CN106605047B - 用于污染控制元件的安装垫 - Google Patents

用于污染控制元件的安装垫 Download PDF

Info

Publication number
CN106605047B
CN106605047B CN201580046978.4A CN201580046978A CN106605047B CN 106605047 B CN106605047 B CN 106605047B CN 201580046978 A CN201580046978 A CN 201580046978A CN 106605047 B CN106605047 B CN 106605047B
Authority
CN
China
Prior art keywords
substrate
mounting
control element
pollution control
substrates
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CN201580046978.4A
Other languages
English (en)
Other versions
CN106605047A (zh
Inventor
克里斯托夫·罗沙兹
尼科·杰弗斯
克劳斯·米登多夫
乌尔里奇·E·孔泽
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
3M Innovative Properties Co
Original Assignee
3M Innovative Properties Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 3M Innovative Properties Co filed Critical 3M Innovative Properties Co
Publication of CN106605047A publication Critical patent/CN106605047A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN106605047B publication Critical patent/CN106605047B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
    • F01N3/24—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by constructional aspects of converting apparatus
    • F01N3/28—Construction of catalytic reactors
    • F01N3/2839—Arrangements for mounting catalyst support in housing, e.g. with means for compensating thermal expansion or vibration
    • F01N3/2853—Arrangements for mounting catalyst support in housing, e.g. with means for compensating thermal expansion or vibration using mats or gaskets between catalyst body and housing
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
    • F01N3/24—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by constructional aspects of converting apparatus
    • F01N3/28—Construction of catalytic reactors
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
    • F01N3/24—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by constructional aspects of converting apparatus
    • F01N3/28—Construction of catalytic reactors
    • F01N3/2839—Arrangements for mounting catalyst support in housing, e.g. with means for compensating thermal expansion or vibration
    • F01N3/2842—Arrangements for mounting catalyst support in housing, e.g. with means for compensating thermal expansion or vibration specially adapted for monolithic supports, e.g. of honeycomb type
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D46/00—Filters or filtering processes specially modified for separating dispersed particles from gases or vapours
    • B01D46/24—Particle separators, e.g. dust precipitators, using rigid hollow filter bodies
    • B01D46/2403—Particle separators, e.g. dust precipitators, using rigid hollow filter bodies characterised by the physical shape or structure of the filtering element
    • B01D46/2418—Honeycomb filters
    • B01D46/2422—Mounting of the body within a housing
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/02—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust
    • F01N3/021—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/02—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust
    • F01N3/021—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters
    • F01N3/0211—Arrangements for mounting filtering elements in housing, e.g. with means for compensating thermal expansion or vibration
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D39/00—Filtering material for liquid or gaseous fluids
    • B01D39/14—Other self-supporting filtering material ; Other filtering material
    • B01D39/20—Other self-supporting filtering material ; Other filtering material of inorganic material, e.g. asbestos paper, metallic filtering material of non-woven wires
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D39/00—Filtering material for liquid or gaseous fluids
    • B01D39/14—Other self-supporting filtering material ; Other filtering material
    • B01D39/20—Other self-supporting filtering material ; Other filtering material of inorganic material, e.g. asbestos paper, metallic filtering material of non-woven wires
    • B01D39/2068—Other inorganic materials, e.g. ceramics
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D46/00—Filters or filtering processes specially modified for separating dispersed particles from gases or vapours
    • B01D46/24—Particle separators, e.g. dust precipitators, using rigid hollow filter bodies
    • B01D46/2403—Particle separators, e.g. dust precipitators, using rigid hollow filter bodies characterised by the physical shape or structure of the filtering element
    • B01D46/2418—Honeycomb filters
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B38/00—Porous mortars, concrete, artificial stone or ceramic ware; Preparation thereof
    • C04B38/0006—Honeycomb structures
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B38/00—Porous mortars, concrete, artificial stone or ceramic ware; Preparation thereof
    • C04B38/0006—Honeycomb structures
    • C04B38/0016—Honeycomb structures assembled from subunits
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2350/00—Arrangements for fitting catalyst support or particle filter element in the housing
    • F01N2350/02—Fitting ceramic monoliths in a metallic housing
    • F01N2350/04—Fitting ceramic monoliths in a metallic housing with means compensating thermal expansion
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Geometry (AREA)
  • Exhaust Gas After Treatment (AREA)

Abstract

本发明公开了用于保持污染控制元件或化学反应器(10)的基板(2)的安装垫(4)，所述污染控制元件或化学反应器(10)包括不止一个基板(2)，其中所述基板(2)包括正面(2f)、背面(2r)和在所述正面(2f)与所述背面(2r)之间延伸的至少三个平坦的侧面(4)，并且其中所述安装垫(4)的形状被形成为使得其至少部分地覆盖由两个平坦的侧面(4)包封的边缘(5)。

