[发明专利]包括透气块和壳体的废气处理组件以及组装方法

说明书

一种废气处理组件(15，15’)，包括整体式外壳主体(60)，入口(20)和出口(30)配件优选通过焊接直接连接到该外壳主体。在插入入口或出口并用端盖(70)封闭外壳主体之前，包含透气块(2)的内壳主体(50)布置在外壳主体(60)内。

技术领域

本公开涉及废气处理组件，此种类型的废气处理组件包括布置在壳体内的透气块。

背景技术

废气处理组件通常包括一个或多个陶瓷或矿物材料的透气块，其密封地布置在壳体中，典型地是圆柱形的并且通常称为罐。壳体限定了具有入口和出口连接部的流动路径，经由该流动路径引导废气流过一个或多个块。每个块可以例如在组件用作柴油颗粒过滤器(DPF)的情况下充当过滤器，或者例如在组件用作柴油氧化催化剂(DOC)或选择性催化还原剂(SCR)的情况下可能包括催化剂。这些块可以形成有许多平行通道，这些平行通道由薄壁隔开并且在该块的任一端交替地开口，或者以如本领域中已知的其他方式允许气体从一个轴向端流到另一个轴向端。

为了与壳体的壁形成气密密封以防止废气绕过该块，并且为了将该块保持在壳体内以防止由于振动或惯性力而移动，例如当安装在发动机上时或在其他移动应用中，壳体的壁可以径向向内压缩，例如压接或型锻，以形成壳体的密封区域，其径向向内抵靠该块以将其保持在压缩状态并因此将其保持在壳体内的固定位置。由于块通常是硬的和易碎的并且由于废气温度或附加的加热装置而可能在使用中达到高温，因此通常在块的周围布置诸如针垫之类的可压缩材料，以缓冲该块并适应该块与壳体之间的差异膨胀。块和垫可以在压缩壳体之前布置在壳体中，或者可替代地可以在压缩之后安装在壳体中，例如，通过逐渐变细的引导件，该引导件在该块滑入壳体中时对垫进行压缩。

在实践中已知，即使在相同的生产设施中在相同的条件下制造，甚至在同一批次中，在用于这类组件的其他相同的透气块中也会发生相对较大的尺寸变化(例如，直径+/-2mm以上)。因此，通常将壳体制造为具有相同的预定尺寸的标准单元，然后径向向内压缩保持该块的每个壳体的密封区域达到不同的径向距离，以对应于插入到(或将要插入到)壳体中的单个块的测量尺寸。

图1-4示出了现有技术的废气处理组件1，其包括密封地布置在形成为大致圆柱形金属管的中央壳体3中的透气块2，其中针垫4压缩地布置在该块与中央壳体之间。中央壳体在其相对的轴向端处由一对压制的金属端盖5、6封闭，这些金属端盖分别装配有入口20和出口30。

如图5中所示，中央壳体3径向向内压缩以限定使该块和针垫保持压缩的轴向中央密封区域7。中央壳体的圆柱形轴向端区域8未被压缩并且用于将中央壳体连接到端盖。

在组装期间，在将中央壳体3的轴向端区域8插入端盖并将它们焊接在一起以形成从入口20到出口30穿过块2的封闭的流动路径F之前，中央壳体3和端盖5、6如图7中所示的对齐布置。

图6展示了另一种现有技术的壳体组件，其包括同心地布置在圆柱形外隔热罩10内的内壳9，其中针垫4布置在透气块和内壳9之间，以及在内壳和外罩之间的一层隔热材料11。

KR 101683843 B1教导了一种类似的器件，其包括多个透气块，每个透气块在单独的壳体中，其中壳体在管状隔热罩内串联布置。

图9展示了图6的现有技术的壳体组件如何能够以类似于图5的方式布置在一对端盖5、6之间以形成废气处理组件。

在组装期间，通常将中央壳体的密封区域和端盖支撑在夹具中，同时将中央壳体的轴向端区域引入端盖中，并且将这三个部件焊接在一起。夹具可以是可调节的，以补偿中央壳体的密封区域的可变外径，以便在成品组件中保持入口和出口之间的固定的几何关系。尽管使用了可调节的夹具，但是难以在入口和出口位置之间保持严格的公差，所以必须设计将要使用该组件的发动机和排气系统上的流体连接，以适应组件入口和出口之间的轴向和旋转位置的变化。