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CN1366603A - 用于测定流动介质的至少一个参数的装置和用于分离在管道中流动的介质中的液体的方法 - Google Patents

用于测定流动介质的至少一个参数的装置和用于分离在管道中流动的介质中的液体的方法 Download PDF

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CN1366603A CN01800992A CN01800992A CN1366603A CN 1366603 A CN1366603 A CN 1366603A CN 01800992 A CN01800992 A CN 01800992A CN 01800992 A CN01800992 A CN 01800992A CN 1366603 A CN1366603 A CN 1366603A
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Abstract

用于测定一种在管道中流动的介质的至少一个参数的装置,具有一个入流通道和一个出流通道,按现有技术具有的缺点是,流入入流通道中的液体会到达测量元件上并改变测量元件的测量特征曲线状况。本发明装置(1)在入流通道(24)和出流通道(44)之间具有一个转向通道(40),其具有一个分离元件(70),液体通过该分离元件(70)被分离,所以不会到达测量元件(60)。

Description

用于测定流动介质的至少一个参数的装置和 用于分离在管道中流动的介质中的液体的方法
技术背景
本发明涉及根据权利要求1及14所述类型的一种用于测定流动介质的至少一个参数的装置以及一种用于分离在管道中流动的介质中的液体的方法。
已知一种带有测量通道的装置(DE 19735891 A1)，其中安装了一个测量元件，该测量元件在那里被流入的介质绕流。该介质从一个入流通道首先流入到一个转向通道中，该转向通道具有一个比入流通道较大的通流横截面和一个直角的拐角，使得出现相对于入流通道呈阶跃形式的急剧的介质流过渡。接着，介质从转向通道的拐角处转向，沿着转向通道侧面到达一个横向连接的出流通道中，从一个出流口出去离开该出流通道，以与从该装置旁边绕流过去的介质再混合。
一个入流通道纵轴线和一个出流通道纵轴线相对于管道纵轴线倾斜一个预定的角度，使得该入流通道具有一个被主流动方向遮蔽的区域。为了防止该测量元件被污染和出现损坏，该测量元件安装在该被遮蔽的区域中。
由于水进入进气管道、例如由于雨水潮湿的路面，可能会出现测量元件被沾染。由于在这种飞溅水中天然包含的溶解盐部分在传感器组件的膜片上形成盐结晶壳而导致测量元件特征曲线漂移。尽管通过测量件的倾斜形成一个遮蔽区域，但液体颗粒还到达该测量通道中。
从DE 19741031 A1中了解一种具有一个入流通道的测量装置，其中通过入流通道的两个壁的构型可以保持介质流在该入流通道中被加速，这众所周知地只导致入流通道中、特别是测量通道中的介质流稳定。
本发明优点
与此相对，具有权利要求1及权利要求14特征部分特征的本发明装置及本发明方法的优点是，用简单的方式和方法保护测量元件免受液体干扰。
通过在从属权利要求中给出的措施可以有利地扩展和改善权利要求1中所述的装置。
有利的是，一个液体分离元件在一个通道中至少部分地迷宫式构成，因为由此可以将液体分离，但来自外面的液体不能侵入该通道中。
有利的是，该液体分离元件在该装置的一个转向通道的一个内壁上构成，因为由此改善了分离。
该液体分离元件的一个有利构成是相互重叠的环弧段状元件，它们在制造技术上可以简单地制成。
有利的是，该液体分离元件的流动阻力相对于一个测量通道的流动阻力被提高，因为由此该流动介质的气态部分的最大部分保留在该测量通道中。
此外有利的是，在入流通道中设置一个转向元件，使流体从内壁处转向，因为由此使流体的转向更容易。
为了良好地分离液体，有利的是，在该转向通道中具有一个断开棱边，它阻止沉积的水作为壁膜移动到该测量通道中。
为了使测量信号稳定，有利的是，该入流通道和/或出流通道的通流横截面在流动方向上逐渐收缩。
附图
本发明的实施例在附图中简化示出并在下面的说明中详细解释。
图示为：
图1  一个本发明装置，
图2  图1的一个剖面的一个局部，
图3  沿图2中线III-III的一个剖面，
图4  沿图2中线IV-IV的一个剖面，
图5  本发明装置的另一个实施例。
实施例说明