Description

用于污染控制元件的安装垫
技术领域
本发明涉及用于保持污染控制元件或化学反应器的陶瓷基板的安装垫，该污染控制元件或化学反应器包括不止一个基板。本发明还涉及包括此类安装垫的污染控制元件或化学反应器，并且本发明涉及使用此类安装垫组装污染控制元件或化学反应器的方法。
背景技术
污染控制装置可用在例如机动车辆、船或其它引擎例如固定式工业引擎上，以控制大气污染。此类装置可包括催化转化器及柴油机颗粒过滤器或捕集器。催化转化器通常包含支撑催化剂(例如，催化剂载体或元件)的陶瓷单片结构。柴油颗粒过滤器或捕集器通常为壁流式过滤器，其具有通常由多孔晶体陶瓷材料(即，过滤元件)制成的蜂窝状单片结构。这些装置中的每一个通常具有金属外壳(通常为不锈钢)，其中包含一个污染控制元件或若干污染控制元件。包括陶瓷纤维的垫通常用于安装和保护外壳内的污染控制元件。涂覆有催化剂的陶瓷单片结构也可用在化学反应器中，特别是用在针对气相中的反应的流通式反应器中。
US 2001/0030355 A1公开了催化转化器筒，该催化转化器筒包括多个正方形、矩形或其它平坦的侧面涂覆有催化剂的基板，其每个基板都具有由可压缩垫材料覆盖的其平坦侧面中的每一个。这些多个垫覆盖的基板或模块被布置到封闭在金属壳内的多个模块阵列中，其中每个模块优选地通过金属片间隔件与相邻模块分离。除垫和金属间隔件之外，还可预知拐角组件助件，该助件可以作为金属间隔件留在适当位置。
DE 30 46 921 A1公开了催化转化器，其包括多个具有矩形横截面的侧面平坦的基板。为了将基板保持在适当位置，提供了定位在基板的两端上的刚性L形保持元件。保持元件提供垂直于相应保持元件延伸的附加的保持边缘。
WO2012084609A1公开了利用多个陶瓷基板作为催化剂载体的化学反应器。
鉴于上述现有技术，仍然需要一种安装垫，该安装垫能够构造更简单的污染控制元件或化学反应器，并且提供用于组装污染控制元件或化学反应器的简化方法。仍然还需要一种更简单的污染控制元件或化学反应器本身。
发明内容
本发明提供了用于保持污染控制元件或化学反应器的基板的安装垫。污染控制元件或化学反应器包括不止一个基板，其中基板包括正面、背面和在正面与背面之间延伸的至少三个平坦的侧面，并且其中安装垫的形状被形成为使得其至少部分地覆盖由两个平坦的侧面(封闭边缘)包封的边缘。
在本发明的意义上，封闭边缘是由在预组装阶段通过安装垫覆盖的两个平坦的侧面包封的边缘。在本发明的意义上，相邻边缘是由在预组装阶段安装垫覆盖的平坦的侧面和未被安装垫覆盖的平坦的侧面包封的边缘。预组装的阶段是指当安装垫已经被附接到基板但是具有安装垫的基板还未被集成到外壳中的阶段。
根据本发明的污染控制元件可以是用于例如机动车辆、船或其它引擎中的元件，所述引擎诸如用于例如燃气轮机的固定式工业引擎，以控制大气污染。污染控制元件的示例可包括催化转化器和柴油颗粒过滤器。其它示例可以是选择性的催化还原元件或包括基板例如陶瓷基板的化学反应器。根据本发明的化学反应器是用于进行化学反应的系统。如果这些化学反应需要催化剂，可以在携带用于反应的催化剂的化学反应器内部使用陶瓷基板。
污染控制元件通常包括基板。化学反应器也可以包括基板。催化转化器例如包括流通式基板，例如陶瓷流通式基板。柴油颗粒过滤器通常包括壁流式过滤器，其具有例如由多孔晶体陶瓷材料制成的蜂窝状单片结构。
尤其是当污染控制元件或化学反应器包括不止一个基板时，与仅具有一个基板的系统相比，保持和密封功能变得更复杂，因为保持和密封的确不仅需要在污染控制元件或化学反应器的基板和外壳之间执行，还需要在两个基板之间执行。
本发明涉及包括正面、背面和在正面与背面之间延伸的至少三个平坦的侧面的基板。在大多数情况下，基板包括四个平坦的侧面。但是本发明不限于具有四个侧面的那些实施方案。正面和背面是基板的以基本上垂直于基板内部的气体流取向的那些面。换句话讲，它们面向进入基板的气体流或者它们面向离开基板的气体流。侧面以基本上平行于基板内部的气体流取向，并且它们可以基本上垂直于正面和背面取向。本发明不限于上述基板。也可能的是，侧面以不垂直于正面和/或背面的角度取向。还可能的是，正面和背面相对于基板内部的气体流以不是90°的角度取向。
根据本发明，侧面在几何意义上基本上是平坦的或平面的。这意味着两个平坦的侧面包封边缘，其中封闭的边缘被限定为连接两个平坦的侧面的大致线性的线。可能的原因是，由于制造原因，封闭的边缘包括沿线性方向延伸的略微圆形的形状。侧面可具有任何合适的形状，诸如矩形或正方形。
