專利名稱：疊片式尾氣后處理用金屬載體單元的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種疊片式尾氣后處理用金屬載體單元，應(yīng)用于汽車尾氣的D0C、SCR、DPF或POC后處理行業(yè)。
背景技術(shù)：
當(dāng)前，全球面臨能源和環(huán)境的綜合挑戰(zhàn)。在傳統(tǒng)汽車的排放達(dá)標(biāo)的技術(shù)手段選擇方面，人們?nèi)匀幻媾R不少的難題，例如，如何選擇后處理的載體和催化劑等方面。后處理載體是構(gòu)成車用后處理平臺的關(guān)鍵因素，截止到目前為止，在后處理載體 方面絕大多數(shù)是進(jìn)口的陶瓷載體，這種陶瓷載體的機(jī)械強(qiáng)度稍差，不太適應(yīng)于中國的實(shí)際情況；同樣，一些特殊結(jié)構(gòu)的成熟的金屬載體也是被國外的技術(shù)和專利壟斷，成為制約中國后處理產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵因素。因此，如何獲得低成本和高性能的后處理載體是推進(jìn)該領(lǐng)域技術(shù)進(jìn)步的核心內(nèi)容。根據(jù)車用后處理器的使用工況，以及對載體的綜合技術(shù)要求，金屬蜂窩、金屬泡沫、金屬絲網(wǎng)、金屬纖維和無機(jī)纖維也是載體材料的不錯的選項。后處理所用的陶瓷載體，通常都是采用專用的金屬陶瓷的3M襯墊‘包括’住載體，并把載體和殼體封裝固定在一起，滿足車輛的冷態(tài)和熱態(tài)的抗振動要求，但是，一方面材料的成本較高，另一方面封裝必須采用機(jī)器人生產(chǎn)線，影響產(chǎn)品的競爭力。而上述所用的金屬載體單元，在封裝時就不適合使用這種金屬陶瓷的3M襯墊。這里，并不是說金屬材質(zhì)的載體的封裝就沒有一點(diǎn)問題，相反，要滿足車輛的冷態(tài)和熱態(tài)的抗振動要求也必須采取多種技術(shù)措施；例如，可以把柱狀的金屬材質(zhì)的載體整體在真空釬焊爐內(nèi)進(jìn)行釬焊處理，此工藝，雖然能很好的解決載體單元的強(qiáng)度問題，但是，設(shè)備成本和生產(chǎn)工藝的成本高昂，也完全不符合低碳節(jié)能環(huán)保的綠色工藝過程的特點(diǎn)；也可以把柱狀的金屬材質(zhì)的載體兩端加裝支撐結(jié)構(gòu)，也可以在柱狀的金屬材質(zhì)的載體之間‘橫穿加強(qiáng)筋’等等，這些措施都改變了載體的最基本的氣流場的分布均勻性，結(jié)果是‘局部受力不均’，在通過GB或HJ振動試驗(yàn)時產(chǎn)生位移等形式的損害。同樣，市場上已經(jīng)有各類金屬絲網(wǎng)結(jié)構(gòu)的金屬載體出現(xiàn)，但是，對這類樣件在規(guī)定的50(Tl000h的臺架老化試驗(yàn)中存在不同程度的堵塞問題，實(shí)測樣件的背壓指標(biāo)檢測大于15kpa，最高達(dá)到23kpa，背壓較高時將導(dǎo)致車輛燃油經(jīng)濟(jì)性變差，出現(xiàn)這些堵塞問題的原因歸結(jié)到底是這類載體的宏觀結(jié)果和微觀結(jié)構(gòu)的優(yōu)化存在問題，也就是在增加過濾面積(濾床體積)的同時應(yīng)該優(yōu)化氣流通道；
在中國專利信息平臺，以‘后處理載體封裝’、‘后處理殼體封裝’和‘殼體封裝’進(jìn)行檢索，申請(專利)號為CN201010522911. 2的‘一種尾氣凈化用金屬載體及其加工方法’的專利是卷繞而成的波片和平片通過耐高溫的黏膠連接的方法；申請(專利)號為CN200510024944. 3的‘汽車尾氣凈化器催化劑金屬載體及其制備方法’的專利是泡沫金屬的結(jié)構(gòu)；申請(專利)號為CN200910262284. O的‘尾氣凈化器用金屬載體’的專利是一種多層交替疊合的U型平板及U型波形板構(gòu)成；申請(專利)號為CN200910177855. O的‘一種耐高溫的金屬載體’的專利是外殼內(nèi)壁涂布鎳基釬焊粉及粘結(jié)劑進(jìn)行高溫焊接制作金屬載體；申請(專利)號為CN201110048031.0的‘一種用于固定源尾氣脫硝的蜂窩狀金屬絲網(wǎng)催化劑及制備’的專利是蜂窩狀金屬載體的催化劑的制備；申請(專利)號為CN98125354. 