ES2530058T3 - Uso de un conducto de fluido calentable - Google Patents

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Abstract

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).

Description

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secciones longitudinales 2a, 2b, con preferencia la segunda sección longitudinal de tipo manguera flexible 2b, aparte del polímero en cuestión pueden contener también otros componentes materiales, que pueden configurarse, p. ej. con un refuerzo textil. Como polímero de la segunda sección longitudinal 2b puede utilizarse, en el caso de que la tubería esté configurada como manguera flexible, en especial el EPDM o el EPM en calidad de material elastomérico.
Según la forma de ejecución de la figura 1 está previsto que las diferentes secciones longitudinales 2a, 2b estén unidas entre sí de modo fijo e inseparable. En el punto de unión de las secciones está prevista la pieza adaptadora
5. La pieza adaptadora 5 puede fabricarse de modo económico en cuanto a materiales con un plástico técnico o incluso conductor, p. ej. con acero inoxidable. Puede estar también envuelto por un forro o encamisado conductor térmico (no representado).
En la forma de ejecución representada, la pieza adaptadora 5 tiene por una cara una unión soldada 5a para conectarse en especial con la primera sección longitudinal 2a configurada como tubo de plástico y por otro lado un perfil de perno 5b para la conexión con la segunda sección longitudinal 2b configurada en especial como tubo flexible. El tubo flexible está asegurado además sobre el perfil del perno 5b con un casquillo aplastable 6. La pieza adaptadora 5 podría configurarse también de manera que sea posible un mandrilado por ambas caras o una soldadura por ambas caras, en especial una soldadura láser, de las secciones longitudinales 2a, 2b. En el caso, en el que el conductor 3 para el calentamiento interior pase por el interior I de la tubería 2, la pieza adaptadora 5 debería estar libre de entalladuras en el interior por lo menos por una cara con el fin de no obstaculizar la técnica de montaje del conductor de calentamiento 3 en su paso por el interior I de la tubería.
En la figura 2a se representa una primera variante del uso de la invención del conducto de fluido de la invención 1. Es un sistema de catalizador SCR de un motor de combustión de un vehículo, en el que un tanque fluido 10 está conectado a un dispositivo de inyección 11, que inyecta el fluido, en este uso es una solución acuosa de urea, para la reducción catalítica selectiva de los óxidos de nitrógeno en un tramo del tubo de escape 13 del motor de combustión no representado.
Para ello empleando un conducto de fluido 1 se sortea la distancia que media entre el tanque 10 y el dispositivo de inyección 11. Para ello está previsto que la conexión de la tubería en conjunto entre el tanque 10 y el dispositivo de inyección 11 se divida en tres tramos; en cada caso en la proximidad del tanque 10 y en la proximidad del dispositivo de inyección 11 están dispuestas las “segundas” secciones longitudinales 2b, formadas por el material polimérico, que es p. ej. flexible y elástico como la goma y/o contiene un plástico de altas prestaciones. Se intercala una “primera” sección longitudinal 2a, formada por un material polimérico, que contiene un plástico técnico. La pieza central del conducto, que es más larga, está formada por un material económico, mientras que las piezas del conducto externas, más cortas, están formas por un material de gran valor, en especial por un material apropiado para soportar temperaturas y/o presiones más elevadas. Las secciones longitudinales 2b, 2a, 2b están unidas entre sí de forma fija e inseparable, por ejemplo del modo representado en la anterior figura 1. En los extremos del conducto 1 está prevista en cada caso una pieza conectora (pieza de acoplamiento de fluido 14) con el tanque 10 y una pieza conectora (pieza de acoplamiento de fluido 15) con el dispositivo de inyección 11. El calentamiento del conducto de fluido 1 con el conductor de calentamiento 3 se lleva a cabo en dos tramos parciales distintos 3a, 3b de la tubería 2.
En la figura 2b se representa una segunda variante del uso del conducto de fluido 1 de la invención. Esta se diferencia fundamentalmente muy poco de la primera variante. También en este caso empleando el conducto de fluido 1 se sortea la distancia que media entre el tanque 10 y el dispositivo de inyección 11 de un sistema de catalizador SCR de un motor de combustión de un vehículo. Sin embargo aquí se prevé que la unión de conductos entre el tanque 10 y el dispositivo de inyección 11 se divida solamente en dos tramos; en la proximidad del tanque 10 está dispuesta la primera sección longitudinal 2a, formada por un material polimérico, que contiene un plástico técnico, y en la proximidad del dispositivo de inyección 11 está dispuesta la segunda sección longitudinal 2b, formada por un material polimérico más flexible y/o que contiene un plástico de altas prestaciones. Las secciones longitudinales 2a, 2b, situadas en la proximidad del dispositivo de inyección 11, están unidas entre sí pero pueden soltarse o desconectarse, en cada caso gracias a una pieza de acoplamiento de fluido 16 por el extremo de la primera sección longitudinal 2a y una pieza complementaria de acoplamiento de fluido 17 por el extremo de la segunda sección longitudinal 2b.
Esta variante es especialmente favorable desde el punto de vista de la técnica del montaje. En efecto, lo más normal es montar en primer lugar el tanque 10 en un sistema de este tipo. Para ello es ventajoso unir el tanque 10 antes o durante el montaje con la primera sección longitudinal 2a del conducto de fluido 1, lo cual puede llevarse a cabo con el conectador de conductos 14, situado en un extremo de la primera sección longitudinal 2b. Durante el montaje posterior del vehículo a motor, lo frecuente es que la conexión al tanque ya no esté accesible. A pesar de ello, el dispositivo de inyección 11 puede conectarse a través de la primera sección longitudinal 2a del conducto de fluido montada previamente, lo cual puede realizarse de manera simple y rápida a través de la segunda sección longitudinal 2b del conducto de fluido 1, para ello solo se necesita juntar las piezas de acoplamiento de fluido 16, 17.
