Uso de un conducto de fluido calentable.

Uso de un conducto de fluido calentable (1) para un sistema de catalizador SCR de un motor de combustión,

en el que el conducto de fluido calentable (1) consta por lo menos de una tubería (2, 218) y por lo menos de un conductor eléctrico de calentamiento (3, 224) que se extiende por lo menos a lo largo de una zona parcial de la longitud de la tubería (L), dicha tubería (2) tiene por lo menos dos secciones longitudinales (2a, 202, 2b, 204) unidas entre sí, caracterizado porque el conducto de fluido (1) mediante piezas conectoras (5, 14, 15, 21, 22, 50, 51, 244, 246), que generan una unión separable únicamente con destrucción o una unión separable sin destrucción entre las secciones longitudinales (2a, 202, 2b, 204), une un tanque (10, 254) del sistema de catalizador con un dispositivo de inyección (11, 256) del sistema de catalizador, dichas secciones longitudinales (2a, 202, 2b, 204) están configuradas de modo distinto en lo que respecta a sus propiedades materiales y/o a su forma de diseño, en el que por un lado por lo menos una primera sección longitudinal (2a,202) formada por un primer material, que contiene un primer polímero, y por otro lado una segunda sección longitudinal (2b, 204) formada por un segundo polímero, que contiene un polímero, dicho material de la segunda sección longitudinal (2b, 204) es más flexible y/o tiene una mayor capacidad de absorción de cargas que el material de la primera sección longitudinal (2a, 202).

Uso de un conducto de fluido calentable

La presente invención se refiere al uso de un conducto de fluido calentable, que consta por lo menos de una tubería y por lo menos un conductor eléctrico de calentamiento que se extiende a lo largo por lo menos de un tramo parcial de la tubería.

Se entiende por confeccionar o confección el paso final de la fabricación de un conducto de fluido listo para el montaje, después de lo cual el conducto -p. ej. con arreglo a las Instrucciones del cliente- puede suministrarse como componente equipado con piezas de unión, por ejemplo las piezas de acoplamiento de fluidos y/o las piezas de unión de conductos, y utilizarse industrialmente, con preferencia en la técnica de fabricación de automóviles o vehículos a motor.

Los conductos de fluido calentables ya son conocidos en diversas variantes y se emplean por ejemplo en los sistemas de distribución de fluidos de vehículos a motor. El fluido puede ser p. ej. el agua de un dispositivo lavaparabrisas o una solución acuosa de urea, como la que se emplea para reducir los óxidos de nitrógeno en los catalizadores SCR del tubo de escape (SCR = Selective Catalytlc Reduction = reducción catalítica selectiva). Cuando la temperatura ambiental es baja, el líquido puede congelarse. Por ello los elementos que transportan fluidos, por ejemplo bombas o tubos flexibles (mangueras), se callentan para impedir la congelación o para descongelar un fluido que se ha congelado. Para ello dentro del sistema de fluidos se unen los componentes calefactables mediante conductos de fluido, pudiendo ser también estos calentables eléctricamente.

En los sistemas citados se plantean grandes exigencias a los conductos de fluidos calentables, derivadas de las condiciones a las que están sometidos. Estas exigencias se refieren en especial a la posible aparición de temperaturas elevadas, que pueden situarse en diversos puntos del sistema o de las tuberías, p. ej. en el intervalo de 14 °C a 18 °C, y en lapsos cortos de tiempo Incluso en el intervalo que llega hasta los 2 °C, por lo demás la aparición de presiones absolutas altas, que por lo general se sitúan en el Intervalo de 5 bares a 1 bares, en algunos casos Incluso hasta 15 bares, la aparición de presiones pulsantes, que tienen que compensarse, así como la aparición de cambios de volumen asociados por ejemplo a la congelación por helada y a la descongelación del fluido. En este caso se habla de la resistencia de las tuberías a la presión provocada por el hielo, referida a la magnitud del esfuerzo al que se someten dichas tuberías.

En el caso de los conductos de fluidos calentables, en lo que respecta a la unión del conductor de calentamiento a la tubería como tipos de ejecución básicos cabe distinguir entre la unión adaptable, ya sea externa, ya sea interna, y la unión Integrada.

