Несущее тело катализатора с сотовой структурой

 

Изобретение касается тела с сотовой структурой, в частности несущего тела для катализатора, предпочтительно с круглым, овальным или эллиптическим поперечным сечением, из встречно обвитого стапеля структированных листов (1, 2). которые расположены в трубе-оболочке 7. Сущность изобретения: с целью стабилизации всего тела В: целом и во избежание отрывэния листов 1, 2 от трубы оболочки 7 некоторые из листовых слоев 8, 9, 10 имеют толщину, которая больше толщины прочих слоев, в то время как эти слои 8, 9, 10 состоят из более толстого листа или большого количества расположенных вплотную друг к другу тонких листов. Имеющие большую толщину листовые слои стабилизируют все тело в целом и,в частности,при овальном или эллиптическом поперечном сечении предотвращают деформацию трубы-оболочки в результате высокого внутреннего давления при высокой температуре. 6 з.п. ф-лы, 4 ил. СЛ

COIO3 СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУбЛИК (st)s F 01 N 3/28

ГОСУДАРСТВЕ ННОЕ ПАТ F Н ТН ОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ фиг,1 (21) 4830671/06 (86) РСТ/ЕР 88/01178 (19.12.88) (22) 10.08,90 (46) 30.08,93. Бюл. ¹ 32 (31) G 880 1788.5 (З2) 11,02.88 (33) DE (71) Эмитек Гезельшафт ФЮР Эмиссионстехнологи МБХ (0Е) (72) Вольфганг Маус и Хельмут Сварс (ОЕ) (56) Заявка Франции N . 2447462, кл. F 01 N

3/28, 1980. (54) НЕСУЩЕЕ ТЕЛО КАТАЛИЗАТОРА С

СОТОВОЙ СТРУКТУРОЙ (57) Изобретение касается тела с сотовой структурой, в частности несущего тела для катализатора, предпочтительно с круглым, овальным или эллиптическим поперечным. Ы ÄÄ 1838640 А3 сечением. из встречно обвитого стапеля структированных листов (1, 2), которые расположены в трубе-оболочке 7, Сущность изобретения: с целью стабилизации всего тела в. целом и вв избежание отрывания листов 1, 2 от трубы оболочки 7 некоторые иэ листовых слоев 8, 9, 10 имеют толщину, которая больше толщины прочих слоев, в то время как эти слои 8, 9, 10 состоят из более толстого листа или большого количества расположенных вплотную друг к другу тонких листов. Имеющие большую толщину листовые слои стабилизируют все тело в целом и,в частности,при овальном или эллиптическом поперечном сечении предотвращают деформацию трубы-оболочки в результате высокого внутреннего давления при высокой температуре. 6 з.п. ф-лы, 4 ил.

1838640

Изобретение касается металлического тела с сотовой структурой, в частности несущего тела для катализатора двигателя внутреннего сгорания, Задачей настоящего изобретения является создание тела с сотовой структурой, в частности несущего тела для катализатора, которое отличается более высокой прочностью крепления к трубе-оболочке и при котором снижается опасность его отрыва.

Для решения этой задачи предлагается тело с сотовой структурой с отличительными признаками пункта 1. С этой целью стапель встречно обвитых, по меньшей мере частично структурированных листов содержит нэ своей верхней стороне и/или своей-нижней стороне,и/или в своем внутреннем пространстве отдельные слои большей толщины, в то время как используются либо листы с большей толщиной, либо в этом слое не5

Ф

20 сколько одинаково структурированных тонких листов прилегают вплотную друг к другу, Приэтом эти,имеющиебольшуютол-, щину слои могут состоять иэ двух или более отдельных полос вместо заполнения всей 25 ширины стапеля, то есть о всей осевой глубины возникающего тела с сотовой структурой. Действие этих, имеющих . большую толщину листовых слоев заключается в том, что они на основании их большей механиче- 30 ской прочности не могут без труда оторваться от трубы-оболочки. В соответствии с этим эти имеющие большую толщину слои могут удерживать также соседние с ними листовые слои, в результате чего последние либо 35 не могут быть оторваны от трубы-оболочки, либо по меньшей мере защищаются от от- рывания посредством более толстого слоя.

