to start up again when the flow through the turbine meter is reduced.
上述の機能が必要とされない設備に対しては、
弁15は省略してもよい。 For equipment where the above functions are not required,
Valve 15 may be omitted.
導管1を介する流れがない時には、弁4は複合
計器の入口と出口との間での圧力差を受け、該弁
はばね6により閉状態に保持される。流れが増大
するにつれて、その圧力差は増大する。ばね6の
力とオリフイス16および少流量計器8の特性と
によつて確立された所定の流量において、圧力差
は弁4の開運動を開始させるに充分に大きくな
る。 When there is no flow through conduit 1, valve 4 is subject to a pressure difference between the inlet and outlet of the composite meter and is held closed by spring 6. As the flow increases, the pressure difference increases. At a given flow rate established by the force of spring 6 and the characteristics of orifice 16 and low flow meter 8, the pressure difference becomes large enough to initiate the opening movement of valve 4.
第2図
この図はタービン計器2を介する流れと確実変
位計器8を介する流れとの和を決定するための別
の装置を概略的に示す。タービン計器2はトラン
スミツタ11を作動し確実変位計器8はトランス
ミツタ12を作動する。トランスミツタ11およ
び12は加算器13を駆動し、該加算器はレジス
タ14を駆動する。レジスタ14は両計器の読取
りの和を表示する。レジスタの代りに記録器を用
いてもよい。FIG. 2 This figure schematically shows another device for determining the sum of the flow through the turbine instrument 2 and the flow through the positive displacement instrument 8. Turbine instrument 2 operates transmitter 11 and positive displacement instrument 8 operates transmitter 12. Transmitters 11 and 12 drive adder 13, which drives register 14. Register 14 displays the sum of both meter readings. A recorder may be used instead of a register.
第3図〜第5図
これらの図は本発明の好ましい一実施例を詳細
に示す。この複合計器は第5図に20aで示すよ
うに頂部において開口しボルト22で定位置に保
持されたカバー21により閉鎖されたケーシング
20を含む。ガスケツト18がケーシング20と
カバー21との間の連結部を密封している。ケー
シシング20は図で見て右端に入口20bを、左
端に出口20cを有する。横断壁23が入口20
bと出口20cとの間の中間でケーシング20を
横切つて延びており、中央穴23aをそなえてい
る。FIGS. 3-5 These figures illustrate in detail one preferred embodiment of the invention. The compound instrument includes a casing 20, shown at 20a in FIG. 5, which is open at the top and closed by a cover 21 held in place by bolts 22. A gasket 18 seals the connection between the casing 20 and the cover 21. The casing 20 has an inlet 20b at the right end and an outlet 20c at the left end when viewed in the figure. The cross wall 23 is the entrance 20
It extends across the casing 20 intermediate between b and outlet 20c and has a central hole 23a.
横断壁23上には穴23aを貫通して延び壁2
3の上流面と係合するフランジ25aを有する弁
座25を含む弁組立体24が装着されている。フ
ランジ25aと壁23との間には密封リング26
が設けられている。弁座25は壁23を介して突
出している。弁座25の突出端上にはリング27
が螺合されている。リング27は壁23から下方
に突出する複数の周方向に離隔したスタツド30
を担持している。案内兼保持器31はスタツド3
0上の肩部と係合すべく穴をあけられたフランジ
31aを有する。フランジ31aはナツト32に
よつてスタツド30上に定位置に保持されてい
る。案内兼保持器31は弁座25と協力する弁3
4を支持する弁心棒33のための案内として作用
する内曲した中央円錐31bをそなえた深い皿形
形状を有する。弁34と案内兼保持器31との間
にはコイルばね35が圧縮状態に保持されてい
る。 A wall 2 is provided on the transverse wall 23 and extends through the hole 23a.
A valve assembly 24 is mounted which includes a valve seat 25 having a flange 25a that engages the upstream surface of the valve. A sealing ring 26 is provided between the flange 25a and the wall 23.
is provided. The valve seat 25 projects through the wall 23. A ring 27 is placed on the protruding end of the valve seat 25.
are screwed together. Ring 27 includes a plurality of circumferentially spaced studs 30 projecting downwardly from wall 23.
is carried. The guide and retainer 31 is the stud 3
It has a flange 31a drilled to engage a shoulder on the 0. Flange 31a is held in place on stud 30 by nuts 32. The guide and retainer 31 cooperates with the valve seat 25 of the valve 3
It has a deep dish-shaped shape with an incurved central cone 31b that acts as a guide for the valve stem 33 supporting the valve stem 33. A coil spring 35 is held in a compressed state between the valve 34 and the guide/retainer 31.
