BR112021016702A2 - Anel de fluxo de alimentação de fluido, aparelho de revestimento de substrato, e, método de revestimento de um substrato - Google Patents

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Abstract

anel de fluxo de alimentação de fluido, aparelho de revestimento de substrato, e, método de revestimento de um substrato. trata-se de um anel de fluxo de alimentação de fluido (5), um aparelho de revestimento de substrato (1) e um método para revestir um substrato (2) com um componente catalisador. o anel de fluxo de alimentação de fluido (5) compreende um corpo anular (40) que tem uma face interna (45) delimitando um furo central do anel de fluxo de alimentação de fluido. uma porta de fluxo de alimentação de fluido (47) recebe o líquido, e uma pluralidade de aberturas de saída (50) na face interna do corpo anular descarrega o líquido em uma face de pistão (23) do aparelho de revestimento de substrato (1). um canal de distribuição (51) que se estende pelo menos em parte ao redor do corpo anular (40) fornece comunicação fluida entre a porta de fluxo de alimentação de fluido (47) e a pluralidade de aberturas de saída (50).

Description

1 / 44 ANEL DE FLUXO DE ALIMENTAÇÃO DE FLUIDO, APARELHO DE REVESTIMENTO DE SUBSTRATO, E, MÉTODO DE REVESTIMENTO
DE UM SUBSTRATO
[001] A presente revelação se refere a um anel de fluxo de alimentação de fluido, a um aparelho de revestimento de substrato e a um método para revestir um substrato com um componente catalisador. O substrato revestido pode se destinar ao uso em um dispositivo de controe de emissões para tratamento ou remoção de poluentes de um gás de escape produzido por um motor de combustão interna.
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 de gases de escape, como os gases de escape produzidos por uma usina elétrica ou por um motor de combustão interna, particularmente, um motor veicular de combustão interna. O substrato monolítico contém uma pluralidade de canais que colocam 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 prejudiciais ao ambiente. O substrato monolítico pode, também, ser um substrato filtrante, que pode remover fuligem (isto é, matéria particulada), como 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 washcoat que é passado através das passagens do substrato. Vários métodos para aplicação do revestimento a um substrato são conhecidos. Um desses métodos envolve aplicar washcoat a
2 / 44 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 washcoat através das passagens. Após aplicar o washcoat, o substrato pode ser seco e calcinado.
[004] O substrato pode ser configurado como um substrato de fluxo passante no qual cada passagem é aberta tanto na primeira quanto na segunda faces 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 filtrante, 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 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 de fluxo de parede.
[005] O substrato ou produto filtrante revestido pode, por exemplo, ser um substrato filtrante que compreende um catalisador de oxidação (por exemplo, um filtro de fuligem catalisado ("CSF" - catalysed soot filter)), um catalisador de redução catalítica seletiva ("SCR"- selective catalytic reduction) (por exemplo, o produto pode, então, ser chamado de filtro catalisador de redução catalítica seletiva ("SCRF" - selective catalytic reduction filter)), uma composição adsorvedora de NOx (por exemplo, o produto pode, então, ser chamado de filtro coletor de NOx pobre ("LNTF" - lean NOx trap filter)), uma composição de catalisador de três vias (por
3 / 44 exemplo, o produto pode, então, ser chamado de filtro de particulados de gasolina ("GPF" - gasoline particulate filter)), um catalisador de escorregamento de amônia ("ASC" - ammonia slip catalyst) ou uma combinação de dois ou mais dos mesmos (por exemplo, um substrato filtrante que compreende um catalisador de redução catalítica seletiva (SCR) e um catalisador de escorregamento de amônia (ASC)).
[006] O substrato pode ser revestido em uma dose única em que o washcoat 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 superior e uma segunda face inferior. Um revestimento é aplicado à 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 possibilitar que diferentes revestimentos sejam aplicados a cada extremidade do substrato.
[007] Para fornecer 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 pode ser benéfico assegurar que porções do substrato não sejam revestidas por mais de uma camada de washcoat (por exemplo, em um processo de duas doses), uma vez que isso pode levar a uma perda de pressão aumentada dentro do substrato. Portanto, é desejável que o processo de aplicação do washcoat aos substratos obtenha perfis de revestimento confiáveis e controláveis dos substratos.
[008] O documento EP 3 003 582 B1 descreve um método de revestimento de um substrato com um líquido washcoat que compreende um
4 / 44 componente catalisador, cujo substrato compreende uma pluralidade de canais, sendo que o método compreende: (a) manter o substrato verticalmente; (b) introduzir o líquido no substrato através das extremidades abertas dos canais em uma extremidade inferior do substrato; e (c) após a extremidade inferior do substrato ter sido parcialmente preenchida com o líquido, aplicar um vácuo às extremidades abertas dos canais na extremidade superior do substrato durante a introdução do líquido no substrato.
[009] Um aparelho de revestimento de substrato exemplificador para executar tal método é mostrado na Figura 1 do documento EP 3 003 582 B1 e compreende um suporte de substrato 3, uma disposição de pistão 4, uma porta de dosagem lateral 7 e um gerador de vácuo 6.
[0010] O suporte de substrato 3 é adequado para manter um substrato 2 verticalmente, sendo que o substrato 2 é do tipo que compreende uma pluralidade de canais. O suporte de substrato 3 pode compreender uma bexiga de vedação superior inflável 10 e uma bexiga de vedação inferior inflável 11 que sustentam as respectivas extremidades superior e inferior do substrato 2. A disposição de pistão 4 é fornecida para introduzir, empurrando ou injetando, um líquido que compreende um componente catalisador no substrato 2 através ou por meio de extremidades abertas da pluralidade de canais na extremidade inferior do substrato. O gerador de vácuo 6 é fornecido para aplicar um vácuo às extremidades abertas da pluralidade de canais na extremidade superior do substrato 2. A porta de dosagem lateral 7 é adequada para suprir um pistão 20 da disposição de pistão 4 com o líquido.
[0011] Na disposição, a porta de dosagem lateral 7 compreende uma porta única através da qual o líquido que compreende o componente catalisador é descarregado em uma câmara de liberação 21 acima do pistão
20.
[0012] Se o líquido washcoat que compreende o componente catalisador não for distribuído de maneira uniforme sobre o pistão quando a
5 / 44 disposição de pistão introduz, empurrando ou injetando, o líquido contendo o componente catalisador, então, isso pode resultar em um revestimento irregular do substrato. Por exemplo, o perfil de revestimento do substrato pode ser irregular, sendo que alguns canais do substrato são revestidos com mais componente catalisador do que outros canais. Por exemplo, isso pode levar a uma borda dianteira não plana do perfil de revestimento. No caso específico de um processo de duas doses, uma borda dianteira não plana do perfil de revestimento pode fazer com que porções do substrato não sejam adequadamente revestidas e outras porções do substrato sejam revestidas por mais de uma camada de washcoat.
RESUMO DA REVELAÇÃO
[0013] A presente revelação descreve um aparelho de revestimento de substrato que compreende um anel de fluxo de alimentação de fluido e um método para revestir um substrato com um componente catalisador. O método pode compreender uma ou mais etapas do método descrito no documento EP 3 003 582 B1. Entretanto, o aparelho e o método para revestimento de substrato não se limitam ao uso em tal método. Adicionalmente, o aparelho de revestimento de substrato e o anel de fluxo de alimentação de fluido da presente revelação podem encontrar aplicação com outros métodos de revestimento de um substrato com um componente catalisador.
