柴油機(jī)煙灰顆粒過濾器筒制造技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)涉及一種具有過濾筒中心軸線的徑向柴油機(jī)煙灰顆粒過濾筒。所述過濾筒具有徑向流。所述過濾筒包括多孔結(jié)構(gòu)。所述多孔結(jié)構(gòu)圍繞所述過濾筒中心軸線卷繞。所述多孔結(jié)構(gòu)包括非燒結(jié)金屬纖維，所述纖維具有高于1.7的粗糙度。本發(fā)明專利技術(shù)還涉及一種制造柴油機(jī)煙灰顆粒過濾筒的方法。此外本發(fā)明專利技術(shù)涉及一種多筒柴油機(jī)煙灰顆粒過濾器。通過所述多筒柴油機(jī)煙灰顆粒過濾器的流動(dòng)是軸向的，而通過所述過濾筒的流動(dòng)是徑向的。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
【國(guó)外來華專利技術(shù)】
本專利技術(shù)涉及一種徑向柴油機(jī)煙灰顆粒過濾器筒以及制造該過濾器筒的方法。本專利技術(shù)還涉及一種包括多個(gè)徑向過濾器筒的多筒過濾器以及制造該多筒過濾器的方法。
技術(shù)介紹
包括金屬纖維的柴油機(jī)煙灰顆粒過濾器例如從W02007/079829獲知。該類型的過濾器被稱為軸向過濾器，原因是流動(dòng)是軸向的。然而，該類型的過濾器具有許多缺點(diǎn)，例如有限流入?yún)^(qū)域和較高的壓降。而且已知陶瓷過濾器在本領(lǐng)域中用于過濾柴油機(jī)廢氣。然而，它們的特征在于高熱質(zhì)量，導(dǎo)致長(zhǎng)再生時(shí)間。此外，它們的質(zhì)量效率是不可調(diào)的。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的是提供一種避免現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)的柴油機(jī)煙灰顆粒過濾器筒。本專利技術(shù)的另一個(gè)目的是提供一種包括金屬纖維的多孔結(jié)構(gòu)的過濾器筒，由此纖維具有高糙度。另一個(gè)目的是提供一種具有徑向流的過濾器筒。另一個(gè)目的是提供一種特征在于高流入表面區(qū)域和低壓降的過濾器筒。又一個(gè)目的是提供一種在熱點(diǎn)方面風(fēng)險(xiǎn)減小的過濾器筒。本專利技術(shù)的另一個(gè)目的是提供一種包括多個(gè)徑向過濾器筒的多筒柴油機(jī)煙灰顆粒過濾器，所述過濾器具有低壓降和大流入過濾表面區(qū)域。本專利技術(shù)的又一個(gè)目的是提供一種多筒柴油機(jī)煙灰顆粒過濾器，所述過濾器具有高撓性以例如允許過濾器與形狀無(wú)關(guān)地包含在現(xiàn)有的消聲器設(shè)計(jì)中。本專利技術(shù)的又一個(gè)目的是提供一種具有可調(diào)節(jié)質(zhì)量效率的多筒柴油機(jī)煙灰顆粒過濾器。本專利技術(shù)的又一個(gè)目的是提供一種使用本專利技術(shù)的模塊化多筒概念的多筒柴油機(jī)煙灰顆粒過濾器，所述過濾器具有減小的組裝、安裝和維護(hù)成本。根據(jù)本專利技術(shù)的第一方面提供了一種徑向柴油機(jī)煙灰顆粒過濾器筒。所述過濾器筒具有過濾器筒中心軸線。所述過濾器筒具有徑向流。所述過濾器筒包括多孔結(jié)構(gòu)。所述多孔結(jié)構(gòu)優(yōu)選地包括非燒結(jié)金屬纖維。