组合水表

本发明涉及一种组合水表，它由一个主水表、一个副水表以及一个带有靠 弹簧逆流加载的封闭件的换向阀构成，此封闭件在关闭位置上压靠在阀座上且 此封闭件在达到预定的临界流量时开通或关闭经过主水表的水流通路。

组合水表用于这样的场合，即单块水表的计量范围不足以测知所有出现的 流量。组合水表是由一个作为主水表的大水表、一个作为副水表的家用水表以 及一个换向阀构成的。换向阀控制主水表的启闭且主水表原则上设计成涡轮测 量计，并且主水表只有在预定的大流动量情况下与副水表一起承担流量计量任 务。

这样的组合水表是众所周知的，其中换向阀被设计成由重力加载的回转舌 瓣(如US4100800)且它在通流横截面开启时完全开通。另外，舌瓣和与其相连 的阀盘绕一个位于通流横截面侧面的转动点转动。这种布局的缺点是，为了转 动，舌瓣需要很大的空间，这使组合水表较大且较重。另外，需要为阀座设置 昂贵的异型密封件。

另外，上述这种组合水表例如由DE3732703A1、DE3740531A1或 DE3924147C1公开了。在这些水表中，换向阀的封闭件在一个在流向上位于正 中的轴上平移地受到引导且通过一根弹簧对其加载，此弹簧沿流向反向将封闭 件压靠在阀座上。根据预定流量，封闭件在克服弹簧力的情况下从阀座上抬起 并沿流向移动。由此开启了一个环形通流横截面。

与现有技术相比，如此构成的换向阀占地较少，但其仍总是在流向上相当 长，这表现为对组合水表长度和重量不利。另外，此已知的换向阀很奢侈并因 而很昂贵，这是因为它是有相对多的部件组装成的且为了其所规定的功能而需 要异型密封件。其它缺点是，它在其开启位置上缩窄了通流横截面并由此导致 并非不明显的压力损失而且它只适合作止回阀。

本发明的目的在于提供上述类型的组合水表，其换向阀结构简单且占地很 少以及在开启状态下引起较小的压力损失。

根据本发明，此目的是借助上述类型的组合水表如此实现的，即换向阀封 闭件被设计成分体舌瓣，它的两个叶片铰接在位于其划分面内的转轴上，通过 一个密封垫遮盖住具有受结构限制的缝隙的且在所述舌瓣上游侧的转轴区 域。

由于分体设计换向阀的封闭件且两个叶片绕一个位于划分面内的公用轴 转动，所以开通了经过主水表的水流通路且无需使封闭件平移或完全转摆过 来。与已知的解决方案相比，两个叶片在开启状态下占地较小。此较小的占地 要求可用于缩短组合水表的结构长度。

与已知的换向阀相比(如见DE3732703A1)，其中封闭件在开启位置上留在 水流中，本发明的换向阀还具有很小的压力损失。在此解决方案中，阀的封闭 件虽也持续地留在水流中，但其人流面在开启叶片时缩小了，即压力损失总是 较小且压力损失在完全打开叶片情况下是最小的。

由于根据本发明地将叶片铰接在转轴上，所以舌瓣在此区域内具有受结构 限制的缝隙，所述缝隙造成低速流动和计量误差。为避免于此，至少在此区域 内用密封垫盖住舌瓣上游侧。

在本发明的有利设计方案中，密封垫不仅延伸于转轴区域内，而且在舌瓣 关闭时密封地压靠在阀座上。另外，为了实现分体封闭件的密封配合，只需要 一个可以简单地由平面材料制成的密封件就够了。其它设计结构必然采用多于 一个的密封件并且为此尤其是必须采用异型密封件。

在本发明的其它有利设计方案中，密封垫形状吻合地固定在舌瓣上。为此 在舌瓣叶片上设置了横梢，密封垫通过横梢在长孔中受到引导。这些长孔沿垂 直于转轴的方向延伸。通过这样的解决方案将密封垫可靠地固定在舌瓣上游侧 上。但其优点是次要的。重要的是：根据这样的结构，密封垫在叶片开启时不 伸长而是仅仅弯曲。由于密封垫绕转轴弯曲，所以参见叶片，它相对缩短了即 它从其边缘滑移开。为此，密封垫配设有长孔，长孔的长度等于叶片上的密封 垫的有关缩短路径。长孔可以实现在叶片横梢上不受压迫地引导密封垫。

