BR112020000061A2

BR112020000061A2 - aparelho e método de revestimento

Info

Publication number: BR112020000061A2
Application number: BR112020000061-2A
Authority: BR
Inventors: Wolfgang Hasselmann; Stéphane Masson
Original assignee: Umicore Ag & Co. Kg
Priority date: 2017-07-06
Filing date: 2018-07-05
Publication date: 2020-07-14
Also published as: US20200215522A1; ZA201907105B; EP3424595A1; US11141720B2; CN110869124B; WO2019008076A1; EP3424595B1; KR102512588B1; JP2020525263A; JP7220676B2; KR20200026876A; CA3067726A1; CN110869124A

Abstract

A presente invenção se refere a um aparelho e um respectivo processo, os quais podem ser usados na produção de catalisadores de exaustão. Em particular, o presente aparelho é usado em um processo para fornecer a pasta fluida líquida de revestimento a substratos, por exemplo, monólitos do tipo alveolar.

Description

“APARELHO E MÉTODO DE REVESTIMENTO”

[0001] A presente invenção se refere a um aparelho e um respectivo processo, os quais podem ser usados na produção de catalisadores de exaustão. Em particular, o presente aparelho é usado em um processo para fornecer a pasta fluida líquida de revestimento a substratos, por exemplo, monólitos do tipo alveolar.

[0002] A redução na exaustão de gases de automóveis é de grande importância conforme o número de carros cresce enormemente, especialmente em países do leste asiático. Várias ações em favor de um ar limpo em todo o mundo tentam manter a poluição do ar pelos automóveis em respectivos níveis baixos. Uma legislação mais e mais rígida nesse sentido força as fabricantes de automóveis e fornecedores a aplicar técnicas para a redução de poluente nocivos emitidos por motores de combustão interna de veículos. Uma área da técnica se refere à combustão catalítica de poluentes de exaustão sobre ou nos assim chamados monólitos em formato de colmeia, tanto do tipo de passagem de fluxo quanto do tipo de fluxo em parede.

[0003] Normalmente esses corpos de monólito são feitos, por exemplo, de metal ou cordierita e precisam ser revestidos por uma camada que seja ativa na destruição catalítica dos poluentes nocivos na exaustão sob condições de dirigibilidade. Um grande aperfeiçoamento foi alcançado pela modificação química das camadas cataliticamente ativas em relação às principais reações dos poluentes em ambiente de exaustão oxidativa ou redutora. Uma segunda abordagem é a aplicação de determinadas estratégias de revestimento para se obter uma atividade mais elevada possível com o material em mãos. Portanto, vários pedidos de patente já abordaram processos e dispositivos/ferramentas padrão para revestir os ditos transportadores monolíticos. Por exemplo, a seguinte seleção de publicações de patente, respectivamente, enfatiza aspectos desses processos, por exemplo, aparelho de revestimento, métodos de revestimento ou unidades especiais de uma estação de revestimento etc. (documento WO9947260A1; documento US4550034; documento US4039482; documento WO9748500A1; documento US6478874B1; documento US20020178707A1; documento DE19781838T1; documento W02011080525A1; documento US4191126; documento US6627257B1; documento US6548105B2; documento US20080107806A1; documento US6149973; documento US6753294B1).

[0004] A princípio, as técnicas de revestimento podem ser divididas em duas classes gerais. Uma primeira classe se refere a uma estratégia de revestimento na qual a pasta fluida líquida de revestimento é aplicada ao substrato orientado verticalmente (ou seja, corpo de suporte ou transportador de monólito) partindo de baixo. A segunda classe de técnicas de revestimento discute a aplicação da pasta fluida líquida de revestimento na parte superior do substrato orientado verticalmente. No documento WO9947260A1, é revelada uma técnica de revestimento de cima para baixo na qual um aparelho de revestimento de suporte monolítico compreende meios para dosar uma quantidade predeterminada de um componente líquido, sendo a dita quantidade tal que fica substancialmente retida em sua totalidade dentro do suporte pretendido, o meio de contenção do componente líquido pode ficar localizado na parte superior de um suporte para receber a dita quantidade de componente líquido, e meios de pressão capazes de retirar o componente líquido do meio de contenção e colocá-lo dentro de pelo menos uma porção do suporte. Outras técnicas que funcionam dessa maneira podem ser encontradas nos documentos US9144796B1, WO2015145122A2, EP1900442A1 ou EP2415522A1.

[0005] Em particular, o documento EP1900442A1 e o documento EP2415522A1 abordam o problema de aplicação de uma pasta fluida de “washcoat” líquida uniforme à extremidade superior dos monólitos do substrato. Isso é importante, pois uma distribuição irregular da pasta fluida líquida (“washcoat”) leva a uma distribuição irregular do “washcoat” dentro dos canais desses substratos após a etapa de sucção. É proposto que esse problema é resolvido nesses pedidos de patente girando-se o monólito de substrato ou aplicando-se uma técnica de bocal especial.

[0006] A presente invenção aborda também o problema de medição de uma pasta fluida líquida de revestimento na face de extremidade superior de um substrato de monólito, de tal modo que a pasta fluida líquida de revestimento seja distribuída uniformemente sobre uma área da face de extremidade superior do substrato antes de ser sugada e/ou prensada no substrato pela aplicação de uma diferença de pressão através dos canais dos respectivo substrato. O aparelho e o processo envolvidos devem ser vantajosos em relação às técnicas da técnica anterior de um ponto de vista econômico e/ou ecológico.

[0007] Em um primeiro aspecto da presente invenção, é fornecido um aparelho, de acordo com as reivindicações 1 a

6. As reivindicações 7 a 10 se referem ao respectivo processo, o qual define o segundo aspecto da presente invenção.

[0008] De acordo com o primeiro aspecto da presente invenção, é fornecido um aparelho de revestimento de substrato para a produção de catalisadores de purificação de gás de exaustão, particularmente para veículos automotivos, que são corpos cilíndricos de suporte e cada um possui duas faces de extremidade, uma superfície circunferencial e um comprimento axial L e são atravessados desde a primeira face de extremidade até a segunda face de extremidade por uma multiplicidade de canais, e para colocar os corpos de suporte em contato com uma pasta fluida líquida de revestimento, o dito aparelho compreendendo - uma unidade de retenção para reversivelmente manter o corpo de suporte na vertical; - uma unidade de dosagem para fornecer a pasta fluida líquida de revestimento sobre a face de extremidade superior do corpo de suporte; - uma unidade para aplicação de uma diferença de pressão em relação ao corpo de suporte, ou seja, por aplicação de um vácuo e/ou uma pressão a pelo menos uma face de extremidade do corpo de suporte; e em que a unidade de dosagem compreende um difusor na forma de uma membrana flexível, de preferência uma membrana perfurada, através da qual a pasta fluida líquida de revestimento é aplicada a uma área da face de extremidade superior do corpo de suporte - de preferência exclusivamente - ao aplicar uma pressão à pasta fluida líquida de revestimento. Ao fazer isso, a pasta fluida é igualmente e uniformemente aplicada à respectiva área da extremidade superior do corpo de suporte. Ao usar o difusor especial na forma da membrana flexível, é surpreendentemente possível aplicar uma pasta fluida líquida de revestimento a pelo menos uma área da face de extremidade superior de um monólito de substrato/corpo de suporte, de tal modo que imediatamente após a aplicação da dita pasta fluida, o meio de revestimento líquido é uniformemente distribuído sobre a respectiva área sem a aplicação de medidas adicionais. Na próxima etapa, a unidade para aplicação de uma diferença de pressão, ou seja, a unidade de sucção e/ou unidade de pressão, podem imediatamente puxar e/ou empurrar o meio de revestimento líquido aplicado à face de extremidade superior do corpo de suporte para dentro dos canais e pelo menos com relação a corpos de suporte porosos e/ou cerâmicos possivelmente para dentro das paredes do substrato a ser revestido.

