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大容量消防水表
申请号	CN200510082494.3	申请日	2005-07-04	公开(公告)号	CN1714888B	公开(公告)日	2011-07-27
申请人	亚瑟·A·亨迪;			发明人	亚瑟·A·亨迪;
摘要	一种大容量水表，特别是用于灭火系统，在平常的时期和水从水源以高速流到喷水灭火系统以便对付住宅火灾时的火灾事故时期，通过该水表可测量居民使用的水量。该水表具有双元件过滤器组件，该组件包括用于捕获砂子和其它悬浮颗粒的外过滤器和被外过滤器包围并与之间隔、同轴对准的内过滤器。该可调流量控制涡轮组件具有响应于水流的转子，该可调流量控制涡轮组件容纳在内过滤器中。该涡轮组件和该双元件过滤器组件在水表中相互连接，从而通过穿过过滤器组件到涡轮组件的径向和轴向流动路径产生不间断水流。
权利要求	1.一种高容量水表，包括：水表主体，具有入口和出口，入口和出口之间形成流动路径；记录器，连接在所述水表主体上，以提供沿所述入口和出口之间的所述流动路径流动的水量的指示；涡轮组件，位于所述流动路径中并响应于沿其流动的水，所述涡轮组件与所述记录器连通；和双元件过滤器组件，位于所述流动路径中在所述涡轮组件的前面，所述双元件过滤器组件包括一个内过滤器和包围所述内过滤器并与之间隔开的一个外过滤器，以便从沿所述流动路径向所述涡轮组件流动的水中去除颗粒物质。 2.如权利要求1所述的高容量水表，其中所述双元件过滤器组件的内外过滤器可分离地相互连接。 3.如权利要求1所述的高容量水表，其中所述双元件过滤器组件的外过滤器具有一系列沿其延伸并向内突出的肋，所述肋接合所述内过滤器，从而将所述内过滤器限制在所述外过滤器中。 4.如权利要求3所述的高容量水表，其中沿所述双元件过滤器组件的外过滤器延伸的所述一系列肋中的每个肋都具有形成在其中的基座，所述内过滤器具有从其向外突出的唇，所述唇容纳在形成于所述一系列肋中的基座中，以将所述内过滤器定位在所述外过滤器中。 5.如权利要求3所述的高容量水表，其中还包括位于所述主体中的过滤器组件支撑件，所述主体为中空的，沿所述外过滤器的一系列肋延伸超过所述双元件过滤器组件，并安放在所述过滤器组件支撑件上，这样所述外过滤器和由所述外过滤器环绕的所述内过滤器从所述过滤器组件支撑件上直立向上并与之间隔开，从而使得水流路径延伸到所述过滤器组件下面。 6.如权利要求5所述的高容量水表，其中所述涡轮组件位于所述双元件过滤器组件的内过滤器中，从而位于所述过滤器组件后面的水流路径中。 7.如权利要求6所述的高容量水表，其中所述涡轮组件具有从其上突出的引导销，并且所述双元件过滤器组件的内过滤器具有形成在其中的定位槽口，当所述涡轮组件定位在内过滤器中时，所述引导销由所述定位槽口容纳。 8.如权利要求6所述的高容量水表，其中所述涡轮组件具有从其向下突出的心轴，该心轴穿过所述双元件过滤器组件以便被所述过滤器组件支撑件容纳，通过该心轴，所述涡轮组件从所述过滤器组件支撑件直立向上以便容纳在所述内过滤器中。 9.如权利要求8所述的高容量水表，其中所述过滤器组件支撑件具有形成在其中的心轴安装凹部，从所述涡轮组件向下突出并穿过所述双元件过滤器组件的心轴容纳在所述心轴安装凹部中。 10.如权利要求1所述的高容量水表，其中所述双元件过滤器组件的内过滤器包括敞开顶部、穿孔底部和具有穿过其形成的多个开口的圆柱形侧部。 11.如权利要求10所述的高容量水表，其中所述双元件过滤器组件的外过滤器包括敞开顶部、敞开底部和具有穿过其形成的多个开口的圆柱形侧部，所述内过滤器以间隔开的同轴对准方式容纳在所述外过滤器中。 12.如权利要求11所述的高容量水表，其中穿过所述外过滤器的侧部形成的多个开口的面积比穿过所述内过滤器的侧部形成的多个开口的面积大。 