CN107666948B - 蜂窝式过滤器的封堵以及用于封堵蜂窝式过滤器的设备 - Google Patents

Abstract

一种用于形成被封堵的蜂窝状制品的方法，所述方法包括供给陶瓷前体材料通过挤出模具，所述挤出模具具有多个针脚、由相邻针脚限定的多个腔，且多个针脚的交替端面包含从挤出模具的出口沿挤出方向延伸的延伸件。所述方法还包括将陶瓷前体材料挤出通过挤出模具，以形成包含多个孔道壁和由相邻孔道壁限定的通道的网状结构；对已经被挤出通过挤出模具的网状结构进行支承；以及在将延伸件定位于通道的至少一部分内的同时，在挤出模具与所述网状结构之间提供沿基本上正交于挤出方向的至少一个方向的移动。

Description

蜂窝式过滤器的封堵以及用于封堵蜂窝式过滤器的设备

本申请依据35U.S.C.§119要求于2015年5月29日提交的系列号为62/168215的美国临时申请的优先权，本文以该申请的内容为基础并通过引用全文将其纳入本文。

背景

本说明书总体上涉及蜂窝式过滤器，更具体而言，涉及用于蜂窝式过滤器的原始封堵端面以及用于对蜂窝式过滤器的端面进行原始封堵的设备。

通常，对蜂窝式过滤器的端面进行封堵包括在蜂窝式过滤器的端面上放置具有棋盘图案的掩模，并且向未被掩模覆盖的蜂窝式过滤器通道注入封堵材料。随后对蜂窝式过滤器和封堵材料进行烧制和烧结。在这种常规工艺中，必须精确对齐掩模，以使封堵材料被准确地放置入蜂窝式过滤器的通道内，这可能由于蜂窝式过滤器在挤出、干燥和烧结过程中的形变而难以实现。因此，蜂窝式过滤器的常规封堵可代价高昂且费时。

发明概述

根据一种实施方式，一种用于形成被封堵的蜂窝状制品的方法包括供给陶瓷前体材料通过挤出模具，所述挤出模具包含多个针脚、由相邻针脚限定的多个腔，且所述多个针脚的交替端面包含从所述挤出模具的出口沿挤出方向延伸的延伸件，其中，将陶瓷前体材料挤出通过所述腔。所述方法还包括将陶瓷前体材料挤出通过挤出模具，以形成包含多个孔道壁和由相邻孔道壁限定的通道的网状结构；对已经被挤出通过挤出模具的网状结构进行支承；以及在将延伸件定位于通道的至少一部分内的同时，在挤出模具与所述网状结构之间提供沿基本上正交于挤出方向的至少一个方向的移动。沿基本上正交方向的移动使孔道壁侧向变形，从而对交替的通道进行封堵。

在另一种实施方式中，一种用于形成被封堵的蜂窝状制品的设备包含挤出模具，所述挤出模具包含多个针脚和位于多个针脚之间的多个腔，且所述多个针脚的交替针脚包含沿挤出方向从挤出模具的出口延伸的延伸件。所述设备还包含对离开挤出模具的出口的陶瓷前体材料的挤出进行支承的支承结构，且挤出模具和支承结构中的至少一者机械偶联至偏心***，所述偏心***在挤出模具与支承结构之间提供沿基本上正交于挤出模具的挤出方向的至少一个方向的移动。

在另一种实施方式中，公开了一种蜂窝式过滤器。所述蜂窝式过滤器包含第一端面；第二端面；以及多个从所述第一端面向所述第二端面延伸的多孔壁。所述多孔壁形成通道和位于第一端面和第二端面处的网格图案。交替通道在第一端面处被封堵，且在第一端面处被封堵的交替通道被与多孔壁的组合物相同的组合物封堵。

在以下的详细描述中给出了本发明的附加特征和优点，通过所作的描述，其中的部分特征和优点对于本领域的技术人员而言是显而易见的，或者通过实施包括以下详细描述、权利要求书以及附图在内的本文所描述的实施方式而被认识。

应理解，前面的一般性描述和以下的详细描述都描述了各种实施方式且都旨在提供用于理解所要求保护的主题的性质和特性的总体评述或框架。包括的附图提供了对各种实施方式的进一步理解，附图并入本说明书中并构成说明书的一部分。附图例示了本文所描述的各种实施方式，且与描述一起用于解释所要求保护的主题的原理和操作。

