增加和测量蜂窝体的过滤效率制造技术

公开的设备(400)和方法向包含多孔壁、入口端和出口端的堵塞式蜂窝体(415)施加无机颗粒(407)。设备(400)包括颗粒计数器(408)以及方法包括对来自位于堵塞式蜂窝体(415)上游的第一取样端口(410)和位于堵塞式蜂窝体(415)下游的第二取样端口(412)的无机颗粒的选定部分进行计数。无机颗粒的选定部分是在预先选定的无机颗粒尺寸范围内。例如可以在沉积无机颗粒的同时确定过滤效率从而增加过滤效率。粒的同时确定过滤效率从而增加过滤效率。粒的同时确定过滤效率从而增加过滤效率。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】增加和测量蜂窝体的过滤效率


[0001]本公开内容的实施方式大体上涉及用于增加和在线式测量蜂窝体的过滤效率的方法和设备。

技术介绍

[0002]微粒过滤器(例如，柴油微粒过滤器和汽油微粒过滤器(GPF))分别过滤了来自发动机(例如，燃烧柴油和汽油燃料的机动车辆)的废气流的微粒。
[0003]目前来说，通过在进行生产批次的生产之前运行数个测试件来控制无机颗粒在堵塞式蜂窝体的壁上的沉积过程，从而确定达到所需FE目标的目标喷涂时间(或者总喷涂悬浮液重量)。一旦确定了这个目标，沉积工艺中的所有部件都具有相同的工艺设定点。一旦部件达到目标时间(或者重量)，则取出部件并进行测试以测量最终实际FE值。如果部件过度涂覆了无机颗粒，则FE值会高于其会被拒收的上限；而如果部件涂覆不足，则它可能进行或者不重新运行以尝试和达到目标FE。因此，沉积过程的反馈是半闭环过程。

技术实现思路

[0004]本公开内容的一个或多个实施方式涉及构造成向包含多孔壁、入口端和出口端的堵塞式蜂窝体施加无机颗粒的设备，该设备包括：从第一端跨越到第二端的管道；构造成装纳堵塞式蜂窝体的与管道的第二端流体连通的沉积区；与管道流体连通的入口，所述入口位于沉积区的上游；与入口流体连通的无机颗粒源，其构造成向入口和沉积区传递无机颗粒；与管道和沉积区流体连通的流动产生器，其构造成建立起引入到管道中的流体和无机颗粒的流动；位于沉积区上游且与其流体连通的第一取样端口；位于沉积区下游且与其流体连通的第二取样端口；以及与第一取样端口和第二取样端口流体连通的颗粒计数器，其构造成对预先选定的无机颗粒尺寸范围内的无机颗粒的选定部分进行计数。
[0005]本公开内容的其他实施方式涉及构造成向包含多孔壁、入口端和出口端的堵塞式蜂窝体施加无机颗粒的设备，该设备包括：从第一端跨越到第二端的管道；构造成装纳堵塞式蜂窝体的与管道的第二端流体连通的沉积区；与管道流体连通的入口，所述入口位于沉积区的上游；以及与入口流体连通的无机颗粒源、液体源和粘结剂，它们构造成向雾化喷嘴以及向沉积区传递无机颗粒、液体和粘结剂的混合物；与管道和沉积区流体连通的流动产生器，其构造成建立起引入到管道中的流体和无机颗粒的流动；位于沉积区上游且与其流体连通的第一取样端口；位于沉积区下游且与其流体连通的第二取样端口；与第一取样端口和第二取样端口流体连通的颗粒计数器，其构造成对预先选定的无机颗粒尺寸范围内的无机颗粒的选定部分进行计数，其位于沉积区的上游以及沉积区的下游；以及处理器，其构造成基于根据方程式(n
u
‑
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来计算堵塞式蜂窝体捕获的无机颗粒百分比，其中，n
u
＝沉积区上游的无机颗粒数量，以及n
d
＝沉积区下游的无机颗粒数量。
[0006]本公开内容的额外实施方式涉及向包含多孔壁、入口端和出口端的堵塞式蜂窝体施加无机颗粒的方法，该方法包括：使得无机颗粒从管道的第一端流动到管道的第二端流
动到堵塞式蜂窝体；从位于堵塞式蜂窝体上游且与其流体连通的第一取样端口以及从位于堵塞式蜂窝体下游且与其流体连通的第二取样端口对一部分的无机颗粒进行取样；以及对来自第一取样端口和第二取样端口的无机颗粒的选定部分进行计数，所述无机颗粒的选定部分位于预先选定的无机颗粒尺寸范围内。
[0007]本公开内容的额外实施方式涉及增加包括包含多孔壁、入口端和出口端的堵塞式蜂窝体的多孔蜂窝过滤器的过滤效率的方法，该方法包括：使得无机颗粒的入口流流动进入到堵塞式蜂窝体的入口端中；对进入堵塞式蜂窝体的无机颗粒的选定部分的入口数量进行计数；对离开堵塞式蜂窝体的出口流中的无机颗粒的选定部分的出口数量进行计数；其中，进入堵塞式蜂窝体而没有离开堵塞式蜂窝体的无机颗粒沉积到蜂窝体的多孔壁上和/沉积进入蜂窝体的多孔壁中，从而随着沉积的持续进行增加了堵塞式蜂窝体的过滤效率；基于入口数量和出口数量确定具有沉积的颗粒的堵塞式蜂窝体的过滤效率；以及基于确定得到的过滤效率终止进入到堵塞式蜂窝体的入口端中的无机颗粒的入口流的流动。
附图说明
[0008]为了能够详细理解本公开内容的上述特征的方式，可以通过参考实施方式(其中一些在附图中示出)来获得上文简要总结的本公开内容的更具体的描述。然而，要理解的是，所附的附图仅仅示出了本公开内容的典型实施方式，并且因此不视为对其范围进行限制，因为本公开内容可以适用于其他等同有效的实施方式。
[0009]图1示意性显示蜂窝体；
[0010]图2示意性显示根据本文公开和描述的实施方式的壁流式微粒过滤器；
[0011]图3是图8所示的微粒过滤器的横截面纵向视图；
[0012]图4示意性显示具有微粒负载的蜂窝体的壁；
[0013]图5示意性显示根据本公开内容实施方式的构造成在蜂窝基材上沉积无机颗粒的设备；
[0014]图6A和6B示意性显示微粒过滤器的捕获机制与粒度的函数关系；
[0015]图7显示根据一个或多个实施方式的通过堵塞式蜂窝体上游和下游的气溶胶过程形成的团聚体的代表性粒度分布图；
[0016]图8显示在沉积过程中，堵塞式蜂窝体上游的气溶胶过程的颗粒浓度图；
[0017]图9显示在沉积过程中，堵塞式蜂窝体上游和下游的气溶胶过程的颗粒浓度图；
[0018]图10图示性显示在堵塞式蜂窝体上的气溶胶沉积过程期间进行的在线式过滤效率测量；以及
[0019]图11显示最终在线式过滤效率测量与离线式烟雾过滤效率测量的相关性关系图。
具体实施方式
[0020]在描述本公开内容的数个示例性实施方式之前，要理解的是，本公开内容不限于以下说明书中所述的构造或工艺步骤的细节。本公开内容能够以各种方式实践或进行其他实施方式。
[0021]在一组实施方式中，本文公开的设备构造成向包含多孔壁、入口端和出口端的堵塞式蜂窝体施加无机颗粒的设备，该设备包括：从第一端跨越到第二端的管道；构造成装纳
堵塞式蜂窝体的与管道的第二端流体连通的沉积区；与管道流体连通的入口，所述入口位于沉积区的上游；与入口流体连通的无机颗粒源，其构造成向入口和沉积区传递无机颗粒；与管道和沉积区流体连通的流动产生器，其构造成建立起引入到管道中的流体和无机颗粒的流动；位于沉积区上游且与其流体连通的第一取样端口；位于沉积区下游且与其流体连通的第二取样端口；以及与第一取样端口和第二取样端口流体连通的颗粒计数器，其构造成对预先选定的无机颗粒尺寸范围内的无机颗粒的选定部分进行计数。
[0022]在一些实施方式中，颗粒计数器构造成对沉积区上游和沉积区下游的无机颗粒进行计数。
[0023]1.如权利要求2所述的设备，其中，预先选定的无机颗粒尺寸范围是0.1μm至10μm的范围。
[0024]2.如权利要求2所述的设备，其中，预先选定的无机颗粒尺寸范围是0.1μm至1μm的范围。
[0025]3.如权利要求2所述的设备，其中，预先选定本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种设备，其构造成向包含多孔壁、入口端和出口端的堵塞式蜂窝体施加无机颗粒，该设备包括：横跨第一端到第二端的管道；构造成装纳堵塞式蜂窝体的沉积区，其与管道的第二端流体连通；与管道流体连通的入口，所述入口位于沉积区的上游；与入口流体连通的无机颗粒源，其构造成将无机颗粒传递到入口和传递到沉积区；与管道和沉积区流体连通的流动产生器，其构造成建立引入到管道中的流体与无机颗粒的流动；位于沉积区上游且与其流体连通的第一取样端口；位于沉积区下游且与其流体连通的第二取样端口；以及与第一取样端口和第二取样端口流体连通的颗粒计数器，其构造成对预先选定的无机颗粒尺寸范围内的无机颗粒的选定部分进行计数。2.如权利要求1所述的设备，其中，颗粒计数器构造成对沉积区上游和沉积区下游的无机颗粒进行计数。3.如权利要求2所述的设备，其中，预先选定的无机颗粒尺寸范围是0.1μm至10μm的范围。4.如权利要求2所述的设备，其中，预先选定的无机颗粒尺寸范围是0.1μm至1μm的范围。5.如权利要求2所述的设备，其中，预先选定的无机颗粒尺寸范围是0.1μm至0.5μm的范围。6.如权利要求2所述的设备，其中，预先选定的无机颗粒尺寸范围是0.3μm至0.5μm的范围。7.如权利要求2所述的设备，其中，颗粒计数器包括光学分光计。8.如权利要求2所述的设备，其中，颗粒计数器包括发动机废气粒度仪分光计。9.如权利要求2所述的设备，其中，颗粒计数器包括扫描迁移粒度仪。10.如权利要求2所述的设备，其中，颗粒计数器包括凝结颗粒计数器。11.如权利要求2所述的设备，其还包括颗粒计数器上游且第一取样端口下游的无机颗粒浓度稀释装置，所述无机颗粒浓度稀释装置构造成在流向颗粒计数器之前降低第一取样端口处的无机颗粒浓度。12.如权利要求11所述的设备，其中，无机颗粒浓度稀释装置包括稀释室，其构造成在稀释室内提供20:1至100:1的气体
‑
颗粒比。13.如权利要求12所述的设备，其中，稀释室构造成在稀释室内提供70:1至100:1的气体
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颗粒比。14.如权利要求13所述的设备，其中，稀释室包括分流连接件，其提供稀释室内20:1至100:1的气体
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颗粒比。15.如权利要求13所述的设备，其中，稀释室包括分流连接件，其提供稀释室内70:1至100:1的气体
‑
颗粒比。16.如权利要求2所述的设备，其中，设备还包括处理器，其构造成基于根据方程式(n
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来计算堵塞式蜂窝体捕获的无机颗粒百分比，其中，n
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＝沉积区上游的无机颗粒数
量，以及n
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＝沉积区下游的无机颗粒数量。17.如权利要求1所述的设备，其中，无机颗粒源与雾化喷嘴流体连通。18.如权利要求17所述的设备，其中，流体是气体，以及雾化喷嘴与流体源和粘结剂流体连通，以及其中，粘结剂、液体和无机颗粒源构造成流动通过雾化喷嘴以形成气溶胶。19.如权利要求2所述的设备，其中，流动产生器包括风扇。20.一种设备，其构造成向包含多孔壁、入口端和出口端的堵塞式蜂窝体施加无机颗粒，该设备包括：横跨第一端到第二端的管道；构造成装纳堵塞式蜂窝体的沉积区，其与管道的第二端流体连通；与管道流体连通的入口，所述入口位于沉积区的上游；以及无机颗粒源、液体源和粘结剂，它们与入口流体连通并且构造成向雾化喷嘴以及向沉积区传递无机颗粒、液体和粘结剂的混合物；与管道和沉积区流体连通的流动产生器，其构造成建立引入到管道中的流体与无机颗粒的流动；位于沉积区上游且与其流体连通的第一取样端口；位于沉积区下游且与其流体连通的第二取样端口；与第一取样端口和第二取样端口流体连通的颗粒计数器，其构造成对沉积区上游和沉积区下游的预先选定的无机颗粒尺寸范围内的无机颗粒的选定部分进行计数；以及处理器，其构造成基于根据方程式(n
u
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来计算堵塞式蜂窝体捕获的无机颗粒百分比，其中，n
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＝沉积区上游的无机颗粒数量，以及n
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＝沉积区下游的无机颗粒数量。21.一种向包含多孔壁、入口端和出口端的堵塞式蜂窝体施加无机颗粒的方法，该方法包括：使得无机颗粒从管道的第一端流动到管道的第二端流动到堵塞式蜂窝体；从第一取样端口和第二取样端口对一部分的无机颗粒进行取样，所述第一取样端口位于堵塞式蜂窝体的上游且与其流体连通，所述第二取样端口位于堵塞式蜂窝体的下游且与其流体连通；以及对来自第一取样端口和第二取样端口的选定部分的无机颗粒进行计数，所述选定部分的无机颗粒是在预先选定的无机颗粒尺寸范围内。22.如权利要求21所述的方法，其中，通过颗粒计数器进行计数。23.如权利要求22所述的方法，其中，使用与管道和堵塞式蜂窝体流体连通的流动产生器来产生无机颗粒的流动，其构造成建立起流体与无机颗粒的流动。24.如权利要求23所述的方法，其中，流体包括气体，以及流动产生器包括风扇。25.如权利要求22所述的方法，其中，预先选定的无机颗粒尺寸范围是0.1μm至10μm的范围。26.如权利要求22所述的方法，其中，预先选定的无机颗粒尺寸范围是0.1μm至1μm的范围。27.如权利要求22所述的方法，其中，预先选定的无机颗粒尺寸范围是0.1μm至0.5μm的范围。28.如权利要求22所述的方法，其中，预先选定的无机颗粒尺寸范围是0.3μm至0.5μm的
范围。29.如权利要求22所述的方法，其中，颗粒计数器包括光学分光计。30.如权利要求22所述的方法，其中，颗粒计数器包括发动机废气粒度仪分光计。31.如权利要求22所述的方法，其中，颗粒计数器包括扫描迁移粒度仪。32.如权利要求22所述的方法，其中，颗粒计数器包括凝结颗粒计数器。33.如权利要求22所述的方法，其还包括对颗粒计数器上游且第一取样端口下游的颗粒流进行稀释从而在流到颗粒计数器之前降...

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