CN1227071C - 用催化剂涂覆基材的装置及方法 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种用于将催化剂组合物施用到中空基材内部的方法，包括：通过将基材部分浸渍在包含涂料淤浆浴的容器中、并在足以将涂料淤浆由该浴向上抽吸到位于该中空基材内部的多个通道中的每一个的强度下和时间内向该部分浸渍基材施加真空，用催化剂组合物涂覆基材；从该浴中取出基材；将基材旋转180°；然后在足以将涂料淤浆分配在基材通道内以在其中形成均匀涂覆外形的强度下和时间内，将加压空气通过空气射流施加到基材上。本申请还提供一种用于将催化剂施用到中空基材内部的装置，包括：涂布工段，包括包含催化剂淤浆的浸渍盘；活动连接以向基材施加真空的真空锥体；空气射流工段，用于向基材供给加压空气射流，并且所述空气射流工段包括上通风橱、接收通风橱、和活动连接到上通风橱上的空气给料；平台，其可在涂布工段和空气射流工段之间移动；固定到平台上的可膨胀囊夹具；和转动设备，用于将基材旋转180°。

Description

用催化剂涂覆基材的装置及方法

技术领域

本发明涉及一种用于涂覆基材的装置和方法，更尤其涉及一种用催化物质浸渍整体基材的装置和方法。

背景技术

催化转化器熟知用于去除和/或转化废气中的有害成分。为此，催化转化器具有各种结构。在一种形式中，该转化器包括一个其上存在催化涂层的刚性骨架整体基材。该整体具有一种蜂窝型结构，其中具有多个通常平行的纵向通道以提供具有高表面积的催化涂覆体。

这种刚性的整体基材可由陶瓷和其它材料制成。这些材料及其结构例如描述于美国专利3331787和3565830，在此将其作为参考并入本发明。另外，该整体可由金属箔制成。

整体基材、尤其是多个通道可以被催化和/或吸收性材料的淤浆所涂覆。

涂覆预制整体基材的一种方法是将催化剂淤浆抽吸到相应通道中并随后将涂覆基材进行干燥操作。这些方法不能成功地提供均匀涂覆厚度和其中催化剂涂层沉积在每个通道的相同长度上的均匀涂覆外形。

已经提出采用真空将催化剂淤浆向上抽过这些通道。例如，PeterD.Young的美国专利4384014公开了在整体基材上产生真空以从通道中去除空气并随后将催化剂淤浆向上抽过这些通道。真空随后被破坏并优选通过重力***而去除过量淤浆。

James R.Reed等人的美国专利4191126公开了将整体基材浸渍到淤浆中并随后采用低于大气压的压力将过量涂料淤浆从载体的表面上清除。所施加的真空用于消除通道堵塞，这样淤浆可抽吸到每个通道的表面上。

Thomas Shimrock等人的美国专利4609563公开了对这些方法的一种改进。该方法包括一种用耐火和/或催化剂金属组分的淤浆真空涂覆陶瓷基材元件的方法，其中计量精确控制的预定量的淤浆以施用到陶瓷整体基材上。将整体基材在一种也称作浸渍盘的优选具有预定尺寸的容器中下降至包含精确量的所要涂覆到基材上的淤浆的预定深度。淤浆随后通过施加到与基材在该浴中的浸渍端相对的那端上的真空进行抽吸。无需***或清除基材上的过量涂料淤浆，也无需任何预真空施加步骤以消除空气。

Victor Rosynsky等人在题为“用于涂覆基材的方法”的美国专利5866210中公开了另一种改进方法。其中公开了一种涂覆整体基材的真空浸渍法，其中构成基材的每个通道涂以相同厚度的涂料且特征在于一种均匀的涂层外形，其中基材的每个通道在相同长度上涂覆。尤其是，该方法涉及一种用涂料介质涂覆具有多个通道的基材的真空浸渍法，包括：

a)将基材部分浸渍到包含涂料介质浴的容器中，所述容器包含其量足以涂覆基材至所需水平而不会将涂料介质在该容器内的液位降至该浸渍基材的料面之下的涂料介质；

b)在足以将涂料介质由该浴向上抽吸到每个通道以在其中形成均匀涂覆外形的强度下和时间内向该部分浸渍的基材施加真空；然后

c)从该浴中取出基材。

视需要，在将涂料介质施用到基材上之后并随着基材从该浴中取出，连续向基材施加真空，其强度等于或大于施加到该部分浸渍基材上的真空强度。在施加真空之后，将基材反转并由相对端涂覆，形成具有均匀涂覆外形的两涂层。这种工艺步骤已知能够降低涂料介质的重叠。

