專利名稱：大容量消防水表的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及大容量水表，具體說，涉及整合在通常包括用于對付住宅火災的噴水滅火系統(tǒng)類的滅火系統(tǒng)中的消防水表。用于處理大量水的雙元件過濾器組件連接到渦輪組件上，從而在火災時精確測量耗水量并提供不間斷的水流。
背景技術：
很久以來，用水表來測量通過供水管線的民用和商用水的體積。在居民迅速增加的地區(qū)(例如，拉斯維加斯)，房屋、公寓和共管大樓彼此非常靠近地建在狹窄的街道上。由于這種新居住結構的高密度，救火車由于從窄的車道上受阻而很難迅速靠近遠處結構中的火。為了消除這種潛在危險，現(xiàn)在很多新的居住建筑建有噴水滅火系統(tǒng)，作為滅火系統(tǒng)的一部分。在由于救火車不能足夠靠近一結構以便充分對付在那蔓延的火而使當?shù)叵啦块T的反應被耽誤或者受到妨礙的情況下，噴水滅火系統(tǒng)對住宅火災的即時反應對于人員和財產(chǎn)都是非常有利的。
在這方面，采用標準容積式水表來檢測居住區(qū)平時的耗水量和火災期間噴水滅火系統(tǒng)被激活時的耗水量。在罕有的住宅火災事故中，短時間內消耗的水量遠遠大于同一居住區(qū)平時的耗水量。但是，傳統(tǒng)容積式水表包括一個測量室，該測量室在某些情況下不能應付通常噴水滅火系統(tǒng)撲滅住宅火災所需要的大量涌出的水。
就是說，已知高速、大輸出水率水流會引起傳統(tǒng)容積式水表的測量室鎖閉。在某些情況下，與傳統(tǒng)水表相連的現(xiàn)有過濾器較小，并且容易被水流中夾雜的砂子或類似顆粒物質堵塞。在另一些情況下，會引起流動限制，這會在水表的入口側導致壓頭損失，壓頭損失會對出口側流出水流的速度產(chǎn)生不利影響。不論那種情況，水表會失靈或者不能提供滅火系統(tǒng)對付住宅建筑火災所需的連續(xù)大容量、高流速的水流。
因此，需要這樣一種水表，它能與滅火系統(tǒng)連接使用，并具有這樣的測量室，當必須測量以高速流動的大量的水并將其供應到噴水滅火系統(tǒng)中以便對付住宅建筑火災時，這種測量室在緊急情況中不可能被堵塞或引起水表失效。

發(fā)明內容
概括說，此處公開的水表尤其適用于與滅火系統(tǒng)連接使用，在發(fā)生意外的情況下，當需要大量的水來充分撲滅(住宅)建筑火災時，通過該水表可向噴水滅火系統(tǒng)提供不間斷的水流。該消防水表包括一個中空主體，在其中可調流量控制渦輪組件連接到雙元件過濾器組件上。該渦輪組件包括具有一套葉輪片的轉子和具有轉子軸的底座，轉子安裝在該轉子軸上以便旋轉，從而在通常的情況下和在緊急的情況下提供住宅使用者消耗的水量的指示。渦輪組件的底座還包括一系列流動通路和形成在其中的多個可變尺寸入水孔，通過它們可選擇性地控制經(jīng)過渦輪組件流向其轉子的水量。
該雙元件過濾器組件包括籃子形狀內過濾器和圓柱形狀外過濾器。該籃子形狀內過濾器具有敞開頂部和穿孔底部。在組裝結構中，內過濾器位于外過濾器的內部，渦輪組件容納在內過濾器的內部。系列肋沿外過濾器的內部縱向延伸，從而與內過濾器接合，以與外過濾器間隔開并同軸對準的方式固定該內過濾器。該肋延伸到外過濾器下面，因此該過濾器組件安放在過濾器組件支撐板上面并從其上向上直立，水表底板向該過濾器組件支撐板施加壓力。多個開口穿過雙元件安過濾器組件的內外過濾器中每個的側面形成。穿過外過濾器的開口的面積大于穿過內過濾器的開口。因此，通過過濾器組件側面形成的孔和內過濾器的穿孔底部，建立起至內過濾器中的渦輪組件的轉子的相對較大的徑向和軸向延伸流動路徑。
利用其中容納渦輪組件的雙元件過濾器組件，砂子和類似顆粒物質會從水中去除，從而不會阻礙流向轉子的水流。同樣，穿過內外過濾器形成的孔和籃子形狀的內過濾器的穿孔底部提供較大的路徑，水可沿其流到渦輪組件。因此，過濾器組件不可能被堵塞，穿過渦輪組件的水壓也不會下降，因此在正常和緊急情況下可避免水表失效并確保不間斷的水流。