本发明方案的简单的密封垫也可以在逆流时无异议地实施密封作用，换向 阀在逆流时可象止回阀那样工作。为确保此功能，在转轴区域内且在上游侧设 置了一个隔片，密封垫支承在此隔片上，从而它在舌瓣关闭时总是密封地压靠 在隔片上或它不能受压而离开此隔片。

根据本发明的改进技术特征，弹簧力绕转轴且沿关闭方向地施加在舌瓣叶 片上。可以采用一根以上的弹簧。在流量较小的情况下，弹簧力矩占主导地位， 阀保持关闭状态。在流量较大的情况下，由封闭件上的压差引起了大的开启力 矩，此力矩克服弹簧力矩地开启叶片或使叶片保持开启状态。由于弹簧力矩随 着叶片开口角度的增大而较大，而这是不希望出现的，所以在至少一个弹簧将 其弹簧力转移给叶片的位置上设有槽，弹簧端在此槽中受到引导。如此设计这 种引导结构，即弹簧端的转角变化随着叶片的逐渐开启小于叶片转角的变化。 通过这样的措施平衡了叶片开启时的弹簧力矩增大值，或至少缩小了所述弹簧 力矩增大值。

以下根据实施例来进一步描述本发明。在所属附图中：

图1是带有装入的换向阀组件和在阀打开时的组合水表的纵截面图。

图2是阀关闭时位于下游的换向阀组件侧面的透视图。

图3是根据图2的A-A的剖视图。

图4放大地示出了图2所示的细节B。

图5是在阀完全开启情况下的图3的截面图。

图6是表示在阀关闭情况下的换向阀组件的第二实施例的上游侧的透视 图。

图7示出了图6的C-C横截面。

在图1所示的截面图中，以点划虚线示出了主水表外壳1。它具有两个与 管路相连的凸缘2、3。经过主水表外壳1的流向由箭头4表示。

作为在图中未示出的副水表，采用了一个标准的家用水表。它通过接管固 定在主水表外壳1的外面，如DE3732703A1所述的那样。

主水表外壳1配有一个顶部开口，通过一个外壳盖板5封闭这个开口。在 此外壳盖板5上悬挂着一个计量组件6以及一个换向阀组件7。可以毫无问题 地将这些标准组件5、6、7作为零部件装入主水表外壳1中或从中取出这些 标准组件。

众所周知，计量组件6由涡轮测量计8构成，通过轴9将涡轮测量计的 转动转递给图中未示出的水表计数器。由于这种计量组件是众所周知的，所以 在这里可以省去对其它细节的描述。

在计量组件6的下游侧设有换向阀组件7且这两个组件密封连接。在此换 向阀组件7中设置有本发明所必需的换向阀10。它由一个通流横截面成圆形 的外壳11构成，在此外壳中形成了阀座12。另外，在外壳11直径中支承有 转轴13，两个叶片14、15作为换向阀10封闭件地铰接在此转轴上。因此， 叶片14、15配有孔14.1、14.2或15.1、15.2，转轴13穿入在这些孔中。 如图2清楚所示的那样，在孔14.1、15.2和14.2、15.1之间露出了转轴13。 在此区域内，一根卷簧16安置在转轴13上，其簧端16.1、16.2压靠在叶片 14、15上且在关闭方向上对所述叶片施加弹簧力。在这里，叶片14、15在 小流量情况下位于阀座12上且在所述流量情况下不会开通主水表，如图3所 示。为了确保叶片14、15密封地压在阀座12上，在叶片14、15上游侧设 置了一个密封垫17，它在叶片14、15封闭的情况下被夹紧在叶片和阀座12 之间。

