CN112761829A - 一种流体旁通系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及动力机械技术领域，公开了一种流体旁通系统，包括主管路、旁通管路、可伸缩联动轴、第一流量传感器和控制组件。主管路包括进口和出口，主管路内设有第一蝶阀，旁通管路连通于主管路，旁通管路内设有第二蝶阀，可伸缩联动轴的两端分别连接于第一蝶阀和第二蝶阀，以使第一蝶阀能够与第二蝶阀保持联动，第一流量传感器用于检测旁通管路内的流体流量，控制组件电连接于第二蝶阀和第一流量传感器，且能够控制可伸缩联动轴的伸缩。第二蝶阀的开闭程度以及可伸缩联动轴的伸缩长度共同影响着第一蝶阀的开闭程度，由此即可实现对流体旁通系统中的主管路和旁通管路中流体流量的分配。

Description

一种流体旁通系统

技术领域

本发明涉及动力机械技术领域，尤其涉及一种流体旁通系统。

背景技术

废气再循环技术因能大幅降低氮氧化物排放量而受到重视并被广泛应用，具体地，可设置于内燃机的废气排放系统中，将燃烧后排出的废气的一部分重新导入吸气侧，而后再参与下一个工作循环，以减低内燃机的氮氧化物的排放。这是因为内燃机燃烧产生的废气中含氧量极低甚至没有，所以废气与吸气混合后，将使吸气中的氧气浓度降低，而比大气更低的含氧量在燃烧时，温度会降低，即可抑制氮氧化物的产生。

然而，内燃机在不同工况下，对于导入到吸气侧的废气的流量的要求也是变化的，即应保证废气与吸气的最佳混合比，从而实现在不影响内燃机功率的前提下，最大程度的降低氮氧化物的产生。

因此，亟需一种流体旁通系统，以实现对于导入到吸气侧的废气流量的精确控制。

发明内容

本发明的目的在于提供一种流体旁通系统，以实现对于导入到吸气侧的废气流量的精确控制。

如上构思，本发明所采用的技术方案是：

一种流体旁通系统，包括：

主管路，包括进口和出口，所述主管路内设有第一蝶阀；

旁通管路，连通于所述主管路，所述旁通管路内设有第二蝶阀；

可伸缩联动轴，其两端分别连接于所述第一蝶阀和所述第二蝶阀，所述可伸缩联动轴被配置为能够使所述第一蝶阀与所述第二蝶阀保持联动；

第一流量传感器，用于检测所述旁通管路内的流体流量；

控制组件，电连接于所述第二蝶阀和所述第一流量传感器，且能够控制所述可伸缩联动轴的伸缩。

进一步地，所述流体旁通系统还包括第二流量传感器，所述第二流量传感器被配置为检测所述主管路出口端的流体流量，所述第二流量传感器电连接于所述控制组件。

进一步地，所述流体旁通系统还包括背压传感器，所述背压传感器被配置为能够检测所述主管路进口端处的背压，所述背压传感器电连接于所述控制组件。

进一步地，所述流体旁通系统还包括压差传感器，所述压差传感器被配置为检测所述第一蝶阀上游和所述第一蝶阀下游的压力差，所述压差传感器电连接于所述控制组件。

进一步地，所述流体旁通系统还包括测量管路，所述压差传感器设置于所述测量管路，所述测量管路的两端均连通于所述主管路，且所述测量管路的一端位于所述第一蝶阀的上游，另一端位于所述第一蝶阀的下游。

进一步地，所述第一蝶阀包括第一蝶板，所述第一蝶板被配置为能够开启或完全关闭所述主管路。

进一步地，所述主管路与所述旁通管路形成管路交汇处，所述第一蝶阀包括第一蝶板，所述第一蝶板位于所述管路交汇处，以使所述主管路始终保持开启。

进一步地，所述第二蝶阀包括第二蝶板，所述第二蝶板被配置为能够开启或关闭所述旁通管路。

进一步地，所述可伸缩联动轴包括第一联动轴以及套设于所述第一联动轴上的第二联动轴，且所述第二联动轴能够沿其轴向移动，所述第一联动轴连接于所述第一蝶阀，所述第二联动轴连接于所述第二蝶阀。