根据本发明，安装垫的形状被形成为使得其至少部分地覆盖由两个平坦的侧面包封的边缘。代替具有用于每个平坦的侧面的安装垫，安装垫的形状被形成为使得它们可以覆盖不止一个这样的安装垫：仅有一个平坦的侧面。这可以减少一个污染控制元件或化学反应器所需的安装垫的数量。如果需要较少的安装垫，则还需要用于组装污染控制元件或化学反应器的较少的步骤。这节省了制备过程中的时间和成本。覆盖封闭边缘至少部分地意味着安装垫能够从正面延伸到背面，并且覆盖整个封闭边缘。也可能的是，安装垫仅部分地在正面和背面之间延伸。例如，可能的是，安装垫不完全延伸直到侧面和正/背面之间的边缘。此类构造有助于在组装阶段(外壳内部的基板)安装垫不膨胀出外壳。另一种可能性是不止一个，例如两个安装垫彼此平行地布置，每个垫部分地覆盖封闭边缘。
根据本发明的一个方面，安装垫是包括无机纤维的非织造安装垫。一般来讲，可以使用所有通常已知的安装垫，这些安装垫是柔性的且耐热，并且能够将污染控制元件或化学反应器的基板保持在适当位置，并且能够密封基板周围的区域以隔离基板。通常已知的安装垫包括陶瓷和/或玻璃纤维。安装垫可以是膨胀垫或非膨胀垫。如果它们是膨胀垫，它们还可包括发泡剂，如蛭石或石墨。为了压缩安装垫，可以使用粘结剂和/或它们可以通过机械工艺诸如针刺进行压缩。
根据本发明的另一方面，基板是陶瓷基板。任何已知的陶瓷基板可用于本发明。根据基板的应用，它可以例如提供流通特性或壁流特性。它们可包括涂覆在基板上或集成到基板中的催化剂。
如果污染控制元件是催化剂载体，则基板可以是涂覆有催化剂的陶瓷基板，或者包含类似充当颗粒(如五氧化二钒)的催化剂的陶瓷基板。在这种情况下，陶瓷基板可以例如包含具有五氧化二钒和氧化钨的二氧化钛。如果污染控制元件是柴油颗粒过滤器，则基板可包括碳化硅、钛酸铝或堇青石。如果基板是蜂窝状催化剂，它可包含氧化钛、氧化钨和五氧化二钒。基板所需的机械强度可通过添加例如玻璃纤维来实现。
根据本发明的基板可包括在正面和背面之间延伸的四个平坦的侧面，并且基板可具有正方形横截面。四个平坦的侧面均可具有相同的形状。它们可以是矩形或正方形。还可能的是，四个平坦的侧面中的至少两个具有相同的形状。
安装垫的形状可被形成为使得其至少部分地覆盖两个平坦的侧面(两侧包裹的基板)，并且至少部分地覆盖由基板的两个平坦的侧面包封的边缘(封闭边缘)。所有可能的构造旨在要求其中安装垫至少部分地覆盖两个平坦的侧面，并且至少部分地覆盖两个平坦的侧面之间的边缘。安装垫可以例如沿着两个平坦的侧面的整个宽度从封闭边缘延伸直到每个相邻边缘，并且沿着基板的整个长度从正面朝向背面延伸。另一个选项是根据本发明的安装垫沿着基板的整个长度延伸到介于两个平坦的侧面(封闭边缘)之间的边缘上方，但是仅覆盖基板的宽度的部分，并且在两个平坦的侧面内，例如从封闭边缘朝向平坦的侧面的中间。还可能的是，一个侧面被完全覆盖，并且另一个侧面被部分地覆盖。
安装垫的形状可被形成为使得其至少部分地覆盖三个平坦的侧面(三侧包裹的基板)，并且至少部分地覆盖由基板的两个相应平坦的侧面包封的两个边缘(封闭边缘)。所有可能的构造旨在要求其中安装垫至少部分地覆盖三个平坦的侧面，并且至少部分地覆盖两个相应平坦的侧面之间的两个边缘。安装垫可以例如沿着三个平坦的侧面的整个宽度从封闭边缘延伸到相邻边缘，并且沿着基板的整个长度从正面朝向背面延伸。另一个选项是根据本发明的安装垫沿着基板的整个长度延伸到介于三个平坦的侧面(封闭边缘)之间的两个边缘上方，但是仅覆盖两个外部平坦的侧面的部分。也可能的是，平坦的侧面中的一个或两个被完全覆盖，并且剩余的侧面被部分地覆盖。
根据本发明的另一个实施方案，安装垫可覆盖整个两个或三个平坦的侧面(两侧包裹或三侧包裹的基板)，这些侧面包封边缘直到基板的相邻边缘。整个平坦的侧面意味着安装垫基本上在平坦的侧面的整个表面上方从正面延伸到背面，并且从封闭边缘延伸到相邻边缘。因此，垫可以恰好从正面延伸到背面，并且从两个平坦的侧面之间的一个边缘延伸到两个平坦的侧面之间的另一个边缘。如上文已经指出，还可以在正面和背面的每个边缘处留下间距，以便避免垫在外壳中与基板组装时垫被挤出。
