RU2249481C1 - Method of manufacturing monolithic cellular carrier for catalytic exhaust gas neutralizers and carrier manufactured by this method - Google Patents

Method of manufacturing monolithic cellular carrier for catalytic exhaust gas neutralizers and carrier manufactured by this method Download PDF

Info

Publication number
RU2249481C1
RU2249481C1 RU2003136882/04A RU2003136882A RU2249481C1 RU 2249481 C1 RU2249481 C1 RU 2249481C1 RU 2003136882/04 A RU2003136882/04 A RU 2003136882/04A RU 2003136882 A RU2003136882 A RU 2003136882A RU 2249481 C1 RU2249481 C1 RU 2249481C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
block
carrier
inch
section
channels
Prior art date
Application number
RU2003136882/04A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Е.А. Дробаха (RU)
Е.А. Дробаха
Г.С. Дробаха (RU)
Г.С. Дробаха
Б.В. Козырев (RU)
Б.В. Козырев
К.А. Солнцев (RU)
К.А. Солнцев
Original Assignee
Институт физико-химических проблем керамических материалов Российской Академии Наук
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 Институт физико-химических проблем керамических материалов Российской Академии Наук filed Critical Институт физико-химических проблем керамических материалов Российской Академии Наук
Priority to RU2003136882/04A priority Critical patent/RU2249481C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2249481C1 publication Critical patent/RU2249481C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: gas treatment catalysts.
SUBSTANCE: invention, in particular, relates to internal combustion engine exhaust gas neutralizers. Method of invention comprises rolling refractory metallic tape into block by way of overlapping its smooth and corrugated sides to form channels, performing ultrasound-assisted chemical cleaning of thus rolled tape in alkali solution followed by joining alternate layers of metallic tape with each other by diffusion welding in vacuo within a range of 5·10-5-1·10-5 mm Hg using stepwise heating to 1250 ± 10°С and isothermal exposure to this temperature for 12-17 min to form monolithic structure consisting of triangular and trapezoidal channel at density up to 600 channels per 1 inch2. Invention further describes carrier for catalytic exhaust gas neutralizers representing monolithic metallic structure in the form of cylindrical block or block with oval cross-section, which block consists of parallel channels, 200-600 per 1 inch2, density of channels varying along the cross-section of carrier: from center and extending to 0.55 0,7 diameter if cylindrical block or large axis of oval cross-section, density of channels is 400-600 per 1 inch2 and farther it decreases to 200 or 400 channel/inch2, respectively.
EFFECT: simplified manufacture technology and increased strength of monolithic cellular structure.
4 cl, 4 dwg, 1 tbl

Description

Изобретение относится к способу изготовления монолитного сотового носителя для каталитических нейтрализаторов отработавших газов (ОГ) двигателей внутреннего сгорания (ДВС) и носителю для каталитических нейтрализаторов ОГ ДВС, полученному этим способом.The invention relates to a method for manufacturing a monolithic honeycomb carrier for catalytic converters of exhaust gases (exhaust gas) of internal combustion engines (ICE) and a carrier for catalytic converters of exhaust gas of internal combustion engines obtained by this method.

Известны металлические блочные структуры, например блочные металлические носители катализатора для каталитических нейтрализаторов ОГ, которые свернуты в рулон или набраны в пакет по меньшей мере из частично структурированных металлических листов. Монолитность блоков достигается соединением слоев металлических листов между собой пайкой или спеканием, в частности пайкой твердым или аморфным припоем (также называемой высокотемпературной пайкой), предпочтительно при температурах до 1200°С в вакууме. При необходимости металлическую структуру также соединяют пайкой с кожухом (обечайкой) (RU 2184007, RU 2179097).Metal block structures are known, for example block metal catalyst supports for catalytic exhaust gas catalysts, which are rolled up or assembled into a bag of at least partially structured metal sheets. The monolithicity of the blocks is achieved by joining the layers of metal sheets between themselves by brazing or sintering, in particular brazing by solder or amorphous solder (also called high-temperature brazing), preferably at temperatures up to 1200 ° C in vacuum. If necessary, the metal structure is also connected by soldering to the casing (shell) (RU 2184007, RU 2179097).

