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    用于 含有 挥发性 组分 流体 管线 系统
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    摘要
    申请专利号:

    CN200610074127.3

    申请日:

    2006.03.24

    公开号:

    CN1847717A

    公开日:

    2006.10.18

    当前法律状态:

    授权

    有效性:

    有权

    法律详情: 授权|||实质审查的生效|||公开
    IPC分类号: F17D1/08(2006.01) 主分类号: F17D1/08
    申请人: 埃姆斯化学股份公司;
    发明人: A·斯托拉尔兹; R·凯特尔; A·斯图泽
    地址: 瑞士多马脱埃姆斯
    优先权: 2005.03.24 CH 00582/05
    专利代理机构: 上海专利商标事务所有限公司 代理人: 沙永生
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    法律状态
    申请(专利)号:

    CN200610074127.3

    授权公告号:

    1847717B||||||

    法律状态公告日:

    2012.11.28|||2008.04.16|||2006.10.18

    法律状态类型:

    授权|||实质审查的生效|||公开

    摘要

    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。

    权利要求书

    权利要求书
    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、PA1010、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。

    说明书

    说明书用于含有挥发性组分的流体的管线系统
    发明内容
    根据第一方面,根据权利要求1的前序部分,本发明涉及用于含有挥发性组分的流体的管线系统(line system),其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(line wall)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(support web)至少部分分开的管线室(line chamber),所述支撑网的全部几乎围绕着所述流体管线,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。
    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(fillingline)、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 ORMORE LAYERS”在PRELIMINARY COPY OF THE FINAL DRAFT OF THESTANDARD AS SUBMITTED FOR RECOGNITION AS AN AMERICANNATIONAL 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 desCharges,RENAULT 2000)的产品说明书中揭示了流动管线在3.5巴地压力下运作,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(hotsoak)”)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(scavengingchamber)(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。
    附图说明
    图1是从相关技术中获知的汽车中的燃料管线系统图;
