專利名稱：靜壓力管裝置、方法和系統(tǒng)的制作方法
靜壓力管裝置、方法和系統(tǒng)
背景技術(shù)：
發(fā)明領(lǐng)域
本發(fā)明涉及氣體測量設(shè)備(gas measuring device)和方法，且更準(zhǔn)確 i也i兌，涉及廢氣靜壓力感觀'Ji殳備(exhaust gas static pressure sensing device )
和方法。
相關(guān)技術(shù)的描述
在各種應(yīng)用中，期望測量流經(jīng)殼體(housing)的氣體的靜壓力。靜壓 力傳感器(static pressure sensor)普遍用在發(fā)動機(jī)排氣流中，或者用在發(fā) 動機(jī)內(nèi)或者用在發(fā)動機(jī)后處理系統(tǒng)上，以測定廢氣再循環(huán)部分、排氣歧管 壓力或越過排氣處理設(shè)備(exhaust treatment device )的壓降或由這一設(shè)備 造成的背壓。 一個這樣的設(shè)備是柴油機(jī)微粒過濾器(diesel particulate filter),由于柴油發(fā)動機(jī)排放物的日益嚴(yán)格的環(huán)境規(guī)則，這種設(shè)備的使用變 得更流行。準(zhǔn)確的靜壓力讀數(shù)對于發(fā)動機(jī)和后處理系統(tǒng)部件的正常功能是 重要的，因?yàn)椴粶?zhǔn)確的讀數(shù)可能會造成發(fā)動機(jī)或部件失效。
通過將氣體取樣管(gas sampling tube )插入到廢氣所通過的殼體、管、 文氏管或其它部件的壁來測量靜壓力，管具有帶開口的一端，開口位于壁 處，且另一端可操作地與壓力傳感器相連。
通常將靜壓力取樣管放置在柴油機(jī)微粒過濾器的上游和下游，以確定 過濾器的狀態(tài)，即，多少煙灰或其它微粒物質(zhì)被捕獲并留存在過濾器內(nèi)。 過多的微粒物質(zhì)能引起較差的發(fā)動機(jī)性能或過濾器上不可控制的微粒氧 化，從而損害或破壞過濾器和周圍部件。
廢氣一般包含大量的化學(xué)組分，包括煙灰、碳?xì)浠衔铩⑺?、碳的?br> 6化物和羧酸鹽(carboxilate)，上述每一種組分可能并經(jīng)常由懸浮物產(chǎn)生， 并在排氣系部件(exhaust train component)上形成沉淀物。與靜壓力取樣 管相關(guān)的一個問題是，在它們開口上形成沉淀物、通過連接到管的傳感器 感測的靜壓力滯后。在與柴油機(jī)微粒過濾器相關(guān)聯(lián)的取樣管的情況下，這 會導(dǎo)致發(fā)動機(jī)控制器過度延遲過濾器的重建(過濾器上微粒物質(zhì)的受控氧 化)，從而造成過濾器損害或失效。
發(fā)明概述
響應(yīng)于目前的技術(shù)發(fā)展水平，且尤其是響應(yīng)于本領(lǐng)域中仍未完全解決 的問題和需要研發(fā)了本發(fā)明。因此，本發(fā)明被研發(fā)，以提供一種靜壓力管 裝置、系統(tǒng)和方法，其克服了本領(lǐng)域中的許多或全部不足。
在本發(fā)明的 一 方面，靜壓力測量裝置(static pressure measurement apparatus )包括設(shè)定成容納氣流的通路和布置在通路上的靜壓力取樣設(shè)備 (static pressure sampling device )。取樣設(shè)備可操作地連接到設(shè)置成測量氣 體靜壓力的靜壓力傳感器。提供了熱機(jī)構(gòu)(thermal mechanism),這個熱機(jī) 構(gòu)設(shè)定為加熱靜壓力管。
在本發(fā)明的另 一面，靜壓力測量裝置包括界定用于氣流的通路的殼體 和具有開口的靜壓力管，靜壓力管在連接部位與殼體的側(cè)面相連。管延伸 到通路中，且開口布置在氣流內(nèi)，使得圍繞靜壓力管的氣流使管的溫度升 高。
