用来测量形成陶瓷的批料的水分含量的系统和方法技术方案

本发明专利技术揭示了用来对将要挤出形成陶瓷制品的形成陶瓷的批料的水分含量进行实时测量的系统和方法。所述系统包括测量光学吸收的水分含量测量（ＭＣＭ）系统。可以使用材料特定性的批校准样品对光学吸收测量结果进行校准，使得水分含量测量结果精确化。由于在挤出过程中批料的表面容易变干，因此使用批料移除（ＢＭＲ）装置移除或移去表面的批料，从而可以对下方的批料的水分含量进行测量。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及形成陶瓷的材料的挤出，具体涉及用来测量形成陶瓷的批料中的水分 含量的系统和方法。
技术介绍
在各种工业中，人们采用挤出法形成很多种产品。一种挤出法使用形成陶瓷的材 料，使得增塑的混合物挤出通过模头孔，形成挤出件。人们已经通过挤出法形成了蜂窝形状的陶瓷制品，其包括多个孔道或通道，这些 孔道或通道被沿着该结构的纵轴平行延伸的薄壁分隔。在所述挤出工艺中需要对很多参 数进行控制，使得所需的制品保持其挤出后的形式，最终形成能够满足具体设计和/或性 能要求的制品。所述参数包括例如构成所述批料的混合物的具体组成。所述批料中的水分 (潮气)含量是需要仔细控制的另一个关键参数。水分含量不足的批料无法进行适当的挤 出，会导致最终制品中形成裂纹。另一方面，如果批料中的水分含量过高，也无法适当地进 行挤出，会导致挤出件或挤出制品变形。概述本专利技术的一个方面涉及一种挤出形成陶瓷的批料的方法。所述方法包括传送所述 形成陶瓷的批料，使得所述批料的下方部分暴露出来。所述方法还包括在传送所述批料的 同时对传送的批料的下方部分的水分含量进行测量，然后对所述传送的批料进行挤出。水 分含量是实时测量的。本专利技术的另一个方面涉及一种挤出形成陶瓷的批料的系统。所述系统包括挤出 机，以及用来将所述批料传送到挤出机的传送器。在所述挤出机的上游处、所述传送器的附 近设置移除批料的装置。通过设置该装置，在批料移动通过该装置的时候移除或者移去一 层所述批料，从而使得所述批料的下方部分裸露出来。所述系统还包括水分含量传感器装 置，其设置在足够靠近所述传送器的位置，以便感测所述批料的下方部分的水分含量。一种 示例性的移除批料的装置是犁形机械装置，其插入所述批料中可调节的深度之处，移去选 定量的批料。本领域普通技术人员通过参考以下说明书、权利要求书和附图，能够进一步理解 和体会本专利技术的这些优点和其它的优点。附图简要说明附图说明图1是本文所述的挤出系统的示意图，其包括实时水分含量测量(MCM)系统；图2是通过使用图1的挤出系统挤出形成的示例性蜂窝体的透视4图3A是图1的挤出系统的传送器单元的一部分的放大图，图中显示犁形设备形式 的批料移除(BMR)装置，还显示了光学传感头，该传感头设置在与所述犁形设备相邻、位于 该犁形设备紧邻下游的位置；图3B是图3A所示的传送器单元的一部分的平面图，显示楔形的犁形部件以及在 犁形部件后测量批料水分含量的光学传感头的视野；图4A绘制了通过水分含量测量(MCM)系统测得的“水％ ”原始测量结果相对于校 准样“水％，，的校准数据曲线，对校准数据进行回归拟合作图；图4B显示了实际校准数据的校准样品的“水分(％干)”相对于校准的MCM系统 测得的水分含量值的曲线图；图5A与图3A类似，显示本文所述的挤出系统的一个示例性实施方式，其包括设计 用来测量批料温度的温度传感器；以及图5B与图3B类似，显示温度传感器视野与光学传感头视野位置的比较。专利技术详述下面将详细参考本专利技术的优选实施方式，这些实施方式的例子在附图中示出。只 要可能，在所有附图中使用相同的编号和附图标记来表示相同或类似的部分。本专利技术涉及将增塑的形成陶瓷的混合物挤出形成具有很多种不同轮廓和外形的 制品，例如蜂窝结构。例如，可以通过对形成陶瓷的混合物进行挤出而形成薄壁的蜂窝结 构，所述形成陶瓷的混合物会在挤出过程中在加压条件下发生塑性形变，但是能够在解除 所述高的挤出剪切作用力之后，在环境条件下保持它们挤出时的形式。本专利技术揭示了一种 设备和方法，用来在挤出批料之前实时测量批料中的水分含量，由此系统操作者可以确定 并且(如果需要的话)调节实际的水分含量。