CN205424249U - 可电加热的介质管道 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种可电加热的介质管道(1)，其包括具有两个端部(11、12)的介质管道(10)和与所述两个端部(11、12)相连接的两个管道连接器(13、14)，在所述介质管道(10)和所述管道连接器(13、14)上设置有加热丝(2)，所述加热丝(2)在其两个端部(20、21)设置有两个压接点，所述压接点将所述加热丝(2)连接至供电线(22、23)以将其连接至电压源，其中，所述介质管道(10)由柔性可弯曲材料制成，所述加热丝(2)是单条加热丝，包括芯元件(27)和围绕该芯元件(27)的加热线圈(28)。

Description

可电加热的介质管道

技术领域

本实用新型涉及一种可电加热的介质管道，其包括具有两个端部的介质管道，并具有连接至介质管道端部的两个管道连接器，并具有设置在介质管道和管道连接器上的加热丝，所述加热丝在其两个端部设置有两个压接点，这两个端部将所述加热丝连接至供电线以将它们连接到电压源。

背景技术

可电加热的介质管道及其制造方法是现有技术中已知的。许多介质管道尤其被设置在车辆中用于主要输送液体介质。在低温下，存在介质管道可能会冻结的风险，由于这个原因，设置了加热装置。管道连接器用于连接至少两个介质管道或将介质管道与模块(aggregate)相连。介质管道经常运送具有相对高的冰点，因此即使在相当高的环境温度下也倾向于冻结的介质，并因此可能会例如损害车辆的能力甚或显著干扰车辆的功能。特别是对于挡风玻璃清洗系统用水管线，以及用于输送在装配有“SCR催化转化器”的柴油发动机中用作NOx反应添加剂的尿素水溶液的介质管道，显然尤其会发生这种情况。

可电加热的介质管道不仅被设置用于在车辆中很长距离上分别连接多个部件或模块，而且是在安装空间非常小的情况下连接多个部件所需要的。

实用新型内容

因此，本实用新型的目的是提供一种可电加热的介质管道，其可以被用在介质管道的安装空间特别窄并且无需进行脉宽调制(PWM)来控制介质管道的加热的环境下。本实用新型的另一个目的是提供一种成本效率高的可电加热的介质管道。

这个问题通过一种可电加热的介质管道来解决，该可电加热的介质管道包括具有两个端部的介质管道，并具有连接至介质管道端部的两个管道连接器，并具有设置在介质管道和管道连接器上的加热丝，所述加热丝在其两个端部设置有两个压接点，这两个端部将所述加热丝连接至供电线以将它们连接到电压源，其中，所述介质管道由柔性可弯曲材料制成，所述加热丝是单条加热丝，包括芯元件和围绕该芯元件设置的加热线圈。从属权利要求中限定了本实用新型的其他实施方式。

通过提供由柔性可弯曲材料制成的可电加热的介质管道，能够以半径40mm来弯曲所述介质管道。不必使用形状弯曲装置迫使介质管道处于各种形状并将介质管道保持为该形状。由于介质管道的这种柔性可弯曲材料，能够在将介质管道连接至类似DEF(柴油尿素溶液)/SCR(选择性催化还原)罐之后在安装位置进行弯曲以便再连接至DEF/SCR泵模块。

这种加热丝包括芯元件，该芯元件周围缠绕有加热线圈。芯元件可以是特别由芳族聚酰胺或制成的细丝。由于加热丝是由周围缠绕有加热线圈的芯元件构成的单条加热丝，所以不必利用脉宽调制(PWM)来控制加热丝，从而能够在没有对加热丝进行PWM也没有进行电捆扎的情况下使用150mm以上到约300mm的线长度。通过仅使用单条加热丝来加热整个可电加热的介质管道，该单条加热丝从可电加热的介质管道的一端延伸到另一端并再次返回初始端。加热丝螺旋缠绕在接热线和两个管道连接器的外部。加热丝在端部连接至供电线以将加热丝连接至电压源。加热丝的端部连接至，优选地压接至供电线。优选将压接点设置于加热丝和供电线的端部之间，其中加热丝和供电线均被保护在收缩管中。由于仅使用了单条加热丝，所以在加热丝的端部与两条供电线的端部之间仅有两个压接点，这两条供电线被引到待连接至电压源的插头连接器。