在一種實(shí)施方式中，氣體為廢氣，且微粒過濾器布置在靜壓力管的下 游,而靜壓力觀'J量i更備(static pressure measurement device )布置在孩i并立過 濾器的下游，設(shè)備和管協(xié)同工作，以測定微粒過濾器兩端的靜壓力降。能 夠重建的催化設(shè)備可布置在靜壓力管的上游。催化設(shè)備的重建升高了廢氣 和靜壓力管的溫度，從而去除開口上的微粒積聚。
在一種實(shí)施方式中，連接部位布置有一接頭(fitting)。該接頭包括固 定到靜壓力管外部的外部管，其中外部管具有布置在其底部部分的喇叭形 管(flare )。凸臺(boss)與殼體相連，用于接收靜壓力管和外部管，并且螺母布置在外部管的周圍。螺母^皮設(shè)定為將喇。八形管壓緊成貼著凸臺。
在本發(fā)明的另一方面， 一種測量氣流的靜壓力的方法包括促使氣體通 過殼體通路，殼體通路具有外壁，并在取樣點(diǎn)對氣體取樣，取樣點(diǎn)位于殼
體通路的內(nèi)部，并與外壁有一段有效的距離(significant distance )。在一種 實(shí)施方式中，該方法包括增加氣體的溫度，并通過增加的氣體溫度去除聚 積在取樣點(diǎn)的微粒積聚。
貫穿本說明書所提到的特征、優(yōu)點(diǎn)或相似的語言并不意味著可由本發(fā) 明實(shí)現(xiàn)的所有特征和優(yōu)點(diǎn)應(yīng)該是或者是在本發(fā)明的任一單一實(shí)施方式中。 而是，提到特征和優(yōu)點(diǎn)的語言可被理解為指的是結(jié)合實(shí)施方式描述的具體 特征、優(yōu)點(diǎn)或特性包含在本發(fā)明的至少一種實(shí)施方式中。貫穿本說明書的 特征和優(yōu)點(diǎn)的描述以及相似語言可以但不是必須指同 一實(shí)施方式。
本發(fā)明所描述的特征、優(yōu)點(diǎn)和特性可按任意合適的方式組合在一種或 多種實(shí)施方式中。相關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)人員將認(rèn)識到，本發(fā)明可在沒有特定實(shí) 施方式的一個或多個具體特征或優(yōu)點(diǎn)的情況下實(shí)施。在其他情況下，可在 某一實(shí)施方式中認(rèn)識到可能并不存在于本發(fā)明所有實(shí)施方式中的另外的 特征和優(yōu)點(diǎn)。從下面的描述和所附權(quán)利要求，本發(fā)明的這些特征和優(yōu)點(diǎn)將
特征和優(yōu)點(diǎn)。 附圖簡述
為了使本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)容易理解，將參考附圖所示例的具體實(shí)施方式
來 提供本發(fā)明更具體的描述，附圖僅描述了本發(fā)明的典型實(shí)施方式，且不應(yīng) 被認(rèn)為限制了本發(fā)明的范圍，其中


圖1為現(xiàn)有技術(shù)的靜壓力管裝置的截面圖2為才艮據(jù)本發(fā)明的靜壓力管裝置的實(shí)施方式的截面圖3為現(xiàn)有技術(shù)的排氣處理和傳感裝置的透視圖4為圖3裝置沿線4-4的截面8圖5為根據(jù)本發(fā)明的排氣處理和傳感裝置的實(shí)施方式的截面圖； 圖6為圖5裝置沿線6-6的截面圖7為根據(jù)本發(fā)明的排氣處理和傳感裝置的另一種實(shí)施方式的截面
圖8為根據(jù)本發(fā)明的排氣處理和傳感裝置的另一種實(shí)施方式的截面
圖9為根據(jù)本發(fā)明的排氣處理和傳感裝置的另一種實(shí)施方式的截面
圖10為4艮據(jù)本發(fā)明的排氣處理和傳感系統(tǒng)的實(shí)施方式的示意圖11為闡明根據(jù)本發(fā)明的排氣處理、傳感和重建方法的實(shí)施方式的示 意性流程圖12為根據(jù)本發(fā)明的壓力管/殼體接頭的實(shí)施方式的截面圖。 發(fā)明詳述
貫穿本說明書所提到的"一種實(shí)施方式"、"一實(shí)施方式"或相似的語 言指的是結(jié)合實(shí)施方式描述的特定特征、結(jié)構(gòu)或特性被包含在本發(fā)明的至 少一種實(shí)施方式中。貫穿本說明書出現(xiàn)的短語"在一種實(shí)施方式中"、"在 一實(shí)施方式中，，和相似語言可以<旦不是必須都指同 一 實(shí)施方式。
