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    保持 密封件 排气 净化 设备 夹具 制造 方法
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    摘要
    申请专利号:

    CN200610074518.5

    申请日:

    2006.04.21

    公开号:

    CN1912361A

    公开日:

    2007.02.14

    当前法律状态:

    授权

    有效性:

    有权

    法律详情: 授权|||实质审查的生效|||公开
    IPC分类号: F01N3/02(2006.01); B26D3/14(2006.01); D04H1/48(2006.01) 主分类号: F01N3/02
    申请人: 揖斐电株式会社;
    发明人: 竹内宽明
    地址: 日本岐阜县
    优先权: 2005.08.10 JP 2005-232410; 2005.09.27 JP 2005-280020
    专利代理机构: 北京三友知识产权代理有限公司 代理人: 陈坚
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    法律状态
    申请(专利)号:

    CN200610074518.5

    授权公告号:

    1912361B||||||

    法律状态公告日:

    2011.07.27|||2007.04.11|||2007.02.14

    法律状态类型:

    授权|||实质审查的生效|||公开

    摘要

    一种经斜切的保持密封件(14),其具有包括斜面(14f)的端部(14m)。当将用于缠绕在排气净化器体(21)的周围的保持密封件插入管状外壳(23)中时,该保持密封件弹性变形并且所述斜面变得与所述排气净化器体的入口端面大致齐平。

    权利要求书

    1: 一种保持密封件(14),用于缠绕在排气净化器体(21)的周围 并将该排气净化器体保持在管状外壳(23)中,该排气净化器体具有供 排气进入的入口和供排气排出的出口,该保持密封件包括: 第一表面(14n),用于在使用所述保持密封件期间与所述排气净化 器体接触;和 第二表面(14j),用于在将所述保持密封件缠绕在所述排气净化器 体的周围时与所述外壳接触,所述保持密封件的特征在于: 斜切端(14m),在使用所述保持密封件期间放置在所述排气净化器 体的所述入口附近,其中该斜切端包括当不使用所述保持密封件时相对 于至少所述第二表面倾斜的斜面(14f)。
    2: 根据权利要求1所述的保持密封件,其特征在于,所述斜面相对 于所述第二表面以105至150度的角度倾斜。
    3: 根据权利要求2所述的保持密封件,其特征在于,所述斜面相对 于所述第二表面以130至140度的角度倾斜。
    4: 根据权利要求1所述的保持密封件,其特征在于,所述斜面邻近 所述第二表面。
    5: 根据权利要求1所述的保持密封件,其特征在于,所述斜切端包 括所述斜面和一端面(14d),该端面与所述第一表面正交并位于所述斜 面和所述第一表面之间,所述斜面在所述端面和所述第二表面之间延伸。
    6: 根据权利要求1所述的保持密封件,其特征在于,所述保持密封 件是无机纤维板。
    7: 根据权利要求6所述的保持密封件,其特征在于,所述板是针刺 成的。
    8: 根据权利要求6所述的保持密封件,其特征在于,所述无机纤维 是硅铝矾土硅石纤维。
    9: 根据权利要求6所述的保持密封件,其特征在于,所述无机纤维 具有6μm或更大的平均纤维直径。
    10: 根据权利要求6所述的保持密封件,其特征在于,所述板包含 有机结合剂。
    11: 根据权利要求1至10中任一项所述的保持密封件,其特征在于, 所述排气净化器体是载有用于净化排气的催化剂的催化剂载体或从排气 收集微粒的排气净化过滤器。
    12: 一种排气净化设备,其特征在于: 排气净化器体(21),其具有供排气进入的入口、供排气排出的出口 和外围表面; 根据权利要求1至11中任一项所述的保持密封件(14);以及 管状外壳(23),其容纳所述排气净化器体,所述保持密封件与所述 排气净化器体和所述管状外壳二者都接触。
    13: 根据权利要求12所述的排气净化设备,其特征在于,所述保持 密封件在所述排气净化器体和所述管状外壳之间弹性变形。
    14: 一种板状保持密封件(14),与具有供排气进入的入口的排气净 化器体一起使用,该保持密封件具有均匀的厚度,其特征在于: 斜面(14f),在使用所述保持密封件期间,该斜面与所述排气净化 器体的入口相关联地倾斜。
    15: 根据权利要求14所述的保持密封件,其特征在于,还包括: 第一表面(14n),用于在使用所述保持密封件期间与所述排气净化 器体接触;和 与所述第一表面相对的第二表面(14j),所述斜面相对于所述第二 表面以105至150度的角度倾斜。
    16: 根据权利要求15所述的保持密封件,其特征在于,所述斜面相 对于所述第二表面以130至140度的角度倾斜。
    17: 根据权利要求15所述的保持密封件,其特征在于,所述斜面邻 近所述第二表面。
    18: 根据权利要求15所述的保持密封件,其特征在于,还包括: 一端面(14d),其与所述第一表面正交并位于所述斜面和所述第一 表面之间。
    19: 根据权利要求15所述的保持密封件,其特征在于,所述保持密 封件是无机纤维板。
    20: 根据权利要求19所述的保持密封件,其特征在于,所述板是针 刺成的。
    21: 根据权利要求19所述的保持密封件,其特征在于,所述无机纤 维是硅铝矾土硅石纤维。
    22: 根据权利要求19至21中任一项所述的保持密封件,其特征在 于,所述无机纤维具有6μm或更大的平均纤维直径。
    23: 一种斜切夹具(11),其与平面刀片(15)一起使用以制造保持 密封件(14),该保持密封件用于缠绕在排气净化器体(21)的周围并将 该排气净化器体保持在管状外壳(23)中,其中所述保持密封件为板状 并包括侧面和底面,所述斜切夹具的特征在于: 壳体(12),其具有用于分别与所述保持密封件的侧面和底面接触的 侧壁(12e)和底壁(12c),所述壳体包括由所述侧壁和底壁限定的凹口 (12a);和 用于覆盖所述壳体的凹口的盖(13),所述凹口和所述盖限定了用于 容纳所述保持密封件的容纳室,所述盖具有盖狭缝(13c),用于在容纳 在所述凹口中的所述保持密封件的一个边缘中形成斜切部分(14m),该 狭缝适于接收所述平面刀片并引导该平面刀片的移动。
    24: 根据权利要求23所述的斜切夹具,其特征在于,所述壳体中的 所述凹口的侧壁和底壁中的至少一个具有用于接收所述平面刀片的壳体 狭缝(12f;12g;12h),其中所述壳体狭缝和所述盖狭缝沿着相同平面 定位。
    25: 根据权利要求24所述的斜切夹具,其特征在于,所述壳体狭缝 形成在所述凹口的侧壁中。
    26: 根据权利要求23所述的斜切夹具,其特征在于,所述盖可以与 所述壳体分离。
    27: 根据权利要求23所述的斜切夹具,其特征在于: 所述排气净化器体包括供排气进入的入口和供排气排出的出口; 所述保持密封件包括:第一表面(14n),用于在使用所述保持密封 件期间与所述排气净化器体接触;第二表面(14j),用于在将所述保持 密封件缠绕在所述排气净化器体的周围时与所述外壳接触;以及在使用 所述保持密封件期间邻近所述排气净化器体入口的端面,该端面被斜切 成限定连接所述第二表面和所述端面的斜面。
    28: 根据权利要求27所述的斜切夹具,其特征在于,所述保持密封 件具有一厚度,并且所述斜面连接所述第二表面与所述端面上的一部位, 该部位比所述保持密封件的所述厚度的中点更靠近所述第一表面。
    29: 根据权利要求23所述的斜切夹具,其特征在于,所述盖狭缝相 对于所述保持密封件的端面以30至75度的角度倾斜。
    30: 一种斜切夹具,其与平面刀片一起使用以制造保持密封件,该 保持密封件用于缠绕在排气净化器体的周围以将该排气净化器体保持在 管状外壳中,其中所述保持密封件为板状并包括侧面和底面,所述斜切 夹具的特征在于: 壳体,其具有用于分别与所述保持密封件的侧面和底面接触的侧壁 和底壁,所述壳体包括由所述侧壁和底壁限定的凹口,其中所述壳体包 括壳体狭缝,用于在容纳在所述凹口中的所述保持密封件的一个边缘上 形成斜切部分并引导所述平面刀片移动。
    31: 根据权利要求30所述的斜切夹具,其特征在于,所述平面刀片 包括中间部分和远端,并且所述壳体狭缝包括形成在所述侧壁中以引导 所述平面刀片的中间部分的狭缝、和形成在所述底壁中用于接收所述平 面刀片的远端的狭缝。
    32: 一种使用根据权利要求23所述的斜切夹具制造保持密封件的方 法,该方法的特征在于: 切割无机纤维垫以形成板状物品,该物品包括侧面、底面、第一和 第二表面、端面、以及在所述第二表面与所述端面之间的边缘; 定位所述斜切夹具以分别与所述板状物品的侧面和底面接触; 用盖覆盖外壳; 通过狭缝插入平面刀片;以及 沿着所述狭缝移动所述平面刀片,以斜切在所述板状物品的所述第 二表面与所述端面之间的边缘从而形成保持密封件。
    33: 根据权利要求32所述的制造方法,其特征在于,所述移动平面 刀片的步骤包括形成连接所述保持密封件的第二表面和端面的斜面。