附图的简要说明

图1示意性地例示了根据本文所述实施方式的挤出模具的一部分的前视图；

图2示意性地例示了根据本文所述实施方式的挤出模具的一部分的剖面图；

图3A～3C示意性地例示了根据本文所述实施方式的挤出模具和支承结构的侧视图；

图4示意性地例示了根据本文所述实施方式的用于在挤出模具与网状结构之间提供移动的机械***；

图5A和5B示意性地例示了图4中所例示的根据本文所述实施方式的机械***的外偏心环、内偏心环和支持件；

图6示意性地例示了根据本文所述实施方式的包含封堵区域的网状结构的原条；

图7A～7C示意性地例示了根据本文所述实施方式的用于对蜂窝式过滤器的通道进行封堵的设备；以及

图8示意性地例示了根据本文所述实施方式的蜂窝式过滤器的剖面图。

发明详述

下面详细参考原始封堵蜂窝式过滤器的实施方式，这些实施方式的例子在附图中示出。只要可能，在附图中使用相同的附图标记表示相同或相似的组件。在一种实施方式中，一种用于形成被封堵的蜂窝状制品的方法包括供给陶瓷前体材料通过挤出模具，所述挤出模具包含多个针脚、由相邻针脚限定的多个腔，且所述多个针脚的交替端面包含从所述挤出模具的出口沿挤出方向延伸的延伸件，其中，将陶瓷前体材料挤出通过所述腔。所述方法还包括将陶瓷前体材料挤出通过挤出模具，以形成包含多个孔道壁和由相邻孔道壁限定的通道的网状结构；对已经被挤出通过挤出模具的网状结构进行支承；以及在将延伸件定位于通道的至少一部分内的同时，在挤出模具与所述网状结构之间提供沿基本上正交于挤出方向的至少一个方向的移动。沿基本上正交方向的移动使孔道壁侧向变形，从而对交替的通道进行封堵。

图1是根据本文所述实施方式的蜂窝体挤出模具10的一个端面的一部分的示意图。挤出模具10包含多个针脚11和多个由相邻针脚11限定的腔12。举例来说，腔12a由相邻的针脚11a和11c限定，而腔12b由相邻的针脚11a和11b限定。供给陶瓷前体材料通过在针脚11之间形成的腔12，以形成蜂窝结构。

参考图2，挤出模具10包含入口端22a和沿挤出方向24与入口端22a相反的排出端22b。挤出模具10包含始于入口端22a的入口区域26a，其限定多个从入口端22a延伸的供给孔28。多个供给孔28配置成接收来自诸如活塞式挤出机、螺杆式挤出机等的挤出装置(未图示)的前体材料。

挤出模具10还包含止于排出端22b的排出区域26b。排出区域26b包含多个针脚11。各针脚11包含沿挤出模具10的排出端22b定位的端面13。多个针脚11包含第一组针脚11a和第二组针脚11b。第一组针脚11a具有平面端面13，而第二组针脚11b具有沿挤出方向24从挤出模具的出口延伸的延伸件。尽管图2显示了挤出模具的二维剖面，应当理解的是，所有维度中的交替针脚都具有延伸件，例如图2中第二组针脚11b中所示的延伸件，从而在挤出模具中形成具有延伸件的针脚和不具有延伸件的针脚的棋盘图案。更清楚地来说，在一些实施方式的挤出模具中，如果具有延伸件的针脚被认为是笛卡尔坐标的原点(Cartesianorigin)，则x方向和y方向上的相邻针脚不具有延伸件。类似的，在一些实施方式的挤出模具中，如果不具有延伸件的针脚被认为是笛卡尔坐标的原点，则x方向和y方向上的相邻针脚具有延伸件。

第一组针脚11a沿挤出方向的长度不受特别限制，可以是用于将陶瓷前体材料挤出通过挤出模具10的任意长度。然而，在一些实施方式中，第二组针脚11b的延伸件延伸超出第一组针脚11a的端面13。因此，根据一些实施方式，包含延伸件的针脚11b的交替端面13延伸超出不包含延伸件的针脚的端面13大于或等于约2mm至小于或等于约10mm，例如大于或等于约2.5mm至小于约8mm。在另一些实施方式中，包含延伸件的针脚11b的交替端面13延伸超出不包含延伸件的针脚的端面13大于或等于约3mm至小于或等于约6mm。因此，在一些实施方式中，将陶瓷前体材料向第一组针脚11a的端面13挤出通过位于第一组针脚11a与第二组针脚11b之间的腔12。当陶瓷前体材料到达第一组针脚11a的端面13时，前体材料仅由第二组针脚11b的延伸件限定，而不由第一组针脚11a限定。

在蜂窝式过滤器的生产过程中，将诸如无机材料这样的陶瓷前体材料、液体载剂和粘合剂混合成批料。例如，批料可包含各种混合物，包括糊料和/或浆料，例如诸如用于形成糊料的与聚合物粘合剂和/或低分子量液体混合的颗粒和/或粉末以及它们的组合以及其它材料。可在多篇专利和专利申请中找到关于可用于前体材料的示例性材料的描述。包括堇青石在内的示例性前体材料组合物公开于美国专利第3885977、RE 38888、6368992、6319870、6210626、5183608、5258150、6432856、6773657、6864198号；以及美国专利申请公开第2004/0029707、2004/0261384和2005/0046063中，上述文献通过应用全文纳入本文。用于形成钛酸铝的示例性陶瓷批料材料是美国专利第4483944、4855265、5290739、6620751、6942713、6849181号；美国专利申请公开第2004/0020846、2004/0092381号；以及PCT申请公开第WO 2006/015240、WO 2005/046840和WO 2004/011386中所公开的那些材料，上述文献通过引用全文纳入本文。