本發(fā)明所描述的特征、結(jié)構(gòu)或特性可按任意合適的方式組合在一種或 多種實(shí)施方式中。在如下的描述中，提供了大量的具體細(xì)節(jié)，以提供對本 發(fā)明實(shí)施方式的徹底理解。然而，相關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)人員將認(rèn)識到，本發(fā)明 可在沒有一個或多個具體細(xì)節(jié)的情況下實(shí)施，或借助其它方法、部件、材 料等等實(shí)施。在其他情況下，不詳細(xì)顯示或描述眾所周知的結(jié)構(gòu)、材料或 操作，以避免使本發(fā)明的方面不清楚。
圖1描述了現(xiàn)有技術(shù)的氣體靜壓力裝置100，其包括界定流動通路111 的圓柱形氣流殼體110，穿過殼體的氣流由箭頭112表示，靜壓力管114 具有布置在殼體110側(cè)面的取樣端114a，取樣端114a是開口的，以便對流經(jīng)通路111的氣體進(jìn)行取樣。靜壓力管114的另一端114b與靜壓力傳感 器116相連，靜壓力傳感器116感測氣體的靜壓力。
如本領(lǐng)域已知的，流體沿其通路的壁比中心往往流動得更加緩慢，使 得氣流的中心比邊緣的流更加迅速。沉淀物往往更容易形成在低流速 (low-flow)區(qū)域，使得位于流邊緣的管取樣端114a更容易受到沉淀物形 成的影響。另夕卜，有很少或沒有凈流量(netflow)通過這段管114的內(nèi)部， 使得開口的取樣端U4a進(jìn)一步容易受到沉淀物形成的影響。
如果氣體是暖的或熱的，會使問題惡化，管114，包括開口 114a，將 會比氣體更涼，因?yàn)楣?14位于更涼的環(huán)境空氣中及殼體110的側(cè)面，而 殼體110的側(cè)面也比氣體要涼。這會使得開口的取樣端114a由于熱泳力 (therm叩horetic force )，即在溫度梯度中用于微粒的力而進(jìn)一步容易受到 沉淀物形成的影響。
圖2描述了根據(jù)本發(fā)明的氣體靜壓力裝置200的實(shí)施方式。除了裝置 200的靜壓力管214延伸到氣流212中，造成其取樣端214a在氣流212中 良好定位之外，裝置200與裝置IOO結(jié)構(gòu)類似。在這一實(shí)施方式中，熱氣 流212將管214加熱到比如果按照圖1來設(shè)定管214和開口 214a更接近氣 流212溫度的溫度。這減小了將微粒推向開口的熱泳力，且因此減少了其 上的微粒沉淀。另外，開口 214a布置在流212的中心或附近，處于高流速 區(qū)域，/人而進(jìn)一步減少開口 214a上的沉淀物形成。
現(xiàn)具體地參考發(fā)動機(jī)排氣系統(tǒng)，圖3和圖4示例了現(xiàn)有技術(shù)的排氣處 理裝置300,其包括容納催化轉(zhuǎn)化器(catalytic converter) 312和柴油機(jī)微 粒過濾器314的殼體310。殼體310通過入口 316從柴油發(fā)動機(jī)(未顯示) 接收廢氣，廢氣一般按箭頭318的方向通過殼體310，包括通過催化轉(zhuǎn)化 器312和微粒過濾器316，以及可能包含在殼體310內(nèi)的其它排放或聲處 理設(shè)備。盡管排氣的一般方向如箭頭318所示，但是系統(tǒng)的部件例如已知 的插入到排氣流中的催化轉(zhuǎn)化器312必然會造成一些湍流。排氣通過出口 320離開殼體310，到達(dá)進(jìn)一步的處理設(shè)備或大氣中。出于結(jié)構(gòu)的目的， 在殼體310上使用了固定件或夾子321。
裝置300包括分別布置在柴油機(jī)微粒過濾器314上游和下游的靜壓力取樣管322和324。每一個管322和324都具有布置在殼體310側(cè)面上的 取樣端322a和324a,取樣端322a和324a包括對氣流318取樣的開口 。 管的另 一端322b和324b與壓力傳感器326相連，壓力傳感器326感測微 粒過濾器314的上游側(cè)和下游側(cè)之間的壓力差。
