CN1380970A - 测定流动的气液混合物的至少一个参数的装置和用作冷凝捕集器的流体整流器的应用以及液体冷凝方法 - Google Patents
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Abstract
现有技术中的测定流动的气液混合物的至少一个参数的装置的缺点是,没有提供防止逆着主流动方向运动的液体作用的保护。一种本发明的装置(50)具有在该测量元件(25)下游的冷凝捕集器(36),它保护该测量元件(25)不受反向流动的液体污染。该装置特别是可用于测定内燃机的进气参数。
Description
技术背景
本发明涉及根据权利要求1、权利要求11及权利要求12的测定流动的气液混合物的至少一个参数的装置和用作冷凝捕集器(Kondensationsfalle)的流体整流器的应用以及液体冷凝方法。
从EP0458998A1中可以了解一种用于测量内燃机吸入空气体积的装置，其中该吸入空气环流过一个在主流动方向上的测量元件，在该测量元件的上游具有一个流体整流器，它具有多个开口。在该测量元件下游具有一个栅格，它能够防止对该测量元件的机械影响，例如直接用手触碰。
该栅格的网格宽度被确定特别的网眼大小。
在该装置工作中可能发生，逆着主流动方向在该空气中混入例如小油滴或油蒸汽，该测量元件被沾染，测量特性被明显恶化。
该液体回流的原因是例如在停止阶段脉动的流动或涡轮增压机的空转。具有特别网眼大小的该防护栅格，不足以用其内表面作为该流体的冷凝表面。
从DE19647081A1中可以了解一种测量流动介质体积的装置，其中，一栅格具有流体开口，它们至少以区域方式具有一个不同的通流横截面，然而该栅格设置在该测量元件上游。
本发明的优点
具有权利要求1或权利要求11或权利要求12特征的本发明测定流动的气液混合物的至少一个参数的装置和用作冷凝捕集器的流体整流器的应用以及液体冷凝方法具有的优点为，用简单的技术方法保护一测量元件不受沾染。
从属权利要求2至10中列举的措施是权利要求1所述装置的有利改进和进一步构造。
有利的是，使用一个具有增大的内表面的部件作为该测量元件下游的冷凝捕集器，由此以简单的机械方式方法得到一个冷凝捕集器。
特别有利的是，使用一个流体整流器作为冷凝捕集器，它通过成本低以及简单的变化也可用作冷凝捕集器。
该冷凝捕集器装置的一个有利实施形式是，将该冷凝捕集器在一管体中一体构成，由此加工费用和要装配部件的数量被减少。
另外的优点是，在该测量元件的上游使用一流体整流器，它提供良好的流动条件。
为了特别好地保护该测量元件免受液体和固体颗粒作用，有利的是，将一个防护栅格至少区域地与在该测量元件上游已有的流体整流器构成一体。
一个防护半管保护一个管体的开口不受液体和固体颗粒的作用，由此以有利的方式实现保护该测量元件的功能。
附图
本发明的实施例在附图中简要示出，并在下面的说明中描述，其中
图1是测量流动的气液混合物的至少一个参数的装置的第一实施例，及
图2、3和4是本发明装置的其它实施例。
实施例描述
在图1中，以部分剖视图示出了按照本发明构型的装置50的第一实施例，用于测量在一管道中流动的气液混合物的至少一个参数，特别是一内燃机的吸入空气体积流量，该图仅限于本发明范围内重要的元件。其中用1表示一管道，它可构成该内燃机进气管的一直通段，或是一个可以与该内燃机的进气管连接的独立构件。在任何情况下，该管道1位于一未示出的空气过滤器下游的所谓净化空间侧。该空气净化器起过滤一机动车内燃机所吸入空气的作用，并应尽可能完全地防止脏污颗粒和液体进入该进气管中。
与该管道1连接的例如是曲轴箱通气管道71，由于曲轴箱中油的减压，来自该内燃机曲轴箱的油以气态或细小油滴连续通过该曲轴箱通气管道进入该管道1。因此存在着该测量元件25以不希望的方式被油微粒沾染的危险。在该内燃机运行时，由于该吸入空气的高流速，该油不能向上游运动，因此该位于上游的测量元件25的污染仅少量地发生。当该内燃机停止工作时，没有了进气，并且该曲轴箱的减压的气—油混合物可在任何方向、包括向该测量元件25的方向上扩散，并沾染它。