Поскольку отдельные листовые слои стапеля спаяны между собой, предпочтительно 40 о на одной или обеих торцовых сторонах, имеющие большую толщину слои отводят усилия натяжения, возникающие во внешней области вблизи трубы-оболочки, вовнутрь. тела с сотовой структурой, в результате 45 чего усилия распределяются по существенно более высокому количеству участков соединения, так что достигается существенное удлинение срока службы тела.

Предпочтительные исполнения изобре- 50 тения указаны в пунктах с 2 по 8 формулы изобретения.

В соответствии с пунктом 2 предлагается, что приблизительно средний листовой слой стапеля должен иметь толщину, кото- 55 рая превышает толщину прочих слоев. В технологическом отношении это не представляет собой никакой проблемы, так как. в частности, увеличенная толщина достигается за счет наслоения друг на друга большаго количества тонких листов. Усиление среднего листового слоя ведет к достижению симметричной конструкции возникающего тела, что означает преимущество также для распределения возникающих сил.

Также и предложенное в пункте 3 использование имеющих большую толщину верхнего и нижнего листовых слоев стапеля, при необходимости в совокупности с исполнением по пункту 2, также ведет к достижению весьма симметрической конструкции возникающего тела, Поскольку, кроме того, самый верхний и самый нижний листовые слои стапеля объединяются при встречном обвиве, эта альтернатива обеспечивает и то преимущество, что может использоваться соответственно более тонкий листовой слой или соответственно меньшее количество листов с целью достижения той же толщины возникающих ребер, что и в случае исполнения по пункту 2.

В частности, при овальных или эллиптических формах. которые боле подробно поясняются на чертеже. предложенное исполнение по пункту 4 позволяет добиться особых преимуществ. Поскольку овальные или эллиптические формы являются чувствительными к деформациям при изменении внутреннего давления, особо благоприятная мера, направленная на обеспечение стабильности этой формы, заключается в исполнении приблизительно имеющей -об-, разную форму соединительной перемычки между прямолинейными или слабо закругленными областями трубы-оболочки. Также и в этом случае посредством отдельных, имеющих большую толщину слоев возникающие вблизи трубы-оболочки силы распределяются с существенно большей равномерностью вовнутрь несущего тела катализатора, что в определенных случаях уменьшает также шумообрэзовэние.

В соответствии с пунктом 5 предлагается, что имеющие большую толщину листовые слои должны представлять собой гладкие листовые слои. В то время как в соответствии с уровнем техники известны различные многочисленные листовые структуры для формирования каналов, через которые проходят отработавшие газы, наиболее часто использующимся типом структуры является, однако, чередующееся следование гладких и волнистых листовых слоев. В этом случае напрашивается решение об усилении некоторых из гладких листовых слоев. Такие гладкие листовые слои деформируются под воздействием усилия растяжения в меньшей мере по сравнению с волнистыми и могут по этой причине осу1838640 ществлять дальнеишую передачу возникающих усилий лучше. чем волнистые листовые слои.

Имеющие большую толщину листовые слои должны простираться на протяжении всей ширины стапеля, то есть не на протяжении всей осевой длины тела с сотовой структурой, а могут состоять из одной или нескольких, поочередно расположенных в осевом направлении полос.

Благоприятным, в частности, является тот случай, когда такие полосы вложены лишь на одной.или обеих торцовых сторонах. Это ведет, с одной стороны, к экономии материала и, с другой стороны, способствует достижению различных возможностей и крепления и прочих методов пайки, например, применительно к несу,ему телу для катализатора. В случае несущих тел катализатора, которые являются паянными лишь

4а торцовой стороне, делаемый успех может бытьдостигнут, например, в случае предусмотрения листовых слоев, которые имеют большую толщину лишь на торцовой стороне. В основном возможны, однако, также и любые другие позиции имеющих большую толщину листовых слоев внутри несущего тела катализатора, в частности, в зависимости от величины паянных участков между трубой-оболочкой и листовыми слоями.