容納于管322和324中的氣體本質(zhì)上是靜止的(無移動的)，除了由 于由發(fā)動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)引起的排氣震動的一些運(yùn)動和壓縮，主要是活塞和汽缸的 排氣循環(huán)，這引起一些氣體運(yùn)動通過開口 322a和324a。
如在背景部分所述，由于由懸浮物產(chǎn)生并由于殼體310壁附近較低的 流速以及由熱氣318和較涼的殼體310以及管322、 324之間的溫度梯度 造成的熱泳力而形成在開口 322a和324a上的廢氣組分，微粒沉淀物往往 形成在開口 322a和324a上。
微粒在開口 322a和324a上沉淀的速率取決于多種因素，包括發(fā)動機(jī) 大小、廢氣溫度和環(huán)境溫度，即外部空氣溫度。 一般地，發(fā)動機(jī)越大，產(chǎn) 生的排氣和污染物越多，且相應(yīng)地沉淀速率越高。沉淀速率也會隨環(huán)境溫 度下降而加快，因?yàn)楦涞沫h(huán)境溫度會在氣流318和殼體310以及管322 和324之間造成更多的溫度梯度。
那么，管取樣端322a上的微粒沉淀速率的主要指標(biāo)為如下等式
(等式l)
其中，AT是取樣端322a和氣體318之間的溫度差(溫度梯度)，而 T是總溫度。
一般地，微粒沉淀更多的是上游取樣管322而不是下游管324的問題， 因?yàn)樵谂艢獾竭_(dá)下游管324之前，微粒過濾器314就去除了排氣中的許多 或者大部分微粒和其它形成沉淀的物質(zhì)。
圖5和圖6示例了根據(jù)本發(fā)明的靜壓力取樣裝置500的實(shí)施方式。除 了代替在殼體310的壁上終止于322a的上游靜壓力管322之外，裝置500 與裝置300結(jié)構(gòu)類似，裝置500具有上游靜壓力管522,上游靜壓力管522 通過接頭511延伸到殼體510的內(nèi)部，進(jìn)入氣流518，造成其開口的取樣 端522a位于氣流518內(nèi)。在這一實(shí)施方式中，熱氣流518將管522加熱到比如果按照圖3和圖4來設(shè)定管522和開口 522a更接近氣流518溫度的溫 度。這減小了將微粒推向開口 522a的熱泳力，且因此減少了其上的微粒沉 淀。另外，開口 522a被布置在流518的中心或附近，處于高流速區(qū)域，從 而進(jìn)一步減少了開口 522a上的沉淀物的形成。下游取樣管524可以或可以 不設(shè)置為與取樣管522類似，因?yàn)樵谂艢馔ㄟ^微粒過濾器514后，將有很 少的微粒和排氣組分可在開口 524a上形成沉淀物，從而減低了抑制其上沉 淀物形成的需要。
可使取樣管端522a位于其它的位置，而不是氣流518的中心，同時仍 舊保持本發(fā)明的益處。圖7顯示了本發(fā)明的在各方面都與裝置500相似的 實(shí)施方式(與圖6相同的方向和位置觀察)，除了其上游取樣管722幾乎 一直延伸越過殼體510的內(nèi)徑，使得開口的取樣端722a被布置在殼體510 的相對側(cè)的附近，管722從該相對側(cè)進(jìn)入殼體510。雖然排氣流518在取 樣端722a的區(qū)域可能是更緩慢的，但是圖7所示的布置仍然能通過與熱廢 氣518相互作用而提供管722的加熱，從而減少熱泳力和相應(yīng)的微粒沉淀。
本發(fā)明的范圍還包括例如圖8中描述的實(shí)施方式，除了其上游取樣管 822之外，這種實(shí)施方式在各方面都與裝置500類似，代替徑向直接延伸 到殼體510內(nèi)部，上游取樣管822彎曲圍繞在內(nèi)部，靠近殼體510的壁， 終止于布置在取樣管822進(jìn)入殼體510的部位附近的開口的取樣端822a。 即使取樣端822a距離現(xiàn)有取樣管的開口位置(例如圖4所示的開口端 322a)不太遠(yuǎn)，也在開口 822a形成很少的沉淀物。管822的有效部分布置 在殼體510的內(nèi)部，通過與熱廢氣的相互作用，為管822和它的開口的取 樣端822a提供加熱，乂人而減少熱泳力。