进一步地，所述主管路与所述旁通管路垂直设置；或者

所述主管路与所述旁通管路不垂直设置。

本发明的有益效果为：

本发明提出的一种流体旁通系统，包括主管路、旁通管路、可伸缩联动轴、第一流量传感器和控制组件。其中主管路包括进口和出口，主管路内设有第一蝶阀，旁通管路连通于主管路，旁通管路内设有第二蝶阀，可伸缩联动轴的两端分别连接于第一蝶阀和第二蝶阀，以使第一蝶阀能够与第二蝶阀保持联动，第一流量传感器用于检测旁通管路内的流体流量，控制组件电连接于第二蝶阀和第一流量传感器，且能够控制可伸缩联动轴的伸缩。具体地，第二蝶阀的开闭程度以及可伸缩联动轴的伸缩长度共同影响着第一蝶阀的开闭程度，由此即可实现在不同工况下第一蝶阀和第二蝶阀不同的开闭程度，从而实现对流体旁通系统中的主管路和旁通管路中流体流量的分配，而当其应用于内燃机的排放系统时，即可保证其对于导入到吸气侧的废气流量的精确控制。

附图说明

图1是本发明实施例提供的流体旁通系统的结构示意图。

图中：

1、主管路；11、第一蝶阀；12、第二流量传感器；13、压差传感器；14、背压传感器；

2、旁通管路；21、第二蝶阀；22、第一流量传感器；

3、可伸缩联动轴；

4、测量管路。

具体实施方式

为使本发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部。

在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

如图1所示，本实施例提供一种流体旁通系统，包括主管路1、旁通管路2、可伸缩联动轴3、第一流量传感器22和控制组件。其中主管路1包括进口和出口，主管路1内设有第一蝶阀11，旁通管路2连通于主管路1，旁通管路2内设有第二蝶阀21，可伸缩联动轴3的两端分别连接于第一蝶阀11和第二蝶阀21，可伸缩联动轴3能够使第一蝶阀11与第二蝶阀21保持联动，第一流量传感器22用于检测旁通管路2内的流体流量，控制组件电连接于第二蝶阀21和第一流量传感器22，且能够控制可伸缩联动轴3的伸缩。具体地，第二蝶阀21的开闭程度以及可伸缩联动轴3的伸缩长度共同影响着第一蝶阀11的开闭程度，由此即可实现在不同工况下第一蝶阀11和第二蝶阀21不同的开闭程度，从而实现对流体旁通系统中的主管路1和旁通管路2中流体流量的分配，而当其应用于内燃机的排放系统时，即可保证其对于导入吸气侧的废气流量的精确控制。

进一步地，为了实现对流体流量的精准控制，本实施例的流体旁通系统还包括第二流量传感器12，第二流量传感器12用于检测主管路1出口端的流体流量，第二流量传感器12电连接于控制组件。具体地，当第二蝶阀21的开闭程度发生改变的时候，即通过旁通管路2的流量变化，而通过主管路1的流体的流量和流速也将发生改变，因此，选择在主管路1上设置第二流量传感器12，且该信号也可反馈于控制组件(图中未示出)，则控制组件可以依据第一流量传感器22和第二流量传感器12所采集的信息共同调控，以实现所需要的废气旁通量的最优值。

另外，第一蝶阀11设置于主管路1内，当第一蝶阀11与第二蝶阀21保持联动时，可以理解的第一蝶阀11的开闭程度也将发生变化，而第一蝶阀11的变化将进一步影响排放系统的背压变化。因此，本实施例提供的流体旁通系统还包括背压传感器14，背压传感器14能够检测主管路1进口端处的背压，背压传感器14电连接于控制组件。可以理解的，背压主要用于检测排放系统排出的流体在主管路1进口端处受到阻碍时被施加的压力，所以，在本系统中检测的背压值应越小越好。

更进一步地，当流体在主管路1内流过时，因为第一蝶阀11的设置，流体受到阻碍作用将使得流体的流速降低或流量减小，从而导致主管路1内的压力变化。因此，为检测第一蝶阀11的开闭程度对主管路1内压力的影响，本实施例提供的流体旁通系统还包括压差传感器13，压差传感器13用于检测第一蝶阀11上游和第一蝶阀11下游的压力差，压差传感器13电连接于控制组件。