在一些实施方式中，可随后利用挤出模具10沿挤出方向24挤出陶瓷前体。挤出物具有网状结构，所述网状结构包含多个孔道壁和由相邻孔道壁限定的通道。通道的尺寸和孔道壁的厚度不受特别限制，可随着蜂窝式过滤器的最终用途而改变。然而，应当理解的是，增大正面表面(例如图1中图示的表面)中包含通道的区域会降低穿过蜂窝式过滤器的压降。例如，对通道开放的正面表面(本文中称为开放正面区域)的百分比越大会降低穿过蜂窝式过滤器的压降。在一些实施方式中，通道可具有大于或等于约35％至小于或等于约95％的开放正面区域，例如大于或等于约45至小于或等于约85。在另一些实施方式中，通道具有大于或等于约55至小于或等于约75的正面区域，例如大于或等于约60至小于或等于约70。为了增大通道的开放正面区域，应当减小孔道壁的厚度，因为通常由孔道壁构成的正面表面的百分比越低，开放正面区域就越大。因此，在一些实施方式中，孔道壁的厚度可大于或等于约0.1mm至小于或等于约0.5mm，例如大于或等于约0.15mm至小于或等于约0.45mm。在一些实施方式中，孔道壁的厚度可大于或等于约0.05mm至小于或等于约0.75mm，例如大于或等于约0.07至小于或等于约0.5mm。

在一些实施方式中，具有上述开放正面区域和孔道壁厚度的蜂窝式过滤器会具有大于或等于约25KPa至小于或等于约40KPa的压降，例如大于或等于约28KPa至小于或等于约38KPa。在另一些实施方式中，具有上述开放正面区域和孔道壁厚度的蜂窝式过滤器会具有大于或等于约30KPa至小于或等于约35KPa的压降。

利用螺杆式挤出机或活塞式挤出机向挤出模具供给陶瓷前体材料。在一些实施方式中，陶瓷前体材料通过挤出模具10的供给速率大于或等于约5mm/s至小于或等于约255mm/s，例如大于或等于约12.7mm/s至小于或等于约255mm/s。在另一些实施方式中，陶瓷前体材料通过挤出模具10的供给速率大于或等于约30mm/s至小于或等于约200mm/s，例如大于或等于约80mm/s至小于或等于约150mm/s。

现在参考图3A，其示意性地图示了根据本文所述实施方式的一种挤出模具的侧视图，当蜂窝体被沿挤出方向24挤出通过挤出模具10时，所得到的网状结构30受到支承结构31的支承。在一些实施方式中，对支承结构31进行定位，以在网状结构30离开不包含延伸件的第一组针脚11a后立即对其进行支承。因此，在网状结构30毗邻第二组针脚11b的延伸件的同时，支承结构31支承网状结构30。尽管图3A显示支承结构31只位于网状结构30的一侧，应当理解的是，在一些实施方式中，支承结构31可位于网状结构30的更多侧上。例如，支承结构31可位于网状结构30下方和网状结构30上方。或者，支承结构31可包围整个网状结构30。在一些实施方式中，支承结构31可选自呈半圆柱形或圆柱形截面的空气轴承、一系列移动带或履带或一组辊。如图3A所示，在一些实施方式中，支承结构包含流体输送通道32，所述流体输送通道32向支承网状结构的支承结构的表面输送流体，以使支承结构31与网状结构30之间不存在物理接触。在一些实施方式中，流体可选自空气和氮气。

在本文所公开的一些实施方式中，在将延伸件定位于通道的至少一部分内的同时，挤出模具和支承结构提供沿基本上正交于挤出方向的方向的相对于彼此的移动。参考图3B，网状结构30受到支承结构31的支承，且支承结构31提供沿y方向和x方向(即，正交于挤出方向24)的移动。该移动导致第二组针脚11b上的延伸件接触网状结构30，这使网状结构随着陶瓷前体材料被挤出通过挤出模具10而沿移动方向发生形变。参考图3A，使支承结构31与针脚11对齐，从而当前体材料被挤出通过挤出模具10时受到支承结构31的支承，以使网状结构30不会发生形变。相比之下，如图3B所示，图3B包括位于网状结构30上方的支承结构31a和位于网状结构30下方的支承结构31b，支承结构31a和31b沿负y方向的移动导致支承结构31a和31b未与负y方向上的针脚11对齐，从而使网状结构30沿正y方向产生形变。类似地，如图3C所示，可使支承结构31a和31b沿正y方向移动，导致支承结构31a和31b未与正y方向上的针脚11对齐，从而使网状结构30沿负y方向产生形变。尽管未在图中显示，应当理解的是，可类似地使支承结构31沿正x方向和负x方向移动，从而使网状结构30产生与图3A和3B中所示的形变类似的形变，但该形变沿负x方向和正x方向产生。进行如上所述的移动导致网状结构的孔道壁在产生形变的位置处靠拢。这种孔道壁的靠拢导致在交替孔道处的通道中产生侧向形变，且第二组针脚11b的延伸件定位于通道的至少一部分内，并且通过侧向形变来封堵这些交替通道。该封堵在网状结构中产生交替的封堵和未封堵通道的棋盘图案。应当理解的是，尽管上述描述是针对支承结构31的移动，但网状结构30本质上在配合支承结构31进行移动。因此，在一些实施方式中，支承结构31的移动与网状结构30的移动具有相同含义。

