專利名稱：制造過濾設備和制造多孔陶瓷制品的方法
技術領域：
本申請總體涉及過濾器和多孔制品，更具體地，涉及制造過濾設備和制造多孔陶瓷制品的方法。
背景技術：
在過濾廢氣中通常使用陶瓷蜂窩過濾器。例如，陶瓷蜂窩過濾器已知曉可用于從柴油機的排氣流中除去微粒和/或氣體。

發(fā)明內容
一方面，ー種制造過濾設備的方法包括以下步驟提供具有中心孔的多塊板，其中，各板由陶瓷成型材料制造而成。所述方法接著包括以下步驟烘燒所述多塊板，以成型出分別具有所述中心孔ロ的多塊多孔陶瓷板。所述方法接著包括以下步驟通過將所述多孔陶瓷板沿軸向隔著多個順應性間隔件一一間隔開以形成多個沿軸向間隔開的徑向流動區(qū)域，從而形成過濾堆疊體。所述多塊多孔陶瓷板的中心孔ロ沿著中心流路設置，所述徑向流動區(qū)域沿軸向在第一組徑向流動區(qū)域與第二組徑向流動區(qū)域之間交替，其中，所述第一組徑向流動區(qū)域相對于所述中心流路敞開，所述第二組徑向流動區(qū)域相對于所述中心流路關閉。所述方法接著包括以下步驟將所述過濾堆疊體安裝在罩殼內，所述罩殼具有第一流體端ロ和第二流體端ロ，其中，所述第一流體端ロ與所述中心流路流體連通，所述第二連通端ロ與形成在所述過濾堆疊體與所述罩殼之間的外周流路連通。所述第一組徑向流動區(qū)域相對于所述外周流路關閉，所述第二組徑向流動區(qū)域相對于所述外周流路敞開。另ー方面，ー種制造過濾設備的方法包括以下步驟提供具有中心孔的第一多塊板，其中，所述第一多塊板的各板由陶瓷成型材料制造而成。所述方法接著包括以下步驟 烘燒所述第一多塊板，以成型出分別具有所述對應的中心孔ロ的第一多塊多孔陶瓷板。所述方法接著包括以下步驟通過將所述第一多塊多孔陶瓷板沿第一過濾堆疊體的軸向隔著第一間隔件一一間隔開以形成第一多個沿軸向間隔開的徑向流動區(qū)域，從而形成所述第一過濾堆疊體。所述第一多塊多孔陶瓷板的中心孔ロ沿著第一中心流路設置，所述徑向流動區(qū)域沿第一過濾堆疊體的軸向在第一組徑向流動區(qū)域與第二組徑向流動區(qū)域之間交替，其中，所述第一組徑向流動區(qū)域相對于所述第一中心流路敞開，所述第二組徑向流動區(qū)域相對于所述第一中心流路關閉。所述方法接著包括以下步驟烘燒所述第一過濾堆疊體，從而將所述第一多塊多孔陶瓷板與所述第一間隔件燒結到一起。又一方面，ー種制造過濾設備的方法包括以下步驟提供具有中心孔的多塊板，其中，所述多塊板的各板包括含有催化劑粒子和燒結材料的成分。所述方法還包括以下步驟烘燒所述多塊板，以使所述板在沒有燒結實質量的所述催化劑粒子的情況下成型出多孔板。所述方法接著包括以下步驟通過將所述多塊板沿過濾堆疊體的軸向一一間隔開以形成多個沿軸向間隔開的徑向流動區(qū)域，從而形成所述過濾堆疊體。所述多塊多孔板的中心孔口沿著中心流路設置，所述徑向流動區(qū)域沿所述堆疊體的軸向在第一組徑向流動區(qū)域與第二組徑向流動區(qū)域之間交替，其中，所述第一組徑向流動區(qū)域相對于所述中心流路敞開， 所述第二組徑向流動區(qū)域相對于所述中心流路關閉。又一方面，一種制造多孔陶瓷制品的方法包括以下步驟提供多孔基底，該多孔基底包括含有富鋁紅柱石的第一材料成分，且用含有堇青石的第二材料成分滲透所述基底的所述孔。所述方法還包括以下步驟烘燒所述第一成分和所述第二成分，以成型出所述多孔陶瓷制品。


在參照附圖閱讀了下面的詳細描述之后，就可更好地理解本發(fā)明的這些和其它特征、方面以及優(yōu)點，在附圖中圖1示出示例性過濾設備的縱剖視圖；圖2是過濾設備沿著圖1的剖線2-2剖取的橫剖視圖；圖3示出可與示例性過濾設備一起使用的另一示例性多孔陶瓷板的一部分的橫剖視圖；圖4示出可與示例性過濾設備一起使用的又一示例性多孔陶瓷板的一部分的橫剖視圖；圖5示出另一示例性過濾設備的分解部分；圖6示出又一示例性過濾設備的分解部分；圖7是過濾設備沿著圖1的剖線7-7剖取的橫剖視圖；圖8是過濾設備沿著圖1的剖線8-8剖取的橫剖視圖；圖9示出可與示例性過濾設備一起使用的另一示例性多孔陶瓷板的一部分的俯視示意圖；圖10示出沿著圖9的剖線10-10剖取的端視圖；圖11示出可與示例性過濾設備一起使用的又一示例性多孔陶瓷板的一部分的俯視示意圖；圖12示出另一示例性過濾設備的縱剖視圖；圖13示出具有嵌套后的多孔陶瓷板的示例性過濾堆疊體；圖14是圖13的過濾堆疊體的橫剖視圖；圖15是圖13的過濾堆疊體的第一組多孔陶瓷板中的一塊的俯視圖；圖16是圖13的過濾堆疊體的第二組多孔陶瓷板中的一塊的俯視圖；圖17是示出制造過濾設備的示例性步驟的流程圖；圖18示出具有多塊多孔陶瓷板的過濾堆疊體，其中，上述多孔陶瓷板在過濾堆疊體的軸向上隔著間隔件與另一塊多孔陶瓷板間隔設置；圖19示出在烘燒后的圖18的過濾堆疊體，其中，上述烘燒可使多塊多孔陶瓷板與間隔件燒結到一起；以及
圖20示出制造多孔陶瓷制品的方法。
具體實施例方式下面將參考示出本發(fā)明的示例性實施例的附圖更詳細地描述本發(fā)明。只要有可能，在所有附圖中，都用相同的附圖標記來表示相同或類似的部件。然而，本發(fā)明可具體實施成許多不同形式，而不應理解成對這里所述的實施例進行限制。提供這些實施例使得本發(fā)明都將是詳盡和完整的，且將對于本領域的技術人員來說完全傳遞本發(fā)明的范圍。過濾設備設置成可具有ー個或多個過濾堆疊體且可具有可選的罩売。例如，圖1 示出包括安裝在罩殼110內的過濾堆疊體130的過濾設備100的縱剖視圖。圖示的罩殼具有單ー罩壁，但也可以設置雙罩壁或是其它的壁結構。單ー罩壁可期望允許從單一壁至周圍環(huán)境的熱傳遞。可調節(jié)從罩壁的熱傳遞，以控制過濾堆疊體130內的溫度極限和/或梯度。在其它實施例中，雙罩壁可期望有助于使過濾堆疊體130與周圍環(huán)境隔離。這樣，在某些操作環(huán)境下，雙罩壁可用于幫助維持過濾堆疊體130的期望最大溫度和/或溫度梯度。罩殼110可包括一體成形結構，以提供具有簡化設計的過濾設備?？商娲?，如圖 1所示，罩殼110可由連接到一起的多個部分構成。例如，如圖所示，罩殼包括第一罩殼部 112和第二罩殼部114，該第一罩殼部112和第二罩殼部114具有可與緊固件116連接到一起的對應的凸緣。如圖1和圖2所示，罩殼110可設有支承板102，該支承板102包括板體104，且具有突起106，這些突起106設計成在規(guī)定流體通道開ロ 108以允許流體流122穿過時與罩殼 110配合。在其它實施例中，也可以設置間隔件來代替突起106，使板主體升高來提供用于流體流的空氣通道。在示例性實施例中，支承板102可起到壓縮板的作用，其有助于對罩殼 110內的過濾堆疊體130進行壓縮。例如，可對緊固件116進行緊固，以在第二罩殼部114 與支承板102之間壓縮過濾堆疊體130。