用于尿素儲(chǔ)箱的加熱器的制造方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明提出一種存儲(chǔ)尿素的塑料儲(chǔ)箱用的加熱器。該加熱器包括部件和電氣加熱元件。所述部件被固定到所述電氣加熱元件上。所述電氣加熱元件被塑料護(hù)套環(huán)繞。所述部件還包括熔融接合到塑料護(hù)套上的塑料材料。所述部件的塑料材料被包覆成型到塑料護(hù)套上。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
用于尿素儲(chǔ)箱的加熱器
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明的領(lǐng)域設(shè)及用于存儲(chǔ)尿素的塑料儲(chǔ)箱用的加熱器、制造運(yùn)樣的加熱器的方 法，W及包括運(yùn)樣的加熱器的尿素儲(chǔ)箱。
【背景技術(shù)】
[0002] 對(duì)車(chē)輛和重型貨車(chē)的法規(guī)要求減少向大氣中釋放氮氧化物NOx。一種已知的實(shí)現(xiàn) 該目的的方法在于使用SCR(Selective Catal}ftic Reduction,選擇性催化還原）工藝，該 工藝能夠通過(guò)將還原劑(一般為氨)注入排放管線(xiàn)來(lái)減少氮氧化物。該氨可來(lái)自于氨前驅(qū)物 溶液的熱解，該氨前驅(qū)物溶液的濃度可W是共晶濃度。該氨前驅(qū)物一般是尿素溶液。
[0003] 在SCR工藝中，W優(yōu)化效率燃燒期間發(fā)動(dòng)機(jī)中產(chǎn)生的大量NOx在離開(kāi)發(fā)動(dòng)機(jī)之后在 催化劑中被處理。該處理要求使用具有精確濃度和極高質(zhì)量的還原劑。溶液因此被準(zhǔn)確地 計(jì)量并注入排放氣體流，溶液在該排放氣體流中水解，然后將氮氧化物(NOx)轉(zhuǎn)化為氮(N2) 和水化20)。
[0004] 為此，需要給車(chē)輛配備包含添加劑溶液(一般為尿素水溶液）的儲(chǔ)箱，W及用于計(jì) 量所需的添加劑量并將其注入排放管線(xiàn)的設(shè)備。
[0005] 由于一般用于該目的的尿素水溶液(32.5%重量百分比的共晶尿素溶液)在-irC 下凍結(jié)，因而需要提供內(nèi)部加熱器使溶液液化，W能夠在凍結(jié)條件下啟動(dòng)時(shí)將其注入排放 管線(xiàn)。
[0006] 在現(xiàn)有技術(shù)中為該目的已知數(shù)種加熱器。一般性地，運(yùn)些加熱器包括被塑料護(hù)套 環(huán)繞的電氣加熱元件。一般性地，運(yùn)些加熱器通過(guò)貫通孔安裝在儲(chǔ)箱壁中。當(dāng)要通過(guò)貫通孔 W密封的方式安裝加熱器時(shí)，根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)解決方案，需使用布置在貫通孔的壁與加熱器 之間的0形環(huán)或膠。
[0007] 圖1示出了通過(guò)尿素儲(chǔ)箱P的某部分壁的開(kāi)口 0來(lái)安裝加熱器的背景解決方案。在 圖1的例子中，加熱器包括=條電纜（即電氣加熱元件）。由例如聚酷胺材料制成的連接部件 1設(shè)有用于=條電纜21、22、23的=個(gè)貫通孔11、12、13。每條電纜21、22、23都設(shè)有用于密封 地安裝到該連接部件中的0形環(huán)31、32、33。連接部件設(shè)有另一用于將連接部件1密封地安裝 到開(kāi)口 0中的0形環(huán)2。
[0008] 該解決方案的一個(gè)缺點(diǎn)在于0形環(huán)在老化之后將喪失其良好的壓縮特性。因此，由 于持久性問(wèn)題而不能確保長(zhǎng)期密封。而且，塑料部件如果在其上施加恒定的應(yīng)力就傾向于 出現(xiàn)蠕變。因此，0形環(huán)在恒定應(yīng)力的情況下不能被良好地保持。
[0009] 其它的解決方案使用膠或膠粘劑，而不是0形環(huán)。運(yùn)樣的解決方案也不能確保良好 的持久密封性。而且，存在膠污染儲(chǔ)箱內(nèi)容物的風(fēng)險(xiǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010] 本發(fā)明的實(shí)施例的目的在于W改善的方式確保加熱器與部件之間的密封界面。
