用于废气处理装置的安装垫制造方法及图纸

用于废气处理装置的安装垫，其包括多晶无机纤维的湿法成网的片材，所述纤维在所述湿法成网的片材仍在潮湿状态下经过物理缠结。所述废气处理装置包括外壳、有弹性地安装在所述外壳内的易碎催化剂支撑结构、和布置在所述外壳和所述易碎结构之间的间隙中的安装垫。另外公开了制备用于废气处理装置的安装垫和制备结合所述安装垫的废气处理装置的方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于废气处理装置的安装垫
本公开涉及一种用于废气处理装置(例如催化转化器或柴油机颗粒捕集器)的湿法成网(wetlaid)和物理缠结的安装垫。所述废气处理装置可包括通过安装垫安装在外壳内的易碎结构，所述安装垫布置在外壳和催化剂支撑结构之间的间隙中。专利技术背景在汽车上使用废气处理装置来降低来自发动机排放的大气污染。广泛使用的废气处理装置的实例包括催化转化器和柴油机颗粒捕集器。用于处理由汽车发动机产生的废气的催化转化器包括外壳；用于保持催化剂的易碎催化剂支撑结构，所述催化剂用于实现一氧化碳和烃的氧化以及氮的氧化物的还原；和布置在易碎催化剂支撑结构的外表面和外壳的内表面之间的安装垫，以在外壳内保持易碎催化剂支撑结构。用于控制由柴油机发动机产生的污染的柴油机颗粒捕集器通常包括外壳、用于收集来自柴油机发动机排放的颗粒的易碎颗粒过滤器或捕集器、以及布置在过滤器或捕集器的外表面和外壳的内表面之间的安装垫，以在外壳内保持易碎过滤器或捕集器结构。易碎结构通常包括由易碎金属材料或脆的陶瓷材料(例如氧化铝、二氧化硅、二氧化镁、二氧化锆、堇青石、碳化硅等)制造的单块结构。这些材料提供具有多个气体流动通道的骨架类型的结构。这些单块结构如此易碎，以至于甚至小的冲击载荷或应力通常足以使它们破裂或粉碎。为了保护易碎结构免受热和机械冲击和其它应力以及提供绝热和气体密封，在易碎结构和外壳之间的间隙内安置安装垫。多晶毛料垫可通过干法成网(drylaid)或湿法成网方法生产。在生产多晶毛料垫中，在干燥和煅烧阶段之前，溶胶-凝胶纤维是柔性的。在该阶段使用针刺设备来机械联锁(interlock)溶胶-凝胶纤维，同时它们保持柔性。在针刺阶段之后，将经针刺的多晶毛料垫干燥和煅烧。煅烧过程使得溶胶-凝胶纤维更硬。虽然在多晶毛料垫加工的干燥和煅烧阶段之前，溶胶-凝胶纤维保持柔性，但是溶胶-凝胶纤维含有大于5%水，因此它们对暴露于水敏感。因此，在干燥阶段之前，当暴露于在湿法成网过程期间使用的水时，溶胶-凝胶纤维将劣化和溶解。由于水敏感性，仅经干燥和煅烧的溶胶-凝胶纤维用于湿法成网的垫形成过程。由于在湿法成网的垫形成过程中仅使用经干燥和煅烧的溶胶-凝胶纤维，不可能针刺，因为针刺脆和硬的溶胶-凝胶纤维的任何尝试将导致纤维破裂并得到具有极低拉伸强度的垫。附图简述图1为包括本专利技术公开的安装垫的说明性废气处理的透视图。图2为用于针刺纤维质安装垫的合适的针刺机器的一部分的示意图。专利技术详述提供了一种可用于废气处理装置的安装垫。所述安装垫包含多个溶胶-凝胶无机纤维，所述纤维经过湿法成网成为片材并物理缠结。湿法成网和物理缠结的溶胶-凝胶衍生的纤维的垫可用作安装垫以在外部外壳内安装易碎催化剂支撑结构，或用作废气处理装置的末端圆锥体区域中的绝热垫。根据某些说明性实施方案，用于废气处理装置的安装垫包括多个溶胶-凝胶无机纤维，该纤维经过湿法成网成为片材，并且在其仍在湿润状态下将片材针刺。也就是说，在仍然湿润时对湿法成网的层进行针刺操作。湿法成网和针刺的溶胶-凝胶衍生的纤维的垫可用作安装垫以在外部外壳内安装易碎催化剂支撑结构或用作废气处理装置的末端圆锥体区域中的绝热垫。