陶瓷蜂窝状物件的挤压方法和设备技术

在利用同向旋转、相互啮合的双螺杆挤压机（１２，２８）来混合、筛分陶瓷原料的配料并且将其挤压过一个模具的蜂窝状物件制造方法中，改进包括以下步骤：通过使配料穿过一个第一同向旋转、相互啮合的双螺杆挤压机（１２）和过滤筛网（２２）以混合和筛分所述配料，来将混合和筛分阶段与挤压阶段分离；然后直接使混合和筛分好的配料穿过一个第二同向转向、相互啮合的双螺杆挤压机（２８），以将混合和筛分好的配料挤压过一个模具组件（４０），并由此来形成蜂窝状物件。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
专利技术的技术背景本专利技术涉及对陶瓷蜂窝状物件的挤压方法的一种改进，尤其是壁厚为4密耳(毫英寸)或更薄的超薄壁蜂窝陶瓷物件的挤压方法，以及一种实现该改进方法的设备。
技术介绍
在陶瓷蜂窝状物件的制造中通常使用双螺杆挤压机。美国专利号4,551,295所述是一种使用一个双螺杆挤压机来生产用作汽车发动机中的催化转换器的堇青石或堇青一多铝红柱石蜂窝状多孔基片的方法。该专利全文结合在此，以供参考。为了努力符合更为严格的排放标准的要求，汽车制造商正需要薄壁的蜂窝状多孔基片，以增加几何表面积并加快熄火性能。目前在制造4密耳或更薄室壁的超薄壁蜂窝状多孔基片中存在模具堵塞的问题。模具堵塞会导致在基片中的格壁缺失或者格壁不相互接合，并因此致使它们不能使用并导致高的产量损失。人们认为是大颗粒各或杂质通过双螺杆挤压机筛网进入到模具中，并堵塞了模具槽。可以使用更精细的筛网来过滤掉大部分如果不除去则会导致模具堵塞的颗粒和/或杂质。但是，这种解决方法是不理想的，因为更精细的筛网更容易不通或堵塞，并且这样会导致当筛网剖面发生变化时所产生的挤压过程的不稳定。堵塞的筛网会引起过程和产量的损失。此外，在精细筛网连接到模具或直接位于模具上游的双螺杆挤压机中所产生的压力通常超过设备的压力限值，并导致系统的损坏。因此，消除前述的在制造壁厚为4密耳或更薄的超薄壁蜂窝状多孔基片的过程中的模具堵塞和过程不稳定的问题将是有益的。正是如此，本专利技术的一个目的就是提供对陶瓷蜂窝状物件的制造方法的一种改进，尤其是对室壁为4密耳或更薄的陶瓷超薄壁蜂窝状物件的制造方法的改进，并且不会产生前面所述的问题。美国专利号2,336,734(Jellinek)公布了一种包括在最终挤压之前对配料增塑进行一个初步挤压步骤的挤压方法。在单个螺旋挤压机中将所有配料或者一部分配料预加工至所要求的塑性，形成股绳状，接着在另一个单螺旋挤压机中进行再挤压，以形成最终的物件。美国专利号3,390,216(Umeya等)公布了一种陶瓷原料的挤压方法，它包括在一个螺旋推进器挤压机中预成形配料，之后立即使该配料通过一个真空腔以除气，然后在同时保持配料处于除气状态下时，穿过一个活塞挤压机挤压成一个最终的物件。美国专利号3,745,200(Geyer)公布了一种包括两个螺旋式挤压机的热塑性材料的挤压方法。以传统的方式使用一个挤压机，而第二个挤压机则用来接受和再生从传统挤压机中来的配料的诸部分并在规则的间隔中将它们返回到传统的挤压机中。美国专利号3,888,963(Orso等)公布了一种不连续的挤压方法，该方法使用了一个匀质化组件来打散相邻批配料之间的界面并使其均匀。美国专利号5,213,737(Ford等)公布了一种用于粉末状材料的挤压方法，该方法包括一个或者更多个在挤压机和模具之间的连续的齿轮泵。在一个实施例中，配料在一个双螺杆挤压机中进行预加工，然后运送到一个单螺旋挤压机中以供给齿轮泵，并进行最终的成形。
技术实现思路
根据本专利技术的一个方面，本专利技术提供了蜂窝状物件的制造方法的一种改进。该方法利用一个同向旋转、相互啮合(intermeshing)的双螺杆挤压机设备来混合、筛分陶瓷原料的配料，并且将其挤压过一个模具，改进包括如下的步骤通过使配料穿过一个第一同向旋转、相互啮合的双螺杆挤压机或者混合挤压机以混合和筛分配料，来将混合和筛分阶段与挤压阶段分离，然后直接使混合和筛分好的配料穿过一个第二同向转向、相互啮合的双螺杆挤压机或者泵送挤压机，以运送配料并使其穿过一个模具组件来产生蜂窝状物件。根据本专利技术的另一个方面，本专利技术提供了一种挤压陶瓷蜂窝状物件的设备。