本发明专利技术涉及用于废气处理装置(10)的安装垫(20)，所述安装垫(20)包含含有氧化铝的耐高温陶瓷纤维和/或耐高温生物可溶性无机纤维、在粘合剂烧尽之前在高温下至少部分地液化的有机粘合剂、胶体无机氧化物和任选的膨胀性材料。所述废气处理装置(10)包括外壳(12)、弹性安装在外壳(12)内的脆性催化剂承载结构(18)和布置在外壳(12)与脆性催化剂承载结构(18)之间的间隙中的安装垫(20)。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于污染控制装置的低剪切安装垫处理废气的装置，诸如催化式排气净化器或柴油机颗粒捕集器。所述装置包括通过安装垫安装在外壳内的脆性结构，所述安装垫布置在外壳和脆性结构之间的间隙中。废气处理装置用于汽车上以降低发动机排放物的大气污染。广泛使用的废气处理装置的实例包括催化式排气净化器、柴油机颗粒捕集器及其他污染控制装置。用于处理汽车发动机的废气的催化式排气净化器包括外壳、用于保持用以进行一氧化碳和烃的氧化和氮氧化物的还原的催化剂的脆性催化剂承载结构和布置在脆性催化剂承载结构的外表面与外壳的内表面之间以将脆性催化剂承载结构弹性保持在外壳内的安装垫。用于控制由柴油发动机产生的污染的柴油机颗粒捕集器通常包括外壳、用于收集来自柴油发动机排放物的颗粒的脆性颗粒过滤器或捕集器、和布置在过滤器或捕集器的外表面与外壳的内表面之间以将脆性过滤器或捕集器结构弹性保持在外壳内的安装垫。脆性结构通常包含由金属易碎材料或脆性陶瓷材料诸如氧化铝、ニ氧化硅、氧化镁、氧化锆、堇青石、碳化硅等制成的单片结构。这些材料提供具有多个气体流动通道的骨架型结构。这些单片结构可以是如此脆弱，以至于即使小的冲击载荷或应カ也经常足以破裂或压碎它们。为了保护脆性结构免受热和机械冲击和其他上述的应力，以及为了提供热绝缘和气密性，使安装垫位于脆性结构与外壳之间的间隙中。所用的安装垫材料应当能够满足由脆性结构制造者或废气处理装置制造者所提出的许多设计或物理要求中的任何ー个。例如，该安装垫材料应当能够在脆性结构上产生有效的残留保持压力，即使当废气处理装置经历大范围的温度波动时也应当如此，该大范围的温度波动引起了金属外壳相对于该脆性结构而言明显的膨胀和收缩，这依次引起了安装垫在一定的时期内明显的压缩和释放循环。在废气处理装置中所用的陶瓷和金属基底大部分时候安装在具有基于无机纤维的安装垫的金属外壳内。该安装垫材料可仅含有无机纤維。然而，该安装垫材料还可含有其他类型的纤维、有机粘合剤、无机填料和/或膨胀性材料。安装垫必须在宽范围操作温度内起作用以有效地将基底保持在适当的位置。基底由于振动而经受作用在基底上的轴向力。安装垫还对金属外壳比基底本身更大或更小地膨胀的事实进行补偿。各种废气处理装置在约20°C的环境条件至约1200°C的整个温度范围内操作。因此，安装垫必须在该宽温度范围内提供稳固的保持压カ性能。从更有效的发动机设计或柴油驱动车辆数量的增加而言，由于低温应用变得越来越普遍，因此对于安装垫能够在低温和高温二者中都表现出色的要求増加。在诸如涡轮增压直喷式(TDI)柴油驱动车辆的低温应用中，废气温度通常为约150°C且可能不会超过300°C。已经在本领域中观察到，在这类车辆中使用的用典型膨胀垫组装的废气处理装置以出乎意料的高频率失效。虽然不希望受理论限制，但造成这些失效的ー个原因可能是废气的温度太低而不 能迅速烧尽有机粘合剂，所述有机粘合剂在周围温度至约350°C的温度范围内可至少部分地液化。“至少部分地液化”是指有机粘合剂变软，以粘度降低为特征，使得有机粘合剂可至少部分地流动。随着有机粘合剂开始液化，安装垫内的纤维可开始彼此滑动，使得安装垫致密，这导致负膨胀和安装垫的剪切強度和保持カ损失。从室温至约200°C，保持力逐渐损失。然而，保持カ从约200°C至约250°C迅速损失。当随后用于低温应用时，垫可能不能对脆性结构提供足够的压力，且使用该安装垫的废气处理装置会失效。在高于350°C的温度下，通常存在于安装垫中的膨胀粒子膨胀并増加垫对脆性结构的保持力。然而，在诸如安装垫不会经历高于350°C的温度的上述那些应用的应用中，膨胀性材料不暴露于足以导致其膨胀的温度，且安装垫不会受益于由该膨胀引起的保持カ增カロ。先前已经进行了改善废气处理装置的安装垫材料的低温性能的尝试。一种这样的尝试涉及将膨胀性粒子包括在安装垫中，其在有机粘合剂具有不利的影响的整个温度范围内发生膨胀(即，体积增加)。不幸的是，这样的膨胀粒子在如下温度下连续膨胀，该温度远高于有机粘合剂对垫性能表现出它们的不利影响的温度；且因此在较高温度下提供不合需 要的膨胀。在エ业中所需的是用于废气处理装置的柔性安装垫，其能够容易地安装，并且其能够在宽范围的入口气体温度内起作用，而没有垫厚度和相应的剪切強度和保持压カ性能的明显损失。图I显示包括本专利技术的安装垫的说明性废气处理装置的片断图。