專利名稱：：用于輸送和加熱流體的多層管道的制作方法
技術領域：
：本發(fā)明涉及一種用于輸送和加熱流體尤其是含水尿素溶液的多層管道。
背景技術：
：為了遵守新的抗污染標準，此標準對目前的廢氣排放做了更多的限制，采取選擇性的催化還原的所謂凈化系統(tǒng)的使用是人們所熟知的，也以車輛廢氣的簡稱SCR("選擇性的催化還原")的名義為人們熟知。采用這樣的系統(tǒng)尤其是用于降低氮氧化物排放到大氣中。優(yōu)選地，SCR系統(tǒng)用在輕型和重型汽車中。SCR系統(tǒng)包括在催化劑入口通過壓縮空氣注射一種尿素水溶液或能夠與氮氧化物起反應的等同物。通常，優(yōu)選為32.5%的尿素水溶液，例如一般由Basf銷售的名稱為AdBlue的溶液。催化劑放置在廢氣消聲器處，在廢氣消聲器內，引入的尿素與通常也稱為N0x的氮氧化氣體反應，通過大氣排放消除它們。含水尿素溶液一般容納在一個水槽內，在與壓縮空氣混合后，根據電子控制裝置限定的時間和模式，從水槽中獲取含水尿素溶液注入催化劑中，所述電子控制裝置記錄(accountfor)各種參數(shù)，例如溫度、濕度、發(fā)動機操作和轉數(shù)。SCR系統(tǒng)一個己知的問題是當車輛在溫度低于-12'C時停車時，尿素溶液會凍結。由于這個原因，當停車后發(fā)電機點火時，容納尿素溶液的管道被通過的電流立即加熱。例如，當SCR系統(tǒng)最初被置于環(huán)境溫度為-35'C的環(huán)境中時，可以體會到在發(fā)動機點火后需要至少十分鐘尿素溶液才能達到至少+5'C的溫度o而且，輸送含水尿素溶液的管道必須允許在工作溫度范圍內的流體通過，所述工作溫度范圍為-4crc到8crc，管道必須是柔性的且必須保證在-4(TC的情況下含水尿素溶液在所有流率狀態(tài)下在任何部分都不凍結，所述流率為0到5.51/h之間。為了加熱水溶液，通常采用電加熱管道和導管配件。例如，包括TEFLON流體輸送導管的加熱管道的使用是已知的，管道具有纏繞在聚乙烯熱收縮護套外面的電阻，聚乙烯熱收縮護套還具有電絕緣功能并由一波紋狀聚酰胺管件覆蓋。然而，由于TEFLO,未能容許充足的熱傳導來加熱導管內部的事實，這種溶液不能達到水溶液足夠快速地解凍以符合前述要求。在使用中，TEFLON⑧導管也會產生聯(lián)結件配合的問題，而且非常昂貴。
發(fā)明內容因此，尋求一種用于SCR系統(tǒng)的管道，其使得能夠避免上述缺點，從而使得能夠快速地解凍含水尿素溶液。一種能夠快速并且有效地加熱需要輸送的流體的管道也可以有利地使用在許多其它應用中，尤其是家用應用和車輛上。根據本發(fā)明，管道l是根據權利要求l制成。優(yōu)選地，管道l包括流體輸送導管2，其包括熱塑性彈性體；加熱元件3;密封元件4;絕緣層5;耐磨層6。優(yōu)選地，本發(fā)明中的管道l用于輸送含水尿素溶液。為了更好地理解本發(fā)明，進一步參照附圖加以說明圖1為根據本發(fā)明制造的管道的局部剖視圖2為一曲線圖，顯示對比根據現(xiàn)有技術制造的管道和根據本發(fā)明制造的管道內32%的含水尿素溶液的時間-溫度值。具體實施例方式具體地，輸送導管包括一熱塑性彈性體，也簡稱為TPE。熱塑性彈性體是指象彈性體一樣作用(behave)的聚合材料，但是當受熱時能象熱塑性塑料一樣工作。優(yōu)選地，使用具有聚烯烴基體(polyolefinicmatrix)的熱塑性彈性體，其內緊密地分散有動態(tài)硫化的彈性體的相位(dynamicallyvulcanisedelastomericphase)。