13.如权利要求11所述的高容量水表，其中穿过所述水表主体在所述入口和出口之间的水流路径，通过所述同轴对准的内外过滤器的侧部而穿过所述双元件过滤器组件径向延伸，并通过所述外过滤器的敞开底部和所述内过滤器的穿孔底部而穿过所述双元件过滤器组件轴向延伸。 14.用于高容量的水表的组合体，其中所述水表包括：水表主体，具有入口和出口，入口和出口之间形成流动路径；和记录器，连接在所述水表主体上，以提供沿所述入口和出口之间的所述流动路径流动的水量的指示；所述组合体包括：涡轮组件，位于所述流动路径中并响应于沿其流动的水，所述涡轮组件与所述记录器连通；和双元件过滤器组件，位于所述流动路径中在所述涡轮组件的前面，所述双元件过滤器组件包括一个内过滤器和包围所述内过滤器并与之间隔开的一个外过滤器，以便从沿所述流动路径向所述涡轮组件流动的水中去除颗粒物质，所述涡轮组件容纳在所述内过滤器中。 15.如权利要求14所述的组合体，还包括位于所述水表主体中的用于过滤器组件及涡轮组件的支撑件，所述双元件过滤器组件从所述用于过滤器组件及涡轮组件的支撑件直立向上并与之间隔开，所述双元件过滤器组件的内过滤器中的所述涡轮组件具有从其向下突出的心轴，该心轴延伸穿过所述过滤器组件以便容纳在所述用于过滤器组件及涡轮组件的支撑件中，使得至所述涡轮组件的流动路径延伸到所述过滤器组件下面。 16.如权利要求14所述的高容量水表，其中所述双元件过滤器组件的内过滤器包括敞开顶部、穿孔底部和具有穿过其形成的多个开口的圆柱形侧部。 17.如权利要求16所述的高容量水表，其中所述双元件过滤器组件的外过滤器包括敞开顶部、敞开底部具有穿过其形成的多个开口的圆柱形侧部，所述内过滤器以间隔开的同轴对准方式容纳在所述外过滤器中。 18.如权利要求17所述的高容量水表，其中过所述外过滤器的侧部形成的多个开口的面积比穿过所述内过滤器的侧部形成的多个开口的面积大。 19.如权利要求17所述的高容量水表，其中穿过所述水表主体在所述入口和出口之间的水流路径，通过所述同轴对准的内外过滤器的侧部而穿过所述双元件过滤器组件径向延伸，并通过所述外过滤器的敞开底部和所述内过滤器的穿孔底部而穿过所述双元件过滤器组件轴向延伸。
说明书全文	大容量消防水表技术领域 [0001] 本发明涉及大容量水表，具体说，涉及整合在通常包括用于对付住宅火灾的喷水灭火系统类的灭火系统中的消防水表。用于处理大量水的双元件过滤器组件连接到涡轮组件上，从而在火灾时精确测量耗水量并提供不间断的水流。背景技术 [0002] 很久以来，用水表来测量通过供水管线的民用和商用水的体积。在居民迅速增加的地区(例如，拉斯维加斯)，房屋、公寓和共管大楼彼此非常靠近地建在狭窄的街道上。由于这种新居住结构的高密度，救火车由于从窄的车道上受阻而很难迅速靠近远处结构中的火。为了消除这种潜在危险，现在很多新的居住建筑建有喷水灭火系统，作为灭火系统的一部分。在由于救火车不能足够靠近一结构以便充分对付在那蔓延的火而使当地消防部门的反应被耽误或者受到妨碍的情况下，喷水灭火系统对住宅火灾的即时反应对于人员和财产都是非常有利的。 [0003] 在这方面，采用标准容积式水表来检测居住区平时的耗水量和火灾期间喷水灭火系统被激活时的耗水量。在罕有的住宅火灾事故中，短时间内消耗的水量远远大于同一居住区平时的耗水量。但是，传统容积式水表包括一个测量室，该测量室在某些情况下不能应付通常喷水灭火系统扑灭住宅火灾所需要的大量涌出的水。 [0004] 就是说，已知高速、大输出水率水流会引起传统容积式水表的测量室锁闭。在某些情况下，与传统水表相连的现有过滤器较小，并且容易被水流中夹杂的砂子或类似颗粒物质堵塞。在另一些情况下，会引起流动限制，这会在水表的入口侧导致压头损失，压头损失会对出口侧流出水流的速度产生不利影响。