优选的是，在管道连接器和介质管道彼此连接之后围绕它们缠绕加热丝。因此，介质管道被设置为与两个管道连接器首先在端部连接，然后加热丝在介质管道和两个管道连接器的外部，从第一管道连接器开始跨越介质管道和第二管道连接器螺旋缠绕并跨越第二管道连接器、介质管道和第一管道连接器返回进行螺旋缠绕。通过利用本实用新型的这种制造可电加热的介质管道的方法，加热丝的长度能够适应所需长度从而不会浪费加热丝。

此外，优选地所述加热丝非对称地螺旋缠绕在介质管道和/或管道连接器的外部，这意味着沿着介质管道的长度和/或管道连接器的长度，绕线具有变化的螺距或者在某些部分具有不同螺距或者存在具有不同螺距的区域。此外，在管道连接器的区域中，螺距可以比介质管道的区域中更小，使得能够通过加热丝在管道连接器和介质管道的区域中的绕线螺距来控制输入到管道连接器和介质管道的热量。例如，对于24V电压，加热丝可以按照9mm螺距缠绕，其中用于135mm介质管道长度的加热丝长度为约760mm。通过利用24V电压，加热丝的长度也可以是840mm。对于尺寸为3/8英寸或5/16英寸的管道连接器，缠绕两个管道连接器的加热丝的长度可以是约420mm，而对于尺寸为1/4英寸的管道连接器，加热丝的长度可以是约290mm。

此外，对于尺寸为8×1、介质管道壁厚为1mm的介质管道，热处理之后，介质管道的外径可以至少为8.01mm至8.09mm。介质管道的尺寸也可以分别为4×1、5×1或6×1，对于4×1的介质管道，外径例如为4.01mm至4.09mm，对于5×1的介质管道，外径例如为5.01mm至5.09mm，对于6×1的介质管道，外径例如为6.01mm至6.09mm。可电加热的介质管道优选是短的可电加热的介质管道，长度至少150mm但不超过300mm。由于长度短，这种可电加热的介质管道可以设置在狭窄安装空间中，尤其是车辆的DEF罐与DEF泵模块之间的狭窄安装空间中，在该安装空间中，DEF泵模块的位置靠近液体指示发送器单元。此外，它可以用在SCR系统中作为吸入和回流管道，对流经可加热介质管道的介质产生了很小的压力。这种低压力可以在流经可加热介质管道的介质的13.5巴以下的范围。

有利的是，介质管道由聚酰胺制成，例如PA12PHLY或PA12HL或者聚邻苯二甲酰胺(PPA)。利用这些材料，能够拥有柔性特别好的可弯曲材料，并且能够得到非常短的可电加热的介质管道。此外，这些材料能够耐受DEF和SCR催化剂系统的高纯还原剂(SCR表示选择性催化还原)，其中，介质管道的材料可被软化而柔性很好且可以弯曲。

有利的是，介质管道至少具有内层和外层，其中内层和/或外层的表面没有水泡、小洞、划痕、流线、裂缝、缩痕、不均匀性、杂质和孔。尤其是在内层表面如上设置的情况下，可以防止像DEF和 这种介质的攻击，使得可电加热的介质管道能够抵挡流经的介质的任意这种化学攻击。

尽管这种可电加热的介质管道很短，长度通常不超过300mm，但是介质管道和管道连接器优选地通过材料结合而连接。由于在介质管道和管道连接器连接之后将加热丝设置在介质管道和管道连接器的外部，所以能够将介质管道和管道连接器连接起来，特别是通过材料结合，特别是通过激光焊接。

在为介质管道和两个管道连接器提供了加热丝之后，可以围绕介质管道和管道连接器以及介质管道与管道连接器之间的过渡区设置用于对其进行保护和隔离的至少一个装置，介质管道被具有经带绕线封闭的纵缝的波纹管封包，管道连接器被设置成围绕它的保护帽封包。因此，可以为上面缠绕有加热丝的介质管道容易地设置波纹管，因为它是纵缝，从而能够在介质管道的径向设置。在提供了波纹管之后，可以通过围绕波纹管缠绕的胶带来封闭这个缝。然后，管道连接器和被缠绕了带的波纹管围绕的介质管道与管道连接器之间的过渡区可以被保护帽封包。通过在用于保护和隔离的装置与介质管道和管道连接器以及过渡区之间留下气隙以便隔离它们，波纹管和保护帽被设置为封包介质管道和管道连接器，其中间隙中的空气充当隔离。