7的‘催化劑用金屬載體’的專利是具有一個呈圓筒形并含有多個沿軸線方向延伸的通氣孔的蜂窩狀結(jié)構(gòu)體；申請(專利)號為CN200710010359. 7的‘一種具有氧化鋁涂層的蜂窩狀金屬絲網(wǎng)載體及其制備方法’的專利是將多個平板狀和多個瓦楞狀金屬絲網(wǎng)加工制成帶有涂層的蜂窩狀金屬絲網(wǎng)載體；申請(專利)號為CN200720088652. O的‘機(jī)動車三元催化凈化器金屬載體的波紋帶及其金屬載體’的專利是由多層波紋帶與平板帶的疊合層卷制焊接成的蜂窩狀柱體；申請(專利)號為CN201020206068. 2的‘孔網(wǎng)式催化轉(zhuǎn)化器’的專利是由孔網(wǎng)式金屬載體是由多條金屬波紋網(wǎng)帶交叉重疊或由多條金屬波紋網(wǎng)帶與金屬平板網(wǎng)帶交叉重疊組成；申請(專利)號為CN201020532458. 9的‘一種摩托車的尾氣凈化金屬載體’的專利是多個呈直通孔狀結(jié)構(gòu)的過濾孔，過濾孔內(nèi)間隔設(shè)置有若干起阻流作用的徑向波紋的蜂窩載體；分析認(rèn)為上述專利于本發(fā)明沒有近似性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種疊片式尾氣后處理用金屬載體單元，其對現(xiàn)有的后處理載體的性能和結(jié)構(gòu)進(jìn)行了優(yōu)化，降低了堵塞的風(fēng)險，增加了振動試驗(yàn)通過的幾率，具備實(shí)用性和先進(jìn)性。本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的一種疊片式尾氣后處理用金屬載體單元，其特征在于濾片采用長度為D1，寬度為D3=10(T200mm金屬絲網(wǎng)或金屬燒結(jié)氈，以D2=10(T400mm為折疊長度，交替反方向折疊，使A片的邊沿和B片的邊沿重合，經(jīng)點(diǎn)焊或電阻焊后連接在一起；制成一組疊片，以垂直折疊方向卷繞到一個芯軸上制成金屬載體單元；放置在殼體的內(nèi)徑為2D3+D4內(nèi)；其中不銹鋼載體殼體和擋圈焊接在一起，芯軸和擋圈或焊接，或采用螺母連接；
所述的疊片從A片到B片的疊片數(shù)為10-200片；
所述的芯軸為不銹鋼材質(zhì)，其直徑為D4=6 20mm。本發(fā)明的積極效果是通過卷繞前的濾片進(jìn)行微觀結(jié)構(gòu)的優(yōu)化，發(fā)明了疊片式的濾片制備工藝和結(jié)構(gòu)，并以此制備了 ‘疊片的濾片單元’，在載體宏觀規(guī)整的前提下，營造圍觀的不規(guī)整，使卷繞后的載體存在豐富的‘契型空間’，增加了氣體濾過的面積，減少了被堵塞可能，在使用中具有積極意義。


圖I 疊片折疊之后的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2置片折置成載體芯的不意圖。圖3擋圈的結(jié)構(gòu)示意圖。圖4采用螺母連接的示意圖。
具體實(shí)施方式
下面通過實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)一步描述，實(shí)施例為進(jìn)一步闡明本發(fā)明的特點(diǎn)，不等同于限制本發(fā)明，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員依照本發(fā)明進(jìn)行的更改，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。實(shí)施例I
如圖1-4所示，取O. Imm絲徑的SUS304不銹鋼的編織網(wǎng)，長度Dl=20000mm，寬度D3=200mm, D2=400mm,兩端帶螺紋的不銹鋼實(shí)心棒芯軸D4=6mm ;在Dl的長度上均分50份，從一端(A)開始，每400mm為一個折疊單元，順序正反方向折疊，直到另一端(B)結(jié)束，制備50個疊片，上下為平板磨具的油壓機(jī)靜壓Ih ；
