专利名称：一种催化转化器纤维载体壳固定结构的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种催化转化器纤维载体壳固定结构，属于尾气后处理技术领域，可用于DOC、POC、DPF和SCR等各种催化转化器。
背景技术：
柴油机具有功率大、寿命长、动力性好等诸多优点，特别是CO2排放量非常低，在炼化过程也比汽油节能，因此，已经广泛应用于各类车型上。但是柴油机也存在氮氧化物和颗粒排放严重的问题。当前，传统汽车的排放达标的技术手段，人们仍然做着广泛研究。发达国家对控制城市机动车排放的研究很重视，在60年代颁布了排放标准和法规，1974 1975年间美国、日本相继使用了催化转化器，并达到实用阶段，各国建立了一系列完整的技术与管理相配套的制度，有效的减少了尾气排放，还带动了环保产业发展。我国对柴油车尾气处理技术的研究工作处于刚刚起步阶段，随着排放法规促进柴油机排放控制技术的发展与进步，我国的催化转化技术也逐渐增强，并且已经有很多应用的实例，达到很好的效果。后处理载体是构成车用后处理平台的关键因素，截止到目前为止，在后处理载体方面绝大多数是进口的陶瓷载体，这种陶瓷载体的机械强度稍差，不太适应于中国的实际情况；同样，一些特殊结构的成熟的金属载体也是被国外的技术和专利垄断，成为制约中国后处理产业发展的关键因素。因此，如何获得低成本和高性能的后处理载体是推进该领域技术进步的核心内容。根据车用后处理器的使用工况，以及对载体的综合技术要求，金属烧结毡、金属蜂窝、金属泡沫、金属丝网、金属纤维和无机纤维也是载体材料的不错的选项。后处理所用的陶瓷载体，通常都是采用专用的金属陶瓷的3M衬垫“包括”住载体，并把载体和壳体封装固定在一起，满足车辆的冷态和热态的抗振动要求，但是，一方面材料的成本较高，另一方面封装必须采用机器人生产线，影响产品的竞争力。而上述所用的金属载体单元，在封装时就不适合使用这种金属陶瓷的3M衬垫。这里，并不是说金属材质的载体的封装就没有一点问题，相反，要满足车辆的冷态和热态的抗振动要求也必须采取多种技术措施；例如，可以把柱状的金属材质的载体整体在真空钎焊炉内进行钎焊处理，此工艺，虽然能很好的解决载体单元的强度问题，但是，设备成本和生产工艺的成本高昂，也完全不符合低碳节能环保的绿色工艺过程的特点；也可以把柱状的金属材质的载体两端加装支撑结构，也可以在柱状的金属材质的载体之间‘横穿加强筋’等等，这些措施都改变了载体的最基本的气流场的分布均匀性，结果是“局部受力不均”，在通过GB或HJ振动试验时产生位移等形式的损害。在中国专利信息平台，以“后处理载体封装”、“后处理壳体封装”和“壳体封装”进行检索，申请号为CN201010522911. 2的“一种尾气净化用金属载体及其加工方法”的专利是卷绕而成的波片和平片通过耐高温的黏胶连接的方法；申请号为CN200510024944. 3的“汽车尾气净化器催化剂金属载体及其制备方法”的专利是泡沫金属的结构；申请号为CN200910262284. O的“尾气净化器用金属载体”的专利是一种多层交替叠合的U型平板及U型波形板构成；申请号为CN200910177855. O的“一种耐高温的金属载体”的专利是外壳内壁涂布镍基钎焊粉及粘结剂进行高温焊接制作金属载体；申请号为CN201110048031. O的“一种用于固定源尾气脱硝的蜂窝状金属丝网催化剂及制备”的专利是蜂窝状金属载体的催化剂的制备；申请号为CN98125354. 7的“催化剂用金属载体”的专利是具有一个呈圆筒形并含有多个沿轴线方向延伸的通气孔的蜂窝状结构体；申请号为CN200710010359. 7的“一种具有氧化铝涂层的蜂窝状金属丝网载体及其制备方法”的专利是将多个平板状和多个瓦楞状金属丝网加工制成带有涂层的蜂窝状金属丝网载体；申请号为CN200720088652. O的“机动车三元催化净化器金属载体的波纹带及其金属载体”的专利是由多层波纹带与平板带的叠合层卷制焊接成的蜂窝状柱体；申请号为CN201020206068. 2的“孔网式催化转化器”的专利是由孔网式金属载体是由多条金属波纹网带交叉重叠或由多条金属波纹网带与金属平板网带交叉重叠组成；申请号为CN201020532458. 9的“一种摩托车的尾气净化金属载体”的专利是多个呈直通孔状结构的过滤孔，过滤孔内间隔设置有若干起阻流作用的径向波纹的蜂窝载体；分析认为上述专利于本发明没有近似性。
