用於確定管道中流動介質的至少一個參數的裝置的製作方法

2023-06-07 16:26:46

專利名稱：用於確定管道中流動介質的至少一個參數的裝置的製作方法
現有技術本發明涉及根據權利要求1類型的一種裝置。
由DE 196 23 334 A1或US-PS6,148,663公知了一種用於確定管道中流動介質的質量的裝置，其中在一個旁路通道內設有一個分離孔。但在該裝置中介質中具有的液體顆粒或固體顆粒首先在測量元件旁邊流過並可能汙染及損傷測量元件，然後才部分地通過分離孔流回管道中。
DE 198 15 654 A1描述了一種用於確定管道中流動介質的質量的裝置，其中在一個旁路通道內設有一個分離位置。該分離位置通過一個分離壁構成，它將旁路通道分成一個測量通道及一個繞行通道。
US-PS4,914,947描述了一種用於確定管道中流動介質的質量的裝置，其中由於離心力使流動介質中的汙物被擠到外壁上及由此不到達測量通道。在氣流小或減小的情況下(內燃機關機)，尤其是液體顆粒由於其重力可流入測量通道的入口及由此到達測量元件並使其汙染。
US-PS3,314,290描述了一個流量計的旁路通道，它被分成兩個通回管道的輸出通道。但這些輸出通道的輸出口這樣地布置，以使得在旁路通道中流動的介質與管道中主流動方向平行地離開輸出口。
US-PS4,887,577描述了一個空氣流量計的旁路通道，它在一個分離位置上被分成兩個輸出通道，其中在分離位置上具有一個倒圓角的突出部分。但空氣流量計的傳感器未被保護地設置在旁路通道中。
US-PS5,467,648描述了在一個測量殼體外壁上的突出部分，它被設在測量殼體中旁路通道側面輸出口的上遊。但如上地空氣流量計的傳感器未被保護地設置在旁路通道中。
US-PS4,403,506描述了一個具有楔形體的空氣流量計，該楔形體被設置在流動介質中及將介質分成兩個分流。
本發明的優點相比之下，根據本發明的具有權利要求1特徵部分特徵的裝置具有其優點，即以簡單的方式及方法使液體顆粒和/或固體顆粒不會到達測量通道中。
通過從屬權利要求中所述的措施可實現對權利要求1中給出的裝置的有利的進一步構型及改進。
根據本發明裝置的一個有利構型給出在權利要求2中。通過在旁路通道中設置一個分離孔可實現對測量元件極佳地保護免於液體顆粒及固體顆粒侵入。
當在輸入區域或入口中設有一個分離位置時，流入旁路通道的介質將以有利的方式偏轉，以使得流入旁路通道的液體顆粒或固體顆粒偏離測量通道入口並由此不到達測量通道中，而被偏移到分離孔。
有利地，在旁路通道的輸入區域中具有一個斷流邊，以使得液體膜不能通過旁路通道內壁面到達測量通道，因為液體膜被斷流邊撕除。
為了改善測量結果，測量通道在測量元件的區域中逐漸收縮。當在輸入區域的下遊區域中設有一個楔時，能以有利方式使水及固體顆粒更好地偏轉到分離孔並可避免水或固體顆粒聚集在下遊區域中的擋壁上。
此外，通過吸力效應的調節可作到水和/或固體顆粒從輸入區域的下遊端被加強地吸出。其中這可如此來實現，即在測量殼體的外側面上，在分離孔的上遊構成至少一個在所述側面上的突起。


在附圖中簡要地表示出本發明的實施例及在以下的描述中進行詳細說明。附圖為圖1a根據本發明構成的裝置的第一實施例，圖1b沿圖1a中線B-B的一個截面，圖2根據本發明構成的裝置的第二實施例，圖3根據本發明構成的裝置的第三實施例，圖4沿圖3中線IV-IV的一個截面。
實施例的描述圖1a及1b表示根據本發明的裝置1是如何裝在一個流過介質的管道3中的。
用於確定介質的至少一個參數的裝置1由一個測量殼體6及一個未示出的支承部分組成，在該支承部分中例如安裝了電子求值單元。
測量殼體6及支承部分例如可通過一個插入孔口42插入到管道3的壁15中。壁15限定了管道3的流動橫斷面。