涂料混合物的重叠在汽车工业中特别成问题。该重叠区域增加了贯穿催化剂转化器的增量(δ)压力，这对发动机性能和燃料消耗产生不利影响并增加了发动机的磨损。同样成问题的是，该涂料混合物在中间位置因为涂覆过程中的不完全覆盖而产生间隙。这同样对转化器和发动机性能产生不利影响。但如果为了涂覆两端而使基材反转，非常难以保证涂布材料不会在某种程度上重叠或产生间隙。即使最小量的重叠或间隙都会对催化性能产生不利影响。

因此，在涂覆整体基材，尤其是适用于催化转化器的整体基材的领域中明显有利的是，每个通道都在相同长度上涂以相同厚度的涂料而没有任何的涂布材料重叠或间隙。

发明内容

本发明提供一种能够消除涂料淤浆的重叠或间隙的、将催化剂组合物施用到中空基材内部的方法及装置。一般来说，该方法包括，通过将基材浸渍在包含涂料淤浆浴的容器中、并在足以将涂料淤浆由该浴向上抽吸到位于该中空基材内部的多个通道中的每一个的强度下和时间内向该部分浸渍基材施加真空，用催化剂组合物涂覆基材；从该浴中取出基材；将基材旋转180°；然后在足以将涂料淤浆分配在基材通道内以在其中形成均匀涂覆外形的强度下和时间内，将加压空气射流施加到基材上。

本文所用的术语“均匀涂覆外形”是指，基材的每个通道在相同长度上涂覆。有利地，本发明提供了一种能完全消除催化组合物在基材上的间隙或重叠的方法。这明显有利于催化转化器。首先，可以使用较少的贵金属，因为催化组合物在整个基材中均匀分布。第二，可以更精确地控制催化剂的放置，这在使用多种催化剂涂料组合物时特别有利。第三，通过去除重叠或间隙，可以更精确地控制涂层厚度，尤其是在多重涂覆场合中。这样降低了要通过该基材处理的气体的流动阻力，因此可更好地控制并产生不太严重的贯穿通道的压降。如果这些基材用作催化转化器，发动机性能不会下降。本文所用的术语“真空浸渍”一般应该是指，施加真空以将涂料淤浆注入整体基材内的多个通道中。

在本发明的另一方面，提供了一种将催化剂组合物施用到中空基材内部的方法，包括，用预定量的催化剂组合物涂覆中空基材的内部；将基材旋转180°；然后向基材施加空气射流以在其内分配该催化组合物。按照本发明制成的催化转化器具有较小的湿增和贵金属可变性，这样增加了生产量并降低了使用贵金属带来的费用。有利地，与具有催化组合物重叠或间隙的催化转化器相比，使用这些材料的汽车因为具有明显较小的贯穿催化剂的压降而具有较低的燃料消耗。

本发明还提供了一种用催化组合物涂覆基材的装置。该装置包括一个涂布工段，包括包含连续供料的涂料淤浆的浸渍盘、活动连接以向基材施加真空的真空锥体、用于支撑和旋转基材的可膨胀囊夹具；和一个用于将加压空气射流供给至基材的空气喷气工段。该装置还可包括一个用于在工段之间移动基材的可移动平台和一个用于将基材自动加载和卸载到装置上下的自动机械。有利地，该装置高度自动化且高效，因此与已有技术装置相比不太昂贵且使用更可靠。

