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Die Erfindung betrifft ein Rohrleitungsaggregat mit einer beheizbaren Medienleitung für die Durchleitung eines beheizbaren fluiden Mediums, insbesondere für die Durchleitung einer beheizbaren Harnstofflösung bzw. einer beheizbaren wässrigen Harnstofflösung, und mit einem die Medienleitung umgebenden Schutzrohr, wobei zwischen Medienleitung und Schutzrohr ein gasgefüllter bzw. luftgefüllter Zwischenraum ausgebildet ist. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verbinderaggregat aus einem Rohrleitungsaggregat und einem Leitungsverbinder.
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Rohrleitungsaggregate und Verbinderaggregate der vorstehend beschriebenen Art sind aus der Praxis in unterschiedlichen Ausführungsformen bekannt. Sie werden vor allem in sogenannten SCR-Einrichtungen bzw. SCR-Systemen eingesetzt. In Kraftfahrzeugen, insbesondere in Kraftfahrzeugen mit Dieselmotor, ist in der Regel ein solches SCR-System mit einem SCR-Katalysator für die Abgasbehandlung vorhanden (SCR: selective catalytic reduction). Für eine Reduzierung der im Abgas eines solchen Kraftfahrzeuges enthaltenen Stickoxide wird im Abgas vor einem SCR-Katalysator eine Harnstofflösung zudosiert. Derartige Harnstofflösungen bzw. wässrige Harnstofflösungen haben den Nachteil, dass sie bei Temperaturen unter –11°C gefrieren und Harnstoff teilweise auskristallisiert. Dadurch wird eine weitere funktionssichere Zufuhr der Harnstofflösung behindert oder vollständig blockiert. Folglich ist dann eine effektive Reduzierung der Stickoxide im Abgas beeinträchtigt bzw. behindert. Zur Vermeidung solcher Störungen werden die Medienleitungen für die Harnstofflösungen beheizt. Eine solche Beheizung kann beispielsweise mit elektrisch betriebenen Heizelementen in Form von Heizdrähten oder Heizfolien durchgeführt werden. Dazu sind die Medienleitungen insbesondere mit Heizdrähten bzw. Heizfolien umwickelt. Es ist auch möglich, dass Heizelemente, insbesondere Heizdrähte oder Heizfolien in die Wandung der Medienleitungen integriert sind.
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Bei den Rohrleitungsaggregaten aus der medienführenden Medienleitung und dem die Medienleitung umgebenden Schutzrohr befindet sich zwischen Schutzrohr und Medienleitung in der Regel eine Luftschicht. Bei Erwärmung der Medienleitung wird auch diese zwischengeschaltete Luftschicht erwärmt und der daraus resultierende Überdruck führt nicht selten zu einer unerwünschten Überbeanspruchung des Schutzrohrs bzw. des Rohrmantels des Schutzrohrs. So können nachteilhafte Leckagen in dem Schutzrohr entstehen, durch die unerwünschte Medien, insbesondere unerwünschte flüssige korrosive Medien in den Zwischenraum zwischen Schutzrohr und Medienleitung eindringen können. Vor allem durch die Öffnungen eintretende Salzwasserlösungen können zu erheblichen Beschädigungen aufgrund von Korrosion führen. Wegen des bei der Erwärmung entstehenden Überdruckes zwischen Medienleitung und Schutzrohr können bereits vorhandene kleine bzw. mikroskopische Öffnungen in unerwünschter Weise erweitert werden. Größere Leckagen entstehen vor allem aufgrund des wechselnden Erhitzens und Abkühlens der Systeme. Im Hinblick darauf sind die bekannten Rohrleitungsaggregate sowie die bekannten Verbinderaggregate verbesserungsfähig.
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Der Erfindung liegt das technische Problem zugrunde, ein Rohrleitungsaggregat der eingangs genannten Art anzugeben, bei dem die vorstehend beschriebenen Nachteile effektiv und funktionssicher vermieden werden können. Der Erfindung liegt weiterhin das technische Problem zugrunde, ein entsprechendes Verbinderaggregat aus einem Rohrleitungsaggregat und zumindest einem Leitungsverbinder anzugeben.