在此，支承部分例如最靠近插入孔口42，其中電子求值單元可位於管道3的流動橫截面的內部和/或外部。
在裝置1中例如使用一個在測量元件承載件10上的測量元件9，它例如確定作為參數的流動介質的體積流量。其它的可測量參數例如為一個介質組成部分的壓力、溫度、濃度或流動速度，它們可藉助適當的傳感器被確定。
測量殼體6及支承部分例如具有軸向上共同的縱向軸線12，該縱向軸線例如在裝置1的裝入方向上延伸入管道3中及它也可為中心軸線。
流動介質的方向以下被稱為主流動方向，它在圖中用相應的箭頭18表示及在圖中自左向右延伸。
測量殼體6包括一個旁路通道24，它例如具有在測量殼體6上的一個上遊側入口21，該入口例如垂直於主流動方向18地定向。也可設想入口21相對主流動方向18具有其它的定向。介質通過入口21流入旁路通道24及在那裡到達輸入區域27，該輸入區域在圖1a中用虛線框出。介質從輸入區域27隻能或是到達設有測量元件9的測量通道30或流過至少一個分離孔33，後者通向管道3。
當流動介質到達輸入區域27時，它在那裡完全地並且僅僅被分成兩個分流。第一分流完全流到測量通道30及第二分流完全流過所述至少一個分離孔33。沒有其它從測量通道分支的通道。
在流動介質中例如具有可汙染和/或損傷測量元件9的液體顆粒和/或固體顆粒。因此輸入區域27在其下遊端28例如具有對至少一個分離孔33的連接部分，通過它液體顆粒和固體顆粒可再流回到管道3中。分離孔33不設置在測量殼體6的下遊端。分離孔33例如位於繪圖平面上，即設在測量殼體6的側面上，由此主流動方向18延伸在其中設有該分離孔33的平面上。該分離孔33處在其上的平面也可相對主流動方向18以不同於零度的角度布置。
入口21在軸向12上具有一個上邊緣36，該上邊緣在軸向12上最靠近測量元件9。一個上平面39延伸通過上邊緣36並垂直於繪圖平面及平行於主流動方向18。分離孔33在軸向12上被布置在該上平面39的下面，即在軸向12上朝著測量殼體6的一個軸向端部43。旁路通道24在入口21的區域中例如通過一個轉向收縮部分38藉助一個突出部分37這樣地構型，即使得流入的介質偏轉離開上平面39。
因為液體顆粒和/或固體顆粒較大並具有比氣態的流動介質大的密度，它們在軸向12上離開上平面39地運動。因為分離孔33設在上平面39的下面，所以液體顆粒和固體顆粒被收集在分離孔33的區域中，及通過管道3中在旁邊流過的空氣被吸入到該管道3中。
測量通道30從輸入區域27的轉向收縮部分38的下遊首先在軸向12上朝插入孔42延伸。在測量通道30的開始部分、輸入區域27的附近設有測量通道30的第一收縮部分45，它起到使流動介質加速的作用，由此從輸入區域27抽吸空氣。在第一收縮部分45的後面流動介質在測量通道30中被偏轉及接著大致在主流動方向18上在測量元件9旁邊流過。在測量元件9的區域中例如設有測量通道30的第二收縮部分48。第一或第二收縮部分45或48可通過測量通道30的側面的整體或局部的收縮來實現。
介質在測量元件9的下遊流入一個偏轉通道51，該偏轉通道例如首先在軸向12上離開插入孔口42地延伸，然後例如偏轉到逆著主流動方向18地延伸及最後在出口54處通入管道3，該出口例如垂直於主流動方向18或相對主流動方向18以不同於零度的角度布置。該測量通道30及偏轉通道51例如被構造成C形，其中C形的開口朝著主流動方向。
圖1b是沿圖1a中線B-B的一個剖視圖，它表示測量元件9周圍的區域。第二收縮部分48被這樣地產生例如測量通道30的一個壁57呈流線形地使測量通道30的橫截面變窄。在測量元件9的下遊使測量通道30的橫截面突然地放大。然後介質在軸向12上流到偏轉通道51中。測量殼體6例如通過板55閉合。從垂直於繪圖平面的方向上看在圖示分離孔33的對面該板還具有另一分離孔33。
