CN113181971A - 一种催化剂载体 - Google Patents

Abstract

本发明涉及尾气净化技术领域，且公开了一种催化剂载体，包括金属外壳，所述金属外壳的内部活动安装有第一催化剂载体，所述金属外壳的一端为进气口，且进气口与发动机固定安装，所述金属外壳的另一端为排气口。本发明通过分流装置将催化剂载体分成两部分，分别安装在分流装置的外侧和内侧，同时利用分流装置将废气流分成两股，分别被催化剂载体内部的催化剂净化，两端载体之间互不干涉，能够有效地避免靠近发动机处的催化剂由于过多接触废气，转化强度过大，从而使得使用寿命减短，有效地均匀了催化剂靠近发动机远近处的转化强度，避免单端催化剂转化温度过高失活情况的发生，有效地提高整体催化剂的使用寿命。

Description

一种催化剂载体

技术领域

本发明涉及尾气净化技术领域，具体为一种催化剂载体。

背景技术

三元催化剂是汽车排气系统中最重要的净化装置，它可将汽车尾气排出的CO、HC、NOx等通过氧化和还原反应转化为无害的二氧化碳、水和氮气，当高温的汽车废气经过净化装置时，三元催化剂能够增强CO、HC、NOx等气体的活性，促进氧化还原反应的进行，增加汽车尾气的转化速度。

现有的三元催化剂包括金属外壳以及催化剂载体，三元催化剂的金属外壳一端连接发动机，发动机的内部产生的尾气直接排进三元催化剂，经由催化剂载体的净化后，最后通过排气端将尾气排出，尾气转化时会产生较多的热量，由于靠近发动机的一端接触较多的尾气，其转化强度较大，导致远离发动机的一端接触尾气较少，后期尾气量越来越多，靠近发动机的一端转化强度较大，温度也会越来越高，温度过高可能会使的催化剂失活，同时催化剂内部的转化强度不同，使得催化剂内部各处的使用寿命不同，降低了整体的催化剂的使用寿命。

发明内容

针对背景技术中提出的现有汽车的三元催化剂在使用过程中存在的不足，本发明提供了一种催化剂载体，具备均匀催化剂载体内部的转化强度、提高整体的催化剂使用寿命的优点，解决了上述背景技术中提出的问题。

本发明提供如下技术方案：一种催化剂载体，包括金属外壳，所述金属外壳的内部活动安装有第一催化剂载体，所述金属外壳的一端为进气口，且进气口与发动机固定安装，所述金属外壳的另一端为排气口，且排气口与消音装置安装，所述第一催化剂载体位于金属外壳轴心线中心位置靠近发动机的一侧，所述第一催化剂载体的中心位置活动安装有分流装置，所述分流装置的外壁与第一催化剂载体的内壁紧密贴合，所述分流装置靠近发动机一端固定安装有第一固定圈，所述第一固定圈固定安装在金属外壳的内壁，所述第一催化剂载体与分流装置之间通过第一扰流杆活动安装，所述分流装置靠近金属外壳轴线中心位置的外侧固定安装有第二固定圈，所述第二固定圈与金属外壳的内壁固定安装，所述分流装置的外侧与金属外壳的内壁之间形成空间为隔断腔，所述隔断腔的内部放置有第一催化剂载体，所述分流装置靠近金属外壳排气口端的外侧设置有外管，所述外管与金属外壳的外壁固定安装，所述分流装置靠近排气口的端的内部活动安装有第二催化剂载体，所述第二催化剂载体的外侧中部固定安装有第二扰流杆，所述第二扰流杆贯穿分流装置延伸至外部，所述分流装置靠近金属外壳排气口的一端固定安装有第三固定圈，所述第三固定圈固定安装有金属外壳的内壁，所述分流装置的外壁与外管之间形成的空间为过流腔。

优选的，所述分流装置的纵截面形状为“凸”字形，所述分流装置有长管与短管构成，所述长管的两端开口，所述长管内部设有螺纹，且长管上活动安装有第一扰流杆，所述长管远离第一固定圈的一端外侧固定安装有第二固定圈，所述长管远离第一固定圈的另一端固定安装有短管，所述短管的中部安装有长管，所述短管上活动安装有第二扰流杆，所述短管靠近排气口的另一端固定安装有第三固定圈，所述短管的内部放置有第二催化剂载体。

