СОЕДИНИТЕЛЬ ДЛЯ НАГРЕВАЕМОГО ТРУБОПРОВОДА ДЛЯ ТЕКУЧЕЙ СРЕДЫ (ВАРИАНТЫ) И НАГРЕВАЕМЫЙ ТРУБОПРОВОД ДЛЯ ТЕКУЧЕЙ СРЕДЫ
CONNECTOR FOR HEATED PIPELINE FOR FLUID MEDIUM (VERSIONS) AND HEATED PIPELINE FOR FLUID MEDIUM

Изобретение относится к соединителю для нагреваемого трубопровода для текучей среды, содержащему корпус, имеющий соединительный патрубок для соединения с трубой, соединительный элемент и выходной канал для нагревательного средства, при этом сквозной канал проходит через соединительный патрубок к соединительному элементу, а выходной канал для нагревательного средства образует со сквозным каналом угол α≠0.
Кроме того, изобретение относится к нагреваемому трубопроводу для текучей среды, содержащему такой соединитель.
Изобретение описано ниже на примере трубопровода для текучей среды, используемого для транспортировки мочевины из накопительного бака к месту потребления. Мочевину применяют в дизельных двигателях, чтобы уменьшить выброс оксидов азота.
Если такой трубопровод установлен в механическом транспортном средстве, то при низкой температуре окружающей среды существует опасность замерзания в нем мочевины, которая уже не сможет течь. Поэтому " трубопровод нагревают, например, при помощи нагревательного средства, проходящего через трубу.
Во многих случаях трубопровод для текучей среды состоит из нескольких секций, которые могут быть соединены друг с другом посредством соединителей. Даже если трубопровод образован лишь одной секцией, для нее, как правило, требуется соединитель для подсоединения к соответствующим агрегатам, например к баку или впрыскивающему насосу.
Длина нагревательного средства в принципе может соответствовать лишь длине отдельной секции трубопровода. Чтобы тем не менее обеспечить нагревание всего трубопровода, нагревательное средство также вводят в соединитель. Однако его нужно снова вывести из соединителя, чтобы не создавать помех для соединительного элемента.
В соединителе, сквозной канал которого проходит по существу прямолинейно, нагревательное средство должно выводиться сбоку. Для этого предусмотрен выходной канал для нагревательного средства, расположенный под углом, не равным нулю, к сквозному каналу. Этот угол обычно составляет от 20° до 80°. Чтобы нагревательное средство попало в предназначенный для него выходной канал, нужно при изготовлении ввести его через патрубок, а со стороны соединительного элемента ввести вспомогательный инструмент, который отклоняет нагревательное средство настолько, что оно может выйти через выходной канал. Это делает изготовление трудоемким и подверженным помехам. Всегда существует опасность того, что инструмент повредит стенку сквозного канала, что может привести к отсутствию герметичности в области соединительного элемента.
Такой соединитель для нагреваемого трубопровода для текучей среды известен, например, из DE 1070642 А2. Этот соединитель содержит корпус, который имеет соединительный патрубок для соединения с трубой, соединительный элемент и выходной канал для нагревательного средства, при этом через соединительный патрубок к соединительному элементу проходит сквозной канал, а выходной канал для нагревательного средства образует со сквозным каналом угол α≠0.
В основе изобретения лежит задача упростить изготовление нагреваемого трубопровода для текучей среды.
Эта задача решена тем, что в соединителе описанного выше типа в сквозном канале установлен рамповый элемент, имеющий направляющую поверхность, ведущую из сквозного канала в выходной канал для нагревательного средства.