圖2表示根據本發明的裝置1的第二實施例。在該實施例中，在測量元件9的區域中例如不設有第二收縮部分。旁路通道24的橫截面從入口21開始向主流動方向18逐漸收縮。在入口21的下遊在上平面39的區域中，在旁路通道內表面58上設有一個向著軸向端部43的斷流邊60。流入旁路通道24中的液體顆粒可在旁路通道24的內壁58上形成一個液體膜，該液體膜例如可抵抗重力到達測量通道30中。為了避免它，在測量通道入口63的區域中設置了該斷流邊60，它使可能出現的液體膜由壁上被斷開及無任何液體膜可到達測量通道30。在斷流邊60上由於液體膜的撕除而形成的液體顆粒通過入口區域27的構型在入口21的區域上向分離孔33的方向上流動。
在該實施例中分離孔33使輸入區域27與偏轉通道51相連接。
圖3表示根據本發明的裝置1的第三實施例。在入口區域27中設有至少一個分離壁69，它從入口21或從入口21的下遊至少部分地延伸在輸入區域27中。例如被構造成板狀的該分離壁69在上遊具有分離點66並與主流動方向18構成一個不同於零度的夾角α。通過分離壁69相對流入介質的橫向位置使流到入口21中的介質有目的地偏離測量通道入口63及偏轉到分離孔33。因此用加強的方式實現了液體顆粒或固體顆粒不可能到達測量通道30。
在各個附圖中相同及相等功能的部分用相同的標號表示。
圖4以沿圖3中線IV-IV的一個剖面表示根據本發明構成的裝置1的另一實施例。
在輸入區域27的下遊區域28中測量殼體內壁87上設有一個楔72，它例如位於入口21在主流動方向18上的投影上。測量殼體內壁87在任何情況下布置在分離孔33的附近。
在垂直於中心軸線12的一個截面中，楔72具有三角形的橫截面。但楔72的側表面也可彎成凹形。在楔72的上遊端例如至少具有一個尖端75。通過楔72和/或尖端75可避免水或固體顆粒積聚在一個擋壁上，即積聚在根據現有技術在下遊區域28中無楔的測量殼體內壁87上，因為楔72和/或尖端75可避免壁膜的形成。通過該楔78也可使水或固體顆粒偏轉到分離孔33。
此外通過吸力效應的調節可作到水和/或固體顆粒從輸入區域27的下遊端28被加強地吸出。其中這可如此來實現，即在測量殼體6的外側面81上，分離孔33的上遊構成至少一個在側面81上的突起84。該突起84的外表面例如是構造成流線形的或彎曲的。
在分離孔33的區域中該突起被這樣地構型，即產生了一個負壓區域(分離區)，及由此對輸入區域27的下遊區域28的氣流具有吸力效應。
在此情況下，在下遊區域28中向著每個分離孔33各有一個這樣構型的分離通道90，即它起到使氣流在下遊區域28中加速的作用。
測量殼體內壁87在分離孔33的區域中例如具有一個向流動方向傾斜的斜邊93，它使水和/或固體顆粒可以積聚的測量殼體內壁87的表面減小。
分離孔33可與主流動方向18構成任意的角度。這例如可這樣地調節，即對於分離孔33下遊端上測量殼體6的厚度d相對於測量殼體6在分離孔33上遊在相同方向上的跨度a有目的地調節，該分離孔垂直於中心軸12及垂直於主流動方向18地延伸。
權利要求
1.用於確定管道中流動介質的至少一個參數的裝置，該參數尤其是內燃機的吸入的空氣品質，該介質具有一個主流動方向，該裝置設有至少一個被流動介質繞流的測量元件；一個旁路通道，它具有至少一個與所述管道連接的入口及至少一個通入該管道的出口，並且具有一個測量通道，其中設有測量元件，該旁路通道在所述入口後面在下遊具有一個輸入區域，其特徵在於流動介質在輸入區域(27)中被完全分成兩個分流；及第一分流完全流入測量通道(30)；以及第二分流完全地流過至少一個分離孔(33)。