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Zur Lösung dieses technischen Problems lehrt die Erfindung zunächst ein Rohrleitungsaggregat mit zumindest einer beheizbaren Medienleitung für die Durchleitung eines beheizbaren fluiden Mediums, insbesondere für die Durchleitung einer beheizbaren Harnstofflösung bzw. einer beheizbaren wässrigen Harnstofflösung, und mit einem die Medienleitung umgebenden Schutzrohr, wobei zwischen Medienleitung und Schutzrohr ein gasgefüllter bzw. luftgefüllter Zwischenraum ausgebildet ist, wobei in dem Rohrmantel des Schutzrohres zumindest eine Gasaustrittsöffnung vorgesehen ist, durch welche Gasaustrittsöffnung beim Beheizen der Medienleitung erwärmtes Gas bzw. erwärmte Luft aus dem Zwischenraum austreten kann und wobei die Gasaustrittsöffnung mit zumindest einer Öffnungsabdeckung – insbesondere zur Vermeidung des Eindringens von flüssigem Medium in die Gasaustrittsöffnung – versehen ist. Es liegt im Rahmen der Erfindung, dass mehrere Gasaustrittsöffnungen – insbesondere zwei bis vier Gasaustrittsöffnungen – in dem Rohrmantel des Schutzrohres vorgesehen sind. Fernerhin liegt es im Rahmen der Erfindung, dass die Gasaustrittsöffnung bzw. dass die Gasaustrittsöffnungen quer zur Längsachse, bevorzugt senkrecht zur Längsachse bzw. im Wesentlichen senkrecht zur Längsachse des Rohrleitungsaggregates in dem Rohrmantel angeordnet sind.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung besteht die Medienleitung aus zumindest einem Kunststoff bzw. im Wesentlichen aus zumindest einem Kunststoff. Es empfiehlt sich, dass das Schutzrohr aus zumindest einem Kunststoff bzw. im Wesentlichen aus zumindest einem Kunststoff besteht. Zweckmäßigerweise hat die Medienleitung einen runden bzw. einen kreisrunden Querschnitt bzw. einen im Wesentlichen kreisrunden Querschnitt. Es liegt im Rahmen der Erfindung, dass das Schutzrohr die Medienleitung konzentrisch bzw. im Wesentlichen konzentrisch umgibt. Vorzugsweise sind Medienleitung und Schutzrohr koaxial bzw. im Wesentlichen koaxial zueinander angeordnet.
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Nach empfohlener Ausführungsform der Erfindung ist die Medienleitung mit zumindest einem Heizelement bzw. mit zumindest einem an der Medienleitung angeordneten Heizelement beheizbar. Dabei handelt es sich vorzugsweise um zumindest einen Heizdraht und/oder um zumindest eine Heizfolie. Grundsätzlich kann die Medienleitung aber auch mit anderen Arten von Heizelementen beheizt werden. Es liegt im Rahmen der Erfindung, dass das zumindest eine Heizelement – vorzugsweise der zumindest eine Heizdraht und/oder die zumindest eine Heizfolie – an der Außenseite der Medienleitung vorgesehen ist. Grundsätzlich kann das zumindest eine Heizelement aber auch in die Wandung der Medienleitung integriert sein oder das zumindest eine Heizelement kann innerhalb der Medienleitung angeordnet sein. Gemäß einer Ausführungsvariante der Erfindung ist zumindest ein Heizdraht wendelförmig um die Medienleitung gewickelt. Nach einer anderen Ausführungsvariante kann zumindest eine Heizfolie wendelförmig um die Medienleitung gewickelt angeordnet sein.
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Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass das die Medienleitung umgebende Schutzrohr zumindest bereichsweise, bevorzugt vollständig bzw. im Wesentlichen vollständig als Wellrohr ausgebildet ist. Zweckmäßigerweise ist das Schutzrohr bei dieser Ausführungsform über die gesamte Länge des Schutzrohrs bzw. im Wesentlichen über die gesamte Länge des Schutzrohrs als Wellrohr ausgeführt. Es liegt dabei im Rahmen der Erfindung, dass die Wellentäler und Wellenberge des Wellrohrs quer zur Längsachse, bevorzugt senkrecht zur Längsachse der Medienleitung verlaufen.
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Grundsätzlich kann das Schutzrohr an seiner Außenoberfläche und/oder an seiner der Medienleitung zugewandten Innenoberfläche auch unprofiliert ausgebildet sein. – Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist in der der Medienleitung zugewandten Innenoberfläche des Schutzrohres eine Mehrzahl von Nuten vorgesehen, die sich über zumindest einen Teil der Länge des Schutzrohres in Längsrichtung des Schutzrohres erstrecken. Dabei sind diese Nuten zweckmäßigerweise über den Innenumfang des Schutzrohres verteilt angeordnet und zwar bevorzugt mit gleichen bzw. gleichmäßigen Abständen. Nach einer Ausführungsvariante sind die Nuten parallel bzw. im Wesentlichen parallel zueinander angeordnet.