不论那种情况，水表会失灵或者不能提供灭火系统对付住宅建筑火灾所需的连续大容量、高流速的水流。 [0005] 因此，需要这样一种水表，它能与灭火系统连接使用，并具有这样的测量室，当必须测量以高速流动的大量的水并将其供应到喷水灭火系统中以便对付住宅建筑火灾时，这种测量室在紧急情况中不可能被堵塞或引起水表失效。发明内容 [0006] 概括说，此处公开的水表尤其适用于与灭火系统连接使用，在发生意外的情况下，当需要大量的水来充分扑灭(住宅)建筑火灾时，通过该水表可向喷水灭火系统提供不间断的水流。该消防水表包括一个中空主体，在其中可调流量控制涡轮组件连接到双元件过滤器组件上。该涡轮组件包括具有一套叶轮片的转子和具有转子轴的底座，转子安装在该转子轴上以便旋转，从而在通常的情况下和在紧急的情况下提供住宅使用者消耗的水量的指示。涡轮组件的底座还包括一系列流动通路和形成在其中的多个可变尺寸入水孔，通过它们可选择性地控制经过涡轮组件流向其转子的水量。 [0007] 该双元件过滤器组件包括篮子形状内过滤器和圆柱形状外过滤器。该篮子形状内过滤器具有敞开顶部和穿孔底部。在组装结构中，内过滤器位于外过滤器的内部，涡轮组件容纳在内过滤器的内部。系列肋沿外过滤器的内部纵向延伸，从而与内过滤器接合，以与外过滤器间隔开并同轴对准的方式固定该内过滤器。该肋延伸到外过滤器下面，因此该过滤器组件安放在过滤器组件支撑板上面并从其上向上直立，水表底板向该过滤器组件支撑板施加压力。多个开口穿过双元件安过滤器组件的内外过滤器中每个的侧面形成。穿过外过滤器的开口的面积大于穿过内过滤器的开口。因此，通过过滤器组件侧面形成的孔和内过滤器的穿孔底部，建立起至内过滤器中的涡轮组件的转子的相对较大的径向和轴向延伸流动路径。 [0008] 利用其中容纳涡轮组件的双元件过滤器组件，砂子和类似颗粒物质会从水中去除，从而不会阻碍流向转子的水流。同样，穿过内外过滤器形成的孔和篮子形状的内过滤器的穿孔底部提供较大的路径，水可沿其流到涡轮组件。因此，过滤器组件不可能被堵塞，穿过涡轮组件的水压也不会下降，因此在正常和紧急情况下可避免水表失效并确保不间断的水流。附图说明 [0009] 图1是根据本发明优选实施例的大容量消防水表； [0010] 图2是一个分解视图，通过该图示出图1消防水表的可调流量控制涡轮组件和双元件过滤器组件，二者组装来精确测量耗水量并提供不间断的水流； [0011] 图3示出容纳在过滤器组件中并连接在其上从而位于水表内部的涡轮组件的侧视图；以及 [0012] 图4示出图3连接到过滤器组件的涡轮组件的仰视图。具体实施方式 [0013] 图1和2示出形成本发明的大容量消防水表的优选实施例。水表1包括中空主体3，该中空主体与轴向对准的入口和出口5和7流体连通。如图所示，入口5和出口7具有一套螺纹，通过该螺纹使水表1与灭火系统的构架整合。但是，螺纹口可以用连接法兰围绕的光滑孔(未示出)代替。一个标准磁驱动记录器9连接在主体3的顶部，从而提供居住者使用水量(例如，立方英尺或立方米)的视觉指示。记录器9由套罩10(例如黄铜或塑料)围绕。套罩保持环12可分离地连接到主体3，从而将套罩10和套罩10围绕的记录器连接到水表1上。 [0014] 即，记录器9容纳在套罩保持环12内，套罩10安放在环12的顶部。从套罩保持环12向外突出的是一套锁片14。锁片14适于旋转到与从主体3顶部向上突出的相应的一套卡件16配合接合，因此，套罩保持环12、记录器9和套罩10都连接到水表1的主体3上。记录器螺钉20插入以保持记录器套罩10靠着套罩保持环12。窜改封铅22可用于盖住记录器螺钉20的头部，以便明示出如下意图：取出螺钉20从而未经许可接触并窜改套罩10围绕的记录器9的读数。 [0015] 可旋转的记录器盖24的一端通过枢轴销26可枢转地连接到记录器套罩10上，从而覆盖并保护记录器9。