BR112021007268B1

BR112021007268B1 - Chuveiro de selador para depositar um selador sobre uma face de um substrato localizado abaixo do chuveiro de selador, defletor para formar uma parte de um chuveiro de selador, aparelho de revestimento de substrato, e, método de revestimento de um substrato com selador pelo uso de um chuveiro de selador

Info

Publication number: BR112021007268B1
Application number: BR112021007268-3A
Authority: BR
Inventors: Neil Burgess; Jamie Savage; Craig THOMSON
Original assignee: Johnson Matthey Public Limited Company
Priority date: 2018-11-29
Filing date: 2019-11-26
Publication date: 2023-06-20
Also published as: GB201917195D0; CN112888510A; KR20210095861A; EP3887062A1; BR112021007268B8; ZA202102281B; WO2020109771A1; JP2022509052A; US11911780B2; CA3117094A1; GB2580515B; GB201819454D0; GB2580515A; US20240024898A1; US20200171515A1; BR112021007268A2

Abstract

CHUVEIRO DE SELADOR PARA DEPOSITAR UM SELADOR SOBRE UMA FACE DE UM SUBSTRATO LOCALIZADO ABAIXO DO CHUVEIRO DE SELADOR, DEFLETOR PARA FORMAR UMA PARTE DE UM CHUVEIRO DE SELADOR, APARELHO DE REVESTIMENTO DE SUBSTRATO, E, MÉTODO PARA REVESTIMENTO DE UM SUBSTRATO COM UM SELADOR PELO USO DE UM CHUVEIRO DE SELADOR A presente invenção refere-se a um chuveiro de selador para depositar um selador sobre uma face de um substrato e compreende uma carcaça que possui uma entrada para receber o selador, uma placa de chuveiro e um defletor. A carcaça e a placa de chuveiro definem uma cavidade de chuveiro com o defletor situado no interior da cavidade do chuveiro. A placa de chuveiro compreendendo uma pluralidade de aberturas de bocal para descarregar o selador em direção à face do substrato. O defletor compreendendo um corpo central impermeável e uma pluralidade de braços que se estendem a partir do corpo central impermeável, sendo que a pluralidade de braços define uma pluralidade de aberturas de fluxo circunferencialmente dispostas ao redor do corpo central impermeável.

Description

[001] A presente revelação refere-se a aparelhos e métodos para revestir substratos com seladores. Em particular, ela se refere ao revestimento de substratos usados para purificação de gases de escape.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

[002] Um grande número de dispositivos de controle de emissões que compreendem substratos monolíticos revestidos é fabricado a cada ano. Um dos principais usos de tais dispositivos é para o tratamento dos gases de escape, como por exemplo os gases de escape produzidos por uma usina de geração elétrica ou por um motor de combustão interna, particularmente um motor veicular de combustão interna. O substrato monolítico contém uma pluralidade de canais que coloca o gás de escape em contato com um revestimento nas paredes do canal dentro do substrato. Esse revestimento pode aprisionar, oxidar e/ou reduzir constituintes dos gases de escape que são perigosos para a saúde humana ou que são ambientalmente maléficos. O substrato monolítico pode também ser um substrato de filtro, que pode remover fuligem (isto é, matéria particulada), como por exemplo a fuligem produzida pelos motores de combustão interna.

[003] Um substrato para purificação de gases de escape pode, tipicamente, compreender um substrato monolítico que é dotado de passagens para o fluxo passante de gases de escape. O substrato pode ser dotado de um revestimento, que pode ser um revestimento catalítico. O revestimento pode ser aplicado ao substrato como um selante que é passado através das passagens do substrato. Vários métodos para aplicação do revestimento sobre um substrato são conhecidos. Um desses métodos envolve aplicar um selante sobre uma primeira face do substrato (por exemplo, uma face superior) e submeter uma segunda face oposta (por exemplo, uma face inferior) do substrato a pelo menos um vácuo parcial para alcançar o movimento do selante através das passagens. Após o revestimento, o substrato pode ser seco e calcinado.

[004] O substrato pode ser configurado como um substrato de fluxo passante em que cada passagem é aberta tanto na primeira quanto na segunda face do substrato e a passagem se estende através de todo o comprimento do substrato. Consequentemente, os gases de escape que entram através de uma primeira face do substrato em uma passagem passam através do substrato dentro da mesma passagem até que os gases de escape saiam de uma segunda face do substrato. Alternativamente, o substrato pode ser configurado como um substrato de filtro, no qual algumas passagens são obstruídas em uma primeira face do substrato e outras passagens são obstruídas em uma segunda face do substrato. Em tal configuração, os gases de escape que entram através de uma primeira face do substrato em um primeiro fluxo de passagem ao longo dessa primeira passagem parcialmente ao longo do substrato e então passam através de uma parede filtrante do substrato em uma segunda passagem. Os gases de escape passam então ao longo da dita segunda passagem e para fora de uma segunda face do substrato. Tal disposição tornou-se conhecida na técnica como um filtro do fluxo de parede.

[005] O substrato ou produto de filtro revestido pode, por exemplo, ser um substrato de filtro que compreende um catalisador de oxidação (por exemplo, um filtro de fuligem catalisado [CSF]), um catalisador de redução catalítica seletiva (SCR) (por exemplo, o produto pode então ser chamado de um catalisador de redução catalítica seletiva [SCRF]), uma composição adsorvedora de NOx (por exemplo, o produto pode então ser chamado de filtro pobre de aprisionamento de NOx [LNTF]), uma composição de catalisador de três vias (por exemplo, o produto pode então ser chamado de filtro de particulados de gasolina [GPF]), um catalisador de escorregamento de amônia [ASC] ou uma combinação de dois ou mais dos mesmos (por exemplo, um substrato de filtro que compreende um catalisador de redução catalítica seletiva (RCS) e um catalisador de escorregamento de amônia [ASC]).

[006] O substrato pode ser revestido em uma dose única em que selador pode ser aplicado ao substrato em uma única etapa com o substrato permanecendo em uma única orientação. Alternativamente, o substrato pode ser revestido em duas doses. Por exemplo, em uma primeira dose, o substrato está em uma primeira orientação com uma primeira face mais alta e uma segunda face se encontra mais abaixo. Um revestimento é aplicado sobre a primeira face e reveste uma porção do comprimento do substrato. O substrato é então invertido de modo que a segunda face esteja mais acima. Um revestimento é então aplicado à segunda face a fim de revestir a porção do substrato que não foi revestida pela primeira dose. De maneira benéfica, um processo de duas doses pode permitir que diferentes revestimentos sejam aplicados a cada extremidade do substrato.

[007] Para fornecer o melhor desempenho do substrato, pode ser benéfico assegurar que o substrato seja totalmente revestido de modo que a área superficial do substrato revestido seja maximizada. Entretanto, também é benéfico assegurar que porções do substrato não sejam revestidas por mais de uma camada de selador (por exemplo, em um processo de duas doses) uma vez que isso pode levar a uma perda aumentada de pressão dentro do substrato. Portanto, é desejável que o processo de aplicação do selador aos substratos obtenha perfis confiáveis e controláveis de revestimento dos substratos.

[008] Um dos desafios na fabricação de substratos de filtro revestido refere-se à aplicação de um revestimento uniforme sobre as paredes dos canais do substrato do filtro. Isso se deve ao fato de que cada canal de um substrato de filtro geralmente tem apenas uma extremidade aberta (a outra extremidade sendo fechada, geralmente por entupimento), o que é problemático para a aplicação de um selador. Pode ser difícil aplicar um revestimento (selador) aos canais de um substrato de filtro para se obter uma profundidade de revestimento desejada, uma profundidade de revestimento uniforme ao longo de todos os canais e uma distribuição uniforme de revestimento (selador) dentro de cada canal.

