專利名稱:一種分層式蜂窩陶瓷的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種分層式蜂窩陶瓷，由兩層以上的結(jié)構(gòu)單元和設置在相鄰兩層結(jié)構(gòu)單元之間的一層以上的墊片層沿縱向堆疊而成，所述結(jié)構(gòu)單元上呈網(wǎng)狀分布有一個以上的縱向貫穿所述結(jié)構(gòu)單元的氣體通道A，同一結(jié)構(gòu)單元上的氣體通道A互不導通，相鄰兩層結(jié)構(gòu)單元的氣體通道A一一對應，所述墊片層由間隔分布在該層面上的一個以上的墊片組成，位于墊片區(qū)域外的相鄰兩層結(jié)構(gòu)單元的氣體通道A通過墊片之間以及墊片與結(jié)構(gòu)單元的邊緣之間的空隙互相導通，所述氣體通道A為橫截面呈矩形、正n邊形或十字形的直通孔，n為3～12的正整數(shù)。本實用新型拓寬了產(chǎn)品種類及應用范圍，而且有效提高了分層式蜂窩陶瓷的熱效率和使用壽命。
【專利說明】一種分層式蜂窩陶瓷

【技術領域】
[0001]本實用新型涉及有機廢氣處理裝置【技術領域】，具體說是一種分層式蜂窩陶瓷。

【背景技術】
[0002]蜂窩陶瓷是有機廢氣處理裝置一一蓄熱式熱氧化反應器(RTO)的關鍵組成部分，其主要作用是蓄熱和放熱，即將RTO裝置中有機廢氣燃燒后的熱量儲存在蜂窩陶瓷中，并將其儲存的熱量傳遞給冷的待處理廢氣，以便提高廢氣的溫度，節(jié)省廢氣處理所需的熱量。
[0003]傳統(tǒng)的蜂窩陶瓷，其結(jié)構(gòu)為一次性擠出成型的長方體，長方體的高度一般為150mm、300mm或更大高度，橫截面為正方形，孔結(jié)構(gòu)為相互獨立的直通方孔或部分連通的槽形孔(槽孔蜂窩)。這種蜂窩陶瓷的特點是具有較大的比表面積，缺點是產(chǎn)品內(nèi)部孔(槽孔)與孔(槽孔)是相互獨立的直通道，并且孔的通道長度貫穿整個裝置高度，氣體在流動過程中不能進行橫向再分布，由此帶來了以下問題:第一，由于廢氣中通常會帶有某些雜質(zhì)(如砂塵等固體顆粒)，這些雜質(zhì)長時間積累極易造成孔通道的堵塞，造成裝置不能正常運行而必須階段性停車進行清理；第二，當進入RTO裝置中的廢氣分布不均勻時，裝置內(nèi)的氣流不能進行二次分布，導致系統(tǒng)的阻力增大，同時降低了熱效率；第三，孔的通道較長，不利于熱量的傳遞；第四，產(chǎn)品高度較大，不利于熱應力的釋放，產(chǎn)品耐熱沖擊性能不好。
[0004]為了提供一種能有效改善氣流分布情況的分層式蜂窩陶瓷，本 申請人:在先開發(fā)了一種由兩層以上的結(jié)構(gòu)單元和在相鄰兩層結(jié)構(gòu)單元之間間隔分布的多個墊片縱向堆疊而成的分層式蜂窩陶瓷并申請了發(fā)明和新型專利，其中發(fā)明申請?zhí)枮?01410112787.0，新型公開號為203785504U。上述專利公開的分層式蜂窩陶瓷，通過將蜂窩陶瓷分割成兩層以上的結(jié)構(gòu)單元，并在相鄰兩層結(jié)構(gòu)單元之間設置間隔分布的多個墊片，使氣體流動到相鄰兩層結(jié)構(gòu)單元之間的墊片層時，可以通過墊片之間以及墊片與結(jié)構(gòu)單元的邊緣之間的空隙進行橫向再分布，調(diào)整氣體在各個氣體通道A內(nèi)的分布情況，使氣體在蜂窩陶瓷內(nèi)的分布更為均勻，從而有利于降低RTO裝置的系統(tǒng)阻力，提高熱效率。但上述專利只是公開了結(jié)構(gòu)單元的氣體通道A和墊片的氣體通道B為直通方孔或部分連通的槽形孔的結(jié)構(gòu)形式，產(chǎn)品品種較為單一，應用范圍較小，且熱效率和使用壽命仍然有待提高。