    说明书


    保持密封件、排气净化设备、夹具及保持密封件制造方法

        【技术领域】

        本发明涉及用于覆盖容置在金属外壳中的排气净化器体的外围表面的保持密封件、采用该保持密封件的排气净化设备、用于斜切该保持密封件的夹具、以及该保持密封件的制造方法。

        背景技术

        用于在车辆中使用的排气处理设备通常位于车辆中排气通道的中部。作为排气处理设备的示例,在现有技术中已知有除去称为微粒的石墨颗粒的柴油机微粒过滤器(DPF)和排气净化催化剂转化器。典型的排气处理设备包括排气净化器体、包围该排气净化器体的金属管(外壳)、以及填充该排气净化器体与金属管之间间隙的保持密封件。

        保持密封件必须具有防止排气净化器体在由于车辆振动碰撞金属管时损坏的功能。保持密封件还必须具有防止排气净化器体在经受排气压力时从金属管脱落或在金属管中移动的功能。另外,保持密封件必须防止排气从金属管与排气净化器体之间的间隙泄漏。

        图1表示传统的保持密封件14p。图2表示采用该传统的保持密封件14p的排气处理设备。通过切割具有均匀厚度和弹性的纤维垫16而形成保持密封件14p。保持密封件14p被缠绕在排气净化器体21的外围表面的周围。将保持密封件14p所缠绕的排气净化器体21压入金属管状外壳23中。这样就组装成排气处理设备(参见JP-A-2001-316965)。

        排气净化器体例如是催化剂载体。催化活性取决于温度。纤维垫必须绝热以确保从初始使用状态开始使催化剂有足够的反应性。纤维垫的材料例如是诸如氧化铝纤维的无机纤维。JP-A-2003-20938公开了一种保持密封件,其抗热性、高温下的保持能力以及抗风蚀性都得以提高。该保持密封件由具有经调整的莫来石化率的无机纤维制成。