有利的是，保护帽中的至少一个是由两个部分组成的，每个部分都相对彼此是公母配合的。由于制造保护帽的成本，这是非常有利的，因为这两个部分没有区别，因此与现有技术保护帽的制造成本相比，制造成本显著下降，在现有技术中，保护帽的至少两个部分是不同的。

此外，至少一个保护帽优选地可以分别设置有至少一个分离元件，特别是分离条、壁或脊。这种分离元件可以用来将加热丝的压接点与保护帽内的供电线分离开，其中压接点位于分离元件的两侧。此外，至少一个保护帽可以设置有阻碍夹子与保护帽分离的元件。这种夹子可以有利的用于将管道连接器和插入在其中的插头连接器固定并保持在一起。

此外，可以分别提供直的或成角的或拐弯的保护帽，经过特殊设计，可以防止在制造过程中加热丝的损坏，特别是被压坏。这种特殊设计可以包括在可电加热的介质管道的制造过程中将加热丝固定或保持就位的元件，就像上述的分离元件。

本实用新型的技术效果是：因为这种可电加热的介质管道非常短，所以不仅介质管道本身，而且保护帽也比用于较长的可电加热的介质管道的现有技术保护帽更短。保护帽的外径与其长度之间的关系强于现有技术的较长的可电加热的介质管道的保护帽的外径与长度之比。

附图说明

本领域技术人员在阅读了下面结合附图阐述的公开内容后将会明白本实用新型的其他目的、优点和其他特征。

图1是本实用新型的可电加热的介质管道的侧视图。

图2是作为图1的可电加热的介质管道的第一制造步骤的端部连接了两个管道连接器的介质管道的侧视图。

图3是图2的具有两个管道连接器的介质管道，其中所有三个部件都设置有加热丝，该加热丝螺旋缠绕着两个管道连接器以及它们之间的介质管道。

图4是图3的上面缠绕了加热丝的介质管道和管道连接器的侧视图，其中两个管道连接器被本实用新型的保护帽封包。

图4a是图4的组件的侧视图，其中波纹管围绕着管道连接器之间的介质管道。

图4b和图4c是沿着图4c所示的可电加热的介质管道的A-A线的剖视图(图4b)和图4a的可电加热的介质管道的俯视图，其中介质管道设置有围绕波纹管的胶带。

图5a至图5d是构成图1的可电加热的介质管道的肘形保护帽的两部分的视图。

图6a至图6d是彼此公母配合的直保护帽部件，其中该保护帽是图1的可电加热的介质管道中的保护帽。

图7a至图7d是彼此公母配合的直保护帽部件的另选实施方式的视图。

图8是DEF或SCR罐的视图，其中连接了两个本实用新型的可电加热的介质管道。

具体实施方式

下面将以示例性的方式并参照附图来说明本实用新型的优选实施方式。

图1示出了组装好的完整的可电加热的介质管道1。如图2中所示，可电加热的介质管道1包括具有两个端部11、12的介质管道10，其中第一管道连接器13和第二管道连接器14连接至这两个端部11、12。两个管道连接器13、14可以都是直的或弯的管道连接器，而且可以是直的和弯的管道连接器的任意组合。根据图1和图2，第一管道连接器13是有角度的或者是弯的管道连接器，而第二管道连接器14是直的管道连接器。管道连接器13和14都通过材料结合，例如激光焊接而连接至介质管道10的端部11和12。两个管道连接器都具有用于引导和固定附接在管道连接器外部的加热丝的特定的形状元件。例如，槽形凹陷15和/或外凸的延伸部或肋部可以作为形状元件设置在管道连接器的外部上以引导加热丝缠绕在可电加热的介质管道1的管道连接器13、14以及介质管道10上。此外，管道连接器13和14都设置有释放元件16，其固定并保持管道连接器内部的插头连接器，尤其是用于连接插头连接器，例如SCR系统的SAE公连接器。

