滤芯和陶瓷滤芯的生产方法技术

本发明专利技术涉及一种内燃机废气过滤器的陶瓷滤芯尤其是柴油微粒过滤器的生产方法，按照所述的方法使用一种陶瓷浆料浸渍原纸载体幅材，接着对其进行烧制。所使用的原纸载体幅材在其宽度和／或者长度上具有不同的厚度和／或者结构。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及内燃机废气过滤器中的陶瓷滤芯的生产方法。本专利技术尤其涉及一种陶瓷柴油微粒过滤器。
技术介绍
在日本专利JP 63134020 A的摘要中描述了一种用于内燃机废气过滤器的陶瓷滤芯，该滤芯由波纹形、螺旋形缠绕的过滤幅材构成。生产过滤幅材的方法是在一种水性悬浮液中将耐热的无机纤维与陶瓷粉末混合，将其加工成幅材。将多层叠置的幅材卷绕成所需的过滤体型坯，同时在相邻的过滤幅材之间形成蜂窝状流道，接着在高温下烧制过滤体。WO 2006/005668公开了一种内燃机废气过滤器中的陶瓷滤芯的生产方法。首先用一种陶瓷浆料浸渍可以烧制的非陶瓷载体幅材，接着以所需的几何形状进行烧制，直至载体幅材燃尽，并且形成刚性的过滤体。按照这种方法所述，成品陶瓷的壁厚基本上等于载体幅材的厚度。原纸的结构同样也会影响陶瓷的孔隙度。所述方法的缺点在于，无法生产具有可变壁厚、孔隙度和蜂窝密度的滤芯。本专利技术尤其涉及生产陶瓷滤芯作为柴油微粒过滤器和用于内燃机的微粒过滤器以及作为催化剂载体的陶瓷载体。按照本专利技术的首选方法，首先将一种非陶瓷介质(例如纸，尤其是包含纤维素的纸)成形，例如使其成为卷绕体。所述卷绕体可以包括一个平层和一个波纹层。然后用一种陶瓷料、例如用一种陶瓷浆料浸渍该型坯，例如浸渍卷绕体，然后烧制或烧结浸渍后的型坯，这时就可以去除或者转化有机成分，例如包括纤维素纤维的纸。
技术实现思路
本专利技术的任务在于，提供一种内燃机废气过滤器中的陶瓷滤芯尤其是柴油微粒过滤器的生产方法，所述方法可以在滤芯中实现可变的壁厚、孔隙度和蜂窝密度，从而使得陶瓷滤芯更加灵活、更好地适应用途和使用条件。采用权利要求1所述的陶瓷滤芯生产方法以及权利要求所述的陶瓷滤芯，即可解决这些任务。本专利技术提供一种用于内燃机废气过滤器、尤其用于柴油微粒过滤器并且/或者作为催化剂载体的陶瓷滤芯的生产方法。按照所述的方法，使用一种陶瓷浆料浸渍原纸载体幅材，接着对其进行烧制。所使用的原纸载体幅材在其宽度和/或者长度上可以具有不同的厚度和/或者结构。本专利技术提供一种用于内燃机废气过滤器尤其是柴油微粒过滤器并且/或者作为催化剂载体的陶瓷滤芯，所述陶瓷滤芯在其长度和/或者直径上具有不同的厚度和/或者结构。在卷绕方向和/或者垂直于卷绕方向可以改变例如厚度、孔隙度、孔分布、纤维直径分布、纤维剖面、纤维混合比(例如含有纤维素的合成纤维)和/或者一层或多层原纸载体幅材的单位面积重量，例如结合成为半成品的一个平层和一个波纹层的单位面积重量。卷绕方向相当于成品滤芯的径向方向。垂直于卷绕方向相当于成品滤芯的输入端至输出端的纵向轴线。纸厚度适宜在0. 2 0. 5mm之间变化，孔隙度适宜在50 100之间，孔分布适宜在 IOym IOOym之间。纤维直径或者其截面适宜大于500 μ m。单位面积重量适宜在40g/ m2 150g/m2之间变化。本专利技术所述的纸表示不同的纸类介质，尤其表示非陶瓷介质，在一层或多层原纸载体幅材层中，例如在一个平层和/或者波纹层中，原纸载体幅材在卷绕方向的厚度可以逐渐增大或者减小，这样就能形成具有可变过滤层厚度的滤芯。使用陶瓷浆料浸渍原纸载体幅材，然后进行烧结，即可将原纸载体幅材的厚度转变为陶瓷中的相应层厚度。如果厚度逐渐增大，滤芯在径向外侧区域内的壁厚就会大于径向内侧区域内的壁厚。作为替代或者组合方案，纸的厚度也可以垂直于卷绕方向逐渐增大或者减小，这样滤芯就能产生例如输入侧壁厚大于输出侧的滤芯。正如原纸载体幅材的厚度一样，也可以将其结构特性传递到陶瓷体的结构特性。迄今为止还没有在一个构件中具有不同壁厚和/或者孔隙度的柴油微粒过滤器 (DPF)。通常以单体或者多元方式挤出标准型陶瓷柴油微粒过滤器。