附图说明

如果参考以下的详细描述和附图，可以更全面地理解本发明并显然得出其它优点，其中：

图1是该方法的一个流程示意图，说明将低和高强度真空施加到基材上，基材旋转180°，然后施加空气射流；

图2是说明涂布工段的一个侧视图，该工段具有一个下降至浸渍在浸渍盘中的基材附近的真空通风橱；

图3是按照本发明的可膨胀囊夹具的顶视图；

图4是用于加载和卸载基材的自动机械臂的顶视图；

图5是按照本发明的空气喷气工段的一个侧视图；

图6是适合容纳两个整体基材的空气喷气工段的一个前视图；

图7是一个顶视图，给出了包括两个称重工段的五工段装置；其中一个位于加载/卸载工段和涂布工段之间，而另一个则在空气喷气工段和加载/卸载工段之间；和

图8是按照本发明的称重工段的一个侧视图。

具体实施方式

本发明涉及一种用于将催化组合物涂覆到基材上的改进方法，由此该催化组合物可均匀涂覆到基材的内部表面上。本发明的方法将真空浸渍涂覆与空气喷气装置结合起来以得到均匀涂覆的基材而不会在基材内部产生催化组合物的间隙或重叠。在本发明的情况下，生产量增加且在催化组合物中需要较少的贵金属，这样可生产出不太昂贵的较高质量的催化剂。另外，使用本发明催化剂的汽车具有较低的燃料消耗，因此这些材料对汽车工业明显更具吸引力。

更具体地说，本发明方法包括，通过将基材浸渍在包含涂料淤浆浴的容器中并在足以将涂料淤浆由该浴向上抽吸到位于该中空基材内部的多个通道中的每一个的强度下和时间内向该部分浸渍基材施加真空，用催化剂组合物涂覆基材；从该浴中取出基材；将基材旋转180°；然后在足以将涂料淤浆分配在基材通道内以在其中形成均匀涂覆外形的强度下和时间内将加压空气射流施加到基材上。

参考附图中的图1，给出了体现本发明原理的一种方法的示意图。一般来说，将整体基材21浸渍在催化剂组合物中，施加低强度真空，从涂料淤浆中取出基材，然后施加较高强度的真空。然后，将基材旋转180°并施加空气射流。这通过一个涂布工段和一个空气喷气工段而实现，可以同时涂布一个、两个或多个基材。该方法设计使得操作人员能够在工段之间手工移动该基材，或另外具有一个可移动平台以使基材在工段之间前进(以下更详细讨论)。在这种情况下，电马达驱动该可移动的平台。

提供涂覆催化基材的过程简要描述如下：操作人员确定方法参数(如，基材在涂料淤浆中的浸渍深度、真空和空气射流的持续时间和强度、在每个标引工段的时间长度、等)，调节该过程以符合特定的参数和按压控制板(未示)上的起动按钮。自动机械或操作人员拾起两端开口的中空基材并将它转移到一个囊夹具上，该夹具膨胀以密封基材的外周并将基材固定就位。该囊夹具连接到用于在装置内的不同工段之间移动基材的平台上。如果操作人员在工段之间移动基材，每个不同工段具有其自身的囊夹具以固定该基材。如果使用可移动的平台，该平台将膨胀的囊夹具推进到涂布工段上，其中浸渍盘向上移动至预定的高度以使基材浸渍至给定的深度。施加低真空以将淤浆由浸渍盘向上抽吸通过基材的内部。基材随后从浸渍盘中提升，施加高真空，然后将基材旋转180°。这时，基材和平台前进至空气喷气工段，其中空气喷气工段的上方接收通风橱封闭该基材的周围并将空气射流施加到基材上，以将涂料淤浆分配到基材的未涂覆部分的周围。在空气喷气之后，空气喷气工段的上方接收通风橱打开且囊夹具和平台前进至加载/卸载工段，其中囊夹具放气，并从装置中取出基材。