カバー21は壁23の上流側に位置するタービ
ン計器36をケーシング20内に支持する。計器
36は第10図に示した従来のタービン計器74
の感度と同様な少流量に対する感度を有していな
ければならず、少流量におけるその精度特性は第
11図に示されている。計器36は公知構成の表
示器40(第3図)を駆動する回転永久棒磁石3
8をその上端において担持する上向きに延びる軸
37を駆動する。計器36の下流端は成形された
密封リング39によりフランジ25aに対して密
封されている。 Cover 21 supports turbine instrumentation 36 located upstream of wall 23 within casing 20 . Instrument 36 is a conventional turbine instrument 74 shown in FIG.
It must have a sensitivity to low flow rates similar to that of , and its accuracy characteristics at low flow rates are shown in FIG. The meter 36 is a rotating permanent bar magnet 3 that drives a display 40 (FIG. 3) of known construction.
8 at its upper end. The downstream end of the meter 36 is sealed to the flange 25a by a molded sealing ring 39.
カバー21はまた下向き円板型の公知の確実変
位計器でよい少流量計器41をも担持している。
計器41はもう1つの永久磁石42を駆動し、こ
の永久磁石は表示器43(第3図)を駆動する。
少流量計器41はカバー21内にすつぽりと位置
せしめられ、下端がねじ45により定位置に保持
された板44により閉鎖された室内に保持されて
いる。 Cover 21 also carries a low flow meter 41, which may be a known positive displacement meter of the downward disc type.
Gauge 41 drives another permanent magnet 42, which drives a display 43 (FIG. 3).
The low flow meter 41 is positioned snugly within the cover 21 and is held in a closed chamber at its lower end by a plate 44 held in place by screws 45.
カバー21から下方にスタツド46が突出して
いる。タービン計器36の頂部には棒47が固定
されボルト48によつてスタツド46に取付けら
れている。 A stud 46 projects downward from the cover 21. A rod 47 is fixed to the top of the turbine instrument 36 and is attached to the stud 46 by a bolt 48.
入口20bから確実変位計器41を介する平行
な補助流路はタービン計器36の上流端における
狭い空間(図示矢印50)を介して次いでカバー
21の下側に装着された弁52を介してたどられ
る。弁52は第5a図に最も良く示されており、
同図に示された開位置へと自己付勢された簡単な
板ばね弁として示されている。該板ばね弁52は
カバー21の横断壁51内の開口51aと心合し
た開口52aをそなえている。弁52の両端間で
の圧力降下が増大するにつれて、該弁は円滑に閉
じ、その時開口52aは計器41を介する最大流
を制限する作動制限となる。横断壁51はカバー
21を横切つて延びケーシング20内の横断壁2
3と心合している。補助流路は開口51aを介し
て確実変位計器41を収容する室内へと延びてい
る。該補助流路はその計器から出口通路21bお
よび選択された寸法の限定部53を介して出口2
0cへと延びている。 A parallel auxiliary flow path from inlet 20b through positive displacement instrument 41 is followed through a narrow space (illustrated arrow 50) at the upstream end of turbine instrument 36 and then through a valve 52 mounted on the underside of cover 21. . Valve 52 is best shown in Figure 5a;
It is shown as a simple leaf spring valve that is self-biased to the open position shown in the figure. The leaf spring valve 52 has an opening 52a aligned with an opening 51a in the transverse wall 51 of the cover 21. As the pressure drop across the valve 52 increases, the valve smoothly closes, and the opening 52a then becomes an operational limit that limits the maximum flow through the meter 41. A transverse wall 51 extends across the cover 21 and connects the transverse wall 2 within the casing 20.
I agree with 3. The auxiliary flow path extends through the opening 51a into the chamber housing the positive displacement instrument 41. The auxiliary flow path leads from the meter to the outlet 2 via the outlet passage 21b and a restriction 53 of selected dimensions.
It extends to 0c.
複合計器を組立てるに当つては、弁組立体24
をケーシング20の横断壁23上に装着する。カ
バー21上に計器36および41を装着する。次
いで、カバーと2つの計器とから成る組立体をケ
ーシング20上に定位置に載せる。計器36はす
べての側部上に適切な空隙をもつた状態でケーシ
ング20の頂部内の開口20aを貫通する。次い
でカバー組立体をボルト22で定位置に締付ける
と複合計器が完成する。 When assembling the composite instrument, the valve assembly 24
is mounted on the transverse wall 23 of the casing 20. Instruments 36 and 41 are mounted on cover 21. The assembly consisting of the cover and two instruments is then placed in place on the casing 20. Gauge 36 passes through opening 20a in the top of casing 20 with appropriate clearance on all sides. The cover assembly is then tightened in place with bolts 22 to complete the composite instrument.