更優(yōu)選地，聚烯烴基體為一種聚丙烯，且彈性體的相位是EPDM。更優(yōu)選地，熱塑性彈性體是一種Forprene⑧物質。優(yōu)選地，輸送導管2由通過在復合物中結合適當?shù)奶盍现圃斓臒醾鲗缘臒崴苄詮椥泽w構成。優(yōu)選地，這種填料為金屬填料。有利地，根據ASTME1461測試標準，熱塑性彈性體的導熱性系數(shù)(thermalconductivity)包括從1.2W/mk到40W/mk的范圍。更有利地，導熱性系數(shù)大約為20W/mk。優(yōu)選地，導管的內徑大于5mm。優(yōu)選地，輸送導管2的厚度包括2到4mm的范圍。加熱元件優(yōu)先由纏繞輸送導管的電阻器3制成。更優(yōu)選地，使用加熱導線(heatingwire)，例如由上海Anhing合金材料有限公司(ShanghaiAnhingAlloyMaterialCo.Ltd.)出售的代號為NiCr8020的類型。電阻器可以是雙極或單極的，優(yōu)選為雙極的。電阻性元件的幾何形狀和尺寸取決于特定用途所需要的特征，而且取決于整個管道內的內部件的尺寸。優(yōu)選地，加熱元件3被電絕緣，優(yōu)選使用TEFL0N。供選擇地，可以使用例如硅或聚酰胺。優(yōu)選地，保持元件4由熱縮性塑料護套4構成。熱縮性護套4優(yōu)選由聚乙烯制造，因為這種材料具備良好的彈性記憶特征。采用的聚乙烯通常被加熱到高于IO(TC的溫度再冷卻下來，并且增加其尺寸，但仍然保持其彈性。聚乙烯片再次被加熱至IO(TC以上，并且第二次加熱導致放射狀的聚乙烯恢復至原來的尺寸，優(yōu)選地，粘附在下面的層上。熱收縮性能取決于材料的變形程度并可以在原來尺寸的50%到300°/。的范圍內變動。優(yōu)選地，絕緣層5由聚氨酯制造。更優(yōu)選地，其由開孔或閉孔式(openorclosedcell)泡沫聚氨酉旨(expandedpolyurethane)構成，更加優(yōu)選地，其由閉孔式泡沬聚氨酯構成。優(yōu)選地，絕緣層5的厚度大于5mm，內徑取決于輸送導管2的直徑。優(yōu)選地，耐磨層6由波紋狀的管件6構成。優(yōu)選地，波紋狀的管件6由聚酰胺12構成。供選擇地，耐磨層6為合適尺寸的螺旋護套或螺旋帶以保持所設計的曲率半徑，優(yōu)選由聚酰胺6或12構成。更加優(yōu)選地，螺旋護套由聚酰胺12構成，因為其具有更好的耐化學性。相對于已知的管道，根據上面描述的結構制造的管道能夠達到在較短的時間內解凍含水尿素溶液的目的。很明顯，可以對此處描述和圖示的管道進行多種改變，尤其是形成各個層的化學成分的百分比和層的相對厚度，以及層本身的數(shù)量，例如可以不具備熱縮性護套，然而仍不脫離本發(fā)明的保護范圍。更加明顯的，盡管是對含水尿素溶液的輸送做了特別說明，根據本發(fā)明制造的管道可以有利地用在在其內流體由需要加熱的管道輸送的所有系統(tǒng)中。在上面描述中，根據本發(fā)明制造的管道的優(yōu)點明顯，尤其是采用這樣一種管道，相對于已知的管道，其可以在較短的時間內加熱液體，并且同時具有充分的柔性和有限的成本?，F(xiàn)在，本發(fā)明將通過非限制性的實例描述。實例1表1顯示根據本發(fā)明制造的管道實例，表2顯示對比管道的實例。表1<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>表2<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>曲線1顯示容納在根據本發(fā)明的管道內32%的含水尿素溶液的時間-溫度值，本發(fā)明的管道的構成成分如上面的表l所述，以及用作對比管道的成分在表2中示出。