例如，當(dāng)殼體510的直徑較小，為了將管822的有效部分暴露在廢氣 流518中而需要使管822在殼體510的內(nèi)部彎曲時，就期望如圖8所示的 實(shí)施方式。
多少才被認(rèn)為是管的延伸到殼體內(nèi)部的"有效"部分取決于系統(tǒng)的特 定應(yīng)用和期望特性。對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說很明顯，根據(jù)本公開內(nèi)容， 管的用于與殼體相連的最小部分之外的任何部分，也就是管的為了從廢氣 的加熱中受益的特定目的而延伸到殼體內(nèi)部的任何部分，將用來減少某些
12沉淀物的形成，并因此可被認(rèn)為是"有效"。在一種應(yīng)用中，如果取樣管
的外徑是5/16英寸，那么將管子的至少3英寸放入殼體內(nèi)部，實(shí)驗(yàn)將顯示
出顯著的益處，但是較短長度也將提供一些益處。
迄今所描述的本發(fā)明的實(shí)施方式通過上游取樣管的加熱提供熱泳力 的減少，通過將取樣管的有效部分放入排氣殼體的內(nèi)部而實(shí)現(xiàn)加熱。然而，
可由其它途徑實(shí)現(xiàn)加熱，而依然在本發(fā)明的范圍內(nèi)，例如圖9所示的實(shí)施 方式。除了代替具有延伸到殼體510內(nèi)部的上游取k樣管，圖9所示的裝置 在各方面與裝置500類似，圖9所示裝置的上游取樣管922具有終止于殼 體510的壁的開口的取樣端922a，如在現(xiàn)有裝置中的。加熱線950在靜壓 力傳感器926和殼體510之間纏繞在管922周圍，從而加熱管922和它相 應(yīng)的取樣端922a，減少熱泳力和從氣體518到取樣端922a的沉淀物的形 成。也可使用設(shè)定為加熱上游取樣管的其它熱機(jī)構(gòu)，而仍然在本發(fā)明的范 圍內(nèi)。
用線950加熱管922可能比如圖5所示的管到殼體內(nèi)部的延伸需要更 加精細(xì)的設(shè)備來實(shí)現(xiàn)，但是也可具有某些優(yōu)點(diǎn)，比如在寬范圍內(nèi)將管922 加熱到精確的溫度的能力，而不是依賴于排氣518的溫度。圖9所示的裝 置允許將管922加熱到甚至超出排氣518的溫度，從而產(chǎn)生相反的熱泳力。
圖10是可操作地與生成排氣的發(fā)動機(jī)1010相連的裝置500的示意圖， 排氣由催化轉(zhuǎn)化器512催化。排氣按箭頭518所示行進(jìn)通過上游靜壓力取 樣管522,通過柴油機(jī)微粒過濾器514，通過下游靜壓力取樣管524,并從 此到達(dá)大氣。其它未顯示的部件或設(shè)備可被包括在排氣處理系統(tǒng)中。重建 機(jī)構(gòu)1012可操作地與催化設(shè)備512相連，用于重建設(shè)備512。 一般地，重 建包括將設(shè)備512加熱到一定溫度，使得設(shè)備512上的積聚物質(zhì)全部或部 分地被氧化或以其它方式被去除。如已知的，重建需要溫度的增加，并經(jīng) 常由重建機(jī)構(gòu)1012的初始給料來實(shí)現(xiàn)，這意味著將燃料或其它易燃物質(zhì) 噴射到排氣流中，從而加熱氣體，并重建設(shè)備512。給料可在沿排氣流的 部位的范圍實(shí)現(xiàn)，例如在發(fā)動機(jī)1010的渦輪增壓器或者甚至在汽缸內(nèi)。 這種重建還可與柴油機(jī)微粒過濾器514的重建一起或單獨(dú)完成。
設(shè)備512的重建也可自發(fā)進(jìn)行，取決于應(yīng)用。例如，用于長途
13(over-the-road)卡車的系統(tǒng)可達(dá)到重建溫度，而不需要給料。
催化設(shè)備512的重建，無論是通過重建機(jī)構(gòu)1012開始重建還是自發(fā) 地重建，都升高了設(shè)備512下游的殼體510內(nèi)部的溫度，從而也用來重建 取樣管522的開口的取樣端522a。很有可能， 一些沉淀物的形成將出現(xiàn)在 取樣端522a上，即使這樣，與現(xiàn)有的裝置相比，沉淀物也減少了。給出其 在廢氣流518中的位置，取樣端522a將從由重建的催化設(shè)備512產(chǎn)生的溫 度中受益，并且氧化或另外地去除已形成的沉淀。
