专利汇可以提供用于含有挥发性组分的流体的管线系统专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且用于含有挥发性组分的 流体 的管线系统(1),它包括至少一个流体管线(2、3、4),各自具有独立的进口(10)和出口(11)。所述流体管线(2、3、4)被第一管线壁(12)所包围,并在管线系统(1)的部分(A)的上方彼此紧密地一起延伸。但是在所述流体管线(2、3、4)的整个长度上至少被第一管线壁(12)所彼此分开。所述管线系统(1)至少在部分(A)上方为塑料中空 型材 并包含另一流体管线(8),所述另一流体管线被第二管线壁(13)所围绕并包括一个或多个彼此被 支撑 网(7)至少部分分开的管线室(8”、8”’),所述支撑网的全部几乎围绕着所述流体管线(2、3、4)。此外,所述塑料中空型材的第一和第二管线壁(12、13)和支撑网(7)由相同的 聚合物 材料构成。本 发明 管线系统的特征在于所述另一流体管线(8)实施为具有清洗室(8”、8”’)的清洗管线(8)并与清洗装置连接,所述清洗装置用于冲洗或抽吸清洗管线(8),从而转移走并收集来自流体管线的渗透物。,下面是用于含有挥发性组分的流体的管线系统专利的具体信息内容。
1.用于含有挥发性组分的流体的管线系统(1),它包括至少一个流体管线 (2、3、4),各自具有独立的进口(10)和出口(11),所述流体管线(2、3、4)被第 一管线壁(12)所包围,并在管线系统(1)的部分(A)的上方彼此紧密地一起延伸, 但是在所述流体管线(2、3、4)的整个长度上至少被第一管线壁(12)所彼此分开, 所述管线系统(1)至少在部分(A)上方实施为塑料中空型材并包含另一流体管线(8), 所述另一流体管线被第二管线壁(13)所围绕并包括一个或多个彼此被支撑网(7)至 少部分分开的管线室(8’、8”),所述支撑网的全部几乎围绕着所述流体管线(2、3、 4),所述塑料中空型材的第一和第二管线壁(12、13)和支撑网(7)由相同的聚合物材 料构成,其特征在于,所述另一流体管线(8)实施为具有清洗室(8’、8”)的清洗管线 (8)并与清洗装置连接,所述清洗装置用于冲洗或抽吸清洗管线(8),从而用于转移 走并收集来自流体管线的渗透物。
2.如权利要求1所述的管线系统(1),其特征在于,所述塑料中空型材的第一 和第二管线壁(12、13)和支撑网(7)是单层的。
3.如权利要求1或2所述的管线系统(1),其特征在于,用于冲洗或抽吸所述 清洗管线(8)的装置为与清洗管线(8)的出口(11)相连的部分真空源或与清洗管 线(8)的进口(10)相连的过压源。
4.如权利要求1或2所述的管线系统(1),其特征在于,为了捕获渗透物蒸汽, 清洗管线(8)的进口(10)与吸收单元(14、14’)连接,该吸收单元至少暂时地解脱 和/或缓冲位于清洗管线(8)的出口(11)处的抽吸单元(15)。
5.如权利要求3或4所述的管线系统(1),其特征在于,所述塑料中空型材的 清洗管线(8)用部分真空持续抽吸和/或使用液体和/或气体来持续冲洗。
6.如前面任一项权利要求所述的管线系统(1),其特征在于,所述塑料中空型 材用作内燃机的燃料管线系统,所述流体管线(2、3、4)包括至少一个选自流动管 线(2)、返回管线(3)和通风管线(4)的管线。
7.如权利要求6所述的管线系统(1),其特征在于,所述塑料中空型材位于燃 料贮存器(5)和动力车的内燃机(6)之间,特别是位于燃料槽和汽车的内燃机之间。
8.如权利要求7所述的管线系统(1),其特征在于,所述清洗管线(8)作为通风 管线(4),该通风管线使燃料槽(5)与发动机的吸收系统(15)相连。
