專利名稱：一種柴油發(fā)動(dòng)機(jī)用顆粒捕集器陶瓷過(guò)濾體的制作工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于一種陶瓷過(guò)濾體的制作方法，特別是一種用于凈化柴油發(fā)動(dòng)機(jī)尾氣的陶瓷過(guò)濾體的制作方法。
背景技術(shù)：
由于柴油發(fā)動(dòng)機(jī)具有良好的經(jīng)濟(jì)性、動(dòng)力性和可靠性，因而被廣泛地用作汽車和工程機(jī) 械的動(dòng)力，但其尾氣中含有大量的微粒(PM)，約為汽油發(fā)動(dòng)機(jī)排放量的30 80倍，成為城 市中的一個(gè)重要污染源。能否有效降低柴油發(fā)動(dòng)機(jī)尾氣排放中污染物的含量制約著柴油發(fā)動(dòng) 機(jī)的廣泛應(yīng)用。目前，比較成熟的降低柴油發(fā)動(dòng)機(jī)尾氣排放污染物的技術(shù)是采用多孔道的陶 瓷基過(guò)濾材料來(lái)生產(chǎn)柴油發(fā)動(dòng)機(jī)用顆粒捕集器，對(duì)柴油發(fā)動(dòng)機(jī)所排放出來(lái)的顆粒物進(jìn)行過(guò)濾。 它們通常由氧化物或碳化物組成，具有多孔結(jié)構(gòu)，在70(TC以上能保持熱穩(wěn)定，比表面積大 于lm々g，主要結(jié)構(gòu)包括蜂窩陶瓷、泡沫陶瓷及陶瓷纖維氈。蜂窩陶瓷主要有壁流式、泡沫式 等多種結(jié)構(gòu)。從捕集效率的角度來(lái)看，壁流式蜂窩陶瓷體最高，因此得到廣泛的應(yīng)用。如圖 l所示，壁流式蜂窩陶瓷體具有多孔結(jié)構(gòu)，相鄰兩個(gè)封口孔l (或塞孔、塞口孔、閉孔、閉口 孔、單閉孔等)為在不同處封口的孔， 一個(gè)封口孔l進(jìn)口被堵住，出口敞開(kāi)，則其鄰近封口 孔1進(jìn)口敞開(kāi)、出口被堵住，封口孔的側(cè)壁帶有大量微孔，這種封口孔結(jié)構(gòu)迫使柴油發(fā)動(dòng)機(jī) 尾氣由進(jìn)口敞開(kāi)的封口孔1進(jìn)入，穿過(guò)具有大量微孔的封口孔1的陶瓷壁面進(jìn)入相鄰的出口 敞開(kāi)封口孔1，由于微粒的粒徑比陶瓷側(cè)壁上的微孔的孔徑大，所以氣體可以很順暢的通過(guò) 而微粒就被吸附在封口孔1壁面上。壁流式蜂窩陶瓷體的孔道密度一般約為100—300孔/in2，圖1中壁流式蜂窩陶瓷體帶封 口孔的結(jié)構(gòu)是在對(duì)陶瓷坯體形成通孔后再實(shí)施堵孔后形成的，在實(shí)際操作中陶瓷坯體(未燒 成階段的泥坯)每個(gè)孔道的孔徑很難保持一致，所以對(duì)陶瓷坯體進(jìn)行堵孔很難用機(jī)械坐標(biāo)定 位來(lái)精確設(shè)定堵孔的程序，但如果不能精確進(jìn)行堵孔，則會(huì)造成最終產(chǎn)品質(zhì)量不能滿足使用 要求，例如堵孔過(guò)程中造成孔壁破損而使產(chǎn)品報(bào)廢，因而要想實(shí)現(xiàn)機(jī)械化操作，生產(chǎn)設(shè)備必 須準(zhǔn)確識(shí)別每個(gè)陶瓷坯體孔道的結(jié)構(gòu)尺寸，然后再根據(jù)產(chǎn)品的實(shí)際情況做出相應(yīng)的數(shù)據(jù)處理， 最后發(fā)出準(zhǔn)確的操作指令，這種精確控制的程序?qū)嵤╇y度非常大、成本很高；另外，產(chǎn)品的 橫切面積大、孔密度高，孔的數(shù)量特別的大，這也對(duì)采取準(zhǔn)確的堵孔工藝造成巨大的障礙?，F(xiàn)有常見(jiàn)的對(duì)陶瓷坯體進(jìn)行堵孔的工藝如下蜂窩陶瓷體首先要用具有可塑性的泥料擠出成 型陶瓷坯體；然后將陶瓷坯體兩個(gè)端面的通孔在端面處用泥料進(jìn)行封堵；待封堵孔的泥料干 燥后打通端面處相應(yīng)孔的封堵體泥料。