        当将保持密封件14p和排气净化器体21压入外壳23中时,剪力作用在保持密封件14p的内表面14n和外表面14j上从而使保持密封件14p变形。如图3所示,凸起14k从变形的保持密封件14p伸出。凸起14k在保持密封件14p的外表面14j和端面14d之间具有尖锐顶点。与尖锐顶点相对的凸起14k的角所面对的方向与挤压保持密封件14p和排气净化器体21的方向相反。

        即使保持密封件提高了抗风蚀性,凸起14k的尖锐顶点也易于被排气腐蚀并因此易于断裂。从断裂的凸起14k释放的无机纤维会进入排气净化器体21并阻塞排气净化器体21。

        近来发动机性能的改善导致了增加排气压力的趋势。因此,即使在高排气压力下,也将保持密封件14p缠绕在排气净化器体21的整个外围面周围以持续保持排气净化器体21。这导致了这样的新近问题,即容易产生凸起14k,从而致使阻塞排气净化器体。

        另外,如果在将保持密封件14p压入外壳23中之后切割凸起14k,则会损坏排气净化器体21和外壳23。因此,不期望在将保持密封件14p压入外壳23中之后切割保持密封件14p。

        【发明内容】

        本发明的一个方面在于一种保持密封件,用于缠绕在排气净化器体的周围并将该排气净化器体保持在管状外壳中,该排气净化器体具有供排气进入的入口和供排气排出的出口。该保持密封件包括第一表面,用于在使用所述保持密封件期间与所述排气净化器体接触。第二表面,用于在将所述保持密封件缠绕在所述排气净化器体的周围时与所述外壳接触。斜切端,在使用所述保持密封件期间设置在所述排气净化器体的所述入口附近。该斜切端包括当不使用所述保持密封件时相对于至少所述第二表面倾斜的斜面。

        本发明的另一方面在于一种排气净化设备,其设置有排气净化器体,该排气净化器体包括用于接收排气的入口、用于排放排气的出口和外围表面。保持密封件包括第一表面、第二表面和斜切端,该斜切端具有在第二表面与第一表面之间相对于至少第二表面倾斜的斜面。所述保持密封件缠绕在所述排气净化器体的周围,使所述保持密封件的第一表面与所述排气净化器体的外围表面接触。所述保持密封件的斜切端邻近所述排气净化器体的入口。管状外壳容纳所述排气净化器体。所述保持密封件与所述排气净化器体和所述管状外壳二者都接触。

        本发明的另一方面在于一种板状保持密封件,与具有供排气进入的入口的排气净化器体一起使用。该保持密封件具有均匀的厚度和一斜面,在使用所述保持密封件期间,该斜面与所述排气净化器体的入口相关联地倾斜。

        本发明的另一方面在于一种斜切夹具,其与平面刀片一起使用以制造保持密封件,该保持密封件用于缠绕在排气净化器体的周围并将该排气净化器体保持在管状外壳中。所述保持密封件为板状并包括侧面和底面。所述斜切夹具包括:壳体,其具有用于分别与所述保持密封件的侧面和底面接触的侧壁和底壁。所述壳体包括由所述侧壁和底壁限定的凹口。一盖覆盖所述壳体的凹口。所述凹口和所述盖限定了用于容纳所述保持密封件的容纳室。所述盖具有盖狭缝,用于在容纳在所述凹口中的所述保持密封件的一个边缘中形成斜切部分。该狭缝适于接收所述平面刀片并引导该平面刀片的移动。

        本发明的另一方面在于一种斜切夹具,其与平面刀片一起使用以制造保持密封件,该保持密封件用于缠绕在排气净化器体的周围以将该排气净化器体保持在管状外壳中,其中所述保持密封件为板状并包括侧面和底面。所述斜切夹具包括:壳体,其具有分别与所述保持密封件的侧面和底面接触的侧壁和底壁。所述壳体包括由所述侧壁和底壁限定的凹口。所述壳体包括壳体狭缝,用于在容纳在所述凹口中的所述保持密封件的一个边缘上形成斜切部分并引导所述平面刀片移动。

        本发明的另一方面在于一种用于制造保持密封件的方法。该方法包括切割无机纤维垫以形成板状物品的步骤,该物品包括侧面、底面、第一和第二表面、端面、以及在所述第二表面与所述端面之间的边缘。该方法还包括定位包括具有侧壁和底壁的壳体的斜切夹具,以分别与所述板状物品的侧面和底面接触,其中所述侧壁和底壁在所述壳体中限定了容纳所述板状物品的凹口。该方法还包括用具有狭缝的盖覆盖壳体,通过该狭缝插入平面刀片,并且沿着所述狭缝移动所述平面刀片以斜切在所述板状物品的所述第二表面与所述端面之间的边缘从而形成保持密封件。

        在一个实施例中,所述斜面相对于所述第二表面以105至150度的角度倾斜。

        在一个实施例中,所述斜面相对于所述第二表面以130至140度的角度倾斜。

        在一个实施例中,所述斜面邻近所述第二表面。

        在一个实施例中,所述斜切端包括所述斜面和一端面,该端面与所述第一表面正交并位于所述斜面和所述第一表面之间,所述斜面在所述端面和所述第二表面之间延伸。

        在一个实施例中,所述保持密封件是无机纤维板。在一个实施例中,所述板是针刺成的。在一个实施例中,所述无机纤维是硅铝矾土硅石纤维。在一个实施例中,所述无机纤维具有6μm或更大的平均纤维直径。在一个实施例中,所述板包含有机结合剂。

