一种不均匀孔隙的催化转化器的制作方法

本实用新型属于车辆尾气催化处理技术领域，尤其涉及一种不均匀孔隙的催化转化器。

背景技术：

目前的尾气不均匀孔隙的催化转化器，主要包括催化载体和涂覆在圆柱状的催化载体内部蜂窝状芯体上的催化涂层，该催化涂层主要包括氧化铝和稀土，同时含有贵金属铂(Pt)、钯(Pd)、铑(Rh)或含其中的任意一种或两种贵金属，蜂窝状芯体主要是横截面呈蜂窝网状的一段圆柱形的镂空金属，内部均匀地设有很多轴向贯穿载体圆柱形外壳两端面的通孔。导致尾气催化反应程度不均匀，催化效率低，处理效果不好，其原因如下：流入芯体内的尾气密集度在圆柱形外壳内从轴线向外侧逐渐变稀疏，而现有的不均匀孔隙的催化转化器由于蜂窝状芯体内的上述通孔大小相同且均匀设置，导致尾气在芯体中心附近催化反应更加彻底，而向外侧则效率逐渐降低；然而，催化载体内的芯体(包括催化载体内壁)上所涂覆的催化涂层厚度均匀一致，若要使流经的尾气充分反应，则必须在催化载体内的所有接触面处涂覆足够的催化涂层，由于催化涂层含有贵金属，大量充分涂覆成本太大，而使用率却不足，而且，在气流集中流经的地方很难把握其合适的涂覆厚度，极易导致涂覆厚度不足或涂覆厚度过厚产生浪费。为了充分利用催化载体内各处的涂覆层，亟待设计一种新的不均匀孔隙的催化转化器来提高催化涂层的使用率，以期提高催化效率。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于解决上述技术问题，提供一种不均匀孔隙的催化转化器，该不均匀孔隙的催化转化器的催化反应效率高，贵金属涂覆量少而利用率高。

本实用新型的技术方案如下：

一种不均匀孔隙的催化转化器，包括圆柱状的催化载体，所述催化载体包括圆柱状的载体外壳和位于载体外壳内的芯体，所述芯体内部设有若干小孔且涂覆有催化涂层，所述催化涂层均匀地涂覆在整个芯体上；

所述芯体包括若干圈层层嵌套的片筒，所述片筒采用金属片卷制而成；在片筒的外圆周面上沿其轴线平行的方向均匀间隔地设有若干凸棱，所述凸棱的横截面呈半圆状；

从最内圈至最外圈，所述片筒上的凸棱数量逐渐变少而凸棱逐渐变大；

所述载体外壳内壁沿其轴线相平行的方向设有若干均匀间隔的凹槽，所述凹槽的横截面呈半圆形；最外圈片筒上的凸棱紧紧地插入所述凹槽内，且在所述载体外壳的出气端同轴地固定有一个圆环挡圈；所述芯体的出气端边缘顶在所述圆环挡圈上，其进气端与载体外壳的进气端面齐平。

