CN114643639B - 一种改进拼接效果及快速干燥的碳化硅颗粒捕集器拼装装置 - Google Patents

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Abstract

本发明属于柴油车排气后处理蜂窝陶瓷颗粒捕集器技术领域，具体涉及一种改进拼接效果及快速干燥的碳化硅颗粒捕集器拼装装置。该装置包括：固定设置的下夹板；对应下夹板设置的上压板，用于配合下夹板对拼接单元进行上、下夹持；设置在下夹板左侧的左夹板，其设置有若干进气通孔，并连通有进气管和进气装置；对应左夹板设置在下夹板右侧的右夹板，用于配合左夹板对拼接单元进行左、右夹持，其还设置有若干排气通孔，并连通有出气管；以及注浆机构。本发明可解决碳化硅颗粒捕集器在粘接过程产生的拼接缝隙宽度不一、端面异常堵孔、拼接效率低下、注浆效率低下、拼接缝隙存在孔洞以及拼接单元干燥效率低下等问题，可达到产业化生产的效果。

Description

一种改进拼接效果及快速干燥的碳化硅颗粒捕集器拼装装置
技术领域
本发明属于柴油车排气后处理蜂窝陶瓷颗粒捕集器技术领域，具体涉及一种改进拼接效果及快速干燥的碳化硅颗粒捕集器拼装装置。
背景技术
柴油机是目前产业化应用的各种动力机械中热效率最高、能量利用率最好、最节能的机型。随着柴油机在机动车中所占比例的不断增长，柴油机排放污染问题也日益体现出来，在柴油机的排放成分中，含有的大量的CO、CH、NOx及有害颗粒物(PM)等物质，其中HC、CO是有害气体，过多吸入会导致人死亡，NOx会直接导致光化学烟雾的发生，PM主要成分为碳颗粒，可以深入人体肺部损伤肺内各种通道的自净作用，从而使其他化合物发挥致癌作用。这些碳颗粒上还吸附有很多有机物质包括多环芳烃有不同程度的诱变和致癌作用。这些污染源成为目前城市污染的主要来源。
蜂窝陶瓷载体的高比表面积特性，使催化剂可获得更高的转化效率。蜂窝陶瓷载体已广泛用于柴油车尾气治理领域。根据孔道的结构特点，蜂窝陶瓷载体可分为直通式载体与壁流式载体，其中直通式载体根据其表面涂覆的催化剂种类不同，可分为DOC、SCR与ASC载体，主要用来处理尾气中的有害气体，将其转化为CO2、N2、H2O排入空气内，壁流式载体(即碳颗粒物捕集器DPF)主要用于高效捕集排气中的碳烟颗粒物。
颗粒过滤器的关键除了本身内部孔道结构及微孔分布要求外，材质的选择也是非常的重要，就蜂窝陶瓷滤芯材料而言，堇青石和碳化硅材料是目前最主要的材料，碳化硅材料与堇青石材料比较具有更突出的热稳定性和化学稳定性，在一些工况环境比较恶劣的情况下，能够在更高的碳载情况下适应更高的再生温度而不至于熔融导致结构破坏，失去碳烟颗粒物的拦截功能，越来越受到人们的广泛重视。
碳化硅材质的颗粒捕集器由于材质本身热膨胀系数较高，无法完成大规格一体成型，因此需要将其挤制成约40×40×X(长×宽×高，单位：mm)的正方体，然后采用拼接工艺将其粘合，形成完整的颗粒捕集器，应用于柴油机的尾气后处理系统中。
现有碳化硅拼接技术主要采用手工方式将两个单元体进行粘结成组，组与组之间粘结成块的方式，或者采用单个基体单元逐一粘接累积成块的方式，粘接完成后采用室温自然晾干或者在晾干一定时间后采用高温烘房进行烘干的方式起到拼接单元干燥固定的作用。这样的方式至少存在如下缺点：
1.采用人工进行粘接，由于人为力量控制不一，导致粘接缝隙宽度不一，使产品外观产生不良；