        在一个实施例中,所述排气净化器体是载有用于净化排气的催化剂的催化剂载体或从排气收集微粒的排气净化过滤器。

        在一个实施例中,所述保持密封件在所述排气净化器体和所述管状外壳之间弹性变形。

        在一个实施例中,所述壳体中的所述凹口的侧壁和底壁中的至少一个具有用于接收所述平面刀片的壳体狭缝,其中所述壳体狭缝和所述盖狭缝沿着相同平面定位。

        在一个实施例中,所述壳体狭缝形成在所述凹口的侧壁中。

        在一个实施例中,所述盖可以与所述壳体分离。

        在一个实施例中,所述保持密封件具有一厚度,并且所述斜面连接所述第二表面与所述端面上的一部位,该部位比所述保持密封件的所述厚度的中点更靠近所述第一表面。

        在一个实施例中,所述盖狭缝相对于所述端面以30至75度的角度倾斜。

        在一个实施例中,所述平面刀片包括中间部分和远端,并且所述壳体狭缝包括形成在所述侧壁中以引导所述平面刀片的中间部分的狭缝、和形成在所述底壁中用于接收所述平面刀片的远端的狭缝。

        在一个实施例中,所述移动平面刀片的步骤包括形成连接所述保持密封件的第二表面和端面的斜面。

        从下面结合附图的描述中将明白本发明的其它方面和优点,附图以示例的方式示出了本发明的原理。

        【附图说明】

        通过参考对当前优选实施例的以下描述以及附图将更好地理解本发明及其目的和优点,在附图中:

        图1是表示现有技术的保持密封件的立体图;

        图2是表示采用现有技术的保持密封件的排气净化设备的剖视图;

        图3是表示图2中所示的排气净化设备的局部放大剖视图;

        图4A、4B和4C分别是表示根据本发明优选实施例的保持密封件的平面图、后视图和侧视图;

        图5A是表示图4C的保持密封件的局部放大图;

        图5B是图5A中所示的保持密封件的修改例;

        图6A和6B是表示采用优选实施例的保持密封件的排气净化设备的局部放大剖视图;

        图7是表示用于制造优选实施例的保持密封件的斜切夹具的立体图;

        图8是表示图7的斜切夹具的平面图;

        图9A是表示在从无机纤维垫切割出来之后但在被斜切之前的保持密封件的立体图;

        图9B是沿着图8中的线9B-9B剖取的剖视图;

        图9C是图9B的局部放大图;

        图10是表示在使用期间图7的斜切夹具的立体图;

        图11是沿着图10中的线11-11剖取的剖视图;

        图12是表示采用优选实施例的保持密封件的排气净化设备的局部切除立体图;以及

        图13至图15是表示斜切夹具的其它实施例的剖视图。

        【具体实施方式】

        下面将参照附图来描述根据本发明优选实施例的、用于排气净化器体的保持密封件。

        如图4A至图4C所示,平坦且厚度均匀的保持密封件(保持器板件)14具有内表面(第一表面)14n和外表面(第二表面)14j。保持密封件14优选地由无机纤维制成。保持密封件14的一个侧边缘(如图4A中所示的上边缘)被斜切。如图5A所示,移除第二表面14j与端面14d之间的边缘14c(用虚线表示)。在下面的描述中,将保持密封件14的移除边缘14c的端部称为斜切部分14m。斜切部分14m包括斜面14f。待移除的边缘14c具有与凸起14k的至少一部分相对应的尺寸和形状,该凸起14k是在将传统的保持密封件压入外壳23中时形成的(见图2)?;谎灾?,保持密封件14是通过移除传统凸起14k的至少一部分而获得的密封件。

        如图12所示,将保持密封件14缠绕在排气净化器体21的周围。保持密封件14的长度、或沿图4A横向的尺寸与排气净化器体21的圆周长度相对应。保持密封件14的宽度、或沿图4A垂直方向的尺寸与排气净化器体21的纵向长度相对应。将保持密封件14所缠绕的排气净化器体21压入外壳23中。斜切部分14m所面对的方向与将排气净化器体21压入外壳23中的方向(如箭头所示)相反。在一个示例中,压入排气净化器体21的方向与排气流入排气净化器体21中的方向相同。

        分别在保持密封件14的横向相对两端形成凸部14h和用于接收凸部14h的至少一部分的凹部14g。当将保持密封件14缠绕在排气净化器体21周围时,凸部14h的至少一部分被接收在凹部14g中并与其接合。这样防止形成沿外壳23的轴向延伸的线性间隙,并因此防止排气泄漏。凸部14h和凹部14g的尺寸增加了保持密封件14可以缠绕的、排气净化器体21的圆周长度的公差。

        从厚度均匀的无机纤维垫16切割出保持密封件14(见图1)。然后在保持密封件14上形成斜切部分14m。无机纤维垫16具有均匀的弹性(回弹性)。无机纤维垫16的优选示例为毡制品或无纺布。

        可用于无机纤维垫16的纤维材料例如是陶瓷纤维,例如氧化铝纤维、硅铝矾土硅石纤维、二氧化硅纤维和玻璃纤维。硅铝矾土硅石纤维因它们的高抗热性、高温下抗接触压力性和抗风蚀性而是优选的。根据保持密封件的类型和抗风蚀性来确定纤维材料的平均纤维直径。例如,为了防止无机纤维从保持密封件14散开,优选具有6μm或更大平均纤维直径的粗纤维。无机纤维垫16可以包含例如丙烯酸树脂或聚乙烯醇的水溶性树脂的有机结合剂,或者例如丙烯酸橡胶或丁腈橡胶的胶乳,以使得无机纤维垫16在切割之前具有预定厚度和斥力。