所述金屬纖維具有聞?dòng)贗. 7、例如聞?dòng)贗. 9、聞?dòng)?或聞?dòng)?. 5的粗糖度。為了本專利技術(shù)的目的，“粗糙度”被定義為特定纖維的橫截面的周長(zhǎng)與具有圓形徑向橫截面的假想纖維的橫截面的周長(zhǎng)的比率，所述圓形徑向橫截面的表面積與該特定纖維的橫截面的表面積的平均值相等。該假想纖維的直徑被稱為等效直徑。為了本專利技術(shù)的目的，“橫截面”表示當(dāng)垂直于纖維的長(zhǎng)軸線切割纖維時(shí)的橫截面。過濾器筒的徑向流可以從過濾器筒的外部至過濾器筒的內(nèi)部。這表示入口流從過濾器筒徑向向內(nèi)，而出口流大致平行于過濾器筒中心軸線并且因此在軸向方向上。備選地，過濾器筒的入口流平行于過濾器筒中心軸線，并且出口流從過濾器筒徑向向外。在該情況下入口流在軸向方向上，并且出口流徑向向外。根據(jù)本專利技術(shù)的過濾器筒包括非燒結(jié)金屬纖維的多孔結(jié)構(gòu)。這些非燒結(jié)金屬纖維的粗糙度高。令人驚奇地，已注意到具有這樣的粗糙度的金屬纖維對(duì)于柴油機(jī)煙灰顆粒過濾很有效，原因是它們以有效方式捕捉顆粒。 任何合適類型的金屬或金屬合金可以用于提供金屬纖維。金屬纖維例如由鋼(例如不銹鋼)制造。可能的不銹鋼合金是AISI 300或AISI 400系列合金，例如AISI 316L或AISI 347，或使用包括鐵、鋁和鉻的合金、包括鉻、鋁和/或鎳和重量百分比0.05%至0.3%的釔、鈰、鑭或鈦的不銹鋼，例如DlN I. 4767合金或Fecralloy 。也可以使用銅或銅合金或鈦或鈦合金。金屬纖維也可以由鎳或鎳合金制造。優(yōu)選的合金是包括鐵、鋁和鉻的不銹鋼、包括鉻、鋁和/或鎳和重量百分比0. 05至0. 3%的釔、鈰、鑭或鈦的合金，例如使用DINI. 4767 合金或Fecralloy 。已注意到由包括鐵、鋁和鉻的合金、包括鉻、鋁和/或鎳和0.05%至0.3% (重量)的釔、鈰、鑭或鈦的不銹鋼制造的且具有高于I. 7的粗糙度的金屬纖維對(duì)于柴油機(jī)煙灰顆粒過濾最有效。金屬纖維可以由任何已知的金屬纖維生產(chǎn)方法制造，例如通過集束拉拔操作、通過如JP3083144中所述的卷刮削操作、通過絲刮削操作(例如鋼絲絨)或通過從熔融金屬合金的熔池提供金屬纖維的方法。為了提供具有其平均長(zhǎng)度的金屬纖維，金屬纖維可以使用如W002/057035中所述的方法或通過使用如US4664971中所述的提供金屬纖維粒的方法進(jìn)行切割，或者可以被拉斷。優(yōu)選地金屬纖維的等效直徑D小于100 u m,例如小于65 u m,更優(yōu)選地小于36 u m,例如35 ii m、22 ii m或17 ii m。任選地,金屬纖維的等效直徑小于15 u m,例如14 y m、12 y m或11 y m，或者甚至小于9 ii m，例如8 ii m。任選地，金屬纖維的等效直徑D小于7 y m或小于6 u m,例如小于 5 u m,例如 I y m、I. 5 y m、2 y m、3 y m、3. 5 y m 或 4 y m。金屬纖維可以是環(huán)形金屬纖維，環(huán)形纖維也被稱為細(xì)絲，或者可以具有任選地在例如0. Icm至5cm的范圍內(nèi)的平均纖維長(zhǎng)度Lfito。根據(jù)本專利技術(shù)的一些實(shí)施例，所述多孔結(jié)構(gòu)圍繞所述過濾器筒中心軸線卷繞。在優(yōu)選實(shí)施例中，所述多孔結(jié)構(gòu)圍繞管道、優(yōu)選地圍繞中心通道卷繞。