[0011] 根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供了一種存儲(chǔ)尿素的塑料儲(chǔ)箱用的加熱器。該加熱器 包括部件和電氣加熱元件。該部件被固定到電氣加熱元件上。電氣加熱元件被塑料護(hù)套環(huán) 繞。該部件還包括包覆成型在塑料護(hù)套上的塑料材料。該部件的塑料材料能夠使得其烙融 接合到塑料護(hù)套上。
[0012] 由此提出了一種布置，其中部件的塑料材料烙融接合到塑料護(hù)套上。由此能夠獲 得非?？煽康拿芊?。換句話(huà)說(shuō)，護(hù)套與部件之間既不需要0形環(huán)也不需要膠。
[0013] 在第一具體實(shí)施例中，電氣加熱元件是電阻導(dǎo)線(xiàn)。
[0014] 在第二具體實(shí)施例中，電氣加熱元件包括電阻性織物和至少一條固定到該織物上 的導(dǎo)通帶或?qū)Ь€(xiàn)。
[0015] 有利地，該織物包括包含碳顆粒的聚氨醋覆層。在一個(gè)有利的實(shí)施例中，電氣加熱 元件夾在兩層塑料保護(hù)膜之間，運(yùn)些塑料保護(hù)膜構(gòu)成塑料護(hù)套。
[0016] 由此，符合該第二具體實(shí)施例的加熱器是多層柔性加熱器。限定詞"柔性"實(shí)際上 可被理解為是指"可容易地變形的"，該變形一般是可逆的。電阻軌道或?qū)Ь€(xiàn)可基于金屬、碳 等，或甚至運(yùn)些導(dǎo)通材料的組合。電阻軌道或?qū)Ь€(xiàn)一般是金屬的（并且特別優(yōu)選地，由抵抗 尿素的金屬制成，例如不誘鋼）。
[0017] 在一個(gè)替代性實(shí)施例中，電氣加熱元件是光纖，并且加熱包括通過(guò)所述光纖施加 光學(xué)信號(hào)。
[0018] 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)有利的方面，電氣加熱元件和塑料護(hù)套的尺寸被設(shè)置為能夠在 預(yù)定水平的電流通過(guò)電氣加熱元件時(shí)，使得塑料護(hù)套被加熱到略微低于或高于烙融狀態(tài)的 溫度，W在包覆成型期間烙融接合到部件的塑料材料上。由此獲得部件的塑料材料與塑料 護(hù)套之間良好的結(jié)合。
[0019] 電氣加熱元件的電阻優(yōu)選地大于0.01化m/m(在20°C下），更優(yōu)選地大于O.lOhm/m (在2(TC下）。由此，電氣加熱元件的電阻優(yōu)選地是相對(duì)高的，W能夠在儲(chǔ)箱中產(chǎn)生熱量，該 電氣特性在本發(fā)明的實(shí)施例中能夠有利地被用于使塑料護(hù)套接合到部件的塑料材料上。
[0020] 優(yōu)選地，塑料護(hù)套由與部件的塑料材料兼容的聚合物材料制成，兼容指的是能夠 在護(hù)套和部件的塑料材料之間的界面處發(fā)生聚合物纏結(jié)(polymer en化nglements)和分子 間擴(kuò)散。優(yōu)選地，部件的塑料材料是熱塑性材料，并且護(hù)套由熱塑性材料制成。
[0021] 在一個(gè)可行的實(shí)施例中，護(hù)套由聚酷胺材料(例如PA66)制成，并且所述塑料材料 也由聚酷胺材料制成?？蛇x地，該塑料材料可W是聚乙締或聚丙締，該聚乙締或聚丙締包括 添加劑(例如，PRIEX(注冊(cè)商標(biāo))或A血er GT6) W確保其與護(hù)套的材料的兼容性。
[0022] 根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種尿素儲(chǔ)箱，該尿素儲(chǔ)箱包括W上實(shí)施例中任 一個(gè)的加熱器，其中所述部件是儲(chǔ)箱的壁部分，或所述部件被安裝在儲(chǔ)箱的壁中，或所述部 件是儲(chǔ)箱本身。
[0023] 在一個(gè)具體實(shí)施例中，該部件可W是儲(chǔ)箱的壁部分。在該具體實(shí)施例中，儲(chǔ)箱主體 的一部分直接環(huán)繞加熱器成形，W使得儲(chǔ)箱主體的該部分的塑料材料接合到加熱器的塑料 護(hù)套上。
[0024] 在另一具體實(shí)施例中，該部件可W是被設(shè)置為安裝到儲(chǔ)箱的壁中的連接部件（即 連接器）。