尽管整个方法总体上在图1中说明，通过参考构成整个装置的许多工段可以更好地理解。当然，这些工段可分别适合进行计算机化控制，这样一旦该装置由操作人员起始编程，可提供自动功能。按照本发明，适合涂覆基材的装置由MPT Technologies Inc.ofBrecksville，OH制造。现转到图2，给出了用于本发明的涂布工段的透视图。一般来说，涂布工段11包括通过真空泵18由线路10供给至真空通风橱12的真空，当基材与涂料淤浆接触放置时，该通风橱活动连接到基材上。浸渍盘14盛装由储存罐接收的连续循环的涂料淤浆以涂覆基材。按照本发明，入口管提供由淤浆罐(未示)至浸渍盘14的涂料淤浆连续流动。出口管提供由浸渍盘流出至淤浆回收罐(未示)的涂料淤浆连续流动。这样，涂料淤浆可回收并再循环回到浸渍盘14中，这样降低了与将新涂料淤浆供给到装置中有关的成本。一系列阀可位于入口和出口管上以调节淤浆流量。涂料淤浆无需计量以向浸渍盘14提供精确量的涂料淤浆。相反，向浸渍盘14提供涂料淤浆的连续流动。优选地，浸渍盘14配有U形容器，它与浸渍盘14的外周邻近并用于将任何淤浆溢流捕集和导向出口管。浸渍盘14活动连接到一个由伺服马达驱动的支架上，后者用于沿着垂直轴升高和降低浸渍盘14以在其中浸渍基材21或从中取出。计算机控制浸渍盘14的垂直运动以控制基材21在涂料淤浆中的浸渍深度，这样保证合适体积的涂料淤浆供给至浸渍盘以覆盖来其中浸渍的基材21的端部。按照本发明，覆盖基材21所需的涂料淤浆的体积取决于本领域熟知的各种因素，包括基材的体积、所需的淤浆加载量、淤浆的粘度等。

浸渍盘14的尺寸和形状可在宽范围内变化。可以使用单一尺寸和形状的浸渍盘来涂覆各种各样的不同尺寸和形状的整体基材。即，浸渍盘14能够适应长方形基材以及有时可用于特殊场合的椭圆形、多边形、和圆形基材。

如果该装置采用平台以使基材在工段之间前进，该装置还可包括一个加载/卸载工段。如图3所示，该加载/卸载工段由一个周缘大于基材的囊夹具400组成。该囊夹具400配有空气供给入口(未示)，它使得该囊能够膨胀，这样内部407就密封地连接到基材的外周。囊夹具400还配有空气供给出口，它使得囊可根据需要放气。优选地，空气供给入口和出口是相同的。这些入口和出口可分别被计算机控制以使囊夹具400自动膨胀和放气。囊夹具400通过合适的工具如螺杆、栓、夹具或类似物永久地固定到可移动的平台上。囊夹具400用于在该装置的不同工段之间移动该基材。可以考虑，可以使用任何形状和尺寸的囊夹具，只要它适应基材的形状。通过使用囊夹具，该装置可涂覆任何基材，与形状和尺寸无关。当然，该装置无需采用自动机械和相关的加载/卸载工段。相反，操作人员可在不同工段之间手工移动基材。在一个可选实施方案中，加载和卸载工段可分开，分别具有上述的可膨胀囊夹具。

囊夹具还连接到用于将基材旋转180°的转动设备上。可以使用任何转动设备，但优选一种充气致动转动设备。这些优选转动设备的一个例子由德国Shunk公司制造。

可以使用自动机械将基材加载和卸载到装置上下。图4给出了可用于本发明的一个自动机械臂的顶视图。可以使用任何种类的、设计用于移动物体的自动机械装置。特别合适的自动机械由Adept Corp.ofCincinnati，OH销售。可以看出，自动机械300能够抓住基材并因此通过可移动臂302将它移动到装置上下。尽管所示自动机械300与手钳301相配，但可以使用适用于抓住用于催化转化器的基材的任何端部装置。自动机械300也可与视觉装置相配，它能够使自动机械300在加载工段中适当取向该基材。自动机械300也可用于从装置中取出经涂覆的基材。即，一旦基材已被涂覆并进行空气喷气，该可移动平台向加载/卸载工段前进，其中自动机械300抓住来自囊夹具400的经涂覆的基材。

参考附图中的图5，给出了用于本发明的装置的空气喷气工段的侧视图。按照本发明，适用于进行空气喷气的装置由MPT TechnologiesInc.of Brecksville，OH制造。空气喷气工段一般包括上通风橱200、接收通风橱201、空气给料207、和固定框架结构213。空气射流加料205在一端连接到上通风橱200的顶部204，并用于向上通风橱200提供加压空气源。空气射流加料205的顶部与线路206螺纹连接。上通风橱200的顶部204也连接到用于在垂直或Z轴上沿着杆216移动的支架203上。支架203又与固定框架结构213连接。伺服马达(未示)沿着垂直轴上下适当地驱动支架203，它操作以开启和关闭上通风橱200和所连接的空气射流加料205。可由任何合适的材料制成以承载加压空气的线路206在空气射流加料205和空气给料207之间延伸。