具体地，主管路1内的第一蝶阀11上下游的压差以及排放系统的背压是相互影响的，而且为保证不同工况下旁通管路2中废气排放量的最优值，前述两者会有一个限制值。同样的，压差传感器13和背压传感器14也可将信号反馈于控制组件，而控制组件则可以依据压差传感器13和背压传感器14所采集的信息共同调控可伸缩联动轴3的伸缩长度，进而调节第一蝶阀11的开闭程度。

而为了实现压差传感器13对于主管路1内设置的第一蝶阀11的上下游压力差的测量，本实施例提供的流体旁通系统还包括测量管路4，压差传感器13设置于测量管路4，测量管路4的两端均连通于主管路1，且测量管路4的一端位于第一蝶阀11的上游，另一端位于第一蝶阀11的下游。在此设置之下，第一蝶阀11上游和第一蝶阀11下游位置处的压力即可直接作用于压差传感器13的膜片上，使膜片产生微位移，进而转换输出相对应的压力值，以完成对于第一蝶阀11的上下游压力差的测量。

另外，需要说明的是，本实施例提供的流体旁通系统在初始位置时，第一蝶阀11处于全开状态，而第二蝶阀21处于全闭状态，即此时流体只可以通过主管路1的出口端流出。具体地，第一蝶阀11包括第一蝶板，在本实施例中，第一蝶阀11设于主管路与旁通管路形成的管路交汇处，可以理解的，当第一蝶阀11设置在管路交汇处，即无论第一蝶板是开启或者关闭，都将不能完全关闭主管路1，但是第一蝶阀11的设置仍可调节排放系统的背压以及改变主管路1内流体的流向和第一蝶阀11上下游的压力差。

可选地，在其他一个实施例中，第一蝶阀11设置于主管路1内且非管路交汇处，因此，第一蝶板可实现对主管路1的开启或者完全关闭，当然，在应用中也可以根据实际需要选择不关闭主管路1。

而设置于旁通管路2内的第二蝶阀21则是用于调节旁通管路2内的流体的流量，具体地，第二蝶阀21包括第二蝶板，通过调节第二蝶板相对旁通管路2的位置即能实现对旁通管路2的开启或关闭，旁通管路2的开闭程度则直接影响着旁通管路2内的流体流量的大小。

在本实施例中，控制组件可以直接控制可伸缩联动轴3的伸缩长度。具体地，可伸缩联动轴3包括第一联动轴以及套设于第一联动轴上的第二联动轴，且第二联动轴能够沿其轴向移动，第一联动轴连接于第一蝶阀11，第二联动轴连接于第二蝶阀21。在此设置之下，第二蝶阀21的开闭程度可以被直接调控，而第一蝶阀11的开闭程度则由第二蝶阀21的开闭程度以及可伸缩联动轴3的伸缩长度共同调控。当然，为实现通过可伸缩联动轴3以保证第一蝶阀11与第二蝶阀21的联动，则第一联动轴应连接于第一蝶板，而第二联动轴也连接于第二蝶板。

具体地，因为在本实施例中，当流体旁通系统处于初始位置时，第一蝶阀11处于全开状态，而第二蝶阀21处于全闭状态。因此，设置于第一蝶阀11与第二蝶阀21之间的可伸缩联动轴3可以控制第一蝶阀11的开度随着第二蝶阀21的开度的增加而减小，也就是说当第二蝶阀21的开度逐渐增加时，第一蝶阀11的开度逐渐减小。但是因为可伸缩联动轴3的伸缩长度是可以变化的，这也表明第一蝶阀11与第二蝶阀21的开闭程度变化的比例不是一定的，即可以依据不同的工况需求进行调节。