密封垫17形状吻合地设置在叶片14、15上，叶片为此具有横梢18、 19(见图3、5)。密封垫在横梢18、19区域内开设有长孔20、21，所述长 孔在一条假想线上垂直于转轴13地延伸。为了固定密封垫17，长孔20、21 横向地伸向其纵向延长段，从而它们经过横梢18、19的加宽头，密封垫17 在经过所述加宽头后被锁定在这些横梢的后面。

在打开叶片14、15时，密封垫17绕转轴13或孔14.1、14.2、15.1、 15.2弯曲。因而随之而来的是，密封垫17在阀关闭时所遮盖的表面扩大了。 在将密封垫17牢固地固定在叶片14、15上时，这导致了密封垫17伸长。于 是，密封垫17疲劳断裂只是时间问题。另外，流经主水表的水流量在这种情 况下也克服了密封垫17作用于叶片14、15上的矫顽力。通过在其长孔20、 21中引导密封垫17而避免了所述缺陷。它可以通过横梢18、19而经过导向 地从叶片14、15边缘滑开，因此上述密封垫的伸展得到平衡。在图3中示出 了在叶片14、15完全打开的特殊例子中的上述状态。

特别是可从图3中推导出，由两个叶片14、15、阀座12、转轴13、 密封垫17和弹簧16构成的换向阀在逆流情况下也非常适合作止回阀。为了保 护在此情况下可能出现问题的转轴13区域(在此区域中存在受结构限制的缝 隙)，一块隔片26沿逆流方向看过去地设置在转轴13后面，密封垫17压在此 隔片上。在这里，它例如可以在水冲击的情况下不会受压而向后移动。

在叶片14、15打开时，预紧弹簧16被继续张紧，即随着叶片14、15 开口角度的递增，卷簧16在关闭方向上作用于叶片14、15上的力矩增大了。 这样的作用是不希望有的，因为为了获得较小的压力损失，应该尽可能地打开 叶片14、15。因此，位于叶片14、15上的弹簧端16.1、16.2分别在一个 槽22、23中受到引导。此槽22、23被设计成径向延伸的且穿入叶片14或 15的槽。另外，此槽底部24相对叶片14、15表面有所降低。在从叶片14、 15表面到槽底部24的过渡段内设有一个相对转轴13向内倾的斜面25。这样 的结构最好参见图4，它示出了在弹簧端16.2和槽22之间的配合结构。以下 的实施方式与这种配合结构有关。弹簧端16.1和槽23与之相似地适用于此配 合结构。

如图4所示，在叶片15关闭的情况下，弹簧端16.2支承在叶片表面上。 如果现在获得确定的流量，则叶片15打开。此时，弹簧16因确定的总流量而 绕转轴13弯曲，即叶片15上的弹簧16长度缩短。弹簧端16.2由此伸向斜面 25，随着叶片15逐渐打开，它在此斜面上一直沿流向反向向后滑动，直到滑 动到槽底部24上为止。这样一来，在叶片15打开时逐渐增大的弹簧力缩小了。

在图6、7中示出了换向阀组件的第二实施例。其中，与本发明的上述实 施例不同的是，设有两个转轴13.1、13.2，叶片14绕转轴13.1枢轴连接而叶 片15绕转轴13.2枢轴连接。为此，叶片14、15分别配设有孔14.1、14.2 和15.1、15.2，在这些孔中分别穿入了转轴13.1、13.2。

一个齿轮27、28分别固定地安装在各转轴13.1、13.2上。所述齿轮是 啮合的，从而其中一个叶片14、15的力矩被同步地传给另一个叶片。当在叶 片上施加不均匀压力时，这防止了其中一个叶片14、15比另一个叶片过早启 闭，或分别确定了相对液流的不同角位。

与上述实施例的另一个不同之处在于，卷簧16端16.1只压靠在叶片14 上，而卷簧16的另一端29由转轴13.2固定到位。由于利用啮合齿轮27、28 而间接地通过弹簧端16.1对叶片施加力，所以无需直接将弹簧端29设置在叶 片15上。

另外，换向阀组件在结构和功能上与上述实施例所述的换向阀相同。因 此，为了避免重复叙述，请参见上述实施例。结构和功能相同的部件由相同参 考数字表示。