[0014] Em um primeiro aspecto, a presente revelação fornece um anel de fluxo de alimentação de fluido para suprir uma face de pistão de um aparelho de revestimento de substrato com um líquido que compreende um componente catalisador, sendo que o anel de fluxo de alimentação de fluido compreende: um corpo anular que compreende uma face interna delimitando um furo central do anel de fluxo de alimentação de fluido; uma porta de fluxo de alimentação de fluido para receber o líquido;
6 / 44 uma pluralidade de aberturas de saída na face interna do corpo anular para descarregar o líquido na face do pistão; e um canal de distribuição que se estende pelo menos parcialmente ao redor do corpo anular que fornece comunicação fluida entre a porta de fluxo de alimentação de fluido e a pluralidade de aberturas de saída.
[0015] O fornecimento de uma pluralidade de aberturas de saída na face interna do corpo anular para descarregar o líquido na face do pistão pode melhorar a uniformidade de espalhamento do líquido na face do pistão. Adicionalmente, o uso da pluralidade de aberturas de saída pode permitir tempos de ciclo mais rápidos para o aparelho de revestimento de substrato uma vez que o líquido pode ser fornecido a uma taxa mais rápida na face do pistão e/ou o líquido exige menos tempo para se espalhar uniformemente pela face do pistão antes de ser empurrado ou injetado nos canais do substrato.
[0016] A pluralidade de aberturas de saída pode ser fornecida em pelo menos dois quadrantes da face interna; opcionalmente em pelo menos três quadrantes da face interna; opcionalmente em todos os quatro quadrantes da face interna; e sendo que, opcionalmente, a pluralidade de aberturas de saída pode ser disposta ao redor de toda a extensão da face interna; e sendo que, opcionalmente, a pluralidade de aberturas pode ser igualmente espaçada ao redor de toda a extensão da face interna.
[0017] A distribuição das aberturas de saída ao redor da face interna de tal maneira pode melhorar ainda mais a uniformidade de espalhamento do líquido na face do pistão.
[0018] O anel de fluxo de alimentação de fluido pode compreender adicionalmente uma pluralidade de canais de saída que fornecem comunicação fluida do canal de distribuição para a pluralidade de aberturas de saída; e sendo que, opcionalmente, pelo menos uma porção, e, opcionalmente, a totalidade, da pluralidade de canais de saída pode ser direcionada para baixo em suas respectivas aberturas de saída, de modo que o líquido descarregado
7 / 44 dos ditos canais de saída através das ditas aberturas de saída seja direcionado para baixo em direção à face do pistão; e sendo que, opcionalmente, uma primeira porção dos ditos canais de saída pode ser direcionada para baixo em um primeiro ângulo e uma segunda porção dos ditos canais de saída pode ser direcionada para baixo em um segundo ângulo e, opcionalmente, uma terceira porção dos ditos canais de saída pode ser direcionada para baixo em um terceiro ângulo.
[0019] O direcionamento da pluralidade de canais de saída para baixo pode ajudar a evitar a perda de líquido para fora da face do pistão, ajudando a conter o líquido dentro dos limites da face interna do corpo anular. Adicionalmente, o direcionamento da pluralidade de canais de saída para baixo em um primeiro ângulo e em um segundo ângulo e, opcionalmente, também em um terceiro ângulo pode melhorar a uniformidade de espalhamento do líquido na face do pistão, alvejando a primeira e a segunda, e opcionalmente a terceira, zonas da face do pistão com o líquido. Por exemplo, zonas centrais e/ou intermediárias e/ou periféricas da face do pistão podem ser alvejadas com o líquido. Isso pode, em particular, ajudar a evitar porções não revestidas da face do pistão, por exemplo, em uma zona central da face do pistão.
[0020] Em algumas modalidades, a pluralidade de canais de saída pode ser toda direcionada no sentido horário ou toda direcionada no sentido anti-horário em suas respectivas aberturas de saída, de modo que o líquido descarregado dos ditos canais de saída através das ditas aberturas de saída possa ser todo direcionado inicialmente no sentido horário ou todo direcionado inicialmente no sentido anti-horário para a face do pistão.
[0021] Uma primeira porção dos ditos canais de saída pode ser direcionada no sentido horário ou anti-horário em um primeiro ângulo em relação à direção radial e uma segunda porção dos ditos canais de saída pode ser direcionada no sentido horário ou anti-horário em um segundo ângulo em
8 / 44 relação à direção radial.
[0022] O fornecimento de canais de saída inclinados em pelo menos um primeiro ângulo em relação à direção radial e um segundo ângulo em relação à direção radial pode melhorar a uniformidade de espalhamento do líquido na face do pistão.
[0023] Em algumas modalidades, um primeiro subconjunto da pluralidade de canais de saída pode ser direcionado no sentido horário em suas respectivas aberturas de saída, de modo que o líquido descarregado dos ditos canais de saída através das ditas aberturas de saída possa ser direcionado inicialmente no sentido horário para a face do pistão. Adicionalmente, um segundo subconjunto da pluralidade de canais de saída pode ser direcionado no sentido anti-horário em suas respectivas aberturas de saída, de modo que o líquido descarregado dos ditos canais de saída através das ditas aberturas de saída possa ser direcionado inicialmente no sentido anti-horário para a face do pistão. Adicionalmente, um terceiro subconjunto da pluralidade de canais de saída pode ser direcionado a um ângulo de 0° a 10°, de preferência, 0° a 4°, em relação à direção radial em suas respectivas aberturas de saída, de modo que o líquido descarregado dos ditos canais de saída através das ditas aberturas de saída possa ser direcionado inicialmente de modo substancialmente radial para a face do pistão.
[0024] O fornecimento de alguns canais de saída que são direcionados no sentido horário em suas respectivas saídas e alguns canais de saída que são direcionados no sentido anti-horário em suas respectivas saídas pode melhorar a uniformidade de espalhamento do líquido na face do pistão. Por exemplo, os fluxos de líquido em contragiro podem colidir uns com os outros aumentando o grau de espalhamento do líquido através da face do pistão. O fornecimento opcional de alguns canais de saída direcionados em um ângulo de 0° a 10°, de preferência, 0° a 4°, em relação à direção radial em suas respectivas aberturas de saída pode proporcionar uniformidade de espalhamento ainda maior do
9 / 44 líquido na face do pistão. Por exemplo, o fornecimento de tais canais de saída pode melhorar o fluxo de líquido na zona central da face do pistão. O fornecimento de um terceiro subconjunto da pluralidade de canais de saída direcionados em um ângulo de 0° a 10°, de preferência, 0° a 4°, em relação à direção radial em suas respectivas aberturas de saída pode ser preferencial quando um diâmetro interno do corpo anular for maior que 200 mm. Para corpos anulares com um diâmetro interno de 200 mm ou menos, pode ser preferencial fornecer apenas o primeiro subconjunto e o segundo subconjunto da pluralidade de canais de saída.