图2为与现有技术的安装垫相比，用以测试本专利技术的安装垫的设备的简化示意图。图3为比较本专利技术的安装垫和现有技术安装垫的作为热面温度(V )的函数的剪切强度损失1^的图表。图4为比较本专利技术的安装垫与现有技术安装垫的作为热面温度(V )的函数的剪切强度损失1^的图表。提供用于废气处理装置应用的安装垫。所述安装垫包括至少ー种板层或薄片，其由耐热无机纤维、有机粘合剂和胶体无机氧化物构成。根据某些实施方案，所述安装垫可以任选包含膨胀性材料。已经出乎意料地发现将诸如胶体氧化铝、胶体氧化硅或胶体氧化锆的胶体无机氧化物包含在所述安装垫中降低了垫在350°C和更低温度下经历的剪切应变。所述安装垫提供了以相对低的成本在宽温度范围内改善的保持性能。还提供了用于处理废气的装置。所述装置包括外金属外壳、通过布置在外壳内表面与脆性结构外表面之间的安装垫安装在外壳内的至少ー种脆性结构。术语“脆性结构”意欲表示并且包括例如金属或陶瓷单片等的结构，所述结构可为脆性或本质上易碎的，并且其将受益于诸如本文所述的安装垫。催化式排气净化器催化剂结构通常包括通过耐热材料安装在外壳内的一种或多种多孔管状或蜂窝状结构。各结构在每平方英寸上可包括约200-约900个或更多个通道或小室，这取决于废气处理装置的类型。柴油机颗粒捕集器不同于催化式排气净化器的结构之处在于在颗粒捕集器内的各通道或小室在一端封闭。将颗粒从废气中收集到所述多孔结构中，直到通过高温烧尽方法进行再生。安装垫的非汽车应用可包括用于化工排放(废气)烟道的催化式排气净化器。用于处理废气的装置的一种说明性形式在图I中用数字10来表示。应当理解该安装垫并非意欲限制于用于图I中所示的装置中，并且因此该形状仅作为一种说明性实施方案来显示。实际上，安装垫可用于安装或承载适于处理废气的任何脆性结构，例如柴油机催化剂结构，柴油机颗粒捕集器等。催化式排气净化器10可包括通常呈管状的外壳12，该外壳12由两片通过凸缘16保持在一起的例如耐高温钢的金属形成。供选地，该外壳可包括预成形的罐，其中插入安装垫包裹的脆性结构。外壳12包括在一端的入口 14和在其相对端的出ロ(未示出)。入口14和出口合适地在其外端形成，由此它们可紧固到内燃机的废气系统中的管路上。装置10含有脆性结构，诸如易碎的陶瓷单片18，其通过安装垫20承载并限制在外壳12内。单片18包括多个气体能够通过的通路，所述通路从其一端的入口轴向延伸到在其相对端的其出ロ。单片18可用任何合适的难熔金属或陶瓷材料以任何已知方式和构型来构造。单片的横截面构型通常为椭圆形或圆形，但其他形状也是可能的。该单片通过一定的距离或间隙与外壳的内表面间隔开，这将根据所用装置的类型 和设计而变化，该装置例如为催化式排气净化器、柴油机催化剂结构或柴油机颗粒捕集器。该间隙用安装垫20填充以对陶瓷单片18提供弾本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2009.09.23 US 61/245,1101.用于废气处理装置的安装垫，其包含 含有氧化铝的耐高温陶瓷纤維和/或耐高温生物可溶性无机纤维；在粘合剂烧尽之前在高温下至少部分地液化的有机粘合剂；胶体无机氧化物；和任选的膨胀性材料。2.权利要求I的安装垫，其中所述陶瓷纤维包括高氧化铝多晶纤维、难熔陶瓷纤维、莫来石纤维、氧化铝-氧化锆-氧化硅纤维、氧化铝-氧化镁-氧化硅纤维或其组合中的至少ー种。3.权利要求2的安装垫，其中所述高氧化铝多晶纤维包含约72%重量-约100%重量的氧化铝和约0%重量-约28%重量的氧化硅的纤维化产物。4.权利要求2的安装垫，其中所述难熔陶瓷纤维包括硅酸铝盐纤维，所述硅酸铝盐纤维包含约45%重量-约75%重量的氧化铝和约25%重量-约55%重量的氧化硅的纤维化 产物。5.权利要求I的安装垫，其中所述耐高温生物可溶性无机纤维包括氧化镁-硅酸盐纤维，所述氧化镁-硅酸盐纤维包含约65%重量-约86%重量的氧化硅和约14%重量-约35%重量的氧化镁的纤维化产物。6.权利要求I的安装垫，其中所述耐高温生物可溶性无机纤维包括氧化钙-氧化镁-硅酸盐纤维，所述氧化钙-氧化镁-硅酸盐纤维包含约45%重量-约90%重量的氧化硅、大于O %重量-约45 %重量的氧化钙和大于O %重量-约35 %重量的氧化镁的纤维化产物。7.权利要求I的安装垫，其中所述有机粘合剂包括丙烯酸胶乳、(甲基)丙烯酸胶乳、苯こ烯和丁ニ烯的共聚物、こ烯基吡啶、丙烯腈、丙烯腈和苯こ烯的共聚物、氯こ烯、聚氨酷、こ酸こ烯酯和こ烯的共...
【专利技术属性】
技术研发人员：M·博哈诺瓦，A·库马，M·D·斯塔尔曼，
申请(专利权)人：尤尼弗瑞克斯I有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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