[0025] 符合本發(fā)明的尿素儲(chǔ)箱優(yōu)選地由塑料材料制成，即由包括至少一種合成樹(shù)脂聚合 物的材料制成。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，儲(chǔ)箱由聚酷胺(例如聚酷胺-6)制成。然而，所有類(lèi)型 的塑料都可W是合適的。屬于熱塑性塑料類(lèi)別的塑料是特別合適的。術(shù)語(yǔ)"熱塑性塑料"可 理解為指任何熱塑性聚合物(包括熱塑性彈性體)及其混合物。術(shù)語(yǔ)"聚合物"可理解為既指 均聚物也指共聚物(尤其是二元或=元共聚物）。
[0026] 根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種用于制造上述實(shí)施例中的任一個(gè)的加熱器的 方法，該方法包括W下步驟：
[0027] -選擇電氣加熱元件，所述電氣加熱元件被塑料護(hù)套環(huán)繞；
[0028] -將部件固定到該電氣加熱元件上，所述部件由塑料材料制成，
[0029] 該固定部件的步驟包括：
[0030] -將部件的塑料材料烙融接合到塑料護(hù)套上，并在塑料護(hù)套上包覆成型所述部件 的塑料材料。
[0031] 在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，該烙融接合的步驟包括施加通過(guò)電氣加熱元件的預(yù)定水平 的電流W加熱電氣加熱元件并將塑料護(hù)套加熱到略微低于或高于烙融狀態(tài)的溫度。
[0032] 該加熱使得塑料護(hù)套被加熱到略微低于或高于烙融狀態(tài)的溫度。在該包覆成型步 驟期間，部件的塑料材料處于烙融狀態(tài)，并被施加到被加熱至烙融狀態(tài)的塑料護(hù)套上。通過(guò) 施加通過(guò)電氣加熱元件的足夠水平的電流，能夠在加熱器的護(hù)套和部件的塑料材料之間的 界面處產(chǎn)生足夠的熱量，W使護(hù)套接合到部件的塑料材料上。由此能夠獲得非?？煽康拿?封。換句話(huà)說(shuō)，在護(hù)套與部件之間既不需要0形環(huán)也不需要膠。
[0033] 根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，電氣加熱元件的加熱包括在所述電氣加熱元件中導(dǎo)致熱量的產(chǎn) 生。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，電氣加熱元件是具有電阻的導(dǎo)線(xiàn);并且，該加熱包括施加通過(guò)電 氣加熱元件的電流。換句話(huà)說(shuō)，該導(dǎo)線(xiàn)的阻抗特性能夠用于在加熱器中導(dǎo)致熱量產(chǎn)生，W提 高其護(hù)套的溫度。運(yùn)是非常便利的在加熱器中導(dǎo)致產(chǎn)生足夠熱量的方法，并且無(wú)論用什么 技術(shù)來(lái)包覆成型塑料部件，該方法都能容易地使用。所施加的電流可包含DC分量和/或AC分 量。
[0034] 根據(jù)一個(gè)變型，該加熱包括在所述電氣加熱元件上施加熱量。根據(jù)一個(gè)示例性實(shí) 施例，加熱器可被布置在烤箱中W加熱該加熱器，由此能夠例如通過(guò)將被加熱的加熱器置 入模具并將塑料材料注入模具來(lái)施加塑料材料。另一可選方案在于例如通過(guò)將所述電氣加 熱元件連接到高溫源而在電氣加熱元件的一端或兩端施加熱量。
[0035] 優(yōu)選地，部件的塑料材料被包覆成型到加熱器的護(hù)套上。更優(yōu)選地，該塑料材料在 一個(gè)小于加熱器長(zhǎng)度的長(zhǎng)度上環(huán)繞加熱器。