    图2是汽车中的本发明的燃料管线系统图,剖面图对应图5;
    图3是汽车中的本发明的燃料管线系统图,剖面图对应图6-9;
    图4是本发明的管线系统的最简单的、第一实施方式的可弯曲的(图4A)和稳定剖面图(图4B);
    图5是本发明的管线系统的流动管线和返回管线、图2所示的第二实施方式的可弯曲的(图5A)和稳定剖面图(图5B);
    图6是本发明的管线系统的流动管线、返回管线和通风管线、图3所示的第三实施方式的两个水平弯曲的(图6A、图6B)剖面图;
    图7是本发明的第四实施方式的管线系统的多个流动管线、返回管线和通风管线的稳定的剖面图;
    图8是本发明的第五实施方式的管线系统的流动管线、返回管线和通风管线的稳定的剖面图;
    图9是本发明的第六实施方式的管线系统的流动管线、返回管线和通风管线在所有边都可弯曲的剖面图。
    具体实施方式
    图1是从相关技术中获知的汽车燃料管线系统的示意图,基本对应于WO94/10491的图1。用于含有挥发性组分的流体的管线系统1’在这里作为燃料管线系统,它包括至少一个流体管线,所述流体管线的形式为流动管线2’、返回管线3’和通风管线4’,各个管线具有独立的进口10’和出口11’。这些流体管线2’、3’和4’各自被第一管线壁所包围并彼此有些紧密地一起延伸在管线系统1’的部分A’的上方,但是在所述流体管线2’、3’和4’的整个长度上至少被第一管线壁所彼此分开。在WO94/10491中,已经认可这些流体管线2’、3’和4’可以在部分A’组合为一个部分,这样它们可以彼此紧密地一起延伸在管线系统1’的部分A的上方,但是在所述流体管线2’、3’和4’的整个长度上至少被第一管线壁所彼此分开。
    与汽车的内燃机6’的吸收系统15’相连的通风管线4’收集积聚在燃料贮存器5’中的蒸汽并引导这些蒸汽通过通风管线4’进入吸收系统15’(当发动机运行时)或否则进入用于临时贮藏的活性碳过滤器41(吸收)。车辆起动后或运行当中,使用发动机吸入的新鲜空气使活性碳过滤器41再生。同时又释放出的汽油蒸汽由再生管线15’引导进入发动机的吸收区域,在那里汽油蒸汽与燃料/空气混合物混在一起并供给发动机燃烧。因此,通风管线4’或通风系统具有一个或多个进口10’,通过这些进口燃料蒸汽到达通风系统或通风管线。此外,通风管线4’或通风系统具有出口11’,通过这些出口燃料蒸汽离开通风系统而不进入环境中。在这种情况下,抽吸单元(suction unit)15’的活性碳过滤器14’或位于通风管线4’的出口11’处的再生管线至少部分地捕获所述燃料蒸汽(尤其是在发动机关闭期间)。
    图2是汽车中的本发明的示范性的燃料管线系统的示意图。用于含有挥发性组分的流体的管线系统在这里作为燃料管线系统,它包括至少一个流体管线,所述流体管线的形式为流动管线2、返回管线3和通风管线4,各个管线具有独立的进口10和出口11。在该部分A,几乎在燃料泵22(至少部分位于燃料贮存器5内)和再生管线15之间,流动管线2和返回管线3彼此紧密地一起延伸。所述流体管线2和3至少被第一管线壁12所分开,然而,在流体管线2和3的周围有清洗管线8(参见图5A、5B)。该清洗管线8在其末端与通风管线相连,从而用作部分A的通风管线。
    图3是汽车中的本发明的示范性的燃料管线系统的示意图。用于含有挥发性组分的流体的管线系统1在这里作为燃料管线系统,它包括至少一个流体管线,所述流体管线的形式为流动管线2、返回管线3和通风管线4,各个管线具有独立的进口10和出口11。在该部分A,几乎在燃料泵22(至少部分位于燃料贮存器5内)和再生管线15之间,流动管线2、返回管线3和通风管线4彼此紧密地一起延伸。所述流体管线2、3和4至少被第一管线壁12所分开,然而,在这三个流体管线2、3和4的周围有清洗管线8(参见图6-9)。该清洗管线8在其末端与汽车的活性碳过滤器14’和/或再生管线15相连,从而也用作部分A中的再生管线。
