CN207555061U - 可加热软管 - Google Patents

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Abstract

本实用新型涉及一种用于引导流体态的、气态的和/或糊状的介质的可加热软管(1)，该软管具有：一个外壁(10)，该外壁包围一个内体积(11)；以及一个加热元件(2)，该加热元件安排在该内体积(11)内部，其中该加热元件(2)具有至少一个第一加热导体(20a)，该第一加热导体相对于该内体积(11)被一个第一加热导体隔离层(21)围绕。本实用新型的特征在于，该第一加热导体隔离层(21)相对于该内体积(11)被一个第二加热导体隔离层(22)围绕。

Description

可加热软管
技术领域
本实用新型涉及一种用于引导流体态的、气态的和/或糊状的介质的、根据本实用新型所述的可加热软管以及一种根据本实用新型所述的具有此类可加热软管的机动车辆。
背景技术
可加热软管尤其作为例如用于机动车辆中的可电加热软管是众所周知的。替代性地，已知如下的可加热软管，其中使用一种例如呈液体形态的、加热的介质。根据该介质相对于在该软管中引导的介质的温度，可以加热或者也可以冷却后者。在这些软管中、在两个连接点之间流动的介质由这些软管加热或冷却。
为此，一种应用例如是加热基于尿素的液体，这些液体在汽车柴油发动机的废气后处理过程中用于还原氮氧化物，作为SCR技术 (选择性催化还原法(selectivecatalytic reduction))是已知的。在商标名称下，已知一种此类的添加剂。加热可能是必要的，因为该添加剂在小于约零下10℃时凝固。
例如从DE 102 01 920 A1已知一种具有至少一个电加热导体(该电加热导体用于加热在该软管中流动的介质)的可电加热软管，其中该加热导体延伸经过该软管长度的至少一个子区域并且由一个金属芯和一个包裹体组成。该加热导体通常嵌入在该软管的一个层中。在一个多层的软管中，该加热导体还可以安排在两个层之间。在该流体的此类加热中，该电加热导体总体上加热围绕该电加热导体的软管材料。
在此不利的是，仅一部分加热功率被传递到该软管内部中并且由此传递至该流体。然而一部分加热功率被向外传递并且未利用地向环境输出，也就是说，这部分加热功率形成损耗。反而可能造成其他车辆部件的不希望的加热，这些车辆部件可以与该可加热软管接触或者从该可加热软管接收热量。
可加热软管的使用对于车窗玻璃清洗系统也是已知的，以便在那里防止清洗用水冻结或者使已结冰的清洗用水能再次融化或更快地再次融化。在此类相对薄的软管中，具有包裹体(该包裹体使加热导体相对于清洗用水电绝缘)的加热导体在该软管管线中被引导。在此，该被包裹的加热导体松动地安排在该软管的内体积内部，可以说，在清洗水中是自由浮动的。在该软管管线的这些末端处，该被包裹的加热导体例如在这些连接端处从该清洗用水引导出来。使被包裹的加热导体穿过这些连接端通常借助于由弹性体材料制成的O型环或借助于一个弹性体本体密封。
EP 2 706 208 A1涉及一种具有壳体的插接连接件，该壳体具有一个接收空间、一个连接管以及连接该接收空间与该连接管的一条通道，其中在该通道内部设置有一个加热区。为了用此类的插接连接件快速加热一条液体管线，所提出的是，在该加热区域与该接收空间之间安排有一个导热元件。该热元件朝该接收空间中延伸。在该接收空间中安排有呈两个O型环形式的密封安排并且该热元件贯穿该密封安排。
