CN102720571A - 嵌片式尾气后处理用金属载体单元 - Google Patents

Abstract

本发明涉及嵌片式尾气后处理用金属载体单元，其特征在于：采用等长度和等宽度的两块金属丝网或烧结毡滤片A和B，每个长条滤片的长度正好是宽度的N倍；从一端起始，垂直进行相互的叠合，A₁片在上，B₁片在下，起始端的两片A₁和B₁先用电阻焊或点焊焊接在一起；然后，每一张滤片180^o折叠，两张滤片交互垂直折叠，直至另一端A_i和B_i终了；油压机静压，形成手风琴状滤片互相嵌合的组合体；把组合体的A_i和B₁重合，再用电阻焊或点焊把A_i和B₁焊接在一起；采用芯轴和挡圈固定中心和两端；即成嵌片式载体单元；这样，不论进口端或出口端都分布许多个均匀分布的契型缓冲空间，在不降低过滤效果的情况下降低背压，延长更换和维修间隔，因此，作为后处理载体，该产品可以用作DOC、POC、DPF和SCR的载体，具有一定的实际意义和较高的实用价值。

Description

嵌片式尾气后处理用金属载体单元

技术领域

本发明涉及一种嵌片式尾气后处理用金属载体单元，应用于汽车尾气的DOC、SCR、DPF或POC后处理行业。

背景技术

当前，全球面临能源和环境的综合挑战。在传统汽车的排放达标的技术手段选择方面，人们仍然面临不少的难题，例如，如何选择后处理的载体和催化剂等方面。

后处理载体是构成车用后处理平台的关键因素，截止到目前为止，在后处理载体方面绝大多数是进口的陶瓷载体，这种陶瓷载体的机械强度稍差，不太适应于中国的实际情况；同样，一些特殊结构的成熟的金属载体也是被国外的技术和专利垄断，成为制约中国后处理产业发展的关键因素。

因此，如何获得低成本和高性能的后处理载体是推进该领域技术进步的核心内容。

根据车用后处理器的使用工况，以及对载体的综合技术要求，金属蜂窝、金属泡沫、金属丝网、金属纤维和无机纤维也是载体材料的不错的选项。

后处理所用的陶瓷载体，通常都是采用专用的金属陶瓷的3M衬垫‘包括’住载体，并把载体和壳体封装固定在一起，满足车辆的冷态和热态的抗振动要求，但是，一方面材料的成本较高，另一方面封装必须采用机器人生产线，影响产品的竞争力。

而上述所用的金属载体单元，在封装时就不适合使用这种金属陶瓷的3M衬垫。这里，并不是说金属材质的载体的封装就没有一点问题，相反，要满足车辆的冷态和热态的抗振动要求也必须采取多种技术措施；例如，可以把柱状的金属材质的载体整体在真空钎焊炉内进行钎焊处理，此工艺，虽然能很好的解决载体单元的强度问题，但是，设备成本和生产工艺的成本高昂，也完全不符合低碳节能环保的绿色工艺过程的特点；也可以把柱状的金属材质的载体两端加装支撑结构，也可以在柱状的金属材质的载体之间‘横穿加强筋’等等，这些措施都改变了载体的最基本的气流场的分布均匀性，结果是‘局部受力不均’，在通过GB或HJ振动试验时产生位移等形式的损害。

同样，市场上已经有各类金属丝网结构的金属载体出现，但是，对这类样件在规定的500~1000h的台架老化试验中存在不同程度的堵塞问题，实测样件的背压指标检测大于15kpa，最高达到23kpa，背压较高时将导致车辆燃油经济性变差，出现这些堵塞问题的原因归结到底是这类载体的宏观结果和微观结构的优化存在问题，也就是在增加过滤面积（滤床体积）的同时应该优化气流通道；

在中国专利信息平台，以‘后处理载体封装’、‘后处理壳体封装’和‘壳体封装’进行检索，申请(专利)号为CN201010522911.2的‘一种尾气净化用金属载体及其加工方法’的专利是卷绕而成的波片和平片通过耐高温的黏胶连接的方法；申请(专利)号为CN200510024944.3的‘汽车尾气净化器催化剂金属载体及其制备方法’的专利是泡沫金属的结构；申请(专利)号为CN200910262284.0的‘尾气净化器用金属载体’的专利是一种多层交替叠合的U型平板及U型波形板构成；申请(专利)号为CN200910177855.0的‘一种耐高温的金属载体’的专利是外壳内壁涂布镍基钎焊粉及粘结剂进行高温焊接制作金属载体；申请(专利)号为CN201110048031.0的‘一种用于固定源尾气脱硝的蜂窝状金属丝网催化剂及制备’的专利是蜂窝状金属载体的催化剂的制备；申请(专利)号为CN98125354.7的‘催化剂用金属载体’的专利是具有一个呈圆筒形并含有多个沿轴线方向延伸的通气孔的蜂窝状结构体；申请(专利)号为CN200710010359.7的‘一种具有氧化铝涂层的蜂窝状金属丝网载体及其制备方法’的专利是将多个平板状和多个瓦楞状金属丝网加工制成带有涂层的蜂窝状金属丝网载体；申请(专利)号为CN200720088652.0的‘机动车三元催化净化器金属载体的波纹带及其金属载体’的专利是由多层波纹带与平板带的叠合层卷制焊接成的蜂窝状柱体；申请(专利)号为CN201020206068.2的‘孔网式催化转化器’的专利是由孔网式金属载体是由多条金属波纹网带交叉重叠或由多条金属波纹网带与金属平板网带交叉重叠组成；申请(专利)号为CN201020532458.9的‘一种摩托车的尾气净化金属载体’的专利是多个呈直通孔状结构的过滤孔，过滤孔内间隔设置有若干起阻流作用的径向波纹的蜂窝载体；分析认为上述专利于本发明没有近似性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种嵌片式尾气后处理用金属载体单元，其对现有的后处理载体的性能和结构进行了优化，降低了堵塞的风险，增加了振动试验通过的几率，具备实用性和先进性。

