專利名稱：一種尾氣凈化裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于一種尾氣凈化裝置，尤其屬于一種可捕集柴油發(fā)動機(jī)尾氣顆粒的凈化裝置，特別涉及采用未燒結(jié)金屬纖維氈構(gòu)成的尾氣凈化裝置。
背景技術(shù)：
柴油機(jī)由于燃燒方式與汽油機(jī)不同為壓燃式，其尾氣中排放的顆粒物遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過汽油機(jī)的顆粒物排放，而DPF柴油車顆粒物捕集器就是解決這一難題的最佳方案，DPF是 Diesel Particulate Filter簡稱。現(xiàn)有的DPF主要采用碳化硅、堇青石等陶瓷材料制作成蜂窩狀壁透式結(jié)構(gòu)，將顆粒物吸附集聚在孔道壁上，過濾效率很高，但這樣的結(jié)構(gòu)導(dǎo)致背壓很大，再生周期短，對于硫含量過高的柴油很容易引起堵塞。且再生時的溫度超過650°C，陶瓷材料導(dǎo)熱性不良，容易受熱不均而開裂，縮短使用壽命。而目前發(fā)展的金屬DPF，主要采用半通透的燒結(jié)金屬纖維氈和金屬蜂窩的內(nèi)芯結(jié)構(gòu)，此種結(jié)構(gòu)對于背壓有一定的降低作用，但是對顆粒物的再生，由于通透的開孔結(jié)構(gòu)很難控制顆粒物的集中排放，即通常所說的冒黑煙，且結(jié)構(gòu)復(fù)雜造價高昂。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的不足公開了一種尾氣凈化裝置。本實(shí)用新型要解決的問題是通過一種制造成本更低，凈化效果更好，結(jié)構(gòu)更優(yōu)，加工方便的尾氣凈化裝置。本實(shí)用新型通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)尾氣凈化裝置，包括殼體和設(shè)置在殼體內(nèi)的過濾器，其中所述過濾器有可通過所述尾氣并將尾氣中微粒捕集的壁，所述壁沿殼體軸向傾斜設(shè)置，所述軸向設(shè)置壁在殼體內(nèi)構(gòu)成剖面成“W”形的結(jié)構(gòu)。進(jìn)一步所述壁由兩側(cè)外表面的金屬絲網(wǎng)包裹中間的未燒結(jié)金屬纖維氈壓制構(gòu)成。更進(jìn)一步所述壁中間未燒結(jié)金屬纖維氈由金屬纖維的亂絲結(jié)構(gòu)構(gòu)成，絲長2 3 厘米。更進(jìn)一步所述壁“W”形結(jié)構(gòu)的端部由連接卡連接固定相鄰兩軸向設(shè)置壁構(gòu)成。上述過濾器的壁有通過噴涂涂敷在所述尾氣通過表面的催化劑。所述“W”形結(jié)構(gòu)的壁兩端面徑向呈連續(xù)的螺旋結(jié)構(gòu)。DPF是目前采用的顆粒物捕集器，通常有殼體和設(shè)置在殼體內(nèi)的過濾器組成，殼體有與尾氣排出口連接的機(jī)構(gòu)，排出的尾氣沿殼體內(nèi)通過過濾器。本實(shí)用新型尾氣凈化裝置所述過濾器有可通過所述尾氣并將尾氣中微粒捕集的壁，所述壁沿殼體軸向傾斜設(shè)置，所述軸向設(shè)置壁在殼體內(nèi)構(gòu)成剖面成“W”形的結(jié)構(gòu)。本實(shí)用新型采用尾氣氣體可通過的壁在殼體內(nèi)沿軸向傾斜設(shè)置，所述傾斜設(shè)置是由沿軸向布置的壁兩端兩兩連接形成的，尾氣沿殼體軸向進(jìn)入，通過過濾器壁后，過濾后氣體沿殼體軸向流出。上述結(jié)構(gòu)對于背壓有一定的降低作用。本實(shí)用新型過濾器壁由兩側(cè)外表面的金屬絲網(wǎng)包裹中間的未燒結(jié)金屬纖維氈壓制構(gòu)成。所述壁由三層結(jié)構(gòu)構(gòu)成，兩外表面是金屬絲網(wǎng)，中間是未燒結(jié)金屬纖維氈，可通過將金屬絲網(wǎng)包裹住纖維氈通過壓波機(jī)壓波定型制成。