[009] A Patente WO 99/47260 descreve um método geral para revestir um suporte monolítico. Um método de revestimento de um substrato de colmeia de fluxo passante é exemplificado na Patente WO 99/47260. Esse método é tipicamente usado para aplicar um revestimento (selador) que possui uma viscosidade relativamente alta.

[0010] Um método que mostra bons resultados para aplicar uniformemente um revestimento (selador) às paredes de um substrato de filtro é descrito na Patente WO 2011/080525. A Patente WO 2011/080525 descreve um método de revestimento de um substrato monolítico de colmeia que compreende uma pluralidade de canais com um líquido que compreende um componente catalisador, sendo que o método compreende as etapas de: (i) reter um substrato monolítico em colmeia de modo substancialmente vertical; (ii) introduzir um volume predeterminado do líquido no substrato através de extremidades abertas dos canais em uma extremidade inferior do substrato; (iii) reter de modo vedante o líquido introduzido no substrato; (iv) inverter o substrato contendo o líquido retido; e (v) aplicar um vácuo às extremidades abertas dos canais do substrato na extremidade inferior invertida do substrato para extrair o líquido ao longo dos canais do substrato.

[0011] Outro método para a aplicação de um revestimento (selador) nas paredes de um substrato de filtro é descrito na Patente WO2015/145122. O método utiliza um “chuveiro” que compreende uma pluralidade de aberturas dispostas para depositar o líquido uniformemente sobre a face superior da extremidade do substrato de filtro.

[0012] Para alguns produtos pode haver um desejo de usar revestimentos (seladores) para substratos de filtro que tenham uma viscosidade relativamente baixa e propriedades reológicas mínimas. O presente requerente constatou que isso pode causar problemas em alcançar perfis de revestimento confiáveis e controláveis dos substratos porque a reologia do selador torna difícil aplicar o selador uniformemente na face superior do substrato. Em particular, a aplicação do selador sobre a face superior do substrato pode ser feita pelo uso de um chuveiro de selador que compreende uma placa de chuveiro dotada de um conjunto de aberturas de bocal. Descobriu-se que com um selador de baixa viscosidade é difícil assegurar uma descarga uniforme do selador a partir da placa de chuveiro. Isso pode levar a problemas das porções não-revestidas do substrato após o revestimento, onde pouco revestimento (selador) é aplicado sobre uma região do substrato ou alternativamente “atrair” onde o excesso de substrato é puxado para fora da face inferior do substrato, onde um excesso de revestimento (selador) é aplicado sobre uma região do substrato.

[0013] A Patente US2012/0021896 ensina um bocal configurado para descarregar um fluido contendo uma matéria-prima de uma camada catalítica em um substrato, o bocal sendo dotado de portas de descarga para descarregar o fluido em direção a uma primeira face de extremidade do substrato. O bocal pode ser dotado de um defletor sob a forma de uma rede ou placa perfurada que causa uma alteração no fluxo do fluido dentro do bocal.

RESUMO DA REVELAÇÃO

[0014] Em um primeiro aspecto, a presente revelação apresenta um chuveiro de selador para depositar um selador sobre uma face de um substrato localizado abaixo do chuveiro de selador, sendo que o chuveiro de selador compreende: uma carcaça contendo uma entrada para receber o selador; uma placa de chuveiro; e um defletor; sendo que a carcaça e a placa de chuveiro definem uma cavidade de chuveiro e o defletor situado no interior da cavidade de chuveiro; a placa de chuveiro compreendendo uma pluralidade de aberturas de bocal para descarregar o selador em direção à face do substrato; o defletor compreendendo um corpo central impermeável e uma pluralidade de braços estendendo-se a partir do corpo central impermeável, sendo que a pluralidade de braços define uma pluralidade de aberturas de fluxo circunferencialmente dispostas ao redor do corpo central impermeável; o defletor sendo montado na cavidade do chuveiro de modo que o corpo central impermeável seja espaçado em relação à placa do chuveiro; o corpo central impermeável sendo alinhado abaixo da entrada da carcaça de modo que o selador que entra na cavidade do chuveiro através da entrada é desviado para fluir ao redor do corpo central impermeável e através da pluralidade de aberturas de fluxo antes de ser descarregado através das aberturas de bocal da placa do chuveiro.

[0015] Vantajosamente, o chuveiro de selador da presente revelação que compreende tal defletor pode resultar em um revestimento mais uniforme do substrato e, em particular, pode produzir perfis de revestimento mais confiáveis e controláveis. O uso do chuveiro de selador pode, dessa forma, permitir uma maximização da área superficial do substrato que é revestido, ao mesmo tempo em que minimiza o grau de sobreposição dos revestimentos e/ou penetração do selador.

[0016] O defletor pode compreender uma pluralidade de braços, por exemplo, quatro braços, estendendo-se a partir do corpo central impermeável, a pluralidade de (por exemplo, quatro) braços definindo uma pluralidade (por exemplo, quatro) aberturas de fluxo circunferencialmente dispostas em torno do corpo central impermeável; e, opcionalmente, a pluralidade de (por exemplo, quatro) braços pode ser igualada circunferencialmente em torno do corpo central impermeável. A pluralidade de braços pode se estender radialmente a partir do corpo central impermeável; e, opcionalmente onde uma largura de cada um dentre a pluralidade de braços pode aumentar de um local adjacente ao corpo central impermeável até um local distal ao corpo central impermeável. Quatro braços podem, de preferência, ser fornecidos.

[0017] O corpo central impermeável pode ter formato circular numa vista superior. O corpo central impermeável pode ter um diâmetro maior que um diâmetro da entrada para a carcaça e, opcionalmente de modo que um eixo longitudinal central da entrada e um eixo central do corpo central impermeável podem ser coincidentes. O corpo central impermeável pode ter um diâmetro de 20 a 55 mm; de preferência de 25 a 50 mm; mais preferencialmente, selecionado para ser 27, 35 ou 50 mm.

[0018] A entrada da carcaça pode ter um diâmetro interno de até 25,4 mm (1 polegada).

[0019] Uma face superior do corpo central impermeável voltada para a entrada pode compreender uma protuberância sendo que de preferência a protuberância é uma superfície cônica ou parcialmente cônica.

[0020] Vantajosamente, descobriu-se que o fornecimento de uma protuberância na face superior minimiza a turbulência no interior do chuveiro de selador à medida que o selador é direcionado para a periferia da placa do chuveiro.

[0021] O defletor pode ser montado entre a carcaça e a placa de chuveiro, sendo que, de preferência, o defletor é montado apenas na carcaça. O defletor pode ser montado em pontos de montagem da carcaça que circundam, mas não colidem com, a entrada da carcaça. O defletor pode ser montado por fixadores estendendo-se entre a pluralidade de braços e pelo menos a carcaça e a placa de chuveiro. Os fixadores podem se estender a partir de uma extremidade distal de cada pluralidade de braços. Os fixadores podem estar situados em um diâmetro circular de passo entre 65 e 75 mm; de preferência 70 mm, e podem estar centralizados em um eixo geométrico central do corpo central impermeável. De preferência, os fixadores estão localizados fora do diâmetro do corpo central impermeável.

[0022] Vantajosamente, descobriu-se que posicionar os fixadores fora do diâmetro do corpo central impermeável pode minimizar a interferência dos fixadores com a chegada do revestimento (selador) resultando em uma distribuição mais uniforme de revestimento (selador) sobre a face superior do substrato.

[0023] A cavidade do chuveiro pode ter uma profundidade de 12 a 40 mm; de preferência de 15 a 30 mm.

[0024] O corpo central impermeável pode ser espaçado em relação à placa do chuveiro por um vão de 5 a 10 mm.

[0025] Vantajosamente, descobriu-se que posicionar o corpo central impermeável em um espaçamento de 5 a 10 mm da placa do chuveiro pode melhorar a circulação do revestimento (selador) dentro da cavidade do chuveiro e, em particular, permitir que uma quantidade suficiente de selador flua de volta para o centro da face superior da placa do chuveiro para alcançar uma distribuição mais uniforme de revestimento (selador) sobre a face superior do substrato.