Для специальных тел с сотовой структурой предлагается использование осуществляемой на торцовой стороне высокотемпературной пайки, которая простирается предпочтительно на глубину до нескольких миллиметров.

На фиг. 1 показана конструкция листового стапеля, пригодного для изготовления соответствующего изобретения, в данном случае круглого, тел с сотовой структурой; на фиг, 2 — тело с сотовой структурой; изготовленное из стапеля по фиг. 1 посредством встречного обвива; на фиг. 3 — вид на торцевую сторону соответствующего изобретению тела с сотовой структурой с эллиптическим поперечным сечением; на фиг. 4 — вид на торцевую сторону соответствующего изобретению тела с сотовой структурой с овальным поперечным сечением.

Фиг. 1 показывает стапель из расположенных слоев гладких 1 и волнистых 2 листов, который пригоден для изготовления соответствующего изобретению тела с сотовой структурой. Стапель 3 имеет длину высоту Н и ширину В. Ширина В соответствует последующему осевому расширению тела с сотовой структурой, произведение длины и высоты соответствует последующей поверхности поперечного сечения гопростираться на протяжении всей ширины

25 В стапеля; они могут, однако, как указано в

35

45

55

20 тового тела с сотовой структурой, Такого рода стапель 3 может встречно обвиваться вокруг двух фиксированных точек 5 и 6, как это уже известно из уровня техники. При этом боковые концы 4 отдельных слоев могут полностью или в частичных областях соединяться с трубой-оболочкой, в частности, посредством высокотемпературной пайки, Во многих случаях также листовые слои 1. 2 подвергаются высокотемпературной пайке при готовом теле с сотовой структурой с целью их соединения друг с другом, в частности, в области торцовых сторон. В соответствии с изобретением в случае стапеля 3 некоторые из слоев имеют большую толщину по сравнению с прочими. На фиг. 1 самый верхний слой 8, самый нижний слой 9 и средний слой 10 имеют большую толщину, в то время как используются либо листы с большей толщиной, либо несколько гладких листов наслаиваются друг на друга. При этом зти, имеющие большую толщину слои могут в полном количестве или частично данном случае, также быть выполнено лишь в виде полос За, 8в или 9а, 9в или 10а, 10в, которые простираются лишь на протяжении части s ширины В стапеля.

На фиг. 2 изображено тело с сотовой структурой, возникающее после встречного обвивания стапеля по фиг, 1. Обвитые слои

1, 2 расположены при этом в трубе-оболочке

7 и по меньшей мере в частичных областях соединены с ней, в частности, путем высокотемпературной пайки. Имеющие большую толщину слои 8, 9, 10, которые также соединены с трубой-оболочкой 7, могут в случае такой формы тела с сотовой структурой передавать усилия из внешней области во внутреннюю область. В частности, эти, имеющие большую толщину листовые слои

8, 9, 10 не могут быть легко оторваны от трубы-оболочки 7 и стабилизируют в результате этого соседние с ними слои, Как наглядно показано на чертеже, в случае готового тела с сотовой структурой первоначально самый верхний и самый нижний слои craneля изогнуты вокруг фиксированных точек 5 или 6 и имеют в результате этого двойную толщину, Это может быть учтено, в частности, при использовании большого количества тонких листов. за счет того, что самый верхний и самый нижний слои 8 или 9 стапеля 3 изготавливаются из ограниченного количества листов. Как схематически показано на фиг. 2 в перспективном отображении, нет необходимости в том, чтобы имеющие большую толщину листовые слои

8, 9, 10 простирались на протяжении всего, 1838640 указанного стрелкой осевого расстояния тела с сотовой структурой. Имеющие большую толщину листовые слои 8, 9, 10 могут состоять, например, из двух расположенных на торцевой стороне частичнйх полос 9а, 9в или 10а, 10в ширины В. Важным является тот факт, что частичные полосы соединены. с трубой-оболочкой 7 и предпочтительно также соединены с их соседними слоями, Особенно благоприятным является случай, когда листовые слои 1, 2, 8, 9 спаяны между собой на торцовой стороне на, глубину несколько миллиметров.