两侧包裹的基板和三侧包裹的基板可在污染控制元件或化学反应器的制备过程中用作预组装的部件。利用这些预组装的部件，可以组装所有类型的不同污染控制构造，例如，以不同的方式成行布置基板。为此，仅需要最小量的不同部件：a)基板；b)形状被形成为使得其至少部分地覆盖两个平坦的侧面、并且至少部分地覆盖它们之间的边缘的安装垫；以及c)形状被形成为使得其至少部分地覆盖三个平坦的侧面、并且至少部分地覆盖两个相应平坦的侧面之间的两个边缘的安装垫。所需的不同部件的数量的减少降低了整个制备过程的复杂性。它减少了工艺步骤的数量并降低了在组装过程期间处理部件的复杂性。由于潜在的操作员错误的风险也有所降低，因此所有这些事实降低了过程的成本，并且使得过程更可靠。
还可能的是，安装垫仅在邻近边缘之前延伸直到限定的宽度或距离。此间距或接收部分(其中基板的平坦的侧面未被安装垫覆盖)可以例如用作污染控制元件或化学反应器的安装垫或相邻基板的一部分的接收部分。
安装垫还能够在相邻边缘之上延伸，并且在组装时被放置在上述接收部分中的适当位置。在相邻边缘之上延伸的安装垫的部分可用于另外的密封目的。
本发明还涉及包括不止一个基板的污染控制元件或化学反应器以及如上所述的安装垫。
根据本发明的一个实施方案，污染控制元件或化学反应器可包括被布置成两行(每行两个基板)的四个基板。根据本发明的另一个实施方案，污染控制元件或化学反应器可包括被布置成三行(每行三个基板)的九个陶瓷基板。这两种构造是污染控制系统中常用的基板构造。对于这些构造，下面是计算所需数量的预组装部件(两侧包裹和三侧包裹的基板)的方式。
如果存在两侧包裹的基板和三侧包裹的基板的预组装部件，则以下是计算所需的两侧包裹和三侧包裹基板的数量的方式：当z是一行中的基板数量和行数时；当x是三侧包裹的基板的数量时以及当y是两侧包裹的基板的数量时，x等于2乘以z，并且y等于(z–2)乘以z。
所有其它构造也是可能的，诸如一行中的u个基板和v行基板。当v>2时，两侧包裹基板和三侧包裹基板的数目可如下计算：当x是三侧包裹基板的数目时，以及当y是两侧包裹基板的数目时，x等于u+v，并且y等于u乘以v-x。
本发明还可包括仅具有一行基板的系统。本发明还可包括具有用一个垫完全包裹(例如，四侧包裹)的至少一个基板的系统。并且本发明还可包括具有完全不被安装垫包裹的至少一个基板的系统。
本发明还涉及用于组装污染控制元件或化学反应器的方法，该污染控制元件或化学反应器包括不止一个基板，该方法包括以下步骤：
a)提供不止一个基板，其中基板包括正面、背面和在正面与背面之间延伸的至少三个平坦的侧面；
b)提供根据前述任一实施方案所述的安装垫；
c)围绕基板包裹垫，使得其至少部分地覆盖由基板的两个平坦的侧面包封的边缘并且将其紧固；
d)每当需要基板来组装污染控制元件或化学反应器时，重复步骤c)；
e)将包裹的基板彼此相邻地放置，使得所有基板的平坦的侧壁紧邻安装垫放置，以及
f)将基板放置在外壳内。
安装垫的紧固可以例如使用粘合剂来实现。可以在组装污染控制元件或化学反应器时施用粘合剂。粘合剂可例如在组装污染控制元件或化学反应器时以液体粘合剂的形式施用。粘合剂也可以胶带例如双面胶带的形式施用。胶带可包括衬件。因此，可以将具有胶带和衬件的垫作为用于组装污染控制元件或化学反应器的部件。
可使用用于将基板放置在外壳内的所有典型方法，例如填充、将基板放置到外壳中并且围绕基板封闭外壳，之后焊接外壳等。
附图说明
现在将参考以下示例了本发明具体实施方案的附图来更详细地描述本发明：
图1是根据本发明的污染控制元件或化学反应器的前视图；
图2是根据本发明的污染控制元件或化学反应器的透视图；
图3示意性地示出污染控制元件或化学反应器的预组装部件，其包括基板和安装垫，该安装垫的形状被形成为使得其覆盖三个平坦的侧面以及由两个相应侧面包封的边缘；
图4示意性地示出污染控制元件或化学反应器的预组装部件，其包括基板和安装垫，该安装垫的形状被形成为使得其覆盖两个平坦的侧面以及由两个相应侧面包封的边缘；
图5是污染控制元件或化学反应器的预组装部件的另一个实施方案，其包括基板和安装垫，该安装垫的形状被形成为使得其覆盖三个平坦的侧面以及由两个相应侧面包封的边缘；
图6是污染控制元件或化学反应器的预组装部件的另一个实施方案，其包括基板和安装垫，该安装垫的形状被形成为使得其覆盖两个平坦的侧面以及由两个相应侧面包封的边缘；
图7示意性地示出四个预组装部件，该组件被取向成使得其放置在外壳中以便构建污染控制元件或化学反应器；
图8A、图8B和图8C示意性地示出用于组装污染控制元件或化学反应器的方法的步骤；