2.粘接物质容易从基体端面流出，影响端面的开孔率，造成二次清理，耽误工时效率，也影响客户端对于产品外观体验；
3.粘接效率低下，严重影响拼接工位的生产效率；
4.由于采用正压注浆，注浆压力大，注浆效率低下；
5.在注浆过程中，缝隙中的空气存在被拼接浆料包裹的现象从而使得拼接浆料产生大量的气孔。
6.粘接后的拼接单元需要一定时间的室温干燥或烘房烘干，干燥固定效率低下，拼接单元流转缓慢，难以实现产线产业化生产的需求；
发明内容
为解决现有技术的不足，本发明提供了一种改进拼接效果及快速干燥的碳化硅颗粒捕集器拼装装置，其用于碳化硅拼接基体拼接成块，可解决粘接过程产生的缝隙宽度不一、端面异常堵孔、拼接效率低下、注浆压力大与注浆效率低下、拼接缝隙存在孔洞以及拼接后拼接单元干燥固定效率低下，难以实现产线产业化生产需求等问题，从而提高产品的拼接效率与拼接质量，达到碳化硅DPF拼接产线产业化生产的效果。
一种改进拼接效果及快速干燥的碳化硅颗粒捕集器拼装装置，包括：
固定设置的下夹板；
对应所述下夹板设置的上压板，用于配合所述下夹板对拼接单元进行上、下夹持；
设置在所述下夹板左侧的左夹板，所述左夹板设置有若干进气通孔，各所述进气通孔的一端分别用于连通拼接单元中对应的拼接基体的一侧端部，各所述进气通孔的另一端分别连通有进气管，所述进气管设置有阀门，并连通有进气装置；
对应所述左夹板设置在所述下夹板右侧的右夹板，用于配合所述左夹板对拼接单元进行左、右夹持，所述右夹板设置有若干排气通孔，各所述排气通孔的一端用于连通拼接单元中对应的拼接基体的另一侧端部，各所述排气通孔的另一端连通有用于连接负压装置的出气管；
以及注浆机构，其具有若干贯穿所述下夹板的注浆孔，用于向经所述下夹板、所述上压板、所述左夹板和所述右夹板密封且共同夹持固定的拼接单元注入粘结浆料。
基于上述技术方案，通过下夹板和上压板可对堆放好的拼接单元进行夹持固定，通过左夹板和右夹板可对堆放好的拼接单元的左、右对齐夹紧，在进行密封的同时可以起到一定程度的夹持固定作用。再进一步的向拼接单元中各拼接基体之间注入粘结浆料，就可以解决粘接过程产生的缝隙宽度不一、端面异常堵孔以及拼接效率低下等问题。
另一方面，由于进气通孔连通的进气管设置有阀门，排气通孔连通有负压装置，可以在关闭阀门的情况下开启负压装置，从而在拼接单元内形成负压，此时粘结浆料便可在拼接单元内部负压与注浆机构正压状态下完成快速注浆，从而有效解决注浆压力大与注浆效率低下的问题；
与此同时，由于拼接单元内部形成负压，没有多余的空气残留，拼接浆料在注浆过程中就不存在包裹拼接缝隙中空气形成气泡的现象，从而有效的解决拼接缝隙存在孔洞的问题。
再一方面，由于进气通孔连通有进气装置，可以在注浆完成后打开阀门以股入气体(该气体可选择常温空气、冷空气或高温气体，优先选择高温气体，其温度≤300℃)。气体会在负压装置的作用下持续进入拼接基体，通过拼接基体的壁面微孔穿壁，并由排气通孔排出，在这个过程中，气体可持续、均匀、快速的风干或烘干拼接所用的粘结浆料，使其快速干燥粘接成型。
具体的，所述下夹板为V字型结构，所述下夹板水平设置，其两侧板之间的夹角为90°。其长度与拼接基体长度一致，其各侧板的宽度为至少覆盖到各接单元之间的间隙。
具体的，所述上压板为倒V字型结构，所述上压板水平设置，其两侧板之间的夹角为90°。其长度与拼接基体长度一致，其各侧板的宽度为至少覆盖到各接单元之间的间隙。