這一打通過(guò)程必須借助高性能的照相機(jī)先對(duì)固定好的 未封堵的陶瓷坯體橫斷面進(jìn)行拍照采集孔道的坐標(biāo)數(shù)據(jù)，然后用電腦軟件對(duì)相機(jī)采集的圖像 數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，形成每個(gè)孔道在陶瓷坯體上所處的坐標(biāo)位置的數(shù)據(jù)，之后根據(jù)這些數(shù)據(jù)按照 每隔一個(gè)孔堵一個(gè)孔的規(guī)律，將開(kāi)孔指令傳輸給幵孔用的激光器，利用激光將陶瓷坯體端面 選定孔道的封堵泥料穿透，最終得到符合要求的蜂窩陶瓷坯體?，F(xiàn)有的這種對(duì)陶瓷坯體進(jìn)行 堵孔的工藝所使用的設(shè)備的成本非常高，操作復(fù)雜，導(dǎo)致最終產(chǎn)品的成本高昂。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是提供一種低成本的制作柴油發(fā)動(dòng)機(jī)用顆粒捕集器(DPF)陶瓷過(guò)濾體的工藝方法。本發(fā)明的技術(shù)方案如下柴油發(fā)動(dòng)機(jī)用顆粒捕集器陶瓷過(guò)濾體的制作工藝包括如下步驟將配制好的泥料制成柱 狀體坯體，在所述柱狀坯體上丌通若干貫通坯體的通孔，所述通孔的軸線平行于柱狀坯體軸 線；還包括如下歩驟A、 在柱狀坯體的兩個(gè)端面分別覆蓋膜；B、 選定被膜覆蓋的通孔作為選定通孔，每一通孔僅在一個(gè)端面上被選定，穿透兩個(gè)端 面上所述膜對(duì)應(yīng)于選定通孔的部分；C、 向所述膜上穿透部位注入泥料封堵住選定通孔的靠近膜的一端；D、 從柱狀坯體的端面揭下膜從而使所述選定通孔形成封口孔。 步驟A中所述膜為透明膠膜。步驟B中所述選定通孔是指在柱狀坯體同一端面隔一個(gè)通孔而選定的通孔，被隔開(kāi)的通 孔為間隔通孔，在一個(gè)端面的選定通孔在另一個(gè)端面則為間隔通孔。步驟C所述注入泥料的方法為將完成歩驟B得到的柱狀坯體的一端面壓入具有流動(dòng)性的 泥料中使泥料注入到選定通孔端部；完成所述注入泥料后待注入的泥料干燥到不具有流動(dòng)性 后，將柱狀坯體的另一端面重復(fù)上述注入泥料方法。本發(fā)明的技術(shù)效果本發(fā)明利用透明膜暫時(shí)封堵柱狀坯體的通孔，穿透選定通孔對(duì)應(yīng)膜的部分操作簡(jiǎn)單，只 需用尖銳的器具刺破膜即可，刺破所形成開(kāi)口的尺寸與形狀并不需要與通孔的橫截面十分符合，只要形成了這個(gè)開(kāi)口就可以使后續(xù)注入堵孔泥料的工序順利進(jìn)行，因此刺破膜的加工精 度要求可以比較低。由于穿透通孔上的膜不需要較高的加工精度和加工能量，本發(fā)明的技術(shù) 方案可以不采用激光器等高成本加工設(shè)備，簡(jiǎn)單的人工操作即可達(dá)到需要的加工精度，因此 本發(fā)明極大地降低了制作柴油發(fā)動(dòng)機(jī)用顆粒捕集器陶瓷過(guò)濾體的成本。采用透明膠膜(例如日常用的透明膠帶)覆蓋柱狀坯體的兩個(gè)端面使得在進(jìn)行后續(xù)穿透 膜步驟時(shí)可以借助操作者的視覺(jué)判斷準(zhǔn)確地將穿透工具定位于透明膠膜上。同時(shí)透明膠膜本 身具有的粘附性可以使其與柱狀坯體的連接更牢固，確保穿透透明膠膜時(shí)的外力不會(huì)推動(dòng)透 明膠膜而造成定位不準(zhǔn)確。采用依次向柱狀坯體端面穿透的選定通孔端部注入泥料便于泥料與選定通孔壁緊密結(jié)合 與成型，避免向坯體兩個(gè)端面同時(shí)注入泥料的情況下發(fā)生泥料由于存在流動(dòng)性造成與通孔壁 的結(jié)合不緊密。