图9示意性地示出九个预组装部件，该组件被取向成使得其被放置在外壳中以便构建根据本发明所述具有安装垫的污染控制元件或化学反应器；
图10示意性地示出九个不同的预组装部件，该组件被取向成使得其被放置在外壳中以便构建根据本发明所述具有安装垫的污染控制元件或化学反应器；
图11示意性地示出图3的具有附加密封元件的四个预组装部件；
图12示意性地示出预组装部件的附加实施方案，该组件被取向成使得其被放置在外壳中以便构建根据本发明所述具有安装垫的污染控制元件或化学反应器；
图13示意性地示出预组装部件的另一个实施方案，该组件被取向成使得其被放置在外壳中以便构建根据本发明所述具有安装垫的污染控制元件或化学反应器，并且
图14示意性地示出预组装部件的另一个实施方案，该组件被取向成使得其被放置在外壳中以便构建根据本发明所述具有安装垫的污染控制元件或化学反应器。
本发明的各种实施方案在本文下面有所描述并在附图中示出，其中类似的元件具有相同的附图标记。
具体实施方式
图1示出具有由根据本发明的安装垫3包裹的四个基板2的污染控制元件或化学反应器10。图2是具有它们的安装垫的四个基板2在位于图1的污染控制元件或化学反应器10中时的三维视图。基板包括正面2f、背面2r和四个侧面4(在本文中，其覆盖有安装垫)。参考以下附图，将解释基板2如何采用根据本发明的安装垫被包裹，以及污染控制元件或化学反应器10如何被组装。
图3示意性地示出如在图1中所示的污染控制元件或化学反应器中使用的污染控制元件或化学反应器10的预组装部件1。预组装部件1包括基板2和安装垫3。在图3中，它们以剖视图示出。基板2包括正方形横截面。它还包括正面和背面(如图2所示)以及四个平坦的侧面4。安装垫3的形状被形成为使得其完全覆盖三个平坦的侧面4以及由两个相应的侧面4包封的边缘5(封闭边缘)。基板2的第四个平坦的侧面4未被安装垫覆盖。安装垫3在基板的整个长度上从正面到背面覆盖基板2。可以在正面处和在背面处留出一点空间，以便在组装污染控制元件或化学反应器时防止安装垫3从外壳中挤出。
图4示意性地示出如图1所示的污染控制元件或化学反应器10的预组装部件1，其与图3中所示污染控制元件或化学反应器的不同之处在于，安装垫3仅覆盖基板2的两个平坦的侧面4而不是三个。另外两个平坦的侧面4未被安装垫3覆盖。
图5和图6示意性地示出图3和图4的预组装部件1。图5和图6的预组装部件1与图3和图4中所示的那些的不同之处在于，安装垫4在一端处包括突出部8，其中安装垫4使基板的边缘突出。突出部可用于密封基板组件，如将参考图11和图12更详细地描述。
图7示意性地示出图3的四个预组装部件1，该部件被取向成使得其被放置在外壳中以便构建污染控制元件或化学反应器10。左上部件1a(三侧包裹的部件)包括一个未被安装垫3覆盖的平坦的侧面4a。该平坦的侧面4a指向附图的右侧。所有其它侧面用安装垫3a覆盖。右上部件1b包括一个未被安装垫3覆盖的平坦的侧面4b。该平坦的侧面4b指向附图的底部。所有其它侧面用安装垫3b覆盖。左下部件1c包括一个未被安装垫3覆盖的平坦的侧面4c。该平坦的侧面4c指向附图的顶部。所有其它侧面用安装垫3c覆盖。右下部件1d包括未被安装垫3覆盖的平坦的侧面4d。该平坦的侧面4d指向附图的左侧。所有其它侧面用安装垫3d覆盖。所述布置确保四个基板2a、2b、2c、2d的所有侧面在组装阶段被安装垫3覆盖。所述布置的益处是污染控制元件或化学反应器可以由四个相同的预组装部件1a、1b、1c、1d构成。因此，组装过程非常简单，从而节省成本。所述布置的另一个益处是，由于部件数量的减少和工艺步骤的减少，该过程复杂性较小，因此操作员的潜在错误能够被避免。与根据现有技术的污染控制元件或化学反应器相比，需要较少的用于安装垫的材料，因为每个平坦的侧壁仅覆盖有一层安装垫材料。不需要附加的保持或分离装置。
图8A、图8B和图8C示意性地示出组装根据本发明的污染控制元件或化学反应器10的一种方法。污染控制元件或化学反应器10包括不止一个基板。作为第一步骤，提供基板2，其中基板包括正面、背面和在正面与背面之间延伸的四个平坦的侧面4。在图8A、图8B和图8C中，仅示出了基板2的横截面。因此，在该图中仅示出了正面。如已经参照图3所描述，基板2由安装垫3包裹。安装垫的形状被形成为使得它覆盖基板2(三侧包裹)的两个相应的平坦侧面4之间的三个平坦的侧面4以及两个边缘。安装垫3通过适当的方式，例如通过粘合剂固定在基板2处。重复上述步骤四次，直到四个基板2被安装垫3包裹在基板2的三个平坦的侧面4上。每个基板2提供一个未被安装垫3覆盖的平坦的侧面4。代替使用四个相同的预组装部件，也可以使用如图7中所示的三个相同部件以及如图5中所示的具有突出部8的一个预组装部件，以密封可能发生的中间的开口。