发明内容本实用新型提供了一种催化转化器纤维载体壳固定结构，其使用不锈钢丝穿过一个或多个突出载体，将纤维载体和壳体固定在一起，既阻止了载体的变形，又防止了载体的旋转；其设计巧妙、结构简单，便于批量生产。本实用新型的技术方案是这样实现的一种催化转化器纤维载体壳固定结构，由壳体，纤维载体，不锈钢丝，载体挡板；其特征在于壳体上均匀分布有通孔；载体挡板设在载体的左右两端并分别与壳体焊接固定在一起，纤维载体从壳体上的通孔中突出形成突出载体；不锈钢丝穿过一个突出载体，也可以穿过多个突出载体；其不锈钢丝穿入的方向平行于箱体轴线、垂直于箱体轴线或 与轴线成一定角度。所述壳体截面直径为D1，长度为L2 ;通孔直径为D2，尺寸范围为20mm ^ D2 ^ 60mm ;左右两侧的载体挡板向中心距离为dl的长度内不设通孔，dl的取值范围为50mm ^ dl ^ 200mm ;最外侧的通孔边缘与壳体边缘距离d2。所述不锈钢丝直径D3为0. 5mm彡D3彡3mm ;不锈钢丝长度L3。所述的不锈钢丝平行于箱体轴线插入时L3为D2〈L3 ( L2,不锈钢丝垂直于箱体轴线方向插入时L3为D2〈L3 ( 3. 2D I ;轴线方向上两个通孔之间距离LI为D2〈L1 ( 1/5L2 ；壳体圆周方向上一圈分布的通孔数目为4 < n < 30。所述穿过突出载体的不锈钢丝可以采取氩弧焊或者电阻焊的方式将其焊接在壳体上，也可以直接担在壳体上。所述的壳体、不锈钢丝、载体挡板为SUS304不锈钢材料。所述的纤维载体为金属纤维、无机纤维的一圆柱体。本实用新型的积极效果是使用不锈钢丝穿过一个或多个突出载体，将纤维载体和壳体固定在一起，既阻止了载体的变形，又防止了载体的旋转；其设计巧妙、结构简单，便于批量生产；可以用于DOC、POC、DPF和SCR等各种催化转化器。
图1本实用新型实施例1中载体侧面视图。图2本实用新型实施例1中载体的局部剖视图。图3本实用新型实施例2中载体侧面视图。图4本实用新型实施例2中载体的局部剖视图。
具体实施方式
下面通过实施例对本实用新型进一步描述，实施例为进一步阐明本实用新型的特点，不等同于限制本实用新型，对于本领域的技术人员依照本实用新型进行的更改，均应含在本实用新型的保护范围之内。实施例1如图1和图2所示，一种催化转化器纤维载体壳固定结构，由壳体1、纤维载体3、不锈钢丝5、载体挡板6组成；其特征在于壳体I上均匀分布有通孔2 ;载体挡板设在载体的左右两端并分别与壳体焊接固定在一起，纤维载体3从壳体上的通孔中突出形成突出载体4 ;5_不锈钢丝穿过一个突出载体，也可以穿过多个突出载体；其不锈钢丝5穿入的方向平行于箱体轴线、垂直于箱体轴线或与轴线成一定角度。
·[0026]所述壳体I截面直径为D1，长度为L2 ;通孔2直径为D2，尺寸范围为20mm ^ D2 ^ 60mm ;左右两侧的载体挡板向中心距离为dl的长度内不设通孔，dl的取值范围为50mm ^ dl ^ 200mm ;最外侧的通孔边缘与壳体边缘距离d2。所述不锈钢丝5直径D3为0. 5mm彡D3彡3mm ;不锈钢丝长度L3。所述的不锈钢丝平行于箱体轴线插入时L3为D2〈L3 ( L2,不锈钢丝垂直于箱体轴线方向插入时L3为D2〈L3 ( 3. 2D I ;轴线方向上两个通孔之间距离LI为D2〈L1 ( 1/5L2 ；壳体圆周方向上一圈分布的通孔数目为4 < n < 30。所述穿过突出载体的不锈钢丝可以采取氩弧焊或者电阻焊的方式将其焊接在壳体上，也可以直接担在壳体上。所述的壳体1、不锈钢丝5、载体挡板6为SUS304不锈钢材料。所述的纤维载体3为金属纤维、无机纤维的一圆柱体。壳体I的材料是1. 2mm厚的SUS304不锈钢板，长160cm，宽100cm，从距离长边d2=20cm的位置开始打一列n=10个平均分布的直径D2=4cm的通孔2，宽度方向上每隔Ll=7. 5cm再打一列直径D2的通孔，共打9列；将不锈钢板沿长度方向卷成截面直径Dl=50cm,长度L2=100cm的圆筒状壳体；取厚度5mm、宽度80cm、丝径0. 8mm的SUS304不锈钢纤维毡，沿长度方向将其卷绕成直径49cm的不锈钢纤维载体；不锈钢丝5丝径D3=l. 5mm,长度L3=9cm ;壳体I上两个载体挡板6之间没有通孔的长度dl=10cm。