出口涂覆的陶瓷蜂窝体及其制造方法技术

一种经涂覆的陶瓷蜂窝体，其包括蜂窝结构，所述蜂窝结构包括相交的多孔壁的基质，所述多孔壁形成多个轴向延伸的通道，所述多个轴向延伸的通道中的至少一些被堵塞以形成进口通道和出口通道，其中，出口通道的总表面积大于进口通道的总表面积，并且其中，催化剂优先位于出口通道内，并且优先设置在出口通道的非过滤壁上。如其他方面一样，提供了被构造用于将含催化剂的浆料优先施涂于出口通道和非过滤壁的方法和设备。滤壁的方法和设备。滤壁的方法和设备。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】出口涂覆的陶瓷蜂窝体及其制造方法
[0001]相关申请
[0002]本申请要求于2018年5月4日提交的题为“COATED CERAMIC HONEYCOMB BODIES AND METHODS OF MANUFACTURING SAME(涂覆的陶瓷蜂窝体及其制造方法)”的第62/667,369号美国临时专利申请(代理人卷宗号SP18-143PZ)的优先权，其通过引用全文纳入本文。


[0003]本说明书涉及用于从流体物流(例如发动机排气流)过滤颗粒的包括堵塞的蜂窝体的微粒过滤器。

技术介绍

[0004]常规壁流式蜂窝过滤器包括陶瓷蜂窝体，该陶瓷蜂窝体包含具有由多孔壁限定的纵向平行通道的蜂窝结构。通道是端部堵塞的，以在进口和出口端面形成塞物的棋盘状图案。端部在进口端面堵塞并且在出口端面开放的通道被称为出口通道，而端部在出口端面堵塞而在进口端面开放的通道被称为进口通道。在常规的通道构造中，在任一端面处的开放通道与堵塞通道的比值基本上为1:1。
[0005]在操作时，排气或其他载有微粒的物流通过进口通道进入壁流式蜂窝过滤器，被压迫通过附近的多孔壁而从进口通道进入到出口通道，并且通过出口通道离开，其中，多孔壁起到过滤壁的作用并且从物流中保留下一部分微粒。
[0006]陶瓷蜂窝体可以负载有催化剂以在物流离开蜂窝体之前，减少排气流的污染物，例如，So
x
、No
x
、烃和/或一氧化碳。特别地，在一些陶瓷蜂窝中，选择性催化还原(SCR)催化剂可作为载体涂料(wash coat)的组分施涂于过滤壁。
[0007]概述
[0008]在本公开的一个或多个实施方式中，提供了一种经涂覆的陶瓷蜂窝体。所述经涂覆的陶瓷蜂窝体包括蜂窝结构，所述蜂窝结构包括相交的多孔壁的基质，以形成多个轴向延伸的通道，所述多个轴向延伸的通道中的至少一些被堵塞以形成进口通道和出口通道，其中，出口通道的总表面积大于进口通道的总表面积，并且其中，一些多孔壁是将进口通道与出口通道分离的过滤壁，并且一些多孔壁是非过滤壁，并且其中，催化剂优先设置在非过滤壁上。
[0009]在本公开的一个或多个实施方式中，提供了一种经涂覆的陶瓷蜂窝体。所述经涂覆的陶瓷蜂窝体包括蜂窝结构，所述蜂窝结构包括相交的多孔壁的基质，以形成多个轴向延伸的通道，所述多个轴向延伸的通道中的至少一些在出口端上被堵塞以形成进口通道，以及在进口端上被堵塞以形成出口通道，其中，出口通道的至少一些多孔壁包括非过滤壁，并且出口通道的表面积比进口通道的总表面积大两倍或更多，并且选择性催化还原催化剂优先位于出口通道内并且优先设置在非过滤壁上。
[0010]在本公开的一个或多个实施方式中，提供了一种经催化剂涂覆的陶瓷蜂窝体，或者经涂覆的陶瓷蜂窝体。所述经催化剂涂覆的蜂窝体或经涂覆的蜂窝体包括蜂窝结构，所
述蜂窝结构包括相交的多孔壁的基质，其形成多个轴向延伸的通道，所述多个轴向延伸的通道中的至少一些在出口端处被堵塞以形成进口通道，以及在进口端处被堵塞以形成出口通道，并且其中，一些出口通道的截面积比至少一些进口通道106的更大，并且该较大的出口通道包括非过滤壁，并且含有催化剂的载体涂料优先设置在非过滤壁上并且包括0.2≤CR≤0.8，其中CR是涂覆比，其定义为在过滤壁之上和之内的含催化剂的载体涂料的平均负载％除以在非过滤壁之上和之内的含催化剂的载体涂料的平均负载％。
[0011]在本公开的一个或多个实施方式中，提供了一种经涂覆的蜂窝体。所述经涂覆的蜂窝体包括蜂窝结构，所述蜂窝结构包括相交的多孔壁的基质，以形成多个轴向延伸的通道，所述多个轴向延伸的通道中的至少一些在出口端上被堵塞以形成进口通道，以及在进口端上被堵塞以形成出口通道，其中，至少一些出口通道含有填料材料，并且选择性催化还原催化剂优先位于填料材料内。
[0012]在本公开的一个或多个实施方式中，提供了一种浆料涂覆设备。所述浆料涂覆设备包括：提供气体源的泵；面衬垫(collar)，其在经湿法涂覆的蜂窝体周围提供气密性密封；导管，其提供从泵到面衬垫的连接；以及储器，其被构造用于捕获被泵所产生的气流从经湿法涂覆的蜂窝体推出的含催化剂的浆料。
[0013]在本公开的一个或多个实施方式中，提供了第一种催化剂涂覆的方法。该催化剂涂覆的方法包括：提供堵塞的多孔蜂窝体，其具有进口通道和出口通道，其中，至少一些出口通道包括过滤壁和非过滤壁；使出口通道和非过滤壁经受含催化剂的浆料；以及提供从进口通道到出口通道的气流，以移除过滤壁上的至少一些含催化剂的浆料，从而提供优先负载到非过滤壁上的含催化剂的浆料。
[0014]在本公开的其他方法实施方式中，提供了第二种对蜂窝体进行催化剂涂覆的方法。该第二种催化剂涂覆的方法包括：提供堵塞的多孔蜂窝体，其包括进口通道和出口通道，至少一些出口通道包括过滤壁和非过滤壁；提供含催化剂的浆料的来源；向进口通道施加真空以将含催化剂的浆料吸到至少一些的过滤壁和非过滤壁中；以及提供从进口通道到出口通道的气流，以从过滤壁移除一些含催化剂的浆料，从而使含催化剂的浆料优先负载在非过滤壁上。
[0015]根据本公开的这些实施方式和其他实施方式提供了多个其他特征和方面。根据以下具体实施方式、权利要求书和附图，实施方式的其他特征和方面将变得更加明显。
[0016]附图简要说明
[0017]采用附图以帮助进一步理解本公开内容，其纳入说明书中并构成说明书的一部分，附图显示了本公开内容的实施方式，与说明书一起用来解释本公开内容。
[0018]图1根据本公开的一个或多个实施方式，示意性例示了陶瓷蜂窝体的透视图。
[0019]图2示意性例示了显示出图1所示的陶瓷蜂窝体的进口端面的平面图。
[0020]图3示意性例示了显示出图1所示的陶瓷蜂窝体的出口端面的平面图。
[0021]图4A示意性例示了显示出沿着图3的剖面线4A-4A截取的截面的截面侧视图。
[0022]图4B根据本公开的一个或多个实施方式，示意性例示了显示出陶瓷蜂窝体的进口端面的平面图，其中，一些通道是未堵塞的穿通通道。
[0023]图4C示意性例示了显示出沿着图4B的剖面线4C-4C截取的截面的截面侧视图。
[0024]图5根据一个或多个实施方式，示意性例示了浆料涂覆设备的侧视平面图，所述浆
料涂覆设备被构造成从过滤壁移除至少一些含催化剂的浆料，并且优先涂覆蜂窝体内的非过滤壁。
[0025]图6A根据一个或多个实施方式，示意性例示了设置在浆料涂覆设备中的蜂窝体的截面侧视图，其示出了从过滤壁移除含催化剂的浆料，并且优先涂覆蜂窝体的非过滤壁。
[0026]图6B根据一个或多个实施方式，示意性例示了浆料涂覆设备的一个替代性实施方式的侧视平面图，所述浆料涂覆设备被构造成从蜂窝体内的过滤壁移除含催化剂的浆料。
[0027]图7A根据一个或多个实施方式例示了制造经涂覆的陶瓷蜂窝体的第一种方法的流程图。
[0028]图7本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种经涂覆的蜂窝体，其包括：蜂窝结构，其包括相交的多孔壁的基质，所述相交的多孔壁形成多个轴向延伸的通道，所述多个轴向延伸的通道中的至少一些被堵塞以形成进口通道和出口通道，其中，出口通道的总表面积大于进口通道的总表面积，并且其中，一些多孔壁是将进口通道与出口通道分开的过滤壁，而一些多孔壁是非过滤壁，其中，催化剂优先设置在非过滤壁上。2.如权利要求1所述的经涂覆的蜂窝体，其中，非过滤壁分离相邻的出口通道，延伸到出口通道中，或者再分出口通道。3.如权利要求1所述的经涂覆的蜂窝体，其中，催化剂包含选择性催化还原催化剂。4.如权利要求1所述的经涂覆的蜂窝体，其中，进口通道基本上不含催化剂。5.如权利要求1所述的经涂覆的蜂窝体，其中，出口通道的总表面积与进口通道的总表面积的面积比在1.2至4.0的范围内。6.如权利要求5所述的经涂覆的蜂窝体，其中，所述面积比在2.0至3.0的范围内。7.如权利要求5所述的经涂覆的蜂窝体，其中，所述面积比大于或等于2。8.如权利要求1所述的经涂覆的蜂窝体，其中，出口通道的总数目大于进口通道的总数目。9.如权利要求1所述的经涂覆的蜂窝体，其中，出口通道的截面积大于进口通道的截面积。10.如权利要求1所述的经涂覆的蜂窝体，其中，优先设置的催化剂包括CR≤0.8，其中，CR是涂覆比，其定义为在过滤壁之上和之内的含催化剂的载体涂料的平均％负载除以在非过滤壁之上和之内的含催化剂的载体涂料的平均％负载。11.如权利要求10所述的经涂覆的蜂窝体，其中，优先设置的催化剂包含0.2≤CR≤0.8。12.如权利要求1所述的经涂覆的蜂窝体，其中，非过滤壁形成于出口通道内并且延伸到出口通道中，以相对于进口通道增加出口通道的总表面积。13.如权利要求1所述的经涂覆的蜂窝体，其中，多孔壁的平均总体孔隙率在40％至60％的范围内。14.如权利要求13所述的经涂覆的蜂窝体，其中，多孔壁的中值孔直径在8μm至16μm的范围内。15.如权利要求1所述的经涂覆的蜂窝体，其中，多孔壁包括55％至75％的平均总体孔隙率。16.如权利要求15所述的经涂覆的蜂窝体，其中，多孔壁包含14μm至30μm的中值孔直径。17.如权利要求15所述的经涂覆的蜂窝体，其中，所述多孔壁包括：60％至70％的平均总体孔隙率，和14μm至25μm的中值孔直径。18.如权利要求17所述的经涂覆的蜂窝体，其中，在非过滤壁上提供选择性催化还原催化剂，其作为：壁中催化剂负载，或
壁中催化剂负载和壁上催化剂负载的组合。19.如权利要求1所述的经涂覆的蜂窝体，其中，过滤壁限定了在进口通道的截面上以及在出口通道的截面上延伸的正方形图案。20.如权利要求1所述的经涂覆的蜂窝体，其包括正方形进口通道和正方形出口通道，所述正方形进口通道的截面积小于所述正方形出口通道的截面积。21.如权利要求1所述的经涂覆的蜂窝体，其包括矩形进口通道和正方形出口通道。22.如权利要求1所述的经涂覆的蜂窝体，其包括三角形进口通道和三角形出口通道。23.如权利要求1所述的经涂覆的蜂窝体，其包括矩形进口通道以及在出口通道的截面上延伸的十字形图案。24.如权利要求1所述的经涂覆的蜂窝体，其中，非过滤壁以x形构造连接跨越过滤壁的相对角。25.如权利要求1所述的经涂覆的蜂窝体，其中，非过滤壁以十字形构造连接跨越过滤壁的相对中点。26.如权利要求1所述的经涂覆的蜂窝体，其中，非过滤壁以y字形构造连接跨越过滤壁的相对中点。27.如权利要求1所述的经涂覆的蜂窝体，其中，非过滤壁包括从过滤壁的不同角和/或边延伸的鳍片。28.如权利要求27所述的经涂覆的蜂窝体，其中，所述鳍片还包括第一鳍部和第二鳍部，所述第一鳍部连接到过滤壁，所述第二鳍部连接到第一鳍部的端部。...

【专利技术属性】
技术研发人员：D，
申请(专利权)人：康宁股份有限公司，
类型：发明
国别省市：