作为用于组装污染控制元件或化学反应器的方法的下一步骤，预组装的部件(包裹的基板)彼此相邻地放置，使得所有基板的平坦的侧壁紧邻安装垫放置，或者安装垫3的一部分被固定到该特定基板或相邻基板的安装垫的一部分。已经参考图7描述了这样做的一种可能性。
最后，所有具有围绕其包裹的安装垫3的基板2被放置在适当的外壳6的内部。可以使用用于将基板2放置在外壳6中的所有通常已知的方法将基板放置在外壳内，诸如填充、装罐、围绕基板封闭外壳，例如通过焊接对其进行紧固。
图9示意性地示出九个预组装部件，该部件被取向成使得其被放置在外壳中以便构建根据本发明所述具有安装垫3的污染控制元件或化学反应器。图9的组件以图7中所示的组件开始，四个预组装部件各自包括三侧包裹的基板2，并且已经参考图7以及图8A、图8B和图8C进行了描述。除四个三侧包裹的基板2之外，图9的组件还包括三个两侧包裹的基板2”和两个三侧包裹的基板2”’。同样，基板被布置成使得每个平坦的侧壁被安装垫3的至少一部分覆盖，安装垫3的一部分被固定到该特定基板或相邻基板的安装垫的一部分。从左到右，上面一行首先包括三侧包裹的基板2”’，然后是两个两侧包裹的基板2”；第二行包括三个三侧包裹的基板，并且第三行首先包括两侧包裹的基板2”，然后是两个三侧包裹的基板2”’。两侧包裹的基板和三侧包裹的基板的排列方式可以不同，但是两侧包裹和三侧包裹的基板的数量保持不变。
以下是当污染控制元件或化学反应器的行数与在一行中具有的基板数相同时(正方形组件)，计算所需的两侧包裹和三层包裹的基板数量的方法：
当z是一行中的基板数量和行数时；当x是三侧包裹的基板的数量时以及当y是两侧包裹的基板的数量时，x等于2乘以z，并且y等于(z–2)乘以z。
对于图9所示的组件，这意味着：
z＝3，因此
x＝2×3＝6(三侧包裹的基板2”’)并且
y＝(3-2)×3＝3(两侧包裹的基板2”)。
对于不是正方形的构造，并且如果行数大于2，可以使用以下公式来计算两侧包裹和三侧包裹的基板的数量：
u是一行中基板的数量
v是行数
x是三侧包裹基板的数量
y是两侧包裹基板的数量
x＝u+v并且
y＝u×v－x。
对于图13所示的组件，这意味着：
u＝4并且
v＝3，因此
x＝4+3＝7(三侧包裹的基板2”’)并且
y＝4×3－7＝5(两侧包裹的基板2”)。
图10示意性地示出具有九个不同的预组装部件的组件的另一个实施方案，该部件被取向成使得其被放置在外壳中以便构建根据本发明所述具有安装垫的污染控制元件或化学反应器。在该实施方案中，仅使用一种预组装部件，即三侧包裹的基板2”’以及不具有安装垫3的一个基板2。未被安装垫3包裹的基板2被放置在中间。三侧包裹的基板2”’定位在不具有安装垫3的基板2周围。三侧包裹的基板2”’被取向成使得未被安装垫4覆盖的相应的平坦的侧面4面向相邻的三侧包裹基板2”’。借此，所有基板2,2”’的所有平坦的侧面被安装垫4的至少一部分覆盖。
根据基板的偏差和安装垫的形状，可能的是，在将包裹的基板彼此相邻地放置之后，存在需要密封的基板/安装垫之间的一个或多个空间。用于此类空间的可能区域可以是其中四个包裹的基板或预组装部件彼此接触的区域。为了密封该空间，可以使用密封材料的附加件，例如从卷材中缩小InteramTM带。该材料可以例如从卷材切割成正确的长度/宽度，以充分地密封该空间。使用附加材料用于密封目的的优点是，例如在中心处可被完全填充和密封。
代替使用密封材料的单独件，可使用如图5和图6所示的预组装部件，其中安装垫4在一端(延伸部8)处延伸基板。这在图11组装前和图12组装后示出。
图14还示出了预组装部件的另一个实施方案，该部件被取向成使得其被放置在外壳中以便构建根据本发明所述具有安装垫的污染控制元件或化学反应器。污染控制元件或化学反应器包括以四个为一行的基板。所有四个基板均为三侧包裹的基板。未被安装垫覆盖的右侧上的基板侧面可以例如被安装垫覆盖，该安装垫的形状被形成为仅覆盖一个侧面。它还可以用作右侧上的基板而不是在所有四个侧面上用安装垫覆盖的三侧包裹的基板。