如前所述，管取樣端在氣流各個位置中的位置將受益于氣流的溫度， 在重建分離或在重建過程中，但是益處可隨殼體510內(nèi)溫度放射狀地變化 而變化。此外，管取樣開口 522a可在其它位置重建，而不是在催化設(shè)備 512的下游，例如正在重建的任何排氣處理部件的下游，或者僅在排氣流 內(nèi)，重建發(fā)生在由于發(fā)動機(jī)高負(fù)載或其它因素使排氣溫度升高的時候。
接下來的示意性流程圖以及前述的示意圖一般作為邏輯流程圖闡述。 同樣地，所描述的順序和標(biāo)示的步驟指示本發(fā)明的一種實(shí)施方式。其它的 步驟和方法可被認(rèn)為與所顯示的方法的一個或多個步驟或其部分在功能、 邏輯或效杲上等效。此外，提供了使用的格式和符號，以解釋本方法的邏 輯步驟，且使用的格式和符號被理解為不是限制本方法的范圍。盡管在流 程圖中使用了不同的箭頭類型和線類型，但是應(yīng)理解，它們不是限制相應(yīng) 方法的范圍。可使用一些箭頭或其它的連接符號來僅標(biāo)示該方法的邏輯流 程。例如，箭頭可表示在所描述的方法的所列舉步驟之間不確定持續(xù)時間 的等待或監(jiān)控周期。另外，特定方法中出現(xiàn)的命令可以或可以不嚴(yán)格遵守 所示的相應(yīng)步驟的命令。
圖11舉例了根據(jù)本發(fā)明的測量靜壓力的方法1100的實(shí)施方式。方法 IIOO描述了用于測量由柴油發(fā)動機(jī)產(chǎn)生的廢氣的靜壓力的實(shí)施方式，但可 普遍用于任何氣流。如所示，方法1100在塊1110開始，并在塊1112促使 廢氣通過排氣殼體，例如殼體510。然后，在塊1114中，控制器或其它設(shè) 備或者個人決定是否需要重建催化設(shè)備512。如果是，然后在塊1116開始 重建設(shè)備，從而也造成取樣管端522a重建。這種重建也可由于發(fā)動機(jī)的運(yùn) 轉(zhuǎn)而自發(fā)發(fā)生。開始重建之后，或者如果不需要重建，就在塊1118促使廢氣通過催化設(shè)備512,并且然后在塊1120使用經(jīng)氣體加熱的管取樣，其中 管的開口端，例如取樣管端522a在殼體510內(nèi)部布置一段有效距離，這由 在端522a和管522與殼體510連接的點(diǎn)之間的管522的長度來衡量。
靜壓力取樣后，在塊1122促使氣體通過柴油機(jī)微粒過濾器514，在塊 1124通過管524再次對氣體取樣，其中傳感器526測定由于從管522和管 524取樣的壓力而越過過濾器514的壓降，在塊1126將氣體排到大氣，并 且在1128方法結(jié)束。
方法IIOO可在其它應(yīng)用中簡化。例如，如果僅期望測量流動氣體的靜 壓力，方法將包含僅僅促使氣體通過通路或殼體，并在位于氣流內(nèi)的一點(diǎn) 處對氣體取樣，或使用加熱的管。
圖12顯示了根據(jù)本發(fā)明的接頭511 (圖5所示)的一種實(shí)施方式的進(jìn) 一步細(xì)節(jié)，接頭511用在管522和殼體510的連接部位。接頭511包括管 522和外部管1210，外部管1210焊接或銅焊到管522的外部。外部管1210 的底部部分包含喇叭形管1212。在喇叭形管1212所示的實(shí)施方式中，管 1210在對折到自身之前向外及向下延伸，使其成為雙重或雙層喇。八形管。 其它實(shí)施方式是可能的，例如向外及向下的簡單延伸(單喇叭形管)，或 者額外的對折(三重喇叭形管)。
凸臺1214被焊接或以其它方式牢固地連接到殼體510，而螺母1216 布置在外部管1210周圍。為固定連接部位，將螺母1216向下擰入到凸臺 1214內(nèi)，為了這一目的，螺母1216與凸臺1214適當(dāng)?shù)芈菁y相接，并檸到 雙重喇叭形管1212上，從而壓住喇叭形管1212,并防止來自殼體510內(nèi) 部的氣體逃逸通過接頭511。為了緊密接合喇叭形管1212，螺母的底部 1216a和凸臺的部分1214a成角度。
