非对称颗粒捕捉器增强结构制造技术

本发明专利技术涉及一种非对称颗粒捕捉器增强结构，颗粒捕捉器由多个方块通过混凝土层粘贴后构成，所述每个方块上均均布有若干个蜂窝状的孔洞，且孔洞包括间隔分布的大孔和小孔，小孔的一端堵塞，所述颗粒捕捉器的中心位置为中心区域，其余区域为外围区域，中心区域的孔洞截面呈方形，外围区域的孔洞截面呈圆形倒角结构，或者中心区域的孔洞的小孔截面呈方形，且中心区域的大孔和外围区域的孔洞截面均呈圆形倒角结构。本发明专利技术对中心区域和外围区域的孔洞结构进行改变，防止由于热应力的作用而开裂，有效平衡热应力与背压。

【技术实现步骤摘要】
非对称颗粒捕捉器增强结构
本专利技术涉及一种颗粒捕捉器，属于汽车尾气处理领域。
技术介绍
蜂窝陶瓷颗粒捕捉器技术已被广泛用于汽车及卡车尾气处理上。一般，蜂窝陶瓷颗粒捕捉器采用壁流式过滤方式以去除尾气中的颗粒。原理就是在入口处每隔一孔堵住，另一孔保持通畅；而在出口处，对应的孔保持相反的堵或通。这样，蜂窝陶瓷呈国际象棋的棋盘式，保证尾气必须从壁上通过，从而达到将尾气中的颗粒截留在壁上的目的。在应用中，尾气中的颗粒(如碳黑)在入口处未封堵的通道里面聚集，等达到一定的量以后，计算机系统会启动再生工程，将收集的碳黑烧去，从而降低了系统的背压。由于此类碳黑大多数是微米或纳米级小颗粒，其燃烧速度极快，在很短的时间内(十多分钟内)释放出大量热，从而使得颗粒捕捉器内部温度急剧升高。若控制不好，会导致颗粒捕捉器被烧融化。通过计算机控制再生步骤，可以将融化的风险降低。但是，升温过高过快导致的热应力是一直存在，并且是导致颗粒捕捉器开裂的主要原因。在再生的升温过程中，由于蜂窝陶瓷是一个很大的蓄热体，使得物体中心温度急剧升高，而边缘地带温度相对较低，从而形成了温度梯度，产生热应力。在中心地带，由于温度相对高，所以物体要膨胀，而边缘的低温地带相对于中心要收缩，所以，导致了中心受到的热应力是压应力，而边缘地带受到的是拉应力。对于陶瓷物体来说，一般情况下是拉应力下开裂，所以，再生造成的开裂一般在边缘地带。此外，对于发动机，润滑油会产生灰分，此类灰分会与碳黑一样积留在入口的通道里，由于灰分的成分是无机氧化物，即使碳黑在再生时被烧掉，而灰分却还是保留在入口通道中。随着里程数的增加，灰分越积越多，导致背压增加，从而影响耗油量。对于轻中型柴油机，由于所用颗粒捕捉器体积小，为降低灰分对背压的影响，一般采用非对称结构以增加灰分的存储能力。在此结构中，入口通道为大孔，而出口通道为小孔，从而提供了更多的灰分存储能力，从而降低了灰分对背压的影响。但是，由于大孔与大孔之间的间距变小，会导致强度下降，所以容易开裂，尤其是在应力及热应力集中的区域。对于大多数轻中型柴油机所用颗粒捕捉器，因为体积限制，碳载量要求高，为避免材料在再生过程中融化，一般采用碳化硅材质的材料。而由于碳化硅热膨胀系数高，热应力大，一般采用拼接的方式做颗粒捕捉器，碳化硅的方块(含多个通道)，被混凝土层所粘粘在一起，形成拼接式颗粒捕捉器。对于拼接式非对称结构，为减少开裂情况，必须在应力及热应力集中的区域进行选择性增强。与此同时，必须考虑容灰量及背压的影响，对结构设计进行合理设计。在以前的设计中，各个方块的结构都是一样，这样，有利于生产时安装，但并没有考虑功效的最佳优化。考虑到应力、热应力及背压的因素，有必要对拼接式非对称的结构进行合理化设计。本专利技术针对背压及开裂问题，对拼接式非对称结构进行了按区设计，从而有效地平衡了热力学与背压的关系。
技术实现思路
本专利技术目的在于提供一种对中心区域和外围区域的孔洞结构进行改变，防止由于热应力的作用而开裂，有效平衡热应力与背压的颗粒捕捉器。为了达到上述目的，本专利技术的技术方案是：一种非对称颗粒捕捉器增强结构，颗粒捕捉器由多个方块通过混凝土层粘贴后构成，所述每个方块上均均布有若干个蜂窝状的孔洞，且孔洞包括间隔分布的大孔和小孔，小孔的一端堵塞，所述颗粒捕捉器的中心位置为中心区域，其余区域为外围区域，中心区域的孔洞截面呈方形，外围区域的孔洞截面呈圆形倒角结构，或者中心区域的孔洞的小孔截面呈方形，且中心区域的大孔和外围区域的孔洞截面均呈圆形倒角结构。优选的，所述颗粒捕捉器的直径小于六英寸，中心区域为最中心的一个方块。