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    防泄漏可加熱q345b鋼管

    防泄漏可加熱q345b鋼管

    • 所屬:Q345B鋼管
    • 時間:2023-05-08 14:37:39
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    已知如下的可加熱q345b鋼管,防泄漏可加熱q345b鋼管本發明涉及一種用于引導流體態的氣態的和/或糊狀的介質的根據權利要求1前序部分所述的可加熱q345b鋼管以及一種根據權利要求15所述的具有此類可加熱q345b鋼管的機動車輛。背景技術:可加熱q345b鋼管尤其作為例如用于機動車輛中的可電加熱q345b鋼管是眾所周知的替代性地。其中使用一種例如呈液體形態的加熱的介質。根據該介質相對于在該q345b鋼管中引導的介質的溫度,可以加熱或者也可以冷卻后者。這些q345b鋼管中、兩個連接點之間流動的介質由這些q345b鋼管加熱或冷卻。為此,一種應用例如是加熱基于尿素的液體,這些液體在汽車柴油發動機的廢氣后處理過程中用于還原氮氧化物,作為SCR技術(選擇性催化還原法(selectcatalytreduct已知的商標名稱下,已知一種此類的添加劑。加熱可能是必要的因為該添加劑在小于約零下10℃時凝固。例如從DE10201920A1已知一種具有至少一個電加熱導體(該電加熱導體用于加熱在該q345b鋼管中流動的介質)可電加熱q345b鋼管,其中該加熱導體延伸經過該q345b鋼管長度的至少一個子區域并且由一個金屬芯和一個包裹體組成。該加熱導體通常嵌入在該q345b鋼管的一個層中。一個多層的q345b鋼管中,該加熱導體還可以安排在兩個層之間。該流體的此類加熱中,該電加熱導體總體上加熱圍繞該電加熱導體的q345b鋼管材料。此不利的僅一部分加熱功率被傳遞到該q345b鋼管內部中并且由此傳遞至該流體。然而一部分加熱功率被向外傳遞并且未利用地向環境輸出,也就是說,這部分加熱功率形成損耗。反而可能造成其他車輛部件的不希望的加熱,這些車輛部件可以與該可加熱q345b鋼管接觸或者從該可加熱q345b鋼管接收熱量??杉訜醧345b鋼管的使用對于車窗玻璃清洗系統也是已知的以便在那里防止清洗用水凍結或者使已結冰的清洗用水能再次融化或更快地再次融化。此類相對薄的q345b鋼管中,具有包裹體(該包裹體使加熱導體相對于清洗用水電絕緣)加熱導體在該q345b鋼管管線中被引導。此,該被包裹的加熱導體松動地安排在該q345b鋼管的內體積內部,可以說,清洗水中是自由浮動的該q345b鋼管管線的這些末端處,該被包裹的加熱導體例如在這些連接端處從該清洗用水引導出來。該被包裹的加熱導體穿過這些連接端的通道通常借助于由彈性體材料制成的O型環或借助于彈性體本體來密封。EP2706208A1涉及一種具有殼體的插接連接件,該殼體具有一個接收空間、一個連接管以及連接該接收空間與該連接管的一條通道,其中在該通道內部設置有一個加熱區。為了用此類的插接連接件快速加熱一條液體管線,所提出的該加熱區域與該接收空間之間安排有一個導熱元件。該熱元件朝該接收空間中延伸。該接收空間中安排有呈兩個O型環形式的密封安排并且該熱元件貫穿該密封安排。EP2527704A1涉及一種用于具有殼體的流體管線的連接件,該殼體具有一個連接管(該連接管可以與一個管連接)和一個連接幾何形狀(該連接幾何形狀可以與一個配對元件連接)為了使一個輔助元件能夠從一條流體管線中引導出來并且保持較小的泄露風險,所提出的該殼體具有一個出口開口,至少一個輔助元件通過該出口開口從該殼體向外引導,其中通過一個彈性體本體來引導該輔助元件,當平行于該輔助元件穿過該彈性體本體的穿過方向加載壓力時,該彈性體本體垂直于該穿過方向延伸并且在適當時該彈性體本體通過一個保持裝置保持在該出口開口中。