[发明专利]用于制备陶瓷体片段的改进的方法和装置

说明书

发明领域

本发明一般地涉及一种用于制备具有提高的端部形状断面的一个或多个陶瓷体(料块)的方法和装置，和由所述陶瓷体制备的过滤器。更具体地，涉及将陶瓷体的一个或多个边缘表面切割至所需的片段长度并提供改善的端部形状断面的方法和装置。

发明背景

柴油和汽油发动机排出烟灰粒子，碳的非常细的粒子和可溶性有机物以及典型的有害发动机废气(即，HC、CO和NOx)。已经制定法规抑制允许排出的烟灰的量。为满足这些挑战，使用了由陶瓷体构成的烟灰过滤器。在优选的实施方案中，开发了包括内部蜂窝结构体并且至少部分地由皮层环绕的陶瓷体。

这些陶瓷体的制造典型地经由挤出过程完成，其中将陶瓷体制造为不同长度的单独的料块。还已知的是，一个或多个单独的料块的粘合组合件是可能的，如US6,669,751中所示，并且通过引用结合在此。这些料块以相对高生产率并且具有最小化的缺陷至所需的片段长度的切割成为工业中正在进行的开发努力的焦点。当料块在比较软的状态下，通常称为“生坯件”时，尤其是如此。在近年来开发了多种切割和研磨技术和工具，例如通过引用结合在此的专利文献US2007/0096370；US7,452,263；和US2008/0233345中，以及对于该主题的多种教科书，如Ceramic Technology and Processing，William Andrew Publishing/Noyes，King，A.G.(2002)；Handbook of Ceramic Grinding and Polishing，Marinescu，I.D.，H.K.Tonshoff等(2000)所公开的。每个参考文献教导了以所需的片段长度制造料块的不同工具和/或技术。本发明的方法没有被公开。例如，由参考文件公开的一些方法可以限于在单个处理步骤中可以移除的废料(例如长度)的量，这进而可能增加以给定所需片段长度制造料块所需的时间。在另一个实例中，所建议的是在切割料块之前完成切除部分的出口角的划线。同样，所相信的是，采用单个刀片的切割技术，尤其是当它横着离开工件的末端时，可以有助于缺陷的产生。

料块的端面中的缺陷可以宽泛地定义为表面中的异常。更明确地，缺陷可以包括外皮层中的裂纹或碎片(典型地大于约0.5mm)和/或缺失、损坏或变形的蜂窝壁。

所需要的是用于以商业可接受的速度制备挤出陶瓷体片段至所需的片段长度而没有端表面(例如外皮层和/或蜂窝结构体)中显著数目的缺陷的方法和工具，其对于在单个处理步骤中可以移除的废料的量(例如长度)允许更大的灵活性。

发明概述

本发明解决的问题聚焦于以所需的片段长度，以相对短的加工循环时间，同时总是最小化缺陷来制造陶瓷料块的新型和创造性的方式。本文公开的本发明可以一般地描述为包括具有同时提供用于料块的“成品表面”和从成品表面上方移除废料的双刀片切割部件的切割器件的方法和/或装置。

在本发明的一方面，双刀片切割部件可以包含：具有偏置的切割表面(平行于其切割方向相对于彼此偏置)的两个共面刀片。偏置可以是至少足够的距离以使得将足够量的废料移除以防止陶瓷料块中最接近切除部分的离开边缘(exit edge)的一个或多个缺陷。优选的是该偏置为至少约2.0mm，虽然依赖于其他因素，如切割器件的类型、陶瓷料块的尺寸和/或切割部件的尺寸(例如特别是在圆锯的情况下)，其他偏置值可以是适宜的。还考虑到的是，该切割部件是更大切割装置的一部分。

在本发明的一方面，缺陷可以进一步定义为料块的外壁中或任何内部结构体(例如蜂窝壁)中的瑕疵。特别感兴趣的是，当存在多于一个可以由切割过程导致的并且一般最接近(例如在约20mm内)切割表面的离开边缘的这些缺陷时的情况。更具体地，当一个或多个缺陷在深度上为约1mm以上时的情况。

在本发明的另一方面，双刀片切割部件可以包括两个不同的刀片类型。所考虑到的是，在至少一个优选的构造中，第一刀片包括磨料刀片，并且第二个包括移除废料的刀片。磨料刀片可以是金刚石磨砂刀片，并且第二刀片是锯齿状刀片，优选碳化物镶刃的刀片。

在另一方面，在本发明的方法/装置中所要切割的陶瓷料块可以具有相对低的湿含量(例如水或其他可使用液体介质的量)。在至少一个优选的构造中，料块的湿含量为不大于约10百分比(以重量计)，更优选小于约5百分比，并且最优选小于约2.5百分比。