采用未燒結(jié)的金屬纖維氈生產(chǎn)成本相對低廉很多。所述壁中間未燒結(jié)金屬纖維氈由金屬纖維的亂絲結(jié)構(gòu)構(gòu)成，絲長2 3厘米， 該結(jié)構(gòu)納污力強(qiáng)，不會出現(xiàn)高空速下顆粒物吹脫的情況。本實(shí)用新型所述壁“W”形結(jié)構(gòu)的端部由連接卡連接固定相鄰兩軸向設(shè)置壁構(gòu)成， 還可以有其他連接或固定方法，其目的都是形成沿殼體軸向傾斜設(shè)置的壁，尾氣全通過過濾器壁即可。本實(shí)用新型尾氣凈化裝置的過濾器壁有基于VIII族金屬合金的DPF載體，用于制備可以連續(xù)再生且造價相對較低的柴油車顆粒物捕集轉(zhuǎn)化器。本實(shí)用新型的有益性，本實(shí)用新型“W”形結(jié)構(gòu)的壁有利于背壓降低，可以連續(xù)再生且造價相對較低，DPF內(nèi)芯的未燒結(jié)金屬纖維氈金屬纖維亂絲結(jié)構(gòu)，納污力強(qiáng)，不會出現(xiàn)高空速下顆粒物吹脫的情況。由于采用連續(xù)再生的方式邊捕集邊反應(yīng)，使得出現(xiàn)大面積堵塞的情況大為減少。而DPF的外殼采用保溫密封襯墊加筒體封裝，使得內(nèi)部的溫度降低不大， 可以避免由于環(huán)境溫度的降低而出現(xiàn)外層顆粒物達(dá)不到燃燒或反應(yīng)溫度而聚集堵塞的情況發(fā)生。

圖1是本實(shí)用新型尾氣凈化裝置剖視結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本實(shí)用新型尾氣凈化裝置端面徑向結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本實(shí)用新型尾氣流動示意圖。圖中，1是過濾器壁，2是過濾器壁連接端部，3是殼體，4是中心固定盤，5是固定桿，6是過濾器壁另一連接端部，A是尾氣入口，B是氣體出口。
具體實(shí)施方式下面通過具體實(shí)施方式
和附圖對本實(shí)用新型進(jìn)一步說明。實(shí)施例用于說明本實(shí)用新型，不以任何方式限制本實(shí)用新型。結(jié)合圖1至圖3。尾氣凈化裝置，包括殼體3和設(shè)置在殼體內(nèi)的過濾器，過濾器有可通過所述尾氣并將尾氣中微粒捕集的壁1，壁1沿殼體軸向傾斜設(shè)置，軸向設(shè)置壁1在殼體內(nèi)構(gòu)成剖面成 “W”形的結(jié)構(gòu)。壁1由兩側(cè)外表面的金屬絲網(wǎng)包裹中間的未燒結(jié)金屬纖維氈壓制構(gòu)成。壁 1中間未燒結(jié)金屬纖維氈由金屬纖維的亂絲結(jié)構(gòu)構(gòu)成，絲長2 3厘米。壁1“W”形結(jié)構(gòu)的端部由連接卡連接固定相鄰兩軸向設(shè)置壁構(gòu)成。過濾器的壁1有通過噴涂涂敷在所述尾氣通過表面的催化劑?！癢”形結(jié)構(gòu)的壁1兩端面徑向呈連續(xù)的螺旋結(jié)構(gòu)。本凈化裝置采用以下步驟制備一 )卡條制作a將20mmX IOOOmmXO. 6mm的430型號鋼條通過線切割(或沖壓)切出5mm寬8_
深的齒槽。b將一部分線切割好的鋼板條用專用夾具夾住并把奇數(shù)和偶數(shù)齒向相反方向彎曲形成約45°的角(大小可改變根據(jù)自己操作方便來定)。[0028]c將另一部分線切割好的鋼板條用專用夾具夾住并把其中一半的齒彎曲形成約 45°角(b和c數(shù)量對半)。二 )壓波a纖維氈切成160mm寬，長度方便加工就行但至少要大于1000mm。同樣把金屬絲網(wǎng)切成400mm寬與纖維氈同長。b將金屬絲網(wǎng)包裹住纖維氈通過壓波機(jī)壓波定型，儲存?zhèn)溆?。?夾邊用(一)卡(二)。