[0036] 可通過(guò)使用注射模制或注射壓縮模制工藝來(lái)實(shí)現(xiàn)該包覆成型步驟。在一個(gè)示例性 實(shí)施例中，該包覆成型包括:將加熱器布置在包括第一空腔的第一模具部分和包括第二空 腔的第二模具部分之間，其中第一和第二空腔被設(shè)計(jì)為用于限定環(huán)繞加熱器的一部分的體 積;并且，在加熱電氣加熱元件的同時(shí)或在加熱電氣加熱元件之后短時(shí)間內(nèi)，環(huán)繞加熱器注 射塑料材料。本領(lǐng)域的技術(shù)人員可W理解，基于所制造部件的應(yīng)用，可使用兩個(gè)W上的模具 部分，和/或可包覆成型多于一個(gè)的加熱器。優(yōu)選地，通過(guò)將電氣加熱元件連接到位于由所 述第一和第二模具部分構(gòu)成的模具外部的電源來(lái)實(shí)現(xiàn)加熱?？商娲兀摷訜峥赏ㄟ^(guò)主動(dòng) 地從由所述第一和第二模具部分構(gòu)成的模具外部將熱量施加給電氣加熱元件來(lái)實(shí)現(xiàn)?？蛇x 地，第一和/或第二模具部分可設(shè)有用于接收加熱器的通道，在該情況下，加熱器被布置在 該通道中。
[0037]替代地，包覆成型步驟可通過(guò)使用"熱壓"工藝來(lái)實(shí)現(xiàn)。該工藝基于使用被引入模 具內(nèi)的塑料粒料。例如，一旦加熱器被引入模具中，加熱器就被加熱并且塑料粒料就被加熱 W處于烙融狀態(tài)并與被加熱的加熱器（即護(hù)套部分)結(jié)合。"熱壓"工藝是眾所周知的，因此 在本文檔中不詳細(xì)描述。
[003引在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，電氣加熱元件的加熱通過(guò)由施加到電氣加熱元件上的或 在電氣加熱元件中產(chǎn)生的熱量而使塑料護(hù)套和部件的塑料材料烙合在一起，從而使得所述 塑料護(hù)套接合到部件的塑料材料上。
[0039] 在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，塑料護(hù)套的材料接合到部件的塑料材料上，其中在護(hù)套 與部件的塑料材料之間的界面處發(fā)生護(hù)套的材料與部件的塑料材料之間的聚合物纏結(jié)和 分子間擴(kuò)散。
[0040] 在一個(gè)可行的實(shí)施例中，護(hù)套由聚酷胺材料或聚乙締材料制成;和/或所述塑料材 料是優(yōu)選地包括用于改善兼容性的添加劑的聚乙締材料、聚酷胺材料或聚丙締材料。
【附圖說(shuō)明】
[0041] 附圖用于示出本發(fā)明的設(shè)備的實(shí)施例的目前優(yōu)選的非限制性示例性實(shí)施例。由W 下詳細(xì)的描述，在結(jié)合附圖閱讀該描述時(shí)，本發(fā)明的特征和主題的W上和其它優(yōu)點(diǎn)將變得 更加明顯，并且將更好地理解本發(fā)明，在附圖中：
[0042] 圖1示意性地示出了一個(gè)現(xiàn)有技術(shù)實(shí)施例；
[0043] 圖2A、圖2B和圖2C示意性地示出了本發(fā)明方法的第一實(shí)施例，并分別示出了其上 布置有纜線(xiàn)的底部模具部分的俯視圖、模具打開(kāi)時(shí)的側(cè)視圖，W及模具關(guān)閉時(shí)的側(cè)視圖；
[0044] 圖3示出了被固定到根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的纜線(xiàn)的部件的示意圖；
[0045] 圖4示出了被固定到根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的纜線(xiàn)的部件的示意圖；
[0046] 圖5示意性地示出了本發(fā)明方法的第二實(shí)施例；W及
[0047] 圖6A、圖6B和圖6C示意性地示出了適合用于本發(fā)明方法的纜線(xiàn)的S個(gè)變型；
[0048] 圖7是根據(jù)本發(fā)明的第=實(shí)施例被固定到纜線(xiàn)上的兩個(gè)部件的示意圖；W及
[0049] 圖8A、圖8B、圖8C和圖8D示出了符合本發(fā)明的加熱器的另一具體實(shí)施例。
【具體實(shí)施方式】
[0050] 圖2A至圖2C示出了符合本發(fā)明的加熱器的第一實(shí)施例。在該示例性實(shí)施例中，加 熱器是纜線(xiàn)C。塑料部件P被固定到纜線(xiàn)C上。盡管未在圖2A至圖2C中示出，該纜線(xiàn)包括被塑 料護(hù)套環(huán)繞的導(dǎo)線(xiàn)（即電氣加熱元件）。在所示出的實(shí)施例中，該導(dǎo)線(xiàn)是具有電阻的電線(xiàn)，該 導(dǎo)線(xiàn)通過(guò)輸送穿過(guò)其中的電流(一般為DC電流）W被加熱，并且被加熱的塑料材料通過(guò)包覆 成型施加在導(dǎo)線(xiàn)的四周。