[0025] O primeiro e/ou o segundo subconjuntos da pluralidade de canais de saída que são direcionados em sentido horário ou anti-horário podem ser direcionados para redemoinhar inicialmente em uma zona periférica da face do pistão.
[0026] O terceiro subconjunto dentre a pluralidade de canais de saída que são direcionados em um ângulo de 0° a 10°, de preferência, 0° a 4°, em relação à direção radial pode compreender uma primeira porção do dito terceiro subconjunto que é direcionada para baixo em um primeiro ângulo para alvejar uma zona central da face do pistão e uma segunda porção do dito terceiro subconjunto que é direcionada para baixo em um segundo ângulo, que é maior que o primeiro ângulo, para alvejar uma zona intermediária da face do pistão.
[0027] A porta de fluxo de alimentação de fluido pode estar situada em uma periferia do anel de fluxo de alimentação de fluido; e sendo que, opcionalmente, a porta de fluxo de alimentação de fluido pode compreender um canal de fluxo de alimentação que se estende através de uma face externa do corpo anular em comunicação com o canal de distribuição; e sendo que, opcionalmente, o canal de distribuição no local de intersecção com o canal de fluxo de alimentação pode compreender uma seção sem aberturas para, assim, defletir lateralmente todo o líquido que entra no canal de distribuição a partir
10 / 44 do canal de fluxo de alimentação.
[0028] Em um primeiro aspecto, a presente revelação fornece um aparelho de revestimento de substrato que compreende: um suporte de substrato para manter um substrato verticalmente, sendo que o substrato é do tipo que compreende uma pluralidade de canais; um pistão para introduzir, empurrando ou injetando, um líquido que compreende um componente catalisador no substrato através ou por meio de extremidades abertas da pluralidade de canais em uma extremidade inferior do substrato; um gerador de vácuo para aplicar um vácuo às extremidades abertas da pluralidade de canais em uma extremidade superior do substrato; e um anel de fluxo de alimentação de fluido de acordo com o primeiro aspecto para suprir uma face do pistão com o líquido.
[0029] O anel de fluxo de alimentação de fluido pode ser montado abaixo do suporte de substrato para manter o substrato verticalmente; e sendo que, opcionalmente, o pistão pode ser reciprocamente móvel dentro de uma câmara de liberação, e o anel de fluxo de alimentação de fluido pode ser montado em ou acima de uma extremidade superior da câmara de liberação; e sendo que, opcionalmente, o anel de fluxo de alimentação de fluido pode ser montado entre a câmara de liberação e uma parte inferior do suporte de substrato para manter um substrato verticalmente.
[0030] Em um terceiro aspecto, a presente revelação fornece um método de revestimento de um substrato com um líquido que compreende um componente catalisador, sendo que o substrato é do tipo que compreende uma pluralidade de canais, sendo que o método compreende: (a) manter o substrato verticalmente; (b) suprir uma face de um pistão com o líquido com o uso do anel de fluxo de alimentação de fluido do primeiro aspecto;
11 / 44 (c) introduzir o líquido no substrato empurrando-se ou injetando-se o líquido através das extremidades abertas da pluralidade de canais em uma extremidade inferior do substrato com o pistão; e (d) após a extremidade inferior do substrato ter sido preenchida parcialmente com o líquido, aplicar um vácuo às extremidades abertas da pluralidade de canais em uma extremidade superior do substrato enquanto introduz o líquido no substrato na etapa (c).
[0031] Na etapa (b), o líquido pode ser fornecido a partir de pelo menos dois quadrantes do anel de fluxo de alimentação de fluido; opcionalmente, a partir de pelo menos três quadrantes do anel de fluxo de alimentação de fluido; opcionalmente, a partir de todos os quatro quadrantes do anel de fluxo de alimentação de fluido.
[0032] Na etapa (b), o líquido pode ser direcionado para baixo em direção à face do pistão; e sendo que, opcionalmente, uma primeira porção do líquido pode ser direcionada para baixo em um primeiro ângulo e uma segunda porção do líquido pode ser direcionada para baixo em um segundo ângulo e, opcionalmente, uma terceira porção do líquido pode ser direcionada para baixo em um terceiro ângulo.
[0033] Em algumas modalidades na etapa (b), o líquido pode ser todo direcionado inicialmente no sentido horário ou todo direcionado inicialmente no sentido anti-horário para a face do pistão; e sendo que, opcionalmente, na etapa (b), uma primeira porção do líquido pode ser direcionada no sentido horário ou anti-horário em um primeiro ângulo e uma segunda porção do líquido pode ser direcionada no sentido horário ou anti-horário em um segundo ângulo.
[0034] Em algumas modalidades, um primeiro volume do líquido pode ser direcionado inicialmente no sentido horário para a face do pistão; e/ou em que um segundo volume do líquido pode ser direcionado inicialmente no sentido anti-horário para a face do pistão; e/ou em que um terceiro volume
12 / 44 do líquido pode ser direcionado inicialmente de modo substancialmente radial para a face do pistão. O primeiro volume e/ou o segundo volume de líquido podem ser direcionados para redemoinhar inicialmente em uma zona periférica da face do pistão. Uma primeira porção do terceiro volume do líquido que pode ser direcionada inicialmente de modo radial para a face do pistão pode também ser direcionada para baixo em um primeiro ângulo para alvejar uma zona central da face do pistão e uma segunda porção do terceiro volume do líquido que pode ser direcionada inicialmente de modo radial para a face do pistão pode ser direcionada para baixo em um segundo ângulo, que é maior que o primeiro ângulo, para alvejar uma zona intermediária da face do pistão.
BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS
[0035] As modalidades da presente invenção serão agora descritas, somente a título de exemplo, com referência aos desenhos em anexo, dos quais: a Figura 1 é um diagrama de um aparelho de revestimento de substrato da técnica anterior; a Figura 2 é uma vista em perspectiva de uma submontagem de um aparelho de revestimento de substrato de acordo com a presente revelação que compreende um anel de fluxo de alimentação de fluido; a Figura 3 é uma vista em seção transversal da submontagem da Figura 2; a Figura 4 é uma vista em seção transversal de uma porção da submontagem da Figura 2, tomada em um plano diferente daquele da Figura 3; a Figura 5 é uma vista em seção transversal de uma submontagem do aparelho de revestimento de substrato de acordo com a presente revelação, incluindo uma disposição de pistão; a Figura 6 é uma vista em planta de um anel interno do anel de
13 / 44 fluxo de alimentação de fluido do aparelho de revestimento de substrato; a Figura 6a é uma vista ampliada de uma porção da Figura 6; a Figura 7 é uma vista em seção transversal do anel interno da Figura 6; e as Figuras 8a a 8f são vistas em seção transversal adicionais de porções do anel interno da Figura 6.
DESCRIÇÃO DETALHADA
[0036] Os dispositivos de controle de emissões para tratamento ou remoção de poluentes em um gás de escape produzido por um motor de combustão são bem conhecidos na técnica. Tais dispositivos tipicamente compreendem um substrato revestido com um componente catalisador. A presente revelação encontra aplicação específica para uso na preparação de tais dispositivos.