Рамповый элемент находится в соединителе постоянно. Он может отклонять нагревательное средство, которое вводят через патрубок, так, что оно входит в предназначенный для него выходной канал. Это достигается тем, что конец нагревательного средства наталкивается на направляющую поверхность и направляется по ней в выходной канал. Как только нагревательное средство войдет своим концом в выходной канал, требуется лишь просто вдвигать его дальше, чтобы он вышел из выходного канала наружу. Для соединителя с рамповым элементом требуется лишь не намного больше материала, чем для соединителя без рампового элемента. Зато при изготовлении трубопровода для текучей среды уже не нужен вспомогательный инструмент для направления нагревательного средства в выходной канал.
Направляющая поверхность предпочтительно выполнена без перегибов. То есть, она является гладкой, так что конец нагревательного средства может скользить по направляющей поверхности, чтобы нагревательное средство направлялось в выходной канал. Уступы, на которых мог бы застрять конец направляющего средства, отсутствуют. Это дополнительно облегчает изготовление соединителя.
Предпочтительно, чтобы рамповый элемент заполнял сквозной канал в плоскости, проходящей через сквозной канал и выходной канал для нагревательного средства, а в перпендикулярной к ней плоскости оставлял свободным проходное поперечное сечение сквозного канала. Таким образом, конец нагревательного средства, который вводят через патрубок, продвигается по всей «высоте» сквозного канала в направлении к выходному каналу для нагревательного средства. В этом направлении направляющая поверхность проходит от области периферийной стенки сквозного канала, расположенной напротив выходного канала для нагревательного средства, до этого выходного канала. Тем не менее, проходное сечение сквозного канала остается достаточным для протекания текучей среды, в данном случае мочевины. Таким образом, рамповый элемент заполняет поперечное сечение сквозного канала не полностью, а оставляет достаточный проход.
Ширина рампового элемента предпочтительно составляет максимум 50% наибольшей ширины сквозного канала в области рампового элемента. Остальные 50% ширины остаются свободными для протекания текучей среды, то есть не закрыты рамповым элементом. Даже если поперечное сечение сквозного канала является круглым, а рамповый элемент расположен в области наибольшего диаметра, имеется в наличии достаточная площадь поперечного сечения, чтобы текучая среда могла течь через соединитель. В то же время максимальная ширина 50% является достаточной, чтобы получить довольно широкую направляющую поверхность для конца нагревательного средства. Во многих случаях достаточно даже меньшей ширины, равной, например, 33% или даже 25% максимальной ширины.
Рамповый элемент предпочтительно соединен с корпусом на обоих концах направляющей поверхности. Благодаря этому направляющая поверхность удерживается настолько крепко, что при скольжении по ней конца нагревательного средства она не будет смещаться. В частности, направляющая поверхность не может отклониться так, что нагревательное средство не попадет в предназначенный для него выходной канал.
Рамповый элемент может быть выполнен как одно целое с корпусом. Например, если корпус выполнен в виде литого изделия, рамповый элемент может быть отлит под давлением за одно с ним. Таким образом, для изготовления рампового элемента и его установки в соединитель практически не требуется дополнительных затрат.
Направляющая поверхность предпочтительно сопрягается со стенкой выходного канала для нагревательного средства с образованием общей направляющей поверхности. Таким образом, в месте перехода направляющей поверхности в выходной канал для нагревательного средства тоже отсутствуют уступы или подобные элементы, которые мешают введению нагревательного средства в соединитель, а затем в выходной канал.
Задача изобретения также решена при помощи нагреваемого трубопровода для текучей среды, содержащего описанный выше соединитель и соединенную с соединительным патрубком трубу, в которой расположено нагревательное средство, выходящее из соединителя через выходной канал для нагревательного средства.
Как было сказано выше, при помощи рампового элемента, имеющего направляющую поверхность, введение конца нагревательного средства через патрубок внутрь соединителя и выведение его из выходного канала для нагревательного средства выполняется сравнительно просто, поскольку рамповый элемент при вдвигании нагревательного средства в соединитель обеспечивает поворот конца нагревательного средства к его выходному каналу.