La unión adaptable, en la que el conductor de calentamiento está situado en el exterior de la tubería, se ha descrito en EP 1 985 98 Al. Este documento se refiere a una pieza de unión de conductos de medios, que está formado por un lado por una pieza de unión, que tiene por lo menos una sección de conexión a la unión con un conducto de fluido del tipo mencionado en la introducción o con un grupo o unidad, y que por otro lado tiene una sección de transición contigua a la sección de conexión con un canal de flujo. En la zona de la sección de transición están previstos elementos calefactores eléctricos en una disposición que rodea al canal de flujo por lo menos parcialmente. Cuando se emplea una tubería de uno de los plásticos habituales surgen problemas relativos a la resistencia a la congelación del conducto de fluido así como a una idoneidad limitada para temperaturas elevadas o para soportar cargas térmicas. Por lo demás la posibilidad de sujeción del conductor de calentamiento, diseñado normalmente como cordón conductor flexible, depende de la geometría de la tubería; la conexión conlleva un coste más elevado y las pulsaciones no pueden compensarse de modo suficiente.

Otra unión adaptable conocida, en la que el conductor de calentamiento está situado dentro de la tubería, se ha descrito en la patente EP 2 4 51 A1. También en este caso cuando se emplean plásticos habituales como materiales de la tubería aparecen los problemas del tipo mencionado en la introducción, relativos a una resistencia limitada a la congelación y una capacidad limitada de uso a temperaturas elevadas o a una capacidad de resistencia térmica a largo plazo y relativos también a una compensación insuficiente de las pulsaciones. A ello hay que añadir el inconveniente de la falta de aislamiento del tubo, con lo cual el conducto de fluido resulta inapropiado para temperaturas bajas, situadas en el intervalo inferior a -15 °C.

Los conductos de fluido calentables conocidos del tipo citado en la introducción con integración completa de conductor de calentamiento y tubería se ha descrito en las patentes DE 1 26 51 413 A1 y DE 12 1 92 A1.

El primer documento DE 1 26 51 413 A1 se refiere a un conducto de fluido calentable eléctricamente con una zona de sección transversal interna, que rodea al canal que transporta el medio, con una disposición de conductor de calentamiento, que permite la unión conductora térmica con la zona de la sección transversal interna, y una zona de sección transversal externa, que rodea al conjunto del conductor de calentamiento. Entre la zona de sección transversal interna y la zona de sección transversal externa está intercalada una capa intermedia, que separa el

conjunto del conductor de calentamiento de la zona de la sección transversal externa y desde el punto de vista mecánico tiene una estabilidad menor que la zona de sección transversal interna y que la zona de sección transversal externa. De este modo es posible separar la zona de sección transversal externa y desengancharla del extremo del conducto de fluido sin dañar el conductor de calentamiento.

Dado que la capa Intermedia es menos estable desde el punto de vista comparativo mecánico, podrá también quitarse sin más, en especial por métodos manuales. También este conducto de fluido conocido durante el uso de una tubería, en la que en cada caso la zona de sección transversal Interna y/o externa están formadas por un plástico técnico, presenta una resistencia limitada a la congelación y una aptitud limitada para temperaturas elevadas o para soportar cargas térmicas. Aparte de ello, debido a la estructura de varias capas de la pared, se requiere un mayor uso de materiales. En comparación con las uniones adaptables de conductor de calentamiento y tubería, durante el montaje se requiere un mayor coste de descubrimiento del conductor de calentamiento y por tanto también un mayor coste de conexión. Como inconvenientes hay que añadir además el aislamiento insuficiente de los tubos y una compensación deficiente de las pulsaciones así como la dificultad de realizar diversas variantes de conexión del conducto de fluido.