在這樣的實施例中，可在多孔陶瓷板140的一端與支承板102之間設置第一隔離層132，并可在多孔陶瓷板140的軸向相反一端與第二罩殼部114之間設置第二隔離層134。隔離層132、134可提供在過濾堆疊體130與過濾設備 100的其它部分之間的耐沖擊性、耐振動性和/或耐熱性。如圖7和圖8所示，可在多孔陶瓷板與罩殼之間設置隔離肋135。如圖所示，隔離肋135可包括沿軸線1 設置的細長的材料條。在其它實施例中，隔離肋可包括間隔塊、間隔凸片或設計成將多孔陶瓷板與罩殼間隔開的其它結構。隔離肋135(如果設置的話)可有助于罩殼110內的過濾堆疊體130的定位，從而能有助于維持外周流路184和/或防止多孔陶瓷板140與罩殼110之間的接觸。在某些實施例中，避免多孔陶瓷板140與罩殼110 接觸可期望保護多孔陶瓷板免受由罩殼110施加的力的影響。形成隔離層和/或隔離肋的隔離材料可包括順應性材料，該順應性材料能在軸向壓縮的作用下發(fā)生諸如彈性變形之類的變形。在一實施例中，順應性材料包括陶瓷無光材料，例如陶瓷紙，但也可以在其它實施例中使用能在過濾設備100的操作溫度下維持一體化結構的其它材料。罩殼110還包括第一流體端ロ 118和第二流體端ロ 120。任一流體端ロ均可設計成具有用于流體流122的入口和/或出口。例如，如圖1所示，過濾設備100配置成第一流體端ロ 118提供用于流體流122的入口，而第二流體端ロ 120提供用于流體流122的出口。 流體端ロ 118、120可以各種方式配置。在所說明的實施例中，流體端ロ 118、120沿過濾設
7備100的軸線1 同軸對齊。在其它實施例中，流體端口可與另一流體端口軸向偏置、正交、 平行或以其它方式配置。如圖1所示，過濾堆疊體130包括安裝在罩殼110內的單一的過濾堆疊體，但在其它實施例中也可以設置兩個以上的過濾堆疊體。過濾堆疊體130可構造成對流體端口 118 與流體端口 120之間的流體流122進行過濾，上述過濾堆疊體130形成與第一流體端口 118 流體連通的中心流路180。如圖所示，中心流路180可構造成沿過濾設備100的軸線1 延伸。而且，如圖1中用虛線182所圖示的那樣，中心流路180也可以沿過濾設備100的軸向 1 朝內漸縮。在其它實施例中，中心流路180可具有其它結構，例如，沒有漸縮或沿軸向朝外漸縮?？蛇x擇將中心流路沿軸向朝內或朝外漸縮，從而可在減小背壓時實現(xiàn)所期望的過濾性能。例如，沿過濾設備的軸向將中心流路朝內漸縮可在過濾操作中減少背壓。過濾堆疊體130可安裝在罩殼110內，從而在過濾堆疊體130與罩殼110之間形成外周流路184。在所說明的實施例中，過濾堆疊體130具有比壁罩殼110的內部尺寸(例如直徑)小的外部尺寸(例如直徑)。過濾堆疊體130可在罩殼110內軸向對齊，以使外周流路184圍繞過濾堆疊體130的外周緣。在所說明的實施例中，外周流路184包括可環(huán)繞過濾堆疊體130的外周緣的柱狀區(qū)域。如圖所示，過濾堆疊體130安裝在罩殼110內，以使外周流路184與第二流體端口 120流體連通。如圖1所示，過濾堆疊體130可包括多塊多孔陶瓷板140。各多孔陶瓷板140可考慮具有在多孔陶瓷板140的第一側144與第二側146之間形成的過濾分布?？捎啥嗫滋沾砂宓囊韵绿匦缘膹V泛組合來確定多孔陶瓷板的過濾分布，例如，陶瓷材料組合物、陶瓷材料的孔隙率和/或中值孔徑、板分層、催化劑裝載、板厚、中心孔口尺寸和/或板的過濾面面積、板表面形貌和/或會影響背壓的其它特性、過濾效率和/或過濾設備的其它過濾特性。 在某些實施例中，所有的陶瓷板分別相同，從而各多孔陶瓷板具有基本相同的過濾分布。在其它實施例，多塊多孔陶瓷板中的至少一塊具有形成在多孔陶瓷板的第一側和第二側之間的過濾分布，其基本沿多孔陶瓷板的徑向變化。在另一些實施例中，過濾堆疊體的多塊多孔陶瓷板中的至少兩塊具有基本不同的過濾分布。多孔陶瓷板140均可由相同的材料組合物形成，但至少兩塊或是所有的多孔陶瓷板可包括不同的材料組合物。可通過調節(jié)陶瓷成型配合料來選擇各板所需的材料組合物。 在烘燒后，多孔陶瓷板的組合物可包括廣泛的陶瓷材料，諸如陶瓷/玻璃陶瓷結構。例如， 陶瓷材料可包括金屬氧化物晶體材料，諸如氧化鋁、氧化鋯、堇青石、富鋁紅柱石、鈦酸鋁和 /或其它材料。在其它實施例中，陶瓷材料可包括非氧化物晶體材料，諸如碳化硅、氮化硅和 /或其它材料。在另一些實施例中，陶瓷材料可包括玻璃質材料，諸如石英玻璃材料或硅。 陶瓷材料還可以是玻璃陶瓷或可以是上述提及的材料的組合。應當理解，可提供陶瓷材料的各種組合物，以獲取在多孔陶瓷板140的第一側144 與第二側146之間具有期望的過濾分布的多孔陶瓷板。在某些實施例中，所有的板可包括相同的陶瓷材料的組合物，但也可以是兩塊以上的板可具有不同的陶瓷材料的組合物，以在過濾堆疊體內的不同位置提供不同的過濾特性。而且，至少一塊或所有的陶瓷板可從多孔陶瓷板的中心部沿著徑向具有相同或不同的金屬組合物。例如，多孔陶瓷板的內部可具有如下材料組合物在板的內部上開始具有一材料組合物，但朝多孔陶瓷板的外周緣逐漸改變成基本不同的材料組合物。提供從板的中心部沿著徑向具有不同材料組合物的多孔陶瓷板，這樣可提供具有在徑向上變化的過濾分布的多孔陶瓷板，該過濾分布在多孔陶瓷板的不同徑向位置上改變過濾特性。多孔陶瓷板140包括多孔陶瓷材料，其中，陶瓷板的孔隙率可在大約20%至大約 80%的孔隙量之間變化，例如在大約50%至大約70%的孔隙量之間。根據(jù)特殊應用的不同，孔的中值孔徑還可在大約2微米至大約100微米之間的范圍內選擇。在另ー些實施例中，潛在應用存在低孔隙率(例如在大約0%至大約20%孔隙量之間)、高強度、具有獨特形狀的陶瓷/玻璃陶瓷結構，上述結構可利用3D印刷工序制造。應當理解，可提供各種孔隙率和/或中值孔徑，以獲取在多孔陶瓷板140的第一側 144與第二側146之間具有期望的過濾分布的多孔陶瓷板。在某些實施例中，所有的板可包括相同的孔隙率和/或中值孔徑，但也可以是兩塊以上的板可具有不同的孔隙率和/或中值孔徑，以在過濾堆疊體內的不同位置提供不同的過濾特性。而且，至少ー塊或所有的陶瓷板可從多孔陶瓷板的中心部沿著徑向具有相同或不同的孔隙率和/或中值孔徑。例如，多孔陶瓷板的內部可具有如下孔隙率和/或中值孔徑開始于ー個值，但朝多孔陶瓷板的外周緣逐步改變成基本不同的值。提供從板的中心部沿著徑向具有不同孔隙率和/或中值孔徑的多孔陶瓷板，這樣可提供具有在徑向上變化的過濾分布的多孔陶瓷板，該過濾分布在多孔陶瓷板的不同徑向位置上改變過濾特性。各多孔陶瓷板140可具有在多孔陶瓷板140的第一側144與第二側146之間延伸的厚度“T”?？筛鶕?jù)特殊的過濾應用設置各種厚度。示例性厚度“T”可在大約10微米至大約2000微米之間，但也可以在其它實施例中使用其它厚度。多孔陶瓷板140的過濾分布可在多孔陶瓷板140的第一側144與第二側146之間基本相同或是改變。