該保持裝置可以具有一個蓋子,該蓋子至少部分地覆蓋該出口開口并且可以被擰接、卡接(aufgeprellt壓裝、粘結或焊接到該殼體上。相對于在該q345b鋼管的外壁中的安排,該流體中安排的被包裹的加熱導體的情況下有利的電力產生的熱量完全被輸出至圍繞該加熱導體的清洗用水。然而,該流體中安排的加熱導體的安排不能夠轉移至在SCR領域中基于尿素的液體的應用情形,因為這種安排在化學上和或者或物理上可能侵蝕該加熱導體的包裹體和由彈性體材料組成的密封件。第一種情形可能導致甚至破壞該加熱導體的影響,第二種情形可能導致非密封性。實用新型本發明的目的于,提供一種開篇所述類型的可加熱q345b鋼管,其加熱導體安排在該q345b鋼管的內體積中并且該可加熱q345b鋼管可以盡可能簡單且防泄漏地進行生產。根據本發明,該目的通過一種具有根據權利要求1所述的特征的用于引導流體態的氣態的和/或糊狀的介質的可加熱q345b鋼管,以及一種具有根據權利要求15所述的特征的機動車輛實現。從屬權利要求中說明了有利的改進方案。因此,本發明涉及一種用于引導流體態的氣態的和或者或糊狀的介質的可加熱q345b鋼管,該可加熱q345b鋼管具有包圍一個內體積的一個外壁和在該內體積中安排的一個加熱元件。這是有利的因為該加熱元件由此直接與該介質接觸并且可以使其加熱功率連續、直接并且盡可能好地輸出至該介質。這降低了向環境的熱量損耗并且提高了該可加熱q345b鋼管的效率。一個圓柱狀的q345b鋼管中,該加熱元件對應地形成為圓柱狀的并且在該介質中(可以說)自由浮動,例如SCR系統的流體態的尿素溶液。該加熱元件具有一個第一加熱導體和一個第二加熱導體。這些加熱導體可以是引導介質的導體(例如呈q345b鋼管的形式)其中引導一種被加熱的介質,例如液體。一方面,這些加熱導體作為電加熱導體是導電的以便能夠通過自身來導電;然而另一方面,這些加熱導體具有高的電阻,其方式為,充分地產生電熱損耗,以便充分地加熱用于相應的應用情形的周圍的介質。這些電加熱導體可以是金屬或紡織物導體。一個電加熱導體例如可以包含由鉻-鎳或銅組成的合金或者單獨地由該合金或該非合金的材料組成。此有利的這些金屬具有相對高的電阻并且由此可以產生比具有低電阻的金屬更高的電-熱損耗。作為紡織物導體可以使用如下材料,這些材料具有導電性,但同時具有紡織物材料的柔性。這些紡織物導體可以具有如下纖維,這些纖維可以是能夠形成為紗線或絲線的單絲或多絲。這些纖維可以形成線狀的紡織物導體或形成為紡織物片狀結構。作為材料,可以使用碳,例如碳纖維或碳納米管(CarbonNanoTube該可加熱q345b鋼管的特征在于,該第一加熱導體和該第二加熱導體通過一個加熱導體連接件連接成一個回路,使得一個加熱導體形成一個引出導體并且該另一個加熱導體形成一個返回導體。以此方式,這兩個加熱導體通過該加熱導體連接件形成在一側閉合的回路。如果將引導流體的q345b鋼管用作加熱導體,則流體可以通過作為引出導體的該第一加熱導體流入該加熱元件中,那里該加熱導體連接件轉向并且可以通過作為返回導體的該第二加熱導體再次從該加熱元件流出。為此,這兩個加熱導體可以分別在其開放的末端處鄰接多個部件,這些部件例如借助于泵提供流體流并且向該流體供應熱量,當流過該加熱元件時向圍繞該加熱元件的該流體釋放該熱量。此,由于熱量釋放,從進入到該引出導體中到從該返回導體離開,該流體的溫度下降。這種安排還可以用于冷卻在該q345b鋼管中的流體,然后可將該q345b鋼管稱為可冷卻q345b鋼管。然后該可冷卻q345b鋼管可以被指定為冷卻導體,這些冷卻導體可以通過冷卻元件引導一種冷卻的流體。然而這些元件的安排可能與所描述的應用相同地作為可加熱q345b鋼管。如果將這些電加熱導體用作加熱導體,則同樣地當用直流電饋送時,作為引出導體的該第一加熱導體可以將電流引入到該加熱元件中并且作為返回導體的該第二加熱導體可以再次將該電流從該加熱元件引出。這種情況下,這兩個電加熱導體可以鄰接一個電流源或電壓源。