        下面描述用于制造无机纤维垫的方法的示例。在该示例中,使用硅铝矾土硅石纤维作为无机纤维。在第一步骤,将硅溶胶添加到碱性氯化铝的水溶液以形成氧化铝纤维的前体。碱性氯化铝的水溶液中的铝含量为75g/L,并且Al/Cl的原子比为1.8。将添加的硅溶胶量调整为使得氧化铝纤维中的氧化铝和二氧化硅的相对比例为从60∶40至80∶20,并优选地为从70∶30至74∶26。只要相对比例在上述范围内,则由氧化铝和二氧化硅形成的莫来石的比例足以实现低的热导率和足够的绝热性。

        然后,向氧化铝纤维的前体添加例如聚乙烯醇的有机聚合物,并且浓缩生成物以制备纺丝溶液。通过吹制法由纺丝溶液形成纤维。吹制法是这样一种方法,其中通过使用从喷气嘴吹出的空气和从纺丝溶液供应喷嘴挤出的纺丝溶液形成纤维。

        吹制法优选地设计成使得空气流和纺丝溶液流彼此平行,并且在空气流与纺丝溶液接触之前对其进行充分的整流。在这种情况下,纺丝喷嘴的直径典型地为从0.1至0.5mm,并且从一个供应喷嘴挤出的纺丝溶液量典型地为1至120mL/h,并优选地为3至50mL/h。来自空气喷嘴的每缝隙的气流率典型地为40至200m/s。通过这样优化纺丝条件,可以在不喷射(雾化)的情况下将从纺丝溶液供应喷嘴挤出的纺丝溶液拉制成足够长的纤维,并且因而形成的纤维不会熔合在一起。因此,可以获得纤维直径变化减少的均匀氧化铝纤维。

        氧化铝纤维的平均纤维长度为250μm或更大,优选地为500μm或更大。只要平均纤维长度为250μm或更大,则纤维就会充分缠绕以提供强度足以紧紧地缠绕在催化剂载体周围的保持密封件14。

        使从氧化铝纤维前体纺丝得到的氧化铝纤维分层沉积从而制成氧化铝纤维层压板。根据保持密封件14的类型以及排气净化器体21的类型和体积密度按需要设定该层压板的厚度。氧化铝纤维层压板优选地经受针刺(针刺法)。针刺减少了层压板的厚度以使其易于处理,并使得层压板不同层中的纤维更牢固地缠绕。针刺优选地通过沿着与层压板中的层之间的界面交叉的方向插入各个针而进行。

        下面将描述针刺。在氧化铝纤维的层压板上放置具有以均匀间隔布置的多个孔的针板。在一个示例中,该针板的孔以500个孔每100cm2的密度布置。在室温下通过针板的孔将针插入氧化铝纤维的层压板中。然后在1250℃的最大温度下将层压板加热并连续烘烤,以获得具有每单位面积预定重量的氧化铝纤维连续层压板。

        切割氧化铝纤维连续层压板以使其易于处理。在该切割期间,应特别注意在氧化铝纤维连续层压板中包含的、称为“硬粒(shot)”的球形氧化铝粉末的含量。该硬粒是在使用纺丝溶液的吹制过程中生成的。如果连续层压板包含7%或更多的硬粒,则氧化铝纤维在以0.2至0.55g/cm3的体积密度(GBD)压紧时易于损坏。包含损坏的氧化铝纤维的保持密封件趋于在装配催化剂转化器时引起纤维分散。

        随后,在切割的连续层压板上施加有机结合剂。有机结合剂方便了装配至排气通道。另外,在下一步骤,将凹凸形图案转印到有机结合剂层的表面上。有机结合剂例如包括丙烯酸酯橡胶(ACM)、丁腈橡胶(NBR)或丁苯橡胶(SBR)树脂。下面将描述有机结合剂的施加。在第一步骤,生成包含有机结合剂和水的水分散体。将水分散体浇在传送机上传送的连续层压板上。通过抽吸除去在层压板中吸收的任何过多树脂(固体含量)和水分。

        通过热压缩和干燥除去水分。通过使用两个压力板进行所述压缩,这两个压力板均具有带有预定凹凸形图案的表面。将氧化铝纤维层压板在这两个压力板之间压缩。这样除去过多水分并同时将凹凸形图案转印到氧化铝纤维层压板的两侧。该压缩过程降低了氧化铝纤维层压板的膨松性以便于处理。另外,当在使用期间暴露于排气时,有机结合剂消散并且经压缩的氧化铝纤维层压板恢复到原始膨松性。因此,保持密封件14保持排气净化器体21并将其更牢固地保持在外壳23中。

        随后,在95至155℃使氧化铝纤维层压板干燥。只要干燥温度在95℃至155℃的范围内,就可以使层压板在短时间内完全干燥而不会使有机结合剂分解,并且生产率也不会变差。优选地进行所述干燥达100秒或更长,以使得氧化铝纤维层压板充分干燥??梢栽诟稍锲诩溲顾跹趸料宋阊拱?。优选地,在4至15mm的空间中压缩氧化铝纤维层压板。只要空间在4至15mm的范围内,就获得上述的体积减少效果,而不会损坏氧化铝纤维。这样就完成了无机纤维垫16的制造。

        然后通过使用冲模等来切割无机纤维垫16以获得图9A中所示的保持密封件14r。在该状态下,无机纤维垫16还没有被斜切。

        下面将描述斜切部分14m。如图5A所示,斜面14f面对排气入口。斜面14f是保持密封件14的与排气净化器体21接触的第一表面14n和与外壳的内周表面23a接触的第二表面14j之间的至少部分表面。优选地,斜面14f将第二表面14j与端面14d的比保持密封件14的厚度中点T2更靠近第一表面14n的位置相连接。最优选地,如图5B所示,斜面14f连接第二表面14j和第一表面14n。

