一種催化轉化器纖維載體殼固定結構的製作方法

2023-10-06 10:26:04

專利名稱：一種催化轉化器纖維載體殼固定結構的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種催化轉化器纖維載體殼固定結構，屬於尾氣後處理技術領域，可用於DOC、POC、DPF和SCR等各種催化轉化器。
背景技術：
柴油機具有功率大、壽命長、動力性好等諸多優點，特別是CO2排放量非常低，在煉化過程也比汽油節能，因此，已經廣泛應用於各類車型上。但是柴油機也存在氮氧化物和顆粒排放嚴重的問題。當前，傳統汽車的排放達標的技術手段，人們仍然做著廣泛研究。發達國家對控制城市機動車排放的研究很重視，在60年代頒布了排放標準和法規，1974 1975年間美國、日本相繼使用了催化轉化器，並達到實用階段，各國建立了一系列完整的技術與管理相配套的制度，有效的減少了尾氣排放，還帶動了環保產業發展。我國對柴油車尾氣處理技術的研究工作處於剛剛起步階段，隨著排放法規促進柴油機排放控制技術的發展與進步，我國的催化轉化技術也逐漸增強，並且已經有很多應用的實例，達到很好的效果。後處理載體是構成車用後處理平臺的關鍵因素，截止到目前為止，在後處理載體方面絕大多數是進口的陶瓷載體，這種陶瓷載體的機械強度稍差，不太適應於中國的實際情況；同樣，一些特殊結構的成熟的金屬載體也是被國外的技術和專利壟斷，成為制約中國後處理產業發展的關鍵因素。因此，如何獲得低成本和高性能的後處理載體是推進該領域技術進步的核心內容。根據車用後處理器的使用工況，以及對載體的綜合技術要求，金屬燒結氈、金屬蜂窩、金屬泡沫、金屬絲網、金屬纖維和無機纖維也是載體材料的不錯的選項。後處理所用的陶瓷載體，通常都是採用專用的金屬陶瓷的3M襯墊「包括」住載體，並把載體和殼體封裝固定在一起，滿足車輛的冷態和熱態的抗振動要求，但是，一方面材料的成本較高，另一方面封裝必須採用機器人生產線，影響產品的競爭力。而上述所用的金屬載體單元，在封裝時就不適合使用這種金屬陶瓷的3M襯墊。這裡，並不是說金屬材質的載體的封裝就沒有一點問題，相反，要滿足車輛的冷態和熱態的抗振動要求也必須採取多種技術措施；例如，可以把柱狀的金屬材質的載體整體在真空釺焊爐內進行釺焊處理，此工藝，雖然能很好的解決載體單元的強度問題，但是，設備成本和生產工藝的成本高昂，也完全不符合低碳節能環保的綠色工藝過程的特點；也可以把柱狀的金屬材質的載體兩端加裝支撐結構，也可以在柱狀的金屬材質的載體之間『橫穿加強筋』等等，這些措施都改變了載體的最基本的氣流場的分布均勻性，結果是「局部受力不均」，在通過GB或HJ振動試驗時產生位移等形式的損害。在中國專利信息平臺，以「後處理載體封裝」、「後處理殼體封裝」和「殼體封裝」進行檢索，申請號為CN201010522911. 2的「一種尾氣淨化用金屬載體及其加工方法」的專利是卷繞而成的波片和平片通過耐高溫的黏膠連接的方法；申請號為CN200510024944. 