接收通风橱201相配以接收基材。淤浆出料管209由位于接收通风橱201底部的孔208延伸。在相对端，淤浆出料管209与位于淤浆回收罐211底部的孔210连接。淤浆回收罐211可通过配管连接到涂布工段的淤浆罐34上，且一个可有可无的伺服马达连接到该装置中以将废催化组合物从淤浆回收罐211驱动到淤浆罐34中以重新用于该装置。接收通风橱201与支架(未示)连接，当由伺服马达驱动时，该支架使接收通风橱201在垂直或Z方向上移动以开启和关闭接收通风橱。在关闭位置上，上通风橱200密封连接到囊夹具400的一侧且接收通风橱201密封连接到囊夹具400的另一侧，形成可包含，如下所述填充有来自空气给料207的加压空气。在开启操作中，上通风橱200充分离开接收通风橱201以加载或卸载该基材。

空气给料207包含在通常由金属、塑料或其它适用于盛装加压空气的材料制成的罐内。该罐可以是可再填充的，即，它可在内容物已用尽时交换成一个新罐，或它可连接到另一空气给料上，提供空气以使在空气给料207中再填充。一个可调节的调节器(未示)连接到空气喷气工段上以调节空气给料207中的压力。如上所述，线路206将空气给料207与空气射流加料205连接，这样提供了空气由空气给料207运动至所示通风橱200的通道。将一个通常开启的加料阀215合适地安装在空气给料207上并在线路206上操作以调节进入空气射流加料205的空气流量。即，当基材放置在接收通风橱201上且上通风橱200靠近密封连接的接收通风橱201时，空气给料207通过阀215和线路206向空气射流加料205提供调节的空气给料，后者又在上通风橱200处于关闭位置时向所形成的腔提供加压空气。这种加压空气射流用于在基材的整个内部均匀分配涂料并“吹走”过量涂料。作为经由孔210来自淤浆出料管209的重力加料，过量涂料淤浆进入淤浆回收罐211。

图6给出了适合同时接收和向两个涂覆基材提供空气射流的本发明空气喷气工段的前视图。分别在该视图中，上通风橱表示为220，接收通风橱为221，固定框架结构为243，和空气射流加料及其相关支架为225和223。线路226将空气射流加料225连接到空气给料(未示)上。已在空气喷气之后从基材上“吹走”的过量涂料淤浆通过淤浆出料管229被淤浆回收罐230捕集。

该装置还可配有称重工段，在涂布之前和空气喷气之后将基材称重。通过在涂布前后的基材称重，可以测定湿增可变性的百分数，即涂覆工艺的均匀性。图7给出了具有加载/卸载工段401、称重工段402、涂布工段403、空气喷气工段404、和称重工段405的本发明五工段自动装置的顶视图。图8给出了按照本发明的用于同时称重两个基材的称重工段。一般来说，称重工段配置使得在可移动平台前进至该工段时，囊夹具放气。包含天平501和伺服马达502的单元位于该平台之下，由固定支架504支撑，它通过杆503操作以沿着Y轴在垂直方向上升高和下降该天平。如果天平501向上升高，它接触基材的底部，能够对未涂覆或涂覆基材称重。在进行重量计算之后，天平501沿着杆503下降。如果在涂布之前进行重量计算，将基材靠在称重平台上，该平台用作登记平台以确定基材的垂直位置。有利地，在垂直工段上计算的基材垂直位置可用于涂布工段以确定基材在淤浆中的浸渍深度。垂直工段连接到用于记录基材重量的电子工具上。利用本文所述的其它工段，该称重工段可配以至少一个计算机以进行发挥任何的前述功能。

按照本发明的上述方法，操作人员可在开始操作之前将方法参数编程到计算机中。一旦编程，该装置自动连续进行涂布工艺，直到操作人员终止操作或重新定义。自动机械或操作人员将未涂覆的基材放置在加载/卸载工段13中，其中囊夹具400膨胀以将基材固定就位，且可移动的平台使基材前进至涂布工段11。