第6図〜第7図
これらの図は典型的な従来の複合流計器の精度
を示す。この技術界で用いられるごとき「パーセ
ント精度」なる用語は数字が100%より低い場合
には低い読取りを、読取りが100%を超える場合
には高い読取りを意味する。FIGS. 6-7 These figures illustrate the accuracy of typical conventional combined flow meters. The term "percent accuracy" as used in the art refers to a low reading if the number is less than 100% and a high reading if the reading is greater than 100%.
第6図において、実線61は米国水道協会規格
C−702−78により確立されているごとき複合計
器に対する満足な低読取り精度限度を示す。直線
64は同規格により確立されているごとき満足な
高読取り精度限度を示す。線61には毎分当り約
6ガロンと毎分当り33ガロンの間で満足な低読取
り精度が90%に下がる域があるのに対し、他の域
ではその範囲のきわめて低い端を除いてそれは97
%に維持れる。これは計器が確実変位計器から両
計器が共に機能している状態へと変る渡り域であ
る。点線曲線62は増大する流れの条件下での典
型的な従来の複合流計器の精度特性を示し、実線
曲性63は減少する流れの条件下での同計器の精
度特性を示す。 In FIG. 6, solid line 61 indicates the acceptable low reading accuracy limit for composite meters as established by American Water Works Association Standard C-702-78. Straight line 64 represents a satisfactory high reading accuracy limit as established by the same standard. Line 61 has an area where the satisfactory low reading accuracy drops to 90% between about 6 gallons per minute and 33 gallons per minute, whereas in other areas it is low except at the very low end of that range. 97
% can be maintained. This is the transition region where the instrument changes from a positive displacement instrument to a condition where both instruments are functioning together. The dashed curve 62 shows the accuracy characteristic of a typical conventional compound flow meter under conditions of increasing flow, and the solid curve 63 shows the accuracy characteristic of the same meter under conditions of decreasing flow.
点線曲線65は従来の複合計器の両端間でのヘ
ツド損失の流れ増大につれての変化を示す。実線
曲線66は流え減少時における同計器に対するヘ
ツド損失を示す。第7図には、増大する流れの条
件下での確実変位計器を介する流れの変化が点線
67により示されている。実線68は減少する流
れの条件下での確実変位計器を介する対応流量を
示す。 Dashed curve 65 shows the variation of head loss across a conventional composite meter as the flow increases. Solid curve 66 shows the head loss for the meter at reduced flow. In FIG. 7, the change in flow through the positive displacement meter under conditions of increasing flow is shown by dotted line 67. Solid line 68 shows the corresponding flow rate through the positive displacement meter under conditions of decreasing flow.
第8図〜第11図
第8図および第9図はそれぞれ第6図および第
7図に対応するが、本発明の複合計器の特性を示
す。第8図において、線61,64は第6図にお
いて同様な数字を付した線と同じであつて、複合
計器に対する満足な精度限度を示す。曲線71は
本発明に従つて構成された計器を精度を示す。そ
の曲線は増大する流れに対しても減少する流れに
対しても同じである。曲線72は本発明に従つて
構成された複合計器の両端間でのヘツド損失の流
れにつれての変化を示す。第9図における曲線7
3は下向き円板型の確実変位計器でよい少流量計
器8または41を介する流れの、完全な複合計器
への流れの総範囲にわたつての変化を示す。該円
板計器は毎分当り約15ガロンまでの流れの大部分
を測定し、その後弁4または34が開き始め円板
計器を介する流量は第5図中の弁52または第1
図中の弁15の閉鎖により減少する。FIGS. 8 to 11 FIGS. 8 and 9 correspond to FIGS. 6 and 7, respectively, and illustrate the characteristics of the composite meter of the present invention. In FIG. 8, lines 61 and 64 are the same as similarly numbered lines in FIG. 6 and indicate acceptable accuracy limits for the compound instrument. Curve 71 illustrates the accuracy of an instrument constructed in accordance with the present invention. The curve is the same for increasing and decreasing flows. Curve 72 shows the variation in head loss across a composite instrument constructed in accordance with the present invention. Curve 7 in Figure 9
3 shows the change over the entire range of flow through the low flow meter 8 or 41, which may be a positive displacement meter of the downward disc type, to the complete composite meter. The disc meter measures most of the flow up to about 15 gallons per minute, after which valve 4 or 34 begins to open and the flow through the disc meter begins to flow through valve 52 or valve 1 in FIG.