本发明的技术方案是这样实现的：一种嵌片式尾气后处理用金属载体单元，其特征在于：采用等长度和等宽度的两块金属丝网或烧结毡滤片长条A和B，每个长条滤片的长度正好是宽度的N倍；从一端起始，垂直叠合，A₁片在下，B₁片在上，起始端的两片A₁和B₁先用电阻焊或点焊焊接在一起；然后，每一张滤片180^o折叠，两张滤片交互垂直折叠，直至另一端A_i和B_i终了；i=10~100；叠制完成后在油压机静压2h，形成手风琴状滤片互相嵌合的组合体；把此手风琴状滤片组合体侧折使A_i 和B₁完全重合，再用电阻焊或点焊把A_i 和B₁焊接在一起；装入采用1.5mm厚度的SUS304不锈钢板作为壳体，采用芯轴和挡圈分别固定中心和两端，氩弧焊接；即成嵌片式载体单元。

本发明的积极效果是通过卷绕前的滤片进行微观结构的优化，发明了2片滤片叠放的‘滤片单元’，在载体宏观规整的前提下，营造围观的不规整，使卷绕后的载体存在丰富的‘契型空间’，增加了气体滤过的面积，减少了被堵塞可能，在使用中具有积极意义。

附图说明

图1滤片A和B的尺寸和折叠示意图。

图2滤片A和B相互折叠示意图。

具体实施方式

下面通过实施例对本发明进一步描述，实施例为进一步阐明本发明的特点，不等同于限制本发明，对于本领域的技术人员依照本发明进行的更改，均应包含在本发明的保护范围之内。

实施例1

取相同的两块长2000mm，宽100mm的0.1mm丝径的SUS304不锈钢的编织网，每块编织网长度上可以分割为20个100mm×100mm正方形，i=20；从一端起始，起始端垂直交叉叠合，A₁片在下，B₁片在上，起始端的两片A₁和B₁先用电阻焊焊接在一起；然后，每一张滤片180^o折叠，两张滤片交互垂直折叠，直至另一端A₂₀和B₂₀折叠重合；叠制完成后在油压机静压2h，得到手风琴状滤片互相嵌合的组合体；把此手风琴状滤片组合体侧折使A₂₀和B₁完全重合，再用点焊把A₂₀ 和B₁焊接在一起，焊点不少于20个；装入采用1.5mm厚度的SUS304不锈钢板材料壳体，壳体直径100mm，长度为110mm；将直径10mm的芯轴插入嵌片式载体单元并在两端套入挡圈，用氩弧焊接分别固定中心和两端，即成嵌片式载体单元。它的有效体积是3.5L。

实施例2

取两张厚度为1.2mm的SUS304不锈钢纤维的烧结毡，长度是8000mm，宽度是200mm，在长度方向可以分为40个200mm×200mm正方形，i=40；从一端起始，起始端垂直交叉叠合，A₁片在下，B₁片在上，起始端的两片A₁和B₁先用点焊焊接在一起，焊点不少于15个；然后，每一张滤片180^o折叠，两张滤片交互垂直折叠，直至另一端A₄₀和B₄₀折叠重合；叠制完成后在油压机静压2h，使边沿规整，形成手风琴状滤片互相嵌合的组合体；把此手风琴状滤片组合体侧折使A₄₀和B₁完全重合，再用电阻焊把A₄₀和B₁焊接在一起，便制得了嵌片式载体单元；使用宽度为220mm，厚度为1.5mm的SUS304不锈钢板制作壳体；将嵌片式载体单元中心插入一根长210mm，直径20mm的芯轴，氩弧焊接之后装入壳体，盖上挡圈分别固定中心和两端，氩弧焊接。因此便制得截面直径420mm，长220mm的载体。

Claims (1)

1.一种嵌片式尾气后处理用金属载体单元，其特征在于：采用等长度和等宽度的两块金属丝网或烧结毡滤片长条A和B，每个长条滤片的长度正好是宽度的N倍；从一端起始，垂直叠合，A₁片在下，B₁片在上，起始端的两片A₁和B₁先用电阻焊或点焊焊接在一起；然后，每一张滤片180^o折叠，两张滤片交互垂直折叠，直至另一端A_i和B_i终了；i=10~100；叠制完成后在油压机静压2h，形成手风琴状滤片互相嵌合的组合体；把此手风琴状滤片组合体侧折使A_i 和B₁完全重合，再用电阻焊或点焊把A_i 和B₁焊接在一起；装入采用1.5mm厚度的SUS304不锈钢板作为壳体，采用芯轴和挡圈分别固定中心和两端，氩弧焊接；即成嵌片式载体单元。

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