圖1是根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實施例的大容量消防水表；圖2是一個分解視圖，通過該圖示出圖1消防水表的可調流量控制渦輪組件和雙元件過濾器組件，二者組裝來精確測量耗水量并提供不間斷的水流；圖3示出容納在過濾器組件中并連接在其上從而位于水表內部的渦輪組件的側視圖；以及圖4示出圖3連接到過濾器組件的渦輪組件的仰視圖。
具體實施例方式
圖1和2示出形成本發(fā)明的大容量消防水表的優(yōu)選實施例。水表1包括中空主體3，該中空主體與軸向對準的入口和出口5和7流體連通。如圖所示，入口5和出口7具有一套螺紋，通過該螺紋使水表1與滅火系統(tǒng)的構架整合。但是，螺紋口可以用連接法蘭圍繞的光滑孔(未示出)代替。一個標準磁驅動記錄器9連接在主體3的頂部，從而提供居住者使用水量(例如，立方英尺或立方米)的視覺指示。記錄器9由套罩10(例如黃銅或塑料)圍繞。套罩保持環(huán)12可分離地連接到主體3，從而將套罩10和套罩10圍繞的記錄器連接到水表1上。
即，記錄器9容納在套罩保持環(huán)12內，套罩10安放在環(huán)12的頂部。從套罩保持環(huán)12向外突出的是一套鎖片14。鎖片14適于旋轉到與從主體3頂部向上突出的相應的一套卡件16配合接合，因此，套罩保持環(huán)12、記錄器9和套罩10都連接到水表1的主體3上。記錄器螺釘20插入以保持記錄器套罩10靠著套罩保持環(huán)12。竄改封鉛22可用于蓋住記錄器螺釘20的頭部，以便明示出如下意圖取出螺釘20從而未經(jīng)許可接觸并竄改套罩10圍繞的記錄器9的讀數(shù)。
可旋轉的記錄器蓋24的一端通過樞軸銷26可樞轉地連接到記錄器套罩10上，從而覆蓋并保護記錄器9。當需要觀察記錄器9以便獲得耗水量的讀數(shù)時，可從記錄器套罩10上將蓋24旋開。
可調流量控制渦輪組件42通過當?shù)装?8從主體3的底面去除時產(chǎn)生的進口(未示出)可拆除地容納在水表1的中空主體3中。通過螺栓32(和它們相應的墊圈)容納在圍繞主體3相互間隔開的各個螺紋插口34中，底板28可拆除地連接到主體3。水表1的可調流量控制渦輪組件42包括校準帽36、轉子或驅動器38、轉子38安裝于其中以便旋轉的底座或驅動器殼體40。水表1的可調流量控制渦輪組件42的校準帽36、轉子38和底座已經(jīng)在2002年2月12日公布的我的先前專利No.6,345,541中描述，該專利的細節(jié)在此并入作為參考。因此，在此僅提供可調流量控制渦輪組件42的簡短說明。
可調流量控制渦輪組件42能夠控制水從高壓水源(例如，與滅火系統(tǒng)相連的供水管)輸送到轉子38的速度，從而水通過圍繞底座40定位的流動通道46和穿過底座40的底面形成的一個或多個可變入水孔(未示出)沖擊中空主體3內部的轉子38的葉輪片44。具有形成在其中的一套流量調節(jié)孔50的位置可調校準板48固定(通過可拆除緊固件)到渦輪組件42的底座40的底面。供應到轉子38的水速取決于校準板48的位置和流量調整孔50的對準，從而相應地改變穿過底座40的底板的入水孔的尺寸。
突起52從校準帽36向外突出從而使得渦輪組件42正確地定位在水表1的中空主體3中。當渦輪組件42定位在主體3中時，測量室O形密封環(huán)56位于形成在底板40中的環(huán)形槽57中，以防止泄漏?？蛇x擇地調整流動通道46的位置和穿過底板40的入水孔的尺寸直到平穩(wěn)的線性(即，非脈動)水流從入口5流向轉子38的葉輪片44，從而引起葉片44圍繞轉子軸54旋轉。記錄器6響應葉片輪44的旋轉，以常規(guī)方式對耗水量提供指示。然而，利用由渦輪組件42產(chǎn)生的水平穩(wěn)效應，記錄器6可更精確地測量從水表1的入口5和出口7之間流過的水量。
