用于控制湿润陶瓷挤出物周界硬度的系统和方法技术方案

本发明专利技术提供硬化湿润挤出物外层的方法,其中该挤出物(426)具有蜂窝体多孔结构。所述方法包括经过挤出设备(402)挤出所述挤出物(426)和将基本上均匀流动的流体引导至挤出物(426)的外层上。所述方法还包括将挤出物(426)的粘合剂材料的温度增加到它的凝胶点，并至少硬化挤出物(426)的外层。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利说明】相关申请的交叉参考本申请根据35U.S.C.§ 120要求于2012年8月30日提交的美国专利申请系列号13/599，405的优先权权益，本文以该申请为基础并将其全部内容结合于此。MM本专利技术涉及用于形成挤出体的挤出系统和方法，具体来说涉及用于控制挤出体的硬度，以减少或防止在挤出体中形成缺陷的挤出系统和方法。
技术介绍
把塑化材料混合物挤出成多孔结构(即，蜂窝体)要求变形能力(用于成形模制)和结果完整性(用于保留形状)之间的精细平衡。这种混合物可包括无机陶瓷粉末，粘合剂组分和液体组分，其量控制成在挤出过程中保持低压力，扭矩，和温度，同时形成在成形时能处理的自我支撑的体。可形成挤出物的多孔结构，从而与靠近体中间或中央的孔相比，靠近形成的体周界的孔可具有较小或减少的横截面。在理想或原始的多孔结构中，在各孔的内压力和体以外的环境或大气压力实现压力平衡。但是，在一些挤出过程中，用切割工具例如锯刀片将挤出物是切割到所需的长度。当切割挤出物时，刀片可“涂沫(smear)”或坍塌更加易碎的结构的外孔。因为它们的较小尺寸，具有较小截面积的那些孔在切割步骤中趋于更易于涂沫或坍塌。如果靠近挤出物周界或外层的孔因为涂沫发生坍塌，坍塌孔和环境之间失去压力平衡。因为挤出物具有长度维度，各孔形成由这个长度限定的细长通道。因此，因为当孔坍塌时损坏压力平衡，密封了通道的一端，导致其余的通道向内坍塌。坍塌的孔，或通道，由此沿着挤出物的长度形成称作“表皮凹槽”的可见的缺陷。表皮凹槽是不需要的，因为它是许多客户不希望在挤出零件中出现的可见缺陷。更重要的是，表皮凹槽可为较高应力集中的来源，在一些情况下，在凹槽中可形成裂纹或微观裂纹。因为形成裂纹或微观裂纹，降低了成形零件的机构完整性，且可导致失效的零件。用于减少或消除表皮凹槽的常规技术，虽然只取得了温和到较小的成功，包括改善的切割过程、通过机械或其它划割方法使表皮通风、通过降低批料水百分数硬化批料材料、以及用红外或微波能力凝胶化和/或干燥挤出物的表皮。经过使用微波能量硬化湿润挤出陶瓷体的一种这种示例参见美国专利公开号2005/0093209(贝尔曼(Bergman)等)，该文的全部内容通过引用纳入本文。虽然使用微波能量在一些情况下取得了积极结果，微波能量可导致非均匀的加热图案，特别是在挤出物的外层处或靠近该外层处。因此，需要改善挤出过程，具体来说，改善湿润陶瓷挤出物在切割之前的结构完整性。还需要提供系统，其通过均匀的方式在其周界处或靠近其周界处改善挤出物的结构完整性。臟在本专利技术的示例性实施方式中，提供用于硬化湿润挤出物外层的方法，其中挤出物具有蜂窝体多孔结构。所述方法包括经过挤出设备挤出该挤出物和将所述流体基本上均匀的流引导至挤出物的外层上。所述方法还包括将挤出物的粘合剂材料的温度增加到它的凝胶点，至少硬化挤出物的外层。在实施方式的一方面中，所述方法可包括至少从该挤出物外层去除部分的水。此夕卜，所述方法可包括用切割工具切割硬化的挤出物。在另一种方面中，所述方法包括防止外层因切割步骤而发生坍塌。此外，所述方法可包括使用加热装置将流体加热到基本上均匀的温度。这样做，所述方法可包括在引导步骤之后测量挤出物外层的温度，和控制加热步骤以实现粘合剂材料的凝胶化。在其它方面中，所述方法可包括测定来自挤出设备的挤出物的挤出速率，控制加热步骤或挤出速率来实现粘合剂材料的凝胶化。此外，可将挤出物外层加热到基本上均匀的温度。在另一种实施方式，提供包括挤出机的挤出系统，该挤出机构造成接收含粘合剂组分的批料材料以及经过模头挤出该批料材料以形成挤出物。所述系统包括控制器、包含流体的流体供应、和结合到控制器并流体结合到流体供应的温度单元。