[0037] A presente revelação se refere ao revestimento de um substrato com um líquido que compreende um componente catalisador com o uso de um aparelho e método de revestimento de substrato. Deve-se compreender que o "componente catalisador" não se limita a ser um composto químico ou material que é cataliticamente ativo em uma reação envolvendo um componente poluente de um escape (por exemplo, CO, HC ou NOx). O termo "componente catalisador" abrange qualquer componente que seja normalmente aplicado em washcoat para inclusão em um catalisador ou dispositivo de controle de emissões. Por exemplo, o componente catalisador pode se referir a um material que é capaz de armazenar ou absorver NOx ou hidrocarboneto. Entretanto, é preferencial que o próprio "componente catalisador" seja cataliticamente ativo.
[0038] Líquidos que compreendem um componente catalisador são conhecidos pelos versados na técnica e incluem: soluções aquosas de compostos de metal do grupo da platina, como compostos de platina, paládio e ródio, soluções aquosas de compostos de metal alcalino e metal
14 / 44 alcalinoterroso para deposição de compostos para absorção de NOx nos substratos, e outros componentes como compostos de metais de transição, por exemplo, ferro, cobre, vanádio, cério e compostos promotores de catalisador de metal de transição; pastas aquosas washcoat que incluem materiais de suporte catalisadores particulados, como alumina, céria, titânia, zircônia, sílica-alumina e zeólitos, que, opcionalmente, suportam um ou mais dentre os metais do grupo de platina ou metais de transição mencionados acima; e pastas aquosas washcoat que contêm combinações de compostos de metal suportados e soluções aquosas dos compostos de metal mencionados acima. Tais líquidos podem incluir também ácidos relevantes, espessantes à base de composto orgânico, etc., para melhorar a atividade do catalisador, a química da formulação para se adequar ao propósito pretendido do catalisador resultante e/ou a viscosidade e reologia do líquido. O líquido pode ser uma solução ou uma suspensão, mas comumente o líquido é uma suspensão.
[0039] O aparelho de revestimento de substrato 1 e os métodos são descritos no documento EP 3 003 582 B1, cujo conteúdo está aqui incorporado a título de referência em sua totalidade. As partes principais do aparelho de revestimento de substrato do documento EP 3 003 582 B1 são mostradas na Figura 1 e compreendem um suporte de substrato 3, uma disposição de pistão 4, um anel de fluxo de alimentação de fluido 15 e um gerador de vácuo 6. O anel de fluxo de alimentação de fluido 15 é dotado de uma porta de dosagem lateral única 7 através da qual o líquido que compreende o componente catalisador é descarregado em uma câmara de liberação 21 acima do pistão 20.
[0040] De acordo com a presente revelação, os presentes inventores desenvolveram um novo anel de fluxo de alimentação de fluido 5 para uso em um aparelho e métodos de revestimento de substrato. O novo anel de fluxo de alimentação de fluido 5 pode ser usado no lugar do anel de fluxo de alimentação de fluido 15 no aparelho de revestimento de substrato 1 e
15 / 44 métodos do tipo descrito em EP 3 003 582 B1. Entretanto, o novo anel de fluxo de alimentação de fluido 5 pode ser usado como parte de outro aparelho e métodos de revestimento de substrato, conforme será compreendido pelo leitor versado na técnica e, portanto, não se limita ao uso no aparelho e métodos do documento EP 3 003 582 B1.
[0041] A seguir, somente a título de exemplo, uma descrição do novo anel de fluxo de alimentação de fluido 5 será fornecida para uso como parte do aparelho de revestimento de substrato 1 e métodos do tipo geral descrito no documento EP 3 003 582 B1. Para uma descrição mais completa das outras partes do aparelho de revestimento de substrato 1 e dos métodos, o leitor versado na técnica é encaminhado aos ensinamentos do documento EP 3 003 582 B1.
[0042] Em um nível funcional, o suporte de substrato 3 mantém, de preferência, o substrato 2 verticalmente - sendo que o substrato 2 é do tipo que compreende uma pluralidade de canais. O pistão 20 serve para introduzir - empurrando-se ou injetando-se - um líquido que compreende um componente catalisador no substrato 2 através ou por meio das extremidades abertas da pluralidade de canais em uma extremidade inferior do substrato 2. O gerador de vácuo 6 serve para aplicar um vácuo às extremidades abertas da pluralidade de canais em uma extremidade superior do substrato 2. O novo anel de fluxo de alimentação de fluido 5, que a seguir será chamado de "anel de fluxo de alimentação de fluido" 5, por uma questão de simplicidade, serve para suprir uma face de pistão 23 do pistão 20 com o líquido.
[0043] O suporte de substrato 3 pode compreender uma bexiga de vedação superior inflável 10 (também chamada de colar inflável superior) e/ou uma bexiga de vedação inferior inflável 11 (também chamada de colar inflável inferior) do tipo descrito no documento EP 3 003 582 B1 que apoiam as respectivas extremidades superior e inferior do substrato 2. A bexiga de vedação superior inflável 10 e a bexiga de vedação inferior inflável 11 podem
16 / 44 entrar em contato e/ou engatar com uma superfície exterior do substrato 2. Cada uma pode formar uma vedação à prova de líquido ou ar ao redor do substrato 2. A bexiga de vedação superior inflável 10 e a bexiga de vedação inferior inflável 11 podem ser apoiadas por um ou mais gabinetes (por exemplo, apoiadas por uma parede interna do um ou mais gabinetes). Nem todos os substratos têm uma seção transversal circular convencional, e alguns podem ter uma seção transversal oval ou "do tipo pista de corrida", oval oblíqua ou outra seção transversal assimétrica. Qualquer que seja a seção transversal do substrato, é possível adotar um gabinete adequadamente conformado para receber o substrato com o uso de métodos ou técnicas convencionais. A bexiga de vedação inferior inflável 11 pode manter o substrato 2 em posição enquanto o líquido é introduzido na extremidade inferior do substrato 2. Ela também pode fornecer uma barreira que evita que o líquido revista uma superfície exterior em um lado do substrato 2.
[0044] Conforme mostrado na Figura 5, a disposição de pistão 4 pode compreender um pistão 20 e um gabinete no qual o pistão 20 reciproca. Conforme mostrado na Figura 4, o gabinete pode compreender um envoltório de cilindro 25 e um forro de cilindro 26 disposto dentro do envoltório de cilindro 25. O envoltório de cilindro 25 e/ou o forro de cilindro 26 podem definir, no todo ou em parte, uma câmara de liberação 21 que pode ser parcial ou totalmente varrida pelo pistão 20. O pistão 20 pode compreender um corpo de pistão 22 e uma haste de pistão 24. Uma face superior do corpo de pistão 22 pode definir uma face de pistão 23. A face de pistão 23 pode compreender um material hidrofóbico flexível não poroso, como um polímero. A face de pistão 23 pode tipicamente compreender, ou consistir em, um polímero que é um poliéster. O poliéster compreende, ou consiste em, de preferência, politereftalato de etileno. O forro de cilindro 26 pode compreender um material que é não poroso, liso e quimicamente resistente. Exemplos incluem aço inoxidável, poliuretano e poliéster.