例如，如圖1所示， 材料特性可在材料的厚度“T”上基本相同。這樣，圖1的多孔陶瓷板的過濾分布在多孔陶瓷板140的厚度“T”上保持基本相同。在其它實施例中，多塊多孔陶瓷板中的至少ー塊可包括具有不同過濾分布的不同層。例如，如圖3所示，示出多孔陶瓷板MO的一部分，其可具有與圖1示出的多孔陶瓷板140相似或相同的特征。但是，如圖所示，圖3的多孔陶瓷板 240包括限定多孔陶瓷板MO的第一側M4的第一層MOa和限定多孔陶瓷板MO的第二側246的第二層MOb。第一層MOa和第二層MOb具有形成在多孔陶瓷板的第一側與第二側之間的基本不同的過濾分布。例如，如圖所示，第一層MOa的中值孔徑比第二層MOb的中值孔徑大。附加地或可替代地，第一層可具有不同的孔隙率、材料組合物或是其它特征， 從而提供具有不同過濾分布的各個層。而且，如圖所示，多孔陶瓷板240的厚度可由兩個層實現(xiàn)，但在其它實施例中也可以設置三個以上的層。此外，各層的比例厚度可沿板的徑向改變，和/或過濾堆疊體中的多塊板可具有不同的層特性。圖4示出多孔陶瓷板340的一部分，其可具有與圖1示出的多孔陶瓷板140相似或相同的特征。另外，圖4的多孔陶瓷板340設有相對較薄的第一層340a，該第一層340a包括覆蓋第二層340b的催化劑材料覆膜，該催化劑材料覆膜設計成可與某些氣體成分發(fā)生催化，上述第二層340b包括構造成對流體流中夾帶的特殊物質進行過濾的多孔陶瓷材料。 如圖所示，催化劑設置成在整個多孔陶瓷材料上的覆膜。在其它實施例中，催化劑可被浸漬在多孔陶瓷材料內。在另ー些實施例中，板可由納米催化劑粒子且通過使用粘合劑形成。接著將材料在充分足夠高的溫度下烘燒，從而不使催化劑粒子燒結(例如在低于1100°C的溫度下)。催化劑材料可包括諸如金屬催化型沸石、金屬氧化物或混合金屬氧化物之類的適于除去NOx的催化劑，以提高對煙灰和氣體種類的氧化。這種催化劑應用可在各板內沿著板的徑向設置不同的濃度和/或可在過濾堆疊體內的不同板上設置不同的濃度。如圖1所示，過濾堆疊體130的各多孔陶瓷板140的厚度“T”基本相同，從而其厚度不會對陶瓷板的過濾分布帶來任何不同。在其它實施例中，過濾堆疊體的至少一塊板的厚度可設置成與其余板的一塊或多塊的厚度不同。例如，板的厚度可沿軸向依次比下一板的厚度大或小，從而改變各板的過濾分布，因而在整個過濾器中提供期望的過濾特性。例如，圖5示出另一過濾堆疊體430的分解部分，其中，多塊多孔陶瓷板440的厚度“T”沿軸向似8依次比下一塊板小。再如圖1所示出的，多孔陶瓷板也具有在徑向上基本恒定的厚度“T”。在其它實施例中，一個或多個盤可在徑向上具有可變的厚度“T”，以改變多孔陶瓷板在徑向上的過濾分布。多孔陶瓷板的厚度可沿徑向增加或減少。例如，圖6示出另一過濾堆疊體530的分解部分。如圖所示，在中心孔口 542的內周緣處的厚度“1\”小于多孔陶瓷板MO的外周緣 548處的厚度“T2”。實際上，多孔陶瓷板540的厚度沿朝遠離過濾堆疊體530的軸線5 延伸的徑向127恒定地增加。在可替代的實施例中，厚度沿徑向恒定地減少。各多孔陶瓷板140還包括延伸穿過板的厚度“T”的中心孔口 142。如圖所示，多孔陶瓷板140的中心孔口 142可沿著中心流路180設置。如圖所示，在更特殊的實施例中，中心孔口 142可沿過濾設備100的軸線1 相對于彼此軸向對齊。中心孔口 142可根據(jù)過濾應用的不同而包括多種形狀和尺寸。而且，多孔陶瓷板 140可具有外周緣148，該外周緣148還可設有多種形狀和尺寸。孔口和/或外周緣的形狀可以是圓的、橢圓的或曲線的，和/或包括各種多邊形形狀，例如三角形、長方形(例如正方形)或其它多邊形形狀。在一實施例中，相應的多孔陶瓷板140的中心孔口 142和外周緣 148彼此在幾何形狀上相似，但在其它實施例中這些形狀也可以在幾何形狀上不同。例如， 如圖7和圖8所示，所示出的孔口 142包括圓孔，該圓孔與在幾何形狀上相似的多孔板140 的圓形周緣同心。根據(jù)過濾器應用和/或罩殼110內的板的位置的不同，中心孔口 142和外周緣148 的尺寸也可相對于彼此的尺寸改變。例如，如圖7所示，外周緣148可包括橫向尺寸(例如直徑“D”)，該橫向尺寸橫切過濾設備100的軸線126，該橫向尺寸在大約3cm至大約50cm 的范圍內，但在其它實施例中也可以設置為其它尺寸。而且，中心孔口 142可具有橫向尺寸 (例如直徑“d”)，其在多孔陶瓷板140的對應的外周緣148的橫向尺寸(例如直徑“D”) 的大約3% 大約80 %之間的范圍內。板的中心孔口可具有相同的尺寸，但在其它實施例中也可以是一個或多個孔口具有不同的尺寸。示例性過濾堆疊體還可包括孔口，該孔口在尺寸上沿軸向依次減小或增大。 例如，如圖1所示，多塊多孔陶瓷板140的中心孔口 142沿軸向1 依次變小。依次變小的孔口有助于形成沿軸向1 朝內漸縮的中心流路180。這樣，多塊多孔陶瓷板140的第一側和第二側具有相應的過濾面，該過濾面沿軸向1 依次變大。多孔陶瓷板的依次變小的孔口和/或依次變大的表面積給各依次的板提供不同的過濾分布，從而可有助于提高過濾設備100的過濾效率和/或背壓特性。雖未圖示，但依次變大的過濾面區(qū)域也可以其它方式設置。例如，外周緣148可沿軸向依次變大。在其它實施例中，如下所述，一開始板可以是平的，但依次改變表面形貌，從而可增加板在軸向上的有效過濾面區(qū)域。
如圖1、圖7和圖8所示，多孔陶瓷板140可包括與外周緣148的橫向尺寸(例如直徑“D”)相比具有相對較薄的厚度“T”的盤。實際上，如圖1所示，盤可以是在第一側144 上具有基本平坦的過濾面形貌的基本平板，該平板與盤的第二側146上的基本平坦的過濾面形貌平行。在其它實施例中，至少ー塊多孔陶瓷板可具有一個或多個過濾面，該過濾面基本不平坦，且能增加板的面過濾區(qū)域。例如，第一側144和第二側146的至少ー側可具有包括凸塊、麻點(divot)、凹槽(flute)、肋和/或其它形狀的表面形貌。設置不平坦的表面形貌可增加多孔陶瓷板的表面積，從而有助于增加過濾效率。而且，具有不同程度的非平坦表面形貌的組合板可有助于微調各単獨的板在軸向上的過濾分布。圖9和圖10示出多孔陶瓷板640的第一實施例，其可包括相同或同一多孔陶瓷材料，并具有與上述描述的多孔陶瓷板相似或相同的特性。但是，與上述描述的多孔陶瓷板不同，圖9和圖10的多孔陶瓷板包括第一側644和第二側646，其不具有基本平坦的表面形貌。實際上，第一側644包括多個徑向凹槽645，這些徑向凹槽645以繞多孔陶瓷板640的對應的中心孔ロ 642沿徑向排列方式配置。示例性徑向凹槽645形成在對應的徑向頂部 644a與對應的徑向底部644b之間。徑向頂部64 和徑向底部644b在圖9中分別用實線和雙點劃線示意表示。同樣地，第二側646也包括多個徑向凹槽647，這些徑向凹槽647以繞相應的中心孔ロ 642沿徑向排列的方式配置。