[0051] 使用兩部分模具10U102來(lái)實(shí)現(xiàn)如下的包覆成型工藝。在第一步驟中，纜線(xiàn)C被布 置在包括底部空腔111的底部模具部分101上，參見(jiàn)圖2A的俯視圖和圖2B的側(cè)視圖。在第二 步驟中，使包括頂部空腔112的頂部模具部分102與底部模具部分101接觸，參見(jiàn)圖2C的側(cè)視 圖。頂部和底部空腔11U112被設(shè)計(jì)為用于限定環(huán)繞纜線(xiàn)C的體積。在第=步驟中，通過(guò)注射 模制機(jī)130、注射噴嘴132和頂部模具部分102中的注射管道131注入被加熱的塑料材料。同 時(shí)，纜線(xiàn)C的導(dǎo)線(xiàn)通過(guò)連接器121、122連接到位于模具部分101、102外部的電源120而被加 熱?？蛇x地，底部和/或頂部模具部分10U102設(shè)有用于緊密接收纜線(xiàn)C的管道(未示出）。
[0052] 導(dǎo)線(xiàn)的加熱使得纜線(xiàn)C的塑料護(hù)套W烙合的方式與塑料材料結(jié)合。如果護(hù)套由聚 酷胺6材料制成，通過(guò)導(dǎo)線(xiàn)輸送的的電流使得導(dǎo)線(xiàn)的溫度高于聚酷胺6材料的烙化溫度，例 如高于230攝氏度的溫度。通常，該導(dǎo)線(xiàn)是金屬導(dǎo)線(xiàn)，具有大于O.OlOhm/m(在20°C下）的電 阻，例如介于O.lO-lOOhm/m之間（在20°C下）。電流可W具有DC分量和/或AC分量。
[0053] 塑料材料是W烙融狀態(tài)注入模具的，但所注射的塑料材料的溫度將隨著材料在由 空腔11U112構(gòu)成的體積V中鋪展開(kāi)而快速地下降。如果不加熱導(dǎo)線(xiàn)，烙融的塑料材料在到 達(dá)纜線(xiàn)C的護(hù)套時(shí)的溫度將過(guò)低而不能使護(hù)套材料和所注射的塑料材料產(chǎn)生良好的融合。 然而，通過(guò)輸送電流穿過(guò)導(dǎo)線(xiàn)，在護(hù)套與所注射的材料之間的界面處產(chǎn)生足夠的熱量，使得 實(shí)現(xiàn)良好的結(jié)合。
[0054] 塑料護(hù)套由與所注射的熱塑性塑料材料兼容的熱塑性聚合物材料制成，兼容指的 是在護(hù)套和塑料材料之間的界面處發(fā)生聚合物纏結(jié)（polymer entanglements)。護(hù)套可由 例如聚酷胺材料制成，所注射的塑料材料可由例如兼容的聚乙締材料(優(yōu)選地包括用于改 善兼容性的添加劑，例如與馬來(lái)酸酢接枝的PE，PRIEX飯）、聚酷胺材料或兼容的聚丙締材 料制成。與超高含量馬來(lái)酸酢接枝的聚乙締所具有的優(yōu)點(diǎn)在于所接枝的馬來(lái)酸酢為聚合物 引入極性，該極性實(shí)現(xiàn)聚締控與更具極性的材料或聚合物（例如EVOH或聚酷胺）之間的兼 容。更具一般性地，本領(lǐng)域的技術(shù)人員理解，對(duì)于待成型的塑料部件和護(hù)套，存在眾多的兼 容材料。已知示出塑料焊接兼容性的表格（參見(jiàn)例如激光焊接公司L P K F的 WWW. Ipkfusa. com/lq或ht1:p://www. Ipkfusa. com/lq/articIes .htm)。運(yùn)些焊接兼容性表 格還提供了對(duì)包覆成型的兩種材料(待成型的部件的塑料材料和護(hù)套材料）的兼容性的良 好指示。
[0055] 在圖2A至圖2C的第一實(shí)施例中，可W從由所述底部和頂部模具部分101、102構(gòu)成 的模具外部給所述導(dǎo)線(xiàn)施加高溫，而不是通過(guò)輸送穿過(guò)導(dǎo)線(xiàn)的電流來(lái)加熱導(dǎo)線(xiàn)。
[0056] 圖3示出了被固定到根據(jù)本發(fā)明的加熱器的部件P的第一實(shí)施例。在該示例性實(shí)施 例中，加熱器是纜線(xiàn)C。纜線(xiàn)C包括被塑料護(hù)套S環(huán)繞的導(dǎo)線(xiàn)W。部件P由可粘接到塑料護(hù)套S上 的塑料材料制成。部件P的塑料材料優(yōu)選地圍繞纜線(xiàn)C的一部分包覆成型?？蒞使用例如在 圖2A至圖2C的實(shí)施例中所示出的方法將部件P固定到纜線(xiàn)C上。通常，該塑料材料在小于纜 線(xiàn)長(zhǎng)度1。的長(zhǎng)度Ip上環(huán)繞纜線(xiàn)。