EP 2 527 704 A1涉及一种用于具有壳体的流体管线的连接件，该壳体具有一个连接管(该连接管可以与一个管连接)和一个连接几何形状(该连接几何形状可以与一个配对元件连接)。为了使一个辅助元件能够从一条流体管线中引导出来并且保持较小的泄露风险，所提出的是，该壳体具有一个出口开口，至少一个辅助元件通过该出口开口从该壳体向外引导，其中通过一个弹性体本体来引导该辅助元件，当平行于该辅助元件穿过该弹性体本体的穿过方向加载压力时，该弹性体本体垂直于该穿过方向延伸并且在适当时该弹性体本体通过一个保持装置保持在该出口开口中。该保持装置可以具有一个盖子，该盖子至少部分地覆盖该出口开口并且可以被拧接、卡接 (aufgeprellt)、压装、粘结或焊接到该壳体上。
相对于在该软管的外壁中的安排，在该流体中安排的、被包裹的加热导体的情况下有利的是：电力产生的热量完全被输出至围绕该加热导体的清洗用水。
然而，在该流体中安排的加热导体的安排不能够转移至在SCR 领域中基于尿素的液体的应用情形，因为这种安排在化学上和或者或物理上可能侵蚀该加热导体的包裹体和由弹性体材料组成的密封件。第一种情形可能导致甚至破坏该加热导体的影响，第二种情形可能导致非密封性。
实用新型内容
本实用新型的目的在于，提供一种开篇所述类型的可加热软管，其加热导体安排在该软管的内体积中并且防流体地被包裹。
根据本实用新型，该目的通过一种具有根据本实用新型所述的特征的用于引导流体态的、气态的和/或糊状的介质的可加热软管，以及一种具有根据本实用新型所述的特征的机动车辆实现。在本实用新型中说明了有利的改进方案。
因此，本实用新型涉及一种用于引导流体态的、气态的和或者或糊状的介质的可加热软管，该可加热软管具有包围一个内体积的一个外壁和在该内体积中安排的一个加热元件。这是有利的，因为该加热元件由此直接与该介质接触并且可以使其加热功率连续、直接并且尽可能好地输出至该介质。这降低了向环境的热量损耗并且提高了该可加热软管的效率。在一个圆柱状的软管中，该加热元件对应地形成为圆柱状的并且在该介质中(可以说)自由浮动，例如SCR系统的流体态的尿素溶液。
该加热元件具有至少一个第一加热导体，该第一加热导体相对于该内体积被一个第一加热导体隔离层围绕。该加热导体可以是一个引导介质的导体(例如呈软管的形式)，在其中引导一种被加热的介质，例如流体。一方面，该加热导体作为电加热导体是导电的，以便能够通过自身来导电；然而另一方面，该加热导体具有如此高的电阻，使得充分地产生电热损耗，以便对于相应的应用情形充分地加热周围的介质。
该电加热导体可以是金属或纺织物导体。该电加热导体例如可以包含由铬-镍或铜组成的合金或者单独地由该合金或该非合金的材料组成。在此有利的是，这些金属具有相对高的电阻并且由此可以产生比具有低电阻的金属更高的电-热损耗。作为纺织物导体可以使用如下材料，这些材料具有导电性，但同时具有纺织物材料的柔性。这些纺织物导体可以具有如下纤维，这些纤维可以是能够形成为纱线或丝线的单丝或多丝。这些纤维可以形成线状的纺织物导体或形成为纺织物片状结构。作为材料，可以使用碳，例如碳纤维或碳纳米管 (Carbon Nano Tubes)。
该可加热软管的特征在于，该第一加热导体隔离层相对于该内体积被一个第二加热导体隔离层围绕。在此，该第二加热导体隔离层围绕该第一加热导体隔离层，也就是说，安排在该第一加热导体隔离层与该内体积之间。
该第二加热导体隔离层提供了如下可能性：在不改变该加热导体和其第一加热导体隔离层的迄今为止的结构的情况下，该第二加热导体隔离层相对于在该内体积中引导的介质设计有隔离作用。这简化了应用并降低了成本。
例如可以在化学耐受性方面，例如相对于SCR系统的流体态的尿素溶液来设计该第二加热导体隔离层。替代性地或附加地，可以在尽可能高的热传导性方面进行设计，以便能够尽可能低损耗且快速地将热量从该电加热导体传递至该介质。替代性地或附加地，如果在高的压力下引导该介质，则可以在高的耐压性方面进行设计。