El segundo documento DE 12 1 92 A1 se refiere a un tubo flexible (manguera) de varias capas, calentable, provisto por lo menos de una capa de refuerzo y de una capa exterior de elastómeros así como de un conductor eléctrico de calentamiento que sirve para calentar el medio que fluye en el Interior del tubo flexible. Este tubo flexible debe considerarse también como una tubería (flexible) del tipo citado en la introducción. El conductor de calentamiento se extiende por lo menos a lo largo de un tramo parcial de la longitud del tubo flexible y está formado por un núcleo o alma metálica y un forro o encamisado exterior. El conductor de calentamiento está empotrado fuera de la capa exterior de la capa de refuerzo pero por debajo o dentro de la capa exterior de elastómero y pero puede dejarse al descubierto aplicando una fuerza radial dirigida hacia fuera con separación de la capa exterior original o de la capa elastómero debilitada, sin dañar su alma metálica ni su encamisado, pudiendo unirse directamente en sentido eléctrico con un dispositivo conector eléctrico. En este tubo flexible ya conocido existen problemas en lo tocante al elevado uso de materiales requerido debido al aseguramiento de un grosor de pared suficiente, en lo tocante a la posibilidad limitada de la formación de variantes, al aislamiento deficiente de los tubos y al coste relativamente alto de la conexión.

En el documento EP 1 793 152 A1 se describe el uso de un conducto de fluido calentable para un catalizador sistema de catalizador SCR de un motor de combustión según la definición principal de la reivindicación 1.

Es cometido de la presente invención proporcionar el uso de un conducto de fluido calentable del tipo mencionado en la introducción, que, aparte de tener un menor... [Seguir leyendo]

1. Uso de un conducto de fluido calentable (1) para un sistema de catalizador SCR de un motor de combustión, en el que el conducto de fluido calentable (1) consta por lo menos de una tubería (2, 218) y por lo menos de un conductor eléctrico de calentamiento (3, 224) que se extiende por lo menos a lo largo de una zona parcial de la longitud de la tubería (L), dicha tubería (2) tiene por lo menos dos secciones longitudinales (2a, 22, 2b, 24) unidas entre sí, caracterizado porque el conducto de fluido (1) mediante piezas conectoras (5, 14, 15, 21, 22, 5, 51, 244, 246), que generan una unión separable únicamente con destrucción o una unión separable sin destrucción entre las secciones longitudinales (2a, 22, 2b, 24), une un tanque (1, 254) del sistema de catalizador con un dispositivo de Inyección (11, 256) del sistema de catalizador, dichas secciones longitudinales (2a, 22, 2b, 24) están configuradas de modo distinto en lo que respecta a sus propiedades materiales y/o a su forma de diseño, en el que por un lado por lo menos una primera sección longitudinal (2a,22) formada por un primer material, que contiene un primer polímero, y por otro lado una segunda sección longitudinal (2b, 24) formada por un segundo polímero, que contiene un polímero, dicho material de la segunda sección longitudinal (2b, 24) es más flexible y/o tiene una mayor capacidad de absorción de cargas que el material de la primera sección longitudinal (2a, 22).

2. Uso según la reivindicación 1, caracterizado porque el material de la segunda sección longitudinal (2b, 24) posee una mayor capacidad de absorción de cargas en lo que respecta a la temperatura, resistencia química y/o presión que el material de la primera sección longitudinal (2a, 22).

3. Uso según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque el polímero de la primera sección longitudinal (2a, 22) es un plástico técnico, dicho primer material contiene o está formado en su totalidad en especial por una pollamlda (PA), con preferencia la PA 6, la PA 66, la PA 11 y/o la PA 12.

4. Uso según una de las reivindicaciones de 1 a 3, caracterizado porque el polímero de la segunda sección longitudinal (2b, 24) es un plástico de altas prestaciones, dicho segundo material contiene o está formado en su totalidad en especial por un polímero fluorado, una poliarllenetercetona (PEAK), una poliftalamida (PPA), un poli(sulfuro de arlleno), por ejemplo el poli(sulfuro de fenileno) (PPS) y/o la PA 612.

5. Uso según una de las reivindicaciones de 1 a 3, caracterizado porque el segundo material contiene o está formado en su totalidad por un elastómero, por ejemplo un caucho de etileno-propileno-dieno (EPDM), un caucho de etlleno-propileno (EPM), un caucho de acrilonitrilo-butadieno hidrogenado (HNBR) y/o un elastómero termoplástico (TPE).

6. Uso según una de las reivindicaciones de 1 a 5, caracterizado porque la tubería (2) consta en cada caso de dos o más secciones longitudinales (2a, 22), formadas por el primer material, y/o de dos o más secciones longitudinales (2b, 24) formadas por el segundo material.