[0057] 圖4示出了被固定到根據(jù)本發(fā)明的加熱器的部件P的第二實(shí)施例。在該示例性實(shí)施 例中，加熱器是纜線(xiàn)C。纜線(xiàn)C包括被塑料護(hù)套S環(huán)繞的導(dǎo)線(xiàn)W。部件P由塑料材料制成，并分別 在兩個(gè)位置處粘接到塑料護(hù)套S的兩個(gè)不同的圓周部分，使得纜線(xiàn)在部件P的一側(cè)構(gòu)成環(huán)L。 該部件P的一個(gè)可行的應(yīng)用在于可作為能夠焊接到尿素儲(chǔ)箱的開(kāi)口中的凸緣部件或連接部 件，其中纜線(xiàn)C可用作加熱儲(chǔ)箱一部分的加熱元件。部件P的塑料材料優(yōu)選地圍繞纜線(xiàn)C的不 同的部分包覆成型?？墒褂美缭趫D2A至圖2C的實(shí)施例中所示出的方法將部件P固定到纜 線(xiàn)C上。
[005引圖5示出了符合本發(fā)明的加熱器的第二實(shí)施例。在該示例性實(shí)施例中，加熱器是纜 線(xiàn)C。塑料部件被固定到纜線(xiàn)C上。纜線(xiàn)C包括被塑料護(hù)套S環(huán)繞的導(dǎo)線(xiàn)。在所示出的實(shí)施例 中，該導(dǎo)線(xiàn)是具有電阻的電線(xiàn)，并且該導(dǎo)線(xiàn)是通過(guò)輸送穿過(guò)該導(dǎo)線(xiàn)的電流而被加熱的。運(yùn)是 通過(guò)經(jīng)由連接器22U222將導(dǎo)線(xiàn)連接到電源220來(lái)實(shí)現(xiàn)的。
[0059] 運(yùn)里，所施加的材料由兩個(gè)塑料部分Pl和P2構(gòu)成。塑料的施加包括將第一部分Pl 壓抵在第二部分P2上并使纜線(xiàn)C插在第一部分Pl與第二部分P2之間，同時(shí)加熱纜線(xiàn)W使得 護(hù)套的材料與部分P1、P2的塑料材料在護(hù)套與部分P1、P2之間的界面處混合。如果部分PU P2不是太大，在結(jié)合上述壓力作用下該熱量還可足W使得部分Pl粘附在部分P2上。
[0060] 圖6A、圖6B和圖6C示出了符合本發(fā)明的加熱器的；個(gè)變型。根據(jù)圖6A的變型，加熱 器是纜線(xiàn)C。纜線(xiàn)C包括包含在同一護(hù)套S中的第一導(dǎo)線(xiàn)Wl和第二導(dǎo)線(xiàn)W2。第一導(dǎo)線(xiàn)Wl可W是 高傳導(dǎo)的導(dǎo)線(xiàn)，而第二導(dǎo)線(xiàn)W2則可W具有確定的電阻W使其能夠在第二導(dǎo)線(xiàn)W2被連接到電 源(例如圖2A至圖2C或圖5的實(shí)施例中的電源120、220)時(shí)在護(hù)套中產(chǎn)生足夠的熱量。第二導(dǎo) 線(xiàn)W2可具有額外的功能，但也可W僅具有加熱功能。第一導(dǎo)線(xiàn)Wl可用于供給例如儲(chǔ)箱中的 電氣部件。
[0061] 根據(jù)圖6B的第二變型，加熱器可由成組地使用的多條纜線(xiàn)C1、C2、C3構(gòu)成。運(yùn)些纜 線(xiàn)可W是相同或不同的。例如，纜線(xiàn)C1、C2、C3的導(dǎo)線(xiàn)W1、W2、W3的電阻可W相同或不同。護(hù)套 S1、S2、S3的材料是相同或兼容的，W使得能夠一方面在纜線(xiàn)C1、C2、C3之間和另一方面在纜 線(xiàn)與構(gòu)成部件P的塑料材料之間獲得良好的結(jié)合。
[0062] 根據(jù)圖6C的變型，加熱器是纜線(xiàn)C。纜線(xiàn)C包括被第一護(hù)套Sl環(huán)繞的導(dǎo)線(xiàn)W，該第一 護(hù)套本身則被另一護(hù)套sr環(huán)繞。護(hù)套Si和sr的材料可W是不同的。更具體地，護(hù)套sr的 材料可W選擇為與圍繞纜線(xiàn)施加的塑料材料兼容的，而護(hù)套Sl的材料則可W與圍繞纜線(xiàn)施 加的塑料材料不兼容。