Claims (10)

1.用于安装污染控制元件(10)的安装垫系统，所述污染控制元件包括四个基板(2)，其中每个基板包括正面(2f)、背面(2r)和在所述正面与所述背面之间延伸的至少三个平坦的侧面(4)，其中只有一个安装垫(3)定位在任意两个基板(2)之间，并且为每个基板提供一个安装垫(3)；其特征在于，每个安装垫(3)的形状被形成为使得其至少部分地覆盖所述平坦的侧面(4)中的三个，并且至少部分地覆盖由对应的基板的两个相应的平坦的侧面包封的两个边缘(5)。
2.根据权利要求1所述的安装垫系统，其中所述安装垫(3)是包括无机纤维的非织造安装垫。
3.根据权利要求1所述的安装垫系统，其中每个基板(2)是陶瓷基板。
4.根据权利要求1所述的安装垫系统，其中每个基板(2)包括在所述正面(2f)与所述背面(2r)之间延伸的四个平坦的侧面(4)，并且其中每个基板包括正方形横截面。
5.根据权利要求1所述的安装垫系统，其中所述安装垫(3)覆盖整个三个平坦的所述侧面(4)，这些侧面包封边缘(5)直到所述基板的相邻边缘(5)。
6.根据权利要求5所述的安装垫系统，其中所述安装垫(3)能够在所述基板(2)的所述相邻边缘(5)之上延伸。
7.污染控制元件，包括：两个或多个基板(2)，以及为每个基板提供根据前述权利要求中任一项所述的安装垫系统。
8.根据权利要求7所述的污染控制元件，其中所述污染控制元件(10)包括被布置成两行的四个基板(2)，每行有两个基板。
9.根据权利要求7所述的污染控制元件，其中一行中的基板(2)的数量与行数相同。
10.组装污染控制元件的方法，所述污染控制元件包括不止一个基板，所述方法包括以下步骤：
a)提供不止一个基板，其中所述基板包括正面、背面和在所述正面与所述背面之间延伸的至少三个平坦的侧面；
b)提供根据权利要求1至6中任一项所述的安装垫系统；
c)将每个安装垫围绕与其对应的基板进行包裹，使得其至少部分地覆盖三个平坦的侧面，并且至少部分地覆盖由对应的基板的两个平坦的所述侧面包封的两个边缘并且将其紧固；
d)每当需要基板来组装所述污染控制元件时，重复步骤c)；
e)将所述包裹的基板彼此相邻地放置，使得所有基板的平坦的侧壁紧邻安装垫放置，以及
f)将所述基板放置在外壳内。
CN201580046978.4A 2014-09-04 2015-09-02 用于污染控制元件的安装垫 Expired - Fee Related CN106605047B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP14183508.2A EP2993323B1 (en) 2014-09-04 2014-09-04 Mounting mat for a pollution control element or a chemical reactor
EP14183508.2 2014-09-04
PCT/US2015/048062 WO2016036802A1 (en) 2014-09-04 2015-09-02 Mounting mat for a pollution control element or a chemical reactor

