多层垫和废气处理装置的制造方法
【技术领域】
[0001]
公开的是用于废气处理装置的垫(mat)，例如，用于在汽车排气系统中使用的催化变换器(converter)和柴油机粒子收集器(traps)的垫。该垫可以用作在废气处理装置的壳(housing)内安装脆性整体料的安装垫，或在废气处理装置的末端锥体中用作热绝缘体。
[0002]
【背景技术】
[0003]为了降低发动机排出物对大气的污染，在汽车上使用废气处理装置。广泛使用的废气处理装置的例子包括催化变换器和柴油机粒子收集器。
[0004]处理汽车发动机排出气体的催化变换器包括:壳，容纳催化剂的脆性催化剂载体(support)结构(催化剂用于一氧化碳和经的氧化和氮氧化物的还原)和安装垫，安装垫配置在脆性催化剂载体结构的外表面和壳的内表面之间，以便将脆性催化剂载体结构有弹性地容纳在壳之内。
[0005]控制柴油发动机所形成污染的柴油机粒子收集器一般包括:壳，收集柴油机排放物中的粒子的脆性微粒过滤器或收集器和安装垫，安装垫配置在过滤器或收集器的外表面和壳的内表面之间，从而将脆性过滤器或收集器结构有弹性地容纳在壳内。
[0006]脆性催化剂载体结构一般包括由脆的金属材料或脆性陶瓷材料(例如氧化铝，二氧化硅，氧化镁，氧化锆，堇青石，碳化硅等等)制成的整体结构。这些材料提供具有许多气流通道的骨架结构类型。这些整体结构非常脆，以至于即使小振动装填或受力常常足以使其破裂或破碎。为了保护脆性结构免于上面指出的热冲击和机械震动及其它压力，以及为了提供热绝缘和气封，在脆性结构和壳之间的缝隙之内配置安装垫。
[0007]使用的安装垫材料应该能够满足脆性结构生产商或废气处理装置生产商列出的任何数量的设计或物理要求。例如，安装垫材料应该能够对脆性结构产生有效的残留保持压力，即使当废气处理装置经受宽范围的温度波动的时候，这种情况导致金属壳相对于脆性结构出现显著膨胀和收缩，也在一定期间内导致对安装垫的显著压缩和放松循环。
[0008]在废气处理装置中使用的陶瓷和金属基质(substrates)最通常安装在带有无机纤维基安装垫的金属壳之内。这种安装垫材料可以只含有无机纤维。然而，安装垫材料也可以含有其它类型的纤维、有机粘合剂、无机粘合剂和膨胀材料。
[0009]安装垫必须在宽范围操作温度情况下而起到有效保持载体在适当位置的作用。由于振动，基质(substrate)受到作用于基质的轴向力。由于金属壳比基质本身具有程度不同的膨胀的事实，安装垫也起到补偿这种膨胀的作用。各种废气处理装置在大约20°C的环境条件至大约1200°C的温度范围内运转。因此，安装垫必须在这种宽范围的温度范围内提供坚固的保持压力功能。
[0010]某些商购的非膨胀性安装垫典型地使用高直径的非可呼吸性纤维(non-respirable fibers)，以便与调节相符。然而，只包含高直径非可呼吸性纤维的安装垫具有不希望有的尚导热性能。
[0011 ] 商购的生物可溶性无机纤维具有相对小的直径，并且其显示出相对低的导热性。
[0012]工业中需要的是用于废气处理装置的安装垫，要求其可以在高操作温度下使用，并且显示出低导热性。
【发明内容】
[0013]本文公开的是用于废气处理装置的安装垫，其包括:包含生物可溶性无机纤维的第一个层；和与所述第一个层相邻的第二个层，其包含不同于所述生物可溶性无机纤维的无机纤维。
[0014]按照某些实施方案，该安装垫包括:第一个层，其包含具有第一个平均直径的生物可溶性无机纤维；和第二个层，其包含具有第二个平均直径的无机纤维，其中第二个平均直径大于第一个平均直径。