在上文所述的实施方式中，支承结构31相对于挤出模具10移动(例如，使挤出模具10保持静止，而支承结构31沿基本上正交于挤出模具10的挤出方向24的方向移动)。然而，在另一些实施方式中，使支承结构31保持静止，而挤出模具10相对于支承结构31移动(例如，使支承结构31保持静止，而挤出模具10沿基本上正交于挤出方向24的方向相对于支承结构31移动)。在另一些实施方式中，只要支承结构31和挤出模具10的移动不同步，支承结构31和挤出模具10可同时沿基本上正交于挤出方向24的方向移动。举例来说，如果支承结构31和挤出模具10的移动是同步的，则针脚11与支承结构31将会对齐。因此，网状结构中不会发生形变。

在一些实施方式中，挤出模具与网状结构之间的移动可以是周期性移动。例如，在一些实施方式中，将陶瓷前体材料挤出通过挤出模具10，以形成网状结构30。当网状结构达到所需长度时，挤出模具10与网状结构之间开始移动，产生如上所述的形变，并且以棋盘图案封堵网状结构的交替通道。挤出模具10与网状结构30之间的移动持续进行一段时间，以提供所需的形变长度。当实现所需的形变长度时，停止挤出模具10与网状结构30之间的移动，并且使挤出模具10的针脚11与支承结构31对齐，以提供未形变的网状结构。该周期性的移动可反复进行多次，以产生以下网状结构原条(log)，其包含通道未形变的长度和通道产生形变的区域。下文将描述封堵的各种参数。

使用上述移动以棋盘图案来封堵网状结构的交替通道允许在不使用额外封堵材料的条件下完成封堵，这降低了生产成本。另外，使用上述移动来封堵网状结构还允许在网状结构被挤出的同时实施封堵，这相比于需要在蜂窝式过滤器干燥后立即进行单独封堵的常规方法缩短了生产时间。

可利用任意结构来控制挤出模具10与网状结构30之间的上述(通过支承结构31的移动实现的)移动。在一些实施方式中，利用例如使挤出模具沿x方向和y方向移动的电动机***来控制挤出模具10与网状结构30之间的移动。这些电动机可利用计算机来运转，可对所述计算机进行编程，以近乎多种不同几何图案且在受控速度下提供移动。在一些实施方式中，电动机是伺服马达、电磁激发器(electromagnetic exitator)、变频器或振动器。在一些实施方式中，电动机利用与挤出模具10和/或支承结构31以及电动机物理偶联的螺杆传动、链条传动、齿轮或它们的组合来使挤出模具10和/或支承结构31移动，籍此，电动机的移动导致螺杆传动或链条传动，使挤出模具10和/或支承结构31沿给定方向移动。

除了直接偶联至挤出模具10和/或支承结构的电动机以外，可利用机械***来使挤出模具10和/或支承结构31移动。在一些实施方式中，参考图4，机械***40包含马达41、偶联至马达41的第一齿轮42以及与第一齿轮42啮合的第二齿轮43。在一些实施方式中，第二齿轮43是环形的，且包封至少两个偏心环44和45。在一些实施方式中，至少两个偏心环44和45包含外偏心环44、内偏心环45和支持件46，所述外偏心环44偶联至第二齿轮43，所述内偏心环45偶联至外偏心环44，且所述支持件46固定挤出模具10(未图示)。

马达41可以是可提供多种速度且具有足够功率以驱动机械***40的任意电动机。例如，在一些实施方式中，马达可以是直流无刷电动机。马达41和第一齿轮42可利用任意机制来偶联。在一些实施方式中，第一齿轮42可直接地物理连接至马达41的输出轴。在另一些实施方式中，马达41的输出轴可利用皮带、链条等偶联至第一齿轮42。

第一齿轮42和第二齿轮43可利用常规设备来啮合。尽管图4图示了第一齿轮42小于第二齿轮43，应当理解的是，第一齿轮42和第二齿轮43的尺寸可具有任意关系，且取决于所使用的马达41的类型和所需的扭矩传动。此外，第一齿轮42与第二齿轮43的相对位置不限于图4中所示的垂直堆叠设计。一些实施方式可不包含第一齿轮42，且电动机可利用上文所述的机制直接偶联至包封外偏心环44和内偏心环45的第二齿轮43。

第二齿轮43偶联至外偏心环44。在一些实施方式中，第二齿轮43是环形的，且通过物理连接外偏心环44和第二齿轮43来偶联至外偏心环。在一些实施方式中，偶联具有高强度，以使外偏心环44绕着第二齿轮43旋转。在一些实施方式中，第二齿轮43和外偏心环44利用机械紧固来偶联，例如利用螺杆、螺栓或铆钉来偶联，或者，第二齿轮43和外偏心环44可焊接在一起。

