一种嵌入配合式连接的蜂窝陶瓷及其加工方法
【专利摘要】本发明提供一种扣合连接式蜂窝陶瓷及其加工方法，蜂窝陶瓷体内部开有蜂窝状的通孔，蜂窝陶瓷通过有相互扣合的凹凸相互配合的凹非圆面和凸非圆面扣接式串联连接形成一种孔孔相通，壁壁相连的低阻力大块蜂窝陶瓷体结构，在并联在一起，就可以形成工程应用的大面积蜂窝陶瓷体，方法简单，已与现有工艺对接。
【专利说明】
一种嵌入配合式连接的蜂窝陶瓷及其加工方法
技术领域
[0001] 本发明涉及一种嵌入配合式串、并联连接的蜂窝陶瓷，广泛应用于化工、环保、能 源、冶金、电子、石油、冶炼、纺织、制药、食品机械、水泥等领域，尤其涉及嵌入配合式连接的 蜂窝陶瓷的加工方法，属于工业陶瓷加工技术领域。
【背景技术】
[0002] 蜂窝陶瓷由于具有机械强度高、易于再生、化学稳定性好、耐热性好、孔道分布均 匀等优点，广泛应用于化工、环保、能源、冶金、电子、石油、冶炼、纺织、制药、食品机械、水泥 等领域；蜂窝陶瓷蓄热式换热是一项古老的换热方式，十九世纪中期就在平炉和高炉上采 用延续至今，蜂窝陶瓷蓄蓄热式换热技术，属不稳态传热，利用耐火材料作载体，交替地被 废气热量加热，再交替地将蜂窝陶瓷蓄蓄热体蓄存的热量加热空气或煤气，使空气和煤气 获得高温预热，达到废热回收的效能，成对设置的换向装置完成蜂窝陶瓷蓄蓄热体交替加 热、放热，到了二十世纪八十年代，解决了蜂窝陶瓷蓄蓄热体的小型化和换向时间缩短到以 分秒计，才使这项古老的换热技术得以在工业加热炉上重现废热回收的优势，即将空、煤气 双预热到1000°C左右，排出废气温度在KKTC以下，甚至回收烟气的潜热，使废热回收达到 极限值，蓄热式换热带来了研究高温空气燃烧理论与实践的新领域。蓄热式换热采用的核 心换热部件是蜂窝陶瓷，蜂窝陶瓷蓄热体孔道是蜂窝陶瓷很多相等的通孔组成的相互平行 的直通道结构，这种结构大大降低了气孔流经的阻力，大幅度增大了 了蓄热体的单孔体积 的比表面积，提高了换热效率；蜂窝陶瓷也可以用作化工填料，可使汽液分布更均匀，床层 阻力降低，效果更好，且可延长使用寿命，在石化、制药和精细化工行业中作填料效果相当 好。
[0003] 当前，蜂窝陶瓷受加工模具限制，端面外形只有平面形和单端一维对称台阶形，同 样受模具限制，外形尺寸也受到限制，其结果就是必须要串联连接、并联连接组合使用才能 满足工程要求，所以，蜂窝陶瓷使用过程中往往需要陶瓷的串联、并联连接在一起：平面的 端面串联过程需要壳体来保证串联通孔的同轴性，由于热胀系数和安装精度要求的不同， 外形壳体往往是间隙配合，间隙会使串接的蜂窝陶瓷的蜂窝孔发生错边，造成边对孔的串 接结构，造成边在孔中的堵孔现象，从而增大了其间流动流体的阻力，而且是这个阻力成为 安装过程中无法准确定量的随机量，给设计、制造、安装、检验、验收过程带来不可量化实施 困难，导致使用过程的优越性大打折扣；单端一维对称台阶形，即一端为平面，另一端为一 维对称台阶，其串接过程是平面端接一维对称台阶端，这一结构表面上克服了错边堵孔的 弊端，实际上还是由于共性问题，无法克服，更导致了串接端面出流体的横向串流，带来不 可预知的阻力，更不可实现的事柱状孔的中断，给蜂窝结构优越性带来负面影响，还有这样 的结构也导致单位体积比表面积的下降，导致性能的降低。
[0004] 实用新型专利CN200720084351. 0给出了方形长方形截面的定位结构，其权力要 求3还特别强调了蓄热体底角的高度（H)大于蓄热体切角的高度（h)，权利4所述蓄热体切 角切除部分和蓄热体切除部分顶面小于所述蓄热体底角台体顶面，导致串接的相邻两蓄热 体之间不能扣合，形成孔孔相同的结构，而是由于H>h，会造成相邻串接的两蜂窝陶瓷在界 面上分离有一个H-h>0的间隙，流体会从这一缝隙中横向串流，造成蜂窝陶瓷的蜂窝孔前 后不能封闭贯通，造成压降、流量的不可控；也会造成积灰缺口；在组合的蜂窝陶瓷体有运 动或热胀时，其变形会推动相邻量蜂窝陶瓷体发生单维向或单维向加旋转角度的唯一，这 种位移造成正真的错变堵孔发生；在蜂窝陶瓷加工方法决定了其成本高低，实用新型专利 CN200720084351. 0也没能给出扣合连接蜂窝陶瓷的加工工艺，其等腰直角三角形顶、底面 的加工工艺不以实现与现有工艺的嫁接。
【发明内容】
[0005] -种扣合连接式蜂窝陶瓷及其加工方法，蜂窝陶瓷体内部开有蜂窝状的通孔，所 述扣接式蜂窝陶瓷，其特征为蜂窝陶瓷体开孔横截面的两端加工有相互扣合的凹凸相互配 合的凹非圆面和凸非圆面，蜂窝陶瓷体组合的顶面陶瓷体的顶面不加工凹凸面，蜂窝陶瓷 体组合的底面陶瓷体的底端不加工凹凸面；所述的扣合连接式，其特征是①蜂窝陶瓷蜂窝 通孔轴线方向上有多快的蜂窝陶瓷串联连接，串联连接的蜂窝通孔轴线重合，串联后的蜂 窝状的通孔相互连接，蜂窝孔璧相互重叠，形成蜂窝通孔轴线轴向孔相通;義串联的蜂窝状 陶瓷通过两端的凹非圆面和凸非圆面相互配合；!>凹面深度等于涂面高度(此项是不同于 CN200720084351. 0权力3的显著特征）；所述扣接式蜂窝陶瓷的加工方法，其特征为模具 直接成型法，即为两端面模具有预先开好的、可以相互扣合的非圆配合曲面，通过含有非圆 配合曲面端面形状的模具直接挤压成型，其具体工艺为：实施例一 ：_加工塑练好蜂窝陶 瓷胚料，采用两端含有相互配合的凹凸非圆的模具，一次挤压成型出一端具有凹非圆面配 合面形状、另一端具有凸非圆面配合面形状截面，两端的凹凸非圆面配合形状相同；銮干 燥；③加工毛胚端面去毛刺，保证筒形蜂窝陶瓷扣接后蜂窝相通无阻；議:烧结；实施例 二：_5)加工塑练好蜂窝陶瓷胚料，蜂窝模具挤压成型；_干燥；§将加工好干燥的蜂窝 陶瓷毛胚一端切割出凹非圆面配合形状，再在另一端切割出凸非圆面配合形状，两端的凹 凸非圆面配合形状相同；孓将加工好干燥的蜂窝陶瓷毛胚一端切割出凹非圆面配合形状， 在另一端不加工，作为筒形蜂窝陶瓷体组合的顶面陶瓷体；将加工好干燥的蜂窝陶瓷毛胚 一端切割出凸非圆面配合形状，在另一端不加工，作为筒形蜂窝陶瓷体组合的底面陶瓷体； _加工毛胚端面去毛刺，保证筒形蜂窝陶瓷扣接后蜂窝相通无阻；烧结；实施例三：顏 加工塑练好蜂窝陶瓷胚料，蜂窝模具挤压成型；馨将加工好干燥的蜂窝陶瓷毛胚一端切割 出凹非圆面配合形状，再在另一端切割出凸非圆面配合形状，两端的凹凸非圆面配合形状 相同；?将加工好的蜂窝陶瓷毛胚一端切割出凹非圆面配合形状，在另一端不加工，作为 筒形蜂窝陶瓷体组合的顶面陶瓷体；将加工好的蜂窝陶瓷毛胚一端切割出凸非圆面配合形 状，在另一端不加工，作为筒形蜂窝陶瓷体组合的底面陶瓷体；i干燥；義加工毛胚端面 去毛刺，保证筒形蜂窝陶瓷扣接后蜂窝相通无阻；導烧结。
[0006] 本发明的显著优点是： f非圆凹凸嵌入式扣合可以使相互串接的蜂窝陶瓷体无平面移动与转动，实现孔孔相 通，壁壁相连，保证流体流通在全孔截面中流动，阻力最小、定量、可控，节能降耗； 容可以使壳体定量、定形，设计、制造、安装、检验、验收过程质量量化、标准化可控； 溶提高单位体积的有效比表面积，提高了传热效率或传质传热系数； ④利用现有模具增加一道工序，即可实现与现有工艺的融合，简单快捷； ?可以很容易实现靠模加工，方法简单，靠模易加工，整个切割工具器械可以实现自动 化、机械化，使整个流程工艺自动化，且靠模磨损小； ?串联连接蜂窝体的两端附加轴向力，则连接体检自动对中，安装方便快捷。
[0007] 专利附图 图1、矩形截面蜂窝陶瓷仰视、主视、俯视图； 图2、扇形截面蜂窝陶瓷仰视、主视、俯视图； 图3、圆形截面蜂窝陶瓷仰视、主视、俯视图。
[0008]
【附图说明】： 1、凹面非圆截面锥台，2、蜂窝陶瓷体，3、凸面非圆截面锥台。
[0009] 具体实施 一种嵌入配合式连接的蜂窝陶瓷及其加工方法，如图1、2、3、所示，不论截面形状如何， 其加工工艺相同，蜂窝陶瓷体2内部开有蜂窝状的通孔，所述嵌入配合连接式蜂窝陶瓷2， 其特征为蜂窝陶瓷体开孔横截面的两端加工有可以相互配合的凹凸相互配合的凹非圆面 1和凸非圆面3,蜂窝陶瓷体组合的顶面陶瓷体的顶面不加工凸面，蜂窝陶瓷体组合的底面 陶瓷体的底端不加工凸面，工程应用中是多块蜂窝陶瓷体串联连接在一起，完成小尺寸加 工的蜂窝陶瓷体，串接成为符合工程要求的大尺寸陶瓷蜂窝体，串接过程中的借口通过相 邻两块蜂窝陶瓷体的凹、凸面的形状相同，凹面深度等于凸面高度，实现嵌入式的配合(有 别于CN200720084351. 0凸台高于凹槽，使徒台面支于凹槽面之上家出面之间产生间隙，使 蜂窝孔不能相贯通)，为避免应力过大，便于实现自紧式自动对中，优选地以外小内大的准 锥台、准棱锥台凹、凸面结构，任何转角处应以圆角过渡，嵌入配合串联连接的蜂窝通孔轴 线重合，嵌入配合串联后的蜂窝状的通孔相互连接，蜂窝孔璧相互重叠，形成蜂窝通孔轴线 轴向孔相通、壁相连，嵌入配合串联的蜂窝状陶瓷通过两端形状相同的凹非圆面和凸非圆 面相互嵌入配合，顶面的和地面的蜂窝陶瓷体的各自顶面和底面不要加工，保证并联使用 的大尺寸蜂窝陶瓷体顶、底平面的平整与使用；本发明主要还提供一种与当下工艺相衔接 的加工方法，实施例一是模具直接成型法，即为两端面模具有预先开好的、可以相互扣合的 非圆配嵌入配合凹凸曲面(含棱形面或多边形面)，通过含有非圆配合面端面形状的模具直 接挤压成型，其具体工艺为：a、加工塑练好蜂窝陶瓷胚料，采用两端含有相互配合的凹凸非 圆的模具，一次挤压成型出一端具有凹非圆面配合面形状、另一端具有凸非圆面配合面形 状截面，两端的凹凸非圆面配合形状相同，b、干燥，c、加工毛胚端面去毛刺，保证筒形蜂窝 陶瓷扣接后蜂窝相通无阻，d、烧结；实施例二是连续流水线加工法：a、加工塑练好蜂窝陶 瓷胚料，蜂窝模具挤压成型，切段，b、干燥，c、将加工好干燥的蜂窝陶瓷毛胚一端切割出凹 非圆面配合形状，再在另一端切割出凸非圆面配合形状，两端的凹凸非圆面配合形状相同， d、将加工好干燥的蜂窝陶瓷毛胚一端切割出凹非圆面配合形状，在另一端不加工，作为筒 形蜂窝陶瓷体组合的顶面陶瓷体，将加工好干燥的蜂窝陶瓷毛胚一端切割出凸非圆面配合 形状，在另一端不加工，作为筒形蜂窝陶瓷体组合的底面陶瓷体，e、加工毛胚端面去毛刺， 保证筒形蜂窝陶瓷扣接后蜂窝相通无阻，f、烧结；优选的：a、加工塑练好蜂窝陶瓷胚料，蜂 窝模具挤压成型，b、将加工好干燥的蜂窝陶瓷毛胚一端切割出凹非圆面配合形状，再在另 一端切割出凸非圆面配合形状，两端的凹凸非圆面配合形状相同，c、将加工好的蜂窝陶瓷 毛胚一端切割出凹非圆面配合形状，在另一端不加工，作为筒形蜂窝陶瓷体组合的顶面陶 瓷体，将加工好的蜂窝陶瓷毛胚一端切割出凸非圆面配合形状，在另一端不加工，作为筒形 蜂窝陶瓷体组合的底面陶瓷体，d、干燥，e、加工毛胚端面去毛刺，保证筒形蜂窝陶瓷扣接后 蜂窝相通无阻，f、烧结；总之，各种实施例的核心是将成型工序在现有工艺工序中结合的工 序位置，现场中和可以根据现有工艺工序的实际情况进行结合，如线切割一面后的毛胚转 90°，在进行切割，采用铣加工也可以实现线切割同样的动作，采用"配钥匙"式的靠模，进 行加工则很容易实现形状相同，尺寸相同的端面加工；本发明大尺寸组合时，单个蜂窝陶瓷 体块的外形为多边形柱体串接成多边形柱状体，并联连接组合成大面积的大尺寸蜂窝陶瓷 体，单个蜂窝陶瓷体块的外形为扇形柱面体，多边扇形截面陶瓷体串接成扇形形柱状体，多 组扇形柱面体并联形成大的圆柱形蜂窝陶瓷体，单个蜂窝陶瓷体嵌入配合式串联连接就可 以成为大尺寸蜂窝陶瓷圆柱形。
【主权项】
1. 一种扣合连接式蜂窝陶瓷及其加工方法，蜂窝陶瓷体内部开有蜂窝状的通孔，所述 扣接式蜂窝陶瓷，其特征为蜂窝陶瓷体开孔横截面的两端加工有相互扣合的凹凸相互配合 的凹非圆面和凸非圆面，蜂窝陶瓷体组合的顶面陶瓷体的顶面不加工凹凸面，蜂窝陶瓷体 组合的底面陶瓷体的底端不加工凹凸面。2. 如权利1所述的扣合连接式，其特征是惠蜂窝陶瓷蜂窝通孔轴线方向上有多快的蜂 窝陶瓷串联连接，串联连接的蜂窝通孔轴线重合，串联后的蜂窝状的通孔相互连接，蜂窝孔 璧相互重叠，形成蜂窝通孔轴线轴向孔相通；擊串联的蜂窝状陶瓷通过两端的凹非圆面和 凸非圆面相互配合；?凹面深度等于涂面高度(此项是不同于CN200720084351. O权力3的 显著特征)。3. 如权利1所述扣接式蜂窝陶瓷的加工方法，其特征为模具直接成型法，即为两端面 模具有预先开好的、可W相互扣合的非圆配合曲面，通过含有非圆配合曲面端面形状的模 具直接挤压成型，其具体工艺为：实施例一：定加工塑练好蜂窝陶瓷胚料，采用两端含有 相互配合的凹凸非圆的模具，一次挤压成型出一端具有凹非圆面配合面形状、另一端具有 凸非圆面配合面形状截面，两端的凹凸非圆面配合形状相同；譲干燥；耀加工毛胚端面 去毛刺，保证筒形蜂窝陶瓷扣接后蜂窝相通无阻；惠烧结；实施例二：画加工塑练好蜂 窝陶瓷胚料，蜂窝模具挤压成型；塞干燥；茜将加工好干燥的蜂窝陶瓷毛胚一端切割出 凹非圆面配合形状，再在另一端切割出凸非圆面配合形状，两端的凹凸非圆面配合形状相 同；蜜将加工好干燥的蜂窝陶瓷毛胚一端切割出凹非圆面配合形状，在另一端不加工，作为 筒形蜂窝陶瓷体组合的顶面陶瓷体；将加工好干燥的蜂窝陶瓷毛胚一端切割出凸非圆面配 合形状，在另一端不加工，作为筒形蜂窝陶瓷体组合的底面陶瓷体；置加工毛胚端面去毛 刺，保证筒形蜂窝陶瓷扣接后蜂窝相通无阻；g烧结；实施例H :惠加工塑练好蜂窝陶瓷 胚料，蜂窝模具挤压成型；Il将加工好干燥的蜂窝陶瓷毛胚一端切割出凹非圆面配合形状， 再在另一端切割出凸非圆面配合形状，两端的凹凸非圆面配合形状相同；每将加工好的 蜂窝陶瓷毛胚一端切割出凹非圆面配合形状，在另一端不加工，作为筒形蜂窝陶瓷体组合 的顶面陶瓷体；将加工好的蜂窝陶瓷毛胚一端切割出凸非圆面配合形状，在另一端不加工， 作为筒形蜂窝陶瓷体组合的底面陶瓷体；1干燥；義巧日工毛胚端面去毛刺，保证筒形蜂 窝陶瓷扣接后蜂窝相通无阻；登烧结。
【文档编号】C04B38/00GK105985128SQ201510050388
【公开日】2016年10月5日
【申请日】2015年2月2日
【发明人】葛霖, 其他发明人请求不公开姓名
【申请人】葛霖