基于上述技术方案，拼接单元堆放于下夹板中，V字型结构的下夹板配合倒V字型结构上压板就可以对拼接单元进行环抱固定。各V字型结构能同时包住拼接单元相邻的两个侧面，两个V字型结构就能够同时包住拼接单元的四个侧面。基于此，通过竖直方向上的上、下相对的夹紧，就可以对堆积成的拼接单元进行夹紧固定，同时，对各拼接基体进行限位固定。
进一步的，所述上压板的上方设置有倒V字型的夹头，所述夹头平行于所述上压板设置，其两个夹臂之间的夹角为90°。
基于上述技术方案，可通过夹头的向下来增强上压板对拼接单元的夹紧作用。
进一步的，在所述夹头的上方竖向设置有伸缩气缸，所述伸缩气缸的伸缩端固定连接所述夹头，所述伸缩气缸的固定端固定设置。
基于上述技术方案，可方便的实现通过夹头来增强上压板对拼接单元的夹紧作用。
进一步的，所述夹头的两个夹臂的末端分别设置有滑轮。
基于上述技术方案，夹头与上压板为点接触，可以适应两者相对角度的变化，同时减少阻力。
具体的，所述左夹板竖直设置；所述右夹板竖直设置。
基于上述技术方案，可以方便的实现拼接单元两侧的夹紧对齐。并且，两侧的侧板能够有效的阻止拼接单元缝隙中的粘结浆料从两侧端面流出，减少人工清理，提高客户对于产品的外观品质要求。
进一步的：
所述左夹板设置有若干进气通孔，各所述进气通孔的另一端分别用于连通拼接单元中对应的拼接基体的一侧端部；
所述右夹板设置有若干排气通孔，各所述排气通孔用于连通拼接单元中对应的拼接基体的另一侧端部。
基于上述方案，拼接基体的两端分别与进气通孔和排气通孔连通，由于进气端阀门关闭，出气端开启负压装置，拼接单元内部快速形成负压系统，此时打开粘结浆料供给开关，在粘结浆料受到外部挤压与后端负压而填充时，拼接单元内部因无滞留空气而不存在粘接浆料包裹空气形成气泡或气孔的现象，确保粘结浆料的填充饱满。
具体的，进气通孔或排气通孔的尺寸均设置为略小于拼接基体端面。基于此，可以避免过小导致填充时气流阻力大，或过大导致破坏侧面密封效果的问题。
进一步的，所述左夹板固定连接有左夹紧气缸的伸缩端，左夹紧气缸的固定端固定设置；所述右夹板固定连接有右夹紧气缸的伸缩端，右夹紧气缸的固定端固定设置；所述左夹紧气缸和所述右夹紧气缸相对设置。
基于上述技术方案，可以方便的实现通过夹紧气缸对夹板进行夹紧。
具体的，所述改进拼接效果及快速干燥的碳化硅颗粒捕集器拼装装置还设置有固定底座。
基于上述技术方案，固定底座可用于固定下夹板、左夹紧气缸、右夹紧气缸、固定伸缩气缸用的支架等需要固定住的结构。
优选的：
所述下夹板的内表面设置有耐高温的弹性材料层或软质材料层；
所述上压板的内表面设置有耐高温的弹性材料层或软质材料层；
所述左夹板的内表面设置有耐高温的弹性材料层或软质材料层；
所述右夹板的内表面设置有耐高温的弹性材料层或软质材料层。
基于上述技术方案，可以有效的避免在施压过程中由于挤压导致夹板或压板将拼接基体挤压损坏的问题，同时，也可一定程度的增加密封性能。耐高温的弹性材料层或软质材料层可选择现有技术所提供的材料。
进一步的，改进拼接效果及快速干燥的碳化硅颗粒捕集器拼装装置可设置控制器，控制器可分别电连接左夹紧气缸、右夹紧气缸、伸缩气缸以及注浆机构。
本发明的有益效果：
1)实现了单根拼接基体形成拼接单元的产业化生产，提高了粘接效率；
2)改善了由于人工力量控制不一，导致粘接缝隙宽度不一产生的外观不良；
3)避免了粘接物质容易从基体端面流出，影响端面的开孔率，造成二次清理，耽误工时效率，也影响客户端对于产品外观体验的问题；
