CN111226069B - 用于特别是scr系统或注水系统的可加热流体管道的连接器 - Google Patents

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Abstract

一种用于可加热流体管道的连接器，特别是用于SCR系统或注水系统的可加热流体管道的连接器。连接器(10)包括导热主体(14)，所述导热主体限定用于待流过管道(D)的流体的通道，并且配置为设置有位于通道周围的电加热装置(4)。夹件(18)位于所述主体(14)的一部分周围，所述夹件包括一个或更多个卡入式插座(20)，所述一个或更多个卡入式插座相对于所述主体(14)外围地定位，并且配置为安装所述电加热装置(4)的电连接件(22)。

Description

用于特别是SCR系统或注水系统的可加热流体管道的连接器
技术领域
本发明涉及一种用于可加热流体管道，特别是用于SCR系统或注水系统的可加热流体管道的连接器。
然而，如将理解的是，本发明不仅针对SCR系统，因为所述连接器能够与配置为由旨在被加热的任何流体流过的管道结合使用。
背景技术
选择性催化还原(通常称为“SCR”)是借助催化剂将氮氧化物也称为NOX转化为双原子氮(N2)和水(H2O)的方法。将气体还原剂——通常是无水氨、氨水或尿素——添加到烟道流或废气流中，并且使其吸附到催化剂上。当尿素用作还原剂时，二氧化碳CO2是反应产物。
商业选择性催化还原系统通常在大型电站锅炉、工业锅炉和城市固体废料锅炉上使用，并且已显示出将NOX减少70-95％。更多的最近应用包括柴油发动机，例如在大型船舶、柴油机车、气轮机和汽车上使用的柴油发动机。
特别是在汽车领域，SCR系统配置为在催化剂入口处提供尿素水溶液，并且通常位于废气消声器之后：在催化剂中，尿素与废气中包含的氮氧化物发生反应，从而从大气排放物中消除这种氧化物。
因此，为了完成这个过程，通常将尿素溶液提供在箱中，在可能已经与压缩空气混合之后，根据由电子控制单元限定的时间和方法，能够从该箱中将溶液本身注入催化剂中，该电子控制单元考虑了各种外部(温度、湿度等)和内部(发动机运转、转数等)参数。
尿素溶液仅能以液相使用，并且该尿素溶液的冻结温度等于大约-11℃。因此，如果输送装置保持在低于这个值的温度，SCR系统必须配备电加热的导管，其中将电阻器插入导管内部或螺旋地缠绕在导管上。导管连接器不仅必须确保快速并且可靠地对导管进行液压装配，而且还必须将它们的电阻器电连接到电源，以及必须加热内部流体，并且在液压连接器周围固定电连接件和加热丝——该操作通常通过胶带完成——的需要的情况下，这带来了额外的复杂性。
在内燃机中，注水——也称为防爆燃剂注入(ADI)——能够将水喷入进入的空气或燃料-空气混合物中，或直接喷入汽缸中以冷却感应系统的某些部分，在该部分中“热点”可能会产生过早的点火。当应用于车用汽油机时，注水避免注入额外量的燃料的需要以减少NOX排放，因为较低的NOX排放物由较低的燃烧温度保证。这样能够显著地减少燃料消耗。
许多注水系统使用含有微量的水溶性油的水和酒精的混合物(通常接近50/50)。水由于其高密度和高吸热性能提供主要的冷却效果。酒精是易燃的，并且还用作水的防冻剂。
DE 20 2012 102954 U1涉及一种用于流体介质的可加热介质线路的安全夹。
用于可加热流体管道的连接器的另外的公开内容在DE 10 2009 044404 A1、DE20 2009 012230 U1、DE 20 2008 015289 U1、DE 10 2008 025299 A1、WO 2007/032034 A1和WO 2012/079833 A1中提供。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于可加热流体管道的连接器，特别是用于SCR系统或注水系统的可加热流体管道的连接器，该连接器能够改进根据现有技术制造的设备。特别地，这种连接器在可加热流体管道上提供更容易的装配。