[0026] Em um segundo aspecto, a presente revelação fornece um defletor para formar uma parte de um chuveiro de selador conforme descrito acima, sendo que o defletor compreende um corpo central impermeável e uma pluralidade de braços que se estendem a partir do corpo central impermeável, sendo que a pluralidade de braços define uma pluralidade de aberturas de fluxo circunferencialmente dispostas ao redor do corpo central impermeável.

[0027] A pluralidade de braços pode se estender radialmente a partir do corpo central impermeável; e/ou uma largura de cada um dentre a pluralidade de braços pode aumentar a partir de um local adjacente ao corpo central impermeável até um local distal ao corpo central impermeável; e/ou o corpo central impermeável pode ser circular numa vista superior; e/ou o corpo central impermeável pode ter um diâmetro de 20 a 55 mm; de preferência, de 25 a 50 mm; com mais preferência, selecionado para ser 27, 35 ou 50 mm; e/ou uma face superior do corpo central impermeável pode compreender uma protuberância; de preferência sendo que a protuberância é uma superfície cônica, ou parcialmente cônica; e/ou a pluralidade de braços pode ser dotada de pontos de montagem para conectar fixadores; e/ou os pontos de montagem podem estar situados em uma extremidade distal de uma pluralidade de braços; e/ou os pontos de montagem podem estar situados em um diâmetro circular de passo de 65 a 75 mm; de preferência, 70 mm, e podem estar centralizados em um eixo geométrico central do corpo central impermeável.

[0028] Em um terceiro aspecto, a presente revelação apresenta um aparelho de revestimento de substrato que compreende o chuveiro de selador conforme descrito acima.

[0029] Em um quarto aspecto, a presente descrição apresenta um método de revestimento de um substrato com um revestimento (selador) através do uso de um chuveiro de selador; sendo que o chuveiro de selador é do tipo que compreende: uma carcaça que possui uma entrada; uma placa de chuveiro; e um defletor; sendo que a carcaça e a placa de chuveiro definem uma cavidade de chuveiro e o defletor situado no interior da cavidade de chuveiro; a placa de chuveiro compreende uma pluralidade de aberturas de bocal; o defletor compreendendo um corpo central impermeável e uma pluralidade de braços estendendo-se a partir do corpo central impermeável, sendo que a pluralidade de braços define uma pluralidade de aberturas de fluxo circunferencialmente dispostas ao redor do corpo central impermeável; o defletor sendo montado na cavidade do chuveiro de modo que o corpo central impermeável seja espaçado em relação à placa do chuveiro; e o corpo central impermeável sendo alinhado abaixo da entrada da carcaça; sendo que o método compreende as etapas de: - localizar o substrato abaixo do chuveiro de revestimento (selador); - passar um revestimento (selador) através da cavidade do chuveiro, da entrada até as aberturas de bocal da placa do chuveiro; - descarregar o selador para fora das aberturas do bocal em direção a uma face do substrato de filtro; sendo que, durante a passagem do selador através da cavidade do chuveiro, o selador é desviado para fluir ao redor do corpo central impermeável do defletor e através da pluralidade de aberturas de fluxo antes de ser descarregado através das aberturas do bocal da placa do chuveiro.

[0030] Vários substratos são conhecidos incluindo substratos de fluxo passante (por exemplo, substratos de fluxo passante monolíticos) e substratos de filtro (por exemplo, substratos de filtro monolíticos), microesferas e espumas cerâmicas. Entretanto, de preferência, o substrato é selecionado a partir de um substrato de fluxo passante ou um substrato de filtro (por exemplo, um substrato de filtro de fluxo de parede).

[0031] Um substrato de fluxo passante geralmente compreende uma pluralidade de canais, tipicamente estendendo-se através do mesmo, sendo que cada canal é aberto em ambas as extremidades (isto é, uma extremidade aberta na entrada e uma extremidade aberta na saída). Os canais são formados entre uma pluralidade de paredes. As paredes geralmente compreendem um material não-poroso. Um substrato monolítico de fluxo passante que compreende um conjunto de canais paralelos que se estendem através do mesmo também é chamado na presente invenção de substrato monolítico em colmeia.

[0032] Em contraste, um substrato de filtro compreende uma pluralidade de canais, sendo que cada canal possui uma extremidade aberta e uma extremidade fechada (por exemplo, uma extremidade bloqueada ou obstruída). Cada canal é tipicamente separado de um canal adjacente ou canal vizinho por uma parede. A parede compreende, ou consiste essencialmente de um material poroso. Tais materiais porosos são bem conhecidos na técnica.

[0033] Em geral, um substrato de filtro compreende uma pluralidade de canais de entrada e uma pluralidade de canais de saída. Cada canal de entrada possui uma extremidade aberta em uma primeira face do substrato e uma extremidade fechada (por exemplo, bloqueada ou obstruída) em uma segunda face oposta do substrato (isto é, a segunda extremidade é a extremidade oposta à primeira extremidade), e cada canal de saída tem uma extremidade fechada (por exemplo, bloqueada ou obstruída) na primeira face do substrato e uma extremidade aberta na segunda face oposta do substrato.

[0034] Em um substrato de filtro, cada canal contendo uma extremidade aberta em uma primeira face do substrato e uma extremidade fechada em uma segunda face (isto é, oposta) do substrato é tipicamente adjacente a um canal possuindo uma extremidade fechada na primeira face do substrato e uma extremidade aberta na segunda face (isto é, oposta) do substrato. A comunicação fluida entre os canais ocorre através de uma parede (por exemplo, através do material poroso) do substrato.

[0035] A parede possui tipicamente uma espessura de 0,002 a 0,1 polegada (0,05 a 2,54 mm), por exemplo de 0,005 a 0,050 polegada (0,12 a 1,27 mm), particularmente de 0,010 a 0,025 polegada (0,25 a 0,64 mm).

[0036] Tipicamente, os canais de um substrato de filtro possuem extremidades abertas e fechadas alternadamente (por exemplo, bloqueadas ou fechadas). Portanto, cada canal de entrada pode estar adjacente a um canal de saída, e cada canal de saída pode estar adjacente a um canal de entrada. Quando vistos a partir de cada extremidade do substrato de filtro, os canais podem ter a aparência de um tabuleiro de xadrez.

[0037] Entretanto, o substrato de filtro pode ter um canal de entrada (isto é, um “primeiro” canal de entrada) que é adjacente a outro canal de entrada (isto é, um “segundo” canal de entrada) e opcionalmente a um canal de saída, como o “primeiro” canal de saída e/ou o “segundo” canal de saída. O substrato de filtro pode ter um canal de saída (isto é, um “primeiro” canal de saída) que é adjacente a outro canal de saída (isto é, um “segundo” canal de saída) e opcionalmente a um canal de entrada como o “primeiro” canal de entrada e/ou o “segundo” canal de entrada.

[0038] O substrato de filtro pode ter de 100 a 700 células (ou “canais”) por polegada quadrada (“cpsi”), particularmente de 250 a 400 cpsi.

[0039] Um revestimento (selador) compreende um líquido e tipicamente um componente catalisador. O líquido pode ser uma solução ou uma suspensão. A suspensão pode ser uma suspensão coloidal, como uma mistura heterogênea, ou uma suspensão não coloidal. Quando o líquido é uma solução ou uma suspensão, então ele pode ser uma solução aquosa ou uma suspensão aquosa. Tipicamente, o líquido é uma suspensão, particularmente uma suspensão aquosa.