[0063] 圖7示出了被固定到纜線(xiàn)C1、C2、C2'的兩個(gè)部件P、P'的第=實(shí)施例。第一部件P被 固定到纜線(xiàn)Cl、C2和C2 '上，而第二部件P '則被固定到纜線(xiàn)C2和C2 '上。第一部件P可W通過(guò) 使用例如圖2A至圖2C的方法來(lái)包覆成型，在該方法中，在包覆成型操作期間輸送電流穿過(guò) 纜線(xiàn)Cl和/或C2、C2'。類(lèi)似地，第二部件P'可通過(guò)包覆成型纜線(xiàn)C2、C2'的兩個(gè)纜線(xiàn)端部部分 來(lái)模制，其中所述纜線(xiàn)被連接到電子部件EC。為此，該電子部件可在被連接到纜線(xiàn)C2、C2'的 兩個(gè)端部部分的同時(shí)被布置在模具的空腔中。然后，可合猶模具，并在輸送電流穿過(guò)纜線(xiàn) C2、C2'的同時(shí)用注射的塑料材料包覆成型電子部件與纜線(xiàn)端部部分構(gòu)成的組件，W使得在 纜線(xiàn)C2、C2'的護(hù)套與部件P'的所注射的塑料材料之間獲得良好的結(jié)合。
[0064] 圖8A至圖8C示出了符合本發(fā)明的加熱器的另一具體實(shí)施例。在該實(shí)施例中，加熱 器包括多層柔性加熱器。該多層柔性加熱器800包括電氣加熱元件，該電氣加熱元件包括電 阻性織物801和兩條被固定到該織物上的導(dǎo)通帶802、803。在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，織物801 可包括包含碳顆粒的聚氨醋覆層。該覆層可能會(huì)污染存儲(chǔ)在儲(chǔ)箱中的尿素。為了避免運(yùn)樣 的污染，織物801可被熱塑性保護(hù)膜環(huán)繞。該熱塑性保護(hù)膜可通過(guò)使用層壓工藝、共擠出成 型工藝或熱壓工藝來(lái)獲得。在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，保護(hù)膜的厚度介于0.05mm和0.5mm之 間。由此，加熱器800保持其柔性。HDPE和LDPE材料是非常適于運(yùn)樣的保護(hù)膜的。一般性地， 熱塑性塑料有利地可被用于運(yùn)樣的保護(hù)膜，運(yùn)是因?yàn)檫\(yùn)些材料能夠被進(jìn)一步焊接或包覆成 型。圖8A示意性地示出了層壓工藝的一個(gè)例子。例如，織物801可W具有柵格的形狀。例如， 該柵格可具有大約的開(kāi)口，運(yùn)使其適于通過(guò)層壓工藝來(lái)包覆成型(所包覆成型的塑 料能夠容易地流入運(yùn)些開(kāi)口中）。如在圖8A的例子中所示，借助于兩個(gè)壓漉806、807將電氣 加熱元件801、802、803夾在兩層塑料保護(hù)膜(或?qū)?804、805之間。該層壓工藝是連續(xù)的工 藝。該工藝特別適于高產(chǎn)量生產(chǎn)。由層壓工藝生產(chǎn)的多層柔性加熱器800隨后可被切割為所 想獲得的長(zhǎng)度。該切割可通過(guò)例如噴水切割來(lái)實(shí)現(xiàn)。
[0065] 如在圖8C的例子中所示，導(dǎo)通帶802、803在一端配有電極。運(yùn)些電極能夠與電源 (未示出）電氣連接。
[0066] 如在圖8D的例子中所示，塑料部件810被包覆成型（即熱壓、注射模制或注射壓縮 模制巧Ij多層柔性加熱器800上。在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，塑料部件810被設(shè)置為能夠?qū)⒍鄬?柔性加熱器800固定到凸緣部分或儲(chǔ)箱壁上。該固定可通過(guò)焊接或包覆成型來(lái)實(shí)現(xiàn)。還可在 塑料部件810上集成焊接軌道。塑料部件810的材料與保護(hù)膜和儲(chǔ)箱壁(或凸緣部分)化學(xué)兼 容。例如，可使用HDPE或LDPE。聚乙締是易于焊接(例如通過(guò)熱壓板工藝）和成型的，運(yùn)是因 為其具有大的加工范圍(短時(shí)間從120°C到28(TC)。由此能夠容易地獲得密封、可靠的界面。
[0067] 本發(fā)明方法的實(shí)施例能夠在加熱器與例如通過(guò)注射模制(包覆成型）而成型的塑 料部件之間獲得密封的界面，其中在加熱器塑料護(hù)套與被包覆成型的塑料部件之間的界面 處實(shí)現(xiàn)聚合物纏結(jié)。令人驚訝地，可觀(guān)察到施加穿過(guò)加熱器的電氣加熱元件的電流就可使 其表面溫度升高到足W使得在塑料部件成型期間加熱器塑料護(hù)套與塑料材料融合到一起 的程度。