        在下面的描述中,将在斜面14f与第二表面14j之间形成的角度θ3也称为斜切角或斜面14f的角度。角度θ3优选地为105至150度,更优选地为130至140度,最优选地为135度。当角度θ3为105至150度时,具有尖锐顶点的凸起14k(图2)的尺寸减小或根本没有形成。这确保了保持密封件14保持排气净化器体21的能力。而且,有效地防止了排气净化器体21的阻塞。另外,由于保持密封件14保持排气净化器体21的能力并没有降低,因此防止了在压入外壳中时,保持密封件14相对于排气净化器体21移动从而从排气净化器体21的端面伸出。在斜面14f与端面14d之间形成的角度θ4优选地为30至75度,更优选地为40至50度,最优选地为45度。例如,当角度θ4为30度时,将角度θ1设定为60度而角度θ2设定为150度。

        下面将讨论保持密封件14的制造,具体为斜切部分14m的形成。通过使用图7至图11中所示的斜切夹具11形成斜切部分14m。斜切夹具11包括具有凹口12a的壳体12、和安装在壳体12的顶面以覆盖凹口12a的盖13。当将盖13安装在壳体12上时,盖13和凹口12a限定了用于容纳还没有被斜切的保持密封件14r的容纳室。

        壳体12和盖13由例如钢、不锈钢或黄铜的金属制成。凹口12a的形状与保持密封件14r在斜切之前的形状相对应。凹口12a的侧壁12b和底部12c分别与未斜切的保持密封件14r的侧面和第一表面14n接触。当将未斜切的保持密封件14r接收在凹口12a中时,优选的是壳体12的上表面12d高于未斜切的保持密封件14r的第二表面14j。

        如图9C所示,壳体12的侧壁12b包括面对着未斜切的保持密封件14r的端面14d的侧壁12e。在侧壁12e中形成窄槽或第二狭缝12f。第二狭缝12f相对于侧壁12e以角度θ2倾斜。第二狭缝12f优选地在低于凹口12a的深度中点T1的位置处在侧壁12e中开口。更优选地,第二狭缝12f在侧壁12e与底部12c之间的边界处开口。在这种情况下,在不减少保持密封件14的宽度的情况下形成斜面14f。

        从对准的角度来看,优选的是盖13的外部形状与壳体12的相同。根据盖13的材料和保持密封件14的尺寸来设定盖13的厚度。

        细长开口或第一狭缝13c从上表面13a向下表面13b延伸通过盖13。第一狭缝13c相对于盖13的上表面13a或下表面13b以角度θ1倾斜。当将盖13安装在壳体12上时,第一狭缝13c和第二狭缝12f沿着相同的平面定位。

        如图10和图11所示,通过将平面刀片15插入穿过第一狭缝13c和第二狭缝12f而后在该状态下移动刀片15而在端面14d中形成斜面14f。

        根据待形成的斜面14f按需要设定第一狭缝13c的角度θ1、第一狭缝13c在上表面13a中开口的位置、第二狭缝12f的角度θ2、以及第二狭缝12f在侧壁12e中开口的位置。例如,当斜面14f的角度θ3为135度时,将角度θ1设定为45度并将角度θ2设为135度。

        为了在保持密封件14中形成斜切部分14m,将从无机纤维垫16切割出的未斜切保持密封件14r放置在壳体12的凹口12a中。使未斜切的保持密封件14r的端面14d抵靠包括第二狭缝12f的侧壁12e。将盖13固定在壳体12上以使得第一狭缝13c和第二狭缝12f沿着相同平面定位。将平面刀片15插入通过第一狭缝13c直到平面刀片15的远端到达第二狭缝12f的底部(最内部分)。然后移动平面刀片15。这样形成了包括平坦倾斜表面14f的斜切部分14m。

        如图12所示,将保持密封件14缠绕在排气净化器体21的周围以使得斜面14f位于靠近外壳23的外侧。将凸部14h配合在凹部14g中??梢允褂美缑芊獯?2的紧固件保持凹部14g和凸部14h彼此接合。将保持密封件14所缠绕的排气净化器体21压入管状外壳23中,使得斜面14f面对的方向与压入方向相反。将与排气通道连接的凸缘安装在管状外壳23的每个开口端上。这样就完成了排气净化设备的制造。将排气净化设备安装在车辆中使用的排气通道的中部。

        优选实施例的保持密封件具有如下优点。

        (1)保持密封件14具有包括斜面14f的斜切部分14m。在图6A所示的示例中,保持密封件14在被压入外壳中时变形。因此,在斜面14f与外表面12j之间形成直角或大致直角。在传统的保持密封件14p中,由于与外壳的内周表面23a摩擦而产生凸起14k。然而,优选实施例的保持密封件14不具有这种凸起。在图6B所示的示例中,在传统的保持密封件14p中会产生的凸起14k的尺寸得以减小。这样防止了排气净化器体21被从断裂凸起14k释放的无机纤维阻塞。

        (2)在保持密封件14中没有产生凸起14k,或者如果产生也减小了其尺寸。因此,当将外壳23安装在排气通道连接凸缘上时不会由凸起14k产生干涉。

        (3)通过除去第二表面14j与端面14d之间的边缘14c而形成斜面14f,从而斜面14f不会遍布端面14d与第一表面14n之间的边缘延伸。因此,可以在不减小保持密封件14的宽度的情况下消除凸起14k或减小其尺寸。

        (4)斜面14f的角度θ3为105至150度。因此,斜切部分14m形成为有效地防止或最小化凸起14k的形成,而不会影响保持密封件14的例如能够保持排气净化器体21的功能。