[0040] Tipicamente, o líquido compreende um componente catalisador. A expressão “componente catalisador” abrange qualquer componente que pode ser incluído em uma formulação do selador que contribui para a atividade do dispositivo de controle de emissões resultante, como um metal do grupo da platina (PGM), um material de suporte (por exemplo, óxido refratário) ou um zeólito. Deve-se compreender que o termo “componente catalisador” não exige que o próprio componente tenha atividade catalítica no sentido estrito do significado do termo “catalisador” (por exemplo, aumentando a taxa de reação). Por exemplo, o componente catalisador pode se referir a um material que é capaz de armazenar ou absorver NOx ou um hidrocarboneto. Líquidos (por exemplo, seladores) compreendendo um componente catalisador são conhecidos pelos especialistas na técnica. O(s) componente(s) catalisador(es) incluído(s) no líquido dependerá(ão) do produto a ser fabricado.

[0041] O substrato ou produto de filtro revestido obtido por um método da invenção ou usando um aparelho da invenção pode, por exemplo, ser um substrato de filtro que compreende um catalisador de oxidação (por exemplo, um filtro de fuligem catalisado [CSF]), um catalisador de redução catalítica seletiva (SCR) (por exemplo, o produto pode então ser chamado de um catalisador de filtro de redução catalítica seletiva [SCRF]), uma composição adsorvedora de NOx (por exemplo, o produto pode então ser chamado de filtro pobre de aprisionamento de NOx [LNTF]), uma composição de catalisador de três vias (por exemplo, o produto pode então ser chamado de filtro de particulados de gasolina [GPF]), um catalisador de escorregamento de amônia [ASC] ou uma combinação de dois ou mais dos mesmos (por exemplo, um substrato de filtro que compreende um catalisador de redução catalítica seletiva (RCS) e um catalisador de escorregamento de amônia [ASC]).

[0042] Além do “componente catalisador”, o líquido pode compreender adicionalmente um auxiliar de formulação. O termo “auxiliar de formulação” refere-se a um componente que é incluído no líquido para modificar suas propriedades químicas ou físicas para revestimento sobre um substrato de filtro. A formulação auxiliar pode, por exemplo, auxiliar na dispersão de um componente catalítico no líquido ou alterar a viscosidade do líquido. O auxiliar de formulação pode não estar presente no produto de substrato filtrante revestido final (por exemplo, pode se decompor ou degradar durante a calcinação). O auxiliar de formulação pode, por exemplo, ser um ácido, uma base, um espessante (por exemplo, um espessante de composto orgânico) ou um aglutinante.

[0043] O selador pode ter uma viscosidade de 1 a 3000 cP a 50 rpm Brookfield, de preferência de 100 a 3000 cP a 50 rpm Brookfield, com mais preferência, menor que 600 cP a 50 rpm Brookfield; em uma modalidade, o selador pode ter uma viscosidade de 100 a 3000 cP a 50 rpm Brookfield, em outra modalidade, o selador pode ter uma viscosidade de 1 a 350 cP a 50 rpm Brookfield, com mais preferência de 1 a 100 cP a 50 rpm Brookfield. No presente registro de patente, todas as medições de viscosidade referem-se a medições realizadas em um viscosímetro Brookfield DV-II+ Pro (LV) usando um fuso SC4-18, disponível junto à Brookfield Engineering Laboratories, Inc., Middleboro, MA, EUA.

[0044] O selador pode ser fornecido ao chuveiro de selador a partir de um suprimento de selador com o uso de um pistão que é móvel dentro de um furo, sendo que o furo tem um diâmetro interno de 38 mm a 170 mm e sendo que o pistão é movido a 45 a 150 mm/s.

[0045] O selador pode ser fornecido ao chuveiro de selador a uma taxa de 9 a 540 cm3s-1, de preferência a uma taxa de 9 a 270 cm3s-1.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[0046] As modalidades da presente revelação serão agora descritas, a título de exemplo apenas, com referência aos desenhos em anexo, nos quais: A Figura 1 é uma vista em seção transversal de um aparelho de revestimento; A Figura 2 é uma vista ampliada de uma porção da Figura 1; A Figura 3 é uma vista em perspectiva em seção transversal de um chuveiro de acordo com a presente revelação; A Figura 4 é uma vista em seção transversal de outro chuveiro de acordo com a presente revelação; A Figura 5 é uma vista inferior de uma primeira versão de um defletor de acordo com a presente revelação; A Figura 6 é uma vista lateral de uma segunda versão de um defletor de acordo com a presente revelação; A Figura 7 é uma vista inferior da segunda versão do defletor da Figura 6; A Figura 8 é uma vista em perspectiva da segunda versão do defletor da Figura 6; A Figura 9 é uma vista lateral de uma terceira versão de um defletor de acordo com a presente revelação; A Figura 10 é uma vista inferior da terceira versão do defletor da Figura 9; A Figura 11 é uma vista em perspectiva da terceira versão do defletor da Figura 6; As Figuras de 12a a 12d são representações esquemáticas de perfis de revestimento desejáveis e indesejáveis; A Figura 13 mostra um selador de baixa viscosidade sendo depositado a partir de um chuveiro selador sem modificações; A Figura 14 é uma imagem de raio-x de um selador de baixa viscosidade depositado sobre um substrato a partir de um chuveiro de selador sem modificações; A Figura 15 é uma imagem de raio-x de um selador depositado sobre um substrato a partir de um chuveiro de selador com o uso da primeira versão do defletor da presente revelação; A Figura 16 é uma imagem de raio-x de um selador depositado sobre um substrato a partir de um chuveiro de selador com o uso da segunda versão do defletor da presente revelação; e A Figura 17 é uma imagem de raio-x de um selador depositado sobre um substrato a partir de um chuveiro de selador com o uso da terceira versão do defletor da presente revelação.

DESCRIÇÃO DETALHADA

[0047] A presente revelação será agora descrita com mais detalhes. Nas passagens a seguir, diferentes aspectos/modalidades da revelação são definidos com mais detalhes. Cada aspecto/modalidade assim definido pode ser combinado com quaisquer outros um ou mais aspectos/modalidades, exceto quando claramente indicado em contrário. Em particular, qualquer recurso indicado como sendo preferencial ou vantajoso poderá ser combinado com quaisquer outros um ou mais recursos indicados como sendo preferenciais ou vantajosos. Pretende-se que os recursos revelados em relação ao produto possam ser combinados àqueles revelados em relação ao método e vice-versa.

[0048] A Figura 1 mostra uma vista em seção transversal de um aparelho de revestimento 1 que pode ser usado para revestir um substrato 10 com um revestimento (selador).

[0049] O aparelho de revestimento 1 pode compreender um depositador 2 que possui uma carcaça 40 contendo um aparelho para ativar um mecanismo de distribuição. Conforme mostrado, o mecanismo de distribuição pode compreender um pistão 41 que é axialmente móvel dentro de um furo 42 para deslocar um fluido para fora de uma saída 43 em direção a um conduto 35 localizado a jusante do depositador 2.

[0050] O aparelho de revestimento 1 pode compreender adicionalmente uma tremonha 3 que define um reservatório de tremonha 30 que possui uma saída 31 que se conecta à saída 43 do depositador 2 por meio de uma válvula de diafragma 32. A tremonha 3 pode ser preenchida com um revestimento (selador) que foi formulado e pré-misturado em outro local. O revestimento (selador) pode ser bombeado para dentro do reservatório de tremonha 30 ou pode ser alimentado por ação da gravidade para dentro do reservatório de tremonha 30 através de condutos adequados.

[0051] A saída 43 do depositador 2 se conecta fluidamente com o conduto 35 que por sua vez pode se estender em comunicação fluida com uma válvula de dosagem 4. Um chuveiro de selador 5 pode ser conectado a uma face inferior da válvula de dosagem 4 com o chuveiro de selador 5 sendo posicionado acima do substrato 10.

[0052] O substrato 10 pode estar situado e posicionado entre um cabeçote 6 e um inserto de estrutura 8. Um aparelho de vácuo incluindo um cone de vácuo 7 pode estar situado abaixo do substrato 10.