[0009] O presente aparelho é especialmente adaptado para fazer parte de uma estação de revestimento total tendo uma porção que distribui os corpos de suporte ao aparelho de revestimento e uma porção que está associada à remoção dos corpos de suporte do dito aparelho. Isso pode ser realizado de diversas formas. Por exemplo, os substratos podem ser fornecidos de uma forma linear até o aparelho de revestimento por meio de esteiras transportadoras e podem ser removidos dessas esteiras também de uma maneira linear. Essas estações de revestimento foram reveladas, por exemplo, nos documentos US4208454 e US3959520. Normalmente, depois que os substratos revestidos são secos e calcinados em fornos de túnel especiais (documento ZL201420301913.2; documento US8476559).

[0010] Por outro lado, as assim chamadas mesas giratórias de indexação tendo uma plataforma giratória para mover o corpo de suporte em direção e afastando-se do aparelho de revestimento são conhecidas (documento EP2321048B1 e literatura citada no mesmo). De uma maneira preferencial, o aparelho da presente invenção é adaptado para fazer parte de uma estação de revestimento e compreende uma plataforma giratória para fornecer os corpos de suporte e remover os corpos de suporte do dito aparelho.

[0011] De uma maneira ainda mais preferencial, o aparelho de revestimento da presente invenção é adaptado para fazer parte da estação de revestimento, o aparelho compreende adicionalmente meios para girar os corpos de suporte de cabeça para baixo dentro do dito aparelho. Os meios para tanto são conhecidos a partir do documento EP2321048B1 e literatura citada no mesmo. Literatura adicional que revela esses meios de inversão do corpo de suporte dentro de um aparelho de revestimento aplicável na presente invenção pode ser encontrada aqui (documento W02011080525; documento DE102009009579B4; documento JP2006021128; documento US20070128354A1).

[0012] A unidade de retenção pode ser qualquer unidade de retenção conhecida dos versados na técnica para fixar os corpos de suporte na estação de revestimento antes da aplicação da pasta fluida líquida de revestimento. Normalmente, essas são ferramentas redondas ou elipsoides rigidamente fixadas à estação de revestimento que possui, em seu lado interno, um fole inflável (documento US4609563), sendo esse último inflado depois que o corpo de suporte tiver sido introduzido na unidade de retenção, prendendo-a assim em uma posição vertical e formando com ele uma conexão quase hermética. Essas unidades de retenção já foram frequentemente descritas na literatura mencionada acima. De uma maneira preferencial, essa unidade de retenção está disposta em um dispositivo de plataforma giratória, como indicado no documento EP2321048B1 e na literatura citada no mesmo. Aqui, o corpo de suporte a ser revestido é distribuído à plataforma giratória e à unidade de retenção manualmente ou por meios automáticos, como braços robóticos ou similares.

[0013] Uma característica preferencial adicional da presente invenção é a presença de uma unidade de sucção que é estabelecida abaixo da unidade de retenção ora descrita. Depois que a unidade de retenção tiver prendido o corpo de suporte dentro da unidade de retenção por, por exemplo, inflação do respectivo fole no lado interno da unidade de retenção, a pasta fluida de revestimento é aplicada à face de extremidade superior do substrato. Subsequentemente, a unidade de sucção pode estabelecer um vácuo na extremidade inferior do corpo de suporte, sugando assim a pasta fluida de revestimento aplicada à face de extremidade superior através dos canais e, possivelmente, para dentro das paredes do respectivo substrato. Essas unidades de sucção já são descritas na técnica anterior mencionada acima. Em uma modalidade preferencial, a unidade de sucção compreende uma câmara de revestimento que faz parte de uma estação de revestimento, conforme descrito, por exemplo, no documento US8794178B2, exceto pelo fato de que a pasta fluida de revestimento é aqui aplicada à face de extremidade superior do corpo de suporte. Entretanto, a presente invenção também compreende, de uma maneira vantajosa, uma primeira pasta fluida de revestimento pode ser aplicada em uma primeira etapa à face de extremidade superior de um corpo de suporte de acordo com a invenção com subsequentemente sucção da pasta fluida de revestimento através dos canais e, possivelmente, para dentro das paredes do substrato e, subsequentemente, aplicando-se uma segunda pasta fluida de revestimento a partir do fundo do corpo de suporte como ilustrado, por exemplo, no documento W02015140630A1 ou vice-versa. Dessa maneira, dois revestimentos podem ser aplicados a um e ao mesmo corpo de suporte sem movê-lo ou mesmo invertê-lo. A primeira e a segunda pastas fluidas de revestimento podem ser iguais ou diferentes. Assim, o presente processo pode gerar monólitos revestidos por zona ou revestimentos de camada dupla ou tripla.

[0014] A presente invenção exige que a pasta fluida líquida de revestimento seja aplicada à face de extremidade superior do corpo de suporte a ser revestida. A pasta fluida pode ser aplicada à face de extremidade superior total do corpo de suporte (como nos documentos EP2415522A1 ou EP1900442A1) ou a somente uma parte desta. Para poder revestir somente uma área parcial da face de extremidade superior dos corpos de suporte, determinadas técnicas foram estabelecidas na técnica anterior e são reveladas, por exemplo, no documento WO9947260A1. Esse último usa uma técnica do tipo obturador, íris ou guilhotina para impedir que determinadas regiões da face de extremidade superior monolítica do substrato sejam revestidas. As mesmas técnicas também podem ser preferivelmente aplicadas na presente invenção. De uma maneira preferencial, a unidade de dosagem compreende uma unidade de obturador que permite a aplicação da pasta fluida líquida de revestimento a uma parte ou a toda a área de superfície da extremidade superior do corpo de suporte.