[0015]按照某些实施方案，该安装垫包括:包含生物可溶性无机纤维的第一个层和包含非可呼吸性纤维的第二个层。
[0016]本文还公开了废气处理装置，其包括:壳；弹性安装在壳内的脆性结构；和配置在所述壳和所述脆性结构之间的安装垫，所述垫包括:包含生物可溶性无机纤维的第一个层；和与所述第一个层相邻的第二个层，其包含不同于所述生物可溶性无机纤维的无机纤维。按照某些实施方案，该垫包括:第一个层，其包含具有第一个平均直径的生物可溶性无机纤维，和第二个层，其包含具有第二个平均直径的无机纤维，其中第二个平均直径大于第一个平均直径，其中所述第一个层与所述壳相邻，所述第二个层与所述脆性结构相邻。按照某些实施方案，该垫包括:包含生物可溶性无机纤维的第一个层和包含非可呼吸性纤维的第二个层。
[0017]本文另外公开了废气处理装置，其包括:壳；弹性安装在壳内的脆性结构；配置在所述壳和所述脆性结构之间的缝隙中的安装垫；双壁末端锥体壳；和配置在末端锥体壳的壁之间的绝热垫，所述垫包括:包含生物可溶性无机纤维的第一个层；和与所述第一个层相邻的第二个层，其包含不同于所述生物可溶性无机纤维的无机纤维，其中所述第一个层与所述外锥体壳相邻，所述第二个层与所述内锥体壳相邻。按照某些实施方案，该安装垫包括:第一个层，其包含具有第一个平均直径的生物可溶性无机纤维，和第二个层，其包含具有第二个平均直径的无机纤维，其中第二个平均直径大于第一个平均直径，其中所述第一个层与所述外锥体壳相邻，所述第二个层与所述内锥体壳相邻。按照某些实施方案，该垫包括:包含生物可溶性无机纤维的第一个层和包含非可呼吸性纤维的第二个层。
[0018]本文进一步公开了废气处理装置的末端锥体，其包括:外金属锥体；内金属锥体；和配置在末端锥体壳的壁之间的绝热垫，所述垫包括:包含生物可溶性无机纤维的第一个层；和与所述第一个层相邻的第二个层，其包含不同于所述生物可溶性无机纤维的无机纤维，其中所述第一个层与所述外锥体壳相邻，所述第二个层与所述内锥体壳相邻。按照某些实施方案，该安装垫包括:第一个层，其包含具有第一个平均直径的生物可溶性无机纤维，和第二个层，其包含具有第二个平均直径的无机纤维，其中第二个平均直径大于第一个平均直径，其中所述第一个层与所述外锥体壳相邻，所述第二个层与所述内锥体壳相邻。按照某些实施方案，该垫包括:包含生物可溶性无机纤维的第一个层和包含非可呼吸性纤维的第二个层。
【具体实施方式】
[0019]混杂型垫可以包括用于废气处理装置的多层安装垫。多层安装垫可以包括:生物可溶性无机纤维的第一个层和独立且独特的无机纤维层，该无机纤维的化学组成与第一个层的生物可溶性无机纤维不同。
[0020]多层安装垫可以包括:生物可溶性无机纤维的第一个独立且独特的层和无机纤维的第二个独立且独特的层，第二个层的无机纤维的化学组成与第一个层的生物可溶性无机纤维不同，使它们相邻接触，形成多层垫。多层安装垫可以包括:生物可溶性无机纤维的第一个独立且独特的层和无机纤维的第二个独立且独特的层，第二个层的无机纤维的化学组成与第一个层的生物可溶性无机纤维不同，使它们通过任何合适的方法连接在一起，形成多层垫。按照替代性的实施方案，多层安装垫可以如下获得:形成生物可溶性无机纤维的第一个层，而后直接在生物可溶性无机纤维的第一个层上形成无机纤维的第二个独特的层，第二个层的无机纤维的化学组成与第一个层的生物可溶性无机纤维不同。