该管道1具有一有内壁3的管壁2，借助内壁3，该管壁包围了一流体通道4，该内燃机的吸入空气通过该流体通道在箭头所示流动方向5上流动。在该管道1中安装了一管体8，它沿流动方向5定向，并且例如与该管道1的管道中心线7同心分布。该管体8具有一管壁9，它用内通道壁10构成在该管体8中的一通流通道11的边界，在流动方向5上的吸入空气的一部分流过该通流通道。该管体8用例如至少两个支撑件12固定，这些支撑件在该管道1的内壁3和该管体8的壁9之间横向于流动方向5伸展，并具有扁平的板形形状。除了支撑该管体8外，这些支撑件12还起到使在该管道1和该管体8之间空气流中的压差升高的作用，由此增大了流过该通流通道11的空气量，另外，这些支撑件12还以希望的方式起到吸入空气流的整流作用。
该内燃机吸入的空气体积可通过一安装在该内燃机进气管中、在该管体8下游的未示出的节气阀任意改变。流动的气液混合物的一个待测量的参数可以是该流动的气液混合物的每单位时间流过的体积(体积流量)、例如该内燃机的吸入空气体积。为了确定该内燃机的吸入空气体积，设置了一个测量体15，它基本上构成稍长的和长方形的形状，并沿一纵轴线16延伸。该纵轴线16基本垂直于管道中轴线7以及流动方向5。该测量体15部分地***在该管道管壁2上的一固定孔17，以及***在该管体8的管壁9上的一***孔18，并以一个测量端部19伸入通流通道11中。该测量体15的一个容纳例如插头簧片形式的电接头的插头端部22保留在该管道1之外。该管体8的***孔18被构造在一个第一壁段23上，该管体的一个第二壁段24沿纵轴16方向位于第一壁段的对面。在该测量体15的测量端19上以已知方式设置了至少一个测量元件25，它与流过通流通道11的空气接触，并借助于它测量出该内燃机吸入的空气质量(流量)。该测量元件25可以以已知方式由与温度相关的电阻构成，例如以热耦合形式。特别是可以如DE4338891A1中所示出的，该测量元件25由微机械结构构件构成，它具有一介电薄膜，其上构造了电阻元件。
此外，要测量的该流动的气液混合物的其它参数例如是其温度、压力以及其它。在此的该测量元件25可以是如在DE4237224A1、DE4317312A1、DE19711939A1或DE19731420A1中所示出的那样。
为了防止该测量元件25以不希望的方式被脏污颗粒或液体作用，至少部分地在该测量元件的上游、例如该管体8的通流通道11内安置一个第一防护部件28、例如一防护筛网29。该防护筛网29例如可用塑料成形出，并且可以例如整体构成于该管体8或管道1中。这可以通过将该防护筛网29和该管体8用在一个注塑过程中制造。该防护筛网的其他可行的构造方式也是可以的。
如早在前面所述的，液体和颗粒由主流动方向5出来逆着流动方向到达该测量元件25上，特别是没有进气时，这通过设置至少一冷凝捕集器36来防止。该冷凝捕集器36可以是例如该流体通道4的一部件，它被有效的冷却，通过它冷凝液体。一部件35、如一个筛也可以用作冷凝捕集器36，它提供一增大的内表面供使用，这样有利于液体的冷凝。
在该管体8中在该测量元件25的下游例如安装了一个已知结构形式的流体整流器38，它横向于流动方向5延伸通过该管体8的通流通道11，并且用于保证在该测量元件25上和周围有尽可能均匀的空气流。为了用作冷凝捕集器36，该流体整流器38与现有技术相比在流动方向上构造得更长一点、例如两厘米，或具有更多的整流通道40。该流体整流器38由许多整流通道40构成，它们具有内表面42。通过这些内表面42，一方面例如为该油蒸汽或油湿气比至今仅有的内壁通道10提供了一明显加大的冷凝表面，另一方面，该冷凝表面分布在该管体8的整个流体断面上，这样，油几乎不能穿过该流体整流器38，因此该测量元件25所受污染被大大减小。
图2给出了本发明装置50的另一实施例。对于相同或功能相同的部分在附图描述中与前面的附图一样使用相同的参考标号。该流体整流器38延伸超过该管体8并例如延长到该管道2的内壁3，在这个实施例中，使用一流体整流器38，其整流通道40例如在一个平面上具有不同的通流横截面，该平面例如垂直于中轴线17、并且平行于轴线16分布。
在该管体8的范围中，整流通道40被这样设计，即与现有技术相比有增大的冷凝面积供使用。在绕管体8周围的范围内，具有开口41的整流通道40的宽度大到不明显影响所述流动。同时该流体整流器38可以与该管体8和该管道壁2集成为一体的，使得该流体整流器38承担支撑件12的功能。