[0015] A presente invenção usa um dispositivo especial para dosar a pasta fluida líquida de revestimento sobre a face de extremidade superior do corpo de suporte a ser revestido. A unidade de dosagem compreende um difusor na forma de uma membrana flexível através da qual a pasta fluida líquida de revestimento é aplicada à face de extremidade superior ou a pelo menos uma área dessa face de extremidade superior do corpo de suporte. A membrana pode ser vantajosamente feita de um material flexível perfurado por orifícios que se abrem ou se alargam quando uma força que não a força gravimétrica está atuando sobre uma pasta fluida de revestimento depositada sobre a membrana. Portanto, a membrana precisa ter uma certa flexibilidade. Como foi dito, a flexibilidade é necessária pelo fato de que a membrana deve ser de preferência substancialmente fechada para que o “washcoat” escoe enquanto somente forças gravimétricas são aplicadas, mas deve ser aberta para o “washcoat” quando uma determinada pressão adicional é aplicada sobre o “washcoat”, sendo assim pressionado através da membrana. Como um exemplo de uma maneira muito preferencial, a membrana com uma dureza Shore de 50 ShA (Shore A) sobre a placa de suporte com orifícios de 10 mm tem uma flexibilidade tal que o diâmetro dos orifícios da membrana aumente em um fator de pelo menos 1,2, mais preferencialmente pelo menos 1,4, e com a máxima preferência pelo menos cerca de 1,5 a 1,7 (por exemplo, Ø de 1 mm a 1,6 mm) pela aplicação de uma pressão de >0 a 6 bar, de preferência de 2 a 5 bar e, com a máxima preferência, de 3 a 4 bar à pasta fluida de “washcoat” depositada sobre a membrana.

[0016] Além disso, a membrana é vantajosamente estabilizada por um suporte que é uma placa ou grade rígida não flexível que, de preferência, apoia a membrana por baixo em vista do fluxo do “washcoat”. A membrana e seu suporte podem formar um compósito. Esse suporte possui aberturas, por exemplo, furos passantes, no local onde a membrana permite que o “washcoat” seja fornecido à parte superior do substrato (Fig. 1). A placa ou grade de suporte é feita, de preferência, de plástico rígido, cerâmica, ou material de aço inoxidável e possui uma rigidez suficientemente alta. A rigidez da placa é tal que esta, sob a pressão aplicada durante a operação, se deforma até somente 1 mm. Quanto mais fina a placa, melhor. Portanto, o aço é preferivelmente aqui usado como uma placa de suporte. De uma maneira vantajosa, a placa ou grade possui furos passantes maiores que as aberturas da membrana sob pressão. Idealmente, a placa ou grade de suporte não entra em contato com o “washcoat” durante a aplicação do “washcoat” ao corpo de suporte.

[0017] De acordo com a Fig. 1, a placa de suporte é subjacente à membrana flexível. A membrana possui pequenos orifícios, como ilustrado na Fig. 1 [B(5:1)]. Quando a pressão é aplicada ao “washcoat” assentado na parte superior da membrana, por exemplo, os pequenos furos passantes/aberturas se abrirão um pouco mais e permitirão a passagem do “washcoat”.

[0018] Na Fig. 2, o fluxo através da membrana é calculado para dois diferentes regimes de flexibilidade e três diferentes aberturas do suporte da membrana. Pode ser visto que com essa disposição, ou seja, uma membrana de borracha na parte superior de uma placa de suporte perfurada (a saber,

Fig. 1), a membrana pode ser aberta e fechada dependendo da pressão adicional aplicada à substância localizada na parte superior da membrana.

[0019] Na Fig. 3, foi feito um cálculo para 3 diferentes líquidos a fim de simular diferentes “washcoats” com uma viscosidade de 0,001 a 10 Pa*s (mel 10 Pa*s, glicerina 1,422 Pa*s e água 1 mPa*s). O exemplo mostrado na Fig. 3 é glicerina tendo uma viscosidade de 1,422 Pa*s. Essa faixa de viscosidades se assemelha muito às viscosidades presentes em washcoats normais para catalisadores automotivos. A viscosidade de suspensões e soluções de revestimento varia de 0,001 Pa*s até 100 Pa*s com típicos valores na faixa de 0,01 a 10 Pa*s. Novamente, pode ser visto que a membrana com determinados diâmetros de abertura é substancialmente fechada para o “washcoat” na ausência de pressão e aberta quando pressão é aplicada ao “washcoat”. O meio de revestimento líquido geralmente tem um teor de sólidos entre 35 % e 52 %. Se o meio de revestimento líquido tiver uma viscosidade entre 1 e 10 Pa*s, as faixas de abertura ideais das membranas flexíveis podem estar entre 1 e 2 mm e, para uma viscosidade entre 0,01 e 1 Pa*s, é preferível que tenha uma faixa de abertura entre 0,5 a 1 mm. (As viscosidades são medidas de acordo com a norma DIN EN ISO 3104:1999-12 no dia do envase).

[0020] Vantajosamente, a membrana é feita de um material orgânico flexível, por exemplo, algum tipo de elastômero natural ou artificial (https://en.wikipedia.org/wiki/Elastomer). Os materiais levados em consideração pelos versados na técnica são aqueles selecionados do grupo que consiste em borracha natural ou sintética, polietileno-propileno-dieno, ou outros materiais flexíveis compatíveis com a química do “washcoat”. Com a máxima preferência, a membrana é feita de borracha como material. De preferência, a membrana possui furos passantes ou aberturas para que o “washcoat” flua sob a ação da pressão.

[0021] Dependendo do material usado para formar a membrana e da viscosidade do “washcoat” usado, os orifícios precisam ter um determinado diâmetro. As aberturas podem ser determinadas pelos versados na técnica dentro das condições da invenção. Na prática, os orifícios possuem vantajosamente um diâmetro mínimo de 0,01 a 3, com mais preferência de 0,05 a 2, e com a máxima preferência de 0,1 a 1 mm. Além disso, o formato dos orifícios também pode ter importância. Em uma modalidade preferencial, os orifícios da membrana possuem um diâmetro maior no lado de entrada, ou seja, no lado voltado para a unidade de recebimento de “washcoat”, do que no lado de saída, ou seja, no lado voltado para o substrato. Com mais preferência, o lado de entrada de um orifício tem um tamanho com um fator de 2 a 5, com a máxima preferência de 3 a 4 em relação ao tamanho do diâmetro no lado de saída de “washcoat” do orifício.

[0022] A espessura da membrana é escolhida de acordo com o conhecimento dos versados na técnica. Depende também da flexibilidade dos materiais usados para formar a membrana. De preferência, a espessura da membrana varia de 2 a 15 mm, com mais preferência de 2 a 10 mm e com a máxima preferência de 2 a 5 mm. Como pode ser visto a partir da Fig. 1 exemplificadora, o diâmetro do lado de saída das aberturas prevalece em relação a um determinado comprimento da secção transversal da membrana. De preferência, essa área das aberturas de membrana se estende sobre 1/6 a 1/2, com mais preferência de 1/5 a 1/3 e, com a máxima preferência, sobre 1/4 a 1/3 da espessura da membrana.