如图3所示，加热丝2围绕两个管道连接器13和14以及它们之间的介质管道10缠绕，还围绕管道连接器13和14连接至介质管道10的两个过渡区17和18缠绕。仅仅提供了一条加热丝，其包括作为加热丝的丝的芯元件27，和缠绕在芯元件27周围的加热线圈28，图3中示出了轮廓线。然而，需要注意，加热丝在其外部设置有隔离套102，从而一般从加热丝2的外部无法看到芯元件27和加热线圈28。所以，图3中概括示出的能够看到芯元件27和加热线圈28的三个绕线仅仅出于例示的目的。加热丝2具有两个端部20和21，二者都连接至供电线22和23。因此，加热丝2的第一端部20分别连接或压接至第一供电线22，加热丝的第二端部21分别连接或压接至第二供电线23。两个供电线22和23都设置有收缩管24和25，以保护加热丝2的两个端部20和21与第一和第二供电线22、23之间的压接点。第一和第二供电线22和23各自的另一端部被引导至图3中未示出的可以连接电压源的电连接器26。

从图3可以看出，加热丝2不对称地螺旋缠绕在介质管道和/或两个管道连接器的外部，螺旋绕线的螺距s可以分段地改变。另外，管道连接器13和14上的螺旋绕线的螺距可以在某些区域改变。管道连接器上的螺旋绕线的螺距大于介质管道10上的螺距。加热丝2的前向绕线与后向绕线之间的距离“a”可以为1到2cm。通过在管道连接器13和14和/或介质管道10以及过渡区17和18上不对称地螺旋缠绕加热丝2，根据图3，螺距s非常小，能够使供应给可电加热的介质管道1的不同部分的热量产生差异化。过渡区17和18是管道连接器13和14的在与介质管道10连接之后暴露的区域，因此可以设置加热丝。加热丝2在介质管道10上的绕线的螺距s可以是大约s＝9mm，介质管道10的长度l＝135mm，其中缠绕在介质管道10上的加热丝2的长度约为760mm。关于两个管道连接器，其中第一管道连接器13被表示为有角度的或者弯曲的管道连接器，而第二管道连接器14被表示为直的管道连接器，当考虑各个管道连接器13、14的设置有加热丝的部分的长度时，长度l₁和l₂可以是3/8英寸或5/16英寸或1/4英寸。在长度l₁、l₂是3/8英寸或5/16英寸的情况下，加热丝部分的长度是420mm。可电加热的介质管道的总长度例如为L＝200mm。

介质管道10由例如PA12PHLY或PA12HL或PPA的柔性可弯曲材料制成。介质管道10热处理之后的外径可以为大约8.05mm+/-0.04mm容差，其中介质管道10的尺寸为8×1。

在将加热丝2缠绕在预组装的介质管道10和管道连接器13和14并将加热丝端部20、21与第一和第二供电线22、23连接之后，两个管道连接器13和14以及介质管道10被隔离装置封包。在图4中，该隔离装置被示为具有纵缝30和两个保护帽4、5的波纹管3，其中保护帽4封包了第一管道连接器13，保护帽5封包了第二管道连接器14。从图4可以看出，为了绝缘，保护帽4、5和波纹管3的内部与介质管道10以及第一和第二管道连接器13和14的外部之间存在间隙。间隙19中的空气有助于对可电加热的介质管道1与流经的介质进行隔离。

由于在将加热丝2设置在介质管道10和管道连接器13、14的外部之前介质管道10仅仅被预组装了两个管道连接器13和14，所以在设置了加热丝2之后，不可能将波纹管3轴向放置在介质管道10上。为了能够为介质管道10设置波纹管3，提供了纵缝30。在围绕介质管道10布置了波纹管3之后，通过在波纹管3上缠绕胶带31来封闭该纵缝30。因此，在制造图3的可电加热的介质管道1的绕线步骤中，将加热丝2设置在介质管道10和管道连接器13、14的外部。然后，可以利用胶带将加热丝绕线的位置固定在介质管道10的外部。然后将波纹管3置于如此制备的介质管道10的外部，这可以从图4a看到。在波纹管3的外部，设置带或胶带是为了封闭波纹管3的纵缝30。这在图4b和图4c中示出，其中图4b示出了沿着图4c所示的可电加热的介质管1的A-A线的纵向截面图。