根據(jù)本發(fā)明的改進，雙元件過濾器組件58連接到水表1的中空主體3內部的渦輪組件42的底部。該過濾器組件42優(yōu)選用聚苯乙烯等制造。該雙元件過濾器58包括籃子形狀的內過濾器60和圓柱形外過濾器62?；@子形狀內過濾器60具有敞開的頂部和穿孔的底部。在組裝關系上，籃子形狀內過濾器60容納在圓柱形外過濾器62中。為便于組裝，圓柱形外過濾器62的頂部和底部是敞開的，以便容納內過濾器在其中。
內外過濾器60和62之間的間隙(圖4中的標號56)優(yōu)選約1/4到3/8英寸。系列向內徑向突出的肋63在外過濾器62的外圍上相互間隔開。肋63沿外過濾器62的內側縱向延伸，以便與內過濾器60接合，從而以相互間隔開并同軸對準的方式固定內外過濾器60和62。肋63的寬度決定內外過濾器60和62之間的間隙56。
沿外過濾器62延伸的每個肋63的頂部具有形成在其中的基座64。外圍唇69圍繞內過濾器60的敞開頂部。在組裝關系中，當內過濾器60移動穿過外過濾器62的敞開頂部時，外圍唇69容納在形成于外過濾62的肋63中的基座64中。在這點上，有利的是，沿外過濾器62的內側縱向延伸的肋63與形成在肋63頂部的基座64相互配合，以保持雙元件過濾器組件58的內外過濾器62和62間隔并同軸對準。
內外過濾器60和62中的每個都具有形成在其中的多個開口65和66，以便使在給定時間內可以流過過濾器組件58的水量最大。重要的是，穿過內過濾器62的開口的尺寸(總面積)大于穿過內過濾器60的開口65的面積。通過上述措施，懸浮的砂子和其它顆粒物質會被外過濾器62從引入的水流中去除，從而不會阻礙流動或者減小流向渦輪組件42的壓力，在渦輪組件42處檢測耗水量。
為了將雙元件過濾器組件58連接到渦輪組件42上，在圍繞籃子形狀的內過濾器60的敞開頂部延伸的外圍唇69中形成定位槽口68。該定位槽口68的尺寸適于容納并檔住從渦輪組件42的底座40向下突出的引導銷70。引導銷70容納在定位槽口68中防止了過濾器58組件相對于渦輪組件42旋轉。同時，從渦輪組件42的底座40向下伸出的心軸47穿過形成在校準板48中的孔51和穿過籃子形狀內過濾器60的穿孔底部形成的軸向對準孔(未示出)而被容納。
圖3和4示出雙元件過濾器組件58連接到渦輪組件42上，這樣底座40的流動通道46和流動調節(jié)校準板50被內過濾器60圍繞，因此向轉子38傳送連續(xù)的水流，從而引起葉輪片44圍繞轉軸54旋轉，以便指示使用者消耗的水量。更具體地說，穿過消防水表1的中空主體3的水從水源流出，并經(jīng)過形成在內過濾器60和外過濾器62側面的開口65和66而通過從入口5到渦輪組件42的底座40的徑向延伸路徑。另外，通過籃子形狀的內過濾器60底面的孔72和內外過濾器60和62的敞開頂部，水還從入口5通過一條軸向路徑流動，該路徑從過濾器組件58下面向上到渦輪組件42。穿過過濾器組件58的徑向和軸向流動路徑產(chǎn)生均勻分布在渦輪組件42的葉輪片44上的載荷壓力。
現(xiàn)在參考圖1-4，連接到渦輪組件42上的雙元件過濾器組件58的組合體安放在大致盤形的過濾器組件支撐板74上。該過濾器組件支撐板74具有平坦的底部，當上文描述的底板28緊固到水表1的主體3(通過螺栓32)上以便封閉主體3底部的開口時，該平坦底部安放在底板28上，渦輪組件42和過濾器組件58通過其移動。向外延伸的唇76圍繞盤形過濾器組件支撐板74的外圍延伸。O形密封環(huán)78位于外圍唇76的下面，與板74的底面環(huán)繞地接觸。通過底板28緊固到主體3的底面并壓靠過濾器組件支撐板74，O形密封環(huán)78會防止水經(jīng)過板28與74之間的界面泄漏。