进一步地，相邻两圈片筒的相邻两凸棱之间错开。

进一步地，相邻两圈片筒之间点焊固定。

进一步地，除最外圈之外的其它圈片筒均呈圆锥形，且所有呈圆锥形的片筒的小端口朝出气口端；由外至内的第一层片筒与第二层片筒之间点焊连接。

进一步地，所述呈圆锥形的片筒的锥角为5°～6°

进一步地，所述片筒与凸棱采用厚度为0.6mm的金属片采用冲压工艺一体成型。

进一步地，所述凸棱的圆弧顶部嵌入所述凹槽内，且嵌入的圆弧段的弦高为1/4倍凸棱的圆弧半径长。

本实用新型的有益效果：本实用新型采用若干圈设置的凸棱数量、大小不同的片筒来作为催化剂涂覆的载体(芯体部分)，从最中间至外侧所形成的间隙逐渐变大，一方面，中间圆心周围细空隙可以有效遏制住尾气流束中轴线处的密集高速气流，防止其过于迅速地流过载体，造成的催化反应处理不充分。另一方面，越靠近中轴线位置处的空隙越小，单位体积内气流与催化剂的接触面积越大，而中轴线附近也正是气流密集的位置，正好可以用来充分实现催化作用，提高尾气的催化反应效率；这对于涂层厚度均匀一致的载体来说可以选择相对较薄的涂覆厚度，这是因为中轴线处实际需要更多的催化剂来参与反应，因此，若要充分实现催化反应，整体涂覆厚度必将提高，而本实用新型采用孔隙朝轴线处逐渐变密来增加单位体积内与催化剂的接触面积，从而提高反应率，减小涂层的涂覆厚度，使所涂覆的涂层中的贵金属可充分参与反应而不浪费。此外，本实用新型采用半圆状的凸棱来间隔构成孔隙，是为了在连续改变孔隙情况下，减小流动阻力，可以保证气流顺利通过。采用凸棱嵌入载体壳体内壁凹槽的嵌入结构来防止芯体在气流冲击下晃动，尤其是防止转动。

附图说明

图1为本实用新型的催化载体横截面示意图。

图2为片筒局部立体示意图。

图3为图1中II处的放大视图。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本实用新型的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点及功效。

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明：

如图1—2所示，一种不均匀孔隙的催化转化器，包括圆柱状的催化载体，所述催化载体包括圆柱状的载体外壳102和位于载体外壳102内的芯体101，所述芯体101内部设有若干小孔且涂覆有催化涂层，所述催化涂层均匀地涂覆在整个芯体101上。

所述芯体101包括若干圈层层嵌套的片筒，需说明的是，为了便于清晰表达结构，图1中只画出了最外圈、中心处的几圈和芯体1的圆心与外圆面之间的若干圈，其它各圈都以中心点画线绘制的若干同心圆表示。所述片筒采用金属片卷制而成；在片筒的外圆周面上沿其轴线平行的方向均匀间隔地设有若干凸棱1011，所述凸棱的横截面呈半圆状。从最内圈至最外圈，所述片筒上的凸棱1011数量逐渐变少而凸棱逐渐变大，致使芯体101的中心位置处孔隙密集而最外侧比较稀疏。

所述载体外壳102内壁沿其轴线相平行的方向设有若干均匀间隔的凹槽，所述凹槽的横截面呈半圆形；最外圈片筒上的凸棱紧紧地插入所述凹槽内，且在所述载体外壳的出气端同轴地固定有一个圆环挡圈(图中未示出)；所述芯体101的出气端边缘顶在所述圆环挡圈上，其进气端与载体外壳102的进气端面齐平，防止在高压气流冲击下，芯体101被冲出载体外壳102内。为了尽可能地增大气流与催化剂接触面积，更充分地反应，如图3所示，所述凸棱1011的圆弧顶部1011a附近的部分嵌入所述凹槽内，且嵌入的圆弧段的弦高H为1/4倍凸棱的圆弧半径长，这样在保证芯体101安装牢固度前提下，载体外壳102内壁与最外层片筒之间又可具有催化反应空间。

进一步地，相邻两圈片筒的相邻两凸棱1011之间错开，以免出现相邻两片筒之间紧贴，削减催化反应接触空间面积。

进一步地，相邻两圈片筒之间点焊固定，可以进一步地提高芯体101的整体牢固性，避免散架。

进一步地，除最外圈之外的其它圈片筒均呈圆锥形，且所有呈圆锥形的片筒的小端口朝出气口端；由外至内的第一层片筒与第二层片筒之间点焊连接；锥形片筒在冲击气流下会越来越紧，绝对不会出现芯体101散架分离的情况，而为保证载体两端口(进、出气端)大小相同，最外层仍采用圆柱形结构，将第一层片筒与第二层片筒之间点焊连接，即可实现芯体101整体安装固定。

进一步地，所述呈圆锥形的片筒的锥角为5°～6°，该锥角下可以充分保证芯体101的稳定性，而又不至于锥角过大过度影响气流的轴向流动。

进一步地，所述片筒与凸棱1011采用厚度为0.6mm的金属片采用冲压工艺一体成型，可以使整个结构更为紧凑牢固，稳定性更强，催化效果更佳。

上述实施例仅例示性说明本实用新型的原理及其功效，而非用于限制本实用新型。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本实用新型的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本实用新型所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本实用新型的权利要求所涵盖。