如果使用交流電流或交流電壓,則這兩個加熱導體在其作為引出導體和返回導體的功能方面隨著交流電流或交流電壓的頻率而交替。此,本發明基于的認識在于,通過這兩個加熱導體借助該加熱導體連接件的環路狀的連接,可以在該可加熱q345b鋼管的一側免除連接端。這簡化了該可加熱q345b鋼管的構造和生產并且簡化了該加熱元件相對于環境的密封。同時,可以改進例如對于車窗玻璃清洗系統已知的用于加熱清洗用水的加熱元件安排(即安排在該待加熱的介質中)以便簡單且成本有效地應用于SCR技術中;并且由此還可以在該領域中利用盡可能直接且完全地將熱量釋放至該尿素液體的優點。根據本發明的一方面,該加熱導體穿過至少一個第一適配器被引導到該內體積中。該可加熱q345b鋼管可以通過該第一適配器元件與其他q345b鋼管和或者或組件連接。該適配器元件優選是一個所謂的快速連接器。為了免除其他元件,通過該第一適配器元件將該加熱元件從該q345b鋼管的內體積引出或引入到該內體積中,使得僅須對在q345b鋼管與第一適配元器件以及第一適配器元件與加熱元件之間的連接件進行密封。根據本發明的另一方面,該加熱導體連接件相對于該第一適配器元件與該內體積安排在相反側。換言之,該加熱導體連接件安排在該內體積的外部。以此方式,可以簡單地從外部接近該加熱導體連接件,以便在安裝時生產該加熱導體連接件或者還在之后檢查、保養或維修該加熱導體連接件。此,可以通過該第一適配器來引出該加熱導體元件并且然后使這兩個加熱導體暴露并且使其設置有加熱導體連接件,該加熱導體連接件可以例如形成為可插接的元件。替代性地,還可以如前述地生產該加熱導體連接件,使得該加熱導體隨著該加熱導體連接件的末端從該第一適配器元件伸出。根據本發明的另一方面,該加熱導體連接件相對于該第一適配器元件與該內體積安排在相同側。換言之,該加熱導體連接件安排在該內體積的內部。以此方式,可以免于穿通該第一適配器元件,由此可以免除在該位置處的密封件。這避免了該位置處的泄漏問題。為了更可靠地定位加熱導體,該加熱導體可以用其末端借助該加熱導體連接件從內部緊固在該第一適配器元件處。根據本發明的另一方面,該第一加熱導體、該第二加熱導體和該加熱導體連接件是導電纜線、導電線股或導電元件。纜線被理解為金屬導體,優選由銅組成,該導體可以由優選彼此纏繞的一條或多條絞線組成。導電線股是紡織物導電元件,例如由一種導電的塑料材料制成。導電元件可以例如是大體上呈點狀的加熱元件,該加熱元件通過多條供電管線被饋送并且局部地輸出其加熱功率,而纜線或線股具有均勻的橫截面并且在其長度上大體上保持不變地輸出其加熱功率。根據本發明的另一方面,該第一加熱導體、該第二加熱導體和該加熱導體連接件是PTC電阻器。PTC電阻器(正溫度系數(PositTemperaturCoeffici具有一種導電材料,與在高溫下相比,該導電材料可以在溫度較低的情況下更好地導電。當溫度上升時,其電阻增大。因此,此類電阻具有正溫度系數。這對于該應用是有利的因為應在加熱的環境中運行這些電加熱導體和該加熱導體連接件,也就是說,這些電加熱導體和該加熱導體連接件在其使用期間持續地經受其本身的熱量并且在該熱量中運行。根據本發明的另一方面,該外壁具有彈性體,塑料,尤其聚酰胺(PA 尤其PA 12或聚鄰苯二甲酰胺(PPA 或聚苯硫醚(PPS或聚氨酯。使用彈性體(由于其彈性)有利的使用塑料和尤其聚酰胺(由于其突出的剛度和韌性)有利的塑料和尤其聚酰胺還具有針對有機溶劑的良好的化學和物理耐受性并且能夠較好地進行加工。聚酰胺12尤其由于其化學和物理耐受性而適合與尿素溶液介質一起使用并且已經受到長期檢驗。PA 12例如具有良好的耐水解性,使得該材料的物理特征值在持續使用例如3000h至5000h情況下與其他聚酰胺相比相對較少地下降。塑料PPA 和PPS適合于在溫度較高的情況下應用并且還可以非常好地被(激光)焊接。根據本發明的另一方面,該第一加熱導體和該第二加熱導體或者該第一加熱導體、該第二加熱導體和該加熱導體連接件相對于該內體積分別單獨地或共同地被一個第一加熱導體隔離層圍繞。