在此，本实用新型是基于以下认识的：通过该第二加热导体隔离层可以改进一种常见的并且例如对于车窗玻璃清洗系统已知的安排，以便简单地加热该清洗用水并且成本有效地应用于例如SCR技术中；并且由此还可以在该领域中利用尽可能直接且完全向该尿素液体进行热输出的优点。
根据本实用新型的一方面，该加热元件具有至少一个第二(加热)导体，该第二(加热)导体相对于该内体积被一个第一加热导体隔离层围绕。该导体同样可以形成为加热导体。由此可以将加热功率提高大约两倍。还存在用于产生电加热的多种可能性，因为还可以彼此组合地使用两个不同的加热导体。但是替代性地，该第二导体还可以具有其他功能，例如信号传递。以此方式，可以免除在该软管外的分开的管线，这简化了构造。在该软管内引导的管线还被保护免受外部影响。
根据本实用新型另一方面，该第一加热导体和该第二加热导体相对于该内体积共同被该第二加热导体隔离层围绕。这简化了构造并且将这两个加热导体结合起来。
根据本实用新型的另一方面，该第一加热导体是一个第一电加热导体和或者或该第二加热导体是一个第二电加热导体，呈导电缆线、导电线股或导电元件的形式。缆线被理解为金属导体，优选由铜组成，该导体可以由优选彼此缠绕的一条或多条绞线组成。导电线股是纺织物导电元件，例如由一种导电的塑料材料制成。导电元件可以例如是大体上呈点状的加热元件，该加热元件通过多条供电管线被馈送并且局部地输出其加热功率，而缆线或线股具有均匀的横截面并且在其长度上大体上保持不变地输出其加热功率。
根据本实用新型的另一方面，该第一加热导体和或者或该第二电加热导体是PTC电阻器。PTC电阻器(正温度系数(Positive Temperature Coefficient))具有一种导电材料，与在高温下相比，该导电材料可以在温度较低的情况下更好地导电。当温度上升时，其电阻增大。因此，此类电阻具有正温度系数。这对于该应用是有利的，因为应在加热的环境中运行这个或这些电加热导体，也就是说，这些电加热导体在其使用期间持续地经受其本身的热量并且在该热量中运行。
根据本实用新型的另一方面，该外壁具有弹性体，塑料，尤其聚酰胺(PA)、尤其PA12或聚邻苯二甲酰胺(PPA)或聚苯硫醚(PPS)，或聚氨酯。使用弹性体(由于其弹性)是有利的。使用塑料和尤其聚酰胺(由于其突出的刚度和韧性)是有利的。塑料和尤其聚酰胺还具有针对有机溶剂的良好的化学和物理耐受性并且能够较好地进行加工。聚酰胺12尤其由于其化学和物理耐受性而适合与尿素溶液介质一起使用并且已经受到长期检验。PA 12例如具有良好的耐水解性，使得该材料的物理特征值在持续使用例如3000h至5000h的情况下与其他聚酰胺相比相对较少地下降。塑料PPA和PPS适合于在温度较高的情况下应用并且还可以非常好地被(激光)焊接。
根据本实用新型的另一方面，该第一加热导体隔离层具有氟化烃、全氟(乙烯-丙烯)塑料(FEP)、改性的氟化烷氧基(MFA)或全氟烷氧基烷烃(PFA)。氟化烃的突出之处在于其疏水性。特别有利的是使用FEP(也叫氟化乙烯丙烯(Fluorinated EthylenePropylene))，FEP被用作用于柔性基板的疏水涂层。
根据本实用新型的另一方面，该第二加热导体隔离层具有弹性体，塑料，尤其聚酰胺(PA)、尤其PA 12或聚邻苯二甲酰胺(PPA) 或聚苯硫醚(PPS)，或聚氨酯。与前面已经关于外壁描述的相同的特性和优点也适用于该加热导体隔离层。
根据本实用新型的另一方面，该外壁与至少该第二加热导体隔离层通过一个适配器元件连接。通过该适配器元件，该可电加热的软管与其他元件连接，如其他软管或组件。在此，该适配器元件还具有一个通道，以便可以引导流体进入该内体积中或从该内体积流出并且可以与其他软管或组件交换。优选地，该适配器元件是一个快速连接元件(快速连接器(Quick-Connector))，该快速连接元件简化并且由此加速该可电加热软管的安装。