控制器可调节地控制温度单元的输出以取得所需的流体温度。所述系统还包括与模头隔开的施涂机设备，其具有进口和出口从而进口流体结合到温度单元以接收流体。出口包括限定开孔，其构造成将基本上均匀流动的流体引导至挤出物外层上，以将粘合剂组分的温度升高到它的凝胶点和/或从外层去除部分水。在这个实施方式的一方面中，所述系统包括与施涂机设备隔开的切割工具。切割工具适于将挤出物分离成至少两个部分。系统可还包括与控制器电连通的测量系统。所述测量系统可包括构造成测量从流体供应到温度单元的流体流动的流量计以及构造成测量挤出物外层的温度的温度传感器。基于温度测量，控制器构造成可控制地调节来自流体供应的流体流动。在一相关方面中，挤出系统可还包括与控制器电连通的编码器。编码器适于测量来自挤出机挤出物的挤出速率。基于温度测量，控制器构造成可控制地调节挤出速率，温度单元的输出，或来自流体供应的流体流动。在一个不同的方面，施涂机设备和编码器设置在模头和切割工具之间。施涂机设备设置邻近切割工具，编码器设置邻近模头。在本实施方式的方面，施涂机设备可包括具有第一部分和第二部分的环状壳体，其中第一部分和第二部分相互枢轴地连接。壳体在第一部分和第二部分之间限定挤出物经过的开孔。施涂机设备还包括设置在第一部分中并结合到施涂机设备的进口的第一体，以及设置在第二部分中的第二体。第一体和第二体限定外腔室和内腔室，其中外腔室流体结合到进口，以及内腔室和外腔室经过挡板相互流体结合。设备还包括嵌块，其设置在第一和第二体的内腔室中，从而该嵌块是流体结合到出口。关于这个方面，在施涂机设备的出口限定的开孔包括多个限定于嵌块中的狭缝。在不同的实施方式中，提供用于控制由具有粘合剂组分的批料材料形成的湿润多孔陶瓷挤出物硬度的方法。所述方法包括经过挤出设备挤出该挤出物，向温度单元提供流体，在温度单元控制流体温度，和将挤出物从挤出设备移动到施涂机设备。所述方法还包括引导来自温度单元的流体经过在施涂机设备中限定的开孔，使挤出物外层接触该流体均匀的流，将粘合剂组分的温度增加到它的凝胶点，和使挤出物经过施涂机设备以硬化挤出物。在这个实施方式的一方面中，所述方法包括测量挤出物排出施涂机设备时的温度。在另一种方面，所述方法包括测量供应到温度单元的流体的流动速率，和测量挤出物的挤出速率。和这个相关，所述方法可包括测定所测量温度是否对应于粘合剂组分到达其凝胶点的阈值温度，从而如果所测量温度低于阈值温度，所述方法包括可调节地控制流体流动速率、挤出速率、或温度单元的输出直到所测量温度到达阈值温度。在其它方面中，所述方法可包括在施涂机设备的外腔室中接收流体，绕着外腔室循环流体，通过在施涂机设备的外腔室和内腔室之间的挡板中限定的多个开孔渗漏流体，和使流体均匀地通过在施涂机设备的嵌块中限定的一个或多个狭缝或孔。【附图说明】通过参考下面的示例性实施方式的描述，以及结合附图上述的本专利技术的方面以及获得它们的方式将变得更显而易见，且所要求保护的专利技术本身也将更易于理解，其中:图1是湿润陶瓷体的原始外部多孔层的部分截面视图；图2是湿润陶瓷体的涂沫的外部多孔层的部分截面视图；图3就温度和硬度而言图形化显示两种不同的挤出物；图4是挤出系统的第一实施方式的方框图；图5是施涂机设备的第一实施方式的截面视图；图6是图5的施涂机设备的分解图。图7是挤出系统的第二实施方式的方框图；图8是施涂机设备的第二实施方式的等距视图；图9是图8的所示的施涂机设备的截面图；和图10是挤出过程的流程图。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种硬化湿润挤出物外层的方法，其中，该挤出物具有蜂窝体多孔结构，所述方法包括：经过挤出设备挤出该挤出物；提供具有基本上均匀温度的流体；将所述流体基本上均匀的流引导至挤出物的外层上；将挤出物的有机粘合剂材料的温度提高到它的凝胶点；和至少硬化该挤出物的外层。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：G·F·戈登三世，K·B·斯特纳，E·M·雅内尔，
申请(专利权)人：康宁股份有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US