4)避免了采用正压注浆，注浆压力大，注浆效率低下的问题；
5)避免了正压注浆过程中，缝隙中的空气存在被粘结浆料包裹导致拼接缝隙产生大量气孔的现象。
6)解决了粘接后的拼接单元需要一定时间的室温干燥或烘房烘干，干燥固定效率低下，拼接单元流转缓慢，难以实现产线产业化生产的需求的问题。
附图说明
图1是本发明所提供的改进拼接效果及快速干燥的碳化硅颗粒捕集器拼装装置的整体结构主视图。
图2是本发明所提供的改进拼接效果及快速干燥的碳化硅颗粒捕集器拼装装置的朝向左夹板方向的视图。
图3是本发明所提供的改进拼接效果及快速干燥的碳化硅颗粒捕集器拼装装置的注浆机构部分的局部放大图。
图4是本发明所提供的改进拼接效果及快速干燥的碳化硅颗粒捕集器拼装装置中拼接单元的摆放图。
图5是本发明所提供的改进拼接效果及快速干燥的碳化硅颗粒捕集器拼装装置的朝向右夹板方向的视图。
附图1、2、3、4、5中，各标号所代表的结构列表如下：
1、固定底座，2、右夹紧气缸，3、右夹板，301排气通孔，4、上压板，5、夹头，6、伸缩气缸，7、拼接单元，701、拼接基体，8、注浆机构，801、注浆孔，9、左夹板，901、进气通孔，10、下夹板，11、进气管，12、左夹紧气缸，13、支撑架，14、出气管。
具体实施方式
以下对本发明的原理和特征进行描述，所举实施例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
在一个具体实施方式中，如图1、3所示，改进拼接效果及快速干燥的碳化硅颗粒捕集器拼装装置包括：固定设置的下夹板10；对应下夹板10设置的上压板4，用于配合下夹板10对拼接单元7进行上、下夹持；设置在下夹板10左侧的左夹板9；对应左夹板9设置在下夹板10右侧的右夹板3，用于配合左夹板9对拼接单元7进行左、右夹持；以及注浆机构8，其具有若干贯穿下夹板10的注浆孔801，用于向经下夹板10、上压板4、左夹板9和右夹板3密封且共同夹持固定的拼接单元7注入粘结浆料。如图2所示，左夹板9设置有若干进气通孔901，各进气通孔901的一端分别用于连通拼接单元7中对应的拼接基体701的一侧端部，各进气通孔901的另一端分别连通有进气管11，进气管11设置有阀门，并连通有进气装置。如图5所示，右夹板3设置有若干排气通孔301，各排气通孔301的一端用于连通拼接单元7中对应的拼接基体701的另一侧端部，各排气通孔301的另一端连通有用于连接负压装置的出气管14。
基于此技术方案，通过下夹板和上压板可对堆放好的拼接单元进行夹持固定，通过左夹板9和右夹板3可对堆放好的拼接单元的左、右对齐夹紧，在进行密封的同时可以起到一定程度的夹持固定作用。再进一步的向拼接单元中各拼接基体之间注入粘结浆料，就可以解决粘接过程产生的缝隙宽度不一、端面异常堵孔以及拼接效率低下等问题。通过在关闭阀门的情况下开启负压装置，从而在拼接单元内形成负压，排走拼接单元内部多余的空气，使粘结浆料在拼接单元内部负压与注浆机构正压状态下完成快速注浆，从而有效解决注浆压力大与注浆效率低下的问题，以及拼接缝隙存在孔洞的问题。而通过进气装置在注浆完成后股入气体在负压装置的作用下进入拼接基体，通过拼接基体的壁面微孔穿壁，并由排气通孔排出，在这个过程中，气体可持续、均匀、快速的风干或烘干拼接所用的粘结浆料，使其快速干燥粘接成型。