[0053] A Figura 2 mostra uma porção ampliada do aparelho de revestimento 1 da Figura 1 e mostra em mais detalhes como o substrato 10 pode ser posicionado em relação ao chuveiro de selador 5 e ao cabeçote 6.

[0054] O substrato 10 pode ser um bloco monolítico que possui um corpo de substrato 11 que pode ter um formato em seção transversal uniforme ao longo de seu comprimento longitudinal. O corpo do substrato 11 pode ter um formato circular ou quase circular na seção transversal. O corpo do substrato 11 pode ter um diâmetro d.

[0055] O corpo do substrato 11 pode ser posicionado para se estender entre o cabeçote 6 e o inserto de estrutura 8 de modo que uma face superior 12 do corpo do substrato 11 seja mais superior e uma face inferior 13 do corpo do substrato 11 seja mais inferior. O chuveiro de selador 5 pode estar situado acima do cabeçote 6 e pode ser, de preferência, alinhado com o cabeçote 6 e o substrato 10 de modo que um eixo longitudinal central “x” do chuveiro de selador 5 coincida com o eixo longitudinal central tanto do cabeçote 6 quanto do substrato 10, conforme mostrado na Figura 2.

[0056] O chuveiro de selador 5 pode compreender uma carcaça de chuveiro 21 na qual pode ser acoplado, em um lado inferior, uma placa para chuveiro 23 por meio de parafusos 28. Uma placa adaptadora 27 pode ser acoplada a um lado superior da carcaça do chuveiro 21, também por meio de parafusos.

[0057] A carcaça de chuveiro 21 pode compreender uma abertura localizada centralmente que define uma entrada 22 para uma cavidade de chuveiro 24 que é definida entre a carcaça de chuveiro 21 e a placa de chuveiro 23. O eixo da entrada 22 pode ser coincidente com o eixo longitudinal “x”. A placa adaptadora 27 pode compreender também uma abertura localizada centralmente, que pode ser coincidente com o eixo geométrico longitudinal “x”, e dimensionada para receber uma porção central 20 da carcaça de chuveiro 21. A válvula de dosagem 4 pode ser colocada e mantida em comunicação fluida com a entrada 22 da carcaça de chuveiro 21.

[0058] A placa de chuveiro 23 pode ser dotada de um conjunto de aberturas de bocal 25.

[0059] Em uso, a válvula de diafragma 32 é aberta e o selador é puxado para dentro do furo 42 a partir do reservatório de tremonha 30 pelo movimento do pistão para a direita (conforme visto na Figura 1). A válvula de diafragma 32 é, então, fechada e a dose de selador é então deslocada através do conduto 35 pela ação do pistão 41 do depositor 2 movendo-se para a esquerda (conforme visto na Figura 1). O revestimento passa através da válvula de dosagem 4 e da entrada 22 para dentro da cavidade do chuveiro 24. O selador então passa através das aberturas do bocal 25 e cai em contato com a face superior 12 do substrato 10. O selador é então puxado através das passagens do substrato 10. A sucção do selador através do substrato 10 é acionada, pelo menos em parte, por uma força de sucção aplicada à face inferior 13 do substrato 10 pelo cone de vácuo 7.

[0060] As Figuras de 3 a 5 ilustram uma primeira versão do defletor 50 de acordo com a presente revelação. A Figura 3 ilustra um chuveiro de selador 5 de acordo com a presente revelação em que um defletor 50 é fornecido no interior da cavidade de chuveiro 24.

[0061] A cavidade do chuveiro 24 pode ter uma profundidade de 12 a 40 mm; de preferência de 15 a 30 mm. A cavidade do chuveiro 24 pode ter um diâmetro de 150 a 200 mm; de preferência de 160 a 170 mm. A placa de chuveiro 23 pode se estender através de todo o diâmetro da cavidade de chuveiro 24. As aberturas de bocal 25 podem ser dispostas em conjunto ao longo da placa do chuveiro 23. As aberturas do bocal 25 podem ser dispostas em conjunto de modo regular ou irregular. As aberturas do bocal 25 podem ser dispostas em uma pluralidade de conjuntos circulares concêntricos.

[0062] O defletor 50 compreende um corpo central impermeável 51 e uma pluralidade de braços 52 que se estendem a partir do corpo central impermeável 51 para definir uma pluralidade de aberturas de fluxo 53 circunferencialmente dispostas em torno do corpo central impermeável 51.

[0063] O defletor 50 pode ser montado na carcaça do chuveiro 21 por meio de parafusos 29 que podem se estender através das aberturas para parafuso 55 em direção à extremidade distal de cada um dos braços 52. Os pontos de montagem do defletor 50 podem circundar, mas de preferência não colidir com, a entrada 22 da carcaça do chuveiro 21. Os parafusos 29 podem ser parafusos de 4 mm. Cada uma das aberturas para parafuso 55 pode ser circundada por um anel separador 56 que pode servir para definir o espaçamento entre uma face superior 57 do defletor 50 e uma face interna superior da carcaça do chuveiro 21 bem como definir um espaçamento 26 entre uma face inferior 58 do defletor 50 e uma face interna superior da placa do chuveiro 23. Cada anel separador 56 pode ter uma altura de 4 a 6 mm, de preferência 4,5 mm. O espaçamento 26 pode ser de 5 a 10 mm, de preferência, aproximadamente 8 mm.

[0064] O defletor 50 (da versão mostrada nas Figuras de 3 a 5 e as outras versões descritas mais adiante neste documento) pode ser dotado de uma face superior 57 que pode ser plana conforme mostrado na Figura 3 ou pode ser dotado de uma protuberância cônica ou parcialmente cônica 54 centralmente localizada na face superior 57, conforme mostrado na Figura 4.

[0065] Conforme visto mais claramente na Figura 5, o defletor 50 (dotado ou não de uma protuberância cônica ou parcialmente cônica 54) pode ter um formato de cruz em que quatro braços 52a-d são fornecidos. De preferência, os quatro braços 52a-d são de mesmo espaçamento ao redor da circunferência do corpo central impermeável 51, de modo que eles são, cada um, espaçados a 90° de seus braços vizinhos. De modo similar, o defletor 50 pode compreender quatro aberturas de fluxo 53a-d que são de mesmo espaçamento ao redor da circunferência do corpo central impermeável 51, de modo que estejam cada uma espaçadas a 90° de suas aberturas de fluxo vizinhas.

[0066] O comprimento dos braços 52a-d pode ser relativamente curto em comparação ao diâmetro do corpo central impermeável 51. Os braços 52a- d podem ter uma largura e profundidade uniformes. No exemplo ilustrado da Figura 5, as aberturas para parafuso 55 podem ser dispostas em um diâmetro circular com passo de 70 mm e o corpo central impermeável 51 pode ter um raio r1 de 25 mm e um diâmetro de 50 mm.

[0067] O defletor 50 pode ser formado de aço inoxidável liga 316, por exemplo.

[0068] A primeira versão do defletor 50 pode encontrar uso particularmente benéfico ao revestir um substrato 10 que possui um formato de seção transversal circular e um diâmetro menor que aproximadamente 175 mm, mais particularmente menor que 172,8 mm. A primeira versão do defletor 50 pode encontrar também uso particularmente benéfico durante o revestimento de um substrato 10 que possui um formato de seção transversal não circular. Adicionalmente, a primeira versão do defletor 50 pode encontrar uso particularmente benéfico ao revestir um substrato 10 para um filtro de redução catalítica seletiva (SCRF), um filtro catalítico de fuligem de diesel para tarefas leves (LDD CSF), ou um filtro de particulados de gasolina (GPF).