将参考图5A和图5B对外偏心环44、内偏心环45以及支持件46之间的相互关系进行描述。支持件46物理偶联至内偏心环45。在一些实施方式中，可利用紧固件使支持件46与内偏心环45物理偶联，所述紧固件是例如螺杆、螺栓或铆钉，或者可将支持件46焊接至内偏心环45。在一些实施方式中，利用可拆卸的紧固件使支持件46与内偏心环45偶联，从而支持件46和内偏心环45可与其它支持件和内偏心环互换，这取决于挤出模具的几何构型。图5A和5B中所图示的支持件46具有环形的几何构型，且支持件46的几何构型可与挤出模具的几何构型相匹配。因此，不是所有实施方式中的支持件46的几何构型都是环形的。

应当理解的是，本文所用的术语“环”和“环形”并不严格表示圆形结构。而是如本文所用，“环”和“环形”可用于表示椭圆、不规则形状。在一些实施方式中，内偏心环45和外偏心环44包含内径与外径之间的不一致差异。换言之，内偏心环45和外偏心环44的厚度随内偏心环45和外偏心环44的周界而改变。如图5A中所示，当内偏心环45的较厚部分45a与外偏心环44的较薄部分44b对齐时，支持件46与外偏心环44的外周界处于同心位置。然而，如图5B中所示，当内偏心环45的较薄部分45b与外偏心环44的较薄部分44b对齐时，支持件46与外偏心环的外周界处于偏心位置。

在一些实施方式中，偶联至支持件46的内偏心环45可相对于外偏心环44移动。因此，可将支持件46从与外偏心环44的外周界同心的位置(如图5A中所示)调节至与外偏心环44的外周界的最大偏心位置(如图5B中所示)。在图5A中所示的同心位置与图5B中所示的最大偏心位置之间，存在多个中间偏心位置，可将支持件46调节至这些中间偏心位置。可通过使内偏心环45相对于外偏心环44移动来进行上述调节，以使内偏心环45最大厚度的位置不与外偏心环44最大或最小厚度的位置对齐。在一些实施方式中，内偏心环45的厚度变化和外偏心环44的厚度变化允许支持件46从与外偏心环外周界同心移动至一个位置，支持件在该位置处相对于外偏心环的外周界的最大偏心距为5mm，例如，从与外偏心环的外周界同心移动至一个位置，支持件在该位置处相对于外偏心环的外周界的最大偏心距为4mm。应当理解的是，支持件相对于外偏心环44外周界的偏心距可被调节为零(同心)至最大偏心距之间的任意偏心距。

在未示于图5A和5B中的实施方式中，可在一个或更多个外偏心环44与内偏心环45之间以及在内偏心环45与支持件46之间***间隔物。这些间隔物可以是可移动的，以使它们对内偏心环45相对于外偏心环44移动时所形成的任何间隙进行填充。在另一些实施方式中，可使用支持结构来保持内偏心环45与外偏心环44的相对位置。例如，当将内偏心环45置于相对于外偏心环44的适当位置时，可使用螺母和螺栓来将内偏心环45紧固至外偏心环44。

当支持件46相对于外偏心环44的外周界位于偏心的位置，且运转机械***40时，支持件46会与第二齿轮43一起旋转，提供支持件46相对于网状结构的偏心圆运动。该偏心圆运动是由于支持件46的偏心位置导致的。在一些实施方式中，偏心圆运动可在大于30rpm至小于或等于约1000rpm的速度下移动，例如大于或等于约50rpm至小于或等于约800rpm。在另一些实施方式中，偏心圆运动可在大于或等于约100rpm至小于或等于约600rpm的速度下移动，例如大于或等于约200rpm至小于或等于约400rpm。支持件46的该偏心圆运动会通过使存在于通道的至少一部分中的延伸件沿基本上正交于挤出方向的方向移动而导致上述通道的形变。

尽管图4、图5A和图5B中所图示的机械***40显示了这样一个***，其中挤出模具相对于网状结构移动，但应当理解的是，支承结构可被置于支承件46中。因此，在一些实施方式中，可利用机械***40以与利用机械***40使挤出模具移动的方式相同的方式使网状结构移动。

在一些实施方式中，可将挤出的网状结构制成蜂窝式过滤器。将陶瓷前体材料挤出通过挤出模具，例如上文所述的那样。挤出模具和/或支承结构的周期性移动在网状结构的通道内产生形变，封堵网状结构的交替通道，产生封堵和未封堵通道的棋盘图案。周期性移动的持续时间会根据陶瓷前体材料通过挤出模具的供给速率而改变。然而，在一些实施方式中，周期性移动的持续时间足以提供可被切割以形成蜂窝式过滤器的封堵区域。