Диаметр нагревательного средства предпочтительно больше, чем наибольшее расстояние между рамповым элементом и стенкой сквозного канала. Поэтому нагревательное средство не может пройти сбоку, минуя рамповый элемент, в каковом случае конец нагревательного средства уже не мог бы пройти по рамповому элементу. Если же расстояние между рамповым элементом и стенкой сквозного канала мало, то в любом случае обеспечивается возможность прохождения нагревательного средства к предназначенному для него выходному каналу с помощью рампового элемента, имеющего направляющую поверхность.
Ниже со ссылками на чертежи описан предпочтительный вариант осуществления изобретения. На чертежах:
фиг.1 схематично изображает продольный разрез соединителя вместе с присоединенной трубой и
фиг.2 - разрез II-II на фиг.1.
На фиг.1 показан нагреваемый трубопровод 1 для текучей среды с соединителем 2 и трубой 3. Труба является гибкой. Она может быть выполнена из экструдированного полимера или из материала, который используют для шлангов. Понятие «труба» включает также и шланг.
Труба 3 надета на соединительный патрубок 4 соединителя и уплотнена уплотнительным кольцом 5. На своей наружной стороне соединительный патрубок 4 имеет ступенчатый профиль. При необходимости труба 3 может фиксироваться на соединительном патрубке 4 также при помощи стяжного элемента, например хомута или подобного элемента.
Через соединительный патрубок 4 проходит сквозной канал 6, который далее проходит прямолинейно через весь соединитель до соединительного элемента 7, как видно на фиг 2. При помощи соединительного элемента 7 соединитель 2 может быть закреплен на соединительном патрубке другого трубопровода, бака или агрегата. Точная форма соединительного элемента 7 в данном случае не играет роли. Однако он должен быть выполнен таким образом, чтобы соединение между соединителем 2 и соединительным патрубком трубопровода было достаточно прочным и герметичным.
В свободном поперечном сечении трубы 3 расположено нагревательное средство 8, показанное штриховыми линиями. В рассматриваемом варианте нагревательное средство 8 выполнено в виде гибкого нагревательного стержня, который содержит по меньшей мере один электронагревательный элемент, заделанный в экструдированный полимерный материал. Предпочтительно имеются два электронагревательных элемента, соединенные друг с другом на удаленном от соединителя 2 конце, так что электрическое питание требуется лишь на одном конце нагревательного средства. Нагревательное средство 8 является упругим и гибким. Однако оно обладает определенной собственной жесткостью, поэтому когда трубу 3 (вместе с находящимся в ней нагревательным средством) надвигают на соединительный патрубок 4, нагревательное средство 8 будет вдвигаться в сквозной канал 6 в соединительном патрубке 4.
Нагревательное средство 8 должно выйти из соединителя 2, не достигнув соединительного элемента 7, чтобы не мешать соединению, образованному с помощью этого элемента 7. С этой целью соединитель имеет выходной канал 9 для нагревательного средства, продольная ось 10 которого расположена под углом а к продольной оси 11 сквозного канала 6. Угол α больше 0° и предпочтительно находится в диапазоне от 20° до 80°.
Выходной канал 9 для нагревательного средства расположен в патрубке 12, установленном под углом а к продольной оси 11 сквозного канала 6. В патрубке 12 находится уплотнительное кольцо 13, герметично прилегающее к нагревательному средству 8 для предотвращения выхода текучей среды из выходного канала 9. Уплотнительное кольцо 13 зафиксировано в выходном канале 9 с помощью пробки 14, расположенной в патрубке 12. Пробка 14 лишь удерживает уплотнительное кольцо на месте, но не сжимает его.
Как сказано выше, нагревательное средство 8 обладает определенной собственной жесткостью. Поэтому не требуется дополнительных средств для поворота нагревательного средства 8, конец которого по существу направляется через сквозной канал 6 вдоль продольной оси 11 так, чтобы оно вышло из выходного канала 9. Для этого в сквозном канале 6 имеется рамповый элемент 15, который, в частности, виден на фиг.2. Согласно чертежу рамповый элемент 15 выполнен как одно целое с соединителем 2. Если соединитель2 представляет собой литое изделие, то рамповый элемент 15 изготавливается вместе с ним в процессе литья под давлением.