Из патента RU 2179097 С2, 27.06.2000 г, известен способ изготовления сотового элемента для каталитических нейтрализаторов отработавших газов, который состоит из металлических листов, по меньшей мере часть из которых по меньшей мере частично структурирована и которые свернуты в рулон или набраны в пакет с образованием каналов, и между соседними металлическими листами которого предусмотрены паяльные зазоры, по меньшей мере частично заполненные соединяющим эти металлические листы припоем. Согласно известному решению сотовый элемент из металлических листов обладает тем преимуществом, что при плавлении припоя в процессе пайки предварительное напряжение металлических листов в кожухе сохраняется. Еще одно преимущество предложенного сотового элемента заключается в том, что наличие выдавленных выступов улучшает смачивание металлических листов припоем.From patent RU 2179097 C2, 06/27/2000 g, there is known a method of manufacturing a honeycomb element for catalytic converters of exhaust gases, which consists of metal sheets, at least some of which are at least partially structured and which are rolled up or stacked into a bag to form channels, and between adjacent metal sheets of which soldering gaps are provided, at least partially filled with solder connecting these metal sheets. According to a known solution, a honeycomb element made of metal sheets has the advantage that, when the solder is melted during the soldering process, the prestress of the metal sheets in the casing is maintained. Another advantage of the proposed honeycomb element is that the presence of extruded protrusions improves the wetting of the metal sheets with solder.

Недостатком такого способа является наличие подрезов основного металла на границе шва, что резко уменьшает прочность паяного соединения и отрицательно сказывается на прочности и долговечности всей монолитной металлической структуры. Кроме того, применяемые в настоящее время дорогостоящие аморфные припои почти в два раза увеличивают стоимость металлической блочной конструкции.The disadvantage of this method is the presence of undercuts of the base metal at the weld boundary, which sharply reduces the strength of the solder joint and adversely affects the strength and durability of the entire monolithic metal structure. In addition, the currently used expensive amorphous solders almost double the cost of a metal block structure.

Известны металлические блочные структуры, например блочные металлические носители катализатора для каталитических нейтрализаторов ОГ, которые свернуты в рулон или набраны в пакет по меньшей мере из частично структурированных металлических листов, конструкция которых для повышения эффективности катализатора и увеличения теплопереноса значительно меняется. Например, в патенте RU 2188325 С2, 27.08.2002 г., носитель имеет открытые передние участки, составляющие от 55 до 90% длины канала, и обеспечивает более эффективную теплопередачу, однако высокотемпературная сварка таких изделий значительно затруднена, а без таковой при высоком уровне вибрации в процессе эксплуатации использование конструкции практически невозможно. С целью повышения эффективности процесса обезвреживания ОГ ДВС в патенте RU 2182979 С2, 27.05.2002 г., предложена конструкция блочного носителя из гофрированной спирально смотанной ленты, причем осевые линии сопряженных впадин и гофр предыдущего и последующего слоев расположены под углом до 60°. Недостатком такой конструкции является повышение противодавления в выхлопной системе автомобиля и снижение прочности паяной конструкции.Metal block structures are known, for example block metal catalyst supports for catalytic exhaust gas catalysts, which are rolled up or packaged in at least partially structured metal sheets, the structure of which is significantly changed to increase the efficiency of the catalyst and increase heat transfer. For example, in patent RU 2188325 C2, 08/27/2002, the carrier has open front sections that make up 55 to 90% of the channel length and provides more efficient heat transfer, however, high-temperature welding of such products is much more difficult, and without it, with a high level of vibration during operation, the use of the design is almost impossible. In order to increase the efficiency of the internal combustion engine exhaust gas decontamination process, RU 2182979 C2, May 27, 2002, proposed the design of a block carrier made of corrugated spirally wound tape, with the axial lines of the conjugate depressions and corrugations of the previous and subsequent layers being angled up to 60 °. The disadvantage of this design is an increase in back pressure in the exhaust system of the car and a decrease in the strength of the soldered structure.