Victor Rosynsky等人的美国专利5866210中概括地描述了用于本发明的涂布工艺，在此将其作为参考特意并入本发明。该工艺步骤在本发明改进如下。当基材前进至涂布工段时，包含涂料淤浆连续给料的浸渍盘14升高，按照预定深度接触充气囊夹具的底面。如上所述，这可取决于各种因素，如基材的体积、所需的淤浆加载量、和淤浆粘度等。真空通风橱向下移动以便密封连接到囊夹具的一面，且升高的盘密封连接到囊夹具的另一面。这样形成了一个密封腔。

当基材放置在涂料淤浆中时，即使没有施加真空，该涂料淤浆也通过毛细管作用向上抽吸到内通道中。由于在基材浸渍端上方的涂料淤浆具有足够的体积，毛细管作用均匀提供给所有的通道。结果，即使不存在真空，也可初始获得均匀的涂覆外形。然而，需要施加低强度真空以进一步向上抽吸涂料淤浆。

低强度真空应该保持不超过约1英寸水柱。如果真空超过该水平，涂层的长度和厚度的一致性受到损害。施加低强度真空的时间取决于涂料淤浆的稠度和密度以及所要涂覆的通道的长度。在大多数情况下，低强度真空施加约1-3秒。有利地，基材外周和囊夹具内部之间的密封增强了涂料淤浆在通道中的运动和总体均匀性。如上所述，在真空通风橱升高且基材已从涂料淤浆中取出之后，可以进行相同或更高强度(即，大于1英寸水柱，通常为约5-15英寸水柱)的第二真空操作。第二真空操作的持续时间通常为约2-4秒。在大多数情况下，真空操作(即，第一和第二真空操作的总和)持续不超过约5秒的总时间。基材随后在囊夹具中旋转180°并转位至空气喷气工段12。

当平台到达空气喷气工段12时，上通风橱200下降且接收通风橱201升高以密封连接上通风橱200，形成一个该基材位于其中的腔。通常加压为约20-50psi的空气射流由线路206传送至基材。空气喷气的持续时间为约0.3-0.5秒，通常约0.3秒。在空气喷气之后，上通风橱200升高，下通风橱下降，且平台前进至加载/卸载工段，其中囊夹具400放气且自动机械或操作人员移动该基材。如上所述，称重工段可置于涂布工段之前和空气喷气工段之后。

任何整体基材可按照本发明进行涂覆。这些基材包含细的平行气体流道，它们由基材的入口面延伸至出口面，因此这些通道对由前方进入并经过基材由后面流出的空气流是开口的。优选地，这些通道基本上从其入口至其出口是笔直的且由壁定界，其中涂料淤浆作为薄漆膜进行涂覆，这样流过通道的气体接触涂料淤浆。这些流动通道是薄壁通道，可以具有任何合适的横截面形状和尺寸，如梯形、长方形、正方形、正弦形、六角形、椭圆形、圆形，或由本领域已知的波纹或平整的金属成分形成。这些结构可每平方英寸横截面包含约60-1200或更多的气体入口开口(“泡孔”)。这些结构例如公开于美国专利3904551、4329162和4559193，在此将其作为参考特意并入本发明。

可按照本发明涂覆的涂料淤浆可变化多样且包括(但不限于)常用于生产催化转化器的催化剂组合物、吸收剂组合物及其组合。可以使用不同组合物的多涂层。合适的涂料淤浆组合物例如公开于美国专利5057483、4714694和4134860，在此将其作为参考特意并入本发明。

在基材已从装置中取出之后，它可进行干燥，然后将基材送入该涂层在其中进行固化的加热工段。涂覆基材的干燥可以任何合适的方式进行，可通过施加真空而辅助。特别合适的干燥工艺描述于1998年4月28日递交的题为“用于干燥涂覆基材的方法”的待审美国专利申请系列号09/067831(代理人案卷号3924)，在此将其作为参考特意并入本发明。