7. Uso según la reivindicación 6, caracterizado porque en la proximidad del tanque (1, 254) y en la proximidad del dispositivo de inyección (11, 256) están dispuestas en cada caso secciones longitudinales (2b, 24) formadas por el segundo material, entre ellas está intercalada una sección longitudinal (2a, 22) formada por el primer material.

8. Uso según una de las reivindicaciones de 1 a 5, caracterizado porque la tubería (2) consta exactamente de dos secciones longitudinales (2a, 22, 2b, 24) unidas entre sí, en el que en la proximidad del tanque (1, 254) está dispuesta una sección longitudinal (2a, 22) formada por el primer material, y en la proximidad del dispositivo de inyección (11, 256) está dispuesta una sección longitudinal (2b, 24) formada por el segundo material.

9. Uso según una de las reivindicaciones de 1 a 8, caracterizado porque por lo menos dos secciones longitudinales (2a, 22, 2b, 24) están unidas entre sí de modo separable sin destrucción en cada caso mediante una disposición de conexión (3, 21), que consta en cada caso por lo menos de dos secciones longitudinales (2a, 22, 2b, 24) correspondientes acoplables entre sí, unidas en cada caso con una pieza conectara o de acoplamiento de fluido (16, 17, 21, 22, 33, 34, 5, 51, 26, 28, 21, 212, 244, 246).

1. Uso según la reivindicación 9, caracterizado porque la disposición de conexión (3, 21) consta de dos piezas de acoplamiento (31, 32, 26, 28), que en cada caso tienen una de las dos piezas de acoplamiento de fluido (33, 34, 21, 212) correspondientes, acoplables entre sí y unidas en cada con una de las dos secciones longitudinales (2a, 22, 2b, 24) a unir así como en cada caso por lo menos una pieza de conexión de enchufe eléctrico (35, 36, 214, 216) de tal manera que por encaje o por separación de las dos piezas de acoplamiento (31, 32, 26, 28) pueden unirse o separarse por un lado las piezas de acoplamiento de fluido (33, 34, 21, 212) y por otro lado las piezas de conexión de enchufe eléctrico (35, 36, 214, 216) juntas, es decir, al mismo tiempo.

11. Uso según una de las reivindicaciones de 1 a 1, caracterizado porque una pieza de acoplamiento de fluido y/o una pieza conectara o su carcasa (14, 15, 16, 17, 21, 22, 33, 34, 5, 51, 52, 53, 26, 28, 21, 212, 23, 232, 244, 246) y/o un encapsulado o un blindaje (234, 25) para ello en el extremo de la primera sección longitudinal (2a, 22) está formada por el primer material, que contiene un primer polímero, y una pieza de acoplamiento de fluido y/o una

pieza conectara o su carcasa (14, 15, 16, 17, 21, 22, 33, 34, 5, 51, 52, 53, 26, 28, 21, 212, 23, 232, 244, 246) y/o un encapsulado o un blindaje (234, 25) para ello en el extremo de la segunda sección longitudinal (2b, 24) está formada por un segundo material, que contiene un segundo polímero, dicho segundo material tiene una mayor capacidad de absorción de cargas o esfuerzos que el primer material.

12. Uso según una de las reivindicaciones de 1 a 11, caracterizado porque las secciones longitudinales (2a, 22, 2b, 24) tienen distintas longitudes (La, Lb), en el que la longitud (Lb) de la segunda sección longitudinal (2b, 24), que es más corta, o la suma de las secciones longitudinales (2b, 24) formadas por el segundo polímero se sitúa como máximo en el 5 por ciento, con preferencia como máximo en el 2 por ciento de la longitud (La) de la primera sección longitudinal (2a, 22), que es la más larga, o de la suma de las secciones longitudinales (2a, 22) formadas por el primer polímero y/o se sitúa por lo menos entre 2 mm y 5 mm.

13. Uso según una de las reivindicaciones de 1 a 12, caracterizado porque la tubería (2, 218) tiene una sección transversal circular, dicha sección transversal de la tubería (2, 218) es distinta de la forma circular por lo menos en algunas zonas.