實用新型內(nèi)容
[0005]為了克服上述現(xiàn)有技術的缺陷，本實用新型所要解決的技術問題是提供一種能有效提高熱效率和使用壽命的分層式蜂窩陶瓷。
[0006]為了解決上述技術問題，本實用新型采用的技術方案為:
[0007]一種分層式蜂窩陶瓷，由兩層以上的結(jié)構(gòu)單元和設置在相鄰兩層結(jié)構(gòu)單元之間的一層以上的墊片層沿縱向堆疊而成，所述結(jié)構(gòu)單元上呈網(wǎng)狀分布有一個以上的縱向貫穿所述結(jié)構(gòu)單元的氣體通道A，同一結(jié)構(gòu)單元上的氣體通道A互不導通，相鄰兩層結(jié)構(gòu)單元的氣體通道A—一對應，所述墊片層由間隔分布在該層面上的一個以上的墊片組成，位于墊片區(qū)域外的相鄰兩層結(jié)構(gòu)單元的氣體通道A通過墊片之間以及墊片與結(jié)構(gòu)單元的邊緣之間的空隙互相導通，所述氣體通道A為橫截面呈矩形、正η邊形或十字形的直通孔，η為3?12的正整數(shù)。
[0008]其中，所述氣體通道A為橫截面呈矩形的直通孔，矩形的長、寬邊分別為2?10mm。
[0009]其中，所述氣體通道A為橫截面呈正六邊形的直通孔，正六邊形的邊長為2?1mm0
[0010]其中，所述氣體通道A為橫截面呈十字形的直通孔，所述十字形由方形的每條邊的中部向內(nèi)延伸一延伸段形成，十字形的長和寬分別為2?20mm，延伸段的長度為I?8mm ο
[0011]其中，所述墊片上對應于該墊片區(qū)域內(nèi)的結(jié)構(gòu)單元的氣體通道A處設置有縱向貫穿所述墊片的氣體通道B，位于墊片區(qū)域內(nèi)的相鄰兩層結(jié)構(gòu)單元的氣體通道A分別通過對應的氣體通道B——對應導通。
[0012]其中，所述氣體通道B的橫截面形狀和大小與氣體通道A的橫截面形狀和大小相一致。
[0013]其中，所述結(jié)構(gòu)單元的高度為20?75mm。
[0014]其中，所述墊片的高度為I?5mm。
[0015]其中，所述墊片的材質(zhì)與結(jié)構(gòu)單元的材質(zhì)相同。
[0016]其中，所述分層式蜂窩陶瓷采用陶瓷燒結(jié)工藝一體燒成。
[0017]本實用新型具有以下有益效果:通過將結(jié)構(gòu)單元的氣體通道A和墊片的氣體通道B設置為橫截面呈矩形、正η邊形或十字形的直通孔，不僅拓寬了產(chǎn)品種類及應用范圍，而且有效提高了分層式蜂窩陶瓷的熱效率和使用壽命。經(jīng)測試，熱效率可提升10%以上，使用壽命可延長2倍。

【附圖說明】

[0018]圖1所示為本實用新型實施例的層狀結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]圖2所示為本實用新型實施例的氣體通道A為矩形直通孔時的俯視圖。
[0020]圖3所示為本實用新型實施例的氣體通道A為正六邊形直通孔時的俯視圖。
[0021]圖4所示為本實用新型實施例的氣體通道A為十字形直通孔時的俯視圖。
[0022]標號說明:
[0023]1、結(jié)構(gòu)單元；2、墊片層；10、氣體通道A; 20、墊片；