把芯軸放在疊片的中間位置，牽動A片和B片，使A和B兩片的邊沿重合，電阻焊接，焊接點(diǎn)不少于20點(diǎn)，制備出載體芯I ;
取厚度為I. 5mm的SUS304不銹鋼板，寬度220mm，長度1279mm，在長度方向卷繞成筒狀，焊縫焊接前放入已經(jīng)制備好的載體芯1，采用卡具卡緊殼體2，完成焊縫焊接；完成擋條和殼體2的焊接，螺母固定心軸和擋條；完成了外徑203. 6mm,長度220mm的載體的制備；該載體的有效體積為26L ；
采用型號為DC-20000-200綜合振動臺，把本發(fā)明的高強(qiáng)度后處理金屬載體單元按要求固定在臺面上，測量原始位置尺寸，垂直振動，試驗(yàn)條件為室溫，加速度為20g，位移量為
I.4mm，頻率為100Hz，時間為5h ;試驗(yàn)結(jié)束后檢測位移量為O。實(shí)施例2
濾片采用長度為Dl=18000mm，寬度為D3=100mm的金屬燒結(jié)氈，以D2=100mm為折疊長度，不銹鋼實(shí)心棒芯軸D4=20mm ;在Dl的長度上均分180份，從一端(A)開始，每IOOmm為一個折疊單元，順序正反方向折疊，直至另一端(B)結(jié)束，制備180層疊片，上下位平板磨具的油壓機(jī)靜壓Ih ；
把芯軸放在疊片的中間位置，牽動A片和B片，使A、B兩片沿芯軸邊沿重合，電阻焊接，焊接點(diǎn)不少于20個，由此制備出載體芯；
取厚度為2mm的SUS304不銹鋼板，寬度120mm，長度695mm，在長度方向卷繞成筒狀，焊縫焊接前放入已經(jīng)制備好的載體芯，采用卡具卡緊殼體，完成焊縫焊接；完成擋條和殼體的焊接，擋條和芯軸的焊接；完成了外徑220mm,長度IOOmm的載體的制備；該載體的有效體積為 3. 8L。采用型號為DC-20000-200綜合振動臺，把本發(fā)明的高強(qiáng)度后處理金屬載體單元按要求固定在臺面上，測量原始位置尺寸，垂直振動，試驗(yàn)條件為室溫，加速度為20g，位移量為I. . 4mm，頻率為100Hz，時間為5h ;試驗(yàn)結(jié)束后檢測位移量為O。
權(quán)利要求
1.一種疊片式尾氣后處理用金屬載體單元，其特征在于濾片采用長度為D1，寬度為D3=10(T200mm金屬絲網(wǎng)或金屬燒結(jié)氈，以D2=10(T400mm為折疊長度，交替反方向折疊，使A片的邊沿和B片的邊沿重合，經(jīng)點(diǎn)焊或電阻焊后連接在一起；制成一組疊片，以垂直折疊方向卷繞到一個芯軸上制成金屬載體單元；放置在殼體的內(nèi)徑為2D3+D4內(nèi)；其中不銹鋼載體殼體和擋圈焊接在一起，芯軸和擋圈或焊接，或采用螺母連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種疊片式尾氣后處理用金屬載體單元，其特征在于所述的疊片從A片到B片的疊片數(shù)為10-200片。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種疊片式尾氣后處理用金屬載體單元，其特征在于所述的芯軸為不銹鋼材質(zhì)，其直徑為D4=6 20mm。
全文摘要
本發(fā)明涉及疊片式尾氣后處理用金屬載體單元，其特征在于采用金屬絲網(wǎng)或燒結(jié)氈的長條片，均分劃定刻線，以D2為長度，交替反方向折疊，折疊成形成類似手風(fēng)琴格的疊片，以直徑為D4的芯軸為軸心，卷繞該疊片，使A片的邊沿和B片的邊沿重合，點(diǎn)焊后連接在一起，然后采用不銹鋼載體殼以及擋圈和螺母共同完成封裝焊接，完成車用疊片式尾氣后處理用金屬載體單元的制作，這樣，不論進(jìn)口端或出口端都分布許多個均勻分布的契型過濾空間，在不降低過濾效果的情況下降低背壓，延長更換和維修間隔，因此，作為后處理載體，該產(chǎn)品可以用作DOC、POC、DPF和SCR的載體，具有一定的實(shí)際意義和較高的實(shí)用價值。
文檔編號F01N3/28GK102733895SQ20121023883
公開日2012年10月17日 申請日期2012年7月11日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月11日
發(fā)明者劉國軍, 劉忠政, 孫國靜, 崔龍, 張克金, 張喆, 王丹, 米新艷, 陳慧明, 魏傳盟 申請人:中國第一汽車股份有限公司