[0023] Diversas aberturas e sua distribuição podem ser determinadas pelos versados na técnica. Pode ser vantajoso ter orifícios dimensionados e conformados de maneira diferente dentro da membrana flexível. Por exemplo, se menos “washcoat” precisar ser aplicado à periferia do substrato e mais “washcoat” precisar ser aplicado no meio, pode ser usada uma membrana que seja adaptada para atender a esse perfil, por exemplo, ao estabelecer mais orifícios ou aberturas ou orifícios ou aberturas mais largos no meio em comparação à periferia da membrana. No entanto, deve ser esclarecido que também a placa ou grade de suporte subjacente deve apresentar um padrão similar em relação à perfuração para permitir que o “washcoat” flua através dos orifícios da membrana (Fig. 1). As aberturas desse suporte são muito mais largas do que aquelas da membrana. Em uma modalidade preferencial, as aberturas do suporte são largas o suficiente para não entrar em contato com o “washcoat” que flui através da membrana. Por outro lado, o suporte rígido também pode ser integrado à própria membrana. Por exemplo, uma grade ou placa rígida de plástico rígido ou metal ou algum outro material não flexível ou pouco flexível de conhecimento dos versados na técnica, por exemplo, cerâmica, pode ser envolvida pelo material de membrana flexível e, então, furos passantes ou aberturas são estabelecidos através da parte flexível desse dispositivo de compósito que atua como um tipo de difusor. Dessa maneira, os versados na técnica precisam manusear somente a membrana e não a membrana mais a placa de suporte individualmente ao instalar o dispositivo. Vantajosamente, dessa forma não há risco de a membrana se movimentar sobre a placa de suporte a ponto de ambas as aberturas não mais ficarem congruentemente uma sobre a outra, bloqueando assim o fluxo de “washcoat”.

[0024] Em um aspecto adicional, a presente invenção se refere a um processo para revestir substratos para a produção de catalisadores de purificação de gás de exaustão, particularmente para veículos automotivos, que são corpos cilíndricos de suporte e cada um possui duas faces de extremidade, uma superfície circunferencial e um comprimento axial L e é atravessado desde a primeira face de extremidade até a segunda face de extremidade por uma multiplicidade de canais, com uma pasta fluida líquida de revestimento, em que é usado um aparelho de acordo com a presente invenção.

[0025] Primeiro, um substrato a ser revestido é fornecido à unidade de retenção por um robô ou manualmente, a unidade de retenção é de preferência fixada a uma plataforma giratória de indexação (documento EP2321048B1 e literatura citada no mesmo), o substrato é posicionado verticalmente e fixado dentro de meios de retenção da unidade de retenção. Em uma próxima etapa, a pasta fluida líquida de revestimento é aplicada a pelo menos uma área da face de extremidade superior do monólito de substrato de acordo com a presente invenção. Ao aplicar a pasta fluida líquida de revestimento através de uma membrana flexível que atua como um difusor – semelhante ao cabeçote de chuveiro no documento EP2415522A1 - a pasta fluida de revestimento é distribuída mais uniformemente sobre essa respectiva área do substrato.

Subsequentemente, uma pasta fluida de revestimento assim aplicada pode ser sugada ou prensada para dentro dos canais ou possivelmente das paredes do monólito de maneira uniforme.

[0026] Em um processo preferencial de acordo com a presente invenção, os monólitos de substrato sendo revestidos como ilustrado acima em uma primeira etapa de revestimento são subsequentemente girados e submetidos a uma segunda etapa de revestimento similar. Portanto, ao girar o substrato após a primeira etapa de revestimento usando, por exemplo, alguns meios automáticos como braços robóticos, dispositivo de pivotamento etc., um segundo revestimento pode ser aplicado a partir do topo da extremidade oposta, levando assim a uma disposição em zonas de revestimentos sobre o substrato e/ou a camadas duplas parciais ou integrais (ou seja, comprimento L integral abrangido) em um mesmo substrato dentro de um processo de revestimento. As camadas de revestimento podem ser feitas dos mesmos materiais ou de materiais diferentes.

[0027] Em uma outra modalidade bastante preferencial, o processo de revestimento é realizado com um aparelho de revestimento que é capaz de aplicar uma primeira pasta fluida líquida de revestimento sobre a face de extremidade superior do substrato de acordo com a presente invenção e, além disso, também é capaz de aplicar uma segunda pasta fluida líquida de revestimento à face de extremidade inferior do substrato ainda sendo fixada na unidade de retenção. Esse processo usa vantajosamente as técnicas, por exemplo, do aparelho do documento WO2015140630A1 em relação ao conceito da presente invenção. Dessa forma, o aparelho de revestimento da presente invenção também compreende um primeiro meio para reversivelmente manter e fixar um corpo de suporte de catalisador a ser revestido com um “washcoat” verticalmente, e um segundo meio para controlar o fluxo de entrada do “washcoat” dentro do monólito partindo de baixo, em que o dito segundo meio é fixado ao dito primeiro meio, de modo que, durante o processo de revestimento, o dito segundo meio entre em contato com o “washcoat” antes que ele atinja o monólito; o dito segundo meio tem a forma de uma placa compreendendo orifícios tendo, quando em uso, um lado de entrada em direção ao “washcoat” e um lado de saída em direção ao corpo de suporte, e canais que permitem a comunicação do lado de entrada com o lado de saída para que o “washcoat” flua, em que pelo menos parte dos ditos canais possui uma largura de canal assimétrica ao longo de seu eixo maior no lado de entrada do “washcoat” do que em um ponto dentro dos canais, e os ditos orifícios assimétricos são mais largos no lado de saída do “washcoat” do que em um ponto dentro dos canais, e a área que é mais estreita que a saída e a entrada dos orifícios fica, pelo menos para alguns dos orifícios alinhados, mais próxima do lado de saída do que do lado de entrada.

[0028] Em um outro modo preferencial do processo da invenção, o aparelho de revestimento da presente invenção compreende um recipiente de contenção e uma unidade de nivelamento que é capaz de equalizar a superfície do “washcoat” aplicada ao recipiente de contenção antes que a unidade de aplicação de uma diferença de pressão em relação ao corpo de suporte se torne ativa para introduzir o “washcoat” no corpo de suporte. Aqui, antes da introdução no substrato, a primeira pasta fluida de “washcoat” é distribuída a um recipiente de contenção que é adaptado para comunicação fluida com a face de extremidade do corpo do substrato. Quando o “washcoat” for introduzido através da face de extremidade superior do corpo do substrato, o recipiente de contenção pode ser uma parede anular que pode ser montada de maneira liberável na extremidade superior do substrato. Uma vez recebida no recipiente de contenção e antes da introdução no substrato, a primeira pasta fluida de catalisador é de preferência distribuída e uniformemente nivelada pela aplicação de uma força de cisalhamento, por exemplo, por indução de uma vibração (e, portanto, algumas forças de cisalhamento) na primeira pasta fluida de catalisador e/ou no recipiente de contenção (documento WO07007370 A1) como um todo (por exemplo, uma vibração mecanizada; aplicação de energia de ultrassom ou infrassom; fluxo de ar; achatamento mecânico; uso de força centrifuga etc.). O nivelamento da pasta fluida de catalisador no recipiente de contenção promove ainda uma superfície regular do “washcoat” e, portanto, uma distribuição regular da pasta fluida de catalisador ao longo das paredes do canal do substrato, e leva à formação de uma camada de catalisador uniforme sobre o corpo de suporte. O nivelamento funciona de preferência em um modo em que as forças de cisalhamento impactam o “washcoat” no recipiente de contenção por medidas sem contato, por exemplo, por ultrassom ou infrassom ou um simples fluxo de ar sobre a superfície do “washcoat” fornecido, por exemplo, por um certo bocal de sopro de ar.