所述目的由本发明的连接器实现。这种连接器的可选的和优选的技术特征在本发明中提出。
参考附图，本发明的另外的技术特征和优点将从以下详细描述中变得明显，该详细描述仅通过非限制性示例来给出，所述附图总结如下。
附图说明
图1是根据本发明的示例性实施例设计的连接器的立体图，且该连接器安装在可加热流体管道上以形成可加热流体线路。
图2是图1中所示的连接器的局部侧视图，该连接器由覆模保护。
图3是根据本发明的另外的示例性实施例设计的连接器的立体图，该连接器安装在可加热流体管道上以形成可加热流体线路。
图4是图3中所示的连接器的侧视图。
图5和图6是根据本发明的两个示例性实施例设计的两个连接器的细节的两个局部立体图。
图7是用作根据本发明的附加示例性实施例设计的连接器的一部分的夹件的立体图。
图8是用于可加热流体线路中的电连接件的实施方式的示意图，该可加热流体线路包括根据本发明的连接器。
图9是用作图10中的根据本发明的附加示例性实施例设计的连接器的一部分的夹件的局部立体图。
图10是具有根据本发明的附加示例性实施例设计的连接器的剖面图的局部侧视图，并且该连接器装配到可加热流体管道以形成可加热流体线路。
图11是本发明的实施例的局部横截面图，其中示出了枞树结构。
图12-14分别是根据图9和10中描绘的连接器的局部立体图、连接器的主视图、连接器的线XIV-XIV的截面图，该连接器装配到可加热流体管道以形成可加热流体线路。
具体实施方式
参考图1和图2，连接器整体上由附图标记10表示。所述连接器根据本发明的示例性实施例设计。
连接器10旨在与可加热流体管道D结合使用，以便形成可加热流体线路的一部分。在工作期间，连接器10应该能够像管道D一样被加热。
在附图中所示的所有实施例中，可加热流体线路L是SCR系统的一部分。作为替代，可加热流体线路L也能够是注水系统的一部分。然而，技术人员会认识到，本发明能够应用于几个不同的技术领域中，其中有必要加热旨在流过管道D的任何流体介质(因此，不仅是通常用于SCR系统中的尿素还是通常用于注水系统中的本身已知的混合物)。
以本身已知的方式，连接器旨在安装到的管道D在内部或外部被一个或更多个电加热元件环绕，该一个或更多个电加热元件配置为加热流过所述管道的流体。为了确保更高的安全度和绝热度，管道D优选地被由电热绝缘材料，例如弹性体(例如热塑性橡胶)制成的护套12环绕。例如，这种电加热元件包括电阻丝W。
更详细的是，连接器10旨在在一端14a连接到管道D，并且在另一端14b连接到可加热流体输送系统的另一个部件。例如，另一端14b能够配置为连接到另外的管道(未示出)、计量阀(未示出)或箱(未示出)，该箱包含通过可加热流体线路L待输送的流体的。如果是SCR系统的情况下，箱能够包含尿素溶液，并且如果是注水系统的情况下，箱能够包含例如水和酒精的混合物。
特别地，端14a、14b设计为以本身已知的方式(在所示的示例中：借助快速连接器)与管道D和/或箱耦接。
参考图1，例如，另一端14b成形为母耦接件，该母耦接件连接到与所述另一端连接的元件的相应的公耦接件。替代地，参考图3，作为另一个示例，另一端14b成形为公耦接件，该公耦接件连接到与所述另一端连接的元件的相应的母耦接件。
连接器10包括导热主体14，该导热主体限定用于待流过管道D的流体的通道16。在所示的实施例中，主体14包括上述端14a、14b，并且在所述端之间限定通道16。