在载体制作过程中，首先将纤维载体3塞入壳体I的中心位置，将左右挡板插入壳体之中，压紧纤维载体3后将载体挡板6与壳体I焊接在一起。使用铁钩将纤维载体3从通孔2中勾出一部分，形成突出载体4，使用不锈钢丝5沿着垂直于载体轴向的方向穿过突出载体4，不锈钢丝两端担在通孔两侧，将载体与壳体固定在一起，依此方法将所有通孔中的突出载体4都用不锈钢丝5固定，便得到催化转化器纤维载体壳固定结构。该结构将纤维载体和壳体固定在一起，既阻止了载体的变形，又防止了载体的旋转。该结构设计巧妙、结构简单，便于批量生产。如图3、4所示，壳体I的材料是Imm厚的SUS304不锈钢板，长190cm，宽150cm，从距离长边d2=25cm的位置开始打一列n=10个平均分布的直径D2=5cm的通孔2，宽度方向上每隔Ll=12. 5cm再打一列直径D2的通孔，共打9列；将不锈钢板沿长度方向卷成截面直径Dl=60cm,长度L2=150cm的圆筒状壳体；取厚度4臟、宽度130cm、丝径0. 6mm的SUS304不锈钢丝网，沿长度方向将其卷绕成直径59cm的不锈钢纤维载体；不锈钢丝5丝径D3=lmm，长度L3=21cm ;壳体I上两个载体挡板6之间没有通孔的长度dl=15cm。在载体制作过程中，首先将纤维载体3塞入壳体I的中心位置，将左右挡板插入壳体之中，压紧纤维载体3后将载体挡板6与壳体I焊接在一起。使用铁钩将纤维载体3从通孔2中勾出一部分，形成突出载体4，使用5-不锈钢丝沿着载体轴向穿过三个突出载体4，不锈钢丝两端用氩弧焊焊接在壳体之上，将载体与壳体固定在一起，依此方法将所有通孔中的突出载体4都用不锈钢丝5固定，便得到催化转化器纤维载体壳固定结构。
权利要求1.一种催化转化器纤维载体壳固定结构，由壳体，纤维载体，不锈钢丝，载体挡板；其特征在于壳体上均匀分布有通孔；载体挡板设在载体的左右两端并分别与壳体焊接固定在一起，纤维载体从壳体上的通孔中突出形成突出载体；不锈钢丝穿过一个突出载体，也可以穿过多个突出载体；其不锈钢丝穿入的方向平行于箱体轴线、垂直于箱体轴线或与轴线成一定角度。
2.根据权利要求1所述的一种催化转化器纤维载体壳固定结构，其特征在于所述壳体截面直径为Dl，长度为L2 ;通孔直径为D2，尺寸范围为20mm≤D2 ≤ 60mm ;左右两侧的载体挡板向中心距离为dl的长度内不设通孔，dl的取值范围为50mm ≤dl ≤ 200mm ;最外侧的通孔边缘与壳体边缘距离d2。
3.根据权利要求1所述的一种催化转化器纤维载体壳固定结构，其特征在于所述不锈钢丝直径D3为0. 5mm≤D3≤3mm ;不锈钢丝长度L3。
4.根据权利要求1所述的一种催化转化器纤维载体壳固定结构，其特征在于所述的不锈钢丝平行于箱体轴线插入时L3为D2<L3 ≤ L2，不锈钢丝垂直于箱体轴线方向插入时L3为D2〈L3 ≤ 3. 2D I ;轴线方向上两个通孔之间距离LI为D2〈L1 ≤ 1/5L2 ;壳体圆周方向上一圈分布的通孔数目为4≤n≤30。
5.根据权利要求1所述的一种催化转化器纤维载体壳固定结构，其特征在于所述穿过突出载体的不锈钢丝可以采取氩弧焊或者电阻焊的方式将其焊接在壳体上，也可以直接担在壳体上。
6.根据权利要求1所述的一种催化转化器纤维载体壳固定结构，其特征在于所述的壳体、不锈钢丝、载体挡板为SUS304不锈钢材料。
7.根据权利要求1所述的一种催化转化器纤维载体壳固定结构，其特征在于纤维载体为金属纤维、无机纤维的圆柱体。
专利摘要本实用新型涉及一种催化转化器纤维载体壳固定结构，由壳体，纤维载体，不锈钢丝，载体挡板；其特征在于壳体上均匀分布有通孔；载体挡板设在载体的左右两端并分别与壳体焊接固定在一起，纤维载体从壳体上的通孔中突出形成突出载体；不锈钢丝穿过一个突出载体，也可以穿过多个突出载体；其不锈钢丝穿入的方向平行于箱体轴线、垂直于箱体轴线或与轴线成一定角度。其既阻止了载体的变形，又防止了载体的旋转。结构设计巧妙、结构简单，便于批量生产。
文档编号F01N3/28GK202900384SQ20122058247
公开日2013年4月24日 申请日期2012年11月7日 优先权日2012年11月7日
发明者张克金, 杨光伟, 崔龙, 陈慧明, 姜涛, 王丹, 米新艳, 魏晓川, 张苡铭, 刘国军 申请人:中国第一汽车股份有限公司