Следующий пример исполнения, для которого особенно пригодно использование настоящего изобретения, представлен на фиг. 3. Речь идет о теле с сотовой структурой с эллиптическим поперечным сечением. Отдельные структурированные листовые слои изображены в данном случае исключительно штриховыми линиями. Некоторые из листовых слоев, а именно вновь самый верхний слой 38; самый нижний слой 39 и средний слой 40 первоначального стапеля, из которого изготовлено это тело, имеют большую толщину по сравнению с прочими слоями. 3а счет их прочного соединения с трубой-оболочкой 37 они обеспечивают стабилизацию всего тела и препятствуют, кроме того, в известных пределах деформации трубы-оболочки 37 в результате высокого внутреннего давления. Такое эллиптическое тело с сотовой структурой может быть изготовлено — аналогично также и многим другим формам — из стапеля структурированных листов посредством встречного обвивания концов вокруг фиксированных точек 35, 36. Лишь положение фиксированных точек и форма исходного стапеля отличаются от случая изготовления тела с сотовой структурой с круглым поперечным сечением, В качестве следующего примера исполнения. на фиг. 4 изображено тело с сотовой структурой с так называемым овальным поперечным сечением. Также и такие тела могут изготавливаться посредством встречного обвивания стапеля структурированных листов 1. 2 вокруг фиксированных точек 45, 46. Также и в случае этого примера исполнения самый верхний слой 48, самый нижний слой 49 и средний слой 50 являются усиленными

Следует указать на то, что существует большое количество форм поперечного сечения, которые могут быть реализованы с использованием встречно обвитых стапелей структурированных листов. В зависимости от потребности один или нескольких листовых слоев внутри стапеля или его вер10

30

35 йыхслоев

55 хней или нижней стороне могут усиливаться.

Настоящее изобретение является особенно пригодным для несущих тел катализатора с овальным или эллиптическим поперечным сечением, которые должн ы использоваться в качестве главного катализатора при эксплуатации автомобилей, Типичная глубина листов составляет при этом, например, для не усиленных листов 0,03 — 0;05 мм и для усиленных листов 0,15-2,0 мм

<рормула изобретения

1. Несущее тело катализатора с сотовой структурой круглого, овального или эллиптического поперечного сечения, содержащее встречно обвитый стапель с торцевыми сторонами, образованный верхним, внутренним и нижним слоями по меньшей мере частично структурированных листов, размещенными в трубе-оболочке и по меньшей мере частично соединенными с последней. от л и ч а ю.щ е е с я тем, что по меньшей мере один слой на протяжении всей или частичной длины и/или ширины стапеля вы- полнен с толщиной, превышающей толщину листов остальных слоев, и образован листами с толщиной, превышающей толщину листов остальных слоев, или набором расположенных вплотную один к другому листов одной формы и одинаковой толщи-. ной с листами остальных слоев.

2. Несущее тело по и. 1, о т л и ч а ющ е Е с я тем, что средний слой выполнен с толщиной, превышающей толщину остйль3. Несущее тело по и. 1 или 2, о т л и ч аю щ е е с я тем, что верхний или нижний слои выполнены толщиной, превышающей толщину остальных слоев, 4. Несущее тело катализатора по и. 1 или2, отличающееся тем,что в случае овального или эллиптического поперечного сечения средний слой выполнен в форме

S-образной соединительной перемычки между прямолинейными и слабо закругленными областями трубы-оболочки.

5. Несущее тело катализатора по одному из пп.1.-4, отл ич а ю щ ее с я тем, что листы большей толщины выполнены гладкими.

6. Несущее тело катализатора по одномуиз пп. 1-5, отл ич а ю щеес я тем, что слои, имеющие толщину, превышающую толщину остальных слоев, выполнены в виде одной или нескольких поочередно расположенных в осевом направлении полос.

1. Несущее тело катализатора по и. 6, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что полосы размещены вблизи одной или обеих торцевых сторон и выполнены c Ujèðèíoé 1-3 см. езясю РИГ 3

1838640 1 2

-45

Составитель Г. Усов

Редактор С. Кулакова Техред M,Moðråíòàë Корректор M. Петрова

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 2917 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5