[0029] Surpreendentemente, é possível revestir um substrato com várias pastas fluidas líquidas de revestimento com ou sem girar ou mover a peça. Ao fazer isso, um monólito de substrato pode ser revestido as partir dos mesmos ou de diferentes lados das faces de extremidade com as mesmas ou com diferentes pastas fluidas de revestimento para realizar um conceito por zonas ou em camadas como ilustrado acima com relação aos revestimentos nos monólitos de substrato em um mínimo de tempo e com menos complexidade do processo de revestimento.

[0030] O aparelho de revestimento usado de acordo com a invenção pode ser projetado conforme mencionado, por exemplo, nos documentos WO2011098450A1 ou WO2010114132A1. O primeiro “washcoat” é introduzido no corpo de suporte sob condições que são predeterminadas para formar uma primeira camada de “washcoat” no estado úmido ao longo de uma extensão de canais até, mas de preferência menor que, 100 % do comprimento total do transportador de monólito; mais preferencialmente um comprimento igual ou maior que cerca de 85 % ou menor que 97 %; e com mais preferência ainda, um comprimento igual ou maior que cerca de 90 % e igual ou menor que cerca de 95 %, embora qualquer comprimento menor que 100 % possa ser desejável com base na aplicação. Visar menos que 100 % do comprimento total do transportador também fornece outros benefícios incluindo, embora não limitados a, mitigação do transbordamento indesejado de pasta fluida de “washcoat” através da face de extremidade oposta do transportador; e eliminado questões de tamanho de partícula e desvio de composição (por exemplo, formação de um gradiente), promovendo assim uma aplicação uniforme da camada de “washcoat” aplicada.

[0031] De preferência, ao girar o transportador de monólito, isto pode ser realizado com meios conhecidos dos versados na técnica, como braços robóticos etc. ou mesmo manualmente. Novamente, o segundo “washcoat” pode ser introduzido como uma pasta fluida sob condições que são predeterminadas para formar uma segunda camada de “washcoat” no estado úmido pelo menos parcialmente sobre o primeiro “washcoat” e ao longo de um comprimento dos canais que é de até, porém de preferência menor que 100 %, do comprimento total do transportador de monólito; mais preferencialmente um comprimento igual ou maior que cerca de 85 % ou menor que 97 %; e com mais preferência ainda, um comprimento igual ou maior que cerca de 90 % e igual ou menor que cerca de 95 %, embora qualquer comprimento menor que 100 % possa ser desejável com base na aplicação. Visar menos que 100 % do comprimento total do transportador também fornece outros benefícios incluindo, embora não limitados a, mitigação do transbordamento indesejado de pasta fluida de “washcoat” através da face de extremidade oposta do substrato; e suprimir o tamanho de partículas e problemas de desvio composicional (por exemplo, formação de um gradiente), promovendo assim uma aplicação uniforme da camada de catalisador aplicada.

[0032] Com relação ao revestimento de duas ou mais pastas fluidas de “washcoat” entre si sem secagem adicional do “washcoat” subjacente, alguma solidificação ou endurecimento do “washcoat” subjacente deve ocorrer a fim de se obter uma camada de “washcoat” de revestimento separada. Por exemplo, é possível usar, a partir do fundo ou a partir do topo do corpo de suporte, um fluxo de um respectivo gás ou líquido ácido ou básico a ser transportado através dos canais do corpo de suporte. Na reação do fluxo gasoso ou líquido ácido ou básico com o “washcoat”, esse último então endurece e solidifica até o ponto necessário em que esteja pronto para receber um revestimento adicional pelo mesmo ou por um segundo “washcoat” diferente sem secagem entre eles, o que significa que o corpo de suporte não é removido da unidade de retenção para fins de remoção dos componentes líquidos do “washcoat” aplicado por um tratamento térmico e de fluxo de ar (ou seja, processo de secagem normal) do corpo de suporte.

[0033] Para solidificar um “washcoat” revestido em um transportador de monólito de acordo com o procedimento da presente invenção, o “washcoat” aplicado precisa ter a capacidade de se tornar pseudoplástico mediante o tratamento com um ácido ou base líquido ou gasoso. Embora considerações teóricas também tenham sido realizadas em relação ao comportamento de suspensões de óxido metálico no tratamento do pH (Tombácz et al., Progr. Colloid Polym. Sci (1995), 98, 160 - 168; Zhou et al., Chemical Engineering Science (2001), 56, 2901 - 2920) pelo fato de que as pastas fluidas de “washcoat”, que são revestidas nesses transportadores de monólito, são misturas complexas de vários componentes, alguns ajustes (razão sólido/líquido, temperatura, aditivos etc.) podem ser necessários para gerar um “washcoat” que de fato apresentará esse comportamento pseudoplástico. Entretanto, isso pode ser verificado pelos versados na técnica em testes preliminares conforme ilustrado nos exemplos e nas figuras anexas.

[0034] O fluxo de líquido ácido ou de gás ácido, que deve ser submetido ao transportador de monólito depois que um “washcoat” tiver sido revestido sobre ou em suas paredes de canal, pode ser selecionado pelos versados na técnica com base na viabilidade, custo e considerações de segurança. Em uma modalidade preferencial, o componente ácido do então fluxo líquido ou gasoso é selecionado do grupo que consiste em ácido orgânico C1-C4 ramificado ou não ramificado, saturado ou insaturado, e ácido inorgânico, como HNO3, HCl, H2SO4, H3PO4. Dentro do grupo que consiste em ácidos orgânicos, são particularmente vantajosos o ácido fórmico, ácido acético ou ácido propiônico, de preferência como uma solução aquosa ou como um aerossol ou em um formato de vapor.

[0035] O fluxo líquido básico ou gasoso básico, que deve ser aplicado ao transportador de monólito depois que um “washcoat” foi revestido sobre ou em suas paredes de canal, pode ser selecionado pelos versados na técnica com base na viabilidade, custo e considerações de segurança. Em uma modalidade preferencial, o componente básico do fluxo líquido ou gasoso é selecionado do grupo que consiste em amônia, CO2, sal alcalino de um ácido orgânico C1-C4 ramificado ou não ramificado, saturado ou insaturado, conforme ilustrado acima.

[0036] Dessa forma, o componente ácido ou básico citado acima é aplicado ao “washcoat” sobre ou nas paredes do transportador de monólito na forma de um meio líquido ou um fluxo gasoso. Ao falar de um fluxo gasoso, isso pode ser um gás puro, um aerossol ou um fluxo em um formato de vapor. Os versados na técnica sabem como produzir esses vapores (https://en.wikipedia.org/wiki/Aerosol; https://en.wikipedia.org/wiki/Steam). Com a máxima preferência, o meio líquido é uma solução do componente em água. Sua concentração não é assim tão crítica. No entanto, deve haver componente suficiente no meio líquido para produzir o efeito necessário.