Ближайшим известным аналогичным решением является способ изготовления монолитного сотового носителя для каталитических нейтрализаторов ОГ ДВС из металлической жаростойкой ленты, свернутой в блок путем наложения гладкой и гофрированной ее частей с образованием каналов, очистки металлической ленты с последующим соединением чередующихся слоев ленты друг с другом в монолитную конструкцию (RU 2135339 С1, 27.08.1999). Согласно этому способу монолитный сотовый носитель для каталитических нейтрализаторов ОГ ДВС представляет собой монолитную конструкцию в виде цилиндрического блока или блока с овальным сечением из соединенных друг с другом чередующихся гладкой и гофрированной металлических лент. Согласно известному способу очистку металлической ленты блока проводят в вакууме в специальной очистительной камере при подаче нагретого до 200°С инертного газа, а монолитность блоков достигается соединением чередующихся слоев между собой спеканием при температурах до 1200°С, затем блоки транспортируют в камеру охлаждения. Достоинством способа является непрерывность процесса, однако процесс требует изготовления специального дорогостоящего оборудования и наиболее эффективен для металлических лент, имеющих на поверхности минимальное количество жировых загрязнений. Сложность использования метода спекания для изготовления сотовой конструкции связана с качественным удалением жировых загрязнений из капилляров, образующихся между гладкой и гофрированной (структурированной) лентами в местах контакта при изготовлении блока. При изготовлении таких конструкций применение металлической ленты, содержащей на поверхности значительное количество жировых и механических загрязнений, резко усложняет процесс удаления жировых загрязнений вакуумированием, а механические включения (нагартовка), оставаясь на поверхности, приводят к изменению химического состава приповерхностного слоя сплава, что в свою очередь снижает жаростойкость и прочностные характеристики конструкции. Кроме того, большие объемы газовых выбросов, образующиеся в процессе обезжиривания в вакууме, требуют утилизации, т.е. дополнительного оборудования для дожита токсичных компонентов отходящих газов. В особенности процесс затрудняется при изготовлении блоков с количеством ячеек более 400 штук на кв.дюйм.The closest known similar solution is a method of manufacturing a monolithic honeycomb carrier for exhaust gas catalytic converters of an internal combustion engine from a metal heat-resistant tape, rolled into a block by applying smooth and corrugated parts of it to form channels, cleaning the metal tape and then connecting alternating layers of the tape to each other in a monolithic structure ( RU 2135339 C1, 08.27.1999). According to this method, the monolithic honeycomb carrier for the exhaust gas catalytic converters of the internal combustion engine is a monolithic structure in the form of a cylindrical block or a block with an oval cross-section from alternating smooth and corrugated metal bands connected to each other. According to the known method, the metal strip of the block is cleaned in vacuum in a special cleaning chamber when an inert gas heated to 200 ° C is supplied, and the solidity of the blocks is achieved by connecting alternating layers by sintering at temperatures up to 1200 ° C, then the blocks are transported to the cooling chamber. The advantage of the method is the continuity of the process, however, the process requires the manufacture of special expensive equipment and is most effective for metal tapes having a minimum amount of grease contamination on the surface. The difficulty of using the sintering method for the manufacture of a honeycomb structure is associated with the qualitative removal of greasy contaminants from capillaries formed between smooth and corrugated (structured) tapes at the contact points during the manufacture of the block. In the manufacture of such structures, the use of a metal tape containing a significant amount of fatty and mechanical impurities on the surface dramatically complicates the process of removing fatty impurities by vacuum, and mechanical inclusions (hardening), remaining on the surface, lead to a change in the chemical composition of the surface layer of the alloy, which in turn reduces heat resistance and structural strength. In addition, large volumes of gas emissions generated during degreasing in a vacuum require disposal, i.e. additional equipment for the survival of toxic components of the exhaust gases. In particular, the process is more difficult in the manufacture of blocks with more than 400 cells per square inch.

Исходя из вышеизложенного, в основу настоящего изобретения была положена задача предложить способ изготовления монолитного сотового носителя для каталитических нейтрализаторов ОГ ДВС, который позволил бы упростить технологию, повысить прочность монолитной сотовой конструкции, изготовить носитель, обладающий эффективным распределением плотности каналов по сечению носителя, и снизить себестоимость изделия.Based on the foregoing, the present invention was based on the task of proposing a method for manufacturing a monolithic honeycomb carrier for exhaust gas catalytic converters of the internal combustion engine, which would simplify the technology, increase the strength of the monolithic honeycomb structure, produce a carrier having an effective distribution of channel density over the carrier cross section, and reduce the cost products.

Для решения поставленной задачи предложен настоящий способ изготовления монолитного сотового носителя для каталитических нейтрализаторов ОГ ДВС из металлической жаростойкой ленты, свертывания в блок путем наложения гладкой и гофрированной ее частей с образованием каналов, очистки металлической ленты блока химическим способом с применением ультразвука с последующим соединением чередующихся слоев ленты друг с другом в монолитную конструкцию путем диффузионной сварки в вакууме в диапазоне 5·10-5-1·10-5 мм рт.ст. при ступенчатом нагреве до температуры 1250+/-10°С и изотермической выдержке в течение 12-17 мин. Химическую обработку проводят в щелочном растворе при рН 11,5-12,5 при температуре 40-60°С с применением ультразвука с частотой 20-25 кГц.To solve this problem, the present method is proposed for manufacturing a monolithic honeycomb carrier for catalytic exhaust gas exhaust gas catalysts from a heat-resistant metal tape, coagulation into a block by applying smooth and corrugated parts of it with the formation of channels, chemical cleaning of the metal tape of the block using ultrasound, followed by alternating layers of tape each other in a monolithic structure by diffusion welding in vacuum in the range of 5 · 10 -5 -1 · 10 -5 mm RT.article with stepwise heating to a temperature of 1250 +/- 10 ° C and isothermal exposure for 12-17 minutes. Chemical treatment is carried out in an alkaline solution at a pH of 11.5-12.5 at a temperature of 40-60 ° C using ultrasound with a frequency of 20-25 kHz.