所述管道優(yōu)選地是可透氣的并且例如包括穿孔管、螺旋卷繞管或絲籠。所述管道可以由金屬或金屬合金制造。任選地，所述管道從與用于提供所述金屬纖維相似或相同的金屬合金制成。所述多孔結(jié)構(gòu)可以是纖維網(wǎng)。所述纖維網(wǎng)可以是由任何合適的網(wǎng)形成工藝獲得的纖維網(wǎng)，例如氣流成網(wǎng)、濕法成網(wǎng)或梳理成網(wǎng)。所述網(wǎng)優(yōu)選地是無(wú)紡網(wǎng)，任選地是針刺無(wú)紡網(wǎng)。在使用包括金屬纖維的網(wǎng)(其中所述網(wǎng)可以由氣流成網(wǎng)或濕法成網(wǎng)工藝制成)的情況下。所述金屬纖維網(wǎng)例如可以具有Imm至50mm的厚度和100g/m2至600g/m2的表面重量。備選地，所述多孔結(jié)構(gòu)可以包括至少一個(gè)纖維束。所述束可以是卷刮削金屬纖維的束。備選地，所述束可以是由集束拉拔獲得的金屬纖維的束。所述集束拉拔金屬纖維任選地是卷曲纖維,例如借助于如EP280340中所述的方法。所述束可以包括多個(gè)金屬纖維，例如在200至10000的范圍內(nèi)的纖維或細(xì)絲，或者甚至更多。所述多孔結(jié)構(gòu)可以包括至少一個(gè)、可選地多個(gè)相同或相互不同的束，所述束在纖維的類型、纖維性質(zhì)(例如纖維等效直徑或纖維材料)或束性質(zhì)(例如束細(xì)度)上不同。 所述纖維束可以是由任何合適的束形成工藝獲得的纖維束。作為例子，所述纖維束可以是粗梳條子。圍繞平行于其邊緣之一的軸線卷曲或卷繞的所述多孔結(jié)構(gòu)(例如網(wǎng)或至少一個(gè)纖維束)任選地本身圍繞邊緣卷繞，可能具有徑向膨脹的趨勢(shì)。所以可以優(yōu)選的是加強(qiáng)結(jié)構(gòu)圍繞卷繞的加固纖維結(jié)構(gòu)卷繞。所述過濾器筒還可以包括粉末，例如金屬粉末顆粒，和/或可以包括催化劑成分。過濾器筒的高度不視為是對(duì)本專利技術(shù)的限制。它可以在例如2cm至20cm的范圍內(nèi)，例如典型地為5cm。過濾器筒的多孔材料可以具有例如70%至99%的孔隙率。所述過濾器筒的孔隙率可以沿著所述過濾器筒的高度是均勻的，或者可以沿著所述過濾器筒的高度變化。所述孔隙率可以從流入側(cè)逐漸地或逐步地變化到流出側(cè)，在流入側(cè)的孔隙率大于在流出側(cè)的孔隙率。根據(jù)垂直于平均流動(dòng)路徑的平面的過濾器筒的橫截面的表面積可以沿著所述過濾器筒的高度是均勻的(例如在圓柱形過濾器筒的情況下)或者可以變化(例如在圓錐形過濾器筒的情況下)。根據(jù)垂直于平均流動(dòng)路徑的平面的橫截面的表面積可以在例如450mm2至IOOOOOmm2的范圍內(nèi)，例如在450mm2至13000mm2的范圍內(nèi)，例如12500mm2或96200mm2。本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】

【技術(shù)特征摘要】
【國(guó)外來華專利技術(shù)】...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：I·席爾德曼斯，J·旺達(dá)姆，F·韋沙瓦，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：貝卡爾特公司，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：