以此方式,能夠實現在該內體積中待加熱的流體與具有加熱導體連接件的這些加熱導體之間的化學的和或者或物理的尤其電的隔離。根據本發明的另一方面,該第一加熱導體隔離層具有氟化烴、全氟(乙烯-丙烯-塑料(FEP改性的氟化烷氧基(MFA 或全氟烷氧基烷烴(PFA 氟化烴的突出之處在于其疏水性。特別有利的使用FEP也叫氟化乙烯丙烯(FluorinEthylenPropylenFEP被用作用于柔性基板的疏水涂層。根據本發明的另一方面,該第一加熱導體和該第二加熱導體或者該第一加熱導體、該第二加熱導體和該加熱導體連接件相對于該內體積分別單獨地或共同地被一個第二加熱導體隔離層圍繞,該第二加熱導體隔離層環繞該第一加熱導體隔離層。該第二加熱導體隔離層提供了如下可能性:不改變該電加熱導體和其第一加熱導體隔離層的迄今為止的結構的情況下,該第二加熱導體隔離層相對于在該內體積中引導的介質設計有隔離作用。這簡化了應用并降低了成本。例如可以在化學耐受性方面,例如相對于SCR系統的流體態的尿素溶液來設計該第二加熱導體隔離層。替代性地或附加地,可以在盡可能高的熱傳導性方面進行設計,以便能夠盡可能低損耗且快速地將熱量從該電加熱導體傳遞至該介質。替代性地或附加地,如果在高的壓力下引導該介質,則可以在高的耐壓性方面進行設計。共同地包裹這兩個加熱導體與加熱導體連接件簡化了加熱元件的構造并且將這兩個加熱導體結合在一起。分開地包裹這兩個加熱導體與加熱導體連接件的提高了熱量輸出,因為待加熱的流體也可以到達雙重包裹的加熱導體之間。根據本發明的另一方面,該第二加熱導體隔離層具有彈性體,塑料,尤其聚酰胺(PA 尤其PA 12或聚鄰苯二甲酰胺(PPA 或聚苯硫醚(PPS或聚氨酯。與前面已經關于外壁描述的相同的特性和優點也適用于該加熱導體隔離層。根據本發明的另一方面,該外壁與至少該第二加熱導體隔離層通過該第一適配器元件和/或一個第二適配器元件連接。通過該適配器元件,該可電加熱的q345b鋼管與其他元件連接,如其他q345b鋼管或組件。此,該適配器元件還具有一個通道,以便可以引導流體進入該內體積中或從該內體積流出并且可以與其他q345b鋼管或組件交換。優選地,該適配器元件是一個快速連接元件(快速連接器(Quick-Connector該快速連接元件簡化并且由此加速該可電加熱q345b鋼管的安裝。根據本發明的另一方面,該第一適配器元件和/或該第二適配器元件具有一個適配器本體,該適配器本體借助于一個材料適配的連接件與該第二加熱導體隔離層連接。該材料配合的連接件提高了連接的密封性,使得尤其在介質壓力更高的情況下保持存在該密封性。還可以免除多個分開的密封元件,例如O型環,這簡化了構造。根據本發明的另一方面,該材料配合的連接件是激光焊接連接件、旋轉焊接連接件或粘合劑連接件。所有這些連接類型導致了壓力穩定的連接。由聚酰胺制成的第二加熱導體隔離層中優選使用激光焊接和旋轉焊接,由彈性體材料制成的第二加熱導體隔離層中尤其使用粘合劑連接。本發明還涉及一種具有如前述的可加熱q345b鋼管的機動車輛。以此方式,可以在機動車輛中、尤其在機動車輛的SCR系統中利用前述優點。根據本發明的可加熱q345b鋼管1根據第一實施例的一個示意性截面圖示。該可加熱q345b鋼管1沿著一條縱軸線L形成為圓柱狀的該可加熱q345b鋼管1閉合地示出為具有一個第一適配器元件3a其左側末端處)和一個第二適配器元件3b其右側末端處)該可加熱q345b鋼管1具有由彈性體材料組成的彈性的外壁10該彈性的外壁包圍一個內體積11該內體積在兩側通過適配器元件3a3b限制??梢栽谠搩润w積11內部引導一種介質,例如一種流體。SCR系統中,該SCRq345b鋼管1引導一種水性的尿素溶液作為流體。一個加熱元件2呈電加熱元件2形式)該內體積11或流體中基本上自由浮動地安排在該縱軸線L上,該加熱元件安排為在徑向方向R上相對于外壁10內側均勻地間隔開。