[发明专利]多层安装垫和含有该多层安装垫的污染控制装置

说明书

技术领域

本发明涉及用于将污染控制元件安装在污染控制装置(例如催化转化器、发动机排气过滤器等)的体系，具体地讲，本发明涉及用于安装污染控制元件的垫，更具体地讲，涉及具有多个层的此类安装垫。本发明还涉及使用此类安装垫的污染控制装置和包括此类装置的排气系统。

背景技术

污染控制装置用于减少诸如用于机动车辆(如汽车、船舶和飞机等)和发电机等的内燃机的排气系统造成的大气污染。这类污染控制装置的两个典型是催化转化器和排气系统过滤器(例如柴油微粒过滤器)或捕集器。催化转化器含有一个或多个催化剂载体元件，这些元件通常为涂布有所需催化剂材料的单一结构。该单一结构通常由陶瓷制成，尽管也使用过金属。催化剂氧化排气中的一氧化碳和烃或还原氮氧化物。排气系统过滤器通常包括蜂窝状单一结构的过滤器元件，该过滤器元件由多孔晶体陶瓷材料制成。在当前这些污染控制装置的先进构造中，它们的单一结构安装在金属外壳内。

保护性包装或安装材料通常被布置在污染控制元件(例如单一结构)和金属外壳之间以保护污染控制元件避免例如路面震动和振动等，并且防止排气从污染控制元件和金属外壳之间通过。使用陶瓷单一结构时，此类安装材料通常需要补偿金属外壳和陶瓷单片之间的热膨胀差异。使用安装材料将此单一结构安装在外壳内的工艺称为“罐装”。此类安装工艺包括将单一结构插入外壳并将糊剂注入到单一结构和金属外壳之间的间隙。其它安装工艺还包括将薄片材料或垫包裹在单一结构周围，将包裹后的单一结构插入外壳内并焊接以闭合外壳。用于形成常规安装材料的组合物包括了多种非膨胀材料和膨胀材料。

本发明是对此类现有污染控制元件安装体系的改进。

发明内容

本发明可提供一个或多个用于将污染控制元件安装在污染控制装置(例如催化转化器、发动机排气过滤器等)的多层安装垫、包括此类多层垫的污染控制装置、包括此类污染控制装置的排气系统和制造此类垫、装置和排气系统的方法。

在一方面，本发明提供了用于将污染控制元件安装在污染控制装置中的多层垫。该垫包括至少一个第一层，该第一层具有暴露的主表面和由相对的侧边缘限定的宽度；至少一个第二层，该第二层具有由相对的侧边缘限定的、大于第一层的宽度的宽度。第一层的至少一条侧边缘需要保护以避免暴露于(i)流经污染控制装置并接触第一层的至少一条侧边缘的排气的冲击所产生的机械腐蚀力，(ii)与此类排气相关的高温，或者避免同时暴露于(i)和(ii)。第二层的至少一条侧边缘具有足够的弹性和耐受性以能经受住暴露于(i)流经污染控制装置并接触第二层的至少一条侧边缘的排气的冲击所产生的机械腐蚀力，(ii)与此类排气相关的高温，或者避免同时暴露于(i)和(ii)。第一层和第二层是一层叠堆在另一层的上面，以使得第一层的至少一条侧边缘被布置在第二层的相对的侧边缘之间，当多层垫被安装在污染控制装置时，第二层的至少一条侧边缘保护第一层的至少一条侧边缘使其避免暴露于流经此污染控制装置的排气。

可期望第一层具有暴露的主表面。在至少一个实施例中，第一层的暴露主表面面朝污染控制装置的外壳并可与之直接接触，以使得第二层被布置在第一层和污染控制元件之间。在另一个实施例中，第一层面朝污染控制元件并可与之接触，而第二层的至少一部分被布置在外壳和第一层之间。

第一层的两条侧边缘可能皆需要保护以避免暴露于排气冲击产生的机械腐蚀力和与排气相关的高温的其中至少一种。

第一层的两条侧边缘皆可被布置在第二层的相对的侧边缘之间，以使得当多层垫安装在污染控制装置时，第一层的两条侧边缘皆被保护以避免暴露于流经此污染控制装置的排气。

第一层的至少一条侧边缘可能需要保护以避免暴露于污染控制装置的最高运行温度，并且第二层的至少一条侧边缘优选为具有足够的弹性和耐受性以能经受住暴露于污染控制装置的最高运行温度。

第一层和第二层可接合到一起。

所述至少一个第一层可包括至少两个第一层，所述至少一个第二层可包括至少两个第二层，或至少一个第一层可包括至少两个第一层并且同时至少一个第二层可包括至少两个第二层。

在一个实施例中，至少一个第一层和至少一个第二层的每个都包括非膨胀层。在另一个实施例中，至少一个第一层和至少一个第二层的每个都包括膨胀层。在另一个实施例中，至少一个第一层包括非膨胀层，并且至少一个第二层包括膨胀层。在又一实施例中，至少一个第一层是膨胀层，并且至少一个第二层是非膨胀层。

至少两个第一层的每层的宽度可不同，至少两个第二层的每层的宽度可不同，并且每个第一层的宽度可小于每个第二层的宽度。