如圖9和圖10所示，形成有徑向凹槽645、 647的面可由繞相應的中心孔ロ波動的過濾面設置。如圖9和圖10所示，波紋面可繞相應的中心孔ロ遵循正弦函數(shù)。實際上，所說明的面示出為波紋狀以呈現(xiàn)繞中心孔ロ 642排列的正弦波。在其它實施例中，波可包括方波、角波或其它波形。此外，凹槽可表現(xiàn)為形成在多孔陶瓷板的面上的槽或其它徑向結構。如果設置的話，多個徑向凹槽在外周緣上的開ロ的第一數(shù)量大于等于在形成多孔陶瓷板的中心孔ロ的內周緣上的開ロ的第二數(shù)量。例如，如圖9和圖10所示，徑向凹槽645、 647在外周緣648處的開ロ的第一數(shù)量與在形成中心孔ロ 642的內周緣處的開ロ的第二數(shù)量相等。圖11示出與圖9和圖10所示的多孔陶瓷板640相似的另ー示例性多孔陶瓷板 740，但具有沿徑向分開的多個凹槽(與板的各側對應)，從而在外周緣748處的開ロ的第一數(shù)量大于在形成中心孔ロ 742的內周緣處的開ロ的第二數(shù)量。在理解了上述討論也可應用于對應于第二側(未圖示)的凹槽的基礎上，對對應于第一側744的凹槽745進行描述， 從而邊緣的輪廓圖與圖10基本相同，是在外周緣748處的凹槽開ロ的三倍。如圖11所示， 凹槽745被分成三路，從而多個徑向內凹槽74 在形成中心孔ロ 742的內周緣處各具有一個開ロ。各凹槽745沿徑向分成對應的三個徑向外凹槽7^b、745c、745d，但在其它實施例中凹槽也可以分成兩個或多于三個徑向外凹槽。如圖11所示，凹槽在外周緣處設置開ロ越多，就能通過抑制凹槽的密度沿徑向減小來進ー步増加多孔陶瓷盤的表面積，其可根據(jù)圖9 和圖10中示出的波紋盤外觀觀察得到。而且，在其它實施例中，可提供替代的分割配置。例如，在替代的實施例中，在第一側的外周緣748處的所有頂部均可達到相同高度(與圖10 所示相同)。同樣地，在第二側的外周緣748處的所有頂部也均可達到相同深度(與圖10 所示相同)。實際上，圖11所示的分割凹槽的端視圖可表現(xiàn)為與圖10基本相同，其中，因為凹槽被分成三路，所以正弦函數(shù)具有三倍的頻率。回到圖1，多孔陶瓷板140通過多個間隔件而彼此沿軸向1 間隔開，從而形成多個沿軸向間隔開的徑向流動區(qū)域。多個沿軸向間隔開的徑向流動區(qū)域沿中心流路180在第一組徑向流動區(qū)域150與第二組徑向流動區(qū)域152之間交替，其中，上述第一組徑向流動區(qū)域150相對于中心流路180敞開且相對于外周流路184關閉，上述第二組徑向流動區(qū)域152 相對于中心流路180關閉且相對于外周流路184敞開。如圖1和圖8所示，多個間隔件包括第一組間隔件160，該第一組間隔件160從第一組徑向流動區(qū)域150關閉外周流路184。而且，如圖1和圖9所示，多個間隔件包括第二組間隔件162，該第二組間隔件162從第二組徑向流動區(qū)域152關閉中心流路180。在一實施例中，間隔件可包括順應性間隔件，但在其它實施例中，也可以使用基本剛性的間隔件。 順應性間隔件(如果設置的話)能在軸向壓縮的作用下發(fā)生諸如彈性變形之類的變形。在一實施例中，順應性材料包括陶瓷無光材料，例如陶瓷紙，但也可以在其它實施例中使用能在過濾設備100的操作溫度下維持一體化結構的其它材料。如圖1所示，設置間隔件作為順應性間隔件可使過濾堆疊體例如通過緊固件116沿軸向被壓縮，但順應性間隔件沿軸向使各多孔陶瓷板彼此偏置，以維持多孔陶瓷板之間的各間隔。在其它實施例中，間隔件可包括構造成將陶瓷板彼此間隔開的密封材料、粘合劑或其它材料。而且，間隔件可單獨設置或可與板一體成型。在其它實施例中，間隔件(例如順應性間隔件)可在形成過濾堆疊體之前與一塊多孔陶瓷板附連。例如，間隔件可通過將間隔件印刷在相應的多孔陶瓷板上來附連。徑向流動區(qū)域150、152可分別具有形成在相應對的多孔陶瓷板之間的相同寬度， 但在其它實施例中可根據(jù)過濾應用的不同使用不同的寬度。例如，第一組徑向流動區(qū)域中的至少一個徑向流動區(qū)域的軸向寬度比第二組徑向流動區(qū)域中的至少一個徑向流動區(qū)域的軸向寬度大。如圖1所示，第一組徑向流動區(qū)域150的各徑向流動區(qū)域的軸向寬度比第二組徑向流動區(qū)域152的各徑向流動區(qū)域的軸向寬度大。為第一組徑向流動區(qū)域設置較大的軸向寬度可在流體流從第一組徑向流動區(qū)域150經過多孔陶瓷板流至第二組徑向流動區(qū)域152時收容在壁上積聚的微粒。徑向流動區(qū)域的軸向寬度在大約50微米至大約2000 微米之間的范圍內，但在其它實施例中也可以設置其它寬度。可選擇地，多個間隔開的徑向流動區(qū)域中的至少一個可被分成以繞中心流路沿徑向排列的方式配置的多個徑向流動通道。將徑向流動區(qū)域分成多個徑向流動通道可有助于沿徑向引導在各多孔陶瓷板之間穿過的流體流的路徑。在所說明的實施例中，各徑向流動區(qū)域被分成以繞中心流路沿徑向排列的方式配置的多個徑向流動通道。例如，如圖8所示， 第一組徑向流動區(qū)域150可被徑向分隔壁151分成多個徑向流動通道150a。同樣地，如圖 7所示，第二組徑向流動區(qū)域152可被徑向分隔壁153分成多個徑向流動通道15加。分隔壁151、153可包括各種材料在一實施例中，分隔壁151、153包括與用于成型出順應性間隔件160、162基本相同的材料。圖12示出另一示例性過濾設備800的縱剖視圖。過濾設備800可具有上文描述的過濾設備100中描述過的許多特征。實際上，過濾設備可包括相同的罩殼110、支承板102 和隔離層132、134，但在其它實施例中可設置代替的構造。如圖12所示，罩殼可設有第一一體過濾堆疊體830a和第二一體過濾堆疊體830b，它們沿過濾設備800的軸線擬6彼此軸向對齊。盡管在圖12中示出了兩個過濾堆疊體，但在其它實施例中可設置三個以上的堆疊體。各一體過濾堆疊體830a可具有多塊多孔陶瓷板140，它們可以是上文說明的任意構造。 但是，多孔陶瓷板140通過間隔件860彼此一體連接。間隔件860可包括設計成在烘燒過濾堆疊體時將多孔陶瓷板燒結到一起的材料，下文將更詳盡地描述。如圖所示，材料層836可設置在過濾堆疊體830a、830b之間，且可包括與隔離層 132、134相似的順應性材料。材料層836可有助于防止損壞或噪聲，這可能在過濾堆疊體響應于外力作用而影響其它過濾堆疊體時產生。圖13示出可與例如在本申請中提出的各種過濾設備一起使用的另ー示例性過濾堆疊體930。例如，過濾堆疊體930可具有上文描述的過濾設備100、800中描述過的特征。 例如，過濾堆疊體930可包括相同的罩殼110、支承板102和隔離層132、134，但在其它實施例中可設置代替的構造。此外，過濾堆疊體930可包括単獨使用或與其它過濾堆疊體一起使用的一體過濾堆疊體。