一對支撐桿80和一個壁82(圖2中示出)從過濾器組件支撐板74向上突出，從而接合過濾器組件58的籃子形狀內過濾器60的穿孔底部72。在成對的支撐柱80之間，壁82橫跨過濾器組件支撐板74延伸。上文描述的沿外過濾器62縱向的肋63延伸到過濾器組件58下面，以便安放在過濾器組件支撐板74上面。因此，在組裝的水表結構中，支撐柱80和壁82從過濾器組件支撐板74向外伸出，以便接合過濾器組件58，肋63從過濾器組件58向下突出，以便接合過濾器組件支撐板74，因此過濾器組件58從過濾器組件支撐板74向上直立并在其間產(chǎn)生間隙，從而使得入口的水通過內過濾器60的穿孔底面72向上軸向流動到渦輪組件42的底座40。
心軸安裝凹部84形成在橫跨過濾器組件支撐板74延伸的壁82的中點。心軸47通過校準板48中的孔51從渦輪組件42的底座40向下突出，并且通過內過濾器60的穿孔底面向外突出(參見圖3、4)，心軸47安放在心軸安裝凹部84中。一個或多個定位槽86形成在心軸47上，有助于將心軸47安放在壁82中的心軸安裝凹部84中，因此渦輪組件、過濾器組件58和過濾器組件支撐板74均相互連接。通過上文所述，組裝成有效的水流控制、測量和排出單元，并位于消防水表1的中空主體3的內部。
通過將雙元件過濾器組件58連接在渦輪組件42和過濾器組件支撐板74之間，本文公開的水表1適于容納和測量大量、高速的水流，這種水流在水表用于與消防應用的噴水滅火系統(tǒng)連接的情況中遇到。即，具有不同尺寸的開口65和66的內外過濾器60和62能夠去除懸浮顆粒而不切斷水流，從而在最需要的時候確保連續(xù)的水流。同樣，水表1可充分靈敏以測量平時正常住宅區(qū)使用的小量、低速流動的水流。因此，可以理解的是水表1也可用于消防的住宅和商業(yè)應用。在任一種情況中，水表1都具有設置在徑向和軸向延伸的流動路徑中的測量室，因此不可能引入流動壓力損失，從而避免傳統(tǒng)容積式水表發(fā)生的失效。
權利要求
1.一種高容量水表，包括水表主體，具有入口和出口，入口和出口之間形成流動路徑；記錄器，連接在所述水表主體上，以提供沿所述入口和出口之間的所述流動路徑流動的水量的指示；渦輪組件，位于所述流動路徑中并響應于沿其流動的水，所述渦輪組件與所述記錄器連通；和雙元件過濾器組件，位于所述流動路徑中在所述渦輪組件的前面，所述雙元件過濾器組件包括一個內過濾器和包圍所述內過濾器并與之間隔開的一個外過濾器，以便從沿所述流動路徑向所述渦輪組件流動的水中去除顆粒物質。
2.如權利要求1所述的高容量水表，其中所述雙元件過濾器組件的內外過濾器可分離地相互連接。
3.如權利要求1所述的高容量水表，其中所述雙元件過濾器組件的外過濾器具有一系列沿其延伸并向內突出的肋，所述肋接合所述內過濾器，從而將所述內過濾器限制在所述外過濾器中。
4.如權利要求3所述的高容量水表，其中沿所述雙元件過濾器組件的外過濾器延伸的所述一系列肋中的每個肋都具有形成在其中的基座，所述內過濾器具有從其向外突出的唇，所述唇容納在形成于所述一系列肋中的基座中，以將所述內過濾器定位在所述外過濾器中。
5.如權利要求3所述的高容量水表，其中還包括位于所述中空主體中的過濾器組件支撐件，沿所述外過濾器的一系列肋延伸超過所述雙元件過濾器組件，并安放在所述過濾器組件支撐件上，這樣所述外過濾器和由所述外過濾器環(huán)繞的所述內過濾器從所述過濾器組件支撐件上直立向上并與之間隔開，從而使得水流路徑延伸到所述過濾器組件下面。
6.如權利要求5所述的高容量水表，其中所述渦輪組件位于所述雙元件過濾器組件的內過濾器中，從而位于所述過濾器組件后面的水流路徑中。
7.如權利要求6所述的高容量水表，其中所述渦輪組件具有從其上突出的引導銷，并且所述雙元件過濾器組件的內過濾器具有形成在其中的定位槽口，當所述渦輪組件定位在內過濾器中時，所述引導銷由所述定位槽口容納。
