[发明专利]用于废气处理装置的安装垫

说明书

技术领域

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(wet laid)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。

发明背景

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(dry laid)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为包括本发明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。

发明详述

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。