СОЕДИНИТЕЛЬ ДЛЯ ТРУБОПРОВОДА ДЛЯ ТЕКУЧЕЙ СРЕДЫ
CONNECTOR FOR FLUID PIPELINE

Изобретение относится к соединителю для трубопровода для текучей среды, содержащему корпус, имеющий соединительный патрубок для соединения с трубой и соединительный геометрический элемент для соединения с сопряженным элементом, при этом корпус в своей выходной части имеет выходное отверстие, через которое из корпуса наружу выходит нагревательное устройство, проходящее через заглушку, установленную в выходном отверстии, а указанная выходная часть снабжена литьевой массой, закрывающей выходное отверстие.
Соединитель такого типа известен, например, из DE 102011102254 А1.
Изобретение описано ниже в связи с трубопроводом, через который может транспортироваться мочевина из расходного бака к месту потребления. Мочевину применяют в дизельных двигателях для уменьшения выброса оксидов азота.
При температуре -11°C мочевина замерзает и перестает быть текучей. Однако из соображений защиты окружающей среды в течение определенного времени после пуска дизельного двигателя мочевина должна присутствовать в жидком состоянии даже при низких температурах. Поэтому трубопровод, где находится мочевина, нагревают, при этом нагревается также соединитель.
Если нагревательное устройство расположено внутри трубопровода, то его или по меньшей мере его соединительный элемент нужно в каком-либо месте вывести из трубопровода, чтобы можно было подвести электрическую энергию. По соображениям целесообразности это осуществляют в соединителе.
Место, где нагревательное устройство или его части выходят из соединителя, должно быть уплотнено. Для этого в известных устройствах используют заглушку, которую можно фиксировать в корпусе посредством литьевой массы. Однако при нанесении литьевой массы возникает проблема, состоящая в том, что она может также проникать мимо заглушки и таким образом попадать в области соединителя, где ее наличие нежелательно.
В основе изобретения лежит задача создать соединитель, который может быть изготовлен с небольшими затратами.
Эта задача решается тем, что в соединителе описанного типа между литьевой массой и заглушкой расположен разделительный элемент.
При нанесении литьевой массы разделительный элемент работает как бы в качестве барьера, который предотвращает проникновение литьевой массы внутрь корпуса даже при повышенном давлении. Поэтому нанесение литьевой массы может быть ограничено областями, в которых она желательна.
Разделительный элемент предпочтительно закрывает зазор между заглушкой и корпусом. Вследствие этого надежным образом предотвращается проникновение литьевой массы в зазор.
Разделительный элемент предпочтительно сплавлен с литьевой массой. Для нанесения литьевой массы соединитель помещают в соответствующую форму и нагнетают в нее литьевую массу с повышенной температурой и при повышенном давлении. Разделительный элемент может быть выполнен из материала, который начинает плавиться при температуре, с которой литьевую массу нагнетают в форму, так что литьевая масса и разделительный элемент могут сплавляться друг с другом без дополнительного усложнения конструкции. Таким образом, по окончании процесса литья под давлением разделительный элемент остается зафиксированным в первоначальном положении.
Предпочтительно, чтобы толщина разделительного элемента была такова, что при нанесении литьевой массы он расплавляется неполностью. Хотя литьевая масса, подаваемая в форму для литья под давлением, имеет сравнительно высокую температуру, она начинает охлаждаться, как только поступает в эту форму. При этом она отдает тепло также разделительному элементу, вследствие чего он плавится в месте его контакта с литьевой массой. Если разделительный элемент выбирают достаточно толстым, то охлаждение литьевой массы происходит прежде, чем он полностью расплавится. Благодаря этому предотвращается проникновение частей разделительного элемента внутрь корпуса, где их присутствие нежелательно. Таким образом, разделительный элемент образует, как и прежде, барьер против проникновения литьевой массы внутрь корпуса.
Разделительный элемент предпочтительно выполнен из того же материала, что и литьевая масса. Благодаря этому согласование температур литьевой массы и разделительного элемента является относительно простым.
Заглушка предпочтительно удерживает в корпусе уплотнение, окружающее нагревательное устройство. Это уплотнение может представлять собой уплотнительное кольцо. Такое уплотнение является довольно чувствительным к воздействию литьевой массы. Благодаря разделительному элементу надежным образом предотвращается проникновение литьевой массы к уплотнению. При этом для герметизации может использоваться уплотнение, а для удерживания уплотнения может использоваться заглушка.
Нагревательное устройство предпочтительно выполнено в виде нагревательного стержня, который оканчивается внутри разделительного элемента, причем из нагревательного стержня выведен наружу по меньшей мере один электрический соединительный провод, проходящий через разделительный элемент. Электрический соединительный провод имеет значительно меньший диаметр, чем нагревательный стержень, так что для пропускания электрического провода требуется лишь небольшое отверстие в разделительном элементе. Даже если через разделительный элемент нужно пропустить два электрических провода нагревательного стержня, необходимое для этого отверстие меньше отверстия для прохождения всего нагревательного стержня. Чем меньше отверстие, тем меньше риск проникновения через него литьевой массы. Если разделительный элемент расплавляется литьевой массой, то этот риск становится еще меньше. При плавлении разделительного элемента его расплавленный материал перемещается под действием высокого давления, имеющего место при литье, в соответствующее отверстие и может там затвердевать.
Разделительный элемент предпочтительно выступает над выходным отверстием и имеет на своей выступающей части скругленную или снабженную фаской кромку. Такое выполнение снижает риск повреждения электрических проводов нагревательного стержня или другого нагревательного устройства при их проведении над разделительным элементом.