参考图6，图6图示了网状结构的一种原条60。在一些实施方式中，原条60可具有大于或等于约1m至小于或等于约1.5m的长度，例如大于或等于约1.1m至小于或等于约1.4m。在另一些实施方式中，该原条可具有大于或等于约1.2m至小于或等于约1.3m的长度。在一些实施方式中，可将该原条分割成过滤器部件61，所述过滤器部件61具有大于或等于约125mm至小于或等于约175mm的长度，例如大于或等于约130mm至小于或等于约170mm。在另一些实施方式中，可将该原条分割成过滤器部件61，所述过滤器部件61具有大于或等于约135mm至小于或等于约165mm的长度，例如大于或等于约140mm至小于或等于约160mm。在另一些实施方式中，过滤器部件61可具有约150mm的长度。

通过例如利用上文所述的方法使网状结构的通道形变而形成的封堵区域62定位于原条60的多个区域。通过挤出模具与网状结构之间的周期性移动来形成封堵区域62。在一些实施方式中，周期性移动的持续时间使得封堵区域62的长度大于或等于约2mm至小于或等于约30mm，例如大于或等于约4mm至小于或等于约20mm。在另一些实施方式中，周期性移动的持续时间使得封堵区域62的长度大于或等于约6mm至小于或等于约18mm，例如大于或等于约8mm至小于或等于约16mm。在一些实施方式中，封堵区域的长度大于或等于孔道直径的约2倍至小于或等于孔道直径的约6倍，例如大于或等于孔道直径的约3倍至小于或等于孔道直径的约5倍。

在一些实施方式中，封堵区域62可具有大于或等于约2mm至小于或等于约30mm的长度，例如大于或等于约5mm至小于或等于约25mm。在另一些实施方式中，封堵区域62可具有大于或等于约10mm至小于或等于约25mm的长度，例如大于或等于约15mm至小于或等于约20mm。

一旦将网状结构成形成具有封堵区域62的原条60，就可在通道已被封堵的轴向位置63处(即，在封堵区域中)以及通道尚未被封堵的轴向位置64处对该原条进行切割。在一些实施方式中，在通道已被封堵的轴向位置63处进行的切割可位于封堵区域62的中点。举例来说，如果封堵区域62具有30mm的长度，则将在进入封堵区域62中约15mm处对通道已被封堵的轴向位置进行切割。在一些实施方式中，通道尚未被封堵的轴向位置64处的切割可在与过滤器部件61的长度相一致的位置处进行。该位置从封堵区域62的中点来测量。举例来说，如果过滤器部件为150mm长，则将在距离封堵区域62中点150mm处进行切割。通过进行这样的切割，将形成具有封堵端面和未封堵端面的蜂窝式过滤器。利用该方法生产蜂窝式过滤器允许多个封堵区域62成形成单一的网状结构原条60，从而能够节省常规方法单独封堵蜂窝式过滤器端面所需的成本和时间。在一些实施方式中，当网状结构原条还潮湿时对其进行切割，因此，可使用经过润滑的带材来切割网状结构原条。

在一些实施方式中，可对从网状结构原条60上切得的蜂窝式过滤器进行干燥和烧结，并将其用作部分被封堵的蜂窝式过滤器。然而，在一些实施方式中，希望对并非通过在挤出过程中使通道形变而被封堵的蜂窝式过滤器的端面进行封堵。参考图7A，在一些实施方式中，为了对未在挤出过程中被封堵的蜂窝式过滤器70的端面71进行封堵，可将端面71浸入封堵材料72的浴中。在一些实施方式中，可从未在挤出过程中被封堵的通道73中排出空气，从而封堵材料72将会被引入通道73中。相反地，当端面71浸入封堵材料72的浴中时，不会从在挤出过程中被封堵的通道74中排出空气。从而，在一些实施方式中，在端面71中形成了交替的封堵和未封堵通道，其形成与在挤出过程中被封堵的端面75上的棋盘图案相反的棋盘图案。举例来说，如果一个通道在端面71上被封堵，则该端面将不会在端面75上被封堵，而如果一个通道在端面75上被封堵，则该通道将不会在端面71上被封堵。

参考图7B，为了帮助将封堵材料72引入通道中，在一些实施方式中，可在端面75上放置真空装置76，且可向未在挤出过程中被封堵的通道提供真空。在于挤出过程中被封堵的通道中不会形成真空，因此，封堵材料不会被引入那些通道中。封堵材料72被引入通道中的深度可等于蜂窝式过滤器的端面75中的封堵长度。因此，在一些实施方式中，封堵材料被引入通道中的深度大于或等于约1mm至小于或等于约20mm，例如大于或等于约2mm至小于或等于约18mm。在另一些实施方式中，封堵材料被引入通道中的深度大于或等于约5mm至小于或等于约15mm，例如大于或等于约7mm至小于或等于约10mm。在一些实施方式中，封堵材料被引入通道中的深度大于或等于孔道直径的约2倍至小于或等于孔道直径的约6倍，例如大于或等于孔道直径的约3倍至小于或等于孔道直径的约5倍。

除了对未通过挤出过程中的形变而被封堵的通道进行封堵以外，将封堵材料72引入通道中的该处理可用于对未在挤出过程中被完全封堵的通道进行封堵。例如，在图7A和图7B中，通道77在通过挤出过程中的形变而被封堵的端面中包含漏缝或侧面封堵。在一些实施方式中，作为引导的结果，将在通道77中产生真空，且封堵材料将被引入位于未在挤出过程中被封堵的端面处的通道中，从而完全封堵通道77的至少一端。