    图4是本发明的管线系统的最简单的、第一实施方式的剖面图,至少在部分A实施为塑料中空型材,包括清洗管线8,其被第二管线壁13所包围。该清洗管线8包括两个清洗室8”和8,这两个清洗室被支撑网7所分开。这些清洗室8”和8的全部几乎包围着流体管线2、3和4。如果认为支撑网的体积属于清洗管线8的体积,尤其是当(如图4A所示)第一管线壁12与支撑网7分开时,清洗管线8完全包围着流体管线2、3和4。如果需要塑料中空型材具有更大的空间柔韧性,例如,用于热塑形成(thermoforming)或装饰(laying on)汽车,尤其优选支撑网7与第一管线壁12分开。支撑网除了可以为线形并且与塑料中空型材的纵向轴平行以外,还可为螺旋形,如果制造实践中允许这种可能性的话。
    附图编号2、3和4表明该流体管线可用于运输含有挥发性组分的任意流体。即例如,作为内燃机燃料管线系统的流动管线、返回管线或通风管线。该简单的流体管线2、3和4还可用作燃料管线系统的运输管线、装料管线、出料管线或通风管线,然而,可用于通向或来自静态的(例如嵌入的或嵌入壁中的(walled-in))或活动的(例如固定在卡车上或火车上)槽设备(tank facilities)。该简单的流体管线2、3和4通常被清洗管线8所包围,这样来自流体管线2、3和4的渗透物可以通过吸收和/或使用清洗流体转移出去。该清洗流体可以是气体,例如空气。如果塑料中空型材不需要特别的柔韧性或如果稳定性需要提高,可以以一体式(in one piece)生产所示塑料中空型材(参见图4B)。
    如果所示渗透物是爆炸性的,所述清洗流体也可以是液体(例如水)或化学惰性气体(例如氮气)。在使用非惰性清洗流体(例如空气)的情况下,在塑料中空型材中或至少在清洗管线中避免临界浓度的出现很重要。但是总之,临界或有害浓度不会到达环境中。下面列出不同材料的爆炸极限的例子。
    表1  材料  与空气的混合物中的下  限〔体积%〕  与空气的混合物中的上  限〔体积%〕  乙炔  1.5  82  氨  15  28  汽油  0.6  8  天然气  4.5  13.5  一氧化碳  12.5  75  甲烷  5  15  石油  0.7  5  丙烷  2.1  9.5  二硫化碳  1  60  氢气  4  75.6
    一般来说,爆炸范围越大,当然处理该材料的危险性就越大。乙炔几乎在任何浓度都会爆炸(来自Flensburg-Tarup Volunteer Fire Department的“火教育”的主页)。
    用于冲洗或抽吸所述清洗管线8并因此用于转移和收集来自流体管线的渗透物的装置优选为与清洗管线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。该部分真空源例如可以是抽吸泵(或汽车发动机的空气吸入系统)。例如,压力泵或压缩气体瓶可用作过压源。如果在汽车中使用该塑料中空型材,为了捕获渗透物蒸汽,清洗管线8的进口10可与吸收单元14(例如活性碳过滤器)连接,该吸收单元至少暂时地解脱(bypass)和/或缓冲位于清洗管线8的出口11处的抽吸单元15,例如通向发动机的吸收系统的再生管线(尤其是在发动机关闭期间),。
    对于塑料中空型材的清洗管线8优选通过与部分真空连接来持续抽吸和/或使用液体和/或气体来持续冲洗。因此,在该简单的管线中运输的流体可以是表1中所示的流体等,但是还可以运送热油和其它燃料或柴油或其它燃料。选自汽油、柴油、乙醇、甲醇、甲烷和氢气的流体能量载体是优选的。在动力车中,可以提供其它的装置,例如泵、通风设备等用于将发动机关闭时存在于清洗管线中的气体和/或蒸汽移出。
    图5是本发明的第二实施方式的管线系统的流动管线和返回管线的剖面图。这是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(这里为流动管线2和返回管线3),各个管线具有独立的进口10和出口11。这些流体管线2和3被第一管线壁12所包围,并且在管线系统1的部分A的上方彼此紧密地一起延伸。两个流体管线2和3在其整个长度上至少被第一管线壁12彼此分开。这两个流体管线2,3被中间壁(intermediate wall)21所包住。该剖面图示出了所述管线系统至少在部分A的上方实施为塑料中空型材并包括位于所述中间壁21周围的清洗管线8。该清洗管线8被第二管线壁13所包围并包括一个或多个(这里为四个)清洗室8”、8、8””、8”,这些清洗室彼此至少部分被支撑网7所分开。这些清洗室的全部几乎包围着流体管线2、3。在返回管线3的区域和清洗管线8的区域有4个支撑网7,尽管该实施例中这样,可以提供更多或更少的支撑网,但各条管线至少两个支撑网7。如果(如图5A所示)第一管线壁12与支撑网7分开,可以得到柔韧性更高的塑料中空型材,用于热塑形成或装饰汽车。对于强度提高的全部为线形中空型材(例如通向或来自槽设备的管线),相比之下,所述塑料中空型材优选以一体式(in one piece)来生产(参见图5B)。