按照本发明，基材可在约5-10秒内涂覆，即使采用称重工段也是如此。在单个工段的停留时间可以改变，且将取决于涂料种类、涂层厚度、等。在10秒周期内，单和双涂覆装置可因此分别涂覆约360个基材/小时和720个基材/小时。同样，5秒周期能够涂覆1420个基材/小时，使得该方法特别有效。基材被均匀涂覆，没有存在于已有技术方法中的任何间隙或重叠，而已有技术需要将基材的相对端浸渍在涂料淤浆中。另外，按照本发明涂覆的基材显示较低的湿增和贵金属可变性，这显示出本发明的可靠性和较低费用。例如，在本发明之前，涂覆基材之间的湿增可变性为约10-15％。相反，按照本文所述方法生产的基材仅具有约2.6％的湿增可变性。类似地，在本发明之前，基材内的总贵金属梯度为约10-20％，而按照本文所述生产的基材具有低于5％的贵金属梯度。关于此，贵金属均匀分布在整个基材内，这样得到受控的贵金属加载。

在相当完整地详细描述本发明之后，可以看出，这些细节无需严格遵守，但本领域熟练技术人员知道，各种变化和改进都在由所附权利要求书确定的本发明范围内。

Claims (16)

1.一种用于将催化剂组合物施用到中空基材内部的方法，包括：

通过将基材一端部分浸渍在包含催化剂组合物涂料淤浆浴的容器中、并在足以将所述催化剂组合物涂料淤浆由该浴向上抽吸到位于该中空基材内部的多个通道中的每一个的强度下和时间内向该部分浸渍基材施加真空，从而用催化剂组合物涂覆基材；

从该浴中取出基材；

将基材旋转180°；然后

在足以将催化剂组合物涂料淤浆分配在基材通道内以在其中形成均匀涂覆外形的强度下和时间内，将加压空气通过空气射流施加到基材浸渍在淤浆内的一端上，所述形成均匀涂覆外形是指基材的每个通道在相同长度上涂覆。

2.根据权利要求1所述的方法，其中在基材已从浴中取出之后，向所述基材施加真空。

3.根据权利要求2所述的方法，其中在基材已从浴中取出之后所施加的真空强度至少等于在基材浸渍于该浴中时所施加的真空强度。

4.根据权利要求1所述的方法，其中所述空气射流工段包括上通风橱、接收通风橱、和活动连接到上通风橱上的空气给料。

5.根据权利要求1所述的方法，其中空气射流的持续时间为0.3-0.5秒。

6.根据权利要求1所述的方法，其中空气射流被加压至1.38-3.45×10⁵Pa。

7.根据权利要求1所述的方法，它还包括将基材加载到可膨胀囊夹具中。

8.根据权利要求7所述的方法，其中所述基材通过自动机械加载到可膨胀囊夹中。

9.根据权利要求1所述的方法，它还包括干燥该基材。

10.根据权利要求1所述的方法，它还包括称重该基材。

11.一种用于将催化剂施用到中空基材内部的装置，包括：

涂布工段，包括包含催化剂组合物涂料淤浆的浸渍盘；

活动连接以向基材施加真空的真空锥体；

空气射流工段，用于向基材供给加压空气射流，其中在足以将催化剂组合物涂料淤浆分配在基材通道内以在其中形成均匀涂覆外形的强度下和时间内，将加压空气通过空气射流施加到基材浸渍在淤浆内的一端上，所述形成均匀涂覆外形是指基材的每个通道在相同长度上涂覆，并且所述空气射流工段包括上通风橱、接收通风橱、和活动连接到上通风橱上的空气给料；

平台，其可在涂布工段和空气射流工段之间移动；

固定到平台上的可膨胀囊夹具；和

转动设备，用于将基材旋转180°。

12.根据权利要求11所述的装置，它还包括一个用于将基材加载至涂布工段并由空气射流工段卸载基材的工段。

13.根据权利要求12所述的装置，它还包括一个用于向装置加载并从装置卸载基材的自动机械臂。

14.根据权利要求12所述的装置，它还包括至少一个用于基材称重的工段。

15.根据权利要求14所述的装置，其中一个用于基材称重的工段位于加载/卸载工段和涂布工段之间，且另一用于基材称重的工段位于空气射流工段和加载/卸载工段之间。

16.根据权利要求11所述的装置，它还包括一个用于确定操作参数的可编程计算机。

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