8.如權利要求6所述的高容量水表，其中所述渦輪組件具有從其向下突出的心軸，該心軸穿過所述雙元件過濾器組件以便被所述過濾器組件支撐件容納，通過該心軸，所述渦輪組件從所述過濾器組件支撐件直立向上以便容納在所述內過濾器中。
9.如權利要求8所述的高容量水表，其中所述過濾器組件支撐件具有形成在其中的心軸安裝凹部，從所述渦輪組件向下突出并穿過所述雙元件過濾器組件的心軸容納在所述心軸安裝凹部中。
10.如權利要求1所述的高容量水表，其中所述雙元件過濾器組件的內過濾器包括敞開頂部、穿孔底部和具有穿過其形成的多個開口的圓柱形側部。
11.如權利要求10所述的高容量水表，其中所述雙元件過濾器組件的外過濾器包括敞開頂部、敞開底部具有穿過其形成的多個開口的圓柱形側部，所述內過濾器以間隔開的同軸對準方式容納在所述外過濾器中。
12.如權利要求11所述的高容量水表，其中穿過所述外過濾器的側部形成的多個開口的面積比穿過所述內過濾器的側部形成的多個開口的面積大。
13.如權利要求11所述的高容量水表，其中穿過所述水表主體在所述入口和出口之間的水流路徑，通過所述同軸對準的內外過濾器的側部而穿過所述雙元件過濾器組件徑向延伸，并通過所述外過濾器的敞開底部和所述內過濾器的穿孔底部而穿過所述雙元件過濾器組件軸向延伸。
14.用于高容量的水表的組合體，其中所述水表包括水表主體，具有入口和出口，入口和出口之間形成流動路徑；和記錄器，連接在所述水表主體上，以提供沿所述入口和出口之間的所述流動路徑流動的水量的指示；所述組合體包括渦輪組件，位于所述流動路徑中并響應于沿其流動的水，所述渦輪組件與所述記錄器連通；和雙元件過濾器組件，位于所述流動路徑中在所述渦輪組件的前面，所述雙元件過濾器組件包括一個內過濾器和包圍所述內過濾器并與之間隔開的一個外過濾器，以便從沿所述流動路徑向所述渦輪組件流動的水中去除顆粒物質，所述渦輪組件容納在所述內過濾器中。
15.如權利要求14所述的組合體，還包括位于所述水表主體中的過濾器組件和渦輪組件支撐件，所述雙元件過濾器組件從所述過濾器組件和渦輪組件支撐件直立向上并與之間隔開，所述雙元件過濾器組件的內過濾器中的所述渦輪組件具有從其向下突出的心軸，該心軸延伸穿過所述過濾器組件以便容納在所述過濾器組件和渦輪組件支撐件，使得至所述渦輪組件的流動路徑延伸到所述過濾器組件下面。
16.如權利要求14所述的高容量水表，其中所述雙元件過濾器組件的內過濾器包括敞開頂部、穿孔底部和具有穿過其形成的多個開口的圓柱形側部。
17.如權利要求16所述的高容量水表，其中所述雙元件過濾器組件的外過濾器包括敞開頂部、敞開底部具有穿過其形成的多個開口的圓柱形側部，所述內過濾器以間隔開的同軸對準方式容納在所述外過濾器中。
18.如權利要求17所述的高容量水表，其中過所述外過濾器的側部形成的多個開口的面積比穿過所述內過濾器的側部形成的多個開口的面積大。
19.如權利要求17所述的高容量水表，其中穿過所述水表主體在所述入口和出口之間的水流路徑，通過所述同軸對準的內外過濾器的側部而穿過所述雙元件過濾器組件徑向延伸，并通過所述外過濾器的敞開底部和所述內過濾器的穿孔底部而穿過所述雙元件過濾器組件軸向延伸。
全文摘要
一種大容量水表，特別是用于滅火系統(tǒng)，在平常的時期和水從水源以高速流到噴水滅火系統(tǒng)以便對付住宅火災時的火災事故時期，通過該水表可測量居民使用的水量。該水表具有雙元件過濾器組件，該組件包括用于捕獲砂子和其它懸浮顆粒的外過濾器和被外過濾器包圍并與之間隔、同軸對準的內過濾器。該可調流量控制渦輪組件具有響應于水流的轉子，該可調流量控制渦輪組件容納在內過濾器中。該渦輪組件和該雙元件過濾器組件在水表中相互連接，從而通過穿過過濾器組件到渦輪組件的徑向和軸向流動路徑產(chǎn)生不間斷水流。
文檔編號G01F1/05GK1714888SQ20051008249
公開日2006年1月4日 申請日期2005年7月4日 優(yōu)先權日2004年7月2日
發(fā)明者亞瑟·A·亨迪 申請人:亞瑟·A·亨迪