Предложенный согласно настоящему изобретению монолитный сотовый носитель для каталитических нейтрализаторов ОГ ДВС, изготовленный вышеописанным способом, представляет собой монолитную конструкцию в виде цилиндрического блока или блока с овальным сечением из соединенных друг с другом чередующихся гладкой и гофрированной металлических лент, состоящий из параллельных каналов треугольной или трапециевидной формы с плотностью от 200 до 600 штук на кв. дюйм при различной плотности по сечению носителя. При этом носитель имеет следующую плотность каналов по сечению: - от центра 400 или 600 штук на кв. дюйм - в пределах от 0,55 до 0,7 диаметра цилиндрического блока или от 0,55 до 0,7 длины большой оси блока овального сечения - далее соответственно 200 или 400 штук на кв. дюйм.The monolithic honeycomb carrier for exhaust gas combustion engine catalytic converters according to the present invention, manufactured as described above, is a monolithic structure in the form of a cylindrical block or block with an oval section from alternating smooth and corrugated metal strips connected to each other, consisting of parallel channels of a triangular or trapezoidal shape with a density of 200 to 600 pieces per square meter. inch at different densities over the carrier cross section. In this case, the carrier has the following channel density over the cross section: - 400 or 600 pieces per square meter from the center. inch - in the range from 0.55 to 0.7 of the diameter of the cylindrical block or from 0.55 to 0.7 of the length of the major axis of the block of oval section - then, respectively, 200 or 400 pieces per square meter. inch.

Проведение очистки металлической ленты блока при помощи химической обработки с применением ультразвука позволяет достаточно легко удалить жировые загрязнения. Особенно большое значение имеет способность ультразвуковых колебаний проникать в узкие щели, поры, очистка которых другими методами не дает хороших результатов. Так как ультразвуковая очистка происходит в основном за счет механических колебаний, то состав рабочей жидкости имеет меньшее значение, чем при обычном химическом обезжиривании. Поэтому при использовании щелочных растворов концентрация их может быть значительно понижена, что позволяет использовать щелочные растворы с рН 11,5-12,5.Cleaning the metal strip of the block using chemical treatment using ultrasound makes it easy to remove grease. Of particular importance is the ability of ultrasonic vibrations to penetrate narrow slots, pores, the cleaning of which by other methods does not give good results. Since ultrasonic cleaning occurs mainly due to mechanical vibrations, the composition of the working fluid is less important than with conventional chemical degreasing. Therefore, when using alkaline solutions, their concentration can be significantly reduced, which allows the use of alkaline solutions with a pH of 11.5-12.5.

Диффузионное соединение металлических лент не требует дорогостоящих припоев, защищает металл от окисления при высоких температурах и повышает качество сварного шва при сварке в вакууме, тем самым обеспечивает высокое качество изделий, повышает их надежность, позволяет увеличить ресурс работы.The diffusion connection of metal tapes does not require expensive solders, protects the metal from oxidation at high temperatures and improves the quality of the weld when welding in vacuum, thereby ensuring high quality of products, increasing their reliability, and increasing the working life.

Существо предлагаемого способа изготовления монолитного металлического сотового носителя заключается в следующем.The essence of the proposed method of manufacturing a monolithic metal honeycomb carrier is as follows.

Блочная конструкция - монолитный сотовый носитель - представляет собой гофрированную и гладкую стальную ленту марки Х23Ю5 (ГОСТ 12766.2-90), смотанную по спирали в цилиндрический блок, блок с овальным сечением или уложенную другим способом с предварительным напряжением в обечайку из нержавеющей листовой стали, например, марки Х18Н10Т, в результате чего образуется сотовая конструкция, состоящая из параллельных каналов треугольной или трапециевидной формы, с плотностью каналов по сечению носителя до 600 на кв.дюйм. Монолитный сотовый носитель подвергают химической обработке в щелочном растворе при рН 11,5-12,5 при температуре 40-60°С с применением ультразвука с частотой 20-25 кГц, промывают в дистиллированной воде и сушат на воздухе при температуре 100-120°С, что позволяет получить высокую степень очистки поверхности ленты, достаточную для проведения диффузионной сварки в вакууме.The block structure - a monolithic honeycomb carrier - is a corrugated and smooth steel tape of the brand Х23Ю5 (GOST 12766.2-90), spirally wound into a cylindrical block, a block with an oval section or laid in another way with prestress in a stainless steel shell, for example, Х18Н10Т brand, as a result of which a honeycomb structure is formed, consisting of parallel channels of a triangular or trapezoidal shape, with a channel density along the carrier section up to 600 per square inch. The monolithic honeycomb carrier is chemically treated in an alkaline solution at pH 11.5-12.5 at a temperature of 40-60 ° C using ultrasound at a frequency of 20-25 kHz, washed in distilled water and dried in air at a temperature of 100-120 ° C , which allows to obtain a high degree of cleaning of the surface of the tape, sufficient for diffusion welding in vacuum.

