專(zhuān)利名稱(chēng)：固定在內(nèi)外套管中的金屬蜂窩體、特別是催化劑載體的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于內(nèi)燃機(jī)車(chē)輛的金屬蜂窩體、特別是催化劑載體，該蜂窩體具有許多壁，這些壁形成許多供流體流過(guò)的通道，其中，該蜂窩體具有一定長(zhǎng)度、位于并固定在至少一內(nèi)套管和至少一外套管中。
若干現(xiàn)有技術(shù)，例如歐洲專(zhuān)利EP02457373B1、EP0430945B1或美國(guó)專(zhuān)利US4,795,615公開(kāi)了金屬蜂窩體，它們特別用作車(chē)輛排氣裝置的催化劑載體。這些金屬蜂窩體一般由多層有一定結(jié)構(gòu)的金屬片構(gòu)成，它們可設(shè)計(jì)成螺旋形、堆積形和種種層疊形或卷繞形。蜂窩體的具體設(shè)計(jì)在本發(fā)明中并不特別重要，因?yàn)楸景l(fā)明可用于所有設(shè)計(jì)。本發(fā)明甚至可用于金屬材料擠壓成形的蜂窩體。
從美國(guó)專(zhuān)利US5,173,267還已知，為了使蜂窩體在熱與機(jī)械兩方面與外套管隔離并使外套管的長(zhǎng)度可自由膨脹，這種蜂窩體被固定在一種雙套管裝置中，該專(zhuān)利與本發(fā)明出發(fā)點(diǎn)不同，內(nèi)套管的一端用連接工藝連接到外套管的一端，而該內(nèi)套管的深深伸入外套管中的另一端固定在一滑座上。這種結(jié)構(gòu)特別適用于大容量的催化劑并可很方便地應(yīng)用于許多場(chǎng)合，但其加工比較困難和費(fèi)錢(qián)，因?yàn)樵摶仨毤庸こ删o公差。
本發(fā)明的目的是提供一種蜂窩體，它放置并固定在一由至少一內(nèi)套管和至少一外套管構(gòu)成的裝置中，該裝置在該蜂窩體與外套管之間具有良好的熱和機(jī)械隔離性，但在惡劣工作條件下耐用且易于制造。
這一目的由一用于內(nèi)燃機(jī)車(chē)輛的金屬蜂窩體、特別是催化劑載體來(lái)達(dá)到，該蜂窩體具有許多壁，這些壁形成許多供一流體流過(guò)的通道，其中，該蜂窩體具有一定長(zhǎng)度，并被放置且固定在至少一內(nèi)套管和至少一外套管中；該內(nèi)套管又分成至少三段，即僅在蜂窩體一部分長(zhǎng)度上接靠蜂窩體外套面的第一段；以錐形擴(kuò)大的第二段以及抵靠外套管內(nèi)表面的第三段。這種彎曲形狀的內(nèi)套管意味著，該蜂窩體與外套管不僅在第二區(qū)部位熱隔絕，而且處處熱隔絕，因?yàn)樗纬傻目諝忾g隙構(gòu)成了良好的隔熱層，該蜂窩體在長(zhǎng)度上在所有方向上都可自由膨脹并不受機(jī)械應(yīng)變的影響，比方說(shuō)作用在外套管上的彎曲應(yīng)變。該內(nèi)套管可通過(guò)改變其各段的長(zhǎng)度和第二段的張開(kāi)角度并設(shè)計(jì)成適合于種種不同應(yīng)用場(chǎng)合，而這種彎曲內(nèi)套管的加工并不特別復(fù)雜或增加費(fèi)用。
特別是，第一段的內(nèi)套管專(zhuān)門(mén)在其內(nèi)周一至少寬5mm的部位用硬焊連接到蜂窩體上。結(jié)果減小了蜂窩體和內(nèi)套管的不同熱膨脹，從而兩者之間只會(huì)稍稍發(fā)生熱應(yīng)變，這對(duì)長(zhǎng)載體來(lái)說(shuō)特別有利。
第三段的長(zhǎng)度最好至少大于10mm，特別可以大于蜂窩體長(zhǎng)度的三分之一。這樣，裝配時(shí)內(nèi)套管可精確地導(dǎo)入外套管中，蜂窩體在外套管內(nèi)的同心位置得以平穩(wěn)地預(yù)先確定。
內(nèi)套管的第二彎段最好較短，即其長(zhǎng)度為3—20mm，最好為5—10mm。該錐形段的確切長(zhǎng)度和張開(kāi)角度一般務(wù)必設(shè)計(jì)成不致造成該裝置發(fā)生不希望的振動(dòng)。這取決于安裝處的有關(guān)振動(dòng)頻率和加速力。
內(nèi)套管的總長(zhǎng)若大于蜂窩體長(zhǎng)度，這將特別有利。此時(shí)，內(nèi)套管的至少一端伸出在蜂窩體的一端之外，事實(shí)上內(nèi)套管的兩端最好都向外伸出，從而在運(yùn)輸、受壓或裝配時(shí)使實(shí)際蜂窩體免遭機(jī)械損壞。