图3给出了本发明装置的又一实施例，该防护栅格29在该测量元件25和管体8上游在流动通道4的整个横截面上伸展。在该管体8流动通道11的进口61高度上，也是在该防护栅格29的下游，设置至少一个第二流体整流器55。在这个实施例中只有一个第二流体整流器55。例如一个第二防护部件58如此一体地构造在该第二流体整流器55上，即，它盖住进口61的整个横截面并直接靠置在该进口61上，该第二防护部件58的作用是用于减少该测量元件25被液体或固体颗粒作用。该第二防护部件58可以是例如又一个防护栅格。一防护半管65在上游直接连接在该开口61上，并在轴向上延伸到该防护栅格29。该防护半管65在此被这样定向，即，从该防护栅格29出来流向进入口61的液体和固体颗粒撞到其外表面上，由此它们不会进入该管体8以及撞到该测量元件25上。
图4给出了本发明装置的又一实施例，与图3所示不同，图4的防护栅格29被构造为另一个第二流体整流器55，在该流体整流器中部分区域地一体构造了一个第二防护栅格58。该第二防护部件58在主流动方向上与该管体8的进口61对准地覆盖它。
根据图3和4的结构保证了液体和固体颗粒的转向程度明显提高，并保证了该测量元件25的更长的使用寿命，例如提高了机动车内燃机空气体积测量的公里保障。测量体15、管体8、管道1、防护半环65或流体整流器38、55以及该装置的其它部件可以例如由塑料或金属制成。
Claims (12)
1、一种用于测定在一管道(4)中流动的气液混合物、特别是一个内燃机的进气的至少一个参数、特别是质量流量的装置，其中，在该管道(4)中延伸着一个管体(8)，它被所述气液混合物流过，该气液混合物由气体部分和至少一种液体(31)组成，该管体具有一个通流通道(11)，在其中安置了一个由气液混合物环绕流过的测量元件(25)，其特征在于，在该测量元件(25)的下游安置了一个用于所述至少一种液体(31)的冷凝捕集器(36)。
2、根据权利要求1的装置，其特征在于，该冷凝捕集器(36)是一个部件(35)，它在该管道(4)中提供了一个增大的内表面供使用。
3、根据权利要求1或2的装置，其特征在于，该冷凝捕集器(36)一体构成于该管体(8)中。
4、根据权利要求1至3之一或多个所述的装置，其特征在于，该冷凝捕集器(36)是一流体整流器(38)。
5、根据权利要求4的装置，其特征在于，该流体整流器(38)具有整流通道(40)，该流体整流器(38)的整流通道(40)至少按区域具有不同的通流横截面。
6、根据权利要求1或2的装置，其特征在于，在该管道(4、11)中，在该测量元件(25)上游至少安置了一个第一或第二防护部件(28，58)，它用于减少液体或固体颗粒在该测量元件(25)上的作用。
7、根据权利要求6的装置，其特征在于，一个防护栅格(29)处在该管道(4，11)或管体(8)中，作为第一防护部件(28)用于减少液体或固体颗粒在该测量元件(25)上的作用。
8、根据权利要求1、6或7之一或多个所述的装置，其特征在于，在该管道(4，11)中，在该测量元件(25)上游至少安置了一个第二流体整流器(55)。
9、根据权利要求8的装置，其特征在于，该流体整流器(55)至少按区域地具有至少一个防护部件(58)，用于减少液体或固体颗粒在该测量元件(25)上的作用。
10、根据权利要求1、3或7之一或多个所述的装置，其特征在于，该管体(8)在主流动方向(5)上具有一个进口(61)，在该管体(8)的进口(61)上游至少设置了一个防护半管(65)。
11、流体整流器(38)的应用，该流体整流器(38)用作用于一气液混合物的至少一种流体(31)的冷凝捕集器(36)，所述气液混合物在一装置(1)的管道(4)中流动，该装置用于测量该气液混合物的至少一个参数、特别是质量流量。
12、用于冷凝至少一种液体(31)的方法，所述液体在一个装置(1)的管道(4)中流动，该装置用于测量气液混合物的至少一个参数、特别是质量流量，其中，该装置(1)具有一个流体整流器(38)，其特征在于，该至少一种流体(31)被冷凝在该流体整流器(38)的整流通道(40)的内表面(42)上。
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