主体14配置为设置有位于通道16周围的电加热装置H。此外，连接器10包括位于所述主体14的一部分周围的夹件18，该夹件包括多个卡入式插座20，该多个卡入式插座相对于主体14外围地定位，并且配置为安装电加热装置H的电连接件22。由于这些技术特征，当连接器10装配到管道D时，以更简单的方式执行并且实现机械紧固。
特别地，如将参考本发明的示例性实施例更详细地示出的，电加热装置H的电连接件22与管道D的电加热元件连接，以允许电流流过整个可加热流体线路L。在这方面，管道D的电加热元件W与电源电路(未示出)连接。
特别参考如图1和2所示的实施例，这种卡入式插座20中的每个配置为安装电加热装置H的电连接件22。这种电连接件22具有对旨在在连接器10内流动、特别是在通过主体14限定的通道16内流动的流体提供加热的作用。
根据本发明，连接器10的设计极大地简化了整个可加热流体线路L的装配操作。
在附图中所示的所有实施例中，夹件18是安装在主体14上的单独件。
在未示出的另外的替代实施例中，夹件能够与主体制成单个件。
在未示出的另外的并且较不优选的替代实施例中，夹件能够包括单个卡入式插座，该卡入式插座相对于主体外围地定位，并且配置为安装单个电连接件。
如参考图7中所示的实施例能够更详细地看出的，夹件18优选地具有中空部分24，该中空部分将安装在主体14的一部分周围。更优选地，空心部分24是在主体14的一部分周围夹着的基本C形通道。
优选地，空心部分24与主体14的、位于端14a与14b之间的中间部分耦接。便利地，这种中间部分能够是在管道与连接器10之间的密封区域。这种密封区域能够通过将导管23的末端部分插入到具有所谓的“枞树”安装部分的形状的、连接器10、25的末端部分之上获得。作为可能的示例，图11中示出了“枞树”结构。
参考图1，夹件18设置有多个突出部26，该多个突出部与主体14的相应的多个腔28接合，以便限制或避免在夹件18相对于主体14的转动或轴向移动之间的至少一者。在上述附图中，避免了夹件18相对于主体14的转动。特别地，这是由于外围间隔突出部26在夹件18周围，并且接合在位于主体14上的相应外围间隔腔28中。
参考图5，夹件18设置有凹口30，该凹口与主体14的相应的突起32接合，以便限制或避免在夹件18相对于主体14的转动或轴向移动之间的至少一者。在这个实施例中，避免了夹件18相对于主体14的转动和平移。特别地，这是由于突起32的基本矩形形状耦接到由夹件18的环形部分33限定的配合凹口30中。
参考图6，夹件18设置有止动件34，该止动件轴向地位于卡入式插座20的前面。以这个方式，避免了电连接件22相对于夹件18的轴向移动。在另外的替代实施例(未示出)中，止动件34能够设置在主体14上，而不是夹件18上。
参考图5，能够理解的是，以有利的方式，突起32具有以与图6中所示的止动件34相似的方式充当止动件的附加功能。
在所示的实施例中，卡入式插座20是位于外围的基本C形通道。
在图1中所示的示例性实施例中，限定了卡入式插座20的C形通道中的每个包括包围电连接件22的一对基本径向延伸件(未编号)。另外，以优选的方式，突出部26从这种径向延伸件轴向突起。
参考图7中所示的实施例，夹件18设置有多个凹槽36，该多个凹槽能够安装电加热装置H的导线。这种凹槽36朝向夹件18的内部横向开放。更详细地，该多个凹槽限定在中空部分24内部。
在本发明的图9的替代实施例中，凹槽36能够朝向夹件18的外部横向开放。特别地，这种凹槽36位于卡入式插座20的内部；在装配期间，将导线安装在凹槽36中，且然后将电连接件22耦接在卡入式插座20的内部，因此插入插座20中的电连接件22覆盖包含在凹槽36中的导线并且叠加到该导向。