圖1為柴油發(fā)動(dòng)機(jī)用顆粒捕集器陶瓷過(guò)濾體坯體沿軸線剖面的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2顆粒捕集器多孔道柱狀坯體未完成封堵通孔前的沿軸線剖面的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中標(biāo)記列示如下1、封口孔，2、通孔。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)的說(shuō)明。本發(fā)明的柴油發(fā)動(dòng)機(jī)用顆粒捕集器陶瓷過(guò)濾體的制作工藝首先需要加工出如圖2所示的 顆粒捕集器多通孔柱狀坯體未完成封堵通孔前的的粗坯。首先，將適用的各種無(wú)機(jī)主料和有機(jī)輔料按比例配制成具有塑性的泥料，利用擠出成型工藝將泥料制成如圖2所示具有多通孔 的柱狀坯體的粗坯，柱狀坯體的粗坯一般為圓柱狀坯體，在柱狀坯體的粗坯橫截面上孔的密 度為100目一300目，柱狀坯體的粗坯經(jīng)過(guò)高燥后，按照產(chǎn)品的高度要求，將柱狀坯體的粗 坯的兩端面切割加工。形成的若干貫穿柱狀坯體的粗坯的通孔2的軸線平行于柱狀坯體的粗 坯的軸線。利用上述得到的顆粒捕集器柱狀坯體的粗坯可以進(jìn)一步加工出最終需要的柴油發(fā)動(dòng)機(jī)用顆粒捕集器陶瓷過(guò)濾體。具體的工藝步驟說(shuō)明如下A、在柱狀坯體的粗坯的兩個(gè)端面覆蓋膜。在這一歩驟中，利用透明膠帶或其他透明的薄膜覆蓋顆粒捕集器柱狀坯體粗坯的兩個(gè)端 面。需要指出的是透明膠帶或一面涂敷有膠的透明薄膜，易于其通過(guò)膠面在顆粒捕集器柱狀 坯體的粗坯的端面上形成牢固的覆蓋，如果透明薄膜沒(méi)有涂敷膠也需要利用其他方式使透明 薄膜牢固覆蓋于顆粒捕集器柱狀坯體粗坯的端面。經(jīng)過(guò)這樣處理后，牢固覆蓋于所述粗坯端 面的透明薄膜利于后續(xù)穿透工藝和注入堵孔泥料工藝的實(shí)施。在具體操作過(guò)程中也可以先對(duì)一個(gè)端面覆蓋膜，將這一端面執(zhí)行完后續(xù)B-D的步驟后將 另一端面重復(fù)A-D步驟。B、 選定被膜覆蓋的通孔2作為選定通孔，每一通孔2僅在一個(gè)端面上被選定，穿透兩 個(gè)端面上所述膜對(duì)應(yīng)于選定通孔的部分。這一歩驟的目的是在完成歩驟A的基礎(chǔ)上對(duì)上述端面上覆蓋的透明薄膜上對(duì)應(yīng)選定通孔 2處形成開(kāi)口，即使選定通孔2與透明薄膜另一側(cè)的空間連通。這里所說(shuō)的選定通孔是按照 下面的規(guī)則選定在柱狀坯體粗坯的一個(gè)端面每隔一個(gè)通孔選定一個(gè)通孔作為選定通孔，被 隔開(kāi)的通孔為間隔通孔，兩個(gè)端面的選定要交錯(cuò)進(jìn)行，即在一個(gè)端面的選定通孔在另一個(gè)端 面則為選定通孔之間的間隔通孔。最終使得在同一個(gè)端面上每一個(gè)被選定的通孔2的鄰近的 通孔(具有共用孔壁的通孔)均為間隔通孔。當(dāng)然，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解，間隔兩個(gè)或 兩個(gè)以上通孔的選定也是可以的。穿透透明薄膜對(duì)應(yīng)于選定通孔部分使用的工具可以是尖銳的器具，其尖端的尺寸小于通 孔2的橫截面尺寸。尖銳器具在穿透透明薄膜時(shí)僅需要施加很小的力即可實(shí)現(xiàn)穿透，進(jìn)一步 的優(yōu)化可以將尖端加熱，使穿透更加容易。