Анализ традиционной конструкции водяного счётчика

Внутренняя структура традиционных водосчётчиков снаружи вовнутрь может быть разделена на три основные части: корпус, втулку и сердцевину. Корпус изготавливается из чугуна; вода поступает через входное отверстие и проходит через нижнее кольцевое пространство корпуса, которое называется «нижней кольцевой камерой». Выше этого кольцевого пространства расположена «верхняя кольцевая камера», сообщающаяся с выходным отверстием для воды. На дне втулки имеется фильтрующая сетка с мелкими отверстиями, которая задерживает примеси в воде. По бокам втулки расположены два ряда круглых отверстий, находящихся точно напротив верхней и нижней кольцевых камер корпуса. Очевидно, что нижний ряд является входным отверстием, а верхний — выходным. Особо следует отметить, что оба ряда отверстий просверлены по диагонали в направлении касательной к окружности. Обратите внимание, что направления двух рядов отверстий противоположны друг другу. Вода, поступая в нижний выходной канал по направлению касательной, неизбежно образует вращающийся поток воды, что имеет решающее значение для работы водосчётчика. Внутренняя сердцевина разделена на три слоя: верхний, средний и нижний. Верхний слой виден через стеклянное окошко и включает только указатель и циферблат. Основная часть находится именно в нижнем слое, где расположен пластиковый колесико с множеством пластиковых лопастей, называемых «импеллерами», расположенных по краю колеса.

Положение рабочего колеса точно совпадает с вращающимся потоком, образуемым нижним отверстием корпуса. Поток воды воздействует на лопасти вокруг рабочего колеса, создавая крутящий момент и заставляя рабочее колесо вращаться. Чем больше открывается кран, тем быстрее движется поток воды и тем быстрее вращается рабочее колесо.

Вал рабочего колеса вертикально вверх достигает среднего слоя; на валу установлен небольшой шестерёнчатый механизм, который взаимодействует с «десятичной шестернёй», обеспечивая накопление оборотов. Функция «десятичной шестерни» заключается в том, что каждый раз, когда однозначная шестерня совершает десять оборотов, десятичная шестерня делает один оборот. Иными словами, если однозначная шестерня совершает один оборот, десятичная шестерня поворачивается на одну десятую оборота. Однозначная шестерня является ведущей и через неё приводится в движение десятичная шестерня. На самом деле, каждый разряд десятичного числа реализуется с помощью двух пар шестерён, что гарантирует единообразное направление вращения. Одна пара имеет передаточное отношение 9:30, а другая — 10:30. Эти две пары соединены последовательно, и общее передаточное отношение равно произведению этих двух значений, то есть 0,099999, что можно приблизить до 0,1. Согласно этому расчёту, если требуется отсчитать семь цифр (четыре десятичных знака до запятой обозначены чёрными метками, а три десятичных знака после запятой — красными), необходимо использовать 12 пар шестерён. Помимо прочих применений, в это небольшое пространство посередине нужно уместить 18 валов и 34 шестерни — такой подход можно считать высокой плотностью монтажа. Этот тип водосчётчика, благодаря своей простоте и низкой стоимости, может эксплуатироваться длительное время в условиях повышенной влажности без необходимости технического обслуживания и не требует источника питания. Отключение электроэнергии также не влияет на его работу, и он продолжит служить долгие годы.