根据本实用新型的另一方面，该适配器元件具有一个适配器本体，该适配器本体借助于一个材料配合的连接件与该第二加热导体隔离层连接。该材料配合的连接件提高了连接的密封性，使得尤其在介质压力更高的情况下保持存在该密封性。还可以免除多个分开的密封元件，例如O型环，这简化了构造。
根据本实用新型的另一方面，该材料配合的连接件是激光焊接连接件、旋转焊接连接件或粘合剂连接件。所有这些连接类型导致了压力稳定的连接。在由聚酰胺制成的第二加热导体隔离层中优选使用激光焊接和旋转焊接，在由弹性体材料制成的第二加热导体隔离层中尤其使用粘合剂连接。
本实用新型还涉及一种具有如前述的可加热软管的机动车辆。
以此方式，可以在机动车辆中、尤其在机动车辆的SCR系统中利用前述优点。
附图说明
下面结合以下附图说明本实用新型的两个实施例和其他优点。
在附图中：
图1示出了根据本实用新型的可加热软管的、根据第一实施例的一个示意性截面图示；以及
图2示出了根据本实用新型的可加热软管的、根据第二实施例的一个示意性截面图示。
具体实施方式
图1示出了根据本实用新型的可加热软管1的、根据第一实施例的一个示意性截面图示。该可加热软管1沿着一条纵轴线L形成为圆柱状的并且示出为具有一个开放式的末端(左)和一个设置有适配器元件3的末端(右)。
该可加热软管1具有由弹性体材料制成的弹性的外壁10，该弹性的外壁包围一个内体积11，在这个图示中，该内体积示出为在右侧还受到该适配器元件3限制并且向左呈开放式。可以在该内体积 11内部引导一种介质，例如一种流体。在SCR系统中，该SCR软管1 引导一种水性的尿素溶液作为流体。
一个加热元件2(呈电加热元件2的形式)在该内体积11或流体中基本上自由浮动地安排在该纵轴线L上，该加热元件安排为在径向方向R上相对于外壁10的内侧均匀地间隔开。然而，为了更好地理解，以如下方式示意性地示出这种安排，因为该自由浮动的电加热元件2匹配软管1的走向，根据应用情形该软管还可以是弯折的。
在该第一实施例中，该电加热元件2具有呈(电流可以流经的) 细的铜缆线或细的含铜缆线的形式的第一电加热导体20a，用于产生电热量损耗并且用这些电热量损耗来加热内体积11中的流体。该第一电加热导体20a被一个第一加热导体隔离层21包裹，该第一加热导体隔离层原则上相对于液体化学地隔离该第一电加热导体并且同时可以向内体积11实现良好的热传递。根据本实用新型，该第一加热导体隔离层21被一个第二加热导体隔离层22覆盖，该第二加热导体隔离层使该第一导体隔离层21相对于内体积11或流体(例如水性的尿素溶液)额外地尤其化学地隔离。以此方式，在应用化学腐蚀性液体(例如SCR系统的水相的尿素溶液)的情况下也可以利用该自由浮动的电加热元件2的直接热传递的优点。
该适配器元件3具有一个适配器本体30，该适配器本体借助于一个材料配合的连接件31(例如激光或旋转焊接连接件31或粘合剂连接件31)与该第二加热导体隔离层22压力密封地连接。
图2示出了根据本实用新型的可加热软管1的、根据第二实施例的一个示意性截面图示。在此，在该第二加热导体隔离层22中额外地安排一个第二电加热导体20b，以提高热量损耗并由此提高加热功率。该第二电加热导体20b同样被该第一加热导体隔离层21包裹。在此，在该实施例中，这两个加热导体20a、20b共同被该第一加热导体隔离层21并且然后被该第二加热导体隔离层22包裹。替代性地，这两个加热导体20a、20b还可以分别在空间上分开地被相同的第一加热导体隔离层21或还被多个不同的第一加热导体隔离层21包裹并且然后被共同的第二加热导体隔离层22包裹，在这种情况下，该第二加热导体隔离层使这两个第一加热导体隔离层21彼此分离，也就是说，还安排在这两个加热导体20a、20b之间。这可以简化制造，因为这两个加热导体20a、20b可以与其相应的第一加热导体隔离层 21分开地制造并且在此之后才在该第二加热导体隔离层22中被组合。