优选的，所述颗粒捕捉器的直径大于六英寸，中心区域为最中心的九个方块。优选的，所述方块为碳化硅制成。采用上述结构后，本专利技术将中心区域和外围区别的方块区别对待。对于中心地区的碳化硅方块，由于热应力相对于边缘地区较小，所以设计重点在降低对背压的影响上。对于此处的方块，孔洞可以不倒角，呈方形，或只是将大孔四周倒角，呈圆形，以增加结构强度。对于外围区别的碳化硅方块，由于热应力较大，所以设计重点在抗热应力及结构强度上，所以可以都将方块的大小孔四周倒角，呈圆形，以增加强度。而由于尾气流量相对在边缘地区较少一些，所以背压的影响在此区域不为主要考虑对象。因此防止由于热应力的作用而开裂，有效平衡热应力与背压。附图说明图1是本专利技术的第一实施例示意图；图2是本专利技术的第二实施例示意图。具体实施方式以下结合附图给出的实施例对本专利技术作进一步详细的说明。实施例一：参见图1所示，一种非对称颗粒捕捉器增强结构，颗粒捕捉器由多个方块1通过混凝土层2粘贴后构成，所述方块1为碳化硅制成。每个方块1上均均布有若干个蜂窝状的孔洞3，且孔洞3包括间隔分布的大孔4和小孔5，小孔5的一端堵塞，所述颗粒捕捉器的中心位置为中心区域6，其余区域为外围区域7，中心区域6的孔洞3截面呈方形，外围区域7的孔洞3截面呈圆形倒角结构，而对于中心区域6与外围区域7的划分，在颗粒捕捉器的直径小于六英寸，中心区域6为最中心的一个方块1。在颗粒捕捉器的直径大于六英寸，比如10.5英寸，中心区域6为最中心的九个方块1。参见图2所示，为本专利技术的第二中实施例，中心区域6的孔洞3的小孔5截面呈方形，且中心区域6的大孔4和外围区域7的孔洞3截面均呈圆形倒角结构。具有相同的效果。由于中心区域6结构只有微小改动，所以对背压影响小。本专利技术拼接式碳化硅颗粒捕捉器的结构设计，将中心区域6的碳化硅制成的方块1与外围区域7的方块1区别对待。对于中心地区的方块1，由于热应力相对于边缘地区较小，所以设计重点在降低对背压的影响上。对于此处的方块1，可以不倒角或只是将大孔四周倒角，以增加结构强度。对于边缘地区的碳化硅方块1，由于热应力较大，所以设计重点在抗热应力及结构强度上，所以可以都将大小孔四周倒角以增加强度。而由于尾气流量相对在边缘地区较少一些，所以背压的影响在此区域不为主要考虑对象。以上所述的仅是本专利技术的优选实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本专利技术创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本专利技术的保护范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种非对称颗粒捕捉器增强结构，颗粒捕捉器由多个方块(1)通过混凝土层(2)粘贴后构成，所述每个方块(1)上均均布有若干个蜂窝状的孔洞(3)，且孔洞(3)包括间隔分布的大孔(4)和小孔(5)，小孔(5)的一端堵塞，其特征在于：所述颗粒捕捉器的中心位置为中心区域(6)，其余区域为外围区域(7)，中心区域(6)的孔洞(3)截面呈方形，外围区域(7)的孔洞(3)截面呈圆形倒角结构，或者中心区域(6)的孔洞(3)的小孔(5)截面呈方形，且中心区域(6)的大孔(4)和外围区域(7)的孔洞(3)截面均呈圆形倒角结构。/n

【技术特征摘要】
1.一种非对称颗粒捕捉器增强结构，颗粒捕捉器由多个方块(1)通过混凝土层(2)粘贴后构成，所述每个方块(1)上均均布有若干个蜂窝状的孔洞(3)，且孔洞(3)包括间隔分布的大孔(4)和小孔(5)，小孔(5)的一端堵塞，其特征在于：所述颗粒捕捉器的中心位置为中心区域(6)，其余区域为外围区域(7)，中心区域(6)的孔洞(3)截面呈方形，外围区域(7)的孔洞(3)截面呈圆形倒角结构，或者中心区域(6)的孔洞(3)的小孔(5)截面呈方形，且中心区域(6)的大孔(4)和外围区...

【专利技术属性】
技术研发人员：缪卫国，
申请(专利权)人：常州浩蔚环保科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32