圖14是圖13的過濾堆疊體930的橫剖視圖。如圖所示，多塊多孔陶瓷板沿過濾堆疊體830的軸向982在第一組多孔陶瓷板940a之間交替，上述第一組多孔陶瓷板940a 與上述第二組多孔陶瓷板940b嵌套。多孔陶瓷板940a、940b可包括與上文描述的多孔陶瓷板140相似或相同的特征(例如過濾分布、材料類型等)。圖15是第一組多孔陶瓷板940a中的ー塊多孔陶瓷板的俯視圖。如圖15所示，板的頂部可具有多個肋(為清楚起見而沒有示出在圖14中)。多個肋可具有多種構造。在所說明的實施例中，肋具有繞中心孔ロ 94 徑向間隔開的第一組肋951a和沿中心孔ロ 94 徑向間隔開的第二組肋953a，第二組肋953a的各肋設置在第一組肋951a的相應的肋對之間。如圖所示，第二組肋953a的肋可比第一組肋951a的肋短，但在其它實施例中也可以設置相同的肋長。此外，第一和第二組肋951a、953a的各肋可包括放大端955，該放大端955 設計成提供下文所說明的用于燒結的另外區(qū)域。進ー步如圖所示，第一組肋951a延伸至中心軸套構件970。中心軸套構件970可包括外周緣部972和內周緣部974。如圖14所示， 外周緣部972可包括以從頂面981a具有高度“H/’的方式設置的平臺973。在所說明的實施例中，第一和第二組肋951a、953a和放大端955也從頂面981a具有相同的高度“H/，。外周緣948a也可設有用于與過濾堆疊體和/或罩殼的其它部分對齊的對齊肋976a。圖16示出第二組多孔陶瓷板940b中的ー塊多孔陶瓷板的俯視圖。如圖16所示， 板的頂部可具有多個肋(為清楚起見而沒有示出在圖14中)。多個肋可具有多種構造。 在所說明的實施例中，肋具有繞中心孔ロ 942b徑向間隔開的第一組肋951b和繞中心孔ロ 942b徑向間隔開的第二組肋95北，第二組肋95 的各肋設置在第一組肋951b的相應的肋對之間。如圖所示，第二組肋95 的肋可比第一組肋951b的肋短，但在其它實施例中也可以設置相同的肋長。如進ー步所說明的，第一和第二組肋951b、95!3b延伸至外周緣間隔件 990。外周緣間隔件990可包括外周緣部992和內周緣部994。如圖14所示，內周緣部994 可包括以從頂面981b具有高度“H2”的方式設置的平臺995。在所說明的實施例中，第一和第二組肋951b、95!3b也從頂面981b具有相同的高度“H2”。外周緣948b也可設有用于與過濾堆疊體和/或罩殼的其它部分對齊的對齊肋976b。如圖14所示，第一組多孔陶瓷板940a的各多孔陶瓷板包括外周緣948a，該外周緣 948a構造成嵌套在第二組多孔陶瓷板940b的對應的多孔陶瓷板內。例如，如圖所示，第一組多孔陶瓷板940a的底面983a構造成抵靠在平臺995和肋951b、953b的頂面上。而且， 外周緣948a嵌套在槽991內，該槽991形成在平臺995與外周緣部992之間。而且，各第一組多孔陶瓷板940a的中心軸套部970可構造成與第二組多孔陶瓷板940b的對應的板的中心孔口 942b嵌套。例如，如圖所示，第二組多孔陶瓷板940b均包括底面98北，該底面98 構造成抵靠在平臺973和肋951a、953a的頂面上。而且，形成中心孔口 942b的內表面構造成嵌套在槽993內，該槽993形成在平臺973與內周緣部974之間。 中心軸套部970可構造成收納在第二組多孔陶瓷板940b的對應的多孔陶瓷板的中心孔口 942b內。例如，如圖所示，中心軸套構件970的內周緣部974可收納在中心開口 942b內，而第二組多孔陶瓷板940b的底面98 抵靠在平臺973和肋951a、953a的頂面上。如圖13所示，板可堆疊成對應的對齊肋976a、976b沿軸向982對齊。一旦堆疊起來，排氣開口 932形成在第一和第二組肋951a、953a的相應的放大端955之間。如圖所示，各板的頂面98la、98Ib和底面983a、98 基本是平坦的，但在此對本申請的其它示例性陶瓷板進行描述的其它實施例中，也可以設置其它面。第一和第二組多孔陶瓷板940a、940b可通過諸如沖壓、模制、通常用于快速原型法中的3D印刷技術之類的各種技術來制造。而且，板可在形成過濾堆疊體930之前或是之后烘燒。例如，陶瓷成型材料可被制造成板940a、940b的一般結構。板接著被干燥并烘燒， 從而形成第一和第二組多孔陶瓷板940a、940b。多孔陶瓷板940a、940b可接著用設置在板之間的燒結材料如圖14所示那樣堆疊。例如，燒結成型材料的漿料可被印刷、噴灑或以其它方式施加至板的橫截面。在其它實施例中，板部分可被浸在燒結成型材料的漿料盆中。 例如，第一多塊多孔陶瓷板940a可被反向浸在漿料盆中，從而對內周緣部974、平臺973、肋 951a、953a的頂面(包括放大端95 進行涂覆。同樣地，第二多塊陶瓷板940b可被反向浸在漿料盆中，從而用燒結成型材料對外周緣部992、平臺995和肋951b、953b的頂面進行涂覆。一旦堆疊起來，則如圖14所示，過濾堆疊體930接著被再次烘燒，使得材料的覆膜與多孔陶瓷板940a、940b燒結到一起。在替代的實施例中，過濾堆疊體可設計成在沒有第二烘燒步驟的情況下操作。例如，板可用粘接材料彼此附連。在其它實施例中，順應性材料可設置在板之間，接著可使用與記載在圖1中示出的過濾堆疊體130的技術相似的技術來將過濾堆疊體壓縮在罩殼內。圖17是示出制造過濾設備的示例性步驟的流程圖。為了制造圖1所示出的過濾設備100，方法包括以下步驟1000 設置多塊具有中心孔口的板，其中，各板由陶瓷成型材料形成。在設置板的步驟1000之后，方法接著包括以下步驟1002 烘燒多塊板，以成型出分別具有中心孔口 142的多塊多孔陶瓷板?？筛鶕?jù)本申請，實施相同或相似的烘燒步驟來形成包括但不限于如上描述的多孔陶瓷板M0、340、440、M0、640、740的任何多孔陶瓷板。所述方法接著包括以下步驟1004 通過將多孔陶瓷板140沿軸向128隔著多個順應性間隔件160、162—一間隔開以形成多個沿軸向間隔開的徑向流動區(qū)域150、152，從而形成過濾堆疊體130。多塊多孔陶瓷板140的中心孔口 142沿著中心流路180設置。而且， 徑向流動區(qū)域沿軸向1 在第一組徑向流動區(qū)域150與第二組徑向流動區(qū)域152之間交替，其中，上述第一組徑向流動區(qū)域150相對于中心流路180敞開，上述第二組徑向流動區(qū)域相對于中心流路180關閉。該方法還可接著包括如下步驟1006 將過濾堆疊體130安裝在罩殼110內，從而使第一流動端口 118與中心流路180流體連通，第二流體端口 120與形成在過濾堆疊體130 和罩殼110之間的外周流路184連通。一旦安裝完成，則第一組徑向流動區(qū)域150相對于外周流路180關閉，第二組徑向流動區(qū)域152相對于外周流路184敞開?？