替代性地，该第二电加热导体20b也可以用作用于其他目的的电导体20b，例如用于电加热元件(未示出)的信号传递或电馈送。然后对应地调整该第二电导体20b的电阻，使尽可能低损耗的电能传递代替产生电热损耗而成为主导。
附图标记说明
(说明书的一部分)
L 纵轴线
R 径向方向，垂直于纵轴线L
1 (电)可加热软管、SCR软管
10 外壁
11 内体积
2 (电)加热元件
20a 第一(电)加热导体
20b 第二(电)(加热)导体
21 第一加热导体隔离层
22 第二加热导体隔离层
3 适配器元件、连接元件、快速连接器
30 适配器本体、连接器本体
31 第二加热导体隔离层22与适配器本体30之间的材料配合的连接件、激光焊接连接件、旋转焊接连接、粘合剂连接件

Claims (14)

1.用于引导流体态的、气态的和/或糊状的介质的可加热软管(1)，具有
一个外壁(10)，该外壁包围一个内体积(11)，以及
一个加热元件(2)，该加热元件安排在该内体积(11)内部，
其中该加热元件(2)具有至少一个第一加热导体(20a)，该第一加热导体相对于该内体积(11)被一个第一加热导体隔离层(21)围绕，
其特征在于，
该第一加热导体隔离层(21)相对于该内体积(11)被一个第二加热导体隔离层(22)围绕，其中该外壁(10)与至少该第二加热导体隔离层(22)通过一个适配器元件(3)连接。
2.根据权利要求1所述的可加热软管(1)，
其中该加热元件(2)具有至少一个第二加热导体(20b)，该第二加热导体相对于该内体积(11)被一个第一加热导体隔离层(21)围绕。
3.根据权利要求2所述的可加热软管(1)，
其中该第一加热导体(20a)和该第二加热导体(20b)相对于该内体积(11)共同被该第二加热导体隔离层(22)围绕。
4.根据前述权利要求2所述的可加热软管(1)，
其中，该第一加热导体(20a)是一个第一电加热导体(20a)和/或该第二加热导体(20b)是一个第二电加热导体(20b)，呈导电缆线、导电线股或导电元件的形式。
5.根据权利要求4所述的可加热软管(1)，
其中该第一电加热导体(20a)和/或该第二电加热导体(20b) 是PTC电阻器。
6.根据前述权利要求1所述的可加热软管(1)，
其中该外壁(10)具有弹性体，塑料。
7.根据前述权利要求1所述的可加热软管(1)，
其中该第一加热导体隔离层(21)具有氟化烃，改性的氟化烷氧基(MFA)或全氟烷氧基烷烃(PFA)。
8.根据前述权利要求7所述的可加热软管(1)，
其中所述氟化烃是全氟(乙烯-丙烯)塑料(FEP)。
9.根据前述权利要求之一所述的可加热软管(1)，
其中该第二加热导体隔离层(22)具有弹性体，塑料。
10.根据前述权利要求6或9所述的可加热软管(1)，其中的塑料为聚酰胺(PA)或聚苯硫醚(PPS)，或聚氨酯。
11.根据前述权利要求10所述的可加热软管(1)，其中的聚酰胺(PA)为PA12或聚邻苯二甲酰胺(PPA)。
12.根据权利要求1所述的可加热软管(1)，
其中该适配器元件(3)具有一个适配器本体(30)，该适配器本体借助于一个材料配合的连接件(31)与该第二加热导体隔离层(22)连接。
13.根据权利要求12所述的可加热软管(1)，
其中该材料配合的连接件(31)是激光焊接连接件(31)、旋转焊接连接件(31)或粘合剂连接件(31)。
14.机动车辆，具有
根据前述权利要求之一所述的可加热软管(1)。
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