專利名稱：用于輸送包含尿素的水溶液的多層軟管的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及多層軟管，具體地，用于輸送包含尿素的水溶液。
背景技術(shù)：
為了遵照新的相對(duì)于目前的標(biāo)準(zhǔn)采取更嚴(yán)格的廢氣排放限制的抗污染標(biāo)準(zhǔn)，采 用所謂的SCR (選擇性催化還原Selective Catalytic Reduction)廢氣凈化系統(tǒng)是已知的。 具體地，這種系統(tǒng)適用于減少排放到大氣中的氧化氮。優(yōu)選地，SCR系統(tǒng)用在商業(yè)和工業(yè)車(chē)輛中。SCR系統(tǒng)是通過(guò)壓縮空氣在催化劑進(jìn)口處注入包含能夠與氧化氮反應(yīng)的尿素或 等效產(chǎn)物的水溶液。通常，包含32.5%的尿素的水溶液，例如通常以名字AdBlue在市場(chǎng) 上出售的溶液是優(yōu)選的。催化劑設(shè)置在廢氣消聲器處，并且在其內(nèi)部，引入的尿素與氧 化氮(通常也表示為NOx)反應(yīng)，從到大氣中的排放物中去除它們。包含尿素的水溶液通常包含在儲(chǔ)液箱中，根據(jù)由電子控制單元限定的時(shí)間和方 法，電子控制單元考慮諸如溫度和濕度、發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)和速度的多種參數(shù)，從儲(chǔ)液箱中獲 取包含尿素的水溶液，在與壓縮空氣混合之后，注入到催化劑中。在使用中，包含尿素的溶液在裝配有SCR系統(tǒng)的車(chē)輛在低于_12°C的溫度下停 車(chē)時(shí)凍結(jié)當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)在停車(chē)之后啟動(dòng)時(shí)，包含含有尿素的溶液的軟管立即通過(guò)電流的經(jīng) 過(guò)加熱。在實(shí)際中，根據(jù)目前的大多數(shù)標(biāo)準(zhǔn)，在SCR系統(tǒng)最初放置在要求在_35°C的室 溫處的情況下，啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)之后需要在少于5分鐘內(nèi)使包含尿素的溶液達(dá)到_5°C的溫度。具體地，允許輸送包含尿素的水溶液的軟管必須允許流體在工作溫度范圍 (即，-40°C和120°C之間)內(nèi)流動(dòng)，軟管必須是柔性的，并且確保在-40°C的條件下，包 含尿素的水溶液在全流量條件(即，在0和5.5L/h之間)下在任何部件中不凍結(jié)。電加熱軟管和配件因此通常用于加熱包含尿素的水溶液。例如，已知的是采用由TEFLON 管構(gòu)成的加熱軟管，電阻器螺旋纏繞在該管 的外面，并通過(guò)聚乙烯熱收縮護(hù)套保持在該管上，聚乙烯熱收縮護(hù)套也實(shí)現(xiàn)電絕緣的功 能，并且還由聚酰胺波紋管覆蓋。然而，由于TEFLON 不允許傳導(dǎo)足夠的熱量來(lái)加熱該管的內(nèi)部，這種方案不 允許獲得足夠快速的水溶液解凍，以滿足前述要求。TEFLON 管在它們連接至管接頭的 使用中還顯示其它問(wèn)題，并且也非常昂貴。而且，在一些應(yīng)用中，需要具有非常小的內(nèi)徑(特別是小于10mm)的管。目前的管構(gòu)造中沒(méi)有一種允許在短時(shí)間內(nèi)獲得包含尿素的溶液解凍，除非它們 的直徑大于10mm，因?yàn)楸仨毷褂镁哂袃?yōu)選為從0.2至0.5mm(如0.3mm)直徑的導(dǎo)線，以 能夠傳導(dǎo)足以加熱管中的凍結(jié)尿素的電流。

發(fā)明內(nèi)容
因此本發(fā)明的目標(biāo)是提供一種用于SCR系統(tǒng)的軟管，其允許避免上述不足，并 且因此允許快速地解凍包含尿素的水溶液，但有利地可以具有小于10mm的全徑(total diameter)。根據(jù)本發(fā)明，該目標(biāo)通過(guò)根據(jù)權(quán)利要求1制成的軟管實(shí)現(xiàn)。


為了更好地理解，參照附圖進(jìn)一步描述本發(fā)明，在附圖中圖1為SCR系統(tǒng)的示意圖；圖2為根據(jù)本發(fā)明制成的軟管的局部截面圖；和圖3為比較采用本發(fā)明制成的軟管和采用根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)制成的軟管解凍包含尿 素的溶液的解凍時(shí)間的圖示。