尖銳器具穿透透明薄膜不僅在于節(jié)省能量，更重 要的是尖銳器具的尖端尺寸小于通孔的尺寸，這就允許將尖銳器具推向透明薄膜時(shí)可以不必 絕對(duì)對(duì)準(zhǔn)通孔的軸心，允許有一定范圍的偏差，在透明薄膜上形成的開(kāi)口尺寸小于通孔2在 端面橫截面尺寸即可滿足后續(xù)工藝的要求，這就使得實(shí)際操作步驟簡(jiǎn)單，可以提高效率。另 外，選用透明薄膜使得操作者可以憑借視覺(jué)將尖銳器具準(zhǔn)確定位于選定的通孔。C、 向所述透明薄膜上穿透部位注入堵孔泥料封堵住選定通孔的靠近膜的一端，由于每 一通孔只在一個(gè)端面上被選定，因此每一通孔只有一端被封堵。這一歩驟的目的是將經(jīng)過(guò)步驟B處理的選定通孔的一端用泥料封堵，結(jié)合步驟B中的選 定規(guī)則使得最終得到如圖1所示的柴油發(fā)動(dòng)機(jī)用顆粒捕集器坯體。此步驟所用的堵孔泥料的配置是在制造多孔道柱狀體柱狀坯體的粗坯成分的基礎(chǔ)上，通 過(guò)添加部分無(wú)機(jī)的降低燒成溫度的原料，同時(shí)加大泥料調(diào)制的用水量，使泥料在堵孔時(shí)具備 很好的流動(dòng)性，在外力的作用下，泥料可以有效地流進(jìn)步驟B在透明薄膜上開(kāi)出的開(kāi)口中。同時(shí)在產(chǎn)品燒成時(shí)，由于堵孔泥料添加了部分降溫原料，使得堵孔泥可以很好的跟柱狀坯體融為一體。本歩驟具體的實(shí)現(xiàn)方法如下向一個(gè)設(shè)置有氣動(dòng)密封裝置的容器中加入調(diào)配好的具有流動(dòng)性的堵孔泥料，所述堵孔泥 料與制作柴油發(fā)動(dòng)機(jī)用顆粒捕集器多孔道坯體粗坯的泥料基本相同，只是在所述粗坯泥料中 添加了部分的氧化硅等能夠降低產(chǎn)品燒結(jié)溫度的無(wú)機(jī)原料，同時(shí)加入更多量的水才能調(diào)配出流動(dòng)性很好的堵孔泥料。將歩驟B得到的完成穿透透明薄膜的柴油發(fā)動(dòng)機(jī)用顆粒捕集器坯體 粗坯一個(gè)端面伸入到上述容器中，開(kāi)啟氣動(dòng)密封裝置。在柴油發(fā)動(dòng)機(jī)用顆粒捕集器坯體粗坯 上施加壓力使柴油發(fā)動(dòng)機(jī)用顆粒捕集器坯體粗坯進(jìn)一歩伸入進(jìn)容器的堵孔泥料中。氣動(dòng)密封 裝置的作用在于防止在壓力作用下容器中的泥料溢出。當(dāng)柴油發(fā)動(dòng)機(jī)用顆粒捕集器坯體粗坯 伸入到泥料中一定距離后，停止向其施加壓力，這時(shí)，在壓力作用下，具有流動(dòng)性的泥料通 過(guò)透明薄膜上的開(kāi)口進(jìn)入到選定通孔中，在選定通孔的端部形成封堵。將形成選定通孔端部 封堵的柴油發(fā)動(dòng)機(jī)用顆粒捕集器坯體粗坯進(jìn)行干燥，使封堵通孔的泥料與通孔壁緊密結(jié)合， 封堵通孔泥料干燥后應(yīng)當(dāng)形成深入通孔深度在5—15mm的封堵體。D、 完成步驟C后揭開(kāi)這一端的透明薄膜。E、 對(duì)柱狀坯體的另一個(gè)端面重復(fù)進(jìn)行從B-D的步驟，從而使所述選定通孔形成封口孔1。 為了提高產(chǎn)品的堵孔質(zhì)量，要在柱狀坯體粗坯一端面的堵孔泥料完全干燥后再進(jìn)行另一端面的堵孔操作，同時(shí)薄膜的掀除也最好在堵孔泥料干燥好之后再進(jìn)行，這樣可以盡量的避 免堵孔泥剝落的缺陷。采用本發(fā)明的技術(shù)方案不需要較高的加工精度和加工能量，可以不采用激光器等高成本 加工設(shè)備，簡(jiǎn)單的人工操作即可達(dá)到需要的加工精度，因此本發(fā)明極大地降低了制作柴油發(fā) 動(dòng)機(jī)用顆粒捕集器陶瓷過(guò)濾體的成本。應(yīng)當(dāng)指出，以上所述具體實(shí)施方式