本發(fā)明可按其它具體形式實(shí)現(xiàn)，而不偏離本發(fā)明的主旨或?qū)嵸|(zhì)特性。 所描述的實(shí)施方式在各方面都應(yīng)被考慮為僅僅是示例性的，而不是限制性 的。因此，本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求而不是由之前的描述來表示。在 權(quán)利要求的等效的含意和范圍內(nèi)的一切改變都包含在本發(fā)明范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1. 一種靜壓力測量裝置，所述裝置包括殼體，其界定用于氣流的通路；靜壓力管，其具有開口，所述靜壓力管在連接部位與所述殼體的側(cè)面相連，并延伸到所述通路中，以使所述開口布置在氣流中；其中所述靜壓力管周圍的氣流使所述管的溫度升高。
2. 如權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述開口設(shè)置成，沿著所述靜壓 力管測量，所述開口距離所述連接部位至少3英寸。
3. 如權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述殼體是圓柱形的，且所述靜 壓力管徑向地延伸到所述通路內(nèi)。
4. 如權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述氣體為廢氣，且所述裝置進(jìn)一 步包括布置在所述靜壓力管的下游的微粒過濾器和布置在所述微粒過濾 器的下游的靜壓力測量設(shè)備，所述設(shè)備和所述管協(xié)同工作，以測定所述微 粒過濾器兩端的靜壓力降。
5. 如權(quán)利要求4所述的裝置，其進(jìn)一步包括布置在所述靜壓力管的上 游的催化設(shè)備，所述催化設(shè)備能夠重建，其中所述催化設(shè)備的重建使廢氣 和所述靜壓力管的溫度升高，從而去除所述開口上的微粒積累。
6. 如權(quán)利要求1所述的裝置，其進(jìn)一步包括布置在所述連接部位處的 接頭，所述接頭包括固定到所述靜壓力管的外部的外部管，所述外部管包 括布置在所述外部管的底部部分的喇叭形管，所述接頭進(jìn)一步包括與所述 殼體相連的凸臺和布置在所述外部管周圍的螺母，所述凸臺用于接收所述 靜壓力管和所述外部管，所述螺母被設(shè)定為將所述喇叭形管壓緊成貼著所 述凸臺。
7. 如權(quán)利要求6所述的裝置，其中所述喇叭形管包含雙重喇叭形管。
8. —種靜壓力測量裝置，所述裝置包括通路，其被設(shè)定為容納氣流；靜壓力取樣設(shè)備，其被布置在所述通路上，所述取樣設(shè)備可操作地與設(shè)定為測量氣體靜壓力的靜壓力傳感器相連；熱機(jī)構(gòu)，其設(shè)定為加熱所述靜壓力管。
9. 如權(quán)利要求8所述的裝置，其中所述取樣設(shè)備包括靜壓力管，所述靜壓力管的有效部分延伸到所述通路的內(nèi)部及氣流內(nèi)，所述氣流相對于所述靜壓力管是熱的，且其中所述熱機(jī)構(gòu)包括氣流與所述靜壓力管的有效部分的相互作用。
10. 如權(quán)利要求9所述的裝置，其中所述靜壓力管的有效部分包括所述管的長度的至少3英寸。
11. 如權(quán)利要求9所述的裝置，其進(jìn)一步包括可操作地與氣流相連的重建機(jī)構(gòu)，所述重建機(jī)構(gòu)設(shè)定為增加氣流的溫度，并重建所述靜壓力管。
12. 如權(quán)利要求9所述的裝置，其進(jìn)一步包括殼體和接頭，所述殼體界定所述通路，所述靜壓力管與所述殼體在連接部位連接，所述接頭布置在所述連接部位，所述接頭包括固定到所述靜壓力管的外部的外部管，所述外部管包括布置在所述外部管的底部部分的喇叭形管，所述接頭進(jìn)一步包括與所述殼體相連的凸臺和布置在所述外部管周圍的螺母，所述凸臺用于接收所述靜壓力管和所述外部管，所述螺母被設(shè)定為將所述喇p八形管壓緊成貼著所述凸臺。
13. 如權(quán)利要求12所述的裝置，其中所述喇叭形管包括雙重喇叭形管。