[0069] As Figuras de 6 a 8 ilustram uma segunda versão do defletor 50 de acordo com a presente revelação. Conforme visto mais claramente na Figura 7 e 8, o defletor 50 (dotado ou não de uma protuberância cônica ou parcialmente cônica 54) pode ter um formato de cruz em que quatro braços 52a-d são fornecidos. De preferência, os quatro braços 52a-d são de mesmo espaçamento ao redor da circunferência do corpo central impermeável 51, de modo que eles são, cada um, espaçados a 90° de seus braços vizinhos. De modo similar, o defletor 50 pode compreender quatro aberturas de fluxo 53a-d que são de mesmo espaçamento ao redor da circunferência do corpo central impermeável 51, de modo que estejam cada uma espaçadas a 90° de suas aberturas de fluxo vizinhas.

[0070] O comprimento dos braços 52a-d é mais longo que na primeira versão. No exemplo ilustrado da Figura 7, as aberturas para parafuso 55 podem ser dispostas em um diâmetro circular com passo de 70 mm e o corpo central impermeável 51 pode ter um raio r2 de 17,5 mm e um diâmetro de 35 mm. Consequentemente, a área do corpo central impermeável 51 é reduzida e a área aberta das aberturas de fluxo 53a-d é aumentada em comparação com a primeira versão do defletor 50.

[0071] Os braços 52a-d podem ter uma profundidade uniforme. A largura dos braços 52a-d pode se afunilar. A largura de cada um da pluralidade de braços 52a-d pode aumentar a partir de um local adjacente ao corpo central impermeável 51 até um local distal ao corpo central impermeável 51.

[0072] O defletor 50 pode ser formado de aço inoxidável liga 316, por exemplo.

[0073] A segunda versão do defletor 50 pode encontrar uso particularmente benéfico ao revestir um substrato 10 que possui um diâmetro maior que aproximadamente 250 mm, mais particularmente maior que 266,7 mm. Adicionalmente, a segunda versão do defletor 50 pode encontrar uso particularmente benéfico durante o revestimento de um substrato 10 para um filtro diesel para tarefas pesadas (HDD).

[0074] As Figuras de 9 a 11 ilustram uma terceira versão do defletor 50 de acordo com a presente revelação. Conforme visto mais claramente na Figura 10 e 11, o defletor 50 (dotado ou não de uma protuberância cônica ou parcialmente cônica 54) pode ter um formato de cruz em que quatro braços 52a-d são fornecidos. De preferência, os quatro braços 52a-d são de mesmo espaçamento ao redor da circunferência do corpo central impermeável 51, de modo que eles são, cada um, espaçados a 90° de seus braços vizinhos. De modo similar, o defletor 50 pode compreender quatro aberturas de fluxo 53a-d que são de mesmo espaçamento ao redor da circunferência do corpo central impermeável 51, de modo que estejam cada uma espaçadas a 90° de suas aberturas de fluxo vizinhas.

[0075] O comprimento dos braços 52a-d é mais longo que na segunda versão. No exemplo ilustrado da Figura 10, as aberturas para parafuso 55 podem ser dispostas em um diâmetro circular com passo de 70 mm e o corpo central impermeável 51 pode ter um raio r3 de 13,5 mm e um diâmetro de 27 mm. Consequentemente, a área do corpo central impermeável 51 é reduzida e a área aberta das aberturas de fluxo 53a-d é aumentada em comparação com a segunda versão do defletor 50.

[0076] Os braços 52a-d podem ter uma profundidade uniforme. Assim como com a segunda versão, a largura dos braços 52a-d pode afunilar. A largura de cada um da pluralidade de braços 52a-d pode aumentar a partir de um local adjacente ao corpo central impermeável 51 até um local distal ao corpo central impermeável 51.

[0077] O defletor 50 pode ser formado de aço inoxidável liga 316, por exemplo.

[0078] A terceira versão do defletor 50 pode encontrar uso particularmente benéfico ao revestir um substrato 10 que possui um diâmetro entre 170 mm e 275 mm, mais particularmente entre 172,8 mm e 266,7 mm. Adicionalmente, a terceira versão do defletor 50 pode encontrar uso particularmente benéfico durante o revestimento de um substrato 10 para um filtro catalítico de fuligem (CSF).

[0079] Em uso, o selador pode ser fornecido ao chuveiro de selador 5 a partir de um suprimento de selador com o uso do pistão 41 do depositador 2. O pistão 41 é móvel dentro do furo 42, e o furo 42 pode ter um diâmetro interno de 38 mm a 170 mm e o pistão 41 pode ser movido em 45 a 150 mm/s. O selador é deslocado ao longo do conduto 35 através da válvula de dosagem 4 e para dentro do chuveiro de selador 5. O revestimento de selador pode ser fornecido ao chuveiro de selador 5 a uma taxa de 7 a 640 cm3s-1.

[0080] O revestimento (selador) pode entrar na cavidade do chuveiro 24 através da entrada 22. O revestimento (selador) entra em contato com o corpo central impermeável 51 do defletor (incluindo a protuberância cônica ou parcialmente cônica, quando presente) antes de alcançar a placa do chuveiro 23. O selador é portanto defletido lateralmente em direção à periferia da cavidade do chuveiro 24 de modo que o selador não alcança imediatamente as aberturas de bocal 25 situadas no centro da placa do chuveiro 23 ou próximo ao mesmo. O revestimento (selador) flui através da pluralidade de aberturas de fluxo 53a-d do defletor e, então, circula dentro da cavidade do chuveiro 24 para passar através das aberturas de bocal 25. Devido à configuração do tamanho e formato dos braços 52a-d e das aberturas de fluxo 53a-d, pode-se permitir que uma quantidade suficiente de selador circule de volta para um centro da placa de chuveiro 23 de modo que seja obtida uma descarga uniforme ou quase uniforme de selador através das aberturas de bocal 25.

[0081] O selador é então depositado sobre a face superior 12 do substrato 10 e é puxado através das passagens do corpo do substrato 11 pela força de sucção aplicada pelo cone de vácuo 7.

[0082] Um revestimento (selador) compreende um líquido e tipicamente um componente catalisador. O líquido pode ser uma solução ou uma suspensão. A suspensão pode ser uma suspensão coloidal, como uma mistura heterogênea, ou uma suspensão não coloidal. Quando o líquido é uma solução ou uma suspensão, então ele pode ser uma solução aquosa ou uma suspensão aquosa. Tipicamente, o líquido é uma suspensão, particularmente uma suspensão aquosa.

[0083] Tipicamente, o líquido compreende um componente catalisador. A expressão “componente catalisador” abrange qualquer componente que pode ser incluído em uma formulação do selador que contribui para a atividade do dispositivo de controle de emissões resultante, como um metal do grupo da platina (PGM), um material de suporte (por exemplo, óxido refratário) ou um zeólito. Deve-se compreender que o termo “componente catalisador” não exige que o próprio componente tenha atividade catalítica no sentido estrito do significado do termo “catalisador” (por exemplo, aumentando a taxa de reação). Por exemplo, o componente catalisador pode se referir a um material que é capaz de armazenar ou absorver NOx ou um hidrocarboneto. Líquidos (por exemplo, seladores) compreendendo um componente catalisador são conhecidos pelos especialistas na técnica. O(s) componente(s) catalisador(es) incluído(s) no líquido dependerá(ão) do produto a ser fabricado.

[0084] O substrato ou produto de filtro revestido obtido por um método da invenção ou usando um aparelho da invenção pode, por exemplo, ser um substrato de filtro que compreende um catalisador de oxidação (por exemplo, um filtro de fuligem catalisado [CSF]), um catalisador de redução catalítica seletiva (SCR) (por exemplo, o produto pode então ser chamado de um catalisador de filtro de redução catalítica seletiva [SCRF]), uma composição adsorvedora de NOx (por exemplo, o produto pode então ser chamado de filtro pobre de aprisionamento de NOx [LNTF]), uma composição de catalisador de três vias (por exemplo, o produto pode então ser chamado de filtro de particulados de gasolina [GPF]), um catalisador de escorregamento de amônia [ASC] ou uma combinação de dois ou mais dos mesmos (por exemplo, um substrato de filtro que compreende um catalisador de redução catalítica seletiva (RCS) e um catalisador de escorregamento de amônia [ASC]).