当需要观察记录器9以便获得耗水量的读数时，可从记录器套罩10上将盖24旋开。 [0016] 可调流量控制涡轮组件42通过当底板28从主体3的底面去除时产生的进口(未示出)可拆除地容纳在水表1的中空主体3中。通过螺栓32(和它们相应的垫圈)容纳在围绕主体3相互间隔开的各个螺纹插口34中，底板28可拆除地连接到主体3。水表1的可调流量控制涡轮组件42包括校准帽36、转子或驱动器38、转子38安装于其中以便旋转的底座或驱动器壳体40。水表1的可调流量控制涡轮组件42的校准帽36、转子38和底座已经在2002年2月12日公布的我的先前专利No.6,345,541中描述，该专利的细节在此并入作为参考。因此，在此仅提供可调流量控制涡轮组件42的简短说明。 [0017] 可调流量控制涡轮组件42能够控制水从高压水源(例如，与灭火系统相连的供水管)输送到转子38的速度，从而水通过围绕底座40定位的流动通道46和穿过底座40的底面形成的一个或多个可变入水孔(未示出)冲击中空主体3内部的转子38的叶轮片44。具有形成在其中的一套流量调节孔50的位置可调校准板48固定(通过可拆除紧固件)到涡轮组件42的底座40的底面。供应到转子38的水速取决于校准板48的位置和流量调整孔50的对准，从而相应地改变穿过底座40的底板的入水孔的尺寸。 [0018] 突起52从校准帽36向外突出从而使得涡轮组件42正确地定位在水表1的中空主体3中。当涡轮组件42定位在主体3中时，测量室O形密封环56位于形成在底板40中的环形槽57中，以防止泄漏。可选择地调整流动通道46的位置和穿过底板40的入水孔的尺寸直到平稳的线性(即，非脉动)水流从入口5流向转子38的叶轮片44，从而引起叶片44围绕转子轴54旋转。记录器6响应叶片轮44的旋转，以常规方式对耗水量提供指示。然而，利用由涡轮组件42产生的水平稳效应，记录器6可更精确地测量从水表1的入口5和出口7之间流过的水量。 [0019] 根据本发明的改进，双元件过滤器组件58连接到水表1的中空主体3内部的涡轮组件42的底部。该过滤器组件42优选用聚苯乙烯等制造。该双元件过滤器58包括篮子形状的内过滤器60和圆柱形外过滤器62。篮子形状内过滤器60具有敞开的顶部和穿孔的底部。在组装关系上，篮子形状内过滤器60容纳在圆柱形外过滤器62中。为便于组装，圆柱形外过滤器62的顶部和底部是敞开的，以便容纳内过滤器在其中。 [0020] 内外过滤器60和62之间的间隙(图4中的标号56)优选约1/4到3/8英寸。系列向内径向突出的肋63在外过滤器62的外围上相互间隔开。肋63沿外过滤器62的内侧纵向延伸，以便与内过滤器60接合，从而以相互间隔开并同轴对准的方式固定内外过滤器60和62。肋63的宽度决定内外过滤器60和62之间的间隙56。 [0021] 沿外过滤器62延伸的每个肋63的顶部具有形成在其中的基座64。外围唇69围绕内过滤器60的敞开顶部。在组装关系中，当内过滤器60移动穿过外过滤器62的敞开顶部时，外围唇69容纳在形成于外过滤器62的肋63中的基座64中。在这点上，有利的是，沿外过滤器62的内侧纵向延伸的肋63与形成在肋63顶部的基座64相互配合，以保持双元件过滤器组件58的内外过滤器62和62间隔并同轴对准。 [0022] 内外过滤器60和62中的每个都具有形成在其中的多个开口65和66，以便使在给定时间内可以流过过滤器组件58的水量最大。重要的是，穿过内过滤器62的开口的尺寸(总面积)大于穿过内过滤器60的开口65的面积。通过上述措施，悬浮的砂子和其它颗粒物质会被外过滤器62从引入的水流中去除，从而不会阻碍流动或者减小流向涡轮组件42的压力，在涡轮组件42处检测耗水量。 [0023] 为了将双元件过滤器组件58连接到涡轮组件42上，在围绕篮子形状的内过滤器60的敞开顶部延伸的外围唇69中形成定位槽口68。