由于內(nèi)套管毋需承受很大機(jī)械應(yīng)變，它的壁厚可小于外套管，壁厚最好為0.5—1mm。
為了具有足夠的制造和裝配公差并形成足夠大的隔熱的空氣間隙，第三段的內(nèi)徑須足夠大，以便它與蜂窩體相距約1—6mm，最好約為3—4mm。
在本發(fā)明一優(yōu)選實(shí)施例中，第三段用連接工藝，最好是焊接連接到外套管上。為了便于裝配，第三段上可有一環(huán)狀凸緣，該凸緣在插入外套管中時(shí)用作止擋，然后在凸緣與外套管的接觸處把凸緣焊接到外套管上。
內(nèi)套管的另一實(shí)施例還包括一與第三段鄰接的第四段，該第四段以近似直角向外彎曲并為頸圈形。該第四段可裝入在外套管與一鄰接管路段的法蘭連接中，從而可以插件方式特別方便地把蜂窩體緊固到內(nèi)套筒中。當(dāng)拆開(kāi)該法蘭連接時(shí)，蜂窩體也就可取出，從而便于互換。
附圖中示出本發(fā)明實(shí)施例，但本發(fā)明并不限于這些實(shí)施例。具體說(shuō)

圖1為本發(fā)明蜂窩體與一內(nèi)套管和一外套管的縱向示意剖面圖；圖2為蜂窩體與一內(nèi)套管和一外套管的縱向剖面圖，表示出內(nèi)套管與外套管連接的兩種不同實(shí)施例。
圖1表示一具有供流體流過(guò)的通道9的金屬蜂窩體1以及一內(nèi)套管2a、2b、2c，該內(nèi)套管分成三段，即接靠蜂窩體1的第一段2a、向外呈錐體擴(kuò)大的第二段2b以及接靠一外套管3的第三段2c。第一段2a的內(nèi)周的用虛線表示的條形部位5硬焊到蜂窩體1上，而第三段2c用焊點(diǎn)4焊接到外套管3上，由于內(nèi)套管2a、2b、2c的特殊形狀，在外套管3與第一段2a之間形成第一間隙6，并且在蜂窩體1與內(nèi)套管2a、2b、2c的第三段2c之間形成一間隙7。這些間隙6、7用作絕熱層，從而把外套管3與蜂窩體1互相熱隔離。本發(fā)明的這種懸置還造成外套管3與蜂窩體1機(jī)械隔離，從而當(dāng)外套管3受到拉應(yīng)變、扭應(yīng)變和彎應(yīng)變時(shí)不會(huì)在蜂窩體1上產(chǎn)生附加應(yīng)變。由于受熱不同造成的蜂窩體1相對(duì)于套管3的熱膨脹也不受限制。對(duì)于蜂窩體1的種種設(shè)計(jì)，可以再裝一內(nèi)套管8，它套在蜂窩體的與內(nèi)套管2a、2b、2c的第一段2a非接觸區(qū)的至少某一部位上。若蜂窩體1由有一定結(jié)構(gòu)的金屬片層疊而成，這樣就可防止金屬片各層之間到處形成縫隙。蜂窩體1的長(zhǎng)度為l，內(nèi)套管2a、2b、2c的總長(zhǎng)為L(zhǎng)；第一段長(zhǎng)L1，第2段長(zhǎng)L2，第三段長(zhǎng)L3。由于本發(fā)明最好應(yīng)用于起動(dòng)裝在發(fā)動(dòng)機(jī)近旁的催化劑或預(yù)催化劑(雖然本發(fā)明并不限于這些應(yīng)用)，因此蜂窩體對(duì)于70—110mm的直徑來(lái)說(shuō)，其長(zhǎng)度約為100—150mm。內(nèi)套管2a、2b、2c的總長(zhǎng)L比蜂窩體1的長(zhǎng)度稍長(zhǎng)，以便內(nèi)套管2a、2b、2c至少在一端伸出在蜂窩體1之外。一般來(lái)說(shuō)，長(zhǎng)度L1與L3可為20—60mm，而長(zhǎng)度L2一般較佳，以防止振動(dòng)，即為2—20mm。間隙6、7的寬度一般為1—6mm，最好為3—4mm。
圖2表示內(nèi)套管2a、2b、2c的用來(lái)連接到外套管3上的特別特征。如圖2上部所示，第三段2c上可有一環(huán)形凸緣2d，它在裝配到外套管3中時(shí)用來(lái)定位。兩段外套管3可從兩邊往里套，直到抵住該環(huán)形凸緣2d后焊接其上，從而裝配方便，連接牢靠。
圖2下部示出另一種方案，其中，內(nèi)套管2a、2b、2c的第三段2c再加上以約直角彎成頸圈形的第四段2e，它在裝配到外套管中時(shí)也用作止擋。該頸圈特別適合于裝入一法蘭連接中，外套管3以此法蘭連接，連接到一鄰接管路段上。這樣，內(nèi)套管2a、2b、2c、2e與蜂窩體一起實(shí)際構(gòu)成一可互換的插筒，只要拆開(kāi)外套筒3與一鄰接段的法蘭連接，它就可毫無(wú)困難地互換。