从图4还可以看出，加热丝2与第一和第二供电线22、23的端部20、21的被收缩管24和25保护起来的压接点29也插入到保护帽4中。从图5a到图5d可以看出，在保护帽4中设置了分离元件40以便将两个压接点29或者保护它们的收缩管24、25彼此分开保护。根据图6a至图6d，保护帽4的两个部件被表示为要彼此连接而构造成保护帽4。它们是不同的。根据图7a至图7d，示出了保护帽4的两个部件的另选实施方式，它们彼此连接并且也是不同的。提供这样两个构造保护帽4的部件41和42方便了完成或提供具有保护帽4的管道连接器13。保护帽4或其两个部件41和42的内部设置有分离元件40，根据分离元件40的位置，方便了组装保护帽4的两个部件41和42。例如，封包加热丝2的第一端部20与第一供电线22之间的压接点29的收缩管24位于保护帽4的第一部件41中，如图5a和图5b所示，而封包加热丝2的第二端部21与第二供电线23之间的压接点29的收缩管25位于保护帽4的第二部件42中，如图5c和图5d所示。因此，分离元件40方便了保护帽4的组装。

在图5c、图5d、图7a至图7d中可以看到，在保护帽4的外部，可以设置耳状部43，其中设置在第一管道连接器13上作为插入其中的插头连接器的固定和保持装置的释放元件16用于固定释放元件16并防止释放元件16与释放元件16所连接的第一管道连接器13脱离。这在将可电加热的介质管道1与模块或另一介质管道组装的过程中插入插头连接器之前特别有好处。图6a至图6d示出了保护帽5的两个部件50和51。通过比较图6a和图6d可以容易看出，保护帽5的两个部件50和51都是公母配合的。这样就降低了非常有利的保护帽5的成本，因为制造可电加热的介质管道的成本降低了。

图8示出了DEF/SCR/罐6的俯视图，其中两个可电加热的介质管道1以很小的半径弯曲着被连接。在一侧，两个可电加热的介质管道1连接到位于DEF罐6上方的相应连接器60、61。两个可电加热的介质管道1的另一个端部例如可以连接至图8中并未示出的DEF/SCR泵模块。连接器60、61是流体测量传感器70的部件或者与之相连。从图8尤其可以看出，两个可电加热的介质管道1是非常短的可电加热的介质管道，能够以小半径弯曲并且能够连接设置在非常小的安装控件中的模块。尽管可电加热的介质管道1非常短，并且尽管它们可利用具有上面设置了加热丝28的芯元件27的特定加热丝2通过电连接器26电连接至作为电压源的24V系统，但是正面效果是，无需再通过脉宽调制(PWM)控制加热丝和可电加热的介质管道的加热。另外，尽管线长度可能为150mm以上，也无需电捆扎。

在介质管道的管尺寸为8×1、介质管道10内径6mm、温度为+120℃下的最大可容许压力相对(峰)为例如13.5巴的情况下，绝对工作压力为0.07至10巴。维持的工作温度范围(环境)是-40℃到+120℃。根据工作压力、加热动作的时长和种类，临时的最高环境温度是+140℃。可能的话，借助额外的保护措施，温度可以为+140℃以上。维持的介质温度范围是+70℃，最高值是+80℃。

再次参照图8，柔性可弯曲介质管道的弯曲范围可以是与第一和第二管道连接器13、14有关的弯曲角度及其弯曲角度的任意组合。标号为14的直的管道连接器的弯曲范围是180，从而也能够在介质管道10的端部具有两个直的管道连接器，使得组装后的弯曲针对例如图8所示的两个可电加热的介质管道1的端部处的两个管道连接器为180°-180°。在图8中，两个可电加热的介质管道1在其端部均有两个直的管道连接器。

除了上面描述的和图中所示的可电加热的介质管道的这些实施方式以外，还可以提供多个额外的和其他的变型例，其中可电加热的介质管道包括具有两个端部的介质管道并具有连接至两个介质管道端部的两个管道连接器，并且在介质管道和管道连接器的外部设置有加热丝，其中，该加热丝是单条加热丝，包括芯元件和围绕该芯元件的加热线圈，其中，介质管道由柔性可弯曲材料制成。