[0068] 盡管本發(fā)明的原理在上文中是結(jié)合特定實(shí)施例來(lái)闡述的，應(yīng)理解該描述僅是示例 性的而不是對(duì)保護(hù)范圍的限制，保護(hù)范圍由所附權(quán)利要求確定。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種存儲(chǔ)尿素的塑料儲(chǔ)箱用的加熱器，所述加熱器包括部件和電氣加熱元件，所述 部件被固定到所述電氣加熱元件上，所述電氣加熱元件被塑料護(hù)套環(huán)繞，其中所述部件包 括熔融接合到所述塑料護(hù)套上的塑料材料，并且其中所述部件的所述塑料材料被包覆成型 到所述塑料護(hù)套上。2. 如權(quán)利要求1所述的加熱器，其中所述電氣加熱元件是電阻導(dǎo)線(xiàn)。3. 如權(quán)利要求1的所述加熱器，其中所述電氣加熱元件包括： -電阻性織物；以及 -至少一條被固定到所述織物上的導(dǎo)通帶或?qū)Ь€(xiàn)。4. 如權(quán)利要求3所述的加熱器，其中所述織物包括包含碳顆粒的聚氨酯覆層，并且其中 所述電氣加熱元件夾在兩層塑料保護(hù)膜之間，所述塑料保護(hù)膜構(gòu)成所述塑料護(hù)套。5. 如上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的加熱器，其中所述電氣加熱元件和所述塑料護(hù)套的 尺寸被設(shè)置為能夠在預(yù)定水平的電流通過(guò)所述電氣加熱元件時(shí)，使得所述塑料護(hù)套被加熱 到熔融狀態(tài)，熔融接合到所述部件的所述塑料材料上。6. 如上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的加熱器，其中所述電氣加熱元件的電阻大于 0 · 010hm/m。7. 如上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的加熱器，其中所述塑料護(hù)套由與所述部件的所述塑 料材料兼容的聚合物材料制成，所述兼容指的是能夠在所述護(hù)套與所述部件的所述塑料材 料之間的界面處發(fā)生聚合物纏結(jié)。8. 如上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的加熱器，其中所述塑料護(hù)套由聚酰胺材料制成;和/ 或其中所述部件的所述塑料材料是優(yōu)選地包括用于增加極性的添加劑的聚乙烯或聚丙烯， 或聚酰胺材料。9. 一種包括如權(quán)利要求1至8中任一項(xiàng)所述的加熱器的尿素儲(chǔ)箱，其中所述部件被安裝 到所述儲(chǔ)箱的壁部分中，或所述部件是所述儲(chǔ)箱的壁部分，或是所述儲(chǔ)箱。10. -種用于制造如權(quán)利要求1至8中任一項(xiàng)所述的加熱器的方法，其中包括以下步驟： -選擇電氣加熱元件，所述電氣加熱元件被塑料護(hù)套環(huán)繞； -將部件固定到所述電氣加熱元件，所述部件由塑料材料制成， 其中所述部件的固定包括： -將所述部件的所述塑料材料熔融接合到所述塑料護(hù)套上，并在所述塑料護(hù)套上包覆 成型所述部件的所述塑料材料。11. 如權(quán)利要求10所述的方法，其中所述熔融接合包括施加通過(guò)所述電氣加熱元件的 預(yù)定水平的電流以加熱所述電氣加熱元件并將所述塑料護(hù)套加熱到略微低于或高于熔融 狀態(tài)的溫度。12. 如權(quán)利要求11所述的方法，其中所述包覆成型包括： -將所述電氣加熱元件布置在包括第一空腔的第一模具部分和包括第二空腔的第二模 具部分之間，其中所述第一和第二空腔被設(shè)計(jì)為用于限定環(huán)繞所述電氣加熱元件的體積； -環(huán)繞被加熱的所述電氣加熱元件將所述塑料材料注入所述體積。
【文檔編號(hào)】H02G15/013GK105940580SQ201580005906
【公開(kāi)日】2016年9月14日
【申請(qǐng)日】2015年1月28日
【發(fā)明人】皮埃爾·德凱澤, 凱文·斯魯瑟
【申請(qǐng)人】全耐塑料高級(jí)創(chuàng)新研究公司