[0024]3、空隙； 200、氣體通道B。

【具體實施方式】
[0025]為詳細說明本實用新型的技術內(nèi)容、構(gòu)造特征、所實現(xiàn)目的及效果，以下結(jié)合實施方式并配合附圖詳予說明。
[0026]本實用新型的關鍵構(gòu)思在于:將結(jié)構(gòu)單元的氣體通道A和墊片的氣體通道B設置為橫截面呈矩形、正η邊形或十字形的直通孔，從而拓寬了產(chǎn)品種類及應用范圍，而且有效提高了分層式蜂窩陶瓷的熱效率和使用壽命。
[0027]請參閱圖1至圖4所示，本實施方式的分層式蜂窩陶瓷，由兩層以上的結(jié)構(gòu)單元I和設置在相鄰兩層結(jié)構(gòu)單元I之間的一層以上的墊片層2沿縱向堆疊而成，所述結(jié)構(gòu)單元I上呈網(wǎng)狀分布有一個以上的縱向貫穿所述結(jié)構(gòu)單元I的氣體通道A10，同一結(jié)構(gòu)單元I上的氣體通道AlO互不導通，相鄰兩層結(jié)構(gòu)單元I的氣體通道AlO—一對應，所述墊片層2由間隔分布在該層面上的一個以上的墊片20組成，位于墊片20區(qū)域外的相鄰兩層結(jié)構(gòu)單元I的氣體通道AlO通過墊片20之間以及墊片20與結(jié)構(gòu)單元I的邊緣之間的空隙互相導通，所述氣體通道AlO為橫截面呈矩形、正η邊形或十字形的直通孔，η為3?12的正整數(shù)。
[0028]從上述描述可知，本實用新型的有益效果在于:通過將結(jié)構(gòu)單元的氣體通道A和墊片的氣體通道B設置為橫截面呈矩形、正η邊形或十字形的直通孔，不僅拓寬了產(chǎn)品種類及應用范圍，而且有效提高了分層式蜂窩陶瓷的熱效率和使用壽命。經(jīng)測試，熱效率可提升10%以上，使用壽命可延長2倍。
[0029]在上述實施例中，不同層的結(jié)構(gòu)單元I的高度可以相同也可以不同，高度較大的結(jié)構(gòu)單元I可以是一個單獨的個體，也可以由一個以上的高度最低的結(jié)構(gòu)單元I組合而成，此時得到的組合結(jié)構(gòu)單元可整體看作是一層結(jié)構(gòu)單元I ;所述墊片層2的高度可以相同也可以不同，高度較大的墊片層2可以是一個單獨的個體，也可以由一個以上的高度最低的墊片層2組合而成，此時得到的組合墊片層可整體看作是一層墊片層2。因此，本實用新型的分層式蜂窩陶瓷的層狀結(jié)構(gòu)，除了如圖1所示的結(jié)構(gòu)單元I和墊片層2規(guī)則間隔排列的情況，還包括以下不規(guī)則間隔排列的情況:即相鄰的兩層墊片層2之間設置有多層結(jié)構(gòu)單元(該多層結(jié)構(gòu)單元可整體看作是一層結(jié)構(gòu)單元I)，或者相鄰的兩層結(jié)構(gòu)單元I之間設置有多層墊片層(該多層墊片層可整體看作是一層墊片層2)。
[0030]在上述實施例中，所述結(jié)構(gòu)單元I的材質(zhì)可采用現(xiàn)有的蜂窩陶瓷的材質(zhì)；所述墊片層2的材質(zhì)可采用現(xiàn)有的蜂窩陶瓷的材質(zhì)或者其他已知的耐高溫、易燒結(jié)的材質(zhì)，優(yōu)選的采用與結(jié)構(gòu)單元I相同的材質(zhì)。當結(jié)構(gòu)單元I和墊片層2按照產(chǎn)品所需高度和排列方式完成堆疊后，可通過現(xiàn)有的陶瓷燒結(jié)工藝將結(jié)構(gòu)單元I和墊片層2燒結(jié)為一體而形成本實用新型的分層式蜂窩陶瓷，或者采用其他已知的連接方式如粘接、熱壓合等方式將結(jié)構(gòu)單元I和墊片層2整體固定為一體而形成本實用新型的分層式蜂窩陶瓷。當然，將結(jié)構(gòu)單元I和墊片層2按照產(chǎn)品所需高度和排列方式堆疊好后不經(jīng)任何處理直接投入使用也可以，不影響本實用新型目的的實現(xiàn)。