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Es liegt im Rahmen der Erfindung, dass der Abstand a der Innenoberfläche des Schutzrohres zur Außenoberfläche der Medienleitung 0,2 mm bis 3 mm, vorzugsweise 0,3 mm bis 2 mm und bevorzugt 0,4 mm bis 1,7 mm beträgt. Dieser Abstand a wird dabei von den der Medienleitung am nächsten liegenden Bereichen der Innenoberfläche des Schutzrohres aus gemessen. Bei der Ausführungsform mit den innenseitigen Nuten sind das beispielsweise die nutenfreien Bereiche der Innenoberfläche des Schutzrohres.
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Erfindungsgemäß weist die zumindest eine Gasaustrittsöffnung zumindest eine Öffnungsabdeckung auf und diese Öffnungsabdeckung soll das Eindringen von korrosiven Medien, insbesondere von korrosiven flüssigen Medien verhindern. Es liegt im Rahmen der Erfindung, dass die zumindest eine Öffnungsabdeckung in der Gasaustrittsöffnung und/oder mit Abstand bzw. mit geringem Abstand über der Gasaustrittsöffnung angeordnet ist. – Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist die Gasaustrittsöffnung eine Öffnungsabdeckung in Form einer semipermeablen Membran auf. Die semipermeable Membran ist dabei zweckmäßigerweise in der Gasaustrittsöffnung angeordnet. Es liegt im Rahmen der Erfindung, dass Gas bzw. Luft aus dem Zwischenraum zwischen Medienleitung und Schutzrohr durch die semipermeable Membran der Gasaustrittsöffnung nach außen gelangen kann. Wie oben bereits dargelegt, findet dieser Gasaustritt bzw. Luftaustritt insbesondere aufgrund eines Überdrucks im Zwischenraum als Folge der Erwärmung der Medienleitung statt.
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Andererseits wird durch die semipermeable Membran verhindert, dass fluide Medien, insbesondere flüssige Medien von der Außenseite des Schutzrohres in den Zwischenraum zwischen Medienleitung und Schutzrohr gelangen können.
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Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die zumindest eine Öffnungsabdeckung einer Gasaustrittsöffnung in Form eines das Schutzrohr umgebenden Schutzmantels ausgebildet. Dabei ist der Schutzmantel zweckmäßigerweise mit geringem Abstand über der Gasaustrittsöffnung angeordnet, wobei dieser Abstand b zweckmäßigerweise 0,2 mm bis 3 mm, bevorzugt 0,2 mm bis 2 mm und besonders bevorzugt 0,2 mm bis 1 mm beträgt. Das aus der Gasaustrittsöffnung austretende Gas kann dann entlang der Außenoberfläche des Schutzrohres und entlang der Innenoberfläche des Schutzmantels aus seitlichen Öffnungen zwischen Schutzrohr und Schutzmantel herausströmen. Eine besonders empfohlene Ausführungsform der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass der Schutzmantel als Hitzeschutzmantel ausgebildet ist. Dann ist bevorzugt zum Schutze der Medienleitung bzw. des Schutzrohres vor äußerer Wärmeeinwirkung ein ohnehin vorhandener Hitzeschutzmantel zugleich als Öffnungsabdeckung für die Gasaustrittsöffnung ausgeführt. Nach einer sehr bevorzugten Ausführungsform der Erfindung handelt es sich bei dem Schutzmantel bzw. Hitzeschutzmantel um einen Schutzmantel bzw. Hitzeschutzmantel für einen an die Medienleitung angeschlossenen Leitungsverbinder. Zweckmäßigerweise ragt dieser Schutzmantel bzw. Hitzeschutzmantel über den Leitungsverbinder hinaus bis in den Bereich der Medienleitung bzw. des die Medienleitung umgebenden Schutzrohres und dieser Schutzmantel bzw. Hitzeschutzmantel deckt dabei zumindest eine in dem Schutzrohr ausgebildete Gasaustrittsöffnung ab.