可以使本領(lǐng)域的技術(shù)人員更全面地理解本發(fā)明，但不 以任何方式限制本發(fā)明。因此，盡管本說(shuō)明書參照附圖和實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明已進(jìn)行了詳細(xì)的 說(shuō)明，但是，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，仍然可以對(duì)本發(fā)明進(jìn)行修改或者等同替換；而一切 不脫離本發(fā)明的精祌和技術(shù)實(shí)質(zhì)的技術(shù)方案及其改進(jìn)，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明專利的保護(hù)范圍 當(dāng)中。
權(quán)利要求
1. 一種柴油發(fā)動(dòng)機(jī)用顆粒捕集器陶瓷過(guò)濾體的制作工藝包括如下步驟將配制好的泥料制成柱狀體坯體，在所述柱狀坯體上開(kāi)通若干貫通坯體的通孔，所述通孔的軸線平行于柱狀坯體軸線；其特征在于還包括如下步驟A、在柱狀坯體的兩個(gè)端面分別覆蓋膜；B、選定被膜覆蓋的通孔作為選定通孔，每一通孔僅在一個(gè)端面上被選定，穿透兩個(gè)端面上所述膜對(duì)應(yīng)于選定通孔的部分；C、向所述膜上穿透部位注入泥料封堵住選定通孔的靠近膜的一端；D、從柱狀坯體的端面揭下膜從而使所述選定通孔形成封口孔。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種柴油發(fā)動(dòng)機(jī)用顆粒捕集器坯體的制作工藝，其特征在于步 驟A中所述膜為透明膠膜。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種柴油發(fā)動(dòng)機(jī)用顆粒捕集器坯體的制作工藝，其特征在 于步驟B中所述選定通孔是指在柱狀坯體同一端面隔一個(gè)通孔而選定的通孔，被隔開(kāi)的通孔為間隔通孔，在一個(gè)端面的選定通孔在另一個(gè)端面則為間隔通孔。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種柴油發(fā)動(dòng)機(jī)用顆粒捕集器坯體的制作工藝，其特征在于步 驟C所述注入泥料的方法為將完成步驟B得到的柱狀坯體的一端面壓入具有流動(dòng)性的泥料中 使泥料注入到選定通孔端部；完成所述注入泥料后待注入的泥料干燥到不具有流動(dòng)性后，將 柱狀坯體的另一端面重復(fù)上述注入泥料方法。
全文摘要
本發(fā)明屬于過(guò)濾氣體用陶瓷體的制作方法。為了解決現(xiàn)有工藝成本過(guò)高的問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種低成本的制作柴油發(fā)動(dòng)機(jī)用顆粒捕集器坯體的工藝方法。本發(fā)明的主要步驟包括A.在柱狀坯體的兩個(gè)端面分別覆蓋膜；B.選定被膜覆蓋的通孔作為選定通孔，每一通孔僅在一個(gè)端面上被選定，穿透所述膜對(duì)應(yīng)于選定通孔的部分；C.向所述膜上穿透部位注入泥料封堵住選定通孔的靠近膜的一端，每一通孔只有一端被封堵；D.從柱狀坯體的端面揭下膜。采用本發(fā)明的技術(shù)方案不需要較高的加工精度和加工能量，因此極大地降低了制作柴油發(fā)動(dòng)機(jī)用顆粒捕集器坯體的成本。
文檔編號(hào)B28B1/48GK101265111SQ20081008930
公開(kāi)日2008年9月17日 申請(qǐng)日期2008年4月11日 優(yōu)先權(quán)日2007年11月1日
發(fā)明者紅 彭 申請(qǐng)人:北京創(chuàng)導(dǎo)奧福精細(xì)陶瓷有限公司