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN106605047A CN106605047A (zh) 2017-04-26
CN106605047B true CN106605047B (zh) 2021-03-02

Family

ID=51454613

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201580046978.4A Expired - Fee Related CN106605047B (zh) 2014-09-04 2015-09-02 用于污染控制元件的安装垫

Country Status (7)

Country Link
US (1) US20170226913A1 (zh)
EP (1) EP2993323B1 (zh)
JP (1) JP6686001B2 (zh)
KR (1) KR20170048534A (zh)
CN (1) CN106605047B (zh)
DK (1) DK2993323T3 (zh)
WO (1) WO2016036802A1 (zh)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10024216B2 (en) 2016-12-15 2018-07-17 Caterpillar Inc. Retention system for aftertreatment module
US10036296B1 (en) 2017-03-29 2018-07-31 Caterpillar Inc. Catalyst substrate mounting mat
US10364728B2 (en) 2017-12-12 2019-07-30 Caterpillar Inc. System and method for assembling an exhaust aftertreatment assembly

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0501733A1 (en) * 1991-02-25 1992-09-02 Ngk Insulators, Ltd. Exhaust emission control device
WO2003099420A2 (fr) * 2002-05-29 2003-12-04 Jean-Claude Fayard Dispositif de filtration de gaz d'echappement
CN102421598A (zh) * 2009-03-13 2012-04-18 3M创新有限公司 垫及带垫装置
WO2014125024A1 (de) * 2013-02-14 2014-08-21 Basf Se Verfahren zum einbau von monolithen in einen reaktor zur durchführung von heterogen katalysierten gasphasenreaktionen

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5684621A (en) * 1979-12-13 1981-07-10 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Catalyst packaged to rectangular parallelepiped
US5454845A (en) * 1992-09-25 1995-10-03 Kabushiki Kaisha Toyoda Jidoshokki Seisakusho Heat-resistant filter
US6229200B1 (en) 1998-06-10 2001-05-08 Asat Limited Saw-singulated leadless plastic chip carrier
JP2004204819A (ja) * 2002-12-26 2004-07-22 Three M Innovative Properties Co 触媒担体保持用マット
US8038759B2 (en) * 2005-11-16 2011-10-18 Geoz Technologies, Inc. Fibrous cordierite materials
JP4959499B2 (ja) * 2007-09-28 2012-06-20 イビデン株式会社 マット材、排気ガス処理装置および消音装置
US20110030355A1 (en) * 2009-08-10 2011-02-10 Vconverter Company Catalytic Converter and Process of Manufacture
EP2299074B1 (en) * 2009-09-18 2015-08-12 3M Innovative Properties Company Mounting mat
JP5968334B2 (ja) 2010-12-21 2016-08-10 ビーエーエスエフ ソシエタス・ヨーロピアＢａｓｆ Ｓｅ 自熱式の気相脱水素化を実施するための反応器
CN201902255U (zh) * 2010-12-22 2011-07-20 上海伊索热能技术有限公司 一种汽车催化转化器衬垫
WO2013054793A1 (ja) * 2011-10-11 2013-04-18 日立金属株式会社 セラミックハニカム構造体の製造方法、及びセラミックハニカム構造体

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0501733A1 (en) * 1991-02-25 1992-09-02 Ngk Insulators, Ltd. Exhaust emission control device
WO2003099420A2 (fr) * 2002-05-29 2003-12-04 Jean-Claude Fayard Dispositif de filtration de gaz d'echappement
CN102421598A (zh) * 2009-03-13 2012-04-18 3M创新有限公司 垫及带垫装置
WO2014125024A1 (de) * 2013-02-14 2014-08-21 Basf Se Verfahren zum einbau von monolithen in einen reaktor zur durchführung von heterogen katalysierten gasphasenreaktionen

Also Published As

Publication number Publication date
KR20170048534A (ko) 2017-05-08
JP6686001B2 (ja) 2020-04-22
EP2993323A1 (en) 2016-03-09
CN106605047A (zh) 2017-04-26
EP2993323B1 (en) 2017-07-19
WO2016036802A1 (en) 2016-03-10
US20170226913A1 (en) 2017-08-10
JP2017526859A (ja) 2017-09-14
DK2993323T3 (en) 2017-10-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3567230B1 (en) An element frame for holding monoliths
CN106605047B (zh) 用于污染控制元件的安装垫
EP3111069B1 (en) Catalyst module and method of manufacturing for such a catalyst module
KR102327952B1 (ko) 촉매 모듈, 그러한 촉매 모듈을 위한 수용 유닛 및 그러한 촉매 모듈을 제조하기 위한 방법
CN109931132B (zh) 用于组装排气后处理组件的系统和方法
US10883406B2 (en) Cassette integrated catalyst for flue gas cleaning
EP3111070B1 (en) Catalytic converter apparatus, element box for a catalytic converter apparatus and a kit of parts
US20100139244A1 (en) Self-supporting mount for catalyst carrier body and exhaust system having at least one mount
JP2987999B2 (ja) 内燃機関用触媒担体
US20180223719A1 (en) Housing for aftertreatment systems
JP3454018B2 (ja) メタル触媒担体の構造
RU2774933C2 (ru) Улучшенные рамные элементы для размещения монолитов
JPH06154555A (ja) 脱硝触媒層
KR20220090561A (ko) 모놀리스를 포함하는 요소 프레임 조립체

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20210302

CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee