一種嵌入配合式連接的蜂窩陶瓷及其加工方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種扣合連接式蜂窩陶瓷及其加工方法，蜂窩陶瓷體內部開有蜂窩狀的通孔，蜂窩陶瓷通過有相互扣合的凹凸相互配合的凹非圓面和凸非圓面扣接式串聯連接形成一種孔孔相通，壁壁相連的低阻力大塊蜂窩陶瓷體結構，在并聯在一起，就可以形成工程應用的大面積蜂窩陶瓷體，方法簡單，已與現有工藝對接。
【專利說明】
一種嵌入配合式連接的蜂窩陶瓷及其加工方法
技術領域
[0001] 本發(fā)明涉及一種嵌入配合式串、并聯連接的蜂窩陶瓷，廣泛應用于化工、環(huán)保、能 源、冶金、電子、石油、冶煉、紡織、制藥、食品機械、水泥等領域，尤其涉及嵌入配合式連接的 蜂窩陶瓷的加工方法，屬于工業(yè)陶瓷加工技術領域。
【背景技術】
[0002] 蜂窩陶瓷由于具有機械強度高、易于再生、化學穩(wěn)定性好、耐熱性好、孔道分布均 勻等優(yōu)點，廣泛應用于化工、環(huán)保、能源、冶金、電子、石油、冶煉、紡織、制藥、食品機械、水泥 等領域；蜂窩陶瓷蓄熱式換熱是一項古老的換熱方式，十九世紀中期就在平爐和高爐上采 用延續(xù)至今，蜂窩陶瓷蓄蓄熱式換熱技術，屬不穩(wěn)態(tài)傳熱，利用耐火材料作載體，交替地被 廢氣熱量加熱，再交替地將蜂窩陶瓷蓄蓄熱體蓄存的熱量加熱空氣或煤氣，使空氣和煤氣 獲得高溫預熱，達到廢熱回收的效能，成對設置的換向裝置完成蜂窩陶瓷蓄蓄熱體交替加 熱、放熱，到了二十世紀八十年代，解決了蜂窩陶瓷蓄蓄熱體的小型化和換向時間縮短到以 分秒計，才使這項古老的換熱技術得以在工業(yè)加熱爐上重現廢熱回收的優(yōu)勢，即將空、煤氣 雙預熱到1000°C左右，排出廢氣溫度在KKTC以下，甚至回收煙氣的潛熱，使廢熱回收達到 極限值，蓄熱式換熱帶來了研究高溫空氣燃燒理論與實踐的新領域。蓄熱式換熱采用的核 心換熱部件是蜂窩陶瓷，蜂窩陶瓷蓄熱體孔道是蜂窩陶瓷很多相等的通孔組成的相互平行 的直通道結構，這種結構大大降低了氣孔流經的阻力，大幅度增大了 了蓄熱體的單孔體積 的比表面積，提高了換熱效率；蜂窩陶瓷也可以用作化工填料，可使汽液分布更均勻，床層 阻力降低，效果更好，且可延長使用壽命，在石化、制藥和精細化工行業(yè)中作填料效果相當 好。
[0003] 當前，蜂窩陶瓷受加工模具限制，端面外形只有平面形和單端一維對稱臺階形，同 樣受模具限制，外形尺寸也受到限制，其結果就是必須要串聯連接、并聯連接組合使用才能 滿足工程要求，所以，蜂窩陶瓷使用過程中往往需要陶瓷的串聯、并聯連接在一起：平面的 端面串聯過程需要殼體來保證串聯通孔的同軸性，由于熱脹系數和安裝精度要求的不同， 外形殼體往往是間隙配合，間隙會使串接的蜂窩陶瓷的蜂窩孔發(fā)生錯邊，造成邊對孔的串 接結構，造成邊在孔中的堵孔現象，從而增大了其間流動流體的阻力，而且是這個阻力成為 安裝過程中無法準確定量的隨機量，給設計、制造、安裝、檢驗、驗收過程帶來不可量化實施 困難，導致使用過程的優(yōu)越性大打折扣；單端一維對稱臺階形，即一端為平面，另一端為一 維對稱臺階，其串接過程是平面端接一維對稱臺階端，這一結構表面上克服了錯邊堵孔的 弊端，實際上還是由于共性問題，無法克服，更導致了串接端面出流體的橫向串流，帶來不 可預知的阻力，更不可實現的事柱狀孔的中斷，給蜂窩結構優(yōu)越性帶來負面影響，還有這樣 的結構也導致單位體積比表面積的下降，導致性能的降低。
[0004] 實用新型專利CN200720084351. 0給出了方形長方形截面的定位結構，其權力要 求3還特別強調了蓄熱體底角的高度（H)大于蓄熱體切角的高度（h)，權利4所述蓄熱體切 角切除部分和蓄熱體切除部分頂面小于所述蓄熱體底角臺體頂面，導致串接的相鄰兩蓄熱 體之間不能扣合，形成孔孔相同的結構，而是由于H>h，會造成相鄰串接的兩蜂窩陶瓷在界 面上分離有一個H-h>0的間隙，流體會從這一縫隙中橫向串流，造成蜂窩陶瓷的蜂窩孔前 后不能封閉貫通，造成壓降、流量的不可控；也會造成積灰缺口；在組合的蜂窩陶瓷體有運 動或熱脹時，其變形會推動相鄰量蜂窩陶瓷體發(fā)生單維向或單維向加旋轉角度的唯一，這 種位移造成正真的錯變堵孔發(fā)生；在蜂窩陶瓷加工方法決定了其成本高低，實用新型專利 CN200720084351. 0也沒能給出扣合連接蜂窩陶瓷的加工工藝，其等腰直角三角形頂、底面 的加工工藝不以實現與現有工藝的嫁接。

【發(fā)明內容】

[0005] -種扣合連接式蜂窩陶瓷及其加工方法，蜂窩陶瓷體內部開有蜂窩狀的通孔，所 述扣接式蜂窩陶瓷，其特征為蜂窩陶瓷體開孔橫截面的兩端加工有相互扣合的凹凸相互配 合的凹非圓面和凸非圓面，蜂窩陶瓷體組合的頂面陶瓷體的頂面不加工凹凸面，蜂窩陶瓷 體組合的底面陶瓷體的底端不加工凹凸面；所述的扣合連接式，其特征是①蜂窩陶瓷蜂窩 通孔軸線方向上有多快的蜂窩陶瓷串聯連接，串聯連接的蜂窩通孔軸線重合，串聯后的蜂 窩狀的通孔相互連接，蜂窩孔璧相互重疊，形成蜂窩通孔軸線軸向孔相通;義串聯的蜂窩狀 陶瓷通過兩端的凹非圓面和凸非圓面相互配合；!>凹面深度等于涂面高度(此項是不同于 CN200720084351. 0權力3的顯著特征）；所述扣接式蜂窩陶瓷的加工方法，其特征為模具 直接成型法，即為兩端面模具有預先開好的、可以相互扣合的非圓配合曲面，通過含有非圓 配合曲面端面形狀的模具直接擠壓成型，其具體工藝為：實施例一 ：_加工塑練好蜂窩陶 瓷胚料，采用兩端含有相互配合的凹凸非圓的模具，一次擠壓成型出一端具有凹非圓面配 合面形狀、另一端具有凸非圓面配合面形狀截面，兩端的凹凸非圓面配合形狀相同；鑾干 燥；③加工毛胚端面去毛刺，保證筒形蜂窩陶瓷扣接后蜂窩相通無阻；議:燒結；實施例 二：_5)加工塑練好蜂窩陶瓷胚料，蜂窩模具擠壓成型；_干燥；§將加工好干燥的蜂窩 陶瓷毛胚一端切割出凹非圓面配合形狀，再在另一端切割出凸非圓面配合形狀，兩端的凹 凸非圓面配合形狀相同；孓將加工好干燥的蜂窩陶瓷毛胚一端切割出凹非圓面配合形狀， 在另一端不加工，作為筒形蜂窩陶瓷體組合的頂面陶瓷體；將加工好干燥的蜂窩陶瓷毛胚 一端切割出凸非圓面配合形狀，在另一端不加工，作為筒形蜂窩陶瓷體組合的底面陶瓷體； _加工毛胚端面去毛刺，保證筒形蜂窩陶瓷扣接后蜂窩相通無阻；燒結；實施例三：顏 加工塑練好蜂窩陶瓷胚料，蜂窩模具擠壓成型；馨將加工好干燥的蜂窩陶瓷毛胚一端切割 出凹非圓面配合形狀，再在另一端切割出凸非圓面配合形狀，兩端的凹凸非圓面配合形狀 相同；?將加工好的蜂窩陶瓷毛胚一端切割出凹非圓面配合形狀，在另一端不加工，作為 筒形蜂窩陶瓷體組合的頂面陶瓷體；將加工好的蜂窩陶瓷毛胚一端切割出凸非圓面配合形 狀，在另一端不加工，作為筒形蜂窩陶瓷體組合的底面陶瓷體；i干燥；義加工毛胚端面 去毛刺，保證筒形蜂窩陶瓷扣接后蜂窩相通無阻；導燒結。
[0006] 本發(fā)明的顯著優(yōu)點是： f非圓凹凸嵌入式扣合可以使相互串接的蜂窩陶瓷體無平面移動與轉動，實現孔孔相 通，壁壁相連，保證流體流通在全孔截面中流動，阻力最小、定量、可控，節(jié)能降耗； 容可以使殼體定量、定形，設計、制造、安裝、檢驗、驗收過程質量量化、標準化可控； 溶提高單位體積的有效比表面積，提高了傳熱效率或傳質傳熱系數； ④利用現有模具增加一道工序，即可實現與現有工藝的融合，簡單快捷； ?可以很容易實現靠模加工，方法簡單，靠模易加工，整個切割工具器械可以實現自動 化、機械化，使整個流程工藝自動化，且靠模磨損小； ?串聯連接蜂窩體的兩端附加軸向力，則連接體檢自動對中，安裝方便快捷。
[0007] 專利附圖 圖1、矩形截面蜂窩陶瓷仰視、主視、俯視圖； 圖2、扇形截面蜂窩陶瓷仰視、主視、俯視圖； 圖3、圓形截面蜂窩陶瓷仰視、主視、俯視圖。
[0008]
【附圖說明】： 1、凹面非圓截面錐臺，2、蜂窩陶瓷體，3、凸面非圓截面錐臺。
[0009] 具體實施 一種嵌入配合式連接的蜂窩陶瓷及其加工方法，如圖1、2、3、所示，不論截面形狀如何， 其加工工藝相同，蜂窩陶瓷體2內部開有蜂窩狀的通孔，所述嵌入配合連接式蜂窩陶瓷2， 其特征為蜂窩陶瓷體開孔橫截面的兩端加工有可以相互配合的凹凸相互配合的凹非圓面 1和凸非圓面3,蜂窩陶瓷體組合的頂面陶瓷體的頂面不加工凸面，蜂窩陶瓷體組合的底面 陶瓷體的底端不加工凸面，工程應用中是多塊蜂窩陶瓷體串聯連接在一起，完成小尺寸加 工的蜂窩陶瓷體，串接成為符合工程要求的大尺寸陶瓷蜂窩體，串接過程中的借口通過相 鄰兩塊蜂窩陶瓷體的凹、凸面的形狀相同，凹面深度等于凸面高度，實現嵌入式的配合(有 別于CN200720084351. 0凸臺高于凹槽，使徒臺面支于凹槽面之上家出面之間產生間隙，使 蜂窩孔不能相貫通)，為避免應力過大，便于實現自緊式自動對中，優(yōu)選地以外小內大的準 錐臺、準棱錐臺凹、凸面結構，任何轉角處應以圓角過渡，嵌入配合串聯連接的蜂窩通孔軸 線重合，嵌入配合串聯后的蜂窩狀的通孔相互連接，蜂窩孔璧相互重疊，形成蜂窩通孔軸線 軸向孔相通、壁相連，嵌入配合串聯的蜂窩狀陶瓷通過兩端形狀相同的凹非圓面和凸非圓 面相互嵌入配合，頂面的和地面的蜂窩陶瓷體的各自頂面和底面不要加工，保證并聯使用 的大尺寸蜂窩陶瓷體頂、底平面的平整與使用；本發(fā)明主要還提供一種與當下工藝相銜接 的加工方法，實施例一是模具直接成型法，即為兩端面模具有預先開好的、可以相互扣合的 非圓配嵌入配合凹凸曲面(含棱形面或多邊形面)，通過含有非圓配合面端面形狀的模具直 接擠壓成型，其具體工藝為：a、加工塑練好蜂窩陶瓷胚料，采用兩端含有相互配合的凹凸非 圓的模具，一次擠壓成型出一端具有凹非圓面配合面形狀、另一端具有凸非圓面配合面形 狀截面，兩端的凹凸非圓面配合形狀相同，b、干燥，c、加工毛胚端面去毛刺，保證筒形蜂窩 陶瓷扣接后蜂窩相通無阻，d、燒結；實施例二是連續(xù)流水線加工法：a、加工塑練好蜂窩陶 瓷胚料，蜂窩模具擠壓成型，切段，b、干燥，c、將加工好干燥的蜂窩陶瓷毛胚一端切割出凹 非圓面配合形狀，再在另一端切割出凸非圓面配合形狀，兩端的凹凸非圓面配合形狀相同， d、將加工好干燥的蜂窩陶瓷毛胚一端切割出凹非圓面配合形狀，在另一端不加工，作為筒 形蜂窩陶瓷體組合的頂面陶瓷體，將加工好干燥的蜂窩陶瓷毛胚一端切割出凸非圓面配合 形狀，在另一端不加工，作為筒形蜂窩陶瓷體組合的底面陶瓷體，e、加工毛胚端面去毛刺， 保證筒形蜂窩陶瓷扣接后蜂窩相通無阻，f、燒結；優(yōu)選的：a、加工塑練好蜂窩陶瓷胚料，蜂 窩模具擠壓成型，b、將加工好干燥的蜂窩陶瓷毛胚一端切割出凹非圓面配合形狀，再在另 一端切割出凸非圓面配合形狀，兩端的凹凸非圓面配合形狀相同，c、將加工好的蜂窩陶瓷 毛胚一端切割出凹非圓面配合形狀，在另一端不加工，作為筒形蜂窩陶瓷體組合的頂面陶 瓷體，將加工好的蜂窩陶瓷毛胚一端切割出凸非圓面配合形狀，在另一端不加工，作為筒形 蜂窩陶瓷體組合的底面陶瓷體，d、干燥，e、加工毛胚端面去毛刺，保證筒形蜂窩陶瓷扣接后 蜂窩相通無阻，f、燒結；總之，各種實施例的核心是將成型工序在現有工藝工序中結合的工 序位置，現場中和可以根據現有工藝工序的實際情況進行結合，如線切割一面后的毛胚轉 90°，在進行切割，采用銑加工也可以實現線切割同樣的動作，采用"配鑰匙"式的靠模，進 行加工則很容易實現形狀相同，尺寸相同的端面加工；本發(fā)明大尺寸組合時，單個蜂窩陶瓷 體塊的外形為多邊形柱體串接成多邊形柱狀體，并聯連接組合成大面積的大尺寸蜂窩陶瓷 體，單個蜂窩陶瓷體塊的外形為扇形柱面體，多邊扇形截面陶瓷體串接成扇形形柱狀體，多 組扇形柱面體并聯形成大的圓柱形蜂窩陶瓷體，單個蜂窩陶瓷體嵌入配合式串聯連接就可 以成為大尺寸蜂窩陶瓷圓柱形。