    图6是本发明的第三实施方式的管线系统的流动管线、返回管线和通风管线的剖面图。与图5相比,这里的通风管线4共中心布置,即与两个流体管线同轴一起形成具有第一管线壁12的圆形型材。这些流体管线为流动管线2和返回管线3,并被支撑网7所分开。包含四个管线室4”、4、4””、4”的通风管线4位于这些流体管线2和3的周围并使用中间壁21限定。管线系统1的所有流体管线2、3、4,在部分A的上方实施为塑料中空型材,所述流体管线包括清洗管线8,管线系统1的所有流体管线2、3、4几乎被清洗管线8和/或清洗室8”、8、8””、8”所包围,这些清洗室彼此被支撑网7所分开。如图6所示,第一管线壁12可与支撑网7部分地分开。从而可以得到具有更大柔韧性的塑料中空型材,用于热塑形成或装饰汽车。然而,在水平轴附近的塑料中空型材的柔韧性被支撑网7所限制,这里所示支撑网7是垂直的。为了使垂直轴具有柔韧性或柔韧性提高,位于中间壁21上的水平支撑网(holding web)优选与第一管线壁12和第二管线壁13分开(参见图6A)?;蛘?,所示水平支撑网7可以仅与特别邻近的外壁连接(参见图6B),具有同样的结果。对于强度提高的全部为线形的中空型材(例如通向或来自槽设备的管线),相比之下,所述塑料中空型材优选以一体式来生产。
    图7是本发明的第四实施方式的管线系统的多个流动管线、返回管线和通风管线的剖面图。与图6相比,在这里两个主要的(central)流体管线,流动管线2和返回管线3被分开,这样出现了四个主要的流体管线2、2”、3、3”和包围它们的环形流体管线4,所述环形流体管线4具有管线室4”、4、4””、4”。中间壁21将流体管线2,2’,和3,3’与流体管线4分开。管线系统1的所有流体管线2、3、4,至少在部分A的上方实施为一体式塑料中空型材,所述流体管线包括清洗管线8,管线系统1的所有流体管线2、3、4几乎被清洗管线8和/或其清洗室8”、8、8””、8”所包围,这些清洗室彼此被支撑网7所分开。支撑网7,在所有边与邻近的壁连接,使塑料中空型材具有良好的稳定性。如果该塑料中空型材具有严重偏离直线(straight line)的预定最后形状,支撑网7可造在远离特别邻近的壁的地方(参见图6),这样原来为线型挤出的中空型材可以通过热压成型再加热而被弯成一定形状?;蛘?,该塑料中空型材可以挤出为一体或吹塑成一体和/或继续吹塑和/或继续挤出并在第一固化前放在模中,在模中冷却成最后的形状。
    图8是本发明的第五实施方式的管线系统的流动管线、返回管线和通风管线的剖面图。与图3-6相比,其中流体管线2、3、4至少部分共轴地通向周围的清洗管线8,这里两个主要的流体管线2、3彼此平行相邻分布。通风管线4,被支撑网7分成四个管线室4”、4、4””、4”,包围这些流体管线2、3。中间壁21使流体管线2、3与流体管线4分开。管线系统1的所有流体管线2、3、4,至少在部分A的上方实施为一体式的塑料中空型材,所述流体管线包括清洗管线8,管线系统1的所有流体管线2、3、4几乎被清洗管线8和/或其清洗室8”、8、8””、8”所包围,这些清洗室彼此被支撑网7所分开。支撑网7,在所有边与邻近的壁连接,使塑料中空型材具有良好的稳定性。
    如果该塑料中空型材具有严重偏离直线(straight line)的预定最后形状,或者支撑网7可造在远离特别邻近的壁的地方(参见图9),这样原来为线型挤出的中空型材可以在再加热后(例如使用水蒸气,使用电感或使用由插入到空腔(cavity)中的金属纤维等制成的柔韧性加热芯)被弯成一定形状(热塑成型),在模中被加热然后固化(用冷却水冷却)?;蛘?,该塑料中空型材可以挤出为一体或吹塑成一体并在第一固化前放在模中,在模中冷却成最后的形状。
    图9是本发明的第六实施方式的管线系统的流动管线、返回管线和通风管线的剖面图。与图8相比,其中流体管线2、3彼此紧密贴合,在该情况下,两个主要的流体管线2、3彼此远离,所有的支撑网各自仅与一个接近的壁相连。