在一个实施例中，如图2所示，下夹板10为V字型结构，下夹板10水平设置，其两侧板之间的夹角为90°。如图1所示，上压板4为倒V字型结构，上压板4水平设置，其两侧板之间的夹角为90°。基于此技术方案，通过竖直方向上的上、下相对的夹紧，就可以对堆积成的拼接单元进行夹紧固定，同时，对各拼接基体进行限位固定。
在一个实施例中，如图1、2所示，上压板4的上方设置有倒V字型的夹头5，夹头5平行于上压板4设置，其两个夹臂之间的夹角为90°。在夹头5的上方竖向设置有伸缩气缸6，伸缩气缸6的伸缩端固定连接夹头5，伸缩气缸6的固定端固定设置。基于此技术方案，可方便的实现通过夹头来增强上压板对拼接单元的夹紧作用。
在一个实施例中，如图1、2所示，夹头5的两个夹臂的末端分别设置有滑轮。基于上述技术方案，夹头与上压板为点接触，可以适应两者相对角度的变化，同时减少阻力。
在一个实施例中，如图1所示，左夹板9竖直设置；右夹板3竖直设置。基于上述技术方案，可以方便的实现拼接单元两侧的夹紧对齐。并且，两侧的侧板能够有效的阻止拼接单元缝隙中的粘结浆料从两侧端面流出。
在一个实施例中，如图2所示，左夹板9设置有若干进气通孔901，各进气通孔901的另一端分别用于连通拼接单元7中对应的拼接基体701的一侧端部。如图1所示，右夹板3设置有若干排气通孔301，各排气通孔301用于连通拼接单元7中对应的拼接基体701的另一侧端部。如图1所示，左夹板9固定连接有左夹紧气缸12的伸缩端，左夹紧气缸12的固定端固定设置；右夹板3固定连接有右夹紧气缸2的伸缩端，右夹紧气缸2的固定端固定设置；左夹紧气缸12和右夹紧气缸2相对设置。基于此技术方案，可以方便的实现通过夹紧气缸对夹板进行夹紧。在粘结浆料填充时拼接单元中空气在压力差的作用下可以从出气管排走。
在一个实施例中，如图1、2所示，改进拼接效果及快速干燥的碳化硅颗粒捕集器拼装装置还设置有固定底座1。基于上述技术方案，固定底座可用于固定下夹板、左夹紧气缸、右夹紧气缸、固定伸缩气缸用的支架等需要固定住的结构。
在使用时，在下夹板10上，将各拼接基体701按照图4的方式通过支撑架13堆积成拼接单元7。支撑架13的材料可选自现有的无机耐高温材质纤维类材料，例如氧化铝纤维垫、硅酸铝纤维垫、氧化硅纤维垫等。由于支撑架13的存在，使得每相邻的拼接基体之间形成等间距缝隙。待拼接单元7有序排列好后，启动右夹紧气缸2和左夹紧气缸12，分别携带右夹板3和左夹板9从两侧加紧拼接单元7，使其端面保持平整。再从上方加盖上压板4，再启动伸缩气缸6，推进V型的夹头7对上压板6进行施压，使得每个拼接基体形成具有一定缝隙且稳固的拼接单元7，下夹板10、上压板4、左夹板9和右夹板3对拼接单元7整体密封且共同夹持固定。然后在关闭阀门的情况下开启负压装置，使拼接单元内部形成负压，排走浆料中多余的空气残留，此时由注浆机构8的注浆孔801通过外部压力施压，从而使粘结浆料在拼接单元内部负压与注浆机构正压状态下完成快速注浆，从而有效解决注浆压力大与注浆效率低下的问题，以及拼接缝隙存在孔洞的问题。而通过进气装置在注浆完成后股入气体，气体在负压装置的作用下进入拼接基体，通过拼接基体的壁面微孔穿壁，并由排气通孔排出，在这个过程中，气体可持续、均匀、快速的风干或烘干拼接所用的粘结浆料，使其快速干燥粘接成型。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种改进拼接效果及快速干燥的碳化硅颗粒捕集器拼装装置，其特征在于，包括：