本發(fā)明特別適用于起動(dòng)裝在發(fā)動(dòng)機(jī)近旁的內(nèi)燃機(jī)催化劑或預(yù)催化劑，它們易受很大的交替變化的熱應(yīng)變，而且其中外套管還必須承受很大的機(jī)械應(yīng)變。但是，本發(fā)明并不限于這些實(shí)施例，而是還可有利地應(yīng)用于其它種種場(chǎng)合，例如用于主催化劑。
權(quán)利要求
1.一種用于內(nèi)燃機(jī)車(chē)輛的金屬蜂窩體(1)，特別是催化劑載體，其上有許多壁，這些壁構(gòu)成供流體流過(guò)的一些通道(10)，其中，該蜂窩體(1)具有一定長(zhǎng)度(l)并被置于和固定在至少一內(nèi)套管(2a、2b、2c)和至少一外套管(3)中，其特征在于，該內(nèi)套管(2a、2b、2c)分成至少三段，即僅沿蜂窩體(1)長(zhǎng)度(l)的一部分抵靠在該蜂窩體(1)外側(cè)上的第一段(2a)、以錐形擴(kuò)大的第二段(2b)以及抵靠在外套管(3)內(nèi)表面上的第三段(2c)。
2.按權(quán)利要求1所述的蜂窩體，其特征在于，內(nèi)套管(2a、2b、2c)在第一段(2a)以其內(nèi)周的一至少寬1cm的部位(5)用硬焊連接到蜂窩體(1)上。
3.按權(quán)利要求1或2所述的蜂窩體，其特征在于，第三段(2c)的長(zhǎng)度(L3)至少大于10mm，最好大于蜂窩體長(zhǎng)度(l)的三分之一。
4.按上述任一權(quán)利要求所述的蜂窩體，其特征在于，第二段(2b)的長(zhǎng)度(L2)為2—20mm，最好為5—10mm。
5.按上述任一權(quán)利要求所述的蜂窩體，其特征在于，第一段(2a)的長(zhǎng)度(L1)至少大于蜂窩體(1)的長(zhǎng)度(l)的三分之一，最好為該長(zhǎng)度(l)的約一半。
6.按上述任一權(quán)利要求所述的蜂窩體，其特征在于，內(nèi)套管(2a、2b、2c)的總長(zhǎng)(L)大于蜂窩體(1)的長(zhǎng)度(l)。
7.按上述任一權(quán)利要求所述的蜂窩體，其特征在于，第一段(2a)伸出在蜂窩體(1)的一端之外。
8.按上述任一權(quán)利要求所述的蜂窩體，其特征在于，內(nèi)套管(2a、2b、2c)的壁厚比外套管(3)小，最好壁厚為0.5—1mm。
9.按上述任一權(quán)利要求所述的蜂窩體，其特征在于，第三段(2c)與蜂窩體相距約1—6mm，最好約3—4mm。
10.按上述任一權(quán)利要求所述的蜂窩體，其特征在于，第三段(2c)用連接工藝、最好是焊接連接到外套管(3)上。
11.按上述任一權(quán)利要求所述的蜂窩體，其特征在于，第三段(2c)上有一環(huán)形凸緣(2d)，它鎖定地嚙合在外套管(3)的一凹槽或間隙中并焊接到該外套管上。
12.按權(quán)利要求1—9中任一權(quán)利要求所述的蜂窩體，其特征在于，第三段(2c)鄰接有一約以直角向外彎曲的頸圈狀第四段(2e)，它裝入在外套管(3)與一鄰接管路段的法蘭連接中。
13.按上述任一權(quán)利要求所述的蜂窩體，其特征在于，在蜂窩體(1)的不為內(nèi)套管(2a、2b、2c)緊緊套住的區(qū)域中的至少某一部位套有第二內(nèi)套管(8)。
全文摘要
用于內(nèi)燃機(jī)車(chē)輛的金屬蜂窩體(1)，特別是催化劑載體，它們的壁形成許多供流體流過(guò)的通道(9)，該蜂窩體(1)具有一定長(zhǎng)度(l)且固定在至少一內(nèi)套管(2a、2b、2c)和一外套管(3)中。而且，該內(nèi)套管分為至少三段，即僅在蜂窩體長(zhǎng)度(l)的一部分上接靠其外表面的第一段(2a)、錐形的第二段(2b)和接靠在外套管(3)內(nèi)表面上的第三段(2c)。內(nèi)套管的這一彎曲形狀使得蜂窩體(1)與外套管(3)熱隔離和機(jī)械隔離，從而確保該裝置在惡劣工作條件下也有很長(zhǎng)使用壽命。
文檔編號(hào)B01J35/04GK1117752SQ94191144
公開(kāi)日1996年2月28日 申請(qǐng)日期1994年1月10日 優(yōu)先權(quán)日1993年2月10日
發(fā)明者喬冶·貝斯滕萊訥 申請(qǐng)人:發(fā)射技術(shù)有限公司