9.如前面任一项权利要求所述的管线系统(1),其特征在于,所述塑料中空型 材用作通向和/或远离燃料槽的燃料管线系统,所述流体管线(2、3、4)包含至少一 个选自运输管线、装料管线、出料管线和通风管线的管线。
10.如权利要求2-9中任一项所述的管线系统(1),其特征在于,所述塑料中空 型材的聚合物材料对于流体管线(2、3、4)中所运输的流体是抗性的且是有限可渗 透的,所述流体选自汽油、柴油、乙醇、甲醇、甲烷和氢气。
11.如前面任一项权利要求所述的管线系统(1),其特征在于,流体管线(2、3、 4)和清洗管线(8)一个位于另一个内或彼此邻近,优选一个共轴地在另一个内或 平行于彼此。
12.如前面任一项权利要求所述的管线系统(1),其特征在于,具有流体管线 (2、3、4)、清洗管线(8)和支撑网(7)的塑料中空型材是一体式挤压成型的塑料中 空型材或一体式吹塑成型的塑料中空型材。
13.如权利要求1-11中任一项所述的管线系统(1),其特征在于,所述塑料中 空型材由一个或多个一体式的预挤出成型的流体管线(2、3、4)和外部清洗管线(8) 构成,优选用于具有横向主模具的挤出成型机中的预挤出成型的流体管线(2、3、 4),并具有支撑网(7),在校准模具单元中所述外部清洗管线在仍旧温热的状态 被拉到一起,直到支撑网(7)与预挤出的流体管线(2、3、4)的第一管线壁(12)融 合。
14.如前面任一项权利要求所述的管线系统(1),其特征在于,所述塑料中空 型材为导电性的且电连接到地电势(9),所述导电性是通过向模塑料中加入导电 性填料来实现的,所述导电性填料选自碳黑、碳纤维、石墨纤维、石墨颗粒、 碳纳米管、金属粉末或金属纤维和钢纤维。
15.如前面任一项权利要求所述的管线系统(1),其特征在于,所述流体管线 (2、3、4)和清洗管线(8)在其进口(10)和出口(11)处具有管线端点(16),这些端点 各自与连接系统(18)的连接元件(17)相连。
16.如权利要求15所述的管线系统(1),其特征在于,所述管线端点(16)与具体 连接元件(17)连接形成密封,优选为焊接或粘合。
17.如权利要求15所述的管线系统(1),其特征在于,所述的具体连接元件(17) 成型在流体管线(2、3、4)和清洗管线(8)的管线端点16上。
18.如权利要求15-17中任一项所述的管线系统(1),其特征在于,所述连接元 件(17)为快速连接系统的塞子。
19.如权利要求15-18中任一项所述的管线系统(1),其特征在于,通过向模塑 料中加入导电性填料使所述连接元件(17)为导电性的,所述导电性填料选自碳 黑、碳纤维、石墨纤维、石墨颗粒、碳纳米管、金属粉末或金属纤维和钢纤维。
20.如前面任一项权利要求所述的管线系统(1),其特征在于,所述塑料中空 型材是基于模塑料的,所述模塑料是基于聚酰胺基的。
21.如权利要求20所述的管线系统(1),其特征在于,用于塑料中空型材的模 塑料的聚酰胺选自PA 6、PA 9T、PA 46、PA 66、PA 69、PA 610、PA 612、PA 1010、PA 1012、PA 11、PA 12、PA1212、它们的混合物以及具有这些组分的 共聚酰胺。
22.如权利要求20所述的管线系统(1),其特征在于,所述用于塑料中空型材 的聚酰胺模塑料是基于由部分结晶脂族聚酰胺和部分芳族聚酰胺构成的聚合物 混合物,所述脂族聚酰胺的比例优选大于50重量%,脂族聚酰胺中脂族碳原子 与酰胺化合物的数目比为8∶1-12∶1,当所提供的部分芳族聚酰胺不足时,所 述的部分芳族聚酰胺还具有除六亚甲基对苯二甲酰胺(6T)单元以外的另外的部 分芳族和/或脂族酰胺单元并主要为部分结晶。