参考图4，夹件18包括两对轴向间隔件38(在图3中也可见两对，其他两对关于夹件对称)，该两对轴向间隔件旨在至少限定距离管道D的支座40的最小距离，以便限定在所述夹件18与所述管道D之间的间隙42，该间隙旨在容纳电加热装置H的导线。为了限定间隙42，轴向间隔件38能够抵靠在支座40上或位于与该支座相距一定距离处。
参考图7，夹件设置有多个钉状部分44，该多个钉状部分具有与覆模部分的厚度对应的长度，该覆模部分旨在模制在所述主体和所述夹件之上，并且旨在充当壳。
参考图8，示出了电连接件22的设计，该电连接件准备被插入卡入式插座20中。
优选地，这种电连接件22是由套管保护的连接件，优选地是能热收缩套管。特别地，这种能热收缩套管保护连接在一起的导线W的两个末端22a、22b，特别是通过焊接、用导电胶粘合或用带46压接连接在一起。
根据本发明的示例性实施例，管道D和连接器10涂覆有弹性体。优选地，这种弹性体是热塑性弹性体。
根据本发明的示例性实施例，管道D涂覆有波纹管，并且连接器10由塑料壳保护。
如上所述，当装配连接器10以形成流体线路L时，主体14和夹件18由外壳保护，该外壳能够是模制在所述主体14和所述夹件18之上的覆模部分，或者能够是刚性壳体。
参考图9、图10和图12-14，示出了另外的实施例，其中中空部分24的C形区域在一侧具有轴向槽48，该轴向槽旨在容纳由主体14承载的配合轴向突出部50。轴向槽48仅针对C形区域的轴向长度的一部分延伸。因此，换句话说，连接器10具有在中空部分24的一侧(对应于轴向槽48的区域)的第一较大内径(或宽度)，以及在中空部分24的另一侧(对应于其余区域)的第二较小内径(或宽度)。同样地，主体14具有在一侧(对应于轴向突出部50的区域)的第一较大外径(或宽度)，以及在另一侧(对应于其余区域)的第二较小外径(或宽度)。以这种方式，夹件18仅能够在预先确定的方向上装配到主体14。
此外，以便利的方式，突出部50能够用于将连接器10密封到管道。作为示例，管道能够设置在内部并且附接到连接器10，特别是通过粘合或激光焊接来附接。
另外，一个或更多个突出部(在图13中以51、52表示)能够部分地延伸超过突出部50，以便阻挡连接器10的径向移动，将该连接器固定在预先确定的角度位置。
自然地，在不损害本发明的原理的情况下，可以仅通过非限制性示例关于已经描述和示出的内容来广泛地改变实施例和结构细节，而不由此脱离本发明的范围。

Claims (26)

1.一种用于可加热流体管道(D)的连接器(10)，所述连接器包括：
-导热主体(14)，所述导热主体限定用于待流过所述管道的流体的通道(16)；
-电加热装置(H)，所述电加热装置在所述通道周围位于所述主体的至少一部分上；和
-夹件(18)，所述夹件安装在所述主体的一部分周围，并且包括至少一个卡入式插座(20)，所述至少一个卡入式插座相对于所述主体外围地定位，并且是基本C形通道；所述夹件具有中空部分(24)，所述中空部分是在所述主体周围夹着的基本C形通道；
所述连接器的特征在于，所述卡入式插座以卡入的方式安装能电热收缩的绝缘套管，所述绝缘套管使所述电加热装置的电连接件(22)嵌入并且保护所述电连接件；所述连接件(22)包括连接在一起的导线(W)的两个末端(22a、22b)。
2.根据权利要求1所述的连接器，其中，所述夹件设置有至少一个凹槽(36)，所述至少一个凹槽安装所述电加热装置的导线。
3.根据权利要求2所述的连接器，其中，所述至少一个凹槽朝向所述夹件的外部横向开放。
4.根据权利要求3所述的连接器，其中，所述至少一个凹槽位于所述至少一个卡入式插座的内部。