受原理限制，挤出工艺无法在构件的长度上产生可变的壁厚和/或者孔隙度。按照本专利技术所述，现在生产一种专用原纸，该原纸在造纸过程中就已在宽度或者长度上具有不同的厚度和/或者结构或开度(开孔)。使用陶瓷浆料浸渍之后，就会在陶瓷滤芯中形成不同的厚度和/或者孔隙度。这不仅可用于波纹层，而且也单独可用于覆盖层， 并且允许有不同的变化。这在纸幅宽度上可以在造纸工艺方面很方便地实现，而其在纸幅的长度上则在造纸工艺时很难进行控制。因此另一种可选实施方式在于，将不同厚度和/或者孔隙度的纸相互结合，例如可采用粘合、冲压、焊接、缝合等方法。其可以在生产半成品之前进行，也可以替换地在卷绕过程之前将不同的完成的半成品相互结合。按照另一种使用多种半成品的实施方式所述，还可以在一个构件的直径上组合不同的蜂窝尺寸和形状。如前所述，要么在构件的长度上、或者在直径上改变壁厚和/或者孔隙度，也可以将两者组合运用。本专利技术所述的解决方案具有以下优点_优化压力损失_优化机械强度-使得几何形状适应于排气装置中的过滤器的气流，从而产生均勻的炭黑和烟灰加载。-可根据催化转换涂层进行匹配。在某些局部区域涂上催化涂层。涂层对构件中的压力损失和温度分布有很大影响。利用本专利技术所述经过匹配的壁厚或者孔隙度，可以针对涂层对构件进行优化。具体实施例方式附附图说明图1卷绕一层或多层原纸载体幅材层，例如平层和波纹层构成的半成品。附图2a) C)原纸载体幅材层的不同厚度变化附图3原纸载体幅材层的面密度变化附图1所示为原纸载体幅材层的厚度和结构可以在哪些方向变化。尤其对于用波纹层和平层卷绕而成的半成品，可以改变波纹层和/或者平层的厚度和结构。A-A'表示垂直于卷绕方向的方向。B表示卷绕方向。(1)表示滤芯的纵轴线。附图2所示为原纸载体幅材的厚度以及相应地烧结后的陶瓷壁在滤芯的纵向可以变化的形式。也可以在B方向中现相应的变化。附图2c所示为通过例如两层纸实现厚度变化。附图3所示为相应传递转移到陶瓷上的原纸载体幅材结构参数的变化。这里所示的是例如面密度的变化。权利要求1.内燃机废气过滤器尤其是柴油微粒过滤器和/或者催化剂载体中的陶瓷滤芯的生产方法，按照所述的方法，使用一种陶瓷浆料浸渍一个或多个原纸载体幅材，然后对其进行烧制，其特征在于，所用原纸载体幅材的其中至少一载体幅材在其宽度和/或者长度上具有不同的厚度和/或者结构。2.根据权利要求1所述的方法，所述不同的结构是一层或多层原纸载体幅材在其宽度和/长度上不同的孔隙度、孔分布、纤维直径分布、纤维直径截面、纤维混合比和/或者单位面积重量。3.根据上述权利要求中任一项所述的方法，纸厚度在0.2 0. 5mm之间、孔隙度在 50 100之间、孔分布在10 μ m 100 μ m之间、纤维直径或者纤维直径截面大于500 μ m并且/或者单位面积重量在40g/m2 150g/m2之间变化和/或存在。4.根据上述权利要求中任一项所述的方法，所述不同的结构或者厚度在卷绕方向变化。5.根据权利要求1 3中任一项所述的方法，所述不同的结构或者厚度垂直于卷绕方向变化。6.用于内燃机中废气过滤器尤其是柴油微粒过滤器和/或者催化剂载体的绕制过滤器形式的陶瓷滤芯，其特征在于，所述滤芯具有至少一个卷绕层的在其长度和/或者其直径上不同的壁厚和/或者结构。7.根据权利要求6所述的滤芯，所述不同的结构或者厚度在径向方向变化。8.根据权利要求6所述的方法，所述不同的结构或者厚度在纵向变化。9.根据上述权利要求中任一项所述的滤芯，所述滤芯具有本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．内燃机废气过滤器尤其是柴油微粒过滤器和／或者催化剂载体中的陶瓷滤芯的生产方法，按照所述的方法，使用一种陶瓷浆料浸渍一个或多个原纸载体幅材，然后对其进行烧制，其特征在于，所用原纸载体幅材的其中至少一载体幅材在其宽度和／或者长度上具有不同的厚度和／或者结构。

【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：J·林哈特，
申请(专利权)人：曼·胡默尔有限公司，
类型：发明
国别省市：DE