23.如权利要求20-22中任一项所述的管线系统(1),其特征在于,所述用 于塑料中空型材的模塑料为含有层状硅酸盐的聚酰胺纳米复合物。
24.如权利要求1或3-23中任一项所述的管线系统(1),其特征在于,清洗管线 (8)具有至少一个另外的阻隔层(19)。
25.如权利要求1或3-24中任一项所述的管线系统(1),其特征在于,清洗管线 (8)具有至少一个另外的吸收层(20)。
26.如权利要求25所述的管线系统(1),其特征在于,吸收层(20)包含活性碳 或聚乙烯。
27.如前面任一项权利要求所述的管线系统(1)的用途,其特征在于,所述塑 料中空型材被固定作为活动的、嵌入的、或安装在楼房内的用于含有挥发性组分的 流体的槽设备的运输管线或排水管线。
28.如权利要求1-26中任一项所述的管线系统(1)的用途,其特征在于,所述 塑料中空型材作为燃料管线位于燃料贮存器和内燃机之间,特别是位于燃料槽和汽 车的内燃机之间。
根据第二方面,本发明涉及位于燃料贮存器(fuel container)或燃料槽(fuel tank) 和内燃机或动力车(尤其是汽车)的发动机之间的管线系统,所述流体管线包括至少 一个选自流动管线(flow line)、返回管线(return line)和通风管线(ventilation line)的管 线。根据第三方面,本发明涉及作为燃料管线系统的通向和/或远离燃料槽的管线 系统,所述流体管线系统包括至少一个选自运输线(transport line)、装料管线(filling line)、出料管线(tapping line)和通风管线的管线。一般,本发明的管线系统特别适 用于运输对环境有害的、有毒的或含有挥发性组分的可燃性流体,因为在所有情况 下,渗透到管线系统的壁的渗透物被阻止到达环境中。
下面以用于汽油发动机的燃料管线系统的实施例为基础,来解释本发明。该 实施例被选作为很多其它实施例的代表,其它实施例例如用于柴油发动机或燃料电 池的燃料管线系统、用于嵌入的或活动的槽设备(tank facilities)的燃料运输管线、 用于爆炸性气体或易燃性液体等的流体管线,该实施例并不限制本发明的范围。
在现代汽车的燃料喷射(fuel injection)系统中,使用燃料泵以具体的喷射系统 所需的量并以该目的所需的压力从燃料槽到喷射阀或喷射泵来运送燃料,即汽油或 柴油燃料。现在的燃料泵通常是电驱动的,且通常位于燃料槽内。
用于汽油发动机的燃料管线系统现在主要包括塑料管。在该燃料管线系统中 的压力在流动管线(该流动管线从汽油槽中的燃料泵通向发动机)中通常高达4.5巴, 在返回管线(该返回管线从发动机向汽油槽返回过量的未使用的燃料)中的压力高 达0.5巴。该流动管线的内径约3-12毫米,壁厚为1-1.5毫米。该返回管线的内径约 6-18毫米,壁厚为1.5-2.0毫米。直径为3-6毫米,壁厚为0.8-1.5毫米的泄漏收集管线 (leakage collection line)也可以这样实施。从相关技术中已知的燃料管线系统还包括 用于在最大为0.2巴的压力下除去或收集汽油气体或汽油蒸汽和可能的汽油浓缩物 的通风管线(参见“NONMETALLIC FUEL SYSTEM TUBING WITH ONE OR MORE LAYERS”在PRELIMINARY COPY OF THE FINAL DRAFT OF THE STANDARD AS SUBMITTED FOR RECOGNITION AS AN AMERICAN NATIONAL STANDARD;1996年11月版本)。该通风管线通常通过再生管线 (regeneration system)至少将汽油槽的通风系统和/或活性碳过滤器连接到发动机的 吸收系统(intake system)。