5.根据权利要求2所述的连接器，其中，所述至少一个凹槽朝向所述夹件的内部横向开放。
6.根据权利要求5所述的连接器，其中，所述至少一个凹槽位于所述中空部分的内部。
7.根据前述权利要求中任一项所述的连接器，其中，这种末端通过焊接、用导电胶粘合或用带(46)压接来连接。
8.根据权利要求1至6中任一项所述的连接器，其中，所述夹件设置有至少一个突出部(26)，所述至少一个突出部与所述主体的相应的腔(28)接合，以便限制或避免在所述夹件相对于所述主体的转动或轴向移动之间的至少一者。
9.根据权利要求1至6中任一项所述的连接器，其中，所述夹件设置有至少一个凹口(30)，所述至少一个凹口与所述主体的相应的突起(32)接合，以便限制或避免在所述夹件相对于所述主体的转动或轴向移动之间的至少一者。
10.根据权利要求1至6中任一项所述的连接器，其中，所述主体和所述夹件中的至少一个设置有止动件(34)，所述止动件轴向地位于所述至少一个卡入式插座的前面，以能够避免所述电连接件相对于所述夹件和/或所述主体的轴向移动。
11.根据权利要求1至6中任一项所述的连接器，其中，所述夹件设置有多个所述卡入式插座。
12.根据权利要求1至6中任一项所述的连接器，其中，所述夹件包括轴向间隔件(38)，所述轴向间隔件旨在抵靠所述管道的支座(40)，以便限定间隙(42)，所述间隙位于所述夹件与所述管道之间，并且旨在容纳所述电加热装置。
13.根据权利要求1至6中任一项所述的连接器，其中，所述夹件设置有至少一个钉状部分(44)，所述至少一个钉状部分具有与覆模部分的厚度对应的长度，所述覆模部分旨在模制在所述主体和所述夹件之上，并且旨在充当壳。
14.根据权利要求1至6中任一项所述的连接器，其中，所述中空部分的C形区域在一侧具有至少一个轴向槽(48)，所述至少一个轴向槽旨在容纳由所述主体承载的配合轴向突出部(50)，以使在所述主体周围的夹件在预先确定的角度位置处居中。
15.根据权利要求1至6中任一项所述的连接器，其中，所述夹件具有在所述中空部分的一侧的第一内径或宽度，以及在所述中空部分的另一侧的第二内径，所述第一内径或宽度大于所述第二内径；所述主体具有在一侧的第一外径或宽度，以及在另一侧的第二外径或宽度，以在预先确定的方向上相对于所述主体装配所述夹件，所述第一外径或宽度大于所述第二外径或宽度。
16.根据权利要求1所述的连接器，其中，所述连接器用于SCR系统或注水系统的可加热流体管道(D)。
17.一种可加热流体线路(L)，所述流体线路包括根据前述权利要求中任一项所述的连接器(10)。
18.根据权利要求17所述的流体线路，还包括可加热流体管道(D)，所述可加热流体管道旨在由流体流过并且接合到所述连接器。
19.根据权利要求18所述的流体线路，其中，所述电加热装置(H)位于所述通道周围并且位于所述管道周围，以加热通过所述流体线路的所述流体。
20.根据权利要求17至19中任一项所述的流体线路，其中，所述主体和夹件由外壳保护。
21.根据权利要求20所述的流体线路，其中，所述外壳是模制在所述主体和所述夹件之上的覆模部分。
22.根据权利要求20所述的流体线路，其中，所述外壳是刚性壳体。
23.根据权利要求18至19中任一项所述的流体线路，其中，所述管道和所述连接器涂覆有弹性体。
24.根据权利要求23所述的流体线路，其中，所述弹性体是热塑性弹性体。
25.根据权利要求18至19中任一项所述的流体线路，其中，所述管道涂覆有波纹管。
26.根据权利要求17所述的流体线路，其中，所述流体线路用于SCR系统或注水系统。
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