[0031 ] 在上述實施例中，所述氣體通道A為橫截面呈矩形(如圖2所示)、正η邊形(如圖3所示)或十字形(如圖4所示)的直通孔。為了獲得更高的熱效率和使用壽命，當氣體通道A為橫截面呈矩形的直通孔時，該矩形的長邊a和寬邊b分別為2?1mm ;當氣體通道A為橫截面呈正η邊形的直通孔時，該正η邊形的邊長a為2?1mm ;當氣體通道A為橫截面呈十字形的直通孔時，該十字形由方形的每條邊的中部向內(nèi)延伸一延伸段形成，十字形的長a和寬b分別為2?20mm，延伸段c的長度為I?8mm。
[0032]進一步的，如圖2至4所示，所述墊片20上對應于該墊片區(qū)域內(nèi)的結(jié)構(gòu)單元I的氣體通道AlO處設置有縱向貫穿所述墊片20的氣體通道B200，位于墊片區(qū)域內(nèi)的相鄰兩層結(jié)構(gòu)單元I的氣體通道AlO分別通過對應的氣體通道B200 —一對應導通，所述氣體通道B200的橫截面形狀和大小與氣體通道AlO的橫截面形狀和大小相一致。通過在墊片20上開設氣體通道B200，使位于墊片區(qū)域內(nèi)的相鄰兩層結(jié)構(gòu)單元I的氣體通道AlO也能一一對應導通，從而避免墊片20對該區(qū)域內(nèi)的氣體通道AlO的上下導通形成阻礙，增大產(chǎn)品的有效比表面積，提高產(chǎn)品的作用效果。
[0033]進一步的，所述結(jié)構(gòu)單元I的高度為20?75mm。通過將結(jié)構(gòu)單元I的高度控制在20?75mm，相對于現(xiàn)有的一次性擠出成型的蜂窩陶瓷，由于氣體通道AlO的長度大大減小，因此氣體中的雜質(zhì)不易積聚在氣體通道AlO內(nèi)而造成堵塞，有效解決了現(xiàn)有的蜂窩陶瓷因孔通道堵塞而造成的頻繁停車清理問題；較小的結(jié)構(gòu)單元I高度也有利于熱量的快速吸收和放出，提高了系統(tǒng)的熱效率，而且也有利于熱應力的釋放，提高了耐熱沖擊性能，延長了本實用新型分層式蜂窩陶瓷的使用壽命。
[0034]進一步的，所述墊片20的高度為I?5mm。高度設置得越大，則相鄰兩層結(jié)構(gòu)單元I之間的間距越大，熱量損失越大，且過大的間距對進一步提高氣體的重新分布效果作用不明顯，還可能導致產(chǎn)品整體結(jié)構(gòu)強度的大幅下降；而高度設置得太小，則氣體在墊片20之間以及墊片20與結(jié)構(gòu)單元I的邊緣之間的空隙3進行橫向再分布的空間和時間越少，改善氣流分布均勻的效果不理想，且墊片20的制造難度加大，與結(jié)構(gòu)單元I的結(jié)合強度下降，影響了產(chǎn)品的整體結(jié)構(gòu)強度。經(jīng)實驗證明，將墊片20的高度控制在I?5mm內(nèi)，可以最大化地降低熱量損失，且氣體經(jīng)過二次再分配(即經(jīng)過二層墊片層2)后即可達到均勻分布的效果，產(chǎn)品的整體結(jié)構(gòu)強度也達到了最佳狀態(tài)。