Рамповый элемент может также представлять собой отдельный элемент, установленный в канале 6.
Рамповый элемент 15 имеет направляющую поверхность 16, которая скруглена, то есть выполнена без перегибов. Направляющая поверхность 16 проходит от «нижней стороны» сквозного канала 6, то есть от стороны, расположенной напротив выходного канала 9 для нагревательного средства, до выходного канала 9 для нагревательного средства и продолжается в стенке этого канала. Таким образом, конец нагревательного средства 8 может скользить по направляющей поверхности 16, не встречая препятствий в виде уступов, перегибов, канавок и т.п.Когда нагревательное средство 8 вводят через соединительный патрубок 4 в сквозной канал 6, конец нагревательного средства благодаря направляющей поверхности 16 рампового элемента 15 поворачивается так, что автоматически попадает в выходной канал 9 для нагревательного средства.
В плоскости разреза согласно фиг.1, то есть в плоскости, проходящей через продольную ось 11 сквозного канала 6 и продольную ось 10 выходного канала 9 для нагревательного средства, рамповый элемент 15 полностью заполняет сквозной канал 6. Таким образом, рамповый элемент 15 на обоих концах направляющей поверхности 16 соединен с корпусом 17 соединителя 2. Благодаря этому отсутствует опасность, что рамповый элемент 15 опрокинется, когда на него действует усилие от конца нагревательного средства 8. Однако, как видно на фиг.2, рамповый элемент 15 заполняет сквозной канал 6 не полностью, а оставляет свободными два расположенных поперек к плоскости, показанной на фиг.1, проходных поперечных сечения 18, 19, через которые, как и прежде, при эксплуатации может протекать текучая среда. Правда, рамповый элемент 15 несколько уменьшает свободное поперечное сечение сквозного канала 6, но оно все же остается достаточно большим для протекания текучей среды.
Оба проходных поперечных сечения 18, 19 имеют ширину, которая меньше диаметра нагревательного средства 8. Поэтому в любом случае обеспечивается, что при введении нагревательного средства 8 в соединитель 2 оно будет поворачиваться посредством направляющей поверхности 16 в направлении к выходному каналу 9. Ширина рампового элемента 15 составляет максимум 50% наибольшей ширины сквозного канала 6 в области рампового элемента 15.
Если нагревательное средство имеет некруглое поперечное сечение и, соответственно, нельзя говорить о его диаметре, то ширина нагревательного средства 8 в направлении ширины проходных поперечных сечений 18, 19 больше ширины этих проходных поперечных сечений 18, 19, так что и в этом случае тоже гарантируется надежный поворот нагревательного средства благодаря рамповому элементу 15 при вдвигании нагревательного средства в соединитель.
Нагреваемый трубопровод 1 для текучей среды с таким соединителем 2 изготавливается сравнительно просто. Нужно лишь предварительно установить нагревательное средство 8 в трубу 3 так, чтобы оно выступало из трубы 3 на заданную длину. Таким образом, перед тем, как надвинуть трубу 3 на соединительный патрубок 4, нагревательное средство 8 уже вставлено в сквозной канал 6 в соединительном патрубке 4. Если затем трубу 3 вместе с нагревательным средством 8 переместить дальше, чтобы надвинуть ее на соединительный патрубок 4, то конец нагревательного средства 8 благодаря направляющей поверхности 16 рампового элемента 15 повернется и войдет в выходной канал 9 и затем может выйти из соединителя 2.
Разумеется, можно сначала вставить в соединитель 2 одно нагревательное средство 8, а затем надеть на него и на соединительный патрубок 4 трубу 3.