[0037] Além disso, pode-se estimular o efeito do comportamento pseudoplástico mediante o tratamento ácido ou básico pela adição de certos compostos ao “washcoat” a ser fornecido ao transportador de monólito. Dessa forma, compostos como aqueles ilustrados nos documentos WO2016023808A, US9144796B1 e na literatura citada no mesmo, destinados a intensificar um comportamento pseudoplástico de um “washcoat”, podem ser considerados (modificadores de reologia). Além disso, a lista dos seguintes compostos pode tornar o “washcoat” ainda mais susceptível a esse comportamento pseudoplástico. Auxiliares reológicos para definir um comportamento pseudoplástico são conhecidos há muito tempo. Uma visão geral dos modificadores de reologia úteis pode ser encontrada na publicação de D. Brown e M. Rosen (The Rheology Modifier Handbook Author: David B. Brown e Meyer R. Rosen ISBN 0-8155-1441-7 Publicado: 1999).

[0038] Além disso, a lista dos seguintes compostos pode tornar o “washcoat” mais pseudoplástico. Um primeiro conjunto de compostos que podem fornecer modificadores de reologia adequados são moléculas orgânicas polifuncionalizadas de cadeia linear ou ramificada tendo dois ou mais átomos de carbono na cadeia, com até cerca de 12 átomos de carbono (Cn; em que 2 ≤ n ≤ 12). O esqueleto de carbono pode ser saturado ou insaturado na configuração cis ou trans. A molécula orgânica pode ser funcionalizada com pelo menos uma fração de ácido carboxílico, e pelo menos uma fração funcional adicional da seguinte lista: carboxila, hidroxila ou carbonila. O número de frações funcionais pode variar de 2 a n. São preferenciais aquelas tendo a estrutura de ácido dicarbônico, por exemplo, ácido oxálico, ácido tartárico etc.

[0039] Um segundo conjunto de compostos que podem fornecer modificadores de reologia adequados são baseados em sais de aminas quaternárias básicas. Aqui, um ou mais grupos de amina quaternária são ligados a quatro cadeias de carbono tendo comprimento de Cn, em que 1 ≤ n ≤ 5. Esse cátion é balanceado como um sal usando, mas não limitados a um dos seguintes ânions: hidróxido, fluoreto, cloreto, brometo, iodeto, carbonato, sulfato, sulfito, oxalato, maleato, fosfato, aluminato, silicato, borato ou outros contraíons orgânicos ou inorgânicos adequados.

[0040] Um terceiro conjunto de compostos que podem fornecer modificadores de reologia adequados inclui bases inorgânicas selecionadas, mas não limitadas à seguinte lista: hidróxido de lítio, hidróxido de sódio, hidróxido de potássio, hidróxido de magnésio, hidróxido de cálcio, hidróxido de estrôncio e hidróxido de bário.

[0041] Um quarto conjunto de compostos que podem fornecer modificadores de reologia adequados inclui sais simples de elementos de transição ou de terras raras, incluindo, mas não limitados aos seguintes: nitratos, carbonatos, sulfatos, fosfatos, boratos de elementos terrosos raros a partir do número atômico 57 (La) a 71 (Lu) e incluindo Sc, Y, Ti, Zr e Hf.

[0042] As propriedades reológicas de várias pastas fluidas de catalisador podem ser ajustadas ao fornecer o revestimento de lavagem das respectivas pastas fluidas de catalisador com qualquer combinação adequada dos compostos supracitados, incluindo combinações de compostos em um conjunto em comum (por exemplo, dois ou mais compostos do segundo conjunto) e combinações de compostos de diferentes conjuntos (por exemplo, um composto do primeiro conjunto; e dois compostos do terceiro conjunto).

[0043] Os modificadores de reologia são adicionados em concentrações percentuais em peso de 0,01 % até 10 %, de preferência de cerca de 0,1 % a cerca de 7,5 %; e mais preferencialmente, desde cerca de 0,1 % até cerca de 5 %. As viscosidades iniciais predeterminadas das pastas fluidas de catalisador separadas e as diferenças entre as viscosidades iniciais respectivas podem ser ajustadas ao selecionar diferentes modificadores de reologia (ou combinações deles) e/ou ajustar o percentual em peso de um ou mais modificadores de reologia para cada pasta fluida de catalisador.

[0044] De preferência, o transportador revestido de acordo com a presente invenção é um monólito de fluxo contínuo ou de fluxo em parede. Os substratos adequados que podem ser empregados na presente invenção são substratos monolíticos do tipo que possuem passagens de fluxo de gás finas paralelas que se estendem através delas a partir de uma face de entrada ou uma face de saída do substrato, de modo que as passagens sejam abertas para permitir o fluxo de fluido através delas, ou seja, substratos de passagem de fluxo em formato de colmeia. As passagens, que são essencialmente trajetórias retas desde sua entrada de fluido até sua saída de fluido, são definidas por paredes sobre as quais ou nas quais o material catalítico é revestido como um “washcoat”, de modo que os gases que fluem através das passagens entrem em contato com o material catalítico. As passagens de fluxo do substrato monolítico são canais de parede fina que podem ter qualquer formato e tamanho adequados em seção transversal, por exemplo, trapezoidal, retangular, quadrado, sinusoidal, hexagonal, oval, circular etc. Essas estruturas podem conter de cerca de 400 a 900 ou mais aberturas de entrada de gás (ou seja, células) por polegada quadrada de seção transversal (62 a 140 células/cm2). As espessuras de parede, ou seja, a espessura das paredes que separam os canais de substrato um do outro, são geralmente de cerca de 0,005 cm a cerca de 0,25 cm.

[0045] Os substratos adequados que podem ser empregados são substratos monolíticos/corpos de suporte do tipo que possuem passagens de fluxo de gás finas paralelas que se estendem através delas a partir de uma face de entrada ou uma face de saída do substrato, de modo que as passagens sejam abertas para permitir o fluxo de fluido através delas, ou seja, substratos de passagem de fluxo alveolar. As passagens, que são essencialmente trajetórias retas desde sua entrada de fluido até sua saída de fluido, são definidas por paredes sobre as quais ou nas quais o material catalítico é revestido como um “washcoat”, de modo que os gases que fluem através das passagens entrem em contato com o material catalítico. As passagens de fluxo do substrato monolítico são canais de parede fina que podem ter qualquer formato e tamanho adequados em seção transversal, por exemplo, trapezoidal, retangular, quadrado, sinusoidal, hexagonal, oval, circular etc. Essas estruturas podem conter de cerca de 400 a 900 ou mais aberturas de entrada de gás (ou seja, células) por polegada quadrada de seção transversal (62 a 140 células/cm2). As espessuras de parede, ou seja, a espessura das paredes que separam os canais de substrato um do outro, são geralmente de cerca de 0,005 cm a cerca de 0,25 cm.