“无机批料”包括无机组分的混合物；批料可以包含成孔组分，例如石墨或者甲基 纤维素之类的有机材料，这些成孔组分可以占该混合物的一小部分(例如约1-7% )。图1是用来由形成陶瓷的材料或混合物形成陶瓷基制品的挤出系统10的一个示 例性实施方式的示意图。挤出系统10包括混合阶段或“湿塔”20，其包括入口端22和出口 端24。湿塔20在入口端22从相应的组分来源31接收干态形式的各种批料组分30，将其 与水(以及任选的油)一起混合，形成初始的形成陶瓷的批料混合物。湿塔20包括例如混 合器40，随后是旋转锥形体44。湿塔20还包括供水单元50，该供水单元设计用来以选定的 量(例如以重量计)向该混合器40提供水。在一个示例性的实施方式中，供水单元50是 人工控制和/或自动化控制的，在下文中将进行讨论。挤出系统10还包括传送器单元60，图中显示其设置在与湿塔20的出口端24相邻 的位置。传送器单元60包括传送带64，其具有入口端66和出口端68。优选的传送器单元 60是Thayer带式单元。传送带可以如图所示顺时针旋转。传送器单元60包括保护罩70， 所述保护罩70在靠近传送带出口端68的位置具有孔72。在一个示例性的实施方式中，传 送带64约为1. 2-1. 5米(长约4-5英尺)。传送带入口端66设置在湿塔20的出口端24，以便从湿塔20接收批料34。在一 个示例性的实施方式中，旋转锥形件44用来将批料34以相对均勻的层的形式输送到传送 带入口端66。在一个示例性的实施方式中，传送带64以层的形式承载材料34，所述层的厚 度约为2. 5-5. 0厘米(约1-2英寸)，宽度约为25-36厘米(约10-14英寸)。在一些实施方式中，对湿塔20进行设置，以调节传送带64承载的批料34的层的厚度。挤出系统10还包括斜槽80和挤出单元90。斜槽80设置在传送单元60和挤出单 元90之间。斜槽80设计用来从传送带64的出口端68接收批料34，并将其传送到挤出单 元90。挤出单元90设计用来接收批料34，并用批料形成坯材，然后使得坯材通过挤出模头 92(例如双螺杆挤出机)进行压制，形成挤出件100。在一个示例性的实施方式中，随后将 挤出件100切割成若干小段，以进一步形成挤出的块料。一种示例性的挤出件100具有蜂 窝结构，例如图2所示的结构，其可以用来形成流通基材，或者(堵塞)壁流式过滤器，形成 陶瓷过滤器产品102。在一个示例性的实施方式中，挤出系统10包括位于挤出单元90内的压力传感器 94，其与控制器210电连接，用来在挤出过程中测量挤出单元90内的压力。压力传感器产 生电信号SP，将该电信号输送到控制器210，由控制器210接收，该控制器对压力测量结果 进行处理，优选将压力测量结果显示在显示器240上。挤出件100沉积在与挤出模头92相邻设置的传送器110上。然后将挤出件100 切割成小块，用传送器110传送到干燥站(例如烘箱)120。干燥站120具有内部腔122，所 述挤出件的小块100在干燥过程中位于该内部腔122中。在一个示例性的实施方式中，挤 出单元90包括多个挤出模头，一次操作可以同时形成多个挤出件100。继续参见图1，挤出系统10还包括水分含量测量(MCM)系统200，其包括设置在传 送器单元罩70中的孔72内或者与该孔72相邻的光学传感头202。光学传感头202的视野 206投射在位于传送带64上向下传送的批料34上。合适的光学传感头202可以购自美国 马萨诸塞州密耳佛德的工艺传感器公司(Process Sens本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种对形成陶瓷的批料进行挤出的方法，其包括：传送所述形成陶瓷的批料；在对所述批料进行传送的同时，对所述传送的批料的下方部分的水分含量进行实时测量；对所述传送的批料进行挤出。

【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：DR特里西，D达舍，RJ洛克，JM马洛，
申请(专利权)人：康宁股份有限公司，
类型：发明
国别省市：US[]