用雙彎曲的卡條b將兩卷壓好的波網(wǎng)夾好使其成為一卷雙層網(wǎng)。而另一邊用單彎曲的卡條夾好(注意單彎曲的卡條夾時要把未彎曲的邊向外部)。四)卷筒將(三)卷成筒。把(三)中做出來的新波網(wǎng)用力卷成筒狀(注意一定要卷緊而且卷筒過程中兩層之間要墊一個保持距離的墊條)，卷好后用金屬絲網(wǎng)包裹一層，然后用卡箍夾緊，使其直徑小于裝在筒的直徑然后垂直塞入筒中，松開卡箍。五)再次夾邊將墊卷筒的墊條抽出，然后把單彎曲的卡條，未彎曲的齒彎曲夾住另一邊使其封□。六)固定把(五)做好的筒上下用十字形的鋼條焊接卡好使其不會松動。七)預(yù)處理及涂敷將做好的POC載體放在高溫爐內(nèi)按室溫一3000C Ihr — 600°C Ihr — 800°C 3hr 升溫曲線進(jìn)行熱處理，用噴槍將事先磨好的一定比例的漿料涂敷在載體內(nèi)部，60°C風(fēng)干。八)成品焙燒涂敷風(fēng)干后的催化劑放在馬弗爐或者煅帶爐上550°C 2h出爐冷卻即成。本實(shí)用新型將金屬合金纖維氈用絲網(wǎng)包覆，壓制成一定寬度的波紋網(wǎng)帶，將兩片波紋網(wǎng)帶一端用卡條夾緊，然后卷成筒狀，將另一端用卡條夾緊，形成截面為W形的交錯結(jié)構(gòu)的載體。氣流從一端進(jìn)入，必須從波紋網(wǎng)帶的纖維氈內(nèi)部出來，所攜帶的顆粒物就被攔截在了纖維氈上。DPF —般裝在柴油機(jī)氧化型催化劑(DOC)的后端，與DOC形成一套顆粒物后處理系統(tǒng)，其顆粒物的連續(xù)再生主要通過以下兩種途徑。一種是由于DOC的強(qiáng)氧化作用使尾氣中的NO轉(zhuǎn)化為NO2,遇到DPF上的顆粒物會發(fā)生如下反應(yīng)N02+C = N0+C0, (1)C0+02 = CO2 (2)從而使堵塞的碳顆粒變成氣體跑出，實(shí)現(xiàn)再生。另一種途徑是通過進(jìn)氣端噴涂催化涂層，將碳顆粒的燃點(diǎn)大大降低(可到250°C 以下)，使聚集在纖維絲上的顆粒物在大功率加速的情況下燃燒掉，從而實(shí)現(xiàn)再生。本發(fā)明的DPF內(nèi)芯采用了特種金屬合金材料，外殼采用不銹鋼，金屬的導(dǎo)熱性優(yōu)良，可以避免受熱不均而斷裂。而且金屬的韌性好耐震動，不會出現(xiàn)機(jī)械破碎的情況。當(dāng)尾氣中的顆粒物進(jìn)入DPF內(nèi)芯，主要通過如下幾種方式被攔截[0052](1)碰撞及吸附發(fā)動機(jī)排氣流經(jīng)金屬絲網(wǎng)或耐高溫的纖維時，較大的顆粒碰撞纖維的機(jī)會較多， 并被嵌留在其中，較小的顆粒最初雖能繞過纖維流動，或能經(jīng)過過濾芯的微孔，但只要一接觸濾芯材料表面，就會被吸附在纖維上。(2)慣性攔截在金屬纖維濾芯中，大的顆粒不能通過纖維之間的孔道，被直接攔截在濾芯中。小的顆粒隨排氣流在濾芯中流動時，會產(chǎn)生慣排氣流，在排列雜亂的纖維層中流動時，流線的方向不斷變化，具有較大動量的顆粒會由于慣性而來不及隨氣流變換方向，脫離原來的軌跡向纖維靠攏，接觸纖維而被攔截。(3)擴(kuò)散攔截在柴油機(jī)排氣中，小的顆粒由于氣體分子熱運(yùn)動的碰撞，會做不規(guī)則的布朗運(yùn)動。 如果排氣顆粒的濃度是均勻的，那么這種布朗運(yùn)動不會使顆粒的宏觀傳輸發(fā)生變化；但是由于纖維體對顆粒的攔截，形成了濃度梯度，從而引起顆粒從高濃度區(qū)向低濃度區(qū)擴(kuò)散，增加顆粒因接觸纖維而被攔截的概率。擴(kuò)散效應(yīng)大約在過濾纖維截面120°扇形面的范圍內(nèi)起作用。(4)重力沉降當(dāng)緩慢運(yùn)動的柴油機(jī)排出尾氣流經(jīng)顆粒捕集器時，由于尾氣滯留的時間比較長， 較大的顆?？赡苡捎谥亓Φ淖饔枚撾x原來的流線沉積在捕集單元上。