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Es liegt im Rahmen der Erfindung, dass eine Gasaustrittsöffnung einen maximalen Durchmesser bzw. einen maximalen Innendurchmesser aufweist, der kleiner als 1,5 mm, vorzugsweise kleiner als 1 mm ist. – Empfohlenermaßen weist eine Gasaustrittsöffnung einen runden oder kreisrunden bzw. einen im Wesentlichen kreisrunden Querschnitt auf. Grundsätzlich kann die Gasaustrittsöffnung aber auch einen anderen Querschnitt aufweisen, beispielsweise einen rechteckförmigen, trapezförmigen oder kreuzförmigen Querschnitt.
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Gegenstand der Erfindung ist auch ein Verbinderaggregat aus einem Rohrleitungsaggregat und zumindest einem an das Rohrleitungsaggregat angeschlossenen Leitungsverbinder, wobei das Rohrleitungsaggregat zumindest eine beheizbare Medienleitung für die Durchleitung eines beheizbaren fluiden Mediums – insbesondere für die Durchleitung einer beheizbaren wässrigen Harnstofflösung – und zumindest ein die Medienleitung umgebendes Schutzrohr aufweist, wobei zwischen Medienleitung und Schutzrohr ein gasgefüllter bzw. luftgefüllter Zwischenraum ausgebildet ist, wobei in dem Rohrmantel des Schutzrohres zumindest eine Gasaustrittsöffnung vorgesehen ist, durch welche Gasaustrittsöffnung beim Beheizen der Medienleitung erwärmtes Gas bzw. erwärmte Luft aus dem Zwischenraum austreten kann und wobei die Gasaustrittsöffnung mit zumindest einer Öffnungsabdeckung versehen ist. Nach einer empfohlenen Ausführungsform der Erfindung handelt es sich bei der Öffnungsabdeckung um einen – insbesondere für den Leitungsverbinder vorgesehenen – Hitzeschutzmantel, der die Gasaustrittsöffnung abdeckt bzw. mit geringem Abstand abdeckt.
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Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass mit dem erfindungsgemäßen Rohrleitungsaggregat und mit dem erfindungsgemäßen Verbinderaggregat das oben dargelegte technische Problem einfach, effektiv und funktionssicher gelöst werden kann. Bei Erwärmung der Medienleitung mit zumindest einem Heizelement kann die im Zwischenraum zwischen Medienleitung und Schutzrohr erwärmte Luft problemlos aus der zumindest einen Gasaustrittsöffnung des Schutzrohres nach außen austreten. Auf diese Weise können Beschädigungen des Schutzrohres bzw. des Rohrmantels des Schutzrohres aufgrund von Überdrücken im Zwischenraum vermieden werden. Zugleich ist erfindungsgemäß eine Gasaustrittsöffnung mit zumindest einer Öffnungsabdeckung versehen, wodurch das Eindringen von nachteilhaften korrosiven fluiden Medien in die Gasaustrittsöffnungen vermieden wird. Die erfindungsgemäße Idee kann dabei auf sehr einfache und kostengünstige Weise realisiert werden. Im Vergleich zu den aus der Stand der Technik bekannten Rohrleitungsaggregaten können Beschädigungen der Medienleitungen bzw. von Verbindungen der Medienleitungen aufgrund der Einwirkung von korrosiven fluiden Medien weitgehend vermieden werden.
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Nachfolgend wird die Erfindung anhand einer lediglich am Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher erläutert. Es zeigen in schematischer Darstellung:
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1 eine perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen Verbinderaggregates aus einem erfindungsgemäßen Rohrleitungsaggregat und einem Leitungsverbinder und
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2 eine andere Ausführungsform des Gegenstandes gemäß 1 in einer Seitenansicht mit aufgebrachtem Hitzeschutzmantel.
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Die Figuren zeigen ein erfindungsgemäßes Verbinderaggregat 1 aus einem Rohrleitungsaggregat 2 und einem an das Rohrleitungsaggregat 2 angeschlossenen Leitungsverbinder 3. Das Rohrleitungsaggregat 2 weist eine beheizbare Medienleitung 4 für die Durchleitung eines beheizbaren fluiden Mediums, insbesondere für die Durchleitung einer beheizbaren wässrigen Harnstofflösung auf sowie ein die Medienleitung 4 umgebendes Schutzrohr 5. Vorzugsweise und im Ausführungsbeispiel umgibt das Schutzrohr 5 die Medienleitung 4 konzentrisch und es liegt im Rahmen der Erfindung, dass die Medienleitung 4 und das Schutzrohr 5 koaxial zueinander angeordnet sind. Zweckmäßigerweise und im Ausführungsbeispiel hat die Innenoberfläche des Schutzrohres 5 einen Abstand a zur Außenoberfläche der Medienleitung 4 und dieser Abstand a beträgt empfohlenermaßen 0,5 bis 1 mm. In dem durch den Abstand a festgelegten Zwischenraum 6 zwischen Medienleitung 4 und Schutzrohr 5 ist in der Regel Luft vorhanden.