3的「汽車尾氣淨化器催化劑金屬載體及其製備方法」的專利是泡沫金屬的結構；申請號為CN200910262284. O的「尾氣淨化器用金屬載體」的專利是一種多層交替疊合的U型平板及U型波形板構成；申請號為CN200910177855. O的「一種耐高溫的金屬載體」的專利是外殼內壁塗布鎳基釺焊粉及粘結劑進行高溫焊接製作金屬載體；申請號為CN201110048031. O的「一種用於固定源尾氣脫硝的蜂窩狀金屬絲網催化劑及製備」的專利是蜂窩狀金屬載體的催化劑的製備；申請號為CN98125354. 7的「催化劑用金屬載體」的專利是具有一個呈圓筒形並含有多個沿軸線方向延伸的通氣孔的蜂窩狀結構體；申請號為CN200710010359. 7的「一種具有氧化鋁塗層的蜂窩狀金屬絲網載體及其製備方法」的專利是將多個平板狀和多個瓦楞狀金屬絲網加工製成帶有塗層的蜂窩狀金屬絲網載體；申請號為CN200720088652. O的「機動車三元催化淨化器金屬載體的波紋帶及其金屬載體」的專利是由多層波紋帶與平板帶的疊合層卷制焊接成的蜂窩狀柱體；申請號為CN201020206068. 2的「孔網式催化轉化器」的專利是由孔網式金屬載體是由多條金屬波紋網帶交叉重疊或由多條金屬波紋網帶與金屬平板網帶交叉重疊組成；申請號為CN201020532458. 9的「一種摩託車的尾氣淨化金屬載體」的專利是多個呈直通孔狀結構的過濾孔，過濾孔內間隔設置有若干起阻流作用的徑向波紋的蜂窩載體；分析認為上述專利於本發明沒有近似性。
發明內容本實用新型提供了一種催化轉化器纖維載體殼固定結構，其使用不鏽鋼絲穿過一個或多個突出載體，將纖維載體和殼體固定在一起，既阻止了載體的變形，又防止了載體的旋轉；其設計巧妙、結構簡單，便於批量生產。本實用新型的技術方案是這樣實現的一種催化轉化器纖維載體殼固定結構，由殼體，纖維載體，不鏽鋼絲，載體擋板；其特徵在於殼體上均勻分布有通孔；載體擋板設在載體的左右兩端並分別與殼體焊接固定在一起，纖維載體從殼體上的通孔中突出形成突出載體；不鏽鋼絲穿過一個突出載體，也可以穿過多個突出載體；其不鏽鋼絲穿入的方向平行於箱體軸線、垂直於箱體軸線或 與軸線成一定角度。所述殼體截面直徑為D1，長度為L2 ;通孔直徑為D2，尺寸範圍為20mm ^ D2 ^ 60mm ;左右兩側的載體擋板向中心距離為dl的長度內不設通孔，dl的取值範圍為50mm ^ dl ^ 200mm ;最外側的通孔邊緣與殼體邊緣距離d2。所述不鏽鋼絲直徑D3為0. 5mm彡D3彡3mm ;不鏽鋼絲長度L3。所述的不鏽鋼絲平行於箱體軸線插入時L3為D2〈L3 ( L2,不鏽鋼絲垂直於箱體軸線方向插入時L3為D2〈L3 ( 3. 2D I ;軸線方向上兩個通孔之間距離LI為D2〈L1 ( 1/5L2 ；殼體圓周方向上一圈分布的通孔數目為4 < n < 30。所述穿過突出載體的不鏽鋼絲可以採取氬弧焊或者電阻焊的方式將其焊接在殼體上，也可以直接擔在殼體上。所述的殼體、不鏽鋼絲、載體擋板為SUS304不鏽鋼材料。所述的纖維載體為金屬纖維、無機纖維的一圓柱體。本實用新型的積極效果是使用不鏽鋼絲穿過一個或多個突出載體，將纖維載體和殼體固定在一起，既阻止了載體的變形，又防止了載體的旋轉；其設計巧妙、結構簡單，便於批量生產；可以用於DOC、POC、DPF和SCR等各種催化轉化器。
圖1本實用新型實施例1中載體側面視圖。圖2本實用新型實施例1中載體的局部剖視圖。圖3本實用新型實施例2中載體側面視圖。圖4本實用新型實施例2中載體的局部剖視圖。
具體實施方式