连接到汽车内燃机吸收系统的通风系统收集积聚在汽油 槽中的蒸汽并通过所述通风管线提供给发动机的吸收系统(当发动机运作时)或否 则提供给活性碳过滤器以临时贮存。当车辆很久没用时,尤其是当太阳辐射使车辆 产生的热有利于燃料透过所述管线时,后一种情况首先发生。如果车辆再次投入运 行(即发动机再次发动),使用发动机吸入的新鲜空气使活性碳过滤器再生。同时释 放出的汽油蒸汽通过所述再生管线通到发动机的吸收区域,在那里所述汽油蒸汽与 燃料/空气混合物混合,并被提供给发动机用来燃烧。
本发明还涉及用于不具有返回管线的内燃机的燃料管线系统,即仅包括燃料 的流动管线和燃料蒸汽的通风管线的燃料管线系统。
所引用的压力值也几乎由欧洲公司保持,在RENAULT(Nr.34-04-892/-C; Normalisation Renault Automobiles,Service 65810,Section Normes et Cahiers des Charges,RENAULT 2000)的产品说明书中揭示了流动管线在3.5巴的压力下运作, 返回管线和通风管线在0.5巴的压力下运作。
这些用于传导燃料的塑料管包括由专门的阻隔材料构成(例如由氟聚合物 构成)的一个或多个阻隔层(barrier layer),所述阻隔层限制在该管线中所运送的 燃料渗透穿过管壁,从而限制燃料排放到环境中。从相关技术中已知的燃料管 线系统的一个重要缺点是通常所用的管线具有很复杂的多层结构,有时所述管 线还具有昂贵的聚合物。此外,还在不同类型的聚合物层彼此之间产生良好粘 合性方面(为了阻止所述聚合物层的脱层)存在困难(通常使用粘合促进层)。然 而,尽管使用了该阻隔层,也不能完全避免燃料渗透穿过所使用的塑料管的壁, 因为对于阻隔塑料,总会发生烃分子扩散穿过管壁,尽管非常弱。将在流动管 线中首先观察到这样的燃料渗透,流动管线中存在的若干巴的压力有利于该燃 料渗透。此外,当之前被驱动的车辆的发动机被关掉时,温度(术语“热浸透(hot soak)”)导致渗透率增加,因为缺乏车辆运作时发生的汽油的流通,因此可能 产生局部较高的温度。
用于柴油发动机的“共轨”喷射系统是已知的。在燃料管线系统的流动管 线中使用高达1800巴的相当高的压力。现在,甚至将喷射压力增加到2000巴或 更高。因此,EP 1 469 188 A1和EP l 1500 006 A2揭示了这样的具有双壁燃料管 线的柴油喷射系统,所述双壁燃料管线将“共轨”喷射系统的喷射点彼此连 接和连接到高压泵上。在这种情况下,由金属制成的内部高压管线将柴油燃料 从高压泵运送到喷射嘴。包围着所述高压管线的低压管线,也由金属制成,用 于返回未使用的燃料并在高压管线破裂时帮助减少燃料的逃逸。此外,监控所 述低压管线的故障压力的增加,该压力的增加表明高压管线的泄漏。
从DE 296 10 374中也获知一种燃料管线系统,其中流动管线和返回管线一 起形成复式管(double pipe),所述高压下的流动管线再次位于外部管之内作为内 部管,外部管形成返回管线。仅仅使由外部管形成的返回管线免遭燃料扩散的 危险,而由内部管形成的流动管线不必如此,因为流动管线被返回管线包围着。 为了这一目的,所述外部管和/或内部管可包括金属或塑料型材。由塑料制成的 外部管优选在其内部具有扩散阻隔层。
从RENAULT的产品说明书中已知,柴油燃料的流动管线(一直到与发动机 直接相邻的高压喷射泵)和返回管线也可在0.5巴的压力下运作。柴油发动机一 般不具有通风管线。