    示出的流体管线2、3、4,包括第一和第二管线壁12、13以及塑料中空型材的支撑网7,流体管线2、3、4优选由同样的单层聚合物材料实施。该简单的构造使用混合挤出(coextrusion)或吹塑(尤其是3-D吹塑)和/或继续吹塑和/或继续挤出,可用低成本生产塑料中空型材。
    再次要注意的是,本发明的塑料中空型材的外壁还可以至少部分折皱的方式实施,例如如果出于弯曲柔韧性的原因,需要这样的话。清洗管线8可具有至少一个附加的阻隔层19(参见,例如图4),所述阻隔层优选位于第二管线壁13的内表面上,还可通过混合挤压被引入到塑料中空型材中。清洗管线8还可具有至少一个附加的吸收层20(参见,例如图4),它包括填入的活性碳或混合挤压的聚乙烯?;蛘?,流体管线——尤其是用于内燃机的燃料管线系统的通风管线4——可具有附加的吸收层20(参见,例如图9),它包括填入或以另外的方式(例如嵌入到塑料中空型材中的网状纺织材料)引入相应空腔的活性碳或混合挤压的聚乙烯。尽管有图4和9中的示范性示例,但是如果需要的话,清洗管线8或流体管线4的一个或多个管线室可具有吸收层20。
    适合生产塑料中空型材的聚合物材料至少是耐流体管线2、3、4中运送的相关流体的?;诰迷蚩悸?,可以选择在一定程度会渗透流体的聚合物材料来生产塑料中空型材。然而在第二种情况下,条件是持续用部分真空抽吸和/或用液体和/或气体冲洗塑料中空型材的清洗管线8??稍谑屎系牟痘裰嫫?trapping container),例如活性碳贮存器(也参见图3)中捕获所述的抽吸气体和/或冲洗气体,或者,例如吸收系统吸收的烃蒸汽可以直接在发动机中作为燃料燃烧。由于存在蒸汽或气体压力,该气体无需额外的冲洗就可移动到活性碳过滤器,和/或当发动机关闭时,汽车的槽罐(tank bladder)中情况也是如此。因此本发明的塑料中空型材特别适用于具有高蒸气压和对塑料具有高渗透性的流体。因此,含有挥发性组分的对环境有害的、有毒或可燃流体可以无害地在本发明的塑料中空型材中运输。
    欧洲专利EP 0 264 102中公开的方法中,首先挤出包括流体管线的长方形(oblong)内部塑料管(pipe),所述方法也适合用于生产例如本发明的塑料中空型材。然后将该内部管连续提供给具有横向主模具(transverse main matrix)的挤出成型机,使用该模具在该内部管的周围连续挤出具有至少两个支撑网的长方形外部塑料管,所述支撑网纵向伸展并以恒定的高度径向向内延伸。在下游的校准模具(calibration matrix)单元,外部管在仍旧柔软的状态连在一起,直到外部管支撑网的自由端与内部管的外周围表面融合(melt)(参见图4B、5B、7和8)。如果通过加热进一步软化所述内部管,可以在外部管融合的同时得到用于某装置例如汽车的塑料中空型材的最后形状。以这种方式生产的塑料中空型材优选包括共中心地(concentrically)位于清洗管线内的流体管线,所述外部管的外径可为3-20毫米,壁厚为0.1-2毫米。所述内部管的外径优选为外部管外径的02-0.9倍,壁厚为0.05-2毫米。所述支撑网的优选厚度为0.1-1.5毫米。该方法特别适用于生产图2-5所示的塑料中空型材;在这种情况下,通常较佳地在挤出的塑料中空型材中施加另一个气囊(envelope),这样对于图2所示的塑料中空型材,需要两步工序(如欧洲专利EP 0 264 102中所描述),图3-5所示的塑料中空型材,需要三步工序。如果在挤出后仅仅将部分外部管连在一起或根本不连,则支撑网仍旧仅与一个邻近的壁相连且仍旧与其它邻近的壁分开(参见图4A、5A、6A、6B和9)。
    具体地,基于聚酰胺的模塑料(molding compound)适合作为生产本发明的塑料中空型材的聚合物材料。在这种情况下,优选的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。
    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的聚酰胺模塑料还特别适用于生产塑料中空型材。在该情况下,脂族聚酰胺的比例优选大于50重量%,脂族碳原子与脂族聚酰胺中酰胺化合物的数目比为8∶1-12∶1。此外,当所提供的部分芳族聚酰胺不足(in shortage)时,部分芳族聚酰胺优选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。