安装垫包含至少一层经过湿法成网和物理缠结的溶胶-凝胶衍生的纤维。用于制备用于废气处理装置的安装垫的方法包括提供溶胶-凝胶衍生的无机纤维，稳定该溶胶-凝胶纤维，湿法形成经稳定的溶胶-凝胶衍生的纤维的层，物理缠结溶胶-凝胶衍生的纤维的经稳定的层，和煅烧溶胶-凝胶衍生的纤维的物理缠结的层。根据某些说明性实施方案，安装垫包含至少一层经过湿法成网和针刺的溶胶-凝胶衍生的纤维。用于制备用于废气处理装置的安装垫的方法包括提供溶胶-凝胶衍生的无机纤维，稳定该溶胶-凝胶纤维，湿法形成经稳定的溶胶-凝胶衍生的纤维的层，针刺溶胶-凝胶衍生的纤维的经稳定的层，和煅烧溶胶-凝胶衍生的纤维的经针刺的层。溶胶-凝胶衍生的无机纤维的层可通过形成多个溶胶-凝胶衍生的无机纤维、合适的加工剂和合适的液体(例如水)的浆料而制备。通过从浆料除去至少一部分液体，形成溶胶-凝胶衍生的纤维的层。该过程在本领域中称为“湿法成网”，并且所得到的溶胶-凝胶衍生的无机纤维的层称为“湿法成网的”层。存在于湿法成网的层中的溶胶-凝胶衍生的无机纤维足够柔性以承受典型的机械针刺过程。然而，溶胶-凝胶衍生的纤维也对水敏感，并且当与水接触时溶解。溶胶-凝胶衍生的纤维经过处理以稳定纤维免于溶解。进行处理以稳定溶胶-凝胶衍生的纤维免于溶解的步骤可包括在足以使得至少一部分溶胶-凝胶衍生的纤维不溶于水的温度下，加热层中的溶胶-凝胶衍生的纤维。非限制地，并且仅通过举例说明，可在700℃或更低的温度下加热溶胶-凝胶衍生的纤维的层。根据其它实施方案，可在600℃或更低的温度下加热溶胶-凝胶衍生的纤维的层。在合适的温度(例如700℃或更低的温度)下加热溶胶-凝胶衍生的纤维，使得当暴露于水后溶胶-凝胶纤维实质上耐溶解或其它劣化。当在700℃或更低的温度下加热溶胶-凝胶衍生的纤维之后，纤维不变脆或硬，并且仍保持足够的柔性以经受得住针刺操作。虽然可如上所述加热溶胶-凝胶纤维以稳定免于溶解，可利用改进溶胶-凝胶纤维的耐溶解性的任何方法。在溶胶-凝胶衍生的纤维已稳定(例如，通过热处理溶胶-凝胶衍生的纤维)后，形成经稳定的纤维的湿法成网的层，并且该层经历机械针刺过程。针刺过程改变至少一部分纤维在层内的取向，并且在层内机械联锁这些纤维。在用于制备主题安装垫的方法的一个实施方案中，将包含耐高温纤维、任选的有机粘合剂和任选的膨胀材料的叠(ply)或层在真空圆网造纸机上湿法成网，并且将多个仍然湿润的纸或片材的叠或层堆叠并通过“针刺器”加工，随后进料通过干燥烘箱。该过程包括针刺穿孔纤维，以在仍然被水性造纸溶液或浆料湿润时将它们的一部分缠绕和缠结，随后干燥片材。因此，与具有类似厚度和密度的现有技术安装垫相比，所得到的安装垫得到增强。在典型的纤维针刺操作(通常在纤维化步骤之后立刻)中，使用润滑液体(通常为油或其它润滑有机材料)防止纤维损坏和有助于纤维移动和缠结。在本过程中，使用来自湿法形成、造纸过程的水来帮助针刺过程。“针刺”是指引起一部分纤维在纸或片材内转移其取向并在纸或片材的相对表面之间延伸一定长度的任何操作。针刺设备典型地包括其上铺设或移动纤维网的水平表面，和携带向下延伸的针的排列的针板。针板往复运动使针进入网和从网中出来，并且使网的一些纤维重新取向进入实质上横过网的表面的平面。针可从一个方向推动纤维通过网，或者例如通过使用针上的倒钩，可从网的顶部推纤维也可从网的底部拉纤维。典型地通过带倒钩的针完全或部分穿透纤维纸或片材来提供纤维的物理缠结。此外或作为备选，水缠结方法(也称为喷水针刺或流体射流针刺)可用于缠绕和缠结纤维。在水缠结过程中，水的小、高强度射流撞击疏松纤维的层或片材，纤维支撑在穿孔的表面上，例如金属丝网或穿孔的鼓。