Также целесообразно, чтобы разделительный элемент имел расположенный под углом и проходящий по меньшей мере по части его периферии край, при этом выходная часть содержит патрубок, в котором находится указанное выходное отверстие, а край закрывает патрубок по его периферии. Таким образом, разделительный элемент выполнен наподобие колпачка или перевернутой чаши. Это дополнительно предотвращает попадание литьевой массы внутрь корпуса.
Ниже со ссылками на чертеж, на котором схематично изображен продольный разрез соединителя, описан предпочтительный вариант осуществления изобретения.
Соединитель 1 для трубопровода для текучей среды имеет корпус 2, содержащий соединительный патрубок 3, на который насаживается труба 4. Соединительный патрубок 3 имеет «дендритную структуру».
Через соединительный патрубок 3 проходит сквозной канал 5 с продольной осью 6. На противоположном соединительному патрубку 3 конце корпуса 2 имеется соединительный геометрический элемент 7, при помощи которого соединитель 1 может быть соединен с сопряженным элементом (не показан), например с патрубком бака.
Корпус 2 имеет выходной патрубок 8, окружающий выходное отверстие 9.
В сквозном канале 5 установлено нагревательное устройство в виде нагревательного стержня 10, имеющего участок 11, расположенный под углом к продольной оси 6. Участок 11 выступает в выходной патрубок 8.
Для создания уплотнения между нагревательным стержнем 10 и корпусом 2 участок 11 нагревательного стержня 10 окружен уплотнением 12, например уплотнительным кольцом.
Из нагревательного стержня 10 выведены два электрических соединительных провода 13, 14, через которые может подаваться электрическая энергия для его нагревания. Таким образом, нагревательный стержень 10, который проходит также в трубу 4, может нагревать текучую среду, например водный раствор мочевины, находящийся в трубе 4 и соединителе 1.
В выходном патрубке 8 установлена заглушка 15, окружающая участок 11 нагревательного стержня 10 и предназначенная для удерживания уплотнения 12 на месте. Заглушка 15 выступает наружу из выходного отверстия 9.
Выходной патрубок 8 и его ближайшие окружающие области, которые далее названы «выходной частью», покрыты литьевой массой 16. Литьевая масса 16 имеет также часть 17, которая находится на противоположной выходному патрубку 8 стороне корпуса 2. Таким образом, заглушка 15 удерживается в корпусе 2 посредством геометрического замыкания.
Между литьевой массой 16 и заглушкой установлен разделительный элемент 18, имеющий край 19, расположенный под углом к основанию 20 разделительного элемента 18. Край 19 необязательно должен проходить по всей периферии разделительного элемента 18. Однако в данном варианте имеет место такое выполнение, так что край 19 окружает выходной патрубок 8 по его периферии на небольшой длине в осевом направлении. В соответствии с этим разделительный элемент 18 закрывает заглушку 15 и зазор 21 между заглушкой 15 и корпусом 2, точнее, выходным патрубком 8.
Разделительный элемент имеет отверстие 22, через которое проходят электрические соединительные провода 13, 14. Нагревательный стержень 10 оканчивается внутри разделительного элемента 18, в данном варианте заподлицо с заглушкой 15. Таким образом, разделительный элемент 18 прилегает к торцевой стороне участка 11 нагревательного стержня 10.
Разделительный элемент 18, который, как было описано выше, выполнен в виде колпачка или чаши, имеет скругленную или снабженную фаской кромку 24, над которой могут проходить электрические провода 13, 14. На чертеже этого не видно, так как электрические провода 13, 14 не находятся в плоскости чертежа. Благодаря круглой или снабженной фаской форме кромки 24 опасность повреждения проводов 13, 14 острой кромкой практически отсутствует.
Отверстие 22 окружено кольцевым скругленным утолщением 23, что тоже позволяет избежать острых кромок и тем самым риска повредить электрические провода 13, 14.
Разделительный элемент 18 состоит из того же материала, что и литьевая масса 16. Правда, это не является обязательным. Однако материал разделительного элемента 18 должен быть согласован с материалом литьевой массы 16 таким образом, что при нанесении литьевой массы 16 разделительный элемент 18 начинает плавиться или по меньшей мере размягчается настолько, что сплавляется с литьевой массой 16.
Однако толщина разделительного элемента 18 такова, что при нанесении литьевой массы 16 он расплавляется неполностью. Поэтому всегда остается «защитная шайба» между литьевой массой 16 и заглушкой 15, так что можно надежно предотвратить проникновение литьевой массы 16 внутрь корпуса 2.
Для изготовления соединителя 1 нагревательный стержень 10 вставляют так, что его участок 11 входит в выходной патрубок 8 и выступает из него. На участок 11 насаживают уплотнение 12 и заглушку 15. До этого освобождают электрические соединительные провода 13, 14. Затем на выходной патрубок 8 устанавливают разделительный элемент 18, при этом пропускают провода 13, 14 через отверстие 22. Затем узел, состоящий из корпуса 2, нагревательного стержня 10, уплотнения 12, заглушки 15 и разделительного элемента 18, помещают в форму для литья под давлением и нагнетают в нее литьевую массу 16 с повышенной температурой и под повышенным давлением. При поступлении литьевой массы 16 в указанную форму литьевая масса охлаждается. В областях, где она контактирует с разделительным элементом 18, последний начинает плавиться, так что литьевая масса 16 сплавляется с разделительным элементом 18. Так как при этом литьевая масса 16 должна отдавать тепло разделительному элементу 18, температура снижается и предотвращается полное расплавление разделительного элемента 18. Благодаря этому литьевая масса 16 не проникает внутрь корпуса 2.