在一些实施方式中，在利用封堵材料封堵端面72以后，可对蜂窝式过滤器进行干燥和烧结，以形成陶瓷蜂窝式过滤器。

随后可加热生坯以使其干燥，并且进一步加热和加工成经过烧制的蜂窝体。经过烧制的蜂窝体可包含各种耐火材料，这取决于具体应用。例如，经过烧制的蜂窝体可包含陶瓷材料，例如堇青石、莫来石、碳化硅、钛酸铝或其它材料或它们的组合。

在一些实施方式中，参考图8，蜂窝式过滤器70具有第一端面75和第二端面71以及从第一端面75向第二端面71延伸的多样化的孔道或通道73和74，所述孔道具有多孔壁83，并且在第一端面75和第二端面71处形成网格图案。沿着通道74和通道73的长度在第一端面75处封堵通道74，在第二端面71处封堵通道73。未在第一端面75处封堵通道73，且未在第二段面71处封堵通道74。因此，对位于第一端面75和第二端面71处的交替通道进行封堵，在各端面处产生被封堵和未被封堵通道的棋盘图案。

按照上文所述的实施方式制造的蜂窝式过滤器可包含第一端面75，在所述第一端面75处，通过例如利用网状结构的靠拢的孔道壁使网状结构的通道形变，来对蜂窝式过滤器70的交替通道74进行封堵。但例如利用上文所述的方法来用封堵材料72对蜂窝式过滤器70的第二端面71的交替通道73进行封堵。因此，在一些实施方式中，蜂窝式过滤器70会包含具有交替通道74的第一端面75，所述交替通道74被与通道组合物相同的组合物封堵，且蜂窝式过滤器70会具有第二端面71，在所述第二端面71处，利用具有可与通道组合物不同的组合物的封堵材料72来封堵交替通道73。一些实施方式的蜂窝式过滤器70会包含第一端面75，在所述第一端面75处，交替通道74的封堵物由通道的壁形成。这些封堵物可利用通过上文所述的形变使交替孔道壁靠拢来形成。因此，在蜂窝式过滤器70的第一端面75中的封堵物与通道或孔道壁之间不存在组成过渡。根据一些实施方式的蜂窝式过滤器70的第二端面71将会被封堵材料72封堵，在一些实施方式中，所述封堵材料72可具有与通道或孔道壁的组合物不同且***交替通道73中的组合物。第二端面71的交替通道73中的封堵物包含封堵材料72与孔道壁之间的组成过渡。如本文所用，“组成过渡”描述蜂窝式过滤器中具有不同组成的材料之间的界面。在一些实施方式中，可清晰地限定组成过渡，其几乎不具有或完全不具有不同组成的混杂，以使在组成过渡的一侧，蜂窝式过滤器基本上具有第一组成，而在该组成过渡的另一侧，该组合物基本上具有第二组成。在另一些实施方式中，组成过渡可以更加平缓，且可包含蜂窝式过滤器的一个部分，所述部分包含第一组成与第二组成的混杂。在这种实施方式中，沿第一方向横跨组成过渡，第一组成的浓度可逐渐减小，而第二组成的浓度可逐渐增大；沿与第一方向相反的第二方向横跨组成过渡，第二组成的浓度可逐渐减小，而第一组成的浓度可逐渐增大。应当理解的是，在一些实施方式中，第一组成与第二组成的混杂可以是分子水平的化学混杂，或者，第一组成与第二组成的混杂可以是物理混杂，其中，第二组成填充由第一组成构成的结构中的缝隙或孔。

现在参考图8，根据一些实施方式的蜂窝式过滤器70包含第一端面75，在所述第一端面75处，通过使通道的孔道壁形变来形成交替通道74的封堵物81，因此，所形成的封堵物81在封堵物的外端81a处具有非平面的几何构型，例如图8中所示实施方式的锥形几何构型。在一些实施方式中，非平面的几何构型可采用几乎任意形状，例如V字形、箭头形、圆锥形、截头圆锥形、直角三角形、凹V形、凸弧形、泪珠形、梨形。蜂窝式过滤器70还包含第二端面71，在所述第二端面71处，交替通道73的封堵物82通过将封堵材料***交替通道73中来形成，且因此所形成的封堵物在封堵物的外端82a处具有平面几何构型(例如图8中所示实施方式的平坦几何构型)。因此，在一些实施方式中，蜂窝式过滤器70的第一端面75的交替通道74的封堵物81具有与蜂窝式过滤器70的第二端面71的交替通道73中的封堵物82不同的几何构型(例如图8中所示的锥形几何构型)。

在一些实施方式中，封堵物81延伸进入蜂窝式过滤器中的深度与蜂窝式过滤器的对应端面相距大于或等于约1mm至小于或等于约15mm，例如与蜂窝式过滤器的对应端面相距大于或等于约2mm至小于或等于约10mm。在另一些实施方式中，封堵物81延伸进入蜂窝式过滤器中的深度与蜂窝式过滤器的对应端面相距大于或等于约3mm至小于或等于约9mm，例如与蜂窝式过滤器的对应端面相距大于或等于约4mm至小于或等于约8mm。