    为了使静电荷(产生于所运输的流体的表面摩擦过程中)导出塑料中空型材,例如,塑料中空型材优选实施为导电性的(抗静电)且电连接到地电势(groundpotential)9。所述导电性优选用本身已知的方式通过向模塑料中加入导电性填料来产生,导电性填料例如碳黑、碳纤维、石墨纤维、石墨颗粒、碳纳米管、金属粉末或金属纤维(尤其是钢纤维)。钢纤维额外为所述塑料中空型材提供了提高的热导性。
    用于聚酰胺模塑料的本身已知的其它添加剂包括层状的硅酸盐(页硅酸盐)形式的填料,除了改善的机械性能外,它为由此产生的纳米复合物提供提高的阻挡挥发性材料渗透的性能。在这种情况下生产的材料是具有部分结晶聚酰胺和矿物填料的模塑料,所述矿物填料优选具有平均粒径为最大100纳米的极其微小的颗粒。因为在合成的氟云母中,片状脱落的(exfoliated)层状硅酸盐也可具有1000纳米的纵向长度,该尺寸的规格(specification)至少与一个尺寸相关。术语聚酰胺要理解为包括均聚酰胺、共聚酰胺和均聚酰胺和/或共聚酰胺的混合物。特别优选具有脂族聚酰胺和页硅酸盐的聚酰胺纳米复合物。在这种情况下,优选所述的均聚酰胺PA 6、PA 66、PA 46还有PA 11和PA 12?;蛘?,由含有无定形聚酰胺组分的部分结晶聚酰胺构成的混合物也是可以用的。根据本发明制造的所有聚酰胺纳米复合物中都存在部分结晶聚酰胺组分,然而,这一变量的优选实施例为由部分结晶PA 66和无定形PA 6I/6T构成的混合物,该混合物来自EMS-Chemie AG(CH-7013 Domat/Ems),商标为GRIVORYGV(增强的玻璃纤维)。
    优选使用有机改性的页硅酸盐,尤其优选那些三层型(2∶1)的页硅酸盐,其中聚酰胺模塑料含有最多10重量%的页硅酸盐。所述三层型(2∶1)的页硅酸盐(层状的硅酸盐)包括云母(例如白云母、钠云母、phologopite、黑云母、lepidolith、珍珠云母)、smektite(高岭土、锂蒙脱石)和蛭石,特别优选高岭土。这些页硅酸盐优选以有机改性的形式使用,这样它们可以片状脱落的形式分散在聚酰胺基质中并发挥它们作为纳米复合物的最大效果。
    流体管线2、3、4和清洗管线8优选在其进口10或出口11处具有管线端点(lineend)16,这些端点各自与连接系统(connection system)18的连接元件17相连。该连接被密封(seal)到所传送的流体上并且可以通过焊接,例如通过对接焊、旋转焊接、摩擦焊接、振动焊接、激光焊接或、感应焊接,通过粘合和/或堵塞(plugging)进行生产?;蛘?,具体的连接元件17可以通过挤压涂覆成型在流体管线2、3、4和清洗管线8的管线端点16上。
    特别优选欧洲专利说明书EP 0 635 670中所述的实施为快速连接系统的塞子的连接元件17。该连接元件17优选实施为导电的(抗静电)。
    或者,任意实施方式的一个或多个(例如两个完全相反的)管线室3”、3、3””、3”可用作方向上分开和/或功能分开的流体管线。因此,例如在图3中,每次两个管线室3”、3””可用作返回管线3,每次两个管线室3、3”可用作通风管线4??梢栽诠芟呤?”、3、3””、3”中的一个内或在清洗管线内传输冷却水。
    在本发明的塑料中空型材中,尤其是一体式的,可以以任意的排列提供任意数目的流体管线,并具有任意的流动方向,只要塑料中空型材中包括清洗管线8,所述清洗管线8被第二管线壁13所围绕,并包括一个或多个被支撑网7彼此分开的清洗室8”、8,所述支撑网的全部至少基本包围着所述流体管线2、3、4。
    在不同附图中的附图编号表明各种情况中相同或相应的元件,即使这些元件并没有在说明书中明确解释,也是如此。
    图4-9中的元件可在本发明的范围内任意地彼此交换。具体地,取决于塑料中空型材所需的空间柔韧性,支撑网7可在某一点连到一个邻近的壁上或两个邻近的壁上。取决于所需的使塑料中空型材变形的能力,可以这样的方式设置另外的吸收层20,使其在特定方向较少地阻碍中空型材的弯曲。然而,这些支撑网7和/或吸收层20还可用于塑料中空型材的其它的三维稳定化。

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