14. Uso según una de las reivindicaciones de 1 a 13, caracterizado porque el conductor de calentamiento (3, 224) está dispuesto en el interior o en el exterior de la tubería (2, 218), sobre o dentro de ella, y con preferencia está unido a la tubería (2, 218) de modo adaptable.

15. Uso según una de las reivindicaciones de 1 a 14, caracterizado porque el conductor de calentamiento (3, 224) y la tubería (2, 218) están envueltos por un forro de conducto (4, 242), formado en especial por un tubo ondulado (2a) de perímetro cerrado, que con preferencia en función de la sección longitudinal (2a, 22, 2b, 24), a la que envuelve, está formado en especial por un plástico técnico y/o, por lo menos parcialmente, por un plástico de altas prestaciones.

16. Uso según una de las reivindicaciones de 1 a 15, caracterizado porque la pared en cuestión (12, 12) de las secciones longitudinales (2a, 22, 2b, 24) de la tubería (2, 218) tiene una estructura de varias capas (12a, 12b, 12a, 12b, 12c), en las que en especial la pared interior (12a, 12a) contiene un polímero fluorado y con preferencia la pared (12) de una sección longitudinal (2b), formada por el segundo material, presenta un refuerzo (12c).

17. Uso según una de las reivindicaciones de 1 a 16, caracterizado porque para la fabricación del conducto de fluido (1) calentable se enrolla en primer lugar alrededor de un tramo de tubería (1 s) en continuo con el por lo menos un conductor de calentamiento (3, 224), a continuación se corta en primer lugar en tramos de igual longitud el producto intermedio prefabricado para obtener segmentos de conducto de fluido (1 s), que en cada caso en sus extremos presentan secciones con sobremedida de longitud (1 ü, 218a) dimensionadas de tal manera que el conductor de calentamiento (3, 224) de cada una de esta secciones con sobremedida de longitud (1 ü, 218a) puede desarrollarse con una longitud (L3) que permite enrollar el conductor de calentamiento (3, 224) sobre una pieza de acoplamiento de fluido y/o una pieza conectara o su carcasa (14, 15, 16, 17, 21, 22, 33, 34, 5, 51, 52, 53, 26, 28, 21, 212, 23, 232, 244, 246), seguidamente en cada caso después de desarrollar el conductor de calentamiento (3, 224) de la sección con sobremedida de longitud (1 ü, 218a) se separa de esta sección con sobremedida de longitud (1 ü, 218a) de la pieza del conducto de fluido (1 s), el extremo de tubería resultante (2e) se une con la pieza de acoplamiento de fluido y/o con la pieza conectara o su carcasa (14, 15, 16, 17, 21, 22, 33, 34, 5, 51, 52, 53, 26, 28, 21, 212, 23, 232, 244, 246) y alrededor de la pieza de acoplamiento de fluido y/o la pieza conectara o su carcasa (14, 15, 16, 17, 21, 22, 33, 34, 5, 51, 52, 53, 26, 28, 21, 212, 23, 232, 244, 246) se enrolla por lo menos parcialmente el conductor de calentamiento (3, 224).

18. Uso según la reivindicación 17, caracterizado porque se emplea un tramo de tubería (2s), formado por lo menos por dos secciones longitudinales (2a, 22, 2b, 24) configuradas de modo distinto en lo que respecta a sus propiedades geométricas, sus propiedades materiales y/o propiedades de uso y que están unidas entre sí con preferencia de modo inseparable.

19. Uso según la reivindicación 17 ó 18, caracterizado porque se fabrica un forro de conducto (4, 242) en cada caso por lo menos parcialmente con una envuelta helicoidal de una cinta autoadhesiva (2, 262) y/o con un tubo ondulado (2a), en el que se lleva a cabo con preferencia un desplazamiento axial del tubo ondulados (2a), después de que alrededor del tramo de tubería (1 s) se haya envuelto en continuo por lo menos un conductor de calentamiento (3, 224) y eventualmente una cinta autoadhesiva (2, 262) y/o después de que el producto intermedio prefabricado se haya cortado en longitudes iguales para obtener piezas de conducto de fluido (1s).

2. Uso según la reivindicación 19, caracterizado porque se monta el tubo ondulado (2a) después de que las dos secciones longitudinales (2a, 22, 2b, 24) se hayan unido por lo menos para permitir el paso del fluido.