[0035]綜上所述，本實用新型的分層式蜂窩陶瓷，具有以下有益效果:通過將結(jié)構(gòu)單元的氣體通道A和墊片的氣體通道B設置為橫截面呈矩形、正η邊形或十字形的直通孔，不僅拓寬了產(chǎn)品種類及應用范圍，而且有效提高了分層式蜂窩陶瓷的熱效率和使用壽命。經(jīng)測試，熱效率可提升10%以上，使用壽命可延長2倍。
[0036]以上所述僅為本實用新型的實施例，并非因此限制本實用新型的專利范圍，凡是利用本實用新型說明書及附圖內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或等效流程變換，或直接或間接運用在其他相關的【技術領域】，均同理包括在本實用新型的專利保護范圍內(nèi)。
【權利要求】
1.一種分層式蜂窩陶瓷，由兩層以上的結(jié)構(gòu)單元和設置在相鄰兩層結(jié)構(gòu)單元之間的一層以上的墊片層沿縱向堆疊而成，所述結(jié)構(gòu)單元上呈網(wǎng)狀分布有一個以上的縱向貫穿所述結(jié)構(gòu)單元的氣體通道A，同一結(jié)構(gòu)單元上的氣體通道A互不導通，相鄰兩層結(jié)構(gòu)單元的氣體通道A—一對應，所述墊片層由間隔分布在該層面上的一個以上的墊片組成，位于墊片區(qū)域外的相鄰兩層結(jié)構(gòu)單元的氣體通道A通過墊片之間以及墊片與結(jié)構(gòu)單元的邊緣之間的空隙互相導通，其特征在于:所述氣體通道A為橫截面呈矩形、正η邊形或十字形的直通孔，η為3?12的正整數(shù)。2.根據(jù)權利要求1所述的分層式蜂窩陶瓷，其特征在于:所述氣體通道A為橫截面呈矩形的直通孔，矩形的長、寬邊分別為2?10mm。3.根據(jù)權利要求1所述的分層式蜂窩陶瓷，其特征在于:所述氣體通道A為橫截面呈正六邊形的直通孔，正六邊形的邊長為2?10mm。4.根據(jù)權利要求1所述的分層式蜂窩陶瓷，其特征在于:所述氣體通道A為橫截面呈十字形的直通孔，所述十字形由方形的每條邊的中部向內(nèi)延伸一延伸段形成，十字形的長和寬分別為2?20mm，延伸段的長度為I?8mm。5.根據(jù)權利要求1所述的分層式蜂窩陶瓷，其特征在于:所述墊片上對應于該墊片區(qū)域內(nèi)的結(jié)構(gòu)單元的氣體通道A處設置有縱向貫穿所述墊片的氣體通道B，位于墊片區(qū)域內(nèi)的相鄰兩層結(jié)構(gòu)單元的氣體通道A分別通過對應的氣體通道B —一對應導通。6.根據(jù)權利要求5所述的分層式蜂窩陶瓷，其特征在于:所述氣體通道B的橫截面形狀和大小與氣體通道A的橫截面形狀和大小相一致。7.根據(jù)權利要求1所述的分層式蜂窩陶瓷，其特征在于:所述結(jié)構(gòu)單元的高度為20?75mm08.根據(jù)權利要求1所述的分層式蜂窩陶瓷，其特征在于:所述墊片的高度為I?5mm。9.根據(jù)權利要求1所述的分層式蜂窩陶瓷，其特征在于:所述墊片的材質(zhì)與結(jié)構(gòu)單元的材質(zhì)相同。10.根據(jù)權利要求1所述的分層式蜂窩陶瓷，其特征在于:所述分層式蜂窩陶瓷采用陶瓷燒結(jié)工藝一體燒成。
【文檔編號】F28D20-00GK204286185SQ201420757641
【發(fā)明者】吳文忠, 李洪發(fā), 黃茂金, 李錦新 [申請人]福建省寧德市俊杰瓷業(yè)有限公司