用于容纳后处理块的系统和方法技术方案

一种后处理系统包括后处理模块，该后处理模块具有在第一端与第二端之间延伸的套筒。一个或多个后处理块轴向地插入配置在套筒的第一端的套筒开口中。为了防止后处理块非故意地离开套筒，在套筒的第一端周围配置有作为松配合套环的卡环。该卡环由围绕第一端突出的周向压条约束在套筒上。该卡环可以与安置在第一端附近的挡圈联接。当联接到卡环时，挡圈的一部分部分地跨越套筒开口延伸并堵塞套筒开口，从而防止后处理块离开套筒。

【技术实现步骤摘要】

本专利公开文本总的涉及用于减少来自燃烧过程的排气中的排放物的后处理系统，更具体地涉及用于保持和更换这种系统中的后处理块(brick)的方法和装置。
技术介绍
动力系统如大型内燃发动机燃烧烃基燃料或类似的燃料源以将其中的化学能转化为可用于为相关的机器或应用提供动力的机械能。烃燃料的燃烧可释放或形成若干种副产品或排放物，如氮氧化物(N0X)、一氧化碳和二氧化碳(CO和CO2),以及微粒物质。这些排放物中可向环境释放的某些排放物的数量可能受到政府监管和环境法的限制。相应地，此类动力系统的制造商可将系统配备有后处理系统以在排放物排放到环境之前处理排放物。该后处理系统可配置在动力系统的排气通道中并且可包括可供排气通过的单元或模块。该模块可包括一个或多个后处理块，后者可化学或物理地改变与其相遇的排气的组分。后处理块的示例包括化学地改变排气的催化剂和可捕集排气的特定成分的过滤器。在一些实施例中，后处理块可通过焊接等永久地固定于该模块。然而，一些类型的后处理块可在使用一端时间后耗尽或去活化，或者可由于它们被使用的条件而损坏，并且需要更换。相应地，在一些后处理系统中，后处理块可以是可移除的。使用可移除的后处理块且特别是催化剂的系统的示例被记载在美国专利N0.7,919,052 (’052专利)中。’ 052专利记载了限定出一开口的壳体和配置在所述开口上方的催化剂，所述开口是流动腔室的一部分。为了将催化剂保持在开口上方的适当位置，将棒条安置成跨越催化剂的垂直于流动腔室的一个面。该棒条的一端被锚固在流动腔室的底部并且另一端通过螺栓-螺母组合紧固于壳体上部处的前板。为了移除催化剂，必须既从壳体松开棒条，又从流动通道的底部将棒条解开。此外，螺栓-螺母组合和锚固件可能定向在不同方向上，从而使移除棒条以接近催化剂变得复杂。
技术实现思路
在一方面,本专利技术描述一种后处理模块,该后处理模块包括至少一个套筒，该套筒沿套筒轴线在第一端与对向的第二端之间延伸。该套筒还包括配置在第一端的套筒开口和位于第一端附近并围绕套筒轴线径向地突出的压条(bead)。该套筒可被容纳在具有垂直于套筒轴线的平坦面的框架中。当套筒被容纳在框架中时，第一端从平坦面延伸并且压条与平坦面轴向地隔开。一个或多个后处理块可被插入套筒中。后处理块可具有衬底基质(substrate matrix)和配置在衬底基质周围的壳罩(mantle)。为了将后处理块保持在套筒中，卡环(captive ring)可被配置在套筒周围且轴向地定位在平坦面与压条之间。在第一端附近安置有挡圈(retention ring)且该挡圈与卡环联接,使得挡圈的一部分配置在套筒开口的一部分的上方。在另一方面，本专利技术描述了一种将后处理块保持在后处理模块中的方法。根据该方法，在后处理模块中设置有套筒并且卡环围绕该套筒的第一端宽松地配置。一个或多个后处理块插入穿过套筒的第一端中的套筒开口。挡圈在第一端附近定位成使得挡圈的一部分堵塞套筒开口的一部分且卡环联接到挡圈。在另一方面，本专利技术描述了一种密封插入到后处理模块中的多个后处理块的方法。在后处理模块中设置有在第一端与第二端之间延伸以便限定出(delineate)套筒轴线的套筒。该方法包括将卡环围绕与套筒轴线大体同心的第一端配置成使得卡环被轴向地约束在从第一端附近径向地突出的压条的后方。第一后处理块和第二后处理块插入配置在第一端的套筒开口中，使得第一后处理块接近第一端且第二后处理块接近第二端。挡圈在第一端附近定位成使得挡圈的一部分在套筒开口的一部分的上方延伸并与第一后处理块接触。根据该方法，通过将挡圈联接并紧固于邻接压条的卡环来使第一后处理块被促靠在第二后处理块上。【附图说明】图1是包括联接到发电机并与后处理模块相关的内燃发动机的动力系统的侧视图。图2是清洁排放模块的透视图，其中顶部被移除以示出模块的内部和通过模块的排气流。图3是配置在清洁排放模块中的后处理模块的透视图，该后处理模块包括接纳多个后处理块的至少一个套筒和在套筒的端部附近联接在一起以将后处理模块保持在其中的一对环状物。图4是套筒的透视图，其中卡环配置在套筒端部周围且被轴向地限制在套筒端部上，该卡环联接到部分地跨越套筒的开口配置的挡圈。图4A是图4的联接装置的详细装配图，详细示出了卡环、挡圈和联接这些元件的构件。图5是套筒的剖视图，其中多个后处理块由相联接的卡环和挡圈利用详细示出的联接装置的构件保持在套筒中。图6是具有配置在衬底基质周围的壳罩的后处理块、特别是选择性催化还原催化剂的一个实施例的透视图，其中详细示出了衬底基质。【具体实施方式】本专利技术总的涉及可与产生排气的动力系统相关的排气后处理系统，更具体地涉及可为此类后处理系统的可移除构件的后处理块。现参照附图，其中同样的附图标记表示同样的元件，在图1中示出了可通过燃烧化石燃料等来产生动力的动力系统100的示例。所示的动力系统100可包括内燃发动机102，如可操作地联接到发电机104以产生电力的柴油发动机。内燃发动机102可具有任何数量的气缸，正如本领域的普通技术人员可理解的那样。内燃发动机102和发电机104可被支承在共同的安装架106上。动力系统100可在难于或无法接入电网的地点提供现场备用动力或连续电力。相应地，发电机104和内燃发动机102可确定大小或尺寸为提供合适的瓦数和马力。应当理解的是，在其它实施例中，本专利技术的动力系统可用于其它应用如燃烧汽油的发电机、天然气涡轮机和燃煤系统中。另外，除静止应用外，本专利技术可用于移动应用如机车和船用发动机中。为了将进气导入动力系统100中和从动力系统100引出排气，该动力系统可包括进气系统110和排气系统112。进气系统110将空气或空气/燃料混合物引导到内燃发动机102的燃烧室以用于燃烧，而排气系统112包括与燃烧室流体连通以将由燃烧过程产生的排气引导到环境的排气管或排气通道114。为了利用所排出的排气的正压来对进气加压，动力系统100可包括与进气系统110和排气系统112可操作地相关的一个或多个涡轮增压器 116。排气系统112可包括用以在排气排出到环境之前调节或处理排气的构件。例如，呈清洁排放模块(CEM)形式的排气后处理系统120可配置成与位于涡轮增压器116的下游的排气系统112流体连通，以接收从内燃发动机102排出的排气。术语“后处理”是指系统在已产生排气之后处理排气且因此可与影响燃烧过程的燃料添加剂等相区分的事实。例如，后处理系统120可被设计为可大体在发电机10上方安装在动力系统100上的独立单元，并且可接收来自排气通道114的排气。通过将后处理系统120制造为独立模块单元，该设计可供不同尺寸和构型的动力系统100使用。然而，在其它实施例中，后处理系统120可与动力系统100 —体形成并且可配置在其它位置而不是动力系统的上方。后处理系统120可构造成处理、去除或转化排放物和排气中的其它成分。参照图2，后处理系统120可包括盒状壳体122，该盒状壳体被支承在适合将后处理系统安装于动力系统的基部支承件124上。盒状壳体122可包括定向在前方的第一壁126、对向的后方第二壁128、以及相应的第三和第四侧壁130、132。然而，应该了解的是，术语如前方、后方和侧面仅用于取向目的并且不本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种后处理模块，包括：沿套筒轴线在第一端与对向的第二端之间延伸的至少一个套筒，所述至少一个套筒包括位于第一端的套筒开口和围绕套筒轴线径向向外突出的接近所述第一端的压条；框架，所述框架包括垂直于所述套筒轴线的平坦面，所述框架容纳所述至少一个套筒，使得所述第一端从所述平坦面延伸并且所述压条与所述平坦面轴向地隔开；插入所述至少一个套筒中的一个或多个后处理块，所述后处理块中的每一个都包括衬底基质和配置在所述衬底基质周围的壳罩；卡环，所述卡环配置在所述套筒周围并且轴向地定位在所述平坦面与所述压条之间；和挡圈，所述挡圈配置在所述第一端附近并与所述卡环联接，所述挡圈成形为使得所述挡圈的一部分配置在所述套筒开口的一部分的上方。