Заявляемый способ позволяет снизить себестоимость монолитного металлического носителя за счет уменьшения количества используемого материала ленты, а соответственно снизить стоимость блочного катализатора и нейтрализатора в целом при сохранении его эффективности, а также повысить прочность металлической конструкции носителя, что позволит повысить ресурс работы нейтрализатора.The inventive method allows to reduce the cost of a monolithic metal carrier by reducing the amount of tape material used, and accordingly, to reduce the cost of the block catalyst and the catalyst as a whole while maintaining its effectiveness, as well as to increase the strength of the metal structure of the carrier, which will increase the service life of the catalyst.

Эффективность предлагаемого способа высокотемпературной вакуумной сварки может быть проиллюстрирована следующими примерами, в которых исследовали образцы цилиндрических блочных носителей №1-3, обработанные и высушенные по методике описанной выше.The effectiveness of the proposed method of high-temperature vacuum welding can be illustrated by the following examples, in which samples of cylindrical block carriers No. 1-3 were processed and dried according to the method described above.

Размер образцов - диаметр 50 мм, высота - 90 мм.The size of the samples is a diameter of 50 mm, a height of 90 mm.

Образцы 1, 2, 3, 4, 5 - Количество каналов по сечению блока: на расстоянии от центра, равном 0,55 диаметра - 400 штук на кв. дюйм, далее 200 штук на кв. дюйм;Samples 1, 2, 3, 4, 5 - The number of channels along the section of the block: at a distance from the center equal to 0.55 diameter - 400 pieces per square. inch, then 200 pieces per square. inch;

Образец 6. Количество каналов по сечению блока: на расстоянии от центра, равном 0,55 диаметра - 600 штук на кв. дюйм, далее 400 штук на кв. дюйм.Sample 6. The number of channels along the section of the block: at a distance from the center equal to 0.55 diameter - 600 pieces per square. inch, then 400 pieces per square. inch.

Выбор оптимального температурного режима процесса диффузионной сварки для образцов №1-6 проводят в следующей последовательности:The choice of the optimal temperature regime of the diffusion welding process for samples No. 1-6 is carried out in the following sequence:

- блок устанавливают на молибденовый стол вакуумной печи на равном удалении от нагревателей;- the unit is installed on the molybdenum table of the vacuum furnace at an equal distance from the heaters;

- в камере вакуумной печи создают вакуум не хуже 5х10-5 мм рт.ст.;- in the chamber of the vacuum furnace create a vacuum no worse than 5x10 -5 mm Hg;

- включали нагрев вакуумной печи;- included heating the vacuum oven;

- скорость нагрева устанавливают:- the heating rate is set:

- в пределах температур от 20°С до 1000°С - 20°/мин- within the temperature range from 20 ° С to 1000 ° С - 20 ° / min

- в пределах температур от 1000°С до 1250°С - 10°/мин- in the range of temperatures from 1000 ° C to 1250 ° C - 10 ° / min

- изотермическую выдержку проводят:- isothermal exposure is carried out:

образец 1 - при температуре 1150°С - 15 мин,sample 1 - at a temperature of 1150 ° C - 15 min,

образец 2 - при температуре 1200°С - 15 мин (по прототипу),sample 2 - at a temperature of 1200 ° C - 15 min (according to the prototype),

образцы 3 и 6 - при температуре 1250°С - 15 мин,samples 3 and 6 - at a temperature of 1250 ° C - 15 min,

образец 4 - при температуре 1250°С - 20 мин,sample 4 - at a temperature of 1250 ° C - 20 min,

образец 5 - при температуре 1250°С - 10 мин.sample 5 - at a temperature of 1250 ° C - 10 minutes

- нагрев печи отключают;- the heating of the furnace is turned off;

- охлаждение проводят в вакууме с естественной скоростью остывания печи до температуры 60°С, затем камеру печи открывают и изымают образец для проведения последующих операций.- cooling is carried out in vacuum with a natural cooling rate of the furnace to a temperature of 60 ° C, then the furnace chamber is opened and a sample is taken for subsequent operations.

Критерием качества конструкции является образование сварной зоны в местах контакта узлов конструкции. Исследование микроструктуры образцов в зоне соединения элементов сотовой конструкции проводят металлографическим методом на оптическом микроскопе "Neophot-21" при увеличении до 500х.The criterion for the quality of the structure is the formation of a welded zone at the points of contact of the nodes of the structure. The study of the microstructure of the samples in the zone of connection of the elements of the honeycomb structure is carried out by the metallographic method on an optical microscope "Neophot-21" with a magnification of up to 500 x .