该定位槽口68的尺寸适于容纳并档住从涡轮组件42的底座40向下突出的引导销70。引导销70容纳在定位槽口68中防止了过滤器58组件相对于涡轮组件42旋转。同时，从涡轮组件42的底座40向下伸出的心轴 47穿过形成在校准板48中的孔51和穿过篮子形状内过滤器60的穿孔底部形成的轴向对准孔(未示出)而被容纳。 [0024] 图3和4示出双元件过滤器组件58连接到涡轮组件42上，这样底座40的流动通道46和流动调节校准板50被内过滤器60围绕，因此向转子38传送连续的水流，从而引起叶轮片44围绕转轴54旋转，以便指示使用者消耗的水量。更具体地说，穿过消防水表1的中空主体3的水从水源流出，并经过形成在内过滤器60和外过滤器62侧面的开口65和66而通过从入口5到涡轮组件42的底座40的径向延伸路径。另外，通过篮子形状的内过滤器60底面的孔72和内外过滤器60和62的敞开顶部，水还从入口5通过一条轴向路径流动，该路径从过滤器组件58下面向上到涡轮组件42。穿过过滤器组件58的径向和轴向流动路径产生均匀分布在涡轮组件42的叶轮片44上的载荷压力。 [0025] 现在参考图1-4，连接到涡轮组件42上的双元件过滤器组件58的组合体安放在大致盘形的过滤器组件支撑板74上。该过滤器组件支撑板74具有平坦的底部，当上文描述的底板28紧固到水表1的主体3(通过螺栓32)上以便封闭主体3底部的开口时，该平坦底部安放在底板28上，涡轮组件42和过滤器组件58通过其移动。向外延伸的唇76围绕盘形过滤器组件支撑板74的外围延伸。O形密封环78位于外围唇76的下面，与板74的底面环绕地接触。通过底板28紧固到主体3的底面并压靠过滤器组件支撑板74，O形密封环78会防止水经过板28与74之间的界面泄漏。 [0026] 一对支撑杆80和一个壁82(图2中示出)从过滤器组件支撑板74向上突出，从而接合过滤器组件58的篮子形状内过滤器60的穿孔底部72。在成对的支撑柱80之间，壁82横跨过滤器组件支撑板74延伸。上文描述的沿外过滤器62纵向的肋63延伸到过滤器组件58下面，以便安放在过滤器组件支撑板74上面。因此，在组装的水表结构中，支撑柱 80和壁82从过滤器组件支撑板74向外伸出，以便接合过滤器组件58，肋63从过滤器组件 58向下突出，以便接合过滤器组件支撑板74，因此过滤器组件58从过滤器组件支撑板74向上直立并在其间产生间隙，从而使得入口的水通过内过滤器60的穿孔底面72向上轴向流动到涡轮组件42的底座40。 [0027] 心轴安装凹部84形成在横跨过滤器组件支撑板74延伸的壁82的中点。心轴47通过校准板48中的孔51从涡轮组件42的底座40向下突出，并且通过内过滤器60的穿孔底面向外突出(参见图3、4)，心轴47安放在心轴安装凹部84中。一个或多个定位槽口86形成在心轴47上，有助于将心轴47安放在壁82中的心轴安装凹部84中，因此涡轮组件、过滤器组件58和过滤器组件支撑板74均相互连接。通过上文所述，组装成有效的水流控制、测量和排出单元，并位于消防水表1的中空主体3的内部。 [0028] 通过将双元件过滤器组件58连接在涡轮组件42和过滤器组件支撑板74之间，本文公开的水表1适于容纳和测量大量、高速的水流，这种水流在水表用于与消防应用的喷水灭火系统连接的情况中遇到。即，具有不同尺寸的开口65和66的内外过滤器60和62能够去除悬浮颗粒而不切断水流，从而在最需要的时候确保连续的水流。同样，水表1可充分灵敏以测量平时正常住宅区使用的小量、低速流动的水流。因此，可以理解的是水表1也可用于消防的住宅和商业应用。在任一种情况中，水表1都具有设置在径向和轴向延伸的流动路径中的测量室，因此不可能引入流动压力损失，从而避免传统容积式水表发生的失效。

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