【技术特征摘要】
2013.03.01 US 13/782,2511.一种后处理模块，包括: 沿套筒轴线在第一端与对向的第二端之间延伸的至少一个套筒，所述至少一个套筒包括位于第一端的套筒开口和围绕套筒轴线径向向外突出的接近所述第一端的压条； 框架，所述框架包括垂直于所述套筒轴线的平坦面，所述框架容纳所述至少一个套筒，使得所述第一端从所述平坦面延伸并且所述压条与所述平坦面轴向地隔开； 插入所述至少一个套筒中的一个或多个后处理块，所述后处理块中的每一个都包括衬底基质和配置在所述衬底基质周围的壳罩； 卡环，所述卡环配置在所述套筒周围并且轴向地定位在所述平坦面与所述压条之间；和 挡圈，所述挡圈配置在所述第一端附近并与所述卡环联接，所述挡圈成形为使得所述挡圈的一部分配置在所述套筒开口的一部分的上方。2.根据权利要求1所述的后处理模块，其中，所述套筒是管状圆筒，并且所述卡环和所述挡圈大体呈环形。3.根据权利要求2所述的后处理模块，其中，所述卡环在未联接到所述挡圈时围绕所述套筒轴线转动自如。4.根据权利要求3所述的后处理模块，其中，所述挡圈的内径小于与所述套筒开口...

【专利技术属性】
技术研发人员：A·M·丹尼斯，T·W·曼宁，I·阿奎尔，R·E·杰夫斯，N·曼其坎蒂，
申请(专利权)人：卡特彼勒公司，
类型：发明
国别省市：美国;US