优选的，所述短管与第二催化剂载体之间形成一条环形空隙，且环形空隙靠近金属外壳排气口的一端被空心圆柱堵住，所述空心圆柱靠近排气口的另一端固定安装有第三固定圈。

优选的，所述外管的内壁设有螺纹。

优选的，所述第二扰流杆包括内环，所述内环为扁平的圆环体，所述内环的一端固定安装在第二催化剂载体的外侧，所述内环贯穿分流装置中的短管侧壁，且内环与短管之间紧密贴合，所述内环的另一端固定安装有外环，所述外环位于过流腔内部，且外环靠近内环的一侧紧密贴合短管，所述外环的轴向长度是内环的轴向长度的两倍，所述外环的另一侧固定安装有扰流片，所述扰流片共设有四个，四个所述扰流片沿着外环的圆心周向均布。

优选的，所述第一扰流杆的结构类似第二扰流杆，所述第一扰流杆的纵截面形状为“T”字形，所述第一扰流杆的一端与第一催化剂载体固定安装，所述第一扰流杆的另一端位于分流装置的内部且与分流装置的侧壁活动安装。

优选的，所述第一固定圈由圆环以及长杆组成，所述圆环与分流装置的一端或外侧壁固定安装，所述圆环的外侧固定安装四根长杆，四根所述长杆沿着圆环的圆心周向均布。

本发明具备以下有益效果：

1、本发明通过分流装置将催化剂载体分成两部分，分别安装在分流装置的外侧和内侧，同时利用分流装置将废气流分成两股，分别被催化剂载体内部的催化剂净化，两端载体之间互不干涉，能够有效地避免靠近发动机处的催化剂由于过多接触废气，转化强度过大，从而使得使用寿命减短，有效地均匀了催化剂靠近发动机远近处的转化强度，避免单端催化剂转化温度过高失活情况的发生，有效地提高整体催化剂的使用寿命。

2、本发明通过在长管以及外管的内部设置螺纹，使得两个扰流分别在废气流以及净化气流的干扰下旋转，带动两个催化剂载体旋转，使得催化剂载体与废气流之间动态接触，使得废气流与催化剂之间充分接触，提高了催化剂的净化效率。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图2为本发明第二扰流杆侧剖结构示意图；

图3为本发明固定圈的侧剖结构示意图。

图中：1、金属外壳；2、第一催化剂载体；3、分流装置；4、第一固定圈；5、第一扰流杆；6、第二固定圈；7、隔断腔；8、外管；9、第二催化剂载体；10、第二扰流杆；101、内环；102、外环；103、扰流片；11、第三固定圈；12、过流腔。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-3，一种催化剂载体，包括金属外壳1，金属外壳1的内部活动安装有第一催化剂载体2，金属外壳1的一端为进气口，且进气口与发动机固定安装，金属外壳1的另一端为排气口，且排气口与消音装置安装本发明无图示，此结构属于现有结构2，与金属外壳1的内壁活动卡接，第一催化剂载体2能够在金属外壳1的内部旋转，但是不能够沿着的金属外壳1的轴线方向移动，第一催化剂载体2位于金属外壳1轴心线中心位置靠近发动机的一侧，第一催化剂载体2的中心位置活动安装有分流装置3，分流装置3的外壁与第一催化剂载体2的内壁紧密贴合，分流装置3靠近发动机一端固定安装有第一固定圈4，第一固定圈4固定安装在金属外壳1的内壁，第一催化剂载体2与分流装置3之间通过第一扰流杆5活动安装，分流装置3靠近金属外壳1轴线中心位置的外侧固定安装有第二固定圈6，第二固定圈6与金属外壳1的内壁固定安装，分流装置3的外侧与金属外壳1的内壁之间形成空间为隔断腔7，隔断腔7的内部放置有第一催化剂载体2，分流装置3靠近金属外壳1排气口端的外侧设置有外管8，外管8与金属外壳1的外壁固定安装，分流装置3靠近排气口的端的内部活动安装有第二催化剂载体9，第二催化剂载体9的外侧中部固定安装有第二扰流杆10，第二扰流杆10贯穿分流装置3延伸至外部，分流装置3靠近金属外壳1排气口的一端固定安装有第三固定圈11，第三固定圈11固定安装有金属外壳1的内壁，分流装置3的外壁与外管8之间形成的空间为过流腔12。