[0021]多层安装垫可以包括:具有第一个平均直径的生物可溶性无机纤维的第一个层和具有第二个平均直径的无机纤维的第二个层，第二个平均直径不同于第一个平均直径。按照某些实施方案，多层安装垫包括:生物可溶性无机纤维的第一个层和包含无机纤维的第二个层，第二个层的无机纤维的平均直径大于安装垫的第一个层的生物可溶性纤维的平均直径。多层安装垫位于脆性结构(例如，脆性整体性催化剂载体或柴油机微粒过滤器)的外表面和壳的内表面之间。按照其它实施方案，多层垫还可以在废气处理装置的末端锥体的两个壳之间用作热绝缘体。
[0022]按照某些实施方案，多层安装垫可以包括:具有平均直径小于大约6微米的纤维的第一个层和具有平均直径大于大约6微米的纤维的第二个层。
[0023]按照某些说明性的实施方案，多层安装垫可以包括:具有平均直径小于大约6微米的生物可溶性无机纤维的第一个层和溶胶-凝胶衍生的无机纤维的第二个层，第二个层的无机纤维的化学组成与第一个层的生物可溶性无机纤维不同，其中第二个层的纤维具有大于大约6微米的平均直径。安装垫可以配置在废气处理装置之内，配置方式应该使纤维的第二个层与脆性结构相邻，并且生物可溶性无机纤维的层与外部金属壳的内表面相邻。
[0024]按照某些说明性的实施方案，多层安装垫可以包括:具有平均直径小于大约6微米的生物可溶性无机纤维的第一个层和具有平均直径大于大约6微米的非呼吸性无机纤维的第二个层，并且第二个层的导热性比第一个层的导热性高。安装垫可以配置在废气处理装置之内，配置方式应该使纤维的第二个层与脆性结构相邻，并且生物可溶性无机纤维的层与外部金属壳的内表面相邻。
【主权项】
1.垫，其包括:包含具有第一个平均直径的生物可溶性无机纤维的第一个层；和与所述第一个层相邻的第二个层，其包含非可呼吸性、溶胶-凝胶衍生的、含有至少60%重量氧化铝的氧化铝纤维，并具有大于第一个平均直径的第二个平均直径。2.权利要求1的垫，其中所述生物可溶性纤维包括铝酸钙纤维、氧化钙-氧化镁-氧化硅纤维、氧化镁-氧化硅纤维或其组合物。3.权利要求2的垫，其中所述氧化镁-氧化硅纤维包括65至86重量％的氧化硅、14至35重量％的氧化镁和5重量％或更少杂质的纤维化产物。4.权利要求2的垫，其中氧化钙-氧化镁-氧化硅纤维包括45至90重量％的氧化硅、大于0至45重量％的氧化钙和大于0至35重量％的氧化镁的纤维化产物。5.权利要求1的垫，其中所述溶胶-凝胶纤维包括含有至少90%重量氧化铝的氧化铝纤维。6.权利要求1的垫，其中所述溶胶-凝胶纤维包括莫来石纤维。7.权利要求1的垫，其中所述第一个平均直径为6μπι或更小，所述第二个平均直径为6μπι或更大。8.权利要求1的垫，其中所述第二个平均直径为3μπι或更大。9.废气处理装置，其包括:壳； 弹性安装在壳内的脆性结构；和配置在所述壳和所述脆性结构之间的权利要求1-8的任一项的安装垫。
【专利摘要】本申请涉及多层垫和废气处理装置。本申请具体涉及放在废气处理装置内的安装催化剂载体结构的混杂型安装垫。废气处理装置包括壳、脆性催化剂载体结构和配置在壳和脆性催化剂载体结构之间的间隙中的安装垫。另外，本申请公开了制造混杂型安装垫的方法和制造结合了该安装垫的废气处理装置的方法。
【IPC分类】B32B5/26, D04H1/4209, D04H1/587, B32B19/06, D04H1/4218, F01N3/28, B32B17/02, D04H1/542, D21H13/36, D21H27/38
【公开号】CN105398106
【申请号】CN201510829468
【发明人】不公告发明人
【申请人】青岛金智高新技术有限公司
【公开日】2016年3月16日
【申请日】2015年11月25日