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[0045] A câmara de liberação 21 tem, tipicamente, um volume de deslocamento. A câmara de liberação 21 é, de preferência, um cilindro. Embora o termo "cilindro" implique uma seção transversal circular de um corpo de pistão e furo do cilindro, o formato do corpo de pistão 22 e do furo do cilindro pode ser ditado pelo formato em seção transversal do substrato 2. Por exemplo, quando o substrato 2 é oval na seção transversal, então o corpo do pistão 22 e o furo do cilindro também são ovais na seção transversal. É preferencial que o corpo de pistão 22, o envoltório de cilindro 25 e o forro de cilindro 26 tenham seções transversais circulares.
[0046] O gerador de vácuo 6 pode compreender uma disposição do tipo descrito no documento EP 3 003 582 B1. Conforme mostrado na Figura 1, o gerador de vácuo 6 pode compreender um cone de fluxo 35 que pode definir um funil que engata a extremidade superior do substrato 2. O cone de fluxo 35 geralmente tem uma extremidade mais larga para receber a extremidade superior do substrato 2. A bexiga de vedação superior inflável 10 pode formar uma vedação entre a extremidade superior do substrato 2 e o cone de fluxo 35. O gerador de vácuo 6 pode compreender uma bomba de vácuo conectada ao cone de fluxo por um conduto.
[0047] O anel de fluxo de alimentação de fluido 5 é tipicamente montado abaixo do suporte de substrato 3. O anel de fluxo de alimentação de fluido 5 pode ser montado em ou acima de uma extremidade superior da câmara de liberação 21. O anel de fluxo de alimentação de fluido 5 pode ser montado entre a câmara de liberação 21 e uma parte inferior do suporte de substrato 3.
[0048] Conforme mostrado nas Figuras 2 a 4, o anel de fluxo de alimentação de fluido 5 compreende um corpo anular 40 que compreende uma face interna 45 delimitando um furo central 46 do anel de fluxo de alimentação de fluido 5. O anel de fluxo de alimentação de fluido 5 compreende adicionalmente uma porta de fluxo de alimentação de fluido 47
18 / 44 para receber o líquido, uma pluralidade de aberturas de saída 50 na face interna 45 do corpo anular 40 para descarregar o líquido na face do pistão e um canal de distribuição 51 que se estende pelo menos parcialmente ao redor do corpo anular 40 que fornece comunicação fluida entre a porta de fluxo de alimentação de fluido 47 e a pluralidade de aberturas de saída 50.
[0049] O corpo anular 40 pode ser formado a partir de uma peça única, por exemplo, um bloco usinado ou fundido unitário. Alternativamente, o corpo anular 40 pode ser formado a partir de múltiplas partes, conforme mostrado no exemplo da Figura 3, que são montadas juntas. Por exemplo, o corpo anular 40 pode compreender uma primeira parte e uma segunda parte que são acopladas juntas para definir o canal de distribuição 51. A primeira parte pode ser um anel externo 41. O anel externo 41 pode definir uma parede externa do canal de distribuição 51. O anel externo 41 pode também definir uma parede superior do canal de distribuição 51. A segunda parte pode ser um anel interno 42, por exemplo, conforme mostrado nas Figuras 6 a 7. O anel interno 42 pode definir uma parede interna do canal de distribuição 51. O anel interno 42 pode também definir uma parede inferior do canal de distribuição
51. O anel de fluxo de alimentação de fluido 5 pode compreender uma ou mais vedações para vedar a primeira parte à segunda parte, por exemplo, vedações por anel 44. Um ou mais acessórios podem ser fornecidos para manter as múltiplas partes juntas, por exemplo, parafusos 48, conforme visível na Figura 3.
[0050] O corpo anular 40 pode incluir uma vedação de rebordo interna 43, conforme mostrado na Figura 3, que pode proporcionar uma vedação fluida adicional contra a parede lateral do substrato 2. A vedação de rebordo interna 43 pode ser retida no anel-base 41. O anel-base 41 pode compreender uma reentrância para acomodar a vedação de rebordo interna 43.
[0051] De preferência, o corpo anular 40 é substancialmente circular ou circular. Formatos alternativos podem ser usados, por exemplo, quando a
19 / 44 seção transversal do substrato 2 não for circular.
[0052] O corpo anular 40 pode compreender uma face superior que se estende a partir da face interna 45 e uma face inferior que se estende a partir da face interna 45. A face superior e a face inferior podem ser planas. Uma face externa pode se estender entre a face superior e a face inferior.
[0053] A porta de fluxo de alimentação de fluido 47 é, de preferência, uma única porta de fluxo de alimentação de fluido e pode estar situada em uma periferia do anel de fluxo de alimentação de fluido 5. A porta de fluxo de alimentação de fluido 47 pode compreender um canal de fluxo de alimentação 49 que se estende através da face externa do corpo anular 40 em comunicação com o canal de distribuição 51.
[0054] Conforme mostrado na Figura 4, o anel de fluxo de alimentação de fluido pode compreender adicionalmente um ou mais pinos de localização 53 para alinhar o anel de fluxo de alimentação de fluido 5 com o restante do aparelho de revestimento de substrato 1. O um ou mais pinos de localização 53 podem se estender a partir de uma face superior e/ou uma face inferior do corpo anular 40.
[0055] O corpo anular pode ter uma faixa de diâmetros internos. Por exemplo, os diâmetros internos podem ser de 250 mm a 350 mm. Diâmetros internos exemplificadores incluem 267 mm a 277 mm (10,5 polegadas), 305 mm (12 polegadas) e 330 mm (13 polegadas).
[0056] Uma pluralidade de fixações pode ser fornecida para acoplar o anel de fluxo de alimentação de fluido 5 ao restante do aparelho de revestimento de substrato 1. Por exemplo, conforme mostrado na Figura 2, uma pluralidade de orifícios para parafuso verticais pode se estender através do corpo anular 40, que estão localizados radialmente fora do canal de distribuição 51 para receber os parafusos de fixação 55.
[0057] O corpo anular 40 pode ser formado de metal, de preferência, aço, com mais preferência, aço inoxidável.
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[0058] O canal de distribuição 51 pode se estender através de dois ou mais quadrantes do corpo anular 40, por exemplo, através de mais de 90°. O canal de distribuição 51 pode se estender através de três ou mais quadrantes do corpo anular 40, por exemplo, através de mais de 180°. De preferência, o canal de distribuição 51 pode se estender através de todos os quatro quadrantes do corpo anular 40, por exemplo, através de mais de 270°. Com a máxima preferência, o canal de distribuição 51 se estende totalmente ao redor do corpo anular 40, por exemplo, até e incluindo 360°.
[0059] O canal de distribuição 51 pode compreender ou consistir em um furo no interior do corpo anular 40. Alternativamente, o canal de distribuição 51 pode compreender ou consistir em um canal aberto em uma face inferior do corpo anular 40 que, em uso, é encaixado contra uma face complementar do aparelho de revestimento de substrato 1, por exemplo, uma face da disposição de pistão 4. Nesse último caso, o anel de fluxo de alimentação de fluido 5 pode compreender adicionalmente uma ou mais vedações para vedação contra a face complementar do aparelho de revestimento de substrato 1, por exemplo, vedações por anel.
