多層墊和廢氣處理裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]
公開的是用于廢氣處理裝置的墊(mat)，例如，用于在汽車排氣系統(tǒng)中使用的催化變換器(converter)和柴油機粒子收集器(traps)的墊。該墊可以用作在廢氣處理裝置的殼(housing)內(nèi)安裝脆性整體料的安裝墊，或在廢氣處理裝置的末端錐體中用作熱絕緣體。
[0002]
【背景技術(shù)】
[0003]為了降低發(fā)動機排出物對大氣的污染，在汽車上使用廢氣處理裝置。廣泛使用的廢氣處理裝置的例子包括催化變換器和柴油機粒子收集器。
[0004]處理汽車發(fā)動機排出氣體的催化變換器包括:殼，容納催化劑的脆性催化劑載體(support)結(jié)構(gòu)(催化劑用于一氧化碳和經(jīng)的氧化和氮氧化物的還原)和安裝墊，安裝墊配置在脆性催化劑載體結(jié)構(gòu)的外表面和殼的內(nèi)表面之間，以便將脆性催化劑載體結(jié)構(gòu)有彈性地容納在殼之內(nèi)。
[0005]控制柴油發(fā)動機所形成污染的柴油機粒子收集器一般包括:殼，收集柴油機排放物中的粒子的脆性微粒過濾器或收集器和安裝墊，安裝墊配置在過濾器或收集器的外表面和殼的內(nèi)表面之間，從而將脆性過濾器或收集器結(jié)構(gòu)有彈性地容納在殼內(nèi)。
[0006]脆性催化劑載體結(jié)構(gòu)一般包括由脆的金屬材料或脆性陶瓷材料(例如氧化鋁，二氧化硅，氧化鎂，氧化鋯，堇青石，碳化硅等等)制成的整體結(jié)構(gòu)。這些材料提供具有許多氣流通道的骨架結(jié)構(gòu)類型。這些整體結(jié)構(gòu)非常脆，以至于即使小振動裝填或受力常常足以使其破裂或破碎。為了保護脆性結(jié)構(gòu)免于上面指出的熱沖擊和機械震動及其它壓力，以及為了提供熱絕緣和氣封，在脆性結(jié)構(gòu)和殼之間的縫隙之內(nèi)配置安裝墊。
[0007]使用的安裝墊材料應(yīng)該能夠滿足脆性結(jié)構(gòu)生產(chǎn)商或廢氣處理裝置生產(chǎn)商列出的任何數(shù)量的設(shè)計或物理要求。例如，安裝墊材料應(yīng)該能夠?qū)Υ嘈越Y(jié)構(gòu)產(chǎn)生有效的殘留保持壓力，即使當(dāng)廢氣處理裝置經(jīng)受寬范圍的溫度波動的時候，這種情況導(dǎo)致金屬殼相對于脆性結(jié)構(gòu)出現(xiàn)顯著膨脹和收縮，也在一定期間內(nèi)導(dǎo)致對安裝墊的顯著壓縮和放松循環(huán)。
[0008]在廢氣處理裝置中使用的陶瓷和金屬基質(zhì)(substrates)最通常安裝在帶有無機纖維基安裝墊的金屬殼之內(nèi)。這種安裝墊材料可以只含有無機纖維。然而，安裝墊材料也可以含有其它類型的纖維、有機粘合劑、無機粘合劑和膨脹材料。
[0009]安裝墊必須在寬范圍操作溫度情況下而起到有效保持載體在適當(dāng)位置的作用。由于振動，基質(zhì)(substrate)受到作用于基質(zhì)的軸向力。由于金屬殼比基質(zhì)本身具有程度不同的膨脹的事實，安裝墊也起到補償這種膨脹的作用。各種廢氣處理裝置在大約20°C的環(huán)境條件至大約1200°C的溫度范圍內(nèi)運轉(zhuǎn)。因此，安裝墊必須在這種寬范圍的溫度范圍內(nèi)提供堅固的保持壓力功能。
[0010]某些商購的非膨脹性安裝墊典型地使用高直徑的非可呼吸性纖維(non-respirable fibers)，以便與調(diào)節(jié)相符。然而，只包含高直徑非可呼吸性纖維的安裝墊具有不希望有的尚導(dǎo)熱性能。
[0011 ] 商購的生物可溶性無機纖維具有相對小的直徑，并且其顯示出相對低的導(dǎo)熱性。
[0012]工業(yè)中需要的是用于廢氣處理裝置的安裝墊，要求其可以在高操作溫度下使用，并且顯示出低導(dǎo)熱性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0013]本文公開的是用于廢氣處理裝置的安裝墊，其包括:包含生物可溶性無機纖維的第一個層；和與所述第一個層相鄰的第二個層，其包含不同于所述生物可溶性無機纖維的無機纖維。