[0085] Além do “componente catalisador”, o líquido pode compreender adicionalmente um auxiliar de formulação. O termo “auxiliar de formulação” refere-se a um componente que é incluído no líquido para modificar suas propriedades químicas ou físicas para revestimento sobre um substrato de filtro. A formulação auxiliar pode, por exemplo, auxiliar na dispersão de um componente catalítico no líquido ou alterar a viscosidade do líquido. O auxiliar de formulação pode não estar presente no produto de substrato filtrante revestido final (por exemplo, pode se decompor ou degradar durante a calcinação). O auxiliar de formulação pode, por exemplo, ser um ácido, uma base, um espessante (por exemplo, um espessante de composto orgânico) ou um aglutinante.

[0086] O selador pode ter uma viscosidade de 1 a 3000 cP a 50 rpm Brookfield, de preferência de 100 a 3000 cP a 50 rpm Brookfield, com mais preferência, menor que 600 cP a 50 rpm Brookfield; em uma modalidade, o selador pode ter uma viscosidade de 100 a 3000 cP a 50 rpm Brookfield, em outra modalidade, o selador pode ter uma viscosidade de 1 a 350 cP a 50 rpm Brookfield, com mais preferência de 1 a 100 cP a 50 rpm Brookfield. (Todas as medições obtidas em um viscosímetro Brookfield DV-II+ Pro (LV) usando um fuso SC4-18.)

[0087] A fim de maximizar a utilização do volume do substrato e evitar a aplicação de múltiplos revestimentos a porções do substrato 10 e evitar a penetração do selador, é desejável obter um perfil de revestimento consistente e previsível. Por exemplo, um perfil de revestimento plano é desejável, conforme ilustrado esquematicamente na Figura 12a. Conforme mostrado, o substrato 10 possui uma porção revestida 45 que foi revestida pelo selador e uma porção não revestida 46 onde o selador não atingiu. A interface entre a porção revestida 45 e a porção não revestida 46 é plana, o que é um resultado desejável.

[0088] A Figura 12b ilustra uma interface em “formato de V” indesejável entre a porção revestida 45 e a porção não-revestida 46. Acredita- se que isso resulte de um excesso de selador aplicado a uma porção central da face superior 12 do substrato 10 e pode ser um problema específico quando o selador possui baixa viscosidade.

[0089] A Figura 12c ilustra um perfil de revestimento que é similar àquele da Figura 12b, mas mostra como a penetração pode ocorrer onde o revestimento (selador) é puxado para fora de uma porção central da face inferior 13 do substrato antes de uma porção periférica do substrato ser adequadamente revestida.

[0090] Finalmente, a Figura 12d ilustra outro perfil de revestimento indesejável que possui uma interface em formato de “M” entre a porção revestida 45 e a porção não revestida 46. Acredita-se que isso resulte quando o selador é incapaz de ser suficientemente recirculado de volta para dentro de um centro da placa de chuveiro 23 antes de passar através das aberturas de bocal 25.

Exemplo comparativo

[0091] Um selador de catalisador para um substrato foi preparado contendo um teor de sólidos de 10% e uma viscosidade Newtoniana de 5 cP sobre uma velocidade de rotação do fuso de 25-100 rpm com o uso de um Viscosímetro Brookfield DV-II+ Pro (LV) e um fuso SC4-18.

[0092] Quando o revestimento (selador) foi aplicado sobre um substrato de filtro de carbureto de silício com o uso do aparelho de revestimento 1 da Figura 1, utilizando um chuveiro de selador 5 sem a presença de um defletor, mais selador é ejetado para fora dos orifícios centrais do chuveiro de selador 5, conforme mostrado na Figura 13.

[0093] Descobriu-se que isso resulta em um perfil de revestimento irregular em formato de V mostrado na Figura 14. Essa figura é uma imagem de raio-x do substrato onde o revestimento de selador é mostrado como mais escuro contra o substrato nu mais claro devido à densidade de massa mais alta do revestimento de selador.

Exemplo 1

[0094] Para melhorar o efeito visto na Figura 14, a primeira versão do defletor 50, conforme mostrado nas Figuras de 3 a 5, foi adicionada à carcaça do chuveiro 21, conforme mostrado na Figura 3.

[0095] Um substrato de filtro de carbureto de silício 10 de 143,8 mm de diâmetro foi, então, revestido com o uso dessa placa defletora 50 e o mesmo revestimento (selador) de catalisador que o exemplo comparativo acima. Um perfil de revestimento mais uniforme foi obtido conforme mostrado pela imagem de raio-x da Figura 15, onde o revestimento de selador é mostrado como mais escuro contra o substrato nu mais claro devido à densidade de massa mais alta do revestimento de selador.

Exemplo 2

[0096] Para melhorar o efeito visto na Figura 14, a segunda versão do defletor 50, conforme mostrado nas Figuras de 6 a 8, foi adicionada à carcaça do chuveiro 21.

[0097] Um substrato de filtro de carbureto de silício 10 de 330,3 mm de diâmetro foi então revestido com o uso dessa placa defletora 50 e o mesmo revestimento (selador) de catalisador que o exemplo comparativo acima. Um perfil de revestimento mais uniforme foi obtido conforme mostrado pela imagem de raio-x da Figura 16, onde o revestimento de selador é mostrado como mais escuro contra o substrato nu mais claro devido à densidade de massa mais alta do revestimento de selador.

Exemplo 3

[0098] Para melhorar o efeito visto na Figura 14, a terceira versão do defletor 50, conforme mostrado nas Figuras de 9 a 11, foi adicionada à carcaça do chuveiro 21.

[0099] Um substrato de filtro de carbureto de silício 10 de 172,8 mm de diâmetro foi então revestido com o uso dessa placa defletora 50 e o mesmo revestimento (selador) de catalisador que o exemplo comparativo acima. Um perfil de revestimento mais uniforme foi obtido conforme mostrado pela imagem de raio-x da Figura 17, onde o revestimento de selador é mostrado como mais escuro contra o substrato nu mais claro devido à densidade de massa mais alta do revestimento de selador.

[00100] Conforme observado acima, o presente inventor constatou que perfis de revestimento desejáveis planos, ou quase planos podem ser obtidos ao longo de uma ampla gama de tamanhos de substrato com o uso de um chuveiro de revestimento 5 que compreende um defletor 50 conforme descrito na presente invenção.

[00101] A título de esclarecimento, a totalidade do teor de todos os documentos aqui reconhecidos está aqui incorporada a título de referência.

Claims

1. Chuveiro de selador (5) para depositar um selador sobre uma face de um substrato (10) localizado abaixo do chuveiro de selador (5), o chuveiro de selador (5) caracterizado pelo fato de que compreende: uma carcaça (21) contendo uma entrada (22) para receber o selador; uma placa de chuveiro (23); e um defletor (50); a carcaça (21) e a placa de chuveiro (23) definindo uma cavidade de chuveiro (24) e o defletor (50) situado no interior da cavidade de chuveiro (24); a placa de chuveiro (23) compreendendo uma pluralidade de aberturas de bocal (25) para descarregar o selador em direção à face do substrato (10); o defletor (50) compreendendo um corpo central impermeável (51) e uma pluralidade de braços (52a-d) estendendo-se a partir do corpo central impermeável (51), a pluralidade de braços (52a-d) definindo uma pluralidade de aberturas de fluxo (53a-d) circunferencialmente dispostas ao redor do corpo central impermeável (51); o defletor (50) sendo montado na cavidade de chuveiro (24) de modo que o corpo central impermeável (51) seja espaçado em relação à placa de chuveiro (23); o corpo central impermeável (51) sendo alinhado abaixo da entrada (22) da carcaça (21) de modo que o selador que entra na cavidade de chuveiro (24) através da entrada (22) é desviado para fluir ao redor do corpo central impermeável (51) e através da pluralidade de aberturas de fluxo (53a- d) antes de ser descarregado através das aberturas de bocal (25) da placa de chuveiro (23).