在图1中示意性示出一个本发明装置1如何安装在一个管道3中，介质—一种气液混合物在该管道中流动。该装置1由一个测量壳体6和一个支座壳体7组成，测量壳体6用一个在下面用点划线示出的矩形表示，支座壳体7用一个在上面用点划线示出的矩形表示，在支座壳体7中例如安装有一个分析处理电路。在此，该测量壳体6和支座壳体7可以一体式地相互转变成对方，或者它们是相互连接的单个零件。测量壳体6和支座壳体7具有一个共同的纵轴线10，该纵轴线也可以例如是一个中心轴线。支座壳体7例如部分地突出于该管道3之外。测量壳体6具有一个位于图示平面中的侧面8。装置1例如可插装地安装在管道3的一个壁15中，用塑料或金属制成的壁15限定了一个通流横截面，在该通流横截面的中心，沿流动介质的方向平行于壁15延伸一个中心轴线16。在下面被称作主流动方向的流动介质方向用相应的箭头20标示出并且在那里从左向右走向。
图2示出测量壳体6在一个平行于图1所示平面的剖视平面中的俯视图，带有一个具有入流通道24的通道22，介质通过一个入流口25流入入流通道24中。在该入流通道24中有一个入流通道流动方向29。在该入流通道24的端部安置了一个转向元件33，它使流体从一个内壁转向到一个转向通道40中，由此，在此之后产生一个脱离，并且改善了各个混合物组分的相分离。流动介质在转向通道40中转向并流入一个出流通道44中，出流通道44至少部分地还形成一个测量通道47。在该出流通道44中具有一个出流通道流动方向50。在该测量通道47中介质从至少一个测量元件60上流过，测量元件60安装在一个传感器支架56上。在出流通道44的端部，介质撞到一个排出元件51上，因此，介质转向并这样流回到管道3中。通过排出元件51，出流通道44中的介质的流动方向至少部分地围绕纵轴线10回转。通过至少一个出流口53(图4)排出的介质大致在主流动方向20上流动。通过此，在反向流中的测量信号特性得到改善。出流口53以及出流通道44还可以如在DE 19741031 A1中公开的那样构造，该文献应是本发明公开内容的一部分。
在转向通道40中，一个分离元件70安置在其外周边上，该分离元件70例如在其朝向主流动方向20的内壁41上迷宫式地构成。分离元件70具有至少一个分离入口64和至少一个分离出口68，它们将转向通道40与管道3连接起来，在该壁上分离出来的液体通过它们从转向通道40出来到达管道3中。为了避免过多的气体通过分离元件70离开入流通道24，相对入流通道24和出流通道44的流动阻力而言，分离元件70的流动阻力被提高。
在入流通道24中或在转向通道40中，一个尖锐的流出棱边73例如安置在转向元件33上，它阻止沉积在入流通道24下侧壁42上的液体、例如水作为壁膜(Wandfilm)一同完成在测量通道47中朝向测量元件60方向的转向。所述壁膜在流出棱边73上从入流通道24的侧壁42上脱离开并被介质流携带走。由于液体相对于气体较大的惯性，液体碰到例如转向通道40的外侧内壁41上并可以在那里又形成一个壁膜。该壁膜通过分离入口64移动到分离元件70中并通过分离出口68离开分离元件70到达一个后腔71中。在转向通道40中转向并由于离心力被压向内壁41的介质在此将该壁膜推到分离入口64中。在入流通道24的一个例如与下侧壁42位置相对的上侧壁43上，所述壁膜不需要从侧壁上脱离开，而是直接挤入分离入口64中。通道22中的液体不形成壁膜，它们碰到内壁41上并由此从通道22中分离出来。迷宫式的分离元件70例如由三个环弧形元件76组成，它们是相互重叠的。在分离出口68的区域中安置至少一个转向器79，用于挡住从管道3侵入的水或液体。
图3示出沿图2中线III-III的一个剖面。通道22在入流通道24中沿流动方向29变细，从而使介质流稳定。后腔71在侧面8上具有沿纵轴线10纵向的缝隙72，已被分离的液体通过它们又到达通道3中，在该通道3中液体不会再引起负面效果。
图4示出沿图2中线IV-IV的一个剖面。出流通道44也沿出流通道流动方向50逐渐变细。在流动介质从带有测量元件60的传感器支架56上流过之后，流动介质遇到排出元件51。排出元件51例如W形地构成并使出流通道流动方向50转折，从而介质经过至少一个出流口53又到达管道3中，并且又沿主流动方向20继续流动。在本实施例中有两个出流口53。排出元件51突出于测量壳体6的侧面54之外。主流3在排出元件51上在出流口53的区域内造成一个负压区(脱离)，并从而造成对测量通道44中的介质流的抽吸作用。此外，由于排出元件51突出于侧面54之外，一个按相位地存在的反向流被耦合到测量通道44中并被测量。
图5示出本发明装置1的另一个实施例，它与图2所示实施例的区别主要是，出流通道44与支座壳体7紧邻，入流通道24安置在测量壳体6的一个下端部上。此外，传感器支架56有两个测量元件60，它们例如测量体积流量和压力。