Необходимо сразу отметить, что исследования качества сварного соединения образца 4 не было проведено, т.к. при визуальном осмотре было обнаружено нарушение блочной конструкции вследствие размягчения материала ленты.It should be noted right away that the study of the quality of the welded joint of sample 4 was not carried out, because visual inspection revealed a violation of the block structure due to softening of the tape material.

При исследовании образцов 1, 2 (по прототипу) и 5 было выявлено, что в более чем 50% узлов свариваемые элементы не соприкасаются и соединения не произошло. В остальных случаях площадь контакта незначительна, т.к. сварная зона невелика по размеру (см. Иллюстрации, фиг.1, 2).When examining samples 1, 2 (according to the prototype) and 5, it was revealed that in more than 50% of the nodes, the elements to be welded do not touch and the connection did not occur. In other cases, the contact area is insignificant, because the welded zone is small in size (see. Figures 1, 2).

Исследование микроструктуры образцов 3 и 6 показало, что процесс сварки прошел в 100% узлов, причем сварная зона имеет значительные размеры с образованием общих зерен (см. Иллюстрации, фиг.3, 4).The study of the microstructure of samples 3 and 6 showed that the welding process took place in 100% of the nodes, and the welded zone has significant dimensions with the formation of common grains (see Illustrations, Figs. 3, 4).

Таким образом, оптимальным режимом вакуумной сварки для изготовления монолитного сотового носителя, согласно изобретению, является следующий режим: - температура от 1250+/-10°С, время выдержки - 12-17 мин., вакуум порядка 5·10-5-1·10-5 мм рт.ст.Thus, the optimal vacuum welding mode for the manufacture of a monolithic honeycomb carrier, according to the invention, is the following mode: - temperature from 1250 +/- 10 ° C, holding time - 12-17 minutes, vacuum about 5 · 10 -5 -1 · 10 -5 mmHg

Для исследования эффективности комбинированной конструкции носителя были приготовлены полноразмерные образцы блочного металлического носителя овальной формы объемом 0,786 дм3, изготовленные по заявляемому способу:To study the effectiveness of the combined design of the media were prepared full-sized samples of a block metal carrier of an oval shape with a volume of 0.786 dm 3 made by the present method:

Сравнительный образец - количество каналов по сечению 400 штук на кв. дюйм - Серийный нейтрализатор;A comparative sample - the number of channels in the cross section of 400 pieces per square meter. inch - Serial converter;

Образец А - количество каналов на расстоянии от центра, равном 0,7 длины большой оси блока овального сечения - 400 штук на кв. дюйм, далее 200 штук на кв. дюйм - Нейтрализатор №1;Sample A - the number of channels at a distance from the center equal to 0.7 of the length of the major axis of the oval section block - 400 pieces per square meter. inch, then 200 pieces per square. inch - Converter No. 1;

Образец Б - количество каналов на расстоянии от центра, равном 0,55 длины большой оси блока овального сечения - 400 штук кв. дюйм, далее 200 штук кв. дюйм - Нейтрализатор №2;Sample B - the number of channels at a distance from the center equal to 0.55 of the length of the major axis of the oval section block - 400 pieces sq. inch, then 200 pieces of square. inch - Converter No. 2;

Образец В - количество каналов на расстоянии от центра, равном 0,5 длины большой оси блока овального сечения - 400 штук кв. дюйм, далее 200 штук кв. дюйм - Нейтрализатор №3;Sample B - the number of channels at a distance from the center equal to 0.5 of the length of the major axis of the oval section block - 400 pieces sq. inch, then 200 pieces of square. inch - Converter No. 3;

Образец Г - количество каналов на расстоянии от центра, равном 0,8 длины большой оси блока овального сечения - 400 штук кв. дюйм, далее 200 штук кв. дюйм - Нейтрализатор №4.Sample G - the number of channels at a distance from the center equal to 0.8 of the length of the major axis of the oval section block - 400 pieces sq. inch, then 200 pieces of square. inch - Converter No. 4.

Каталитическое покрытие наносили на поверхность блочного носителя известным способом по патенту RU 2190470. Состав покрытия: Аl2О3 - 20 мас.%, СеО2 - 1,9 мас.%, Pt - 0,1 мас.%, Rh - 0,02 мас.%, остальное - сталь Х23Ю5.The catalytic coating was applied to the surface of the block support in a known manner according to patent RU 2190470. Coating composition: Al 2 O 3 - 20 wt.%, CeO 2 - 1.9 wt.%, Pt - 0.1 wt.%, Rh - 0, 02 wt.%, The rest is steel X23U5.