液体射流引起相对短且具有疏松末端的纤维重新排列，纤维的至少一些部分彼此物理缠结、卷绕和/或缠绕。在针刺或水缠结仍然湿润的纸或真空流延(cast)的垫后，垫可任选经压制，并在烘箱中干燥，例如但不限于在约80℃-约700℃下。湿针刺步骤使得甚至脆的纤维被编织而没有显著损坏。湿针刺还提供本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2009.12.17 US 61/2874321.一种用于制备用于废气处理装置的安装垫的方法，所述方法包括：通过在足以使得至少一部分溶胶-凝胶衍生的纤维基本上耐溶解于水的温度下加热溶胶-凝胶衍生的多晶无机纤维来稳定多个溶胶-凝胶衍生的多晶无机纤维；通过制备经稳定的溶胶-凝胶衍生的多晶无机纤维和液体的浆料，和从所述浆料中除去至少一部分所述液体来湿法形成所述经稳定的溶胶-凝胶衍生的多晶无机纤维的层；和在所述湿法形成的层内针刺一部分所述溶胶-凝胶衍生的多晶无机纤维。2.如权利要求1所述的方法，所述方法还包括将所述经稳定的溶胶-凝胶衍生的多晶无机纤维的湿法形成和针刺的层干燥。3.如权利要求2所述的方法，其中所述加热包括在700℃或更低的温度下加热溶胶-凝胶衍生的多晶无机纤维。4.如权利要求2所述的方法，其中所述加热包括在600℃或更低的温度下加热溶胶-凝胶衍生的多晶无机纤维。5.如权利要求1所述的方法，所述方法还包括将溶胶-凝胶衍生的多晶无机纤维的经针刺的层煅烧。6.如权利要求5所述的方法，其中所述煅烧在900-1,500℃温度范围内发生。7.如权利要求1所述的方法，其中所述溶胶-凝胶衍生的多晶无机纤维包含72-100重量％氧化铝和0-28重量％二氧化硅的纤维化产物。8.如权利要求1所述的方法，其中所述溶胶-凝胶衍生的多晶无机纤维包含高氧化铝纤维。9.如权利要求1所述的方法，其中所述湿法形成的层包括所述溶胶-凝胶衍生的多晶无机纤维和不同的无机纤维的混合物，所述不同的无机纤维选自：陶瓷纤维、玻璃纤维、生物可溶性纤维、石英纤维、二氧化硅纤维和它们的混合物。10.如权利要求9所述的方法，其中所述陶瓷纤维包括包含45-72重量％氧化铝和28-55重量％二氧化硅的纤维化产物的铝硅酸盐纤维。11.如权利要求9所述的方法，其中所述生物可溶性纤维包括包含65-86重量％二氧化硅、14-35重量％氧化镁和0-5重量％杂质的纤维化产物的氧化镁-二氧化硅纤维。12.如权利要求11所述的方法，其中所述氧化镁-二氧化硅纤维包含70-86重量％二氧化硅、14-30重量％氧化镁和0-5重量％杂质的纤维化产物。13.如权利要求12所述的方法，其中所述氧化镁-二氧化硅纤维包含70-80重量％二氧化硅、18-27重量％氧化镁和0-4重量％杂质的纤维化产物。14.如权利要求9所述的方法，其中所述生物可溶性纤维包括包含45-90重量％二氧化硅、0-45重量％氧化钙和0-35重量％氧化镁的纤维化产物的氧化钙-氧化镁-二氧化硅纤维，其中所述氧化钙和氧化镁的含量大于0。15.如权利要求14所述的方法，其中所述氧化钙-氧化镁-二氧化硅纤维包含60-70重量％二氧化硅、16-35重量％氧化钙和4-19重量％氧化镁的纤维化产物。16.如权利要求15所述的方法，其中所述氧化钙-氧化镁-二氧化硅纤维包含61-67重量％二氧化硅、27-33重量％氧化钙和2-7重量％氧化镁的纤维化产物。17.如权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：A库马，TS莱基，
申请(专利权)人：尤尼弗瑞克斯I有限责任公司，
类型：
国别省市：