从WO94/10491中获知根据内燃机的种类,燃料管线系统包括流动管线、 返回管线和通风管线。第一实施例揭示了实施为一体式塑料中空型材的燃料管 线系统,所述塑料中空型材包括流动管线和返回管线及位于这些管线共有部分 上方的通风管线。该实施方式的缺点是通常需要多层塑料管用作通风管线,从 而可以减少燃料泄出到环境中。第二实施方式揭示了燃料管线系统,其中通风 管线至少在这些管线共享部分的区域几乎包围着流动管线和返回管线。该实施 方式的缺点是该燃料管线系统必需以至少两个部分生产,接着将一个推到另一 个内,也使用多层塑料管作为通风管线。
用于运输流体例如动力车燃料的管线,可以从GB 2 290 848 A中获知。在 该情况中,两个或多个同轴的管线将燃料从燃料槽运输到发动机,还有从发动 机运输到燃料槽。纵向的网支持着内部的管线。最外面的管线将燃料蒸汽从燃 料槽运送到气体槽并极大地减弱由塑料材料挤压成型的多个管线的整体可渗 透性。
US 6,328,074 B1公开了由塑料材料挤压成型的具有集成渗漏管线的燃料 管线。将惰性气体泵压到该泄漏管线中,这样将任何存在的燃料蒸汽引导到远 侧的渗漏检测器,在那里可被检测。
本发明的目的是说明一种用于含有挥发性组分的流体的供选择的管线系 统,该管线系统易于制造,它的使用消除了燃料蒸发泄出到环境中或至少将燃 料蒸发泄出到环境中限制到最小,而无需使用多层塑料管。
根据第一方面,该目的通过独立权利要求1的特征来实现,即所说明的用 于含有挥发性组分的流体的管线系统,它包括至少一个具有分开的进口和出口 的流体管线,所述流体管线被第一管线壁所围绕并彼此紧密地一起延伸在管线系 统的部分A的上方,但是在所述流体管线的整个长度上至少被第一管线壁所彼此分 开,所述管线系统至少在部分A上方为塑料中空型材(hollow profile)并包含另一流 体管线,所述另一流体管线被第二管线壁所围绕并包括一个或多个彼此被支撑网至 少部分分开的管线室,所述支撑网的全部几乎围绕着所述流体管线。此外,所述塑 料中空型材的第一管线壁、第二管线壁和支撑网由相同的聚合物材料构成。本发明 的管线系统的不同之处在于另一流体管线(8)是具有清洗室(scavenging chamber)(8’,8”)的清洗管线(scavenging line)(8)且与清洗装置连接,所述清洗装置用 来冲洗或抽吸所述清洗管线(8),因此用于运送出并收集来自流体管线的渗透物。
本发明优选的管线系统的细化和其它的发明特征来自从属权利要求中。
本发明的管线系统包括以下优点:
·将通过渗透透过流体管线壁(例如流动管线、返回管线和通风管线)的汽 油蒸汽连续收集在清洗管线中并持续地提供给车辆的燃料(通气和)通风系统 (取决于操作条件,提供给发动机的吸收区域或活性碳过滤器)。
·清洗管线可用作通风管线或再生管线。
·如果持续用液体和/或气体冲洗和/或通过部分真空抽吸塑料中空型材的 清洗管线,可以不需要多层外壁。
·为了增加安全性,所述塑料中空型材的外壁(同时是包围所述清洗管线 的第二管线外壁)可以具有另外的阻隔层。因为汽油蒸汽的渗透比液体汽油的 渗透差很多,可以用更简单和对燃料有更好的抗渗透性的外壁来密封该最外管 线。
·所述塑料中空型材的外壁可使用至少部分起皱的管子。这样,在指定的 直径下,所述型材的柔韧性提高,机械性能(例如型材的横向抗压性)改善。
·所有的管线都集成在单独的塑料中空型材中,它可以作为单独的管线被 放置(laid)并连接到车辆上。这减少了固定的成本和错误连接的可能性;此 外,所固定的零件的外观(overview)得到改善。
下面将以实施例、附图为基础,更详细地揭示本发明,这些实施例、附图仅 是为了阐明本发明的范围,并不限制该范围。
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