Оценочные испытания нейтрализаторов проводили на автомобиле ВАЗ-2110 (объем двигателя - 1,5 л, система питания - распределенный впрыск) по Правилам ЕЭК ООН №83-04В, категория M1. Результаты испытания приведены в таблице. По результатам испытаний можно сделать вывод о том, что для снижения себестоимости носителя оптимальным является распределение плотности каналов блока в пределах от 0,55 до 0,7 диаметра цилиндрического блока или от 0,5 до 0,7 длины большой оси блока овального сечения. Увеличение плотности каналов до 0,8 длины большой оси блока овального сечения не влияет на эффективность нейтрализатора, а уменьшение менее 0,55 длины большой оси блока овального сечения резко снижает эффективность нейтрализатора.Evaluation tests of the neutralizers were carried out on a VAZ-2110 car (engine displacement - 1.5 l, power supply system - distributed injection) according to UNECE Regulation No. 83-04B, category M1. The test results are shown in the table. According to the test results, we can conclude that to reduce the cost of the carrier, the distribution of the channel density of the block in the range from 0.55 to 0.7 of the diameter of the cylindrical block or from 0.5 to 0.7 of the length of the major axis of the oval section block is optimal. An increase in the channel density to 0.8 of the length of the major axis of the oval section block does not affect the effectiveness of the converter, and a decrease of less than 0.55 of the length of the major axis of the oval section block sharply reduces the effectiveness of the converter.

Техническим результатом настоящего изобретения является упрощение технологии и повышение прочности монолитной сотовой конструкции, используемой в качестве блочного носителя для каталитических нейтрализаторов отработавших газов двигателей внутреннего сгорания.The technical result of the present invention is to simplify the technology and increase the strength of a monolithic honeycomb structure used as a block carrier for catalytic converters of exhaust gases of internal combustion engines.

Таблица
Результаты испытаний.
Table
Test results.
КомплектацияEquipment Ездовой циклDriving cycle СОWith CH+NOxCH + NOx Нейтрализатор №1 и 4Catalyst No. 1 and 4 Эффект нейтрализатора*Neutralizer effect * 93%93% 87%87% Нейтрализатор №2Neutralizer number 2 Эффект нейтрализатора*Neutralizer effect * 91,5%91.5% 85%85% Нейтрализатор №3Neutralizer number 3 Эффект нейтрализатора*Neutralizer effect * 81,5%81.5% 76%76% Серийный нейтрализатоpSerial converter Эффект нейтрализатора*Neutralizer effect * 87%87% 90%90% Примечание: * - осредненные значения 3-4-х испытанийNote: * - average values of 3-4 tests

Claims (4)

1. Способ изготовления монолитного сотового носителя для каталитических нейтрализаторов отработавших газов двигателей внутреннего сгорания из металлической жаростойкой ленты, включающий свертывание ее в блок путем наложения гладкой и гофрированной частей с образованием каналов, очистку металлической ленты блока с последующим соединением при повышенной температуре чередующихся слоев металлической ленты друг с другом в монолитную конструкцию, отличающийся тем, что очистку металлической ленты проводят химической обработкой с применением ультразвука, а соединение чередующихся слоев металлической ленты осуществляют путем диффузионной сварки в вакууме в диапазоне 5·10-5-1·10-5 мм рт.ст. при ступенчатом нагреве до температуры 1250±10°С и изотермической выдержке в течение 12-17 мин.1. A method of manufacturing a monolithic honeycomb carrier for catalytic converters of exhaust gases of internal combustion engines from a metal heat-resistant tape, comprising rolling it into a block by applying smooth and corrugated parts to form channels, cleaning the metal tape of the block, followed by connecting alternating layers of the metal tape at elevated temperatures with another in a monolithic design, characterized in that the cleaning of the metal tape is carried out by chemical treatment using ultrasound, and the connection of alternating layers of a metal tape is carried out by diffusion welding in vacuum in the range of 5 · 10 -5 -1 · 10 -5 mm RT.article with stepwise heating to a temperature of 1250 ± 10 ° C and isothermal exposure for 12-17 minutes 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что химическую обработку проводят в щелочном растворе при рН 11,5-12,5, температуре 40-60°С с применением ультразвука с частотой 20-25 кГц.2. The method according to claim 1, characterized in that the chemical treatment is carried out in an alkaline solution at a pH of 11.5-12.5, a temperature of 40-60 ° C using ultrasound with a frequency of 20-25 kHz. 3. Монолитный сотовый носитель для каталитических нейтрализаторов отработавших газов двигателей внутреннего сгорания, представляющий собой металлическую конструкцию в виде цилиндрического блока или блока с овальным сечением из соединенных друг с другом чередующихся гладкой и гофрированной металлических лент, отличающийся тем, что он изготовлен по п.1 и состоит из параллельных каналов треугольной или трапециевидной формы с плотностью от 200 до 600 штук на кв. дюйм при различной плотности каналов по сечению носителя.3. Monolithic honeycomb carrier for catalytic converters of exhaust gases of internal combustion engines, which is a metal structure in the form of a cylindrical block or a block with an oval cross-section from interconnected alternating smooth and corrugated metal strips, characterized in that it is made according to claim 1 and consists of parallel channels of a triangular or trapezoidal shape with a density of 200 to 600 pieces per square meter. inch at different channel density over the carrier cross section. 4. Монолитный сотовый носитель по п.3, отличающийся тем, что имеет следующую плотность каналов по сечению носителя: от центра 400 или 600 штук на кв. дюйм - в пределах от 0,55 до 0,7 диаметра цилиндрического блока или от 0,55 до 0,7 длины большой оси блока овального сечения - далее соответственно 200 или 400 штук на кв. дюйм.4. Monolithic cell carrier according to claim 3, characterized in that it has the following channel density over the carrier cross section: from the center, 400 or 600 units per square meter. inch - in the range from 0.55 to 0.7 of the diameter of the cylindrical block or from 0.55 to 0.7 of the length of the major axis of the block of oval section - then, respectively, 200 or 400 pieces per square meter. inch.
RU2003136882/04A 2003-12-23 2003-12-23 Method of manufacturing monolithic cellular carrier for catalytic exhaust gas neutralizers and carrier manufactured by this method RU2249481C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2003136882/04A RU2249481C1 (en) 2003-12-23 2003-12-23 Method of manufacturing monolithic cellular carrier for catalytic exhaust gas neutralizers and carrier manufactured by this method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2003136882/04A RU2249481C1 (en) 2003-12-23 2003-12-23 Method of manufacturing monolithic cellular carrier for catalytic exhaust gas neutralizers and carrier manufactured by this method