其中，分流装置3的纵截面形状为“凸”字形，分流装置3有长管与短管构成，长管的两端开口，长管内部设有螺纹，且长管上活动安装有第一扰流杆5，长管远离第一固定圈4的一端外侧固定安装有第二固定圈6，长管远离第一固定圈4的另一端固定安装有短管，短管的中部安装有长管，短管上活动安装有第二扰流杆10，短管靠近排气口的另一端固定安装有第三固定圈11，短管的内部放置有第二催化剂载体9，通过分流装置3将热废气以及载体分在两个腔中，使得热废气分成两股分别被两段催化剂净化，避免单股热废气由于分子量过多，使得催化剂靠近发动机的一端转化强度过大，从而影响局部使用寿命，减轻催化剂靠近发动机端的热废气数量，降低该端的催化剂转化强度，提高催化剂整体的使用寿命。

其中，短管与第二催化剂载体9之间形成一条环形空隙，且环形空隙靠近金属外壳1排气口的一端被空心圆柱堵住，空心圆柱靠近排气口的另一端固定安装有第三固定圈11，环形空隙的设置是为了使得从分流装置3处来的第二股废气流能够从第二催化剂载体9的两端进入第二催化剂载体9内部，也能够从第二催化剂载体9的侧面进入到内部，增加热废气与第二催化剂载体9的接触面积，提高转化的速率。

其中，外管8的内壁设有螺纹。

其中，第二扰流杆10包括内环101，内环101为扁平的圆环体，内环101的一端固定安装在第二催化剂载体9的外侧，内环101贯穿分流装置3中的短管侧壁，且内环101与短管之间紧密贴合，内环101的另一端固定安装有外环102，避免未转化的废气通过过流腔12排出，外环102位于过流腔12内部，且外环102靠近内环101的一侧紧密贴合短管，外环102的轴向长度是内环101的轴向长度的两倍，外环102的另一侧固定安装有扰流片103，扰流片103共设有四个，四个扰流片103沿着外环102的圆心周向均布，经过第一催化剂载体2净化的热气流通过隔断腔7后经由过流腔12向排气口流动，在外管8内壁的螺纹引流作用下形成旋转的涡流，扰流片103在涡流旋转力作用下旋转，扰流片103最终带动第二催化剂载体9开始旋转，最终实现第二催化剂载体9与分流装置3处的废气流之间的动态接触，使得废气与催化剂的充分接触，提高催化剂的净化效率。

其中，第一扰流杆5的结构类似第二扰流杆10，第一扰流杆5的纵截面形状为“T”字形，第一扰流杆5的一端与第一催化剂载体2固定安装，第一扰流杆5的另一端位于分流装置3的内部且与分流装置3的侧壁活动安装，当热废气从分流装置3流经时，分流装置3内部的螺纹会带动第一扰流杆5旋转，旋转的第一扰流杆5能够带动第一催化剂载体2转动，从而实现热废气与第一催化剂载体2之间的动态接触。

其中，第一固定圈4由圆环以及长杆组成，圆环与分流装置3的一端或外侧壁固定安装，圆环的外侧固定安装四根长杆，四根长杆沿着圆环的圆心周向均布。

本发明的使用方法如下：

从发动机内部排出的热废气，经过金属外壳1的进气口进入金属外壳1的内部，废气流通过分流装置3上的长管分成两股，一股废气流经过隔断腔7内部的第一催化剂载体2净化，净化后的净化气流通过过流腔12流到排气口，净化的气流经过外管8内部的螺纹时，带动第二扰流杆10旋转，带动第二催化剂载体9旋转，另一股气流通过长管内部流动到短管内部的第二催化剂载体9，被第二催化剂载体9净化，废气流在流动的过程中在分流装置3内部螺纹作用下形成旋转的气流，旋转气流带动第一扰流杆5转动，最终使得第一催化剂载体2旋转，分别通过短管内部的废气流以及过流腔12内部的净化气流带动第一催化剂载体2、第二催化剂载体9旋转，实现第一催化剂载体2、第二催化剂载体9与废气流之间的动态接触，净化的气流通过排气口排到消音装置中。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (7)

