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TECHNISCHES GEBIET
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Heizvorrichtung, insbesondere eine Dieselheizvorrichtung vom Öl-Elektrizitäts-Trennungs-Typ.
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HINTERGRUND
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Im Zuge der raschen wirtschaftlichen Entwicklung rücken für viele Länder weltweit Fragen der Energieeffizienz immer stärker in den Vordergrund, wobei sie die entsprechenden Maßnahmen treffen. Die Entwicklung eines kraftstoffsparenden und umweltverträglichen Dieselmotors für Fahrzeuge, mit dem sich im sozialen Verkehr Energieeffizienz erzielen lässt, ist daher von großer Bedeutung. Durch die Beschleunigung des alltäglichen Lebens steigt die Nachfrage nach Kraftfahrzeugen täglich. Zahlreiche Länder achten verstärkt auf Dieselmotoren, da sich diese durch ihre bemerkenswerte Kraftstoffeffizienz und gute Umweltverträglichkeit auszeichnen. Die Entwicklung moderner und fortgeschrittener Dieselmotoren stellt erwiesenermaßen eine der effizientesten und wirtschaftlichsten Lösungen für das Problem dar, einerseits im Kraftfahrzeugbereich die Umwelt zu schützen und andererseits Energie zu sparen. Global betrachtet, ist die Entwicklung von Kraftfahrzeugmotoren hin zu Dieselmotoren zu einem unumkehrbaren Trend geworden, wobei Mängel des Dieselkraftstoffs bei niedrigen Temperaturen, wie zunehmende Zähflüssigkeit, schlechte Fließfähigkeit, schlechte Zerstäubung, unvollständige Verbrennung und steigender Kraftstoffverbrauch die Entwicklung und die Beliebtheit von Heizeinrichtungen für Dieselkraftstoff fördern.
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Durch die Verwendung einer Dieselheizvorrichtung lassen sich die oben genannten Mängel von Dieselkraftstoffprodukten im Wesentlichen lösen. Denn eine Heizeinrichtung für Dieselkraftstoff erhitzt den eine niedrige Temperatur aufweisenden Dieselkraftstoff im Kraftstoffzufuhrsystem des Fahrzeugs so weit, dass sich die Viskosität des Dieselkraftstoffs verringert, sich die Fließfähigkeit des Dieselkraftstoffs erhöht, das Herausfiltern von Verunreinigungen und die Trennung von Öl und Wasser erleichtert wird, wodurch der Verbrennungsprozess des Dieselkraftstoffs optimiert, der Kraftstoffverbrauch reduziert und die Umwelt geschützt wird.
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Bei einer Reihe von Heizeinrichtungen für Dieselkraftstoff erfolgt die Erhitzung üblicherweise mittels eines Wärmerohrs (heatpipe) oder im PTC-Betrieb, wobei das Wärmerohr aus einem Heizwiderstandsdraht und einem äußeren Deckrohr besteht, wobei Isoliermaterial in den Zwischenraum zwischen dem Heizwiderstandsdraht und dem äußeren Deckrohr gefüllt ist, und wobei dieses Wärmerohr den Vorteil hat, Elektrizitätsverlust zu verhindern und sich rasch zu erwärmen. Der Nachteil dieses Wärmerohrs besteht allerdings im unbegrenzten Temperaturanstieg, was bei zu hohen Temperaturen eine Bedrohung darstellen kann. Beim PTC-Betrieb erfolgt die Erhitzung häufig mittels einer Heizvorrichtung mit eingetauchten Fluiden, was bedeutet, dass die Elektroden direkt in den Dieselkraftstoff eingetaucht sind, wobei es in diesem Fall beim Auftreten von Wasser oder leitfähigen Verunreinigungen leicht zu einem Kurzschluss kommen kann.
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In der
chinesischen Patentanmeldung Nr. 200620127577.X wird eine Heizvorrichtung für einen Dieselmotor mit einem daran angeschlossenen Filter zur Benutzung offenbart, wobei die Heizvorrichtung einen Außenmantel, ein Heizelement mit einem Thermistor mit einem positiven Temperaturkoeffizienten, ein oberes Elektrodenstück zur Abführung der Wärme und ein unteres Elektrodenstück zur Abführung der Wärme, die beide fest mit dem Heizelement verbunden sind, und eine Temperaturregelung, die mit dem Heizelement in Reihe geschaltet ist, aufweist, wobei das Heizelement, das obere Elektrodenstück zur Abführung der Wärme, das untere Elektrodenstück zur Abführung der Wärme und die Temperaturregelungim Außenmantel angeordnet sind. In der Patentveröffentlichung Nr.
CN 201410334Y wird eine Heizvorrichtung mit intelligenter Temperaturregelung für einen Dieselkraftstofffilter offenbart, die mit einer Unterstützungs- und Begrenzungsstufe und einem Unterstützungs- und Begrenzungszapfen im Außenmantel ausgestattet ist, wobei das Elektrodenstück und das Heizstück durch eine Feder-Druck-Verbindung oder eine Schraubbefestigung befestigt sind, und wobei ein äußerer Elektrodenzapfen aus dem Elektrodenstück herausführt. Die Heizvorrichtung verfügt über eine kompakte und einfache Struktur, ist bequem einzubauen und im Gebrauch sicher. Obgleich sich die Heizvorrichtung durch eine hohe Wärmeeffizienz auszeichnet, muss sie zur Benutzung an einen Filter angeschlossen werden, was den Umfang der Nutzung und des Einbaus der Heizvorrichtung einschränkt.
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ZUSAMMENFASSUNG
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Ein technisches Problem wird mit der vorliegenden Erfindung durch die Bereitstellung einer Dieselheizvorrichtung vom Öl-Elektrizitäts-Trennungs-Typ gelöst, deren Vorteile in den geringen Kosten, der einfachen Struktur, der Energieersparnis und der guten Umweltverträglichkeit, dem bequemen Einbau und der Gebrauchssicherheit bestehen.
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Die oben genannten technischen Probleme lassen sich durch die folgenden technischen Lösungen überwinden: eine Dieselheizvorrichtung vom Öl-Elektrizitäts-Trennungs-Typ, die dadurch eine Verbesserung darstellt, dass die Dieselheizvorrichtung vom Öl-Elektrizitäts-Trennungs-Typeinen Außenmantel, einen Heizstab und eine Temperaturregelung aufweist, wobei der Heizstab ein Elektrodenstück, ein Heizstück und einen äußeren Deckmantel aufweist und über ein Ende fest mit dem Außenmantel verbunden ist, wobei die Temperaturregelung im Außenmantel angeordnet ist, der Heizstab über das Elektrodenstück mit dem Drahtende der Temperaturregelung verbunden ist, die Lücken des Außenmantels mit einem Eingieß-Dichtmittel gefüllt sind und ein Befestigungsloch auf dem Außenmantel angeordnet ist, um die Dieselheizvorrichtung vom Öl-Elektrizitäts-Trennungs-Typ in einer Montageposition zu befestigen.
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Der Heizstab weist ein Elektrodenstück, ein Heizstück, einen äußeren Deckmantel und aus dem Elektrodenstück herausführende Energieversorgungs-Anschlussleitungen auf, wobei der äußere Deckmantel ein äußerer Deckmantel aus Metall ist, das Elektrodenstück und das Heizstück mit einem wärmeleitenden Kleber aus Silikongummi fest befestigt sind, diese fest in eine Imin-Membran gepackt und im äußeren Deckmantel aus Metall angeordnet sind, und wobei die Lücken des äußeren Deckmantels aus Metall mit einem hochtemperaturbeständigen Isoliergummi oder Magnesiumoxid gefüllt sind und die Öffnung mit einem Dichtkleber oder durch Schweißen abgedichtet ist.
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Die Heizstäbe weisen ein Elektrodenstück, ein Heizstück, einen äußeren Deckmantel und aus dem Elektrodenstück herausführende Energieversorgungs-Anschlussleitungen auf, wobei der äußere Deckmantel ein äußerer Druckmantel ist; wobei das Heizstück zwischen zwei Elektrodenstücke eingeschoben ist, diese in eine Imin-Membran gepackt und in den äußeren Druckmantel eingebaut sind und durch einen Druckprüfer fest zusammengedrückt werden.
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Das Heizstück ist ein PTC-Heizstück.
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Der Heizstab ist ein einzelner oder mehrere, der/die parallel geschaltet ist/sind.
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Der Außenmantel der Dieselheizvorrichtung vom Öl-Elektrizitäts-Trennungs-Typ weist weiterhin eine Temperatursicherung auf, die mit den Heizstäben und der Temperaturregelung in Reihe geschaltet ist.
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Die vorliegende Erfindung weist folgende Vorteile auf: die Heizvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung weist ein geringes Volumen auf, lässt sich flexibel einbauen und ist in verschiedenen zu erhitzenden Positionen verwendbar. Die Form und Struktur des Außenmantels der Heizvorrichtung und des Heizstabs können je nach den Einbaupositionen auf verschiedene Weise modifiziert werden, um allen Anforderungen an die Heizvorrichtung gerecht zu werden. Die Elektrifizierungselektrode der Heizvorrichtung ist mit dem Heizstück verbunden, wobei die Elektrifizierungselektrode der Heizvorrichtung und des Heizstücks einer äußeren Isolierbehandlung unterzogen werden, und wobei die Wirkung der Abdichtung und Wärmeabführung mittels eines wärmeabführenden äußeren Deckmantels erzielt wird. Viele Verfahren zur Isolierung sind anwendbar, wie Füllisoliermaterial, z. B. Magnesiumoxid, Silikongummi, eine Isoliermembran zur äußeren Abdeckung und Ähnliches, wobei die Verfahren den unterschiedlichen Anforderungen an Einbau und Verwendung entsprechend variiert werden können. Das Heizelement, die Temperaturregelung und die Sicherung sind eigenständige Teile, was die Durchführung des Einbaus der Heizvorrichtung einfach und bequem macht. Mit dieser Erfindung wird nicht nur der Nachteil einer sich unbegrenzt erhöhenden Temperatur des Widerstandsdraht-Wärmerohrs überwunden, sondern zudem die Sicherheit und Zuverlässigkeit der Heizvorrichtung verbessert, wobei die Vorteile der konstanten Temperaturregelung und der ohne offenes Feuer funktionierenden Erhitzung des PTC-Thermistors genutzt werden. Die Heizquelle umfasst einen PTC-Thermistor, ist jedoch nicht auf diesen beschränkt, so dass viele andere Heizquellen verwendet werden können. Die Temperaturregelung kann die Umgebungstemperatur der Heizvorrichtung automatisch überwachen, und die von der Temperaturregelung gesteuerte Heizvorrichtung schaltet sich automatisch ein, wobei die Erhitzung dann beginnt, wenn die Temperatur niedriger als die Einschalttemperatur der Temperaturregelung ist. Indem die Erhitzung der Temperatur ständig fortschreitet und die von der Temperaturregelung gesteuerte Heizvorrichtung sich automatisch ausschaltet und die Heizvorrichtung aufhört, sobald die Temperatur höher als die Ausschalttemperatur der Temperaturregelung ist, wird eine intelligente Temperaturregelung erreicht, was sicher und bequem ist. Die Temperatursicherung fungiert als Überhitzungsschutz, wobei die Temperatursicherung auslöst und sich die elektrische Schaltung automatisch ausschaltet, wenn die Temperatur im Falle einer durch ein Versagen der Regelung bedingten kontinuierlichen Erhitzung oder einer durch andere zufällige Gründe provozierten überhöhten Temperatur höher als die Durchbrenntemperatur der Temperatur ist, was den gefährlichen Zwischenfall einer durch kontinuierliche Erhitzung bedingten überhöhten Temperatur verhindert.
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KURZBESCHREIBUNG DER FIGUREN
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1 zeigt eine Vorderansicht einer Dieselheizvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
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2 zeigt eine linksseitige Ansicht einer Dieselheizvorrichtung gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
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3 zeigt eine Vorderansicht einer Dieselheizvorrichtung, die eine Temperatursicherung aufweist, gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
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4 zeigt eine Unteransicht der Dieselheizvorrichtung aus 3;
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5 zeigt eine schematische Strukturansicht einer eine Temperatursicherung aufweisenden Dieselheizvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, die in einem Auffangbehälter angeordnet ist;
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6 zeigt eine schematische Strukturansicht einer Dieselheizvorrichtung nach einer weiteren Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung;
wobei gilt: 1. Heizstab, 2. Außenmantel, 3. Temperaturregelung, 4. Energieversorgungs-Anschlussdraht, 5. Befestigungsloch, 6. Temperatursicherung, 7. Dichtungsring, 8. Auffangbehälter, 9. Befestigungsschraube.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Ziele, Vorteile und Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren ausführlich erläutert.
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Beispiel 1
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Dieselheizvorrichtung vom Öl-Elektrizitäts-Trennungs-Typ, die dadurch eine Verbesserung darstellt, dass die Dieselheizvorrichtung vom Öl-Elektrizitäts-Trennungs-Typeinen Außenmantel 2, einen Heizstab 1 und eine Temperaturregelung 3 aufweist. Der Heizstab 1 weist ein Elektrodenstück, ein Heizstück und einen äußeren Deckmantel auf und ist über ein Ende fest mit dem Außenmantel 2 verbunden. Die Temperaturregelung 3 ist im Außenmantel 2 angeordnet. Der Heizstab 1 ist über das Elektrodenstück mit dem Drahtende der Temperaturregelung 3 verbunden. Die Lückendes Außenmantels 2 sind mit einem Eingieß-Dichtmittel gefüllt, und ein Befestigungsloch 5 ist auf dem Außenmantel 2 angeordnet, um die Dieselheizvorrichtung vom Öl-Elektrizitäts-Trennungs-Typ in einer Montageposition zu befestigen.
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Der Heizstab 1 weist ein Elektrodenstück, ein Heizstück, einen äußeren Deckmantel und einige Energieversorgungs-Anschlussdrähte auf. Der äußere Deckmantel ist ein äußerer Deckmantel aus Metall. Die am Heizstück anliegende Seite des Elektrodenstücks wird mit Sandpapier aufgeraut, um die Verbindung des Heizstücks mit dem Elektrodenstück zu erleichtern. Nach Reinigung des Elektrodenstücks mit Alkohol wird die aufgeraute Seite des Elektrodenstücks mit einem wärmeleitenden Kleber aus Silikongummi beschichtet und das Heizstück auf der mit dem wärmeleitenden Kleber aus Silikongummi beschichteten Seite angebracht, wobei anschließend das Heizstück und das Elektrodenstück fest miteinander verbunden werden, indem sie nach ihrer Befestigung bei einer hohen Temperatur getrocknet werden, wodurch die elektrische Verbindung der elektrischen Grundschaltung erreicht wird. Das Heizstück und das Elektrodenstück sind fest in eine Imin-Membran gepackt, die Energieversorgungs-Anschlussdrähte 4 führen aus dem Elektrodenstück heraus, und durch die Isolierung der Imin-Membran wird eine erste schützende Isolierschicht der Elektrode ausgebildet. Das Heizstück und das Elektrodenstück, die in die Imin-Membran gepackt sind, sind in einem äußeren Deckmantel aus Metall angeordnet und die Lücken des äußeren Deckmantels aus Metall sind mit einem hochtemperaturbeständigem Isoliergummi oder einem Magnesiumoxidpulver gefüllt. Folglich verbessert sich einerseits die Übertragung der Wärme vom Heizstück und wird andererseits eine zweite schützende Isolierschicht der Elektrode ausgebildet. Zuletzt wird die Öffnung mit einem Dichtkleber oder durch Schweißen abgedichtet, wodurch sichergestellt wird, dass es am Heizstab 1 nicht zu einem Verlust von Elektrizität kommt.
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Ein oder mehrere fachgerecht eingebaute Heizstab/Heizstäbe wird/werden parallel geschaltet und an eine Temperaturregelung 3 und eine Temperatursicherung 6 entsprechend den Anforderungen der elektrischen Schaltung angeschweißt, und sie werden auf dem Außenmantel 2 befestigt, bevor jedes der Elemente und der freiliegende Teil der elektrischen Schaltung abgedichtet und mit einem Eingieß-Dichtmittel oder durch andere Verfahren befestigt werden. Ob die Temperatursicherung 6 verwendet wird, hängt von der Temperatur des Heizstabs 1 ab: bleibt die Erhitzungstemperatur des Heizstabs 1 so niedrig, dass sie die Sicherheitstemperatur der zu erhitzenden Substanz nicht überschreitet, so ist es möglich, die Temperatursicherung 6 nicht zu verwenden, andernfalls kann die Temperatursicherung 6 eingebaut werden, damit ein Überhitzungsschutz besteht.
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Die Temperaturregelung 3 ist eine Temperaturregelung mit automatischer Temperaturregelung, das heißt, die Temperaturregelung 3 schaltet sich automatisch ein und der Heizstab 1 beginnt mit der Erhitzung des Dieselkraftstoffs (oder eines anderen zu erhitzenden Mittels), um dessen Temperatur und Fließfähigkeit kontinuierlich zu erhöhen, wenn die Temperatur des Dieselkraftstoffs niedriger als die Einstelltemperatur der Temperaturregelung 3 ist. Erreicht die Temperatur des Dieselkraftstoffs die eingestellte Ausschalttemperatur der Temperaturregelung 3, so schaltet sich die Temperaturregelung 3 dagegen automatisch aus und die Heizvorrichtung beendet die Erhitzung. Falls die Temperaturregelung 3 versagt, wird die Temperatur von der Temperatursicherung 6 geregelt. Zwischen den Temperaturen, die von der Temperatursicherung 6 und der Temperaturregelung 3 geregelt werden, besteht ein bestimmter Temperaturunterschied: versagt die Temperaturreglung 3 und überschreitet die Temperatur des Dieselkraftstoffs die Einstelltemperatur der Temperaturregelung 3 und erreicht die Einstelltemperatur der Temperatursicherung 6, so brennt die Temperatursicherung 6 durch und die elektrische Schaltung wird zwangsweise abgeschaltet, so dass der Motor sicherer ist.
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Beispiel 2
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Der Heizstab 1 aus Beispiel 1 ist dadurch verbessert, dass der äußere Deckmantel ein äußerer Druckmantel ist und das Heizstück des Heizstabs 1 zwischen zwei Elektrodenstücke eingeschoben ist, die in eine Imin-Membran gepackt sind, wobei sie als Ganzes im äußeren Druckmantel angeordnet sind, und wobei sie anschließend von einem Druckprüfer so lange gedrückt werden, bis sie die gewünschte Höhe aufweisen. Die elektrische Grundschaltungsverbindung des Elektrodenstücks und des Heizstücks wird durch den Druck des äußeren Druckmantels erreicht, und der fachgerecht gedrückte Heizstab 1 wird mit einem Multimeter geprüft, um sicherzustellen, dass im Elektrodenstück und im Heizstück nach deren Druckverbindung kein Kurzschluss auftritt und der Widerstandswert des Heizstücks geeignet ist.
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Beim Verfahren der Herstellung des Heizstabs kann der Außenmantel des Heizstabs als negative Elektrode des Heizstücks beim Implementierungsverfahren verwendet werden, das heißt, dass die Kathodenelektrode während des Einbaus des Heizstücks und des Elektrodenstücks herausgenommen werden kann, während der Außenmantel des Heizstabs unmittelbar als Kathodenelektrode des Heizstücks fungiert, wobei das Anodenelektrodenstück vom Außenmantel isoliert ist. Alternativ werden das Kathoden- und Anodenelektrodenstück und das Heizstück gleichzeitig im Außenmantel der Heizvorrichtung angeordnet, wobei jedoch nur die Anodenelektrode vom Außenmantel isoliert ist und die Kathodenelektrode fest am Außenmantel der Heizung anliegt.
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Die Dieselheizvorrichtung vom Öl-Elektrizitäts-Trennungs-Typ gemäß der vorliegenden Erfindung lässt sich flexibel einbauen und ist in verschiedenen zu erhitzenden Positionen verwendbar. Die Form und Struktur des Außenmantels 2 der Heizvorrichtung und des Heizstabs 1 können je nach den unterschiedlichen Einbaupositionen modifiziert werden, um allen Anforderungen an die Heizvorrichtung gerecht zu werden. Da für den Auffangbehälter der Heizvorrichtung nur wenig Platz vorgesehen ist, wie dies in 1 und 2 gezeigt ist, wird der Heizstab 1 transversal im Außenmantel 2 angeordnet, und zwei Heizstäbe 1 werden parallel geschaltet, bevor sie mit der Temperaturregelung 3 in Reihe geschaltet werden, und die Energieversorgungs-Anschlussdrähte 4 werden aus dem Außenmantel 2 herausgeführt, wobei sie zuletzt eingekapselt und mit Epoxidharzkleber befestigt werden.
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Wie in 3 und 4 gezeigt, werden die Heizstäbe 1 der Heizvorrichtung dieser Struktur parallel geschaltet, bevor sie vertikal im Außenmantel 2 angeordnet werden. Die Heizstäbe 1 werden mit der Temperaturregelung 3 und der Temperatursicherung 6 in Reihe geschaltet und werden im Außenmantel 2 angeordnet, die Energieversorgungs-Anschlussdrähte 4 werden aus dem Außenmantel 2 herausgeführt und zuletzt eingekapselt und mit Epoxidharzkleber befestigt.
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Die Heizvorrichtungen mit den zwei oben genannten Strukturen können im Auffangbehälter (auch Absetzschale genannt) des Öl-Wasser-Separators angeordnet sein, wobei die Art des Einbaus in 5 gezeigt ist. Die Heizvorrichtung wird auf dem Auffangbehälter 8 durch die Befestigungsschrauben 9 und die Befestigungslöcher 5 auf dem Außenmantel der Heizvorrichtung befestigt, und die Energieversorgungs-Anschlussdrähte 4 werden durch das Montageloch der Heizvorrichtung auf dem Boden des Auffangbehälters aus dem Auffangbehälter herausgeführt. Die Energieversorgungs-Anschlussdrähte 4 können durch das Deckrohr geschützt werden, wobei am Ende der Energieversorgungs-Anschlussdrähte 4 ein Verbinder zur Verbindung mit einer Fahrzeugs-Arbeitsenergie angebracht werden kann. Die Verbindungslücken zwischen der Heizvorrichtung und dem Auffangbehälter können mit einem Dichtungsring 7 abgedichtet werden oder sie können alternativ eingekapselt und mit Epoxidharzkleber abgedichtet werden, was die Zuverlässigkeit erhöht.
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Wie in 6 gezeigt, kann der einstückige Heizstab 1 transversal im Außenmantel 2 angeordnet werden. Ein Ende des Heizstabs 1 wird mit der Temperaturregelung 3 verbunden und Energieversorgungs-Anschlussdrähte 4 werden aus dem anderen Ende des Heizstabs 1 herausgeführt. Die Heizvorrichtung kann in einen Kraftstofftank oder einen Öltank eingebaut werden und durch eine äußere Verbindungsleitung in der richtigen zu erhitzenden Position befestigt werden. Die Form der Heizvorrichtung kann derart verändert werden, dass der Einbau oben oder auf der Seite in der zu erhitzenden Position durchgeführt wird, das heißt, dass sich die Heizvorrichtung bis zu der zu erhitzenden Position außerhalb (oben oder seitlich) des zu erhitzenden Behälters erstrecken kann, wobei die Heizvorrichtung auf der Außenwand des Behälters durch die Befestigungslöcher auf dem Körper des Außenmantels befestigt wird.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- CN 200620127577 [0005]
- CN 201410334 Y [0005]