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Esta división del conector de conductos entre el tanque 10 y el dispositivo de inyección 11 facilita, pues, el montaje de las piezas en el vehículo a motor.
En los dos usos preferidos, las secciones longitudinales 2a, 2b de los conductos de fluido 1 presentan diferentes longitudes. En el sentido de un uso económico de los materiales, la longitud Lb de la segunda sección longitudinal 2b más corta o la suma de las secciones longitudinales 2b formadas por el segundo material polimérico será en cada caso como máximo el 50 por ciento, con preferencia como máximo el 20 por ciento de la longitud La de la primera sección longitudinal 2a, la más larga, o eventualmente de la suma de varias secciones longitudinales 2a formadas por el primer material polimérico y/o se situará por lo menos entre 200 mm y 500 mm.
Las piezas conectoras 14, 15 y las piezas de acoplamiento de fluido 16, 17 pueden fabricarse con un plástico técnico
o con un plástico de altas prestaciones o de un metal. La pieza conectora 15, en especial el llamado “conector rápido” QC (Quick Connector), del lado caliente del tramo del tubo de escape 11 debería fabricarse con preferencia de metal, p. ej. de acero inoxidable en razón a la resistencia requerida contra la solución de catalizador.
Un procedimiento de fabricación del conducto de fluido calentable confeccionado en sus diversos pasos se representa en las figura de 3 a 6.
Para ello se prevé, tal como se representa en la figura 3, que en primer lugar se enrolle de modo continuo un tramo de tubería 2s por lo menos con un conductor de calentamiento 3 y después se cubra el conductor de calentamiento 3 con un forro o encamisado de conducto 4. Lo último se representa ya en la figura 4.
En las figuras 3 y 4 se representa en cada caso a la derecha un tramo de tubería 2s, formado por el material empleado para la formación de la primera sección longitudinal 2a, y a la izquierda un tramo de tubería 2s, formado por el material empleado para la formación de la segunda sección longitudinal 2b.
El forro de conducto 4 puede generarse p. ej., tal como se ha representado, en primer lugar con el enrollado helicoidal envolvente del tramo de tubería 2s con una cinta autoadhesiva 20.
En la figura 4 se representa además que el producto intermedio prefabricado de este modo puede cortar en longitudes determinadas para formar las piezas de conducto de fluido 1s, que en cada caso presentan en los extremos secciones de sobremedida de longitud dimensionadas de tal manera que el conductor de calentamiento 3 pueda desenrollarse de cada uno de estas secciones con sobremedida de longitud 1ü con una longitud L3, que permite enrollar el conductor de calentamiento 3 sobre la pieza conectora 21, 22. De este modo se obtiene una reserva de cordón conductor flexible para el enrollado sobre la pieza conectora en cuestión 21, 22, para que esta pueda calentarse también en un momento posterior. Tales piezas conectoras 21, 22 se representan en la figura 5.
Después de desbobinar la longitud mencionada L3 del conductor de calentamiento 3 de la sección de sobremedida de longitud 1ü, esta sección de sobremedida de longitud 1ü se separa de la pieza de conducto de fluido 1s. Esto se representa ya en la figura 4. El extremo 2e de la tubería formado en cada caso de este modo se conecta seguidamente con la pieza conectora 21, 22 y sobre la pieza conectora 21, 22 se enrolla el conductor de calentamiento 3. Para ello se coloca la reserva de cordón conductor flexible, obtenida de la longitud L3 desenrollada del conductor de calentamiento, sobre los conectores 21, 22, lo cual puede llevarse a cabo por ejemplo mediante elementos de forma (no representados) y/o una cinta autoadhesiva. Se cierran los extremos libres de los cordones conductores flexibles (parte derecha de la figura 5) y/o se genera una conexión con un posistor (Kaltleiter). Para ello pueden utilizarse los engarces (crimps) 24.
En último lugar se montan sobre las piezas conectoras 21, 22 las caperuzas protectoras 25 y, tal como se representa en la figura 6, las clavijas del enchufe eléctrico 26.
Las dos formas de ejecución adicionales representadas en las figuras 7 y 8 de un conducto de fluido calentable 1 constituyen complementos de la representación de la figura 5, de ellas se desprende en especial el modo de configurar la zona de conexión del conducto de fluido 1. Los extremos confeccionados del conducto de fluido 1 de las figuras 7 y 8 son en cada caso idénticos entre sí y también idénticos con la forma de ejecución de la figura 5.
En la forma de ejecución de la figura 7, la zona de conexión se realiza de modo similar a la representada en la figura 1 como unión fija y no separable entre las dos secciones longitudinales 2a, 2b, que están configuradas de modo distinto en lo que respecta a sus propiedades metales y de uso. En lo tocante a paso del proceso representado en la figura 5 para la fabricación del conducto 1 de la invención conviene completar que el tramo de tubería 2s puede formarse también ya al principio a partir de las por lo menos dos secciones longitudinales 2a, 2b unidas entre sí, que en lo que respecta a sus propiedades materiales y de uso pueden configurarse de modo distinto según la invención. Después del enrollado y del corte en piezas de longitud determinada del tramo de tuberías 2s se puede montar sobre las piezas 1s del conducto de fluido con preferencia en sentido axial un tubo ondulado 20a cerrado en todo su perímetro como parte adicional del forro de conducto 4, después de lo cual las dos secciones longitudinales 2a, 2b pueden unirse entre sí, p. ej. una sección del tubo 2a y una sección del tubo flexible 2b, por lo menos para permitir el
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