具體實(shí)施例方式在圖1中，數(shù)字1表示車(chē)輛的凈化裝置或SCR系統(tǒng)(示意性地示出)，包括可以 包含含有32.5%的尿素的溶液的儲(chǔ)液箱2、泵組件3和分配組件4，分配組件4將包含尿 素的溶液與壓縮空氣混合，以將其發(fā)送到車(chē)輛自身的催化劑5 (示意性地示出)中。泵組件3經(jīng)由輸送管線6連接至分配組件4，并經(jīng)由吸入管線7和再循環(huán)管線8 連接至儲(chǔ)液箱2。管線6-8包括對(duì)應(yīng)的軟管9，軟管9可由電流加熱，并經(jīng)由配件連接至 系統(tǒng)1的其它元件。優(yōu)選地，軟管9至少包括-流體輸送管12;-加熱元件13;和_ 絕緣層 14。優(yōu)選地，本發(fā)明的軟管9因此用于輸送在SCR系統(tǒng)中的包含尿素的水溶液。具體地，輸送管12優(yōu)選由抗水解熱塑性材料制成。更優(yōu)選地，輸送管12由均聚酰胺(homopolyamide)或共縮聚酰胺(copolyamide)
形成，且甚至更優(yōu)選地，由聚酰胺12形成。優(yōu)選地，使用的聚酰胺具有高抗水解性和高抗低溫性。例如，它可以由Arkema M-AESN NOIR PI10TL聚酰胺12形成，或可替換地由 Arkema M-AESN NOIR P123TL 聚酰胺 12 形成。優(yōu)選地，輸送管12具有2和6mm之間的內(nèi)徑，甚至更優(yōu)選地，具有3mm的內(nèi)徑。加熱元件13由管狀編織物(braid)或網(wǎng)狀元件13構(gòu)成，并纏繞在輸送管12周
圍，以完全覆蓋它。編織物元件13有利地通過(guò)將多股塑性材料帶或塑料帶16和優(yōu)選由金屬材料形成 的至少一股導(dǎo)電材料或?qū)Ь€15編織在一起形成。塑性材料帶更優(yōu)選地由聚酰胺形成，但 可替換地可以由聚酯形成。例如，4或5條塑料帶可以用于每股導(dǎo)線，所使用的編織元件可以包括4股金屬線。金屬線的形狀和尺寸取決于具體使用所要求的特征，而且取決于作為整體的軟 管的組件的尺寸。例如，可以使用由NiCr 8020合金形成的金屬線，其功率為W = 10_18W/m，電 流為12V。可替換地，金屬線可以完全由鎳形成。金屬線可以與聚酯帶編織成具有例如0.3mm的全徑的編織物。可替換地，導(dǎo)線15可以僅設(shè)置在織物(weave)中或在編織物的經(jīng)線中。這種實(shí) 施方式特別有利，因?yàn)樗乐箤?dǎo)線交叉和短路。具體地，這種方案允許使用于閉合電路 的外導(dǎo)線的存在不必要，例如在其中存在一根用于正極且另一根用于負(fù)極的一對(duì)導(dǎo)線的 情況中?？商鎿Q地，編織元件13可以由導(dǎo)線15整體地形成，優(yōu)選地，由金屬材料整體地 形成。例如，編織元件13可以由2、4或8根導(dǎo)線構(gòu)成。為了確保正確的操作，加熱元件13通常由絕緣元件14包裹。優(yōu)選地，絕緣元件14由混合擠壓層14構(gòu)成，且優(yōu)選地，具有0.75和2.5mm之 間的厚度，如，具有1.5mm的厚度。絕緣元件14優(yōu)選地由熱塑性彈性體形成。具體地，熟知熱塑性彈性體(thermoplastic elastomer)也縮寫(xiě)為T(mén)PE。 “熱塑性 彈性體”是指表現(xiàn)為彈性體、但在受熱時(shí)可以像熱塑性塑料一樣處理的聚合材料。優(yōu)選地，它為SUNPRENE 或SANTOPRENE 類熱塑性彈性體。優(yōu)選地，使用具有其中密集分散動(dòng)態(tài)交聯(lián)彈性相(dynamically crosslinked elastomeric phase)的聚熱烯烴基質(zhì)的塑性彈性體。更優(yōu)選地，聚烯烴基質(zhì)為聚丙烯，彈性相為EPDM?？商鎿Q地，可以使用由熱塑性塑料/彈性體交替嵌段共聚物的熱塑性彈性體。例如，有利的是采用具有PBT-基熱塑性塑料和聚酯二醇基彈性交替嵌段共聚物 的熱塑性彈性體。可替換地，絕緣元件14可以由聚亞安酯形成。更優(yōu)選地，它可以由開(kāi)孔或閉孔 聚氨酯泡沫體形成。更優(yōu)選地，它由閉孔聚氨酯泡沫體形成。根據(jù)上述結(jié)構(gòu)制造的軟管9具有外徑，該外徑甚至可以僅為8mm，同時(shí)，能夠 在比已知軟管少的時(shí)間內(nèi)，甚至比5分鐘少的時(shí)間內(nèi)，實(shí)現(xiàn)包含尿素的水溶液的解凍。編織元件13經(jīng)由將導(dǎo)線連接至第一端的第一夾具和用于連接器的第二夾具20電 連接。根據(jù)優(yōu)選的實(shí)施方式，每個(gè)夾具與編織元件13接觸，且具體地，與導(dǎo)電材料線 接觸，以限定與導(dǎo)電材料線的電連接。有利地，夾具完全圍繞編織元件13的對(duì)應(yīng)端部，并包括剛性連接的第一端部和 第二端部，如，第一端部和第二端部配合并且隨后以‘S’形折疊，以沿徑向方向獲得緊 湊的結(jié)構(gòu)。明顯的是，在不偏離本發(fā)明的保護(hù)范圍的條件下，可以對(duì)在此描述和圖示的軟 管進(jìn)行多種改變，具體地可以對(duì)形成各層的化學(xué)成分的百分比和各層的相對(duì)厚度，以及