[0046] O substrato a ser revestido de acordo com a invenção também pode, de preferência, ser um filtro de fluxo em parede em formato de colmeia. Os substratos de fluxo em parede úteis para suportar as composições de revestimento possuem uma pluralidade de passagens de fluxo de gás finas substancialmente paralelas que se estendem ao longo do eixo longitudinal do substrato. Tipicamente, cada passagem é bloqueada em uma extremidade do corpo do substrato, com passagens alternadas bloqueadas em faces terminais opostas. Substratos de fluxo em parede específicos para uso no processo da invenção incluem estruturas de colmeia de parede fina porosa (monólitos/corpos de suporte) através das quais o fluxo de fluido passa sem gerar um aumento muito grande na contrapressão ou queda de pressão ao longo do artigo. Normalmente, a presença de um artigo de fluxo em parede limpo criará uma contrapressão de 0,036 psi a 10 psi.

[0047] Os substratos acima mencionados são, de preferência, monólitos metálicos ou do tipo cerâmico, sendo esses últimos feitos de qualquer material refratário adequado, por exemplo, cordierita, cordierita-alumina, nitreto de silício, zircônia-mulita, espodumênio, alumina- sílica-magnésia, silicato de zircônia, silimanita, um silicato de magnésio, zircônia, petalita, alumina, um aluminossilicato e similares. Com relação aos monólitos de passagem de fluxo adequados para a produção de catalisadores de gás de exaustão para veículos automotivos de acordo com o presente processo, estes têm de preferência uma porosidade maior que 20 %, geralmente de 20 % a 55 %, em particular de

22 % a 50 % antes do revestimento [medida de acordo com a norma DIN 66133 na data de aplicação]. O tamanho de poro médio é de pelo menos 1 µm, por exemplo, de 1,5 µm a 15 µm, de preferência maior que 3 µm, em particular de 5 µm a 9 µm ou de 10 µm a 15 µm antes do revestimento [medido de acordo com a norma DIN 66134 na data de aplicação]. São particularmente vantajosos os substratos acabados adequados para a catálise de gás de exaustão de veículos automotivos que têm originalmente um tamanho de poro médio de 5 a 15 µm e uma porosidade de 25 % a 40 %. Com relação aos substratos cerâmicos de filtro de fluxo em parede que são adequados para a produção de filtros de gás de exaustão para veículos automotivos de acordo com o presente processo, estes têm de preferência uma porosidade maior que 40 %, geralmente de 40 % a 75 %, em particular de 45 % a 70 % [medida de acordo com a norma DIN 66133 na data de aplicação]. O tamanho de poro médio é de pelo menos 7 µm, por exemplo de 7 µm a 34 µm, de preferência maior que 10 µm, em particular de 10 µm a 20 µm ou de 21 µm a 33 µm [medido de acordo com a norma DIN 66134 na data de aplicação]. São particularmente vantajosos os substratos acabados adequados para a produção de filtros de gás de exaustão para veículos automotivos que têm originalmente um tamanho de poro médio de 10 a 33 µm e uma porosidade de 50 % a 65 %.

[0048] Quando os substratos com as porosidades acima mencionadas e os tamanhos de poro médios são revestidos com um “washcoat”, os níveis adequados das composições de revestimento podem ser carregados sobre e/ou dentro dos poros dos substratos para alcançar uma excelente eficiência de conversão de poluentes e, com relação aos filtros, a queima de fuligem. Esses substratos ainda são capazes de manter as características adequadas de fluxo de exaustão, por exemplo, contrapressões aceitáveis, apesar do carregamento do catalisador.

[0049] A expressão “revestimento” deve ser entendida como a aplicação de materiais cataliticamente ativos e/ou componentes armazenamento para poluentes de exaustão nocivos sobre um substrato substancialmente inerte que pode ser construído na forma de um filtro de fluxo em parede ou monólito de passagem de fluxo acima descritos. O revestimento desempenha a real função catalítica e contém materiais de armazenamento e/ou metais cataliticamente ativos que são geralmente depositados na forma altamente dispersa em óxidos metálicos de grande área de superfície em temperatura estável de (vide abaixo). O revestimento é realizado geralmente pela aplicação de um meio de revestimento líquido dos materiais de armazenamento e/ou componentes cataliticamente ativos - também denominados “washcoat” – sobre e/ou dentro da parede do substrato inerte. Após a aplicação do meio de revestimento líquido, o suporte é seco e, se adequado, calcinado em temperaturas elevadas. O revestimento pode ser composto por uma camada ou feito de uma pluralidade de camadas que são aplicadas a um substrato um sobre o outro (na forma de múltiplas camadas) e/ou deslocados um em relação ao outro (em zonas).

[0050] O meio de revestimento líquido/pasta fluida é, por exemplo, uma suspensão ou dispersão (“washcoat”) para o revestimento de catalisadores de gás de exaustão (monólitos ou filtros de passagem de fluxo) para veículos automotivos que contêm os materiais de armazenamento e/ou materiais ou precursores cataliticamente ativos destes e/ou óxidos inorgânico, como zeólitos, por exemplo, CHA, LEV ou zeólitos similares de 8 anéis, ou óxidos refratários, por exemplo, óxido de alumínio, dióxido de titânio, óxido de zircônio ou uma combinação destes, sendo possível que os óxidos refratários sejam dopados com silício ou lantânio, por exemplo.

Os zeólitos podem ser trocados com cátions metálicos como Fe e/ou Cu.

Os óxidos de vanádio, cromo, manganês, ferro, cobalto, cobre, zinco, níquel ou metais de terras raras como lantânio, cério, praseodímio, neodímio, promécio, samário, európio, gadolínio, térbio, disprósio, hólmio, érbio, túlio, itérbio ou combinações destes podem ser usados como componentes cataliticamente ativos.

Metais nobres como platina, paládio, ouro, ródio, irídio, ósmio, rutênio e combinações destes também podem ser usados como componentes cataliticamente ativos.

Esses metais também podem estar presentes como ligas com um outro ou com outros metais ou como óxidos.

Os metais também podem estar presentes como precursores, por exemplo, nitratos, sulfitos ou organilas dos ditos metais nobres e misturas destes, e, em particular, nitrato de paládio, sulfito de paládio, nitrato de platina, sulfito de platina ou Pt(NH3)4(NO3)2 podem ser usados no meio de revestimento líquido.

Ao realizar a calcinação entre cerca de 400 °C e cerca de 700 °C, o componente cataliticamente ativo pode ser, então, obtido do precursor.

Para revestir um substrato para a produção de catalisadores automotivos de gás de exaustão, uma suspensão ou dispersão de um óxido inorgânico pode ser inicialmente usada para revestimento, depois do qual, em uma etapa de revestimento subsequente, pode ser aplicada uma suspensão ou dispersão que contém um ou mais componentes cataliticamente ativos. Entretanto, também é possível que o meio de revestimento líquido contenha ambos esses componentes.

[0051] Em relação ao processo aqui descrito, as modalidades preferenciais do aparelho inicial se aplicam mutatis mutandis e vice-versa. Em um outro aspecto preferencial, a presente invenção se refere a uma estação de revestimento que compreende o aparelho, de acordo com a presente invenção. Também, aqui, as modalidades preferenciais do processo e/ou do aparelho revelados se aplicam mutatis mutandis à estação de revestimento. Este é o caso em particular para os aspectos mais mecânicos discutidos com relação ao processo e/ou aparelho acima mencionado como, por exemplo, uma plataforma giratória, um braço robótico para carregar e descarregar ou girar o substrato dentro da unidade de retenção e a possibilidade de revestir os monólitos de substrato em ambos os lados de extremidade sem girar o substrato. Figuras:

[0052] Fig. 1: mostra a membrana suportada pela placa com respectivas aberturas exemplificadoras.