[0014]按照某些實施方案，該安裝墊包括:第一個層，其包含具有第一個平均直徑的生物可溶性無機纖維；和第二個層，其包含具有第二個平均直徑的無機纖維，其中第二個平均直徑大于第一個平均直徑。
[0015]按照某些實施方案，該安裝墊包括:包含生物可溶性無機纖維的第一個層和包含非可呼吸性纖維的第二個層。
[0016]本文還公開了廢氣處理裝置，其包括:殼；彈性安裝在殼內(nèi)的脆性結(jié)構(gòu)；和配置在所述殼和所述脆性結(jié)構(gòu)之間的安裝墊，所述墊包括:包含生物可溶性無機纖維的第一個層；和與所述第一個層相鄰的第二個層，其包含不同于所述生物可溶性無機纖維的無機纖維。按照某些實施方案，該墊包括:第一個層，其包含具有第一個平均直徑的生物可溶性無機纖維，和第二個層，其包含具有第二個平均直徑的無機纖維，其中第二個平均直徑大于第一個平均直徑，其中所述第一個層與所述殼相鄰，所述第二個層與所述脆性結(jié)構(gòu)相鄰。按照某些實施方案，該墊包括:包含生物可溶性無機纖維的第一個層和包含非可呼吸性纖維的第二個層。
[0017]本文另外公開了廢氣處理裝置，其包括:殼；彈性安裝在殼內(nèi)的脆性結(jié)構(gòu)；配置在所述殼和所述脆性結(jié)構(gòu)之間的縫隙中的安裝墊；雙壁末端錐體殼；和配置在末端錐體殼的壁之間的絕熱墊，所述墊包括:包含生物可溶性無機纖維的第一個層；和與所述第一個層相鄰的第二個層，其包含不同于所述生物可溶性無機纖維的無機纖維，其中所述第一個層與所述外錐體殼相鄰，所述第二個層與所述內(nèi)錐體殼相鄰。按照某些實施方案，該安裝墊包括:第一個層，其包含具有第一個平均直徑的生物可溶性無機纖維，和第二個層，其包含具有第二個平均直徑的無機纖維，其中第二個平均直徑大于第一個平均直徑，其中所述第一個層與所述外錐體殼相鄰，所述第二個層與所述內(nèi)錐體殼相鄰。按照某些實施方案，該墊包括:包含生物可溶性無機纖維的第一個層和包含非可呼吸性纖維的第二個層。
[0018]本文進一步公開了廢氣處理裝置的末端錐體，其包括:外金屬錐體；內(nèi)金屬錐體；和配置在末端錐體殼的壁之間的絕熱墊，所述墊包括:包含生物可溶性無機纖維的第一個層；和與所述第一個層相鄰的第二個層，其包含不同于所述生物可溶性無機纖維的無機纖維，其中所述第一個層與所述外錐體殼相鄰，所述第二個層與所述內(nèi)錐體殼相鄰。按照某些實施方案，該安裝墊包括:第一個層，其包含具有第一個平均直徑的生物可溶性無機纖維，和第二個層，其包含具有第二個平均直徑的無機纖維，其中第二個平均直徑大于第一個平均直徑，其中所述第一個層與所述外錐體殼相鄰，所述第二個層與所述內(nèi)錐體殼相鄰。按照某些實施方案，該墊包括:包含生物可溶性無機纖維的第一個層和包含非可呼吸性纖維的第二個層。
【具體實施方式】
[0019]混雜型墊可以包括用于廢氣處理裝置的多層安裝墊。多層安裝墊可以包括:生物可溶性無機纖維的第一個層和獨立且獨特的無機纖維層，該無機纖維的化學(xué)組成與第一個層的生物可溶性無機纖維不同。
[0020]多層安裝墊可以包括:生物可溶性無機纖維的第一個獨立且獨特的層和無機纖維的第二個獨立且獨特的層，第二個層的無機纖維的化學(xué)組成與第一個層的生物可溶性無機纖維不同，使它們相鄰接觸，形成多層墊。多層安裝墊可以包括:生物可溶性無機纖維的第一個獨立且獨特的層和無機纖維的第二個獨立且獨特的層，第二個層的無機纖維的化學(xué)組成與第一個層的生物可溶性無機纖維不同，使它們通過任何合適的方法連接在一起，形成多層墊。按照替代性的實施方案，多層安裝墊可以如下獲得:形成生物可溶性無機纖維的第一個層，而后直接在生物可溶性無機纖維的第一個層上形成無機纖維的第二個獨特的層，第二個層的無機纖維的化學(xué)組成與第一個層的生物可溶性無機纖維不同。