14. 一種測量氣流的靜壓力的方法，所述方法包括促使氣體通過殼體通路，所述殼體通路具有外壁；在取樣點(diǎn)對氣體取樣，所述取樣點(diǎn)位于所述殼體通路的內(nèi)部且與所述外壁有一段有效的距離。
15. 如權(quán)利要求14所述的方法，其中在布置在距離所述外壁至少3英寸的取樣點(diǎn)對氣體取樣。
16. 如權(quán)利要求14所述的方法，其進(jìn)一步包括增加氣體的溫度，并通過所增加的氣體的溫度去除在所述取樣點(diǎn)積聚的微粒累積。
17. 如權(quán)利要求15所述的方法，其中增加氣體的溫度的所述步驟包括開始重建布置在所述取樣點(diǎn)上游的氣體處理部件。
18. —種廢氣靜壓力測量系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括廢氣殼體，其設(shè)定為容納廢氣流；伸長的靜壓力測量管，其被布置成在連接部位通過所述殼體的側(cè)面，所述測量管具有第一端和第二端，所述測量管延伸到所述殼體的內(nèi)部，以使所述第 一端布置在所述殼體的內(nèi)部；開口，其布置在所述測量管的所述第一端，所述開口設(shè)定為對廢氣取樣，且所述測量管的有效部分^^皮布置在所述開口和所述殼體之間；靜壓力傳感器，其可操作地與所述測量管的所述第二端連接，所述傳感器設(shè)定為感測氣體的靜壓力。
19. 如權(quán)利要求18所述的系統(tǒng)，其進(jìn)一步包括產(chǎn)生廢氣的發(fā)動機(jī)，所述發(fā)動機(jī)可操作地與所述廢氣殼體相連。
20. 如權(quán)利要求18所述的系統(tǒng)，其中所述殼體是圓柱形的，且所述測量管徑向地延伸到所述殼體的內(nèi)部。
21. 如權(quán)利要求18所述的系統(tǒng)，其進(jìn)一步包括布置在所述連接部位處的接頭，所述接頭包括固定到所述測量管的外部的外部管，所述外部管包括布置在所述外部管的底部部分的喇叭形管，所述接頭進(jìn)一步包括與所述殼體相連的凸臺和布置在所述外部管周圍的螺母，所述凸臺用于接收所述測量管和所述外部管，所述螺母^皮設(shè)定為將所述喇叭形管壓緊成貼著所述凸臺。
22. 如權(quán)利要求21所述的系統(tǒng)，其中所述喇叭形管包括雙重喇叭形管。
23. 如權(quán)利要求18所述的系統(tǒng)，其進(jìn)一步包括布置在所述測量管的上游的催化設(shè)備和布置在所述測量管的下游的微粒過濾器。
24. 如權(quán)利要求23所述的系統(tǒng)，其進(jìn)一步包括在所述微粒過濾器下游布置在所述殼體上的靜壓力測量設(shè)備，所述靜壓力測量設(shè)備可操作地與所述靜壓力傳感器相連，其中由所述測量管測量的靜壓力與由所述測量設(shè)備測量的靜壓力之間的差異表明所述微粒過濾器兩端的壓降。
25. 如權(quán)利要求23所述的系統(tǒng)，其進(jìn)一步包括設(shè)定為重建所述催化設(shè)備的重建機(jī)構(gòu)，其中所述催化設(shè)備的重建加熱廢氣，并重建所述開口。
全文摘要
一種用于測量熱氣流的靜壓力同時使微粒沉淀物的形成最少的裝置、系統(tǒng)和方法，其包括容納氣流(578)的殼體(510)、壓力傳感器(526)和與傳感器(526)相連的熱壓力取樣管(522)，其中管(522)對氣流(518)取樣。熱取樣管(522)減小氣體和管(522)之間的溫度梯度，從而減小影響沉淀物的形成的熱泳力。在一種實(shí)施方式中，取樣管(522)延伸通過殼體(510)進(jìn)到氣流(518)中，使氣體能夠加熱管(522)，并將管的開口端(522a)定位在氣體的較高流速區(qū)域，從而進(jìn)一步減少沉淀物的形成。
文檔編號G01F1/37GK101479574SQ200780024686
公開日2009年7月8日 申請日期2007年5月23日 優(yōu)先權(quán)日2006年5月26日
發(fā)明者克里斯·科瑞米恩斯, 大衛(wèi)·格林, 杰夫·謝拉切克, 馬克·亞當(dāng)斯 申請人:康明斯濾清系統(tǒng)知識產(chǎn)權(quán)公司