标号列表

1可电加热的介质管道

2加热丝

3波纹管

4保护帽

5保护帽

6DEF罐/SCR罐/罐

10介质管道

11第一端部

12第二端部

13第一管道连接器

14第二管道连接器

15槽形凹陷

16释放元件

17过渡区

18过渡区

19间隙

20第一端部

21第二端部

22第一供电线

23第二供电线

24收缩管

25收缩管

26电连接器

27芯元件

28加热线圈

29压接点

30纵缝

31胶带

40分离元件

41第一部件

42第二部件

43耳状部

50第一部件

51第二部件

60连接器

61连接器

70流体测量传感器单元

102隔离套

d10的外径

a10上的2的前向绕线与后向绕线之间的距离

s螺距

L1的长度

l10的长度

l₁承载加热丝绕线的部分的长度

l₂承载加热丝绕线的部分的长度

Claims (15)

1.一种可电加热的介质管道(1)，其包括具有两个端部(11、12)的介质管道(10)和与所述两个端部(11、12)相连接的两个管道连接器(13、14)，在所述介质管道(10)和所述管道连接器(13、14)上设置有加热丝(2)，所述加热丝(2)在其两个端部(20、21)设置有两个压接点，所述压接点将所述加热丝(2)连接至供电线(22、23)以将其连接至电压源，其中，所述介质管道(10)由柔性可弯曲材料制成，所述加热丝(2)是单条加热丝，其包括芯元件(27)和围绕该芯元件(27)的加热线圈(28)。

2.根据权利要求1所述的可电加热的介质管道(1)，其中，所述介质管道(10)由PA12PHLY或PA12HL或PPA制成。

3.根据权利要求1或2所述的可电加热的介质管道(1)，其中，所述介质管道(10)至少具有内层和外层，其中，所述内层和/或所述外层的表面没有水泡、小洞、划痕、流线、裂缝、缩痕、不均匀性、杂质。

4.根据权利要求1所述的可电加热的介质管道(1)，其中，热处理之后，所述介质管道(10)的外径(d)的值对于尺寸为4×1的介质管道为4.01至4.09mm，对于尺寸为5×1的介质管道为5.01至5.09mm，对于尺寸为6×1的介质管道为6.01至6.09mm，对于尺寸为8×1的介质管道为8.01至8.09mm。

5.根据权利要求1所述的可电加热的介质管道(1)，其中，所述可电加热的介质管道(1)是短的可电加热的介质管道，长度(L)至少为150mm但是不超过300mm。

6.根据权利要求1所述的可电加热的介质管道(1)，其中，所述介质管道(10)和所述管道连接器(13、14)通过材料结合而连接。

7.根据权利要求1所述的可电加热的介质管道(1)，其中，所述加热丝(2)以变化的螺距或部分不同的螺距，不对称地螺旋缠绕在所述介质管道(10)和/或所述管道连接器(13、14)的外部。

8.根据权利要求7所述的可电加热的介质管道(1)，其中，所述加热丝(2)以9mm的螺距(s)缠绕，对于135mm的介质管道长度(l)，所述加热丝的长度为760mm。

9.根据权利要求1所述的可电加热的介质管道(1)，其中，围绕所述介质管道(10)和所述管道连接器(13、14)以及所述介质管道(10)与所述管道连接器(13、14)之间的过渡区(17、18)设置有用于对其进行保护和隔离的至少一个装置，其中，所述介质管道(10)被具有通过缠绕胶带(31)而封闭的纵缝(30)的波纹管(3)封包，所述管道连接器(13、14)被围绕它布置的保护帽(4、5)封包。

10.根据权利要求9所述的可电加热的介质管道(1)，其中，所述保护帽(4、5)中的至少一个由两个部件(41、42、50、51)制成。

11.根据权利要求10所述的可电加热的介质管道(1)，其中，两个部件(50、51)相对于彼此公母配合。

12.根据权利要求9所述的可电加热的介质管道(1)，其中，所述保护帽(4、5)中的至少一个分别设置有至少一个分离元件。

13.根据权利要求12所述的可电加热的介质管道(1)，其中，所述分离元件是分离条、分离壁或分离脊。

14.根据权利要求12所述的可电加热的介质管道(1)，其中，所述两个压接点(29)位于所述保护帽(4、5)内部，被所述分离元件(40)分离并且被收缩管(24、25)保护。

15.根据权利要求9所述的可电加热的介质管道(1)，其中，至少一个保护帽(4、5)设置有阻碍释放元件(16)与所述管道连接器(13、14)分离的元件(43)。