5層本身的數(shù)量進(jìn)行多種改變。例如，可以包括其它加強(qiáng)層或改善耐化學(xué)特征的層，或阻 擋層，。而且，明顯的是，雖然參照的是包含尿素的水溶液的輸送，但根據(jù)本發(fā)明制成 的軟管有利地可以用在其中由該軟管輸送的流體需要被加熱的所有系統(tǒng)中。在前述描述中，根據(jù)本發(fā)明制成的軟管的優(yōu)點(diǎn)是明顯的；具體地，經(jīng)由這種軟 管，可行的是在比已知的軟管少的時(shí)間內(nèi)加熱液體，同時(shí)，可行的是具有足夠柔軟的軟 管，在有限的成本情況下，具有比已知的軟管小的直徑?，F(xiàn)在將經(jīng)由非限制性的例子描述本發(fā)明。實(shí)施例1表1示出根據(jù)本發(fā)明制成的軟管的例子，表2和3示出了軟管的比較成分的例子。采用具有3X5mm的相同直徑的輸送管實(shí)現(xiàn)所述例子。表權(quán)利要求
1.一種用于輸送尿素的軟管(1)，包括流體輸送管(12)、加熱元件(13)和絕緣元 件(14)，其特征在于，所述加熱元件由包括至少一根導(dǎo)電材料線的管狀編織元件(13)構(gòu) 成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的軟管(1)，其特征在于，所述編織元件(13)包括至少一對(duì)所 述導(dǎo)電材料線。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的軟管(1)，其特征在于，所述編織元件(13)包括僅在編織物 中或僅在經(jīng)線中的導(dǎo)線。
4.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的軟管(1)，其特征在于，所述編織元件(13)還 包括至少一個(gè)熱塑性材料帶(15)。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的軟管(1)，其特征在于，所述絕緣元件(14)包 括熱塑性彈性體。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的軟管(1)，其特征在于，所述熱塑性彈性體包括其中密集分 散彈性材料相的聚烯烴基質(zhì)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的軟管(1)，其特征在于，所述聚烯烴基質(zhì)包括聚丙烯。
8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的軟管(1)，其特征在于，所述彈性材料相為EPDM。
9.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的軟管(1)，其特征在于，所述導(dǎo)線(16)包括Ni。
10.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的軟管(1)，其特征在于，所述熱塑性材料帶由 均聚酯或共聚多酯形成，或由均聚酰胺或共縮聚酰胺形成。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的軟管(1)，其特征在于，所述熱塑性材料帶包括聚酯。
12.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的軟管(1)，其特征在于，所述輸送管(12)包括 均聚酰胺或共縮聚酰胺。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的軟管(1)，其特征在于，所述輸送管(12)由聚酰胺12形成。
14.一種車(chē)輛廢氣凈化裝置(1)，包括容納包含尿素的溶液的儲(chǔ)液箱(2)、泵組件 (3)、催化劑(5)和用于輸送所述包含尿素的溶液的至少一個(gè)軟管(9)，所述軟管包括流 體輸送管(12)、加熱元件(13)和絕緣元件(14)，其特征在于，所述加熱元件由包括至少 一根導(dǎo)電材料線的管狀編織元件(13)構(gòu)成。
15.—種車(chē)輛廢氣凈化裝置，包括容納包含尿素的溶液的儲(chǔ)液箱(2)、泵組件(3)、催 化劑(5)和根據(jù)權(quán)利要求1-13中任一項(xiàng)的至少一個(gè)軟管(9)。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)一種用于輸送包含尿素的水溶液的多層軟管(1′)，包括流體的輸送管(2)、加熱元件(3)和絕緣層(5)。加熱元件(3)為管狀編織物或網(wǎng)狀或網(wǎng)形元件，其中，至少一根線由導(dǎo)電材料(15)形成，一條帶由熱塑性材料(16)形成。
文檔編號(hào)B32B1/08GK102015277SQ200880128394
公開(kāi)日2011年4月13日 申請(qǐng)日期2008年1月30日 優(yōu)先權(quán)日2008年1月30日
發(fā)明者佛朗哥·科洛西莫 申請(qǐng)人:德泰克動(dòng)力流體技術(shù)公開(kāi)有限公司