1.一种催化剂载体，包括金属外壳(1)，其特征在于：所述金属外壳(1)的内部活动安装有第一催化剂载体(2)，所述金属外壳(1)的一端为进气口，且进气口与发动机固定安装，所述金属外壳(1)的另一端为排气口，且排气口与消音装置安装，所述第一催化剂载体(2)位于金属外壳(1)轴心线中心位置靠近发动机的一侧，所述第一催化剂载体(2)的中心位置活动安装有分流装置(3)，所述分流装置(3)的外壁与第一催化剂载体(2)的内壁紧密贴合，所述分流装置(3)靠近发动机一端固定安装有第一固定圈(4)，所述第一固定圈(4)固定安装在金属外壳(1)的内壁，所述第一催化剂载体(2)与分流装置(3)之间通过第一扰流杆(5)活动安装，所述分流装置(3)靠近金属外壳(1)轴线中心位置的外侧固定安装有第二固定圈(6)，所述第二固定圈(6)与金属外壳(1)的内壁固定安装，所述分流装置(3)的外侧与金属外壳(1)的内壁之间形成空间为隔断腔(7)，所述隔断腔(7)的内部放置有第一催化剂载体(2)，所述分流装置(3)靠近金属外壳(1)排气口端的外侧设置有外管(8)，所述外管(8)与金属外壳(1)的外壁固定安装，所述分流装置(3)靠近排气口的端的内部活动安装有第二催化剂载体(9)，所述第二催化剂载体(9)的外侧中部固定安装有第二扰流杆(10)，所述第二扰流杆(10)贯穿分流装置(3)延伸至外部，所述分流装置(3)靠近金属外壳(1)排气口的一端固定安装有第三固定圈(11)，所述第三固定圈(11)固定安装有金属外壳(1)的内壁，所述分流装置(3)的外壁与外管(8)之间形成的空间为过流腔(12)。

2.根据权利要求1所述的一种催化剂载体，其特征在于：所述分流装置(3)的纵截面形状为“凸”字形，所述分流装置(3)有长管与短管构成，所述长管的两端开口，所述长管内部设有螺纹，且长管上活动安装有第一扰流杆(5)，所述长管远离第一固定圈(4)的一端外侧固定安装有第二固定圈(6)，所述长管远离第一固定圈(4)的另一端固定安装有短管，所述短管的中部安装有长管，所述短管上活动安装有第二扰流杆(10)，所述短管靠近排气口的另一端固定安装有第三固定圈(11)，所述短管的内部放置有第二催化剂载体(9)。

3.根据权利要求2所述的一种催化剂载体，其特征在于：所述短管与第二催化剂载体(9)之间形成一条环形空隙，且环形空隙靠近金属外壳(1)排气口的一端被空心圆柱堵住，所述空心圆柱靠近排气口的另一端固定安装有第三固定圈(11)。

4.根据权利要求1所述的一种催化剂载体，其特征在于：所述外管(8)的内壁设有螺纹。

5.根据权利要求1所述的一种催化剂载体，其特征在于：所述第二扰流杆(10)包括内环(101)，所述内环(101)为扁平的圆环体，所述内环(101)的一端固定安装在第二催化剂载体(9)的外侧，所述内环(101)贯穿分流装置(3)中的短管侧壁，且内环(101)与短管之间紧密贴合，所述内环(101)的另一端固定安装有外环(102)，所述外环(102)位于过流腔(12)内部，且外环(102)靠近内环(101)的一侧紧密贴合短管，所述外环(102)的轴向长度是内环(101)的轴向长度的两倍，所述外环(102)的另一侧固定安装有扰流片(103)，所述扰流片(103)共设有四个，四个所述扰流片(103)沿着外环(102)的圆心周向均布。

6.根据权利要求5所述的一种催化剂载体，其特征在于：所述第一扰流杆(5)的结构类似第二扰流杆(10)，所述第一扰流杆(5)的纵截面形状为“T”字形，所述第一扰流杆(5)的一端与第一催化剂载体(2)固定安装，所述第一扰流杆(5)的另一端位于分流装置(3)的内部且与分流装置(3)的侧壁活动安装。

7.根据权利要求1所述的一种催化剂载体，其特征在于：所述第一固定圈(4)由圆环以及长杆组成，所述圆环与分流装置(3)的一端或外侧壁固定安装，所述圆环的外侧固定安装四根长杆，四根所述长杆沿着圆环的圆心周向均布。

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