【主權項】
1. 一種扣合連接式蜂窩陶瓷及其加工方法，蜂窩陶瓷體內部開有蜂窩狀的通孔，所述 扣接式蜂窩陶瓷，其特征為蜂窩陶瓷體開孔橫截面的兩端加工有相互扣合的凹凸相互配合 的凹非圓面和凸非圓面，蜂窩陶瓷體組合的頂面陶瓷體的頂面不加工凹凸面，蜂窩陶瓷體 組合的底面陶瓷體的底端不加工凹凸面。2. 如權利1所述的扣合連接式，其特征是惠蜂窩陶瓷蜂窩通孔軸線方向上有多快的蜂 窩陶瓷串聯連接，串聯連接的蜂窩通孔軸線重合，串聯后的蜂窩狀的通孔相互連接，蜂窩孔 璧相互重疊，形成蜂窩通孔軸線軸向孔相通；擊串聯的蜂窩狀陶瓷通過兩端的凹非圓面和 凸非圓面相互配合；?凹面深度等于涂面高度(此項是不同于CN200720084351. O權力3的 顯著特征)。3. 如權利1所述扣接式蜂窩陶瓷的加工方法，其特征為模具直接成型法，即為兩端面 模具有預先開好的、可W相互扣合的非圓配合曲面，通過含有非圓配合曲面端面形狀的模 具直接擠壓成型，其具體工藝為：實施例一：定加工塑練好蜂窩陶瓷胚料，采用兩端含有 相互配合的凹凸非圓的模具，一次擠壓成型出一端具有凹非圓面配合面形狀、另一端具有 凸非圓面配合面形狀截面，兩端的凹凸非圓面配合形狀相同；譲干燥；耀加工毛胚端面 去毛刺，保證筒形蜂窩陶瓷扣接后蜂窩相通無阻；惠燒結；實施例二：畫加工塑練好蜂 窩陶瓷胚料，蜂窩模具擠壓成型；塞干燥；茜將加工好干燥的蜂窩陶瓷毛胚一端切割出 凹非圓面配合形狀，再在另一端切割出凸非圓面配合形狀，兩端的凹凸非圓面配合形狀相 同；蜜將加工好干燥的蜂窩陶瓷毛胚一端切割出凹非圓面配合形狀，在另一端不加工，作為 筒形蜂窩陶瓷體組合的頂面陶瓷體；將加工好干燥的蜂窩陶瓷毛胚一端切割出凸非圓面配 合形狀，在另一端不加工，作為筒形蜂窩陶瓷體組合的底面陶瓷體；置加工毛胚端面去毛 刺，保證筒形蜂窩陶瓷扣接后蜂窩相通無阻；g燒結；實施例H :惠加工塑練好蜂窩陶瓷 胚料，蜂窩模具擠壓成型；Il將加工好干燥的蜂窩陶瓷毛胚一端切割出凹非圓面配合形狀， 再在另一端切割出凸非圓面配合形狀，兩端的凹凸非圓面配合形狀相同；每將加工好的 蜂窩陶瓷毛胚一端切割出凹非圓面配合形狀，在另一端不加工，作為筒形蜂窩陶瓷體組合 的頂面陶瓷體；將加工好的蜂窩陶瓷毛胚一端切割出凸非圓面配合形狀，在另一端不加工， 作為筒形蜂窩陶瓷體組合的底面陶瓷體；1干燥；義巧日工毛胚端面去毛刺，保證筒形蜂 窩陶瓷扣接后蜂窩相通無阻；登燒結。
【文檔編號】C04B38/00GK105985128SQ201510050388
【公開日】2016年10月5日
【申請日】2015年2月2日
【發(fā)明人】葛霖, 其他發(fā)明人請求不公開姓名
【申請人】葛霖