本發(fā)明的DPF內(nèi)芯是金屬纖維的亂絲結(jié)構(gòu)，絲長2 3厘米，納污力強(qiáng)，不會出現(xiàn)高空速下顆粒物吹脫的情況。由于采用機(jī)械卷制的形式，加工簡便，可根據(jù)不同的發(fā)動機(jī)排量，制備不同直徑和體積的載體，方便匹配，且由于采用非燒結(jié)的金屬纖維氈，制作成本比常用的燒結(jié)金屬纖維氈大幅降低，對于在用車改造具有很好的應(yīng)用價值。本發(fā)明的DPF載體經(jīng)過臺架試驗(yàn)ESC-13工況循環(huán)測試，對柴油顆粒物的平均轉(zhuǎn)化效率可達(dá)82. 3%，優(yōu)于燒結(jié)金屬纖維氈60%左右的捕集效率。而采用催化涂層技術(shù)可使顆粒物達(dá)到連續(xù)再生，故使用壽命可以比沒有涂層的延長。
權(quán)利要求1.一種尾氣凈化裝置，包括殼體和設(shè)置在殼體內(nèi)的過濾器，其特征在于所述過濾器有可通過所述尾氣并將尾氣中微粒捕集的壁，所述壁沿殼體軸向傾斜設(shè)置，所述軸向設(shè)置壁在殼體內(nèi)構(gòu)成剖面成“W”形的結(jié)構(gòu)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的尾氣凈化裝置，其特征在于所述壁由兩側(cè)外表面的金屬絲網(wǎng)包裹中間的未燒結(jié)金屬纖維氈壓制構(gòu)成。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的尾氣凈化裝置，其特征在于所述壁中間未燒結(jié)金屬纖維氈由金屬纖維的亂絲結(jié)構(gòu)構(gòu)成，絲長2 3厘米。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的尾氣凈化裝置，其特征在于所述壁“W”形結(jié)構(gòu)的端部由連接卡連接固定相鄰兩軸向設(shè)置壁構(gòu)成。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4任一項(xiàng)所述的尾氣凈化裝置，其特征在于所述過濾器的壁有通過噴涂涂敷在所述尾氣通過表面的催化劑。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的尾氣凈化裝置，其特征在于所述“W”形結(jié)構(gòu)的壁兩端面徑向呈連續(xù)的螺旋結(jié)構(gòu)。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種尾氣凈化裝置，包括殼體和設(shè)置在殼體內(nèi)的過濾器，過濾器有可通過所述尾氣并將尾氣中微粒捕集的壁，所述壁沿殼體軸向傾斜設(shè)置，所述軸向設(shè)置壁在殼體內(nèi)構(gòu)成剖面成“W”形的結(jié)構(gòu)；所述壁由兩側(cè)外表面的金屬絲網(wǎng)包裹中間的未燒結(jié)金屬纖維氈壓制構(gòu)成；過濾器的壁有通過噴涂涂敷在所述尾氣通過表面的催化劑；“W”形結(jié)構(gòu)的壁兩端面徑向呈連續(xù)的螺旋結(jié)構(gòu)。本實(shí)用新型“W”形結(jié)構(gòu)的壁有利于背壓降低，未燒結(jié)金屬纖維氈金屬纖維亂絲結(jié)構(gòu)，納污力強(qiáng)，不會出現(xiàn)高空速下顆粒物吹脫的情況；連續(xù)再生的邊捕集邊反應(yīng)使得出現(xiàn)大面積堵塞的情況減少；外殼采用保溫密封襯墊加筒體封裝，可以避免因環(huán)境溫度變化聚集堵塞的情況發(fā)生。
文檔編號F01N3/022GK202125334SQ20112025131
公開日2012年1月25日 申請日期2011年7月15日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月15日
發(fā)明者王磊, 陳朝華 申請人:四川中自尾氣凈化有限公司