下面通過實施例對本實用新型進一步描述，實施例為進一步闡明本實用新型的特點，不等同於限制本實用新型，對於本領域的技術人員依照本實用新型進行的更改，均應含在本實用新型的保護範圍之內。實施例1如圖1和圖2所示，一種催化轉化器纖維載體殼固定結構，由殼體1、纖維載體3、不鏽鋼絲5、載體擋板6組成；其特徵在於殼體I上均勻分布有通孔2 ;載體擋板設在載體的左右兩端並分別與殼體焊接固定在一起，纖維載體3從殼體上的通孔中突出形成突出載體4 ;5_不鏽鋼絲穿過一個突出載體，也可以穿過多個突出載體；其不鏽鋼絲5穿入的方向平行於箱體軸線、垂直於箱體軸線或與軸線成一定角度。
·[0026]所述殼體I截面直徑為D1，長度為L2 ;通孔2直徑為D2，尺寸範圍為20mm ^ D2 ^ 60mm ;左右兩側的載體擋板向中心距離為dl的長度內不設通孔，dl的取值範圍為50mm ^ dl ^ 200mm ;最外側的通孔邊緣與殼體邊緣距離d2。所述不鏽鋼絲5直徑D3為0. 5mm彡D3彡3mm ;不鏽鋼絲長度L3。所述的不鏽鋼絲平行於箱體軸線插入時L3為D2〈L3 ( L2,不鏽鋼絲垂直於箱體軸線方向插入時L3為D2〈L3 ( 3. 2D I ;軸線方向上兩個通孔之間距離LI為D2〈L1 ( 1/5L2 ；殼體圓周方向上一圈分布的通孔數目為4 < n < 30。所述穿過突出載體的不鏽鋼絲可以採取氬弧焊或者電阻焊的方式將其焊接在殼體上，也可以直接擔在殼體上。所述的殼體1、不鏽鋼絲5、載體擋板6為SUS304不鏽鋼材料。所述的纖維載體3為金屬纖維、無機纖維的一圓柱體。殼體I的材料是1. 2mm厚的SUS304不鏽鋼板，長160cm，寬100cm，從距離長邊d2=20cm的位置開始打一列n=10個平均分布的直徑D2=4cm的通孔2，寬度方向上每隔Ll=7. 5cm再打一列直徑D2的通孔，共打9列；將不鏽鋼板沿長度方向捲成截面直徑Dl=50cm,長度L2=100cm的圓筒狀殼體；取厚度5mm、寬度80cm、絲徑0. 8mm的SUS304不鏽鋼纖維氈，沿長度方向將其卷繞成直徑49cm的不鏽鋼纖維載體；不鏽鋼絲5絲徑D3=l. 5mm,長度L3=9cm ;殼體I上兩個載體擋板6之間沒有通孔的長度dl=10cm。在載體製作過程中，首先將纖維載體3塞入殼體I的中心位置，將左右擋板插入殼體之中，壓緊纖維載體3後將載體擋板6與殼體I焊接在一起。使用鐵鉤將纖維載體3從通孔2中勾出一部分，形成突出載體4，使用不鏽鋼絲5沿著垂直於載體軸向的方向穿過突出載體4，不鏽鋼絲兩端擔在通孔兩側，將載體與殼體固定在一起，依此方法將所有通孔中的突出載體4都用不鏽鋼絲5固定，便得到催化轉化器纖維載體殼固定結構。該結構將纖維載體和殼體固定在一起，既阻止了載體的變形，又防止了載體的旋轉。該結構設計巧妙、結構簡單，便於批量生產。如圖3、4所示，殼體I的材料是Imm厚的SUS304不鏽鋼板，長190cm，寬150cm，從距離長邊d2=25cm的位置開始打一列n=10個平均分布的直徑D2=5cm的通孔2，寬度方向上每隔Ll=12. 5cm再打一列直徑D2的通孔，共打9列；將不鏽鋼板沿長度方向捲成截面直徑Dl=60cm,長度L2=150cm的圓筒狀殼體；取厚度4臟、寬度130cm、絲徑0. 