        (5)在将保持密封件14压入外壳23中之前通过斜切夹具11形成斜切部分14m。因此,在排气净化器体21或外壳23上不会造成损坏。

        (6)用于引导平面刀片15移动的第一狭缝13c和用于引导平面刀片15的远端移动的第二狭缝12f沿着相同平面定位,并相对于盖13的上表面13a以预定角度倾斜。因此,斜面14f是平坦的。

        (7)无机纤维垫16可以包含有机结合剂。有机结合剂不仅赋予无机纤维垫16预定厚度和斥力,而且增强了防止纤维分散和易于处理无机纤维垫16的效果。

        (8)防止了平均纤维直径为6μm或更大的无机纤维分散到空气中。通常,粗纤维趋于增加纤维垫中存在缺陷的可能性,减少纤维垫的机械强度,并降低对由排气引起的腐蚀的抵抗性。当使用平均纤维直径为6μm或更大的粗纤维生成垫时,这种垫与具有相同每面积重量但由直径更小的纤维形成的垫相比体积更大。这会导致更容易地产生大凸起14k。该因素阻止了在传统的保持密封件14p(其中不可避免地产生凸起14k)中使用粗纤维。相反,通过具有防止或最小化凸起14k形成的斜切部分14m的、优选实施例的保持密封件14,可以使用具有较大平均纤维直径的粗纤维的纤维垫。

        (9)通过使切割器刀片沿着斜切夹具11的第一狭缝13c移动而对保持密封件14进行斜切。这防止或最小化凸起14k的形成。

        (10)第二狭缝12f延伸进入壳体12中的凹口12a的侧壁12e内。平面刀片15的远端插入第二狭缝12f中并在其中移动,以形成斜切部分14m。

        (11)斜切夹具11具有可与壳体12分离的盖13。这便于保持密封件14在凹口12a中的布置。而且,当斜切保持密封件14时,覆盖壳体12的盖13防止保持密封件14从凹口12a移出或在凹口12a中移动。

        (12)凹口12a的形状与保持密封件14的形状大致相同。这防止了保持密封件14以错误的方式布置在壳体12中。

        可以按如下修改优选实施例。

        斜面14f不必是平坦的,而可以是弯曲或有台阶的。

        斜面14f可以形成为连接保持密封件14的第二表面14j和第一表面14n,并朝向排气入口倾斜。

        保持密封件14的斜面14f可以通过剪或刀而不是斜切夹具11形成。

        可以从单个无机纤维垫16切割出一个或多个保持密封件14。

        保持密封件14可以缠绕在其它类型的排气净化器体的周围,该排气净化器体包括用于捕获排气中微粒的排气净化过滤器(例如,柴油机微粒过滤器(DPF))、和载有用于净化排气的催化剂的催化剂载体。

        在将保持密封件14压入外壳23中之前,可以在外壳23上在与压入保持密封件14的开口端相对的开口端处安装凸缘。

        在图5A所示的示例中,斜面14f连接保持密封件14的第二表面14j和端面14d。然而,斜面14f可以连接保持密封件14的第一表面14n和端面14d。在这种情况下,将保持密封件14装配在外壳23中以使得保持密封件14的第一表面14n与外壳23的内周表面23a接触。

        凹口12a的形状并不是必须与保持密封件14的形状大致相同,只要凹口12a的侧壁12e与保持密封件14的端面14d接触即可。

        下面将参照图13、图14和图15来描述斜切夹具11的修改示例。

        在图13所示的示例中,壳体12不具有第二狭缝12f。在这种情况下,将平面刀片15插入第一狭缝13c中并在其中移动,以形成包括斜面14f的斜切部分14m。

        在图14所示的示例中,斜切夹具11具有连接壳体12的上表面12d与侧壁12e的倾斜狭缝12g。根据待形成的斜面14f来确定狭缝12g的倾斜角度和形成位置。将平面刀片15插入狭缝12g中并在其中移动,以在保持密封件14的边缘中在靠近凹口12a的底部12c的一侧形成包括斜面14f的斜切部分14m。在图14所示的修改例中,在不使用盖13的情况下对保持密封件14斜切。

        在图15所示的示例中,斜切夹具11具有从壳体12的上表面12d延伸的狭缝12g、和形成在壳体12的底部12c中的狭缝12h。狭缝12h和狭缝12g沿着相同平面定位。在该示例中,形成包括斜面14f的斜切部分14m,而没有任何部分未被切割。也可以使用具有狭缝13d的盖13。在这种情况下,狭缝13d、狭缝12h和狭缝12g沿着相同平面定位。在该修改例中,该13防止了保持密封件14从壳体12移动或伸出。因此,形成包括斜面14f的斜切部分14m,而没有任何部分未被切割。

        盖13可以与壳体12一体形成。盖13可以通过铰链与壳体12连接,从而使其可以打开和关闭。当盖13与壳体12一体形成时,优选的是壳体12设置有用于将保持密封件14插入凹口12a中的开口。

        下面将描述保持密封件的试验示例。

        对于表1的测试示例1至7,通过下面描述的方法产生保持密封件并将其安装在金属外壳上。然后,测量在保持密封件中产生的凸起高度并进行风蚀试验。在表1中示出了结果。

        用于制造氧化铝纤维垫的方法

        在第一步骤,将硅溶胶添加到碱性氯化铝的水溶液以制备氧化铝纤维的前体。碱性氯化铝的水溶液中的铝含量为75g/L,并且Al/Cl的原子比为1.8。在氧化铝纤维中氧化铝和二氧化硅之间的比例为Al2O3∶SiO2=72±2∶28±2。