固定设置的下夹板(10)；
对应所述下夹板(10)设置的上压板(4)，用于配合所述下夹板(10)对拼接单元(7)进行上、下夹持；
设置在所述下夹板(10)左侧的左夹板(9)，所述左夹板(9)设置有若干进气通孔(901)，各所述进气通孔(901)的一端分别用于连通拼接单元(7)中对应的拼接基体(701)的一侧端部，各所述进气通孔(901)的另一端分别连通有进气管(11)，所述进气管(11)设置有阀门，并连通有进气装置；
对应所述左夹板(9)设置在所述下夹板(10)右侧的右夹板(3)，用于配合所述左夹板(9)对拼接单元(7)进行左、右夹持，所述右夹板(3)设置有若干排气通孔(301)，各所述排气通孔(301)的一端用于连通拼接单元(7)中对应的拼接基体(701)的另一侧端部，各所述排气通孔(301)的另一端连通有用于连接负压装置的出气管(14)；
以及注浆机构(8)，其具有若干贯穿所述下夹板(10)的注浆孔(801)，用于向经所述下夹板(10)、所述上压板(4)、所述左夹板(9)和所述右夹板(3)密封且共同夹持固定的拼接单元(7)注入粘结浆料。
2.根据权利要求1所述的改进拼接效果及快速干燥的碳化硅颗粒捕集器拼装装置，其特征在于：所述下夹板(10)为V字型结构，所述下夹板(10)水平设置，其两侧板之间的夹角为90°。
3.根据权利要求2所述的改进拼接效果及快速干燥的碳化硅颗粒捕集器拼装装置，其特征在于：所述上压板(4)为倒V字型结构，所述上压板(4)水平设置，其两侧板之间的夹角为90°。
4.根据权利要求3所述的改进拼接效果及快速干燥的碳化硅颗粒捕集器拼装装置，其特征在于：所述上压板(4)的上方设置有倒V字型的夹头(5)，所述夹头(5)平行于所述上压板(4)设置，其两个夹臂之间的夹角为90°。
5.根据权利要求4所述的改进拼接效果及快速干燥的碳化硅颗粒捕集器拼装装置，其特征在于：在所述夹头(5)的上方竖向设置有伸缩气缸(6)，所述伸缩气缸(6)的伸缩端固定连接所述夹头(5)，所述伸缩气缸(6)的固定端固定设置。
6.根据权利要求4所述的改进拼接效果及快速干燥的碳化硅颗粒捕集器拼装装置，其特征在于：所述夹头(5)的两个夹臂的末端分别设置有滑轮。
7.根据权利要求1所述的改进拼接效果及快速干燥的碳化硅颗粒捕集器拼装装置，其特征在于：
所述左夹板(9)竖直设置；
所述右夹板(3)竖直设置。
8.根据权利要求1所述的改进拼接效果及快速干燥的碳化硅颗粒捕集器拼装装置，其特征在于：
所述左夹板(9)固定连接有左夹紧气缸(12)的伸缩端，左夹紧气缸(12)的固定端固定设置；
所述右夹板(3)固定连接有右夹紧气缸(2)的伸缩端，右夹紧气缸(2)的固定端固定设置；
所述左夹紧气缸(12)和所述右夹紧气缸(2)相对设置。
9.根据权利要求1至8任一所述的改进拼接效果及快速干燥的碳化硅颗粒捕集器拼装装置，其特征在于：
所述改进拼接效果及快速干燥的碳化硅颗粒捕集器拼装装置还设置有固定底座(1)；
所述下夹板(10)的内表面设置有耐高温的弹性材料层或软质材料层；
所述上压板(4)的内表面设置有耐高温的弹性材料层或软质材料层；
所述左夹板(9)的内表面设置有耐高温的弹性材料层或软质材料层；
所述右夹板(3)的内表面设置有耐高温的弹性材料层或软质材料层。
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