[0060] A pluralidade de aberturas de saída 50 pode ser fornecida em pelo menos dois quadrantes da face interna 45; de preferência, em pelo menos três quadrantes da face interna 45; com a máxima preferência, em todos os quatro quadrantes da face interna 45. A pluralidade de aberturas de saída 50 pode ser disposta ao redor de toda a extensão da face interna 45 e pode ser igualmente espaçada ao redor de toda a extensão da face interna 45.
[0061] Podem ser fornecidas mais de 25 aberturas de saída 50, opcionalmente mais de 30 aberturas de saída 50, opcionalmente mais de 40 aberturas de saída 50 e, opcionalmente, mais de 50 aberturas de saída 50. Em alguns exemplos, a pluralidade de aberturas de saída 50 pode consistir em 28 aberturas ou 48 aberturas ou 60 aberturas.
[0062] O anel de fluxo de alimentação de fluido pode compreender
21 / 44 adicionalmente uma pluralidade de canais de saída 52 que proporcionam comunicação fluida entre o canal de distribuição 51 e a pluralidade de aberturas de saída 50. De preferência, cada abertura de saída 50 é suprida por um único canal de saída 52. Os canais de saída 52 podem ser curvos. Alternativamente e de preferência, os canais de saída 52 podem ser, cada um, retos. O diâmetro interno de cada canal de saída 52 pode ser de 1,0 a 3,0 mm, de preferência, de 1,5 a 3,0 mm, com mais preferência, de 2,0 a 2,5 mm. A pluralidade de canais de saída 52 pode ter, todos, o mesmo diâmetro interno ou, alternativamente, porções da pluralidade de canais de saída 52 podem ter diâmetros internos diferentes.
[0063] Pelo menos uma porção e, opcionalmente, toda a pluralidade de canais de saída 52 pode ser direcionada para baixo em suas respectivas aberturas de saída 50, de modo que o líquido descarregado dos ditos canais de saída 52 através das ditas aberturas de saída 50 seja direcionado para baixo em direção à face do pistão 23.
[0064] Os ditos canais de saída 52 podem ser direcionados para baixo em um ângulo α de 25° a 50° em relação à horizontal, opcionalmente em um ângulo α de 30° a 45° em relação à horizontal, opcionalmente em um ângulo α de 30° a 40° em relação à horizontal.
[0065] Em alguns exemplos, uma primeira porção dos ditos canais de saída 52 é direcionada para baixo em um primeiro ângulo α e uma segunda porção dos ditos canais de saída 52 é direcionada para baixo em um segundo ângulo α e, opcionalmente, uma terceira porção dos ditos canais de saída 52 é direcionada para baixo em um terceiro ângulo α. Por exemplo, conforme mostrado nas Figuras 8a a 8f, os canais de saída 52a e 52b são direcionados para baixo no primeiro ângulo α, os canais de saída 52e e 52f são direcionados para baixo no segundo ângulo α e os canais de saída 52c e 52d são direcionados para baixo no terceiro ângulo α.
[0066] O terceiro ângulo α pode ser maior que o segundo ângulo α e,
22 / 44 opcionalmente, o segundo ângulo α pode ser maior que o primeiro ângulo α. Em alguns exemplos, o primeiro ângulo α é de 30°. Em alguns exemplos, o segundo ângulo α é de 33°. Em alguns exemplos, o terceiro ângulo α é de 37°.
[0067] Em alguns exemplos, a pluralidade de canais de saída 52 pode ser toda direcionada no sentido horário ou toda direcionada no sentido anti- horário em suas respectivas aberturas de saída 50, de modo que o líquido descarregado dos ditos canais de saída 52 através das ditas aberturas de saída 50 seja todo direcionado inicialmente no sentido horário ou todo direcionado inicialmente no sentido anti-horário para a face do pistão 23. A pluralidade de canais de saída 52 pode ser direcionada em um ângulo β de 10° a 40° em relação à direção radial, opcionalmente em um ângulo β de 10° a 35° em relação à direção radial. Em alguns exemplos, uma primeira porção dos ditos canais de saída 52 pode ser direcionada no sentido horário ou anti-horário em um primeiro ângulo β em relação à direção radial e uma segunda porção dos ditos canais de saída 52 pode ser direcionada no sentido horário ou anti- horário em um segundo ângulo β em relação à direção radial. O primeiro ângulo β pode ser de 10° a 15° em relação à direção radial, opcionalmente 10°, e/ou o segundo ângulo β pode ser de 30° a 40° em relação à direção radial, opcionalmente 34°.
[0068] Em alguns exemplos, um primeiro subconjunto da pluralidade de canais de saída 52 pode ser direcionado no sentido horário em suas respectivas aberturas de saída 50, de modo que o líquido descarregado dos ditos canais de saída 52 através das ditas aberturas de saída 50 seja direcionado inicialmente no sentido horário para a face do pistão 23. Tal exemplo é mostrado nas Figuras 6, 6a e 7. O primeiro subconjunto da pluralidade de canais de saída 52 pode ser direcionado no sentido horário em um ou mais ângulos β selecionados da faixa de 10° a 55° em relação à direção radial, opcionalmente selecionados do grupo de ângulos β de 10°, 34°, 35°, 52° em relação à direção radial.
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[0069] Um segundo subconjunto da pluralidade de canais de saída 52 pode ser direcionado em sentido anti-horário em suas respectivas aberturas de saída 50, de modo que o líquido descarregado dos ditos canais de saída 52 através das ditas aberturas de saída 50 seja direcionado inicialmente no sentido anti-horário para a face do pistão 23. O segundo subconjunto da pluralidade de canais de saída 52 pode ser direcionado no sentido anti-horário em um ou mais ângulos β selecionados da faixa de 10° a 55° em relação à direção radial, opcionalmente selecionados do grupo de ângulos β de 10°, 34°, 35°, 52° em relação à direção radial.
[0070] Um terceiro subconjunto da pluralidade de canais de saída 52 pode ser direcionado a um ângulo β de 0° a 10°, de preferência, 0° a 4°, em relação à direção radial em suas respectivas aberturas de saída 50, de modo que o líquido descarregado dos ditos canais de saída 52 através das ditas aberturas de saída 50 seja direcionado inicialmente de modo substancialmente radial para a face do pistão 23.
[0071] O primeiro subconjunto da pluralidade de canais de saída 52 que é direcionado no sentido horário pode compreender ou consistir em um quarto a metade da pluralidade de canais de saída 52. O segundo subconjunto da pluralidade de canais de saída 52 que é direcionado no sentido anti-horário pode compreender ou consistir em um quarto a metade da pluralidade de canais de saída 52. O terceiro subconjunto da pluralidade de canais de saída 52 que é direcionado radialmente pode compreender ou consistir em um quarto a um terço da pluralidade de canais de saída 52.
[0072] O primeiro e/ou o segundo subconjuntos da pluralidade de canais de saída 52 que são direcionados no sentido horário ou anti-horário podem ser direcionados para redemoinhar inicialmente em uma zona periférica 32 da face do pistão 23.