Claims (14)

1、用于测定一种在管道(3)中沿一个主流动方向(20)流动的介质的至少一个参数的装置(1)，所述介质由一种气液混合物、特别是一个内燃机的吸入空气组成，具有一个安置在管道(3)中的测量壳体(6)，具有一个设置在测量壳体(6)内的通道(22)，通道(22)具有如下特性：
该通道(22)划分为一个入流通道(24)、一个转向通道(40)和一个出流通道(44)，
该通道(22)具有一个入流口(25)，入流通道(24)连接在其上，转向通道(40)连接在入流通道(24)上，介质从入流通道(24)流入该转向通道(40)中并转向，以便然后通过出流通道(44)流向至少一个在测量壳体(6)外表面(8，54)侧通入管道(3)中的出流口(53)，
该通道(22)的一部分形成一个测量通道(47)，并且具有至少一个位于测量通道(47)中、被流动介质流过的测量元件(60)，其特征在于，
在转向通道(40)中集成有一个液体分离元件(70)。
2、根据权利要求1所述的装置，其特征在于，液体分离元件(70)至少部分地迷宫式构成，并且具有至少一个分离入口(64)和至少一个分离出口(68)。
3、根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，液体分离元件(70)在转向通道(40)的一个内壁(66)的区域中构成。
4、根据前述权利要求之一或多个所述的装置，其特征在于，液体分离元件(70)由至少两个相互重叠的环弧形元件(76)构成。
5、根据权利要求1至4之一或多个所述的装置，其特征在于，液体分离元件(70)的流动阻力相对于测量元件(47)的流动阻力被提高。
6、根据权利要求1所述的装置，其特征在于，在入流通道(24)的一个处于介质流下游的端部中具有一个转向元件(33)。
7、根据权利要求6所述的装置，其特征在于，在转向元件(33)上设置了一个脱开棱边(73)。
8、根据权利要求1或6所述的装置，其特征在于，装置(1)具有测量壳体(6)和一个支架壳体(7)，测量壳体(6)和支架壳体(7)有一个纵轴线(10)，入流通道(24)和出流通道(44)沿纵轴线(10)上下叠置，并且，入流通道(24)紧邻支座壳体(7)。
9、根据权利要求1所述的装置，其特征在于，装置(1)具有测量壳体(6)和一个支架壳体(7)，测量壳体(6)和支架壳体(7)有一个纵轴线(10)，入流通道(24)和出流通道(44)沿纵轴线(10)上下叠置，并且，出流通道(44)紧邻支座壳体(7)。
10、根据权利要求1、6或8之一或多个所述的装置，其特征在于，入流通道(24)的通流横截面沿流动方向(29)朝向转向通道(40)逐渐收缩。
11、根据权利要求1或9所述的装置，其特征在于，出流通道(44)的通流横截面沿流动方向(50)朝向出流口(53)逐渐收缩。
12、根据权利要求1或8至11之一或多个所述的装置，其特征在于，入流通道(24)的至少一部分和出流通道(44)的至少一部分相对于主流动方向(20)倾斜地延伸。
13、根据权利要求1所述的装置，其特征在于，在出流通道(44)中介质的流动方向至少部分地绕纵轴线(10)回转，从而，通过所述至少一个出流口(53)排出的介质然后大致沿主流动方向(20)走向。
14、用于在一个用于测定一种在管道(3)中沿一个主流动方向(20)流动的介质的至少一个参数的装置(1)中分离液体的方法，所述介质由一种气液混合物、特别是一个内燃机的吸入空气组成，具有一个安置在管道(3)中的测量壳体(6)，具有一个设置在测量壳体(6)内的通道(22)，通道(22)具有如下特性：
该通道(22)划分为一个入流通道(24)、一个转向通道(40)和一个出流通道(44)，
该通道(22)具有一个入流口(25)，入流通道(24)连接在其上，转向通道(40)连接在入流通道(24)上，介质从入流通道(24)流入该转向通道(40)中并转向，以便然后通过出流通道(44)流向至少一个在测量壳体(6)外表面(54)侧通入管道(3)中的出流口(53)，
该通道(22)的一部分形成一个测量通道(47)，并且具有至少一个位于测量通道(47)中、被流动介质流过的测量元件(60)，其特征在于，
气液混合物中的液体由于因在转向通道(40)中的转向而产生的离心力被从通道(22)中导出。
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