蛇x擇地，方法還可包括以下步驟1008 對過濾堆疊體130進行壓縮。例如，第二罩殼部114和第一罩殼部112可用緊固件116夾在一起，從而在順應性間隔件160、162使各多孔陶瓷板140彼此沿軸向偏置吋，沿軸向1 壓縮過濾堆疊體130，以維持多孔板之間的各間隔。在所說明的實施例中，罩殼用于對過濾堆疊體進行壓縮，但在其它實施例中也可使用與罩殼分體的壓縮裝置。圖17的流程圖也示出了制造圖12所示出的過濾設備800的步驟。為了制造圖12 所示出的過濾設備800，方法可包括以下步驟1000:提供多塊具有中心孔ロ的板，其中，各板由陶瓷成型材料形成。在提供板的步驟1000之后，方法接著包括以下步驟1002 烘燒多塊板，以成型出分別具有中心孔ロ 142的多塊多孔陶瓷板?？筛鶕?jù)本申請，實施相同或相似的烘燒步驟來成型出包括但不限于如上描述的多孔陶瓷板M0、340、440、M0、640、740的任何多孔陶瓷板。接著，該方法還可包括以下步驟1010 形成圖18所示的第一過濾堆疊體829。通過將第一多塊多孔陶瓷板140沿過濾設備的軸向1 隔著第一間隔件859 —一間隔開來形成第一多個沿軸向間隔開的徑向流動區(qū)域，從而形成第一過濾堆疊體829。第一間隔件859 可包括材料層，該材料層構造成在連續(xù)烘燒步驟中將多孔陶瓷板燒結到一起。用于第一間隔件859的示例性材料可包括玻璃熔融密封件、諸如磷酸鋁等無機粘合水泥或其它材料。 第一多塊多孔陶瓷板140的中心孔ロ 142沿著第一中心流路880a設置，徑向流動區(qū)域沿第一過濾堆疊體的軸向在第一組徑向流動區(qū)域850a與第二組徑向流動區(qū)域85 之間交替， 其中，上述第一組徑向流動區(qū)域850a相對于中心流路880a敞開，上述第二組徑向流動區(qū)域 852a相對于中心流路880a關閉。一旦形成第一過濾堆疊體829，第一過濾堆疊體可在方法步驟1012中被連續(xù)烘燒，以將第一多塊多孔陶瓷板140與第一間隔件859燒結到一起。在烘燒步驟1012之后， 便如圖19所示形成第一一體的過濾堆疊體830a，其中，第一間隔件859被一體地粘接在多孔陶瓷板140之間，以形成第一和第二組徑向流動區(qū)域850a、850b。盡管在圖18中未圖示， 但也可設置間隔肋，以在將第一間隔件859與板燒結到一起時維持板之間的間隔。例如，在一實施例中，多孔陶瓷板140可由富鋁紅柱石形成，而間隔件859可由堇青石形成。堇青石材料的熔點低于富鋁紅柱石多孔陶瓷板140的熔點。同樣地，板可在較低的烘燒溫度(例如低于100°C )下燒結到一起，其中，陶瓷材料859可開始熔化，且滲透至多孔富鋁紅柱石陶瓷板的孔中。當在熔化工序的過程中陶瓷材料間隔件859變成順應性時，間隔件(未圖示) 可維持板之間的間隔。在烘燒步驟之后，過濾堆疊體形成一體結構，其中，堇青石間隔件與多孔富鋁紅柱石材料一體化而形成理想的密封。與間隔件組合使用的間隔件(未圖示)例如可包括形狀與對上文圖15、圖16進行描述的肋951a、951b、953a、95;3b的形狀相似的徑向肋。間隔件可以是一體的肋或間隔件，其與板附連(例如通過印刷)、或設置在板之間。在形成第一一體的過濾堆疊體830a的同時或之后，可通過相似的エ序形成第 ニー體的過濾堆疊體830b。實際上，可實施相同的步驟1000和1002，以提供與第一多塊多孔陶瓷板相同的第二多塊多孔陶瓷板。而且，方法可包括以下步驟1014 形成與圖18所示出的第一過濾堆疊體8 相同的第二過濾堆疊體。實際上，可通過將第二多塊多孔陶瓷板 (例如與第一多塊多孔陶瓷板相同)沿第二過濾堆疊體的徑向隔著第二間隔件(例如與第
15一間隔件相同)以形成第二多個沿徑向間隔開的徑向流動區(qū)域，從而形成與第一過濾堆疊體8 相似的第二過濾堆疊體。第二多塊多孔陶瓷板的中心孔口沿著第二中心流路設置， 第二多個徑向流動區(qū)域沿第二過濾堆疊體的軸向在另一第一組徑向流動區(qū)域與另一第二組徑向流動區(qū)域之間交替，其中，上述另一第一組徑向流動區(qū)域相對于第二中心流路敞開， 上述另一第二組徑向流動區(qū)域相對于第二中心流路關閉。一旦形成第二過濾堆疊體，則該方法還可包括相似的烘燒步驟1012，從而將第二塊多孔陶瓷板與第二間隔件燒結到一起， 以提供第二一體的過濾堆疊體830b。在某些烘燒方法步驟1012中，可在相同的烘燒步驟中或是單獨的烘燒步驟中形成第一和第二一體的過濾堆疊體830a、830b。一旦烘燒完成，第一一體的過濾堆疊體830a和/或第二一體的過濾堆疊體830b 可在方法步驟1006中被安裝在罩殼110內。一旦安裝完成，第一流體端口 118將與第一中心流路880a流體連通，第二流體端口 120將與形成在第一過濾堆疊體830a與罩殼110之間的外周流路184連通。如果設有第二一體的過濾堆疊體830b，則如圖12所示，第一和第二過濾堆疊體830a、830b可連續(xù)地安裝在罩殼110內。一旦安裝完成，則第一和第二過濾堆疊體830a、830b的第一和第二中心流路彼此流體連通。而且，第一流體端口 118設置成與第一和第二過濾堆疊體830a、830b的中心流路流體連通，而第二流體端口 120設置成與形成在過濾堆疊體與罩殼之間的外周流路流體連通。一旦安裝完成，第一組徑向流動區(qū)域將相對于中心流路敞開而相對于外周流路關閉，第二組徑向流動區(qū)域將相對于中心流路關閉而相對于外周流路敞開。在方法步驟1006(安裝)之后，第一和第二過濾堆疊體830a、830b可選擇地在方法步驟1008中被壓縮在罩殼內。在理解了相同的操作也可使用在圖12中示出的過濾設備800的基礎上，參照圖1 所示出的過濾設備100對操作過濾設備的方法進行描述。在操作中，流體流122進入罩殼 110的第一流體端口 118。流體流接著沿徑向1 順著中心流路180朝第二流體端口 120 流動。第一組徑向流動區(qū)域150相對于中心流路180敞開。這樣，流體流122最終從中心流路180徑向朝外流動并流入第一組徑向流動區(qū)域150的一個徑向流動區(qū)域。流體流122 接著流經一塊多孔陶瓷板140，以進入第二組徑向流動區(qū)域152的一個徑向流動區(qū)域。在流體流從第一組徑向流動區(qū)域150朝第二組徑向流動區(qū)域152流動時，多孔陶瓷板從流體流中濾去特殊物質。而且，如果設置催化材料的話，則也可從流體流中除去氣體。第二組徑向流動區(qū)域152相對于外周流路184敞開。這樣，過濾后的流體流最終流經第二組徑向流動區(qū)域152而流至外周流路184。過濾后的流體流接著沿外周流路184流到第二流體端口 120 外。在其它實施例中，形成與圖19所示的過濾堆疊體相似的過濾堆疊體的方法可首先包括以下步驟由含有催化劑粒子和粘結劑材料的組合物成型出多塊板。催化材料可包括諸如沸石或鋁矽酸鹽材料、氧化鈰-氧化鋯、氧化鋁、鈣鈦礦、尖晶石、氧化鈦、氧化鈰和鋯石之類的適于除去NOx的催化劑。