[0021]多層安裝墊可以包括:具有第一個平均直徑的生物可溶性無機纖維的第一個層和具有第二個平均直徑的無機纖維的第二個層，第二個平均直徑不同于第一個平均直徑。按照某些實施方案，多層安裝墊包括:生物可溶性無機纖維的第一個層和包含無機纖維的第二個層，第二個層的無機纖維的平均直徑大于安裝墊的第一個層的生物可溶性纖維的平均直徑。多層安裝墊位于脆性結(jié)構(gòu)(例如，脆性整體性催化劑載體或柴油機微粒過濾器)的外表面和殼的內(nèi)表面之間。按照其它實施方案，多層墊還可以在廢氣處理裝置的末端錐體的兩個殼之間用作熱絕緣體。
[0022]按照某些實施方案，多層安裝墊可以包括:具有平均直徑小于大約6微米的纖維的第一個層和具有平均直徑大于大約6微米的纖維的第二個層。
[0023]按照某些說明性的實施方案，多層安裝墊可以包括:具有平均直徑小于大約6微米的生物可溶性無機纖維的第一個層和溶膠-凝膠衍生的無機纖維的第二個層，第二個層的無機纖維的化學(xué)組成與第一個層的生物可溶性無機纖維不同，其中第二個層的纖維具有大于大約6微米的平均直徑。安裝墊可以配置在廢氣處理裝置之內(nèi)，配置方式應(yīng)該使纖維的第二個層與脆性結(jié)構(gòu)相鄰，并且生物可溶性無機纖維的層與外部金屬殼的內(nèi)表面相鄰。
[0024]按照某些說明性的實施方案，多層安裝墊可以包括:具有平均直徑小于大約6微米的生物可溶性無機纖維的第一個層和具有平均直徑大于大約6微米的非呼吸性無機纖維的第二個層，并且第二個層的導(dǎo)熱性比第一個層的導(dǎo)熱性高。安裝墊可以配置在廢氣處理裝置之內(nèi)，配置方式應(yīng)該使纖維的第二個層與脆性結(jié)構(gòu)相鄰，并且生物可溶性無機纖維的層與外部金屬殼的內(nèi)表面相鄰。
【主權(quán)項】
1.墊，其包括:包含具有第一個平均直徑的生物可溶性無機纖維的第一個層；和與所述第一個層相鄰的第二個層，其包含非可呼吸性、溶膠-凝膠衍生的、含有至少60%重量氧化鋁的氧化鋁纖維，并具有大于第一個平均直徑的第二個平均直徑。2.權(quán)利要求1的墊，其中所述生物可溶性纖維包括鋁酸鈣纖維、氧化鈣-氧化鎂-氧化硅纖維、氧化鎂-氧化硅纖維或其組合物。3.權(quán)利要求2的墊，其中所述氧化鎂-氧化硅纖維包括65至86重量％的氧化硅、14至35重量％的氧化鎂和5重量％或更少雜質(zhì)的纖維化產(chǎn)物。4.權(quán)利要求2的墊，其中氧化鈣-氧化鎂-氧化硅纖維包括45至90重量％的氧化硅、大于0至45重量％的氧化鈣和大于0至35重量％的氧化鎂的纖維化產(chǎn)物。5.權(quán)利要求1的墊，其中所述溶膠-凝膠纖維包括含有至少90%重量氧化鋁的氧化鋁纖維。6.權(quán)利要求1的墊，其中所述溶膠-凝膠纖維包括莫來石纖維。7.權(quán)利要求1的墊，其中所述第一個平均直徑為6μπι或更小，所述第二個平均直徑為6μπι或更大。8.權(quán)利要求1的墊，其中所述第二個平均直徑為3μπι或更大。9.廢氣處理裝置，其包括:殼； 彈性安裝在殼內(nèi)的脆性結(jié)構(gòu)；和配置在所述殼和所述脆性結(jié)構(gòu)之間的權(quán)利要求1-8的任一項的安裝墊。
【專利摘要】本申請涉及多層墊和廢氣處理裝置。本申請具體涉及放在廢氣處理裝置內(nèi)的安裝催化劑載體結(jié)構(gòu)的混雜型安裝墊。廢氣處理裝置包括殼、脆性催化劑載體結(jié)構(gòu)和配置在殼和脆性催化劑載體結(jié)構(gòu)之間的間隙中的安裝墊。另外，本申請公開了制造混雜型安裝墊的方法和制造結(jié)合了該安裝墊的廢氣處理裝置的方法。
【IPC分類】B32B5/26, D04H1/4209, D04H1/587, B32B19/06, D04H1/4218, F01N3/28, B32B17/02, D04H1/542, D21H13/36, D21H27/38
【公開號】CN105398106
【申請?zhí)枴緾N201510829468
【發(fā)明人】不公告發(fā)明人
【申請人】青島金智高新技術(shù)有限公司
【公開日】2016年3月16日
【申請日】2015年11月25日