2. Chuveiro de selador (5) de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o defletor (50) compreende quatro braços (52a- d) que se estendem a partir do corpo central impermeável (51), os quatro braços (52a-d) definindo quatro aberturas de fluxo (53a-d) dispostas circunferencialmente ao redor do corpo central impermeável (51); e opcionalmente os quatro braços (52a-d) são de mesmo espaçamento circunferencialmente ao redor do corpo central impermeável (51).

3. Chuveiro de selador (5) de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que a pluralidade de braços (52a-d) se estende radialmente a partir do corpo central impermeável (51); e opcionalmente em que uma largura de cada um dentre a pluralidade de braços (52a-d) aumenta a partir de um local próximo ao corpo central impermeável (51) até um local distal ao corpo central impermeável (51).

4. Chuveiro de selador (5) de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que o corpo central impermeável (51) tem formato circular em vista superior.

5. Chuveiro de selador (5) de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de que o corpo central impermeável (51) tem um diâmetro maior que um diâmetro da entrada (22) da carcaça (21); e opcionalmente em que um eixo longitudinal central da entrada (22) e um eixo central do corpo central impermeável (51) são coincidentes.

6. Chuveiro de selador (5) de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato de que o corpo central impermeável (51) tem um diâmetro de 20 a 55 mm; de preferência de 25 a 50 mm; mais preferencialmente selecionado para ser de 27, 35 ou 50 mm.

7. Chuveiro de selador (5) de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado pelo fato de que a entrada (22) da carcaça (21) tem um diâmetro interno de até 25,4 mm (1 polegada).

8. Chuveiro de selador (5) de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado pelo fato de que uma face superior do corpo central impermeável (51) voltada para a entrada (22) compreende uma protuberância; de preferência em que a protuberância é uma superfície cônica ou parcialmente cônica.

9. Chuveiro de selador (5) de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizado pelo fato de que o defletor (50) é montado em pelo menos uma dentre a carcaça (21) e a placa de chuveiro (23); preferencialmente em que o defletor (50) é montado apenas na carcaça (21).

10. Chuveiro de selador (5) de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 9, caracterizado pelo fato de que o defletor (50) é montado em pontos de montagem da carcaça (21) que circundam mas não colidem com a entrada (22) da carcaça (21).

11. Chuveiro de selador (5) de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 10, caracterizado pelo fato de que o defletor (50) é montado por fixadores estendendo-se entre a pluralidade de braços (52a-d) e pelo menos uma dentre a carcaça (21) e a placa de chuveiro (23).

12. Chuveiro de selador (5) de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que os fixadores se estendem a partir de uma extremidade distal de cada um dentre a pluralidade de braços (52a-d).

13. Chuveiro de selador (5) de acordo com a reivindicação 11 ou 12, caracterizado pelo fato de que os fixadores estão localizados em um diâmetro de círculo com passo de 65 a 75 mm; de preferência 70 mm, centralizados em um eixo central do corpo central impermeável (51).

14. Chuveiro de selador (5) de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 13, caracterizado pelo fato de que a cavidade de chuveiro (24) tem uma profundidade de 12 a 40 mm; de preferência de 15 a 30 mm.

15. Chuveiro de selador (5) de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 14, caracterizado pelo fato de que o corpo central impermeável (51) é espaçado em relação à placa de chuveiro (23) por um vão de 5 a 10 mm.

16. Defletor (50) para formar uma parte de um chuveiro de selador (5) como definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 15, caracterizado pelo fato de que o defletor (50) compreende um corpo central impermeável (51) e uma pluralidade de braços (52a-d) que se estendem a partir do corpo central impermeável (51), a pluralidade de braços (52a-d) definindo uma pluralidade de aberturas de fluxo (53a-d) circunferencialmente dispostas ao redor do corpo central impermeável (51).

17. Defletor (50) de acordo com a reivindicação 16, caracterizado pelo fato de que: a pluralidade de braços (52a-d) se estende radialmente a partir do corpo central impermeável (51); e/ou uma largura de cada um da pluralidade de braços (52a-d) aumenta a partir de um local próximo ao corpo central impermeável (51) até um local distal ao corpo central impermeável (51); e/ou o corpo central impermeável (51) possui formato circular na vista superior; e/ou o corpo central impermeável (51) possui um diâmetro de 20 a 55 mm; de preferência de 25 a 50 mm; mais preferencialmente selecionado para ser 27, 35 ou 50 mm; e/ou uma face superior do corpo central impermeável (51) compreende uma protuberância; preferencialmente em que a protuberância é uma superfície cônica ou parcialmente cônica; e/ou a pluralidade de braços (52a-d) é dotada de pontos de montagem para conectar fixadores; e/ou os pontos de montagem estão localizados em uma extremidade distal de cada um dentre a pluralidade de braços (52a-d); e/ou os pontos de montagem estão situados em um diâmetro circular com passo de 65 a 75 mm; de preferência 70 mm, centralizados em um eixo geométrico central do corpo central impermeável (51).

18. Aparelho de revestimento de substrato (10), caracterizado pelo fato de que compreende um chuveiro de selador (5) como definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 15.

19. Método para revestimento de um substrato (10) com um selador pelo uso de um chuveiro de selador (5) como definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 15, o método caracterizado pelo fato de que compreende as etapas de: localizar o substrato (10) abaixo do chuveiro de selador; passar um selador através da cavidade de chuveiro (24) a partir da entrada (22) até as aberturas de bocal (25) da placa de chuveiro (23); descarregar o selador para fora das aberturas de bocal em direção a uma face do substrato (10) de filtro; em que, durante a passagem do selador através da cavidade de chuveiro (24), o selador é desviado para fluir ao redor do corpo central impermeável (51) do defletor (50) e através da pluralidade de aberturas de fluxo (53a-d) antes de ser descarregado através das aberturas de bocal da placa de chuveiro (23).

20. Método de acordo com a reivindicação 19, caracterizado pelo fato de que o substrato (10) é selecionado dentre um substrato (10) de filtro de fluxo de parede e um substrato (10) de fluxo passante.

21. Método de acordo com a reivindicação 19 ou 20, caracterizado pelo fato de que o selador compreende um catalisador de oxidação, um catalisador de redução catalítica seletiva (SCR), uma composição de adsorvedor de NOx, uma composição de catalisador de três vias, um catalisador de escorregamento de amônia [ASC] ou uma combinação de dois ou mais dos mesmos.

22. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 19 a 21, caracterizado pelo fato de que o selador tem uma viscosidade de 1 a 3000 cP a 50 rpm Brookfield, de preferência de 100 a 3000 cP a 50 rpm Brookfield, mais preferencialmente inferior a 600 cP a 50 rpm Brookfield; ou o selador tem uma viscosidade de 1 a 350 cP a 50 rpm Brookfield, mais preferencialmente de 1 a 100 cP a 50 rpm Brookfield.

23. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 19 a 22, caracterizado pelo fato de que o selador é fornecido para o chuveiro de selador (5) a partir de um abastecimento de selador com o uso de um pistão que é móvel dentro de um furo, o furo tendo um diâmetro interno de 38 mm a 170 mm e o pistão sendo movido a 45 a 150 mm/s.

24. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 19 a 23, caracterizado pelo fato de que o selador é fornecido para o chuveiro de selador (5) a uma taxa de 9 a 540 cm3s-1, preferencialmente a uma taxa de 9 a 270 cm3s-1.