[0053] Fig. 2: Resultados do cálculo para as membranas tendo uma abertura de 1 mm com diferentes diâmetros de aberturas da placa de suporte de aço inoxidável e diferentes flexibilidades e meios tendo uma viscosidade de 1,49 Pa*s.

[0054] Fig. 3: Resultados do cálculo para as membranas com diferentes aberturas e um meio tendo uma viscosidade de 1,49 Pa*s.

[0055] Fig. 4: Modelo para o cálculo.

[0056] Fig. 5: Linha de fluxo aplicada para computação.

Exemplos:

[0057] Descrição da Análise de Elementos Finitos

1. Parâmetros de computação A computação é conduzida em modelo axissimétrico 2D. Estamos usando um modelo Mooney Rivlin de baixo comportamento hiperelástico. Características da borracha: composto de borracha 70 e 50 shore A. O material da grade é considerado não deformável. A taxa de atrito é de 0,5.

2. Condições iniciais Para a computação, aplicamos o carregamento abaixo: Aplicação de pressão no lado interno do dispositivo de aspersão. Vide a Fig. 4. A computação é realizada para três diferentes diâmetros de orifício na grade. _ Ø 8 _ Ø 9 _ Ø 10

3. Descrição da computação (fluxo/pressão)

3.1 Hipótese de computação Para a computação, será usado o teorema de Bernoulli aplicado a uma linha de fluxo que percorre através da Fig.

5. S1 é a seção de entrada e S2 é a seção de saída. O coeficiente de carga perdida é de acordo com: 1 K = ( 𝑆1 − 1)2 sen(α) 0,59+0,41( )𝑠 𝑆2 A hipótese abaixo é considerada para a equação:

- Nenhuma perda regular de cargas, - Fluxo laminar (Re<2000), 𝑅 2 ∆𝑝 ν = 4µ𝜌 v = Velocidade máxima do fluido em um tubo cilíndrico µ = Viscosidade dinâmica do fluido, em Poise R = Raio do tubo em metros Δp= Diferença de pressão observada no tubo, em Pascal ρ = gravidade específica [kg/m3] Lembrete da fórmula de Bernoulli:

α = Coeficiente que descreve o tipo de fluxo (α = 1, fluxo turbulento; α = 2, fluxo laminar) ν1m = Velocidade média do fluido no tubo (seção S1) ν2m = Velocidade média do fluido no tubo (seção S2) Z = Altitude do ponto considerado, em metros g = aceleração 9,81 ms-2 Λ = Fator de perda regular de carga L = Comprimento do tubo de seção similar, em metros D = Diâmetro do tubo, em metros K = Fator de perda singular de carga Q = ν*S Q = Fluxo L/s V = Velocidade média S = Seção do tubo considerada A relação abaixo nos permitirá criar um arquivo em Excel para desenhar curvas de fluxo ⁄ pressão dos fluidos selecionados.

1 𝑅12 ∆𝑝 1 Q = S2 √2𝜌 [2∆𝑝 + 𝜌 ( ) ∗ [2 − ( 𝑆1 − 1)2 ∗ 𝑠𝑒𝑛 (𝛼)]} 4µ𝜌 0,59+0,41( )3 𝑆2

Parâmetros dos fluidos considerados α = 90° Viscosidade Gravidade específica dinâmica µ kg/m^3 Água 0,001002 1000 Glicerina 1,49 1291 Mel 10 1422

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Aparelho de revestimento de substrato para a produção de catalisadores de purificação de gás de exaustão, particularmente para veículos automotivos, os quais são corpos cilíndricos de suporte e cada um possui duas faces de extremidade, uma superfície circunferencial e um comprimento axial L e são atravessados desde a primeira face de extremidade até a segunda face de extremidade por uma multiplicidade de canais, e para colocar os corpos de suporte em contato com uma pasta fluida líquida de revestimento; o dito aparelho compreende - uma unidade de retenção para reversivelmente manter o corpo de suporte na vertical; - uma unidade de dosagem para fornecer a pasta fluida líquida de revestimento sobre a face de extremidade superior do corpo de suporte; - uma unidade para aplicação de uma diferença de pressão em relação ao corpo de suporte para introduzir a pasta fluida líquida de revestimento no corpo de suporte; caracterizado pelo fato de que a unidade de dosagem compreende um difusor na forma de uma membrana flexível através da qual a pasta fluida líquida de revestimento é aplicada a uma área da face de extremidade superior do corpo de suporte ao aplicar uma pressão à pasta fluida líquida de revestimento.

2. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o dito aparelho compreende uma plataforma giratória para fornecer os corpos de suporte e remover os corpos de suporte revestidos da unidade de dosagem.

3. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1 e/ou 2, caracterizado pelo fato de que o dito aparelho compreende um meio para girar os corpos de suporte de cabeça para baixo dentro do dito aparelho.

4. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1 e/ou 2, caracterizado pelo fato de que a unidade de retenção está disposta em um dispositivo de plataforma giratória.

5. Aparelho, de acordo com uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de que uma unidade de sucção é adaptada de modo que uma primeira pasta fluida de revestimento possa ser aplicada em uma primeira etapa à face de extremidade superior de um corpo de suporte com subsequentemente sucção da pasta fluida de revestimento através dos canais e, possivelmente, para dentro das paredes do corpo de suporte e, subsequentemente, aplicando-se uma segunda pasta fluida de revestimento a partir do fundo do corpo de suporte.

6. Aparelho, de acordo com uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato de que a unidade de dosagem compreende uma unidade de obturador que permite a aplicação da pasta fluida líquida de revestimento a uma parte ou a toda a área de superfície da extremidade superior do corpo de suporte.

7. Processo para revestir substratos para a produção de catalisadores de purificação de gás de exaustão, particularmente para veículos automotivos, os quais são corpos cilíndricos de suporte e cada um possui duas faces de extremidade, uma superfície circunferencial e um comprimento axial L e são atravessados desde a primeira face de extremidade até a segunda face de extremidade por uma multiplicidade de canais, com uma pasta fluida líquida de revestimento, caracterizado por ser usado um aparelho conforme definido em uma das reivindicações anteriores.

8. Processo, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado por compreender as etapas de: - realizar uma primeira etapa de revestimento; - girar o corpo de suporte de cabeça para baixo dentro do dito aparelho; - realizar uma segunda etapa de revestimento.

9. Processo, de acordo com uma das reivindicações 7 e/ou 8, caracterizado pelo fato de que, o corpo de suporte é um filtro de fluxo em parede ou monólito de passagem de fluxo alveolar cerâmico ou metálico.

10. Processo, de acordo com uma das reivindicações 7 a 9, caracterizado pelo fato de que, a pasta fluida líquida de revestimento tem uma viscosidade de 0,01 a 10 Pa*s 20 °C.