2.根據權利要求1的裝置，其特徵在於在垂直於主流動方向(18)的一個軸向(12)上所述入口(21)具有一個最靠近測量元件(9)的上限界(36)；及一個垂直於繪圖平面及平行於主流動方向(18)的上平面(39)延伸通過該入口(21)的上限界(36)；以及在旁路通道(24)中具有至少一個分離孔(33)，在軸向(12)上該分離孔比上平面(39)離測量元件(9)更遠。
3.根據權利要求1或2的裝置，其特徵在於旁路通道(24)在該入口(21)或在該入口下遊具有至少一個分離位置(66)。
4.根據權利要求1的裝置，其特徵在於在輸入區域(27)中具有一個斷流邊(60)。
5.根據權利要求1的裝置，其特徵在於測量通道(30)在測量元件(9)的區域中逐漸收縮。
6.根據權利要求1的裝置，其特徵在於分離孔(33)使輸入區域(27)與管道(3)相連接。
7.根據權利要求1的裝置，其特徵在於測量通道(30)連接著一個偏轉通道(51)；及分離孔(33)使輸入區域(27)與所述偏轉通道(51)相連接。
8.根據權利要求1的裝置，其特徵在於分離孔(33)位於其上的平面相對主流動方向(18)以不同於零度的角度布置。
9.根據權利要求1的裝置，其特徵在於主流動方向(18)延伸在分離孔(33)所在的平面中。
10.根據權利要求1的裝置，其特徵在於主流動方向(18)延伸在出口(54)的平面中。
11.根據權利要求1的裝置，其特徵在於出口(54)的平面相對管道(3)中主流動方向(18)以不同於零度的角度布置。
12.根據權利要求1或7的裝置，其特徵在於測量通道(30)連接著一個偏轉通道(51)；及測量通道(30)及偏轉通道(51)構造成C形構型，其中C形構型的開口朝著主流動方向(18)。
13.根據權利要求1的裝置，其特徵在於旁路通道(24)在入口(21)的下遊構造成偏轉部分。
14.根據權利要求13的裝置，其特徵在於在旁路通道(24)中入口(21)的下遊設有一個突出部分(37)作為偏轉部分。
15.根據權利要求1，4或6的裝置，其特徵在於輸入區域(27)具有一個下遊區域(28)；及在該下遊區域(28)中設有至少一個楔(72)。
16.根據權利要求15的裝置，其特徵在於楔(72)在上遊端具有至少一個尖端(75)。
17.根據權利要求1或2的裝置，其特徵在於旁路通道(24)設在一個測量殼體(6)中；及在測量殼體(6)的至少一個外側面(81)上在分離孔(33)的上遊設有至少一個突起(84)。
18.根據權利要求1，2，6至9或17中一項或多項的裝置，其特徵在於介質在主流動方向(18)上流動；及主流動方向(18)延伸在分離孔(33)的平面中。
19.根據權利要求1，2，6至9或17中一項或多項的裝置，其特徵在於介質在主流動方向(18)上流動；及主流動方向(18)與分離孔(33)形成一個不同於零度的夾角。
20.根據權利要求15或16的裝置，其特徵在於楔(72)的橫截面被構造成三角形。
21.根據權利要求15或16的裝置，其特徵在於楔(72)的側面(78)被凹形彎曲。
22.根據權利要求1，2，6至9或17至19中一項或多項的裝置，其特徵在於測量殼體內壁(87)在分離孔(33)的區域中具有一個斜邊(93)。
全文摘要
現有技術中用於確定管道中流動介質的至少一個參數的裝置未提供測量元件對液體顆粒或固體顆粒的足夠防護，這些顆粒可能以不希望的方式汙染或損傷測量元件。根據本發明的裝置(1)具有一個輸入區域(27)，一方面流動介質從該輸入區域流入測量通道(30)，及另一方面液體顆粒及固體顆粒流過至少一個分離孔(33)並由此在測量通道(30)旁流過。
文檔編號G01F15/12GK1636132SQ02801303
公開日2005年7月6日 申請日期2002年4月12日 優先權日2001年4月24日
發明者埃哈德·倫寧格, 託馬斯·倫津, 曼弗雷德·菲舍爾, 烏韋·康策爾曼, 馬庫斯·西佩爾 申請人:羅伯特·博施有限公司