6mm的SUS304不鏽鋼絲網，沿長度方向將其卷繞成直徑59cm的不鏽鋼纖維載體；不鏽鋼絲5絲徑D3=lmm，長度L3=21cm ;殼體I上兩個載體擋板6之間沒有通孔的長度dl=15cm。在載體製作過程中，首先將纖維載體3塞入殼體I的中心位置，將左右擋板插入殼體之中，壓緊纖維載體3後將載體擋板6與殼體I焊接在一起。使用鐵鉤將纖維載體3從通孔2中勾出一部分，形成突出載體4，使用5-不鏽鋼絲沿著載體軸向穿過三個突出載體4，不鏽鋼絲兩端用氬弧焊焊接在殼體之上，將載體與殼體固定在一起，依此方法將所有通孔中的突出載體4都用不鏽鋼絲5固定，便得到催化轉化器纖維載體殼固定結構。
權利要求1.一種催化轉化器纖維載體殼固定結構，由殼體，纖維載體，不鏽鋼絲，載體擋板；其特徵在於殼體上均勻分布有通孔；載體擋板設在載體的左右兩端並分別與殼體焊接固定在一起，纖維載體從殼體上的通孔中突出形成突出載體；不鏽鋼絲穿過一個突出載體，也可以穿過多個突出載體；其不鏽鋼絲穿入的方向平行於箱體軸線、垂直於箱體軸線或與軸線成一定角度。
2.根據權利要求1所述的一種催化轉化器纖維載體殼固定結構，其特徵在於所述殼體截面直徑為Dl，長度為L2 ;通孔直徑為D2，尺寸範圍為20mm≤D2 ≤ 60mm ;左右兩側的載體擋板向中心距離為dl的長度內不設通孔，dl的取值範圍為50mm ≤dl ≤ 200mm ;最外側的通孔邊緣與殼體邊緣距離d2。
3.根據權利要求1所述的一種催化轉化器纖維載體殼固定結構，其特徵在於所述不鏽鋼絲直徑D3為0. 5mm≤D3≤3mm ;不鏽鋼絲長度L3。
4.根據權利要求1所述的一種催化轉化器纖維載體殼固定結構，其特徵在於所述的不鏽鋼絲平行於箱體軸線插入時L3為D2<L3 ≤ L2，不鏽鋼絲垂直於箱體軸線方向插入時L3為D2〈L3 ≤ 3. 2D I ;軸線方向上兩個通孔之間距離LI為D2〈L1 ≤ 1/5L2 ;殼體圓周方向上一圈分布的通孔數目為4≤n≤30。
5.根據權利要求1所述的一種催化轉化器纖維載體殼固定結構，其特徵在於所述穿過突出載體的不鏽鋼絲可以採取氬弧焊或者電阻焊的方式將其焊接在殼體上，也可以直接擔在殼體上。
6.根據權利要求1所述的一種催化轉化器纖維載體殼固定結構，其特徵在於所述的殼體、不鏽鋼絲、載體擋板為SUS304不鏽鋼材料。
7.根據權利要求1所述的一種催化轉化器纖維載體殼固定結構，其特徵在於纖維載體為金屬纖維、無機纖維的圓柱體。
專利摘要本實用新型涉及一種催化轉化器纖維載體殼固定結構，由殼體，纖維載體，不鏽鋼絲，載體擋板；其特徵在於殼體上均勻分布有通孔；載體擋板設在載體的左右兩端並分別與殼體焊接固定在一起，纖維載體從殼體上的通孔中突出形成突出載體；不鏽鋼絲穿過一個突出載體，也可以穿過多個突出載體；其不鏽鋼絲穿入的方向平行於箱體軸線、垂直於箱體軸線或與軸線成一定角度。其既阻止了載體的變形，又防止了載體的旋轉。結構設計巧妙、結構簡單，便於批量生產。
文檔編號F01N3/28GK202900384SQ20122058247
公開日2013年4月24日 申請日期2012年11月7日 優先權日2012年11月7日
發明者張克金, 楊光偉, 崔龍, 陳慧明, 姜濤, 王丹, 米新豔, 魏曉川, 張苡銘, 劉國軍 申請人:中國第一汽車股份有限公司