[0073] O terceiro subconjunto da pluralidade de canais de saída 52 que é direcionado a um ângulo de 0° a 10°, de preferência, 0° a 4°, em relação
24 / 44 à direção radial pode compreender uma primeira porção do dito terceiro subconjunto que é direcionada para baixo em um primeiro ângulo α para alvejar uma zona central 30 da face do pistão 23 e uma segunda porção do dito terceiro subconjunto que é direcionada para baixo em um segundo ângulo α, que é maior que o primeiro ângulo, para alvejar uma zona intermediária 31 da face do pistão 23. O primeiro ângulo α pode ser de 25° a 35° em relação à horizontal, opcionalmente de 29°, 31° ou 35°, e/ou o segundo ângulo α pode ser de 35° a 50° em relação à horizontal, opcionalmente de 37° ou 45°.
[0074] O canal de distribuição 51 no local de intersecção com o canal de fluxo de alimentação 49 pode compreender uma seção sem aberturas para, assim, defletir lateralmente todo o líquido que entra no canal de distribuição 51 a partir do canal de fluxo de alimentação 49.
[0075] Em uso, o aparelho de revestimento de substrato 1, incluindo o anel de fluxo de alimentação de fluido 5, pode ser usado para revestir um substrato 2 do tipo que compreende uma pluralidade de canais. O método compreende: (a) manter o substrato 2 verticalmente; (b) suprir uma face de um pistão 20 com líquido com o uso do anel de fluxo de alimentação de fluido 5; (c) introduzir o líquido no substrato 2 empurrando-se ou injetando-se o líquido através das extremidades abertas da pluralidade de canais em uma extremidade inferior do substrato 2 com o pistão 20; e (d) após a extremidade inferior do substrato 2 ter sido preenchida parcialmente com o líquido, aplicar um vácuo às extremidades abertas da pluralidade de canais em uma extremidade superior do substrato 2 enquanto introduz o líquido no substrato na etapa (c).
[0076] O método da presente revelação pode ser usado para revestir o substrato 2 com o líquido ao longo de todo o comprimento dos canais ou ao longo de apenas parte do comprimento dos canais (isto é, menor que o
25 / 44 comprimento axial dos canais).
[0077] Na prática, o método da revelação é tipicamente executado repetidamente, como com o uso de um aparelho de revestimento de substrato 1, como o aparelho aqui descrito.
[0078] Tipicamente, a etapa (a) do método compreende manter o substrato 2 verticalmente com o uso do suporte de substrato 3. Em geral, a etapa (a) do método compreende manter o substrato 2 de modo substancialmente vertical.
[0079] O substrato 2 pode ser manual ou automaticamente inserido no suporte de substrato 3. O aparelho de revestimento de substrato 1 pode compreender um dispositivo "de manipulação" (por exemplo, um dispositivo robótico "de manipulação") para inserir (por exemplo, inserir automaticamente) o substrato 2 no suporte de substrato 3.
[0080] Tipicamente, a etapa (b) do método compreende descarregar o líquido na câmara de liberação 21 e na face do pistão 23 com o uso do anel de fluxo de alimentação de fluido 5 enquanto o pistão 20 está na posição retraída (abaixada). Tipicamente, o líquido é fornecido através da única porta de fluxo de alimentação de fluido 47 no canal de distribuição 51. A montante da porta de fluxo de alimentação de fluido 47 podem ser fornecidos um ou mais dentre um vaso de armazenamento, uma bomba, uma válvula, um sensor volumétrico, um sensor de peso/massa para controlar a quantidade predeterminada de líquido fornecido na face do pistão 23 e/ou a taxa de fluxo volumétrica do líquido.
[0081] O líquido que entra no canal de distribuição 51 é desviado para fluir ao redor do canal de distribuição 51. Todo o líquido pode fluir em uma direção ao redor do canal de distribuição 51. Entretanto, de preferência, o líquido bifurca e uma porção do líquido flui no sentido horário ao redor do canal de distribuição 51 e uma porção flui no sentido anti-horário ao redor do canal de distribuição 51. O líquido pode ser fornecido para a face do pistão 23
26 / 44 a partir de pelo menos dois quadrantes do anel de fluxo de alimentação de fluido 5; opcionalmente, a partir de pelo menos três quadrantes do anel de fluxo de alimentação de fluido 5; opcionalmente, a partir de todos os quatro quadrantes do anel de fluxo de alimentação de fluido 5.
[0082] O líquido sai do canal de distribuição 51 para a face do pistão 23 através da pluralidade de canais de saída 52 e aberturas de saída 50.
[0083] A descarga do líquido através da pluralidade de canais de saída 52 e aberturas de saída 50 pode ser direcionada para baixo em direção à face do pistão 23. O líquido pode ser direcionado para baixo em um ângulo α de 25° a 50° em relação à horizontal, opcionalmente em um ângulo α de 30° a 45° em relação à horizontal, opcionalmente em um ângulo α de 30° a 40° em relação à horizontal.
[0084] Uma primeira porção do líquido pode ser direcionada para baixo em um primeiro ângulo α e uma segunda porção do líquido pode ser direcionada para baixo em um segundo ângulo α e, opcionalmente, uma terceira porção do líquido pode ser direcionada para baixo em um terceiro ângulo α. O primeiro ângulo α pode ser maior que o segundo ângulo α e, opcionalmente, o terceiro ângulo α pode ser maior que o segundo ângulo α.
[0085] Em alguns exemplos, o líquido pode ser todo direcionado inicialmente no sentido horário ou todo direcionado inicialmente no sentido anti-horário para a face do pistão, por exemplo, por angulação de todos os canais de saída 52 no sentido horário ou no sentido anti-horário. O líquido pode ser direcionado em um ângulo de 10° a 40° em relação à direção radial, opcionalmente em um ângulo de 10° a 35° em relação à direção radial. Uma primeira porção do líquido pode ser direcionada no sentido horário ou anti- horário em um primeiro ângulo e uma segunda porção do líquido pode ser direcionada no sentido horário ou anti-horário em um segundo ângulo. O primeiro ângulo pode ser de 10° a 15° em relação à direção radial, opcionalmente 10°, e/ou o segundo ângulo pode ser de 30° a 40° em relação à
27 / 44 direção radial, opcionalmente 34°.
[0086] As Figuras 6 e 7 ilustram um exemplo alternativo no qual o líquido é direcionado em mais de uma direção para a face do pistão 23. Um primeiro volume do líquido pode ser direcionado inicialmente no sentido horário para a face do pistão 23 através das aberturas de saída 50e alimentadas pelos canais de saída 52e, conforme mostrado na Figura 8e. Adicional ou alternativamente, um segundo volume do líquido pode ser direcionado inicialmente no sentido anti-horário para a face do pistão 23 através das aberturas de saída 50f alimentadas pelos canais de saída 52f, conforme mostrado na Figura 8f. Adicional ou alternativamente, um terceiro volume do líquido pode ser direcionado inicialmente de modo substancialmente radial para a face do pistão 23 através das aberturas de saída 50a a 50d alimentadas pelos canais de saída 52a a 52d, conforme mostrado nas Figuras 8a a 8d.
[0087] O primeiro volume e/ou o segundo volume de líquido podem ser direcionados para redemoinhar inicialmente em uma zona periférica 32 da face do pistão 23.