然而,為了更好地理解,以如下方式示意性地示出這種安排,因為該自由浮動的電加熱元件2匹配q345b鋼管1走向,根據應用情形該q345b鋼管還可以是彎折的該電加熱元件2具有呈(電流可以流經的細的銅纜線或細的含銅纜線的形式的第一電加熱導體20a和第二電加熱導體20b用于產生電熱量損耗并且用這些電熱量損耗來加熱內體積11中的流體。當用直流電饋送時(未示出)該第一電加熱導體20a形成該引出導體并且該第二電加熱導體20b形成該返回導體。這兩個電加熱導體20a20b通過一個加熱導體連接件20c彼此導電地連接,使得這些電加熱導體一起形成一個電加熱導體20a20b該電加熱導體呈環路狀地安排在該加熱導體2中。由此,這些電連接端可以設置在該可加熱q345b鋼管1一側。

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    這些電加熱導體20a20b以及該加熱導體連接件20c共同地被一個第一加熱導體隔離層21包裹,該第一加熱導體隔離層原則上相對于液體化學地隔離這些電加熱導體和該加熱導體連接件并且同時可以向內體積11實現良好的熱傳遞。此外,該第一加熱導體隔離層21被一個第二加熱導體隔離層22覆蓋,該第q345d無縫方管二加熱導體隔離層使該第一導體隔離層21相對于內體積11或流體(例如水性的尿素溶液)額外地尤其化學地隔離。以此方式,應用化學腐蝕性液體(例如SCR系統的水相的尿素溶液)情況下也可以利用該自由浮動的電加熱元件2直接熱傳遞的優點。此,這些電加熱導體20a20b以及該加熱導體連接件20c直至在右側的連接端完全被這兩個加熱導體隔離層2122包圍,使得可以實現流體密封的隔離。這些適配器元件3a3b分別具有一個適配器本體30該適配器本體借助于一個材料配合的連接件31例如激光或旋轉焊接連接件31或粘合劑連接件31與該第二加熱導體隔離層22壓力密封地連接。通過這些適配器本體3a3b可以在內體積11與環境(例如其他q345b鋼管或組件)之間進行流體交換(未示出)圖2示出了根據本發明的可加熱q345b鋼管1根據第二實施例的一個示意性截面圖示。這種情況下,將該加熱導體連接件20c安排在一個分開的終止元件23中,該終止元件在左側被插接到這兩個加熱元件20a20b末端,之后該加熱導體連接件通過該第一適配器元件3a從內體積11伸出。以此方式,該加熱導體可以以連續的長度生產、針對相應的應用情形切短或加工,這可以更簡單且更有利地進行生產。然后在成品中通過該終止元件23實現用加熱導體連接件20c進行終止。圖3示出了根據本發明的可加熱q345b鋼管1根據第三實施例的一個示意性截面圖示。此,該加熱導體2如在第一實施方式中一樣形成,然而該加熱導體在該第一適配器元件3a內側處的內體積11內部結束。該加熱導體2可以優選材料配合地緊固在該位置處。以此方式,可以避免穿通該第一適配器元件3a這同時排除了穿通時的泄漏問題。所有三個實施方式中,這兩個加熱導體20a20b首先共同被該第一加熱導體隔離層21并且然后被該第二加熱導體隔離層22包裹。替代性地,這兩個加熱導體20a20b還可以分別在空間上分開地被相同的第一加熱導體隔離層21或還被多個不同的第一加熱導體隔離層21包裹并且然后被共同的第二加熱導體隔離層22包裹,這種情況下,該第二加熱導體隔離層使這兩個第一加熱導體隔離層21彼此分離,也就是說,還安排在這兩個加熱導體20a20b之間。這可以簡化制造,因為這兩個加熱導體20a20b可以與其相應的第一加熱導體隔離層21分開地制造并且在此之后才在該第二加熱導體隔離層22中被組合。該第二加熱導體隔離層22還可以分離地包裹這兩個加熱導體20a20b使得在這兩個加熱導體之間存在間隔。附圖標記說明 31第二加熱導體隔離層22與適配器本體30之間的材料配合的連接件、激光焊接連接件、旋轉焊接連接、粘合劑連接件



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