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Die Medienleitung 4 wird bevorzugt und im Ausführungsbeispiel mit zumindest einem um die Außenoberfläche der Medienleitung 4 wendelförmig gewickelten Heizdraht 7 als Heizelement beheizt. Grundsätzlich kann auch ein anderes Heizelement – beispielsweise eine Heizfolie – zur Beheizung der Medienleitung 4 bzw. zur Beheizung des durch die Medienleitung 4 fließendem fluiden Mediums eingesetzt werden. Die Medienleitung mag vorzugsweise und im Ausführungsbeispiel aus Kunststoff bestehen. Zweckmäßigerweise und im Ausführungsbeispiel besteht auch das Schutzrohr 5 aus einem Kunststoff. Das Schutzrohr ist empfohlenermaßen und im Ausführungsbeispiel als Wellrohr ausgeführt, wobei dieses Wellrohr Wellenberge 8 und Wellentäler 9 aufweist.
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Bei der Erwärmung der Medienleitung 4 – vorzugsweise mittels des Heizdrahtes 7 – wird auch die Luft im Zwischenraum 6 zwischen Medienleitung 4 und Schutzrohr 5 erwärmt. Dadurch erhöht sich der Gasdruck in diesem Zwischenraum. Damit das Gas bzw. die Luft ohne Beschädigung des Rohrmantels des Schutzrohres 5 aus dem Zwischenraum 6 austreten kann, ist erfindungsgemäß zumindest eine Gasaustrittsöffnung 10 in dem Rohrmantel des Schutzrohres 5 vorgesehen. Diese Gasaustrittsöffnung hat zweckmäßigerweise einen maximalen Innendurchmesser, der kleiner als 1 mm ist. Im Übrigen ist die Gasaustrittsöffnung empfohlenermaßen mit kreisrundem bzw. im Wesentlichen kreisrundem Querschnitt ausgebildet. Erfindungsgemäß ist die Gasaustrittsöffnung 10 mit zumindest einer Öffnungsabdeckung 11 versehen, die insbesondere das Eindringen von nachteilhaften korrosiven flüssigen Medien in die Gasaustrittsöffnung 10 verhindert.
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Nach einer bevorzugten Ausführungsform und im Ausführungsbeispiel nach 1 weist die Gasaustrittsöffnung 10 eine Öffnungsabdeckung 11 in Form einer in der Gasaustrittsöffnung 10 angeordneten semipermeablen Membran 12 auf. Es liegt im Rahmen der Erfindung, dass Gas bzw. Luft aus dem Zwischenraum 6 zwischen Medienleitung 4 und Schutzrohr 5 durch die semipermeable Membran 12 der Gasaustrittsöffnung 10 nach außen dringen kann. Andererseits verhindert zweckmäßigerweise die semipermeable Membran 12 das Eindringen von unerwünschten fluiden Medien, insbesondere von korrosiven flüssigen Medien in die Gasaustrittsöffnung 10 bzw. in den Zwischenraum 6.
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Im Ausführungsbeispiel gemäß 2 ist die Öffnungsabdeckung 11 der Gasaustrittsöffnung 10 als Hitzeschutzmantel 13 ausgeführt. Bevorzugt und im Ausführungsbeispiel umgibt der Hitzeschutzmantel 13 dabei in erster Linie den Leitungsverbinder 3 und reicht bis in den Bereich des Rohrleitungsaggregates 2 bzw. bis in den Bereich der in dem Schutzrohr 5 ausgebildeten Gasaustrittsöffnung 10. Der Hitzeschutzmantel 13 deckt dabei die Gasaustrittsöffnung 10 mit geringem Abstand ab, so dass aus der Gasaustrittsöffnung 10 austretendes Gas bzw. austretende Luft an seitlichen Öffnungen zwischen Hitzeschutzmantel 13 und Schutzrohr 5 hinausdringen kann. Der Hitzeschutzmantel 13 vermeidet nichtsdestoweniger in vorteilhafter Weise das Eindringen von nachteilhaften fluiden Medien, insbesondere von korrosiven flüssigen Medien in den Zwischenraum 6 zwischen Schutzrohr 5 und Medienleitung 4.