另外，這些材料可與選自族Pt、Pd、Rh中的至少一種貴金屬，以進一步降低煙灰再生溫度。在一實施例中，金屬催化型沸石可使用例如M-Beta、 M-菱沸石、M-ZSM5、M-發(fā)光沸石、M-MCM_4、M_鎂堿沸石、M-NaY和M-USY。M可表示Fe、Cu、 Ce、Co、Pt、Rh和Pd。在一實施例中，金屬交換可在0.5% 6%之間。沸石硅酸鹽/氧化鋁的范圍可大于10，且盤可包括具有不同孔隙率和MPS范圍的這些M-沸石的組合。孔隙率的范圍可以在30% 80%且MPS為1 50微米。替代地，可使用合適的前體組合物，該前體組合物可經過熱水處理來形成上述列舉的金屬交換沸石?？稍跊]有燒結實質量的催化劑粒子的情況下對多塊板進行烘燒?？尚纬蛇^濾堆疊體。在一實施例中，一起對整個過濾堆疊體烘燒，以使過濾堆疊體形成一體結構。在其它實施例中，過濾堆疊體包括如上所述的順應性間隔件。板可通過3D印刷或合適的模制エ藝制造。在制造板之前，適當?shù)乜刂拼呋瘎┗蛑С写呋瘎┑牟牧系某叽?，以提供具有小且細的末端的良好且寬闊的分布。還可使用噴霧干燥或合適的方法來使粒子成團?？砂硗獾目壮尚筒牧?。使用3D快速原型法來印刷材料，板可浸有膠狀的硅石粘接劑或硅樹脂，以在烘燒后增強主體。可用于板的加固的這種低溫粘接劑低于1000°C。所得到的板能可如申請中所描述的那樣裝配，或用諸如鋁矽酸鹽之類的合適的無機粘接劑裝配。圖20示出制造多孔陶瓷制品的方法。多孔制品可包括如上描述的任意的多孔板、 蜂窩過濾器或其它多孔陶瓷制品。該方法首先進行步驟2000 提供包括含有富鋁紅柱石的第一材料組合物的多孔基底。富鋁紅柱石可通過3D印刷工藝、模制或其它技術成型。在步驟2002中，可接著用含有堇青石的第二材料滲透孔。在一實施例中，第二材料被印刷、噴灑或以其它方式施加至基底。在滲透之后，可接著在烘燒步驟2004中形成多孔陶瓷制品。在一實施例中，第二材料組合物的熔點低于第一材料組合物的熔點。這樣，多孔基底的基本形狀可保持一致，而使較低的熔點材料與多孔基底一體化。如圖20所示，在烘燒步驟中，可如箭頭2006所示用第二材料滲透基底。例如，堇青石可在烘燒步驟中與富鋁紅柱石基底接觸，其中，熔化后的堇青石通過毛細作用吸入多孔富鋁紅柱石，從而滲透基底。參照上述圖20，可通過3D印刷或其它成型エ藝來形成高孔隙率(例如60 %以上) 的陶瓷制品，接著可使該陶瓷制品滲透或部分滲透，以形成標準化的高強度陶瓷或玻璃陶瓷組合物。在一實施例中，在烘燒中，制品與具有較低的熔融溫度的第二陶瓷或玻璃材料接觸。在其它實施例中，用第二 C/GC材料的漿料滲透基底，接著進行烘燒。在又一實施例中， 可分批印刷具有不同的熔化溫度的兩個陶瓷材料的混合物。較低的熔化溫度的材料熔化， 并被用毛細管吸入更難熔的C/GC材料的孔中。從而可使原始部件的形狀變形最小化。另外地，富鋁紅柱石的多孔基底和堇青石的第二材料可根據(jù)上文說明的本申請而設置成堇青石具有較低的熔化溫度且是有效的粘接介質，該粘接介質可用于持久地將兩個富鋁紅柱石 “粘貼”到一起。持久地粘接多個制品(例如由富鋁紅柱石制成的)的能力提供由多個較小的結構(例如多孔富鋁紅柱石板)制造出単一且較大結構(例如過濾堆疊體)的能力，從而顯著増加成型エ藝的尺寸極限。采用圖20所示出的和上文所說明的方法制造出的制品可具有許多優(yōu)點。例如，在用第二陶瓷或玻璃材料烘燒制品之后，制品可表現(xiàn)出以制品最小的變形來使強度增加。另外，在エ藝中滲透孔可控制合成品的孔隙率和重量増加。在示例性實施例中，過濾堆疊體可由如上描述的首先成型出的多孔陶瓷板形成。 相對簡單的板設計可使板首先成型，且可允許進行很難用其它陶瓷過濾設計完成的材料的層疊。例如，板可相對容易地構造成組合物、孔隙率、孔結構從一端到另一端變化，既可以是通過在成型時層疊或對成型后的坯盤施加覆膜，也可以在組裝/密封之前烘燒之后。
如上所述，相對簡單的板設計可允許板在軸向和/或徑向上的變動。例如，板可具有在軸向和/徑向上變動的厚度、孔隙率、組合物或設計(例如內徑和外徑)，從而沿軸向和/徑向控制熱量、氣流或催化功能?？扇菀椎赜么呋瘎┗蚱渌牧蠈Π宓囊粋然騼蓚冗M行處理以形成覆層，或具有特別的過濾性能的多層結構。由于板彼此相同，因此，板可在烘燒步驟中首先成型。板可接著被堆疊并在過濾器內隔著順應性間隔件一一隔開。這樣，在某些實施例中，可避免連續(xù)的烘燒步驟。在其它實施例中，可通過將首先成型好的多孔陶瓷板燒結到一起來成型出一體的過濾堆疊體。提供兩個燒結工序可提供更多受控的烘燒步驟，從而能通過在烘燒步驟中燒盡的多孔模板而變得復雜。而且，多孔陶瓷板可由與用于將板燒結到一起的間隔件不同的材料制造而成。例如，間隔件可具有燒結板所必須的較低的溫度。較低的溫度可允許在不會給板帶來熱損傷(例如變形)的情況下將板充分燒結到一起，這種熱損傷往往發(fā)生在較高的溫度下。在一實施例中，板由富鋁紅柱石組合物制成，而間隔件由堇青石材料制成。在第二烘燒步驟中，堇青石材料可在不足以損傷富鋁紅柱石板的溫度下將富鋁紅柱石燒結到一起。如圖12所示，具有一體的過濾堆疊體的過濾設備可被分割成兩個以上的分割體， 這些分割體沿軸向彼此對齊。分割過濾器可期望減小由熱梯度引起的應力，它可在橫跨過濾設備的長度范圍內形成一體的過濾堆疊體。在其它實施例中，過濾堆疊體可使用3D印刷工藝來印刷，并干燥和烘燒來形成一體結構。這種印刷工藝可交替形成具有一材料的板，且從相同的或其它的材料形成間隔件。 可接著繼續(xù)印刷工藝，直至形成整個過濾堆疊體。一旦干燥后，過濾堆疊體可接著被烘燒以形成一體的過濾堆疊體。使用中，多孔陶瓷板的過濾堆疊體可提供諸如背壓降低之類的有益的過濾特性。 這種過濾器設計可用在處理氣態(tài)的、液態(tài)的或氣態(tài)加液態(tài)的各種流體流。這些流體流可以包括或不包括要被過濾的微粒。實際上，過濾器設計可構造成純粹進行流體流的某些氣態(tài)的或液態(tài)成分的吸收或轉化、純粹從該流體流中過濾微粒、或可提供微粒的組合和某些氣體的吸收。而且，可在再生過程中實現(xiàn)熱梯度的減少，由此，避免可能使其它陶瓷過濾器設計破損的熱沖擊。而且，過濾器的徑向設計可提供煙灰在過濾器的周邊區(qū)域內良好的燒盡， 這是由于經過過濾器的徑向流動將送出更多的熱至那些區(qū)域。對本領域的技術人員來說很明顯，可對本發(fā)明進行各種更改和改變而不背離本發(fā)明的精神和范圍。這樣，本發(fā)明應涵蓋對本發(fā)明的各種修改和變型，只要它們在所附權利要求及其等效內容的范圍內即可。
權利要求