该设备包括一个用来混合和筛分陶瓷原料配料的第一同向旋转、相互啮合的双螺杆挤压机或者混合挤压机，该第一双螺杆挤压机包括位于一端的一个第一进料口、位于另一端的一个第一排出口以及一个可脱卸地安装在与第一排出口相邻处的筛网；一个位于混合挤压机下游的、用来运送配料和使其穿过一个模具组件的第二同向旋转、相互啮合的双螺杆挤压机或者泵送挤压机，该泵送挤压机包括位于相应于第一双螺杆挤压机的第一排出口的一端的一个第二进料口和位于另一端的一个第二排出口；用来将混合挤压机连接到泵送挤压机的装置；以及一个连接在泵送挤压机的第二排出口上、用来产生蜂窝状物件的模具组件。附图的简要说明附图说明图1为具体实施本专利技术原理的一个设备的俯视图；图2所示为以横剖面形式表示的第一双螺杆挤压机和以正视图形式表示的第二双螺杆挤压机；图3所示为以正视图形式表示的第一双螺杆挤压机和以横剖面形式表示的第二双螺杆挤压机；图4所示为本专利技术设备的接头装置的立体图。具体实施例方式本专利技术对陶瓷蜂窝状物件的制作方法作了一种改进，本方法以一种配料的形式提供陶瓷原料，并使该配料穿过一个双螺杆挤压机装置以进行混合、筛分及除气，然后运送该配料并使其穿过一个模具组件。本改进在于将混合和筛分阶段从挤压阶段分开。这是通过如下方法来实现的先使配料穿过一个用来混合和筛分配料的第一双螺杆挤压设备或者混合挤压机，然后将该批原料转移到一个用来将配料挤压过一个模具组件的第二双螺杆挤压设备或者泵送挤压机。这里所用的术语“挤压阶段”或者“挤压”指的是把配料输送或者传送过挤压机的筒体，并使配料穿过一个模具组件。这里所用的术语“配料”指的是一种诸如粘土、滑石粉、矾土及多铝红柱石之类的干陶瓷原材料和诸如聚乙烯醇和/或水之类的粘合剂/增塑剂的湿混合物。一般在配料中约有50-75％重量的干料成分和约25-50％重量的湿料成分。配料反应后就形成一种诸如碳化物或者难熔氧化物之类的陶瓷原料。最好配料反应时形成堇青石(2MgO·2Al2O3·5SiO2)。现在参见图1、2和3，10所示为一个实施本专利技术的设备。一旦所需要的配料制备好，就将它通过一个位于第一进料口16处的诸如加料斗14之类的装置进给到第一双螺杆挤压机12中，配料在该进料口16处由筒体20中的螺杆18获取。这些螺杆可以是同向旋转或相对向旋转、相互啮合或不相互啮合的。螺杆最好是同向旋转、相互啮合且自行净化的螺杆。第一双螺杆杆挤压机12的功能是混合和筛分配料。更具体地说，螺杆18用来混合、剪切及使配料增塑。与此同时，配料沿如箭头所示的方向运行过筒体20的长度，并通过过滤筛网22。使配料通过过滤筛网所需要的压力，也就是筛分压力，是由过筛孔尺寸决定的。配料可在高达5000磅/平方英寸的压力下通过过滤筛网22，较适宜的是在2000磅/平方英寸左右。过滤筛网22位于第一排出口24的上游且是可脱卸地安装在与第一排出口24相邻处的，它的筛孔尺寸为筛孔在约30微米至100微米之间。过滤筛网22的目的是清除配料中的颗粒和/或杂质，否则这些颗粒和/或污染物就会堵塞模具中的凹槽，并导致蜂窝状结构中的缺陷和最终导致产品的破坏。当过滤筛网22被堵塞，配料不能再均匀地通过它时，一个新的过滤筛网22A就替换下堵塞了的筛网。更换筛网可以通过许多方式来完成，包括手工把堵塞的筛网替换成一个新的筛网，或者用一个包含多个筛网的装置(未图示)自动更换筛网。如在本
中所知，在第一双螺杆挤压机12的第一通气口15处会对配料施加一定的真空，以在配料进入第二双螺杆挤压机38之前从配料中排出空气或者去除夹带的空气。但除气会使配料变硬，它通过过滤筛网本文档来自技高网...

【技术保护点】
在利用一个同向旋转、相互啮合的双螺杆挤压机设备来混合、筛分陶瓷原料的配料并将其挤压过一个模具的蜂窝状物件的制造方法中，改进包括以下步骤：通过使所述配料穿过一个第一同向旋转、相互啮合的双螺杆挤压机以混合和筛分所述配料，来将所述混合和筛分阶段与所述挤压阶段分离；然后直接使所述混合和筛分好的配料穿过一个第二同向旋转、相互啮合的双螺杆挤压机，以将所述配料挤压过一个模具组件，来产生蜂窝状物件。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：NA戈隆布，CJ马拉基，
申请(专利权)人：康宁股份有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]