        向氧化铝纤维的前体添加聚乙烯醇的有机聚合物,并且浓缩生成物以制备纺丝溶液。通过吹制法由纺丝溶液形成纤维。将纤维切割成具有12mm的平均纤维长度。以彼此层叠的方式将氧化铝纤维块折叠以生成氧化铝纤维层压板。以500个孔每100cm2的密度使层压板经受针刺,并以1250℃的最高温度连续烘烤。这样获得的氧化铝纤维连续层压板具有1160g/cm2的每面积重量、7.2μm的平均纤维直径、以及3.2μm的最小纤维直径。

        切割氧化铝纤维连续层压板

        切割氧化铝纤维连续层压板以修整轮廓,从而获得纵向尺寸为12750mm、横向尺寸为1280mm且厚度为9mm的连续层压板。通过使用筛子和称重计来测量连续层压板中的硬粒含量。连续层压板中45μm或更大的硬粒含量比率为7wt%或更小。

        树脂浸渍

        制备固体浓度为50±10%、pH值为5.5至7.5的丙烯酸树脂的水分散体(由日本曾荣(Zeon)有限公司生产的,产品名称为LX803)。该水分散体具有4.5wt%的树脂浓度。将丙烯酸树脂的水分散体浇在传送机上所传送的氧化铝纤维连续层压板上,从而用树脂浸渍氧化铝纤维连续层压板。

        抽吸固体

        在浸渍有树脂的氧化铝纤维连续层压板上进行抽吸,以从层压板除去过多吸收的固体。在抽吸三秒之后,连续层压板中的树脂浸渍率为10.0wt%。

        干燥

        在调整树脂含量之后,使氧化铝纤维连续层压板热压缩并干燥。在95至155℃的温度进行干燥达100秒或更多的时间。在干燥期间的压缩距离为4至15mm。在干燥之后,冲压连续层压板以获得矩形保持密封件14r。

        斜切和测量凸起高度

        通过使用斜切夹具11除去由冲压获得的保持密封件14r的一个边缘14c,以获得经斜切的保持密封件14。如图5B所示,该保持密封件14具有斜面14f,该斜面连接端面14d和第一表面14n之间的边缘与第二表面14j。如表1所示,在第二表面14j与斜面14f之间形成的角度θ3在这些试验示例间有变化。

        在各个试验示例中,将保持密封件14缠绕在排气净化器体21的周围并压入外壳23中。测量保持密封件14的从排气净化器体21的端面向后(朝向引入排气侧)伸出的凸起高度(mm)。在表1中示出了测量结果。

        风蚀试验

        将各个保持密封件14切割成25×50mm的大小以制备样品。将样品压紧到0.3g/cm3的体积密度并加热到700℃。然后,使切割区域暴露于流速为300m/min、压力为0.2MPa且脉冲频率为7000次(通/断=0.5/1.0)的气流,以测量在切割区域由该气流引起的腐蚀距离。对于各个试验示例,在五个样品上重复该腐蚀距离测量,并对测量值取平均以得出风蚀试验的评价结果。在表1中示出了评价结果。将显示为2.0mm或更小腐蚀距离的结果评价为“优”,将显示为2.1至6.0mm腐蚀距离的结果评价为“满意”,并将显示为6.1mm或更大腐蚀距离的结果评价为“差”。

        表1??试验示例?角度θ3(度)??凸起高度(mm)??风蚀评价??1??135??0.00??优??2??140??1.50??优??3??130??1.30??优??4??150??5.90??满意??5??105??5.90??满意??6??155??9.20??差??7??100??6.60??差

        如从表1可以看出,当角度θ3接近135度时,凸起高度变小。当角度θ3在105至150度范围之外时,凸起高度显著增加,并且腐蚀距离也增加。当角度θ3小于135度时,仅可以观察到非常小的凸起。当角度θ3大于135度时,保持密封件的保持能力一定程度地退化,导致相对于净化器21移动并形成小凸起。

        下面将描述表2中所示的试验示例8至10。试验示例8至10中保持密封件14的角度θ3为130度。通过下面描述的方法来测量纤维的平均直径。试验示例8至10中的保持密封件14除了平均纤维直径之外具有相同的条件。而且以与表1的试验相同的方式测量凸起高度。

        测量平均纤维直径

        将氧化铝纤维放置在缸中并在20.6MPa压力下压缩磨削以生成样品。通过筛子对样品进行分类。金被气相沉积在经过筛子的部分样品的表面上。然后通过电子显微镜以1500放大率拍摄样品。测量照片中出现的至少40个纤维的直径。对于各个试验示例制备五个样品并进行拍摄。平均纤维直径是五个测量值的平均值。在表2中示出了结果。

        表2??试验示例?平均纤维直径(μm)??凸起高度(mm)??8??4.9??1.15??9??5.8??1.20??10??7.2??1.40

        如从表2可以看出,当平均纤维直径小于6μm时,凸起高度稍微变化。当平均纤维直径为6μm或更大时,凸起高度增加。这表明当平均纤维直径较大时保持密封件变得体积更大。

        JP-A-2001-316965和JP-A-2003-20938的内容通过引用并入这里。

        对于本领域技术人员显而易见的是,在不脱离本发明的精神或范围的情况下可以以许多其它具体形式实施本发明。因此,当前示例和实施例应视为说明性而非限制性的,并且本发明并不限于这里给出的细节,而可以在所述范围和所附权利要求的等价范围内进行修改。

        相关申请的交叉参考

        本申请基于于2005年8月10日提交的在先日本专利申请No.2005-232410和于2005年9月27日提交的在先日本专利申请No.2005-280020并要求其优先权,这里通过引用并入其全部内容?!  ∧谌堇醋宰ɡ鴚ww.www.4mum.com.cn转载请标明出处

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