It decreases by closing the valve 15 in the figure.
第10図は当技術界で知られている型式のター
ビン計器74を示し、これは特に本発明に従つて
構成された複合計器に用いるに適している。第1
0図のタービン計器74は軸受77および78内
に軸承された軸76上に固定された羽根車75を
含む。軸76の両端は2つのスラスト埋め金81
および82に対面している。該軸の端遊びはスラ
スト埋め金81を担持するスタツド84上で旋回
するナツト83により調節しうる。軸76は固定
壁93の反対側におけるもう1つの磁石92と協
力する磁石91を上端に担持する垂直軸88を駆
動する歯車列87(詳細には図示せず)の一部を
形成する大きな歯車86と協力するピニオン歯車
85を担持している。磁石91および92はソー
トホール(Southall)の米国特許第3442126号に
従つて磁気的カプリングとして配列してよい。タ
ービン計器74は、いつたんその最小流量を超え
ると、第11図に曲線93の少流量部分上の急峻
な勾配で示したごとく、急速に加速する。この急
速な加速特性は端部負荷を制限すべく調節可能な
端遊びをもつて離隔した軸受77および78内で
旋回する活軸上に回転子75を支持することによ
つて達成される。タービン75と磁石91の軸8
8との間の減速歯車列は羽根車75に磁石30に
まさる実質的な機械的利点を与え従つて高率の加
速に寄与する。更に、磁石によるすべてのスラス
トは軸88を担持する軸受上に支持され、羽根車
75へ逆に伝えられることはない。磁石91、軸
88および歯車列77は摩擦を更に減少せしめる
ように毛管密封具を介して供給される清潔な液体
中で動作する。従つて、羽根車75は容易に始動
し、第11図に曲線93で示すごとくその精度が
約100%となる速度に迅速に加速する。 FIG. 10 shows a turbine instrument 74 of the type known in the art, which is particularly suited for use in complex instruments constructed in accordance with the present invention. 1st
Turbine instrument 74 in FIG. 0 includes an impeller 75 fixed on a shaft 76 mounted in bearings 77 and 78. Two thrust fillers 81 are provided at both ends of the shaft 76.
and 82. The end play of the shaft can be adjusted by a nut 83 pivoting on a stud 84 carrying a thrust filler 81. The shaft 76 is a large gear forming part of a gear train 87 (not shown in detail) which drives a vertical shaft 88 carrying a magnet 91 at its upper end which cooperates with another magnet 92 on the opposite side of the fixed wall 93. It carries a pinion gear 85 in cooperation with 86. Magnets 91 and 92 may be arranged as a magnetic coupling in accordance with Southall US Pat. No. 3,442,126. Once the turbine meter 74 exceeds its minimum flow rate, it accelerates rapidly, as shown by the steep slope on the low flow portion of curve 93 in FIG. This rapid acceleration characteristic is achieved by supporting rotor 75 on a live shaft that pivots in spaced bearings 77 and 78 with adjustable end play to limit end loads. Shaft 8 of turbine 75 and magnet 91
The reduction gear train between 8 and 8 gives impeller 75 a substantial mechanical advantage over magnet 30 and thus contributes to a high rate of acceleration. Furthermore, all thrust by the magnet is carried on the bearing carrying the shaft 88 and is not transmitted back to the impeller 75. Magnet 91, shaft 88 and gear train 77 operate in a clean liquid supplied through a capillary seal to further reduce friction. Therefore, impeller 75 starts easily and quickly accelerates to a speed at which its accuracy is approximately 100%, as shown by curve 93 in FIG.