综上所述，在该流体旁通系统中，根据第一流量传感器22、第二流量传感器12、压差传感器13、背压传感器14的反馈以使控制组件控制第二蝶阀21以及可伸缩联动轴3时可存在以下三种情况，一是第二蝶阀21开度变化而可伸缩联动轴3伸缩长度不变，在此情况下，第一蝶阀11与第二蝶阀21的开闭程度变化保持一致；二是第二蝶阀21开度变化且可伸缩联动轴3伸缩长度变化，在此情况下，第一蝶阀11与第二蝶阀21的开闭程度变化不一致；三是第二蝶阀21开度不变而可伸缩联动轴3伸缩长度变化，在此情况下，第二蝶阀21开闭程度不变而第一蝶阀11的开闭程度仍然是可变的。

最后，需要说明的是，在本实施例中，如图1所示，主管路1与旁通管路2垂直设置。但是，在其他实施例中，主管路1与旁通管路2也可呈预设夹角且非垂直设置，即主管路1与旁通管路2的交汇角度及位置可以按照实际流体旁通系统的安装或设计空间进行调整。

以上实施方式只是阐述了本发明的基本原理和特性，本发明不受上述实施方式限制，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还有各种变化和改变，这些变化和改变都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (10)

1.一种流体旁通系统，其特征在于，包括：

主管路(1)，包括进口和出口，所述主管路(1)内设有第一蝶阀(11)；

旁通管路(2)，连通于所述主管路(1)，所述旁通管路(2)内设有第二蝶阀(21)；

可伸缩联动轴(3)，其两端分别连接于所述第一蝶阀(11)和所述第二蝶阀(21)，所述可伸缩联动轴(3)被配置为能够使所述第一蝶阀(11)与所述第二蝶阀(21)保持联动；

第一流量传感器(22)，用于检测所述旁通管路(2)内的流体流量；

控制组件，电连接于所述第二蝶阀(21)和所述第一流量传感器(22)，且能够控制所述可伸缩联动轴(3)的伸缩。

2.根据权利要求1所述的流体旁通系统，其特征在于，所述流体旁通系统还包括第二流量传感器(12)，所述第二流量传感器(12)被配置为检测所述主管路(1)出口端的流体流量，所述第二流量传感器(12)电连接于所述控制组件。

3.根据权利要求1所述的流体旁通系统，其特征在于，所述流体旁通系统还包括背压传感器(14)，所述背压传感器(14)被配置为能够检测所述主管路(1)进口端处的背压，所述背压传感器(14)电连接于所述控制组件。

4.根据权利要求1-3之一所述的流体旁通系统，其特征在于，所述流体旁通系统还包括压差传感器(13)，所述压差传感器(13)被配置为检测所述第一蝶阀(11)上游和所述第一蝶阀(11)下游的压力差，所述压差传感器(13)电连接于所述控制组件。

5.根据权利要求1所述的流体旁通系统，其特征在于，所述流体旁通系统还包括测量管路(4)，所述压差传感器(13)设置于所述测量管路(4)，所述测量管路(4)的两端均连通于所述主管路(1)，且所述测量管路(4)的一端位于所述第一蝶阀(11)的上游，另一端位于所述第一蝶阀(11)的下游。

6.根据权利要求1所述的流体旁通系统，其特征在于，所述第一蝶阀(11)包括第一蝶板，所述第一蝶板被配置为能够开启或完全关闭所述主管路(1)。

7.根据权利要求1所述的流体旁通系统，其特征在于，所述主管路(1)与所述旁通管路(2)形成管路交汇处，所述第一蝶阀(11)包括第一蝶板，所述第一蝶板位于所述管路交汇处，以使所述主管路(1)始终保持开启。

8.根据权利要求6或7所述的流体旁通系统，其特征在于，所述第二蝶阀(21)包括第二蝶板，所述第二蝶板被配置为能够开启或关闭所述旁通管路(2)。

9.根据权利要求1所述的流体旁通系统，其特征在于，所述可伸缩联动轴(3)包括第一联动轴以及套设于所述第一联动轴上的第二联动轴，且所述第二联动轴能够沿其轴向移动，所述第一联动轴连接于所述第一蝶阀(11)，所述第二联动轴连接于所述第二蝶阀(21)。

10.根据权利要求1所述的流体旁通系统，其特征在于，所述主管路(1)与所述旁通管路(2)垂直设置；或者

所述主管路(1)与所述旁通管路(2)不垂直设置。

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