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2249481C1 true RU2249481C1 (en) 2005-04-10

Family

ID=35611693

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2003136882/04A RU2249481C1 (en) 2003-12-23 2003-12-23 Method of manufacturing monolithic cellular carrier for catalytic exhaust gas neutralizers and carrier manufactured by this method

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2249481C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2536739C2 (en) * 2009-04-22 2014-12-27 Эмитек Гезельшафт Фюр Эмиссионстехнологи Мбх Fabrication of cellular element with coating
RU2550470C2 (en) * 2008-09-17 2015-05-10 Эмитек Гезельшафт Фюр Эмиссионстехнологи Мбх Welding of metal cellular element used for killing of offgas toxicity

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2550470C2 (en) * 2008-09-17 2015-05-10 Эмитек Гезельшафт Фюр Эмиссионстехнологи Мбх Welding of metal cellular element used for killing of offgas toxicity
RU2536739C2 (en) * 2009-04-22 2014-12-27 Эмитек Гезельшафт Фюр Эмиссионстехнологи Мбх Fabrication of cellular element with coating

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3633938B2 (en) Electrically heatable catalytic reactor
JP3983117B2 (en) Honeycomb structure and manufacturing method thereof
EP0559907A1 (en) Self-heating filter
US20020116817A1 (en) Method of manufacturing an exhaust emission control device
WO2002074417A1 (en) Honeycomb filter for purifying exhaust gas
JPH0550323B2 (en)
CN111691952B (en) Electric heating type carrier, exhaust gas purifying device, and method for manufacturing electric heating type carrier
US5620666A (en) Exhaust gas cleaning metallic substrate
RU2235005C2 (en) Method for making sintered honeycomb member
RU2249481C1 (en) Method of manufacturing monolithic cellular carrier for catalytic exhaust gas neutralizers and carrier manufactured by this method
US8261962B2 (en) Method for brazing a metallic honeycomb body for exhaust gas treatment and apparatus for carrying out the method
CN114502824B (en) Honeycomb unit for purifying exhaust gas and method for producing a honeycomb unit
JP2590943Y2 (en) Exhaust gas purification device
RU2159692C2 (en) Method for making soldered honeycomb member with use of laminate-structure metallic sheets
JPH0235940A (en) Carrier body for catalytic reactor
US20080113209A1 (en) Metal reactor cell and manufacturing method thereof
US5532453A (en) Process for welding a stack of thin metal sheets
JPH0334980B2 (en)
JP3238561B2 (en) Metal honeycomb for catalyst
JPH02207846A (en) Ceramic honeycomb structure and its production
JP2008137872A (en) Honeycomb structure
RU2080458C1 (en) Method of manufacture of metal block for exhaust gas catalytic converter of internal combustion engine
JPH10249516A (en) Manufacture of metal carrier for catalyst device
EP1099833A2 (en) Pipe-shaped catalyst construction for exhaust gas purification
WO1993002792A1 (en) Metal carrier for carrying catalyst and method of making said carrier

Legal Events

Date Code Title Description
TK4A Correction to the publication in the bulletin (patent)

Free format text: AMENDMENT TO CHAPTER -FG4A- IN JOURNAL: 10-2005 FOR TAG: (57)

HK4A Changes in a published invention