第9図中の円板計器流れ曲線73はゼロ流から
徐々に増大して73aで示すごとき最大値に達
し、続いて73bで示すごとく流れが急激に減少
する。この急激な減少は第5図における弁52ま
たは第1図における弁15の閉鎖により生じるも
のである。その弁が閉鎖された後、円板計器は複
合計器を介するすべてのより高い流量に対して低
い流量で動作する状態に維持される。円板計器を
介するこの低い流量は該円板計器が長期間にわた
つて静止状態を保つべき場合に生じる恐れのある
被測定液体からの鉱物の沈澱により円板計器が付
着するのを防止するためのものである。第8図に
おいて、精度曲線71の初期部分71aは少流量
計器によるものであるがほぼ点71bにおいて
は、タービン計器の曲線は円板計器を介するそれ
よりも実質的に大きくなり曲線71の部分71c
はほぼすべてタービン計器によるものであること
がわかる。 The disc meter flow curve 73 in FIG. 9 gradually increases from zero flow until it reaches a maximum value as shown at 73a, and then the flow decreases rapidly as shown at 73b. This rapid decrease is caused by the closing of valve 52 in FIG. 5 or valve 15 in FIG. 1. After the valve is closed, the disk meter remains operating at a lower flow rate for all higher flow rates through the compound meter. This low flow rate through the disc meter is to prevent the disc meter from becoming fouled by mineral precipitation from the liquid being measured, which may occur if the disc meter is to remain stationary for long periods of time. belongs to. In FIG. 8, the initial portion 71a of the accuracy curve 71 is due to the low flow meter, but at approximately point 71b, the curve for the turbine meter becomes substantially larger than that via the disc meter, and the curve 71 becomes portion 71c.
It can be seen that almost all of the results are due to turbine instruments.
複合計器において第8図の維持された高い精度
特性を確保するためには、採用されるタービン計
器が増大する流れに応じて急速な加速特性を有す
ることが肝要である。また第1図に3で示すごと
くあるいは第5図に34で示すごとく、徐々に開
く簡単な主弁機構を用いることも肝要である。 In order to ensure the maintained high accuracy characteristics of FIG. 8 in a composite instrument, it is essential that the turbine instrument employed has rapid acceleration characteristics in response to increasing flow. It is also important to use a simple main valve mechanism that opens gradually, as shown at 3 in FIG. 1 or 34 in FIG.
第1図の補助弁15も第5図の補助弁52も共
に少流量計器から上流に位置しおり、そして第1
図の限定オリフイス16も第5図の限定オリフイ
ス53も共に少流量計器から下流に位置してい
る。補助弁を低流計器から上流または下流に位置
せしめることは可能である。しかし、計器からす
ぐ上流にオリフイスを位置せしめると該計器を介
する流れの乱れを増大せしめがちであり、且つそ
の精度を乱す恐れがある。弁15および52は都
合のためそのそれぞれの計器の上流に示されてい
る。 Both the auxiliary valve 15 of FIG. 1 and the auxiliary valve 52 of FIG.
Both the illustrated limiting orifice 16 and the limiting orifice 53 of FIG. 5 are located downstream from the low flow meter. It is possible to locate the auxiliary valve upstream or downstream from the low flow meter. However, locating the orifice immediately upstream from the meter tends to increase turbulence in the flow through the meter and can disrupt its accuracy. Valves 15 and 52 are shown upstream of their respective instruments for convenience.
以上、少流量計器を下向き円板型の確実変位計
器として説明したが、本発明の複合計器において
は他の適当な型式の少流量計器を用いてもよい。 Although the low flow meter has been described above as a downward disc type positive displacement meter, other suitable types of low flow meter may be used in the composite meter of the present invention.
上述し且つ第6図、第7図、第8図、第9図お
よび第11図に示した特定の尺度および流量は計
器の大きさによつて決定されるものであつて本発
明の制限として考えられるべきではない。 The specific scales and flow rates described above and shown in FIGS. 6, 7, 8, 9 and 11 are determined by the size of the meter and are a limitation of the present invention. It shouldn't be considered.
本発明においては、補助流路に低流測定計器を
通る流れを制御する補助弁を設け、また、主弁を
閉鎖位置に付勢するばね手段を設けている。この
主弁を閉鎖位置に付勢するばね手段を設けたこと
により、主弁の動作が円滑になり主弁の動作によ
つて圧力衝撃やサージを生ずることがなく、ま
た、補助弁を設けたことにより、主弁が開いてい
るときにこの補助弁が補助通路を通る流れを制限
し、主通路を通る総流量を結果として高くすると
いう効果がある。 In accordance with the present invention, the auxiliary flow path is provided with an auxiliary valve for controlling the flow through the low flow meter and is provided with spring means for biasing the main valve into a closed position. By providing a spring means to bias the main valve to the closed position, the operation of the main valve is smooth and no pressure shock or surge occurs due to the operation of the main valve. This has the effect that this auxiliary valve restricts the flow through the auxiliary passage when the main valve is open, resulting in a higher total flow rate through the main passage.
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