本领域的技术人员显而易见的是，可以在不偏离要求专利权的主题的精神和范围的情况下，对本文所述的实施方式进行各种修改和变动。因此，本说明书旨在涵盖本文所述的各种实施方式的修改和变化形式，且这些修改和变化形式落入所附权利要求及其等同内容的范围之内。

Claims (19)

1.一种形成被封堵的蜂窝状制品的方法，所述方法包括：

供给陶瓷前体材料通过挤出模具，所述挤出模具包含多个针脚、由相邻针脚限定的多个腔，且所述多个针脚的交替端面包含从所述挤出模具的出口沿挤出方向延伸的延伸件，其中，将所述陶瓷前体材料挤出通过所述多个腔；

将所述陶瓷前体材料挤出通过所述挤出模具，以形成包含多个孔道壁和由相邻孔道壁限定的通道的网状结构；

对已经被挤出通过所述挤出模具的所述网状结构进行支承；以及

在将所述延伸件定位于所述通道的至少一部分内的同时，在所述挤出模具与所述网状结构之间提供沿基本上正交于所述挤出方向的至少一个方向的移动，

其中，沿所述正交于所述挤出方向的所述移动使所述孔道壁侧向变形，从而对交替的通道进行封堵。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，以大于或等于5mm/s至小于或等于255mm/s的速率供给所述陶瓷前体材料通过所述挤出模具。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述挤出模具与所述网状结构之间提供移动包括随着所述陶瓷前体材料被挤出通过所述挤出模具，在所述挤出模具与所述网状结构之间提供周期性移动，以沿所述交替的通道的长度周期性地封堵所述交替的通道。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，在各周期性移动之间存在间隔，所述间隔不包括所述挤出模具与网状结构之间的移动。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述间隔产生封堵区域，所述封堵区域具有大于或等于2mm至小于或等于30mm的长度。

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述挤出模具与所述网状结构之间提供移动包括以大于或等于30rpm至小于或等于1000rpm的速度提供偏心圆运动。

7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述挤出模具与所述网状结构之间提供移动包括使所述网状结构保持静止，而相对于所述网状结构侧向地移动所述挤出模具。

8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述挤出模具与所述网状结构之间提供移动包括使所述挤出模具保持静止，而相对于所述挤出模具侧向地移动所述网状结构。

9.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：

在所述孔道壁已被封堵的轴向位置以及所述孔道壁尚未被封堵的轴向位置处切割所述网状结构，从而形成蜂窝状制品，所述蜂窝状制品在第一轴向端表面上包含交替的封堵和未封堵的通道，且在第二轴向端表面上包含未被封堵的通道。

10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，还包括：

在提供所述移动后，对所述网状结构进行干燥；

将所述第二轴向端表面浸入封堵材料中；

将所述封堵材料引入未在所述第一轴向端表面处被封堵的一部分通道内，从而对位于所述蜂窝状制品的所述第二轴向端表面上的交替通道进行封堵；

对所述蜂窝状制品进行干燥；以及

对所述蜂窝状制品进行烧结，以形成陶瓷蜂窝状制品。

11.如权利要求10所述的方法，其特征在于，通过于未在所述第一轴向端表面处被封堵的通道内产生真空，来将所述封堵材料引入未在所述第一轴向端表面处被封堵的一部分通道内。

12.如权利要求10所述的方法，其特征在于，将所述封堵材料引入所述一部分通道的深度为大于或等于1mm至小于或等于20mm。

13.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述被封堵的蜂窝状制品的开放正面区域大于或等于35％至小于或等于95％。

14.如权利要求1所述的方法，其特征在于，穿过所述被封堵的蜂窝状制品的压降大于或等于25KPa至小于或等于40KPa。

15.一种用于形成被封堵的蜂窝状制品的设备，所述设备包含：

挤出模具，所述挤出模具包含多个针脚和位于所述多个针脚之间的多个腔，其中，所述多个针脚的交替针脚包含沿挤出方向从所述挤出模具的出口延伸的延伸件；

支承结构，所述支承结构对离开所述挤出模具的出口的陶瓷前体材料的挤出进行支承，且

所述挤出模具和所述支承结构中的至少一者机械偶联至偏心***，所述偏心***在所述挤出模具与所述支承结构之间提供沿基本上正交于所述挤出模具的挤出方向的至少一个方向的移动。

16.如权利要求15所述的设备，其特征在于，所述偏心***使所述支承结构相对于所述挤出模具移动。

17.如权利要求15所述的设备，其特征在于，所述偏心***使所述挤出模具相对于所述支承结构移动。

18.如权利要求15所述的设备，其特征在于，所述支承结构选自下组：空气轴承、一组辊或一组移动带。

19.如权利要求15所述的设备，其特征在于，包含延伸件的所述交替针脚沿所述挤出方向延伸超出不包含延伸件的针脚大于或等于2mm至小于或等于10mm。

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