這些溫度通過將其內部引入有含水尿素溶液的管道引入到一個密封的氣候室(climaticcell)來測量，在所述氣候室內，溫度穩(wěn)定在-35°C。用此方法，容納在管道內部的溶液凍結且也達到-35'C。在穩(wěn)定溫度后，纏繞在輸送導管上的電阻器的電源接頭連接到低于24V的電源，因此形成3.8A電流循環(huán)。一系列熱電偶安置在管道中使得能夠確定水溶液的溫度。很明顯，相對于現(xiàn)有技術，根據本發(fā)明制造的管道的使用能夠更快并且更有效地提高含水尿素溶液的溫度。權利要求1.一種用于輸送流體的管道(1)，其包括流體輸送導管(2)和加熱元件(3)，所述流體輸送導管(2)包括熱塑性彈性體。2.根據權利要求1所述的管道(1)，其特征在于，所述熱塑性彈性體包括聚烯烴基體，其內緊密地分散有彈性體的相位。3.根據權利要求2所述的管道(1)，其特征在于，所述聚烯烴基體包括聚丙烯。4.根據權利要求2或3所述的管道(1)，其特征在于，所述彈性體的相位是EPDM。5.根據權利要求2至4中任何一項所述的管道(1)，其特征在于，所述熱塑性彈性體是熱傳導性的。6.根據權利要求5所述的管道(1)，其特征在于，所述熱塑性彈性體具有高于1.2W/mK的導熱性系數(shù)。7.根據權利要求5或6所述的管道(1)，其特征在于，所述熱塑性彈性體包括在形成熱傳導性之前包括增加的電荷。8.根據權利要求7所述的裝置，其特征在于，所述電荷為金屬填料。9.根據前述權利要求中任一項所述的管道(1)，其特征在于，所述加熱元件包括導線。10.根據權利要求9所述的管道(1)，其特征在于，所述導線纏繞在所述輸送導管的外表面上。11.根據前述權利要求中任一項所述的管道(1)，其特征在于，所述管道包括絕緣層(5)。12.根據權利要求11所述的管道(1)，其特征在于，所述絕緣層(5)為聚氨酯管件。13.根據前述權利要求中任一項所述的管道(1)，其特征在于，所述管道包括耐磨層(6)。14.根據權利要求13所述的管道(1)，其特征在于，所述耐磨層(6)為波紋狀的管件。15.根據權利要求14所述的管道(1)，其特征在于，所述耐磨層(6)為聚酰胺12。16.根據前述權利要求中任一項所述的管道(1)，其特征在于，所述管道包括所述輸送導管(2)上的加熱元件(3)的密封元件(4)。17.前述權利要求中任何一項所述的管道的用途，所述用途用于輸送能夠與含氮化合物反應的溶液。18.根據權利要求17所述的用途，其特征在于，所述溶液為含水尿素溶液。19.權利要求1至16中任何一項所述的管道的用途，所述用途應用在選擇性的催化還原系統(tǒng)(SCR)中。全文摘要一種用于輸送和加熱流體尤其是含水尿素溶液的多層管道(1)，其包括流體輸送導管(2)，該導管包括熱塑性彈性體、加熱元件(3)、密封元件(4)、絕緣層(5)以及耐磨層(6)。優(yōu)選地，其使用基于聚烯烴基體的(polyolefinmatrixbased)熱塑性彈性體，在該基于聚烯烴基體的熱塑性彈性體中緊密地分散有動態(tài)硫化和基于EPDM的(EPDMbased)彈性體的相位。文檔編號F16L53/00GK101287943SQ200580051599公開日2008年10月15日申請日期2005年9月16日優(yōu)先權日2005年9月16日發(fā)明者佛朗哥·科洛西莫,西蒙娜·卡萬納,馬里奧·扎薩申請人:戴科流體技術公司