1.一種制造過濾設備的方法，包括以下步驟提供多塊具有中心孔口的板，其中，各板由陶瓷成型材料制造而成；烘燒所述多塊板，以成型出分別具有所述中心孔口的多塊多孔陶瓷板；通過將所述多孔陶瓷板沿軸向隔著多個順應性間隔件一一間隔開以形成多個沿軸向間隔開的徑向流動區(qū)域，從而形成過濾堆疊體，其中，多塊多孔陶瓷板的所述中心孔口沿中心流路設置，所述徑向流動區(qū)域沿軸向在第一組徑向流動區(qū)域與第二組徑向流動區(qū)域之間交替，所述第一組徑向流動區(qū)域相對于所述中心流路敞開，所述第二組徑向流動區(qū)域相對于所述中心流路關閉；以及將所述過濾堆疊體安裝在罩殼內，所述罩殼具有第一流體端口和第二流體端口，所述第一流體端口與所述中心流路流體連通，所述第二流體端口與形成在所述過濾堆疊體與所述罩殼之間的外周流路連通，其中，所述第一組徑向流動區(qū)域相對于所述外周流路關閉，所述第二組徑向流動區(qū)域相對于所述外周流路敞開。
2.如權利要求1所述的方法，其特征在于，還包括以下步驟在所述順應性間隔件使所述各多孔陶瓷板彼此沿軸向偏置時，沿軸向壓縮所述過濾堆疊體，從而來維持所述多孔板之間的各自的間隔。
3.如權利要求1所述的方法，其特征在于，還包括以下步驟在形成所述過濾堆疊體之前將各所述順應性間隔件與所述多塊多孔陶瓷板中的一塊多孔陶瓷板附連，諸如通過將所述順應性間隔件印刷在所述多塊多孔陶瓷板中的相應的一塊多孔陶瓷板上來進行附連。
4.一種制造過濾設備的方法，包括以下步驟提供第一多塊具有中心孔口的板，其中，所述第一多塊板的各板由陶瓷成型材料制造而成；烘燒所述第一多塊板，以成型出分別具有所述對應的中心孔口的第一多塊多孔陶瓷板；通過將所述第一多塊多孔陶瓷板沿第一過濾堆疊體的軸向隔著第一間隔件一一間隔開以形成第一多個沿軸向間隔開的徑向流動區(qū)域，從而形成所述第一過濾堆疊體，其中，所述第一多塊多孔陶瓷板的所述中心孔口沿第一中心流路設置，所述徑向流動區(qū)域沿所述第一過濾堆疊體的軸向在第一組徑向流動區(qū)域與第二組徑向流動區(qū)域之間交替，所述第一組徑向流動區(qū)域相對于所述第一中心流路敞開，所述第二組徑向流動區(qū)域相對于所述第一中心流路關閉；以及烘燒所述第一過濾堆疊體，從而將所述第一多塊多孔陶瓷板與所述第一間隔件燒結到一起。
5.如權利要求4所述的方法，其特征在于，還包括以下步驟將所述過濾堆疊體安裝在罩殼內，所述罩殼具有第一流體端口和第二流體端口，所述第一流體端口與所述中心流路流體連通，所述第二流體端口與形成在所述過濾堆疊體與所述罩殼之間的外周流路連通， 其中，所述第一組徑向流動區(qū)域相對于所述外周流路關閉，所述第二組徑向流動區(qū)域相對于所述外周流路敞開。
6.如權利要求4所述的方法，其特征在于，還包括以下步驟提供第二多塊具有中心孔口的板，其中，所述第二多塊板的各板由陶瓷成型材料制造而成；烘燒所述第二多塊板，以成型出分別具有所述對應的中心孔ロ的第二多塊多孔陶瓷Ik ；通過將所述第二多塊多孔陶瓷板沿第二過濾堆疊體的軸向隔著第二間隔件一一間隔開以形成第二多個沿軸向間隔開的徑向流動區(qū)域，從而形成所述第二過濾堆疊體，其中，所述第二多塊多孔陶瓷板的所述中心孔ロ沿第二中心流路設置，所述第二多個徑向流動區(qū)域沿所述第二過濾堆疊體的軸向在另ー第一組徑向流動區(qū)域與另ー第二組徑向流動區(qū)域之間交替，所述另ー第一組徑向流動區(qū)域相對于所述第二中心流路敞開，所述另ー第二組徑向流動區(qū)域相對于所述第二中心流路關閉；以及烘燒所述第二過濾堆疊體，從而將所述第二多塊多孔陶瓷板與所述第二間隔件燒結到一起；將所述第一過濾堆疊體和所述第二過濾堆疊體連續(xù)地安裝在罩殼內，其中，所述第一中心流路和所述第二中心流路彼此流體連通，所述罩殼包括第一流體端口和第二流體端 ロ，所述第一流體端ロ與所述中心流路流體連通，所述第二流體端ロ與外周流路流體連通， 所述外周流路形成在所述過濾堆疊體與所述罩殼之間，所述第一組徑向流動區(qū)域相對于所述中心流路敞開且相對于所述外周流路關閉，所述第二組徑向流動區(qū)域相對于所述中心流路關閉且相對于所述外周流路敞開。
7.ー種制造過濾設備的方法，包括以下步驟提供具有中心孔ロ的多塊板，其中，所述多塊板中的各板包括具有催化劑粒子和粘接材料的成分；烘燒所述多塊板，以使所述板在沒有燒結實質量的所述催化劑粒子的情況下成型出多孔板；以及通過將所述多塊板沿過濾堆疊體的軸向一一間隔開以形成多個沿軸向間隔開的徑向流動區(qū)域，從而形成所述過濾堆疊體，其中，多塊多孔板的所述中心孔ロ沿中心流路設置， 所述徑向流動區(qū)域沿所述過濾堆疊體的軸向在第一組徑向流動區(qū)域與第二組徑向流動區(qū)域之間交替，所述第一組徑向流動區(qū)域相對于所述中心流路敞開，所述第二組徑向流動區(qū)域相對于所述中心流路關閉。
8.如權利要求7所述的方法，其特征在干，形成所述過濾堆疊體的步驟包括對所述過濾堆疊體烘燒來形成一體的過濾堆疊體。
9.如權利要求7所述的方法，其特征在干，形成所述過濾堆疊體的步驟包括提供多個順應性間隔件和在所述順應性間隔件沿軸向使所述各多孔板彼此偏置時沿軸向壓縮所述過濾堆疊體，從而維持所述多孔板之間的各間隔。
10.一種制造多孔陶瓷制品的方法，包括以下步驟提供多孔基底，該多孔基底包括含有富鋁紅柱石的第一材料成分；用含有堇青石的第二材料成分滲透所述基底的所述孔；以及烘燒所述第一成分和所述第二成分，以成型出所述多孔陶瓷制品。
11.如權利要求10所述的方法，其特征在干，所述第二材料成分的熔點比所述第一材料成分的熔點低。
12.如權利要求10所述的方法，其特征在干，在所述烘燒步驟時或在所述烘燒之前，用所述第二材料成分滲透所述基底的所述孔。
13.如權利要求10所述的方法，其特征在于，所述多孔基底通過印刷工藝成型。
14.如權利要求10所述的方法，其特征在于，所述第二材料成分通過印刷工藝被施加至所述基底。
15.如權利要求10所述的方法，其特征在于，所述多孔陶瓷制品在過濾堆疊體中具有沿軸向間隔開的板。
全文摘要
本發(fā)明涉及制造過濾設備和制造多孔陶瓷制品的方法。制造過濾設備的方法包括通過將多孔陶瓷板隔著多個順應性間隔件沿軸向一一間隔開，從而形成過濾堆疊體。在另一實施例中，該方法包括以下步驟烘烤第一過濾堆疊體，從而將第一多塊多孔陶瓷板與第一間隔件燒結到一起。在另一實施例中，多塊板包括含有催化劑粒子和粘接材料的成分，對板進行烘燒，以在不燒結實質量的催化劑粒子的情況下成型出多孔板。制造多孔陶瓷制品的方法包括提供多孔基底，該多孔基底包括含有富鋁紅柱石的第一材料成分，并包括用含有堇青石的第二材料成分滲透基底的孔。該方法還包括以下步驟烘烤第一成分和第二成分，以成型出多孔陶瓷制品。
文檔編號B01D39/20GK102553356SQ20111035850
公開日2012年7月11日 申請日期2011年10月31日 優(yōu)先權日2010年10月29日
發(fā)明者D·H·詹寧斯, K·L·豪斯, M·T·加拉赫, P·D·特珀謝, S·B·奧古米 申請人:康寧股份有限公司