[0088] Uma primeira porção do terceiro volume do líquido que é direcionada inicialmente de modo radial para a face do pistão 23 pode também ser direcionada para baixo em um primeiro ângulo α para alvejar uma zona central 30 da face do pistão 23. As aberturas de saída 50a e 50b alimentadas pelos canais de saída 52a e 50b podem ser usadas e podem ser usadas para essa função. Uma segunda porção do terceiro volume do líquido que é direcionada inicialmente de modo radial para a face do pistão 23 pode ser direcionada para baixo em um segundo ângulo α, que é maior que o primeiro ângulo α, para alvejar uma zona intermediária 31 da face do pistão
23. As aberturas de saída 50c e 50d alimentadas pelos canais de saída 52c e 50d podem ser usadas e podem ser usadas para essa função. O primeiro ângulo α pode ser de 25° a 35° em relação à horizontal, opcionalmente de 29°,
28 / 44 31° ou 35°, e/ou o segundo ângulo α pode ser de 35° a 50° em relação à horizontal, opcionalmente de 37° ou 45°.
[0089] Na etapa (c), o líquido é introduzido contra a gravidade no substrato 2 através das extremidades abertas dos canais em uma extremidade inferior do substrato 2 empurrando-se ou injetando-se o líquido no substrato
2. Descobriu-se que introduzir o líquido no substrato contra a gravidade ajuda a fornecer uma janela de processamento de washcoat mais ampla. O líquido pode ser uniformemente revestido nas paredes dos canais até um comprimento predeterminado, quando a diferença entre os comprimentos de revestimento dos canais for de 5 mm ou menos, tipicamente de 2 mm ou menos (por exemplo, 1 mm ou menos).
[0090] O líquido é, de preferência, introduzido no substrato de uma maneira contínua (por exemplo, sem pausa).
[0091] Tipicamente, a etapa (c) do método compreende introduzir continuamente uma quantidade predeterminada do líquido no substrato 2 através das extremidades abertas dos canais em uma extremidade inferior do substrato 2. A quantidade predeterminada pode ser um volume predeterminado e/ou uma massa predeterminada do líquido.
[0092] O líquido é, de preferência, introduzido no substrato 2 com o uso do pistão 20. O pistão 20 pode ser usado para empurrar ou injetar rapidamente o líquido no substrato 2.
[0093] Em geral, o pistão 20 reciproca dentro do envoltório de cilindro 25 e do forro de cilindro 26 entre (i) uma primeira posição onde o pistão 20 é retraído e (ii) uma segunda posição onde o pistão 20, de preferência, uma superfície do pistão (isto é, a face do pistão 23), fica em contiguidade com uma extremidade inferior do substrato 2.
[0094] O pistão retraído dentro do envoltório de cilindro 25 e do forro de cilindro 26 define uma câmara de liberação 21 que tem um volume de deslocamento. Tipicamente, o volume de deslocamento é maior ou igual ao
29 / 44 volume do líquido a ser introduzido no substrato 2. É preferencial que o volume de deslocamento seja similar, ou igual, ao volume predeterminado (isto é, o volume total) do líquido a ser introduzido no substrato 2.
[0095] Em geral, todo ou substancialmente todo o líquido na câmara de liberação 21 é introduzido no substrato 2, como quando o pistão 20 se move da primeira posição para a segunda posição. A câmara de liberação 21 é tipicamente esvaziada quando todo o volume do líquido é introduzido no substrato 2 e o pistão 20 fica em contiguidade com a extremidade inferior do substrato 2.
[0096] Em geral, é preferencial que a etapa (d) do método compreenda, após ou quando a extremidade inferior do substrato 2 tiver sido parcialmente preenchida com o líquido, aplicar continuamente um vácuo às extremidades abertas dos canais em uma extremidade superior do substrato 2 enquanto introduz o líquido no substrato 2, de preferência, até que uma quantidade predeterminada do líquido tenha sido introduzida no substrato 2. O vácuo pode ser continuamente aplicado durante 0,25 a 15 segundos, como 0,5 a 10 segundos, de preferência, 1 a 7,5 segundos (por exemplo, 2 a 5 segundos).
[0097] Após o líquido ter sido introduzido no substrato 2, o substrato 2 pode ser seco e/ou calcinado. As condições de secagem e calcinação adequadas dependem da composição do líquido e do tipo de substrato 2. Tais condições são conhecidas na técnica.
[0098] O método e o aparelho podem ser usados para fabricar catalisadores "em zonas" ou "em camadas" ou substratos revestidos 2.
[0099] Após a secagem e/ou calcinação de um substrato revestido 2, o método pode ser repetido, tipicamente para revestir um substrato monolítico com um segundo líquido que compreende um componente catalisador. Após uma primeira passagem, o mesmo substrato 2 pode ser revestido em uma segunda passagem com um líquido diferente. O segundo líquido tem,
30 / 44 tipicamente, uma composição diferente do primeiro líquido que foi aplicado ou introduzido no substrato 2. O segundo líquido pode ser introduzido no substrato 2 a partir da mesma extremidade que o primeiro líquido. Alternativamente, o segundo líquido pode ser introduzido no substrato 2 a partir da extremidade oposta ao primeiro líquido. Tal método é particularmente útil para revestir um substrato monolítico de filtração, como um filtro de fluxo de parede.
[00100] Os substratos para dispositivos de controle de emissões são bem conhecidos na técnica e, em geral, qualquer substrato 2 pode ser usado no método ou com o aparelho da invenção. O substrato 2 pode ser um substrato filtrante parcial (ver, por exemplo, os substratos filtrantes parciais revelados nos documentos WO 01/80978 ou EP 1 057 519). Tipicamente, um substrato filtrante parcial tem um elemento de coleta (por exemplo, para matéria particulada, como partículas de fuligem) e uma pluralidade de canais (isto é, para que o gás de escape flua), sendo que cada canal tem pelo menos uma extremidade aberta (de preferência, cada canal tem duas extremidades abertas (isto é, cada canal tem ambas as extremidades abertas)).
[00101] Em geral, o substrato filtrante parcial tem uma pluralidade de paredes que definem os contornos dos canais. Tipicamente, o elemento de coleta é uma pluralidade de deflexões na pluralidade de paredes. Cada parede pode não ter deflexões ou uma ou mais deflexões. Cada deflexão atua como uma obstrução a qualquer matéria particulada no gás de escape que flui através do substrato. Cada deflexão pode ter uma aba ou um formato semelhante a asa e, tipicamente, cada deflexão se projeta para fora a partir do (por exemplo, em um ângulo em relação ao) plano da parede. É preferencial que cada deflexão seja combinada com uma abertura em uma parede do substrato. Cada abertura em uma parede permite que o gás de escape flua de um canal para um canal vizinho.
[00102] Em geral, é preferencial que o substrato 2 seja um substrato
31 / 44 monolítico. O termo "substrato monolítico", como usado aqui, se refere a um substrato que tem uma pluralidade de canais que se estendem longitudinalmente ao longo do comprimento do substrato 2, sendo que cada canal tem pelo menos uma extremidade aberta (isto é, para que o gás de escape flua). O substrato monolítico pode ser um substrato monolítico de fluxo passante. O monolítico pode ser um substrato monolítico de filtração, como um filtro de fluxo de parede.
[00103] Em geral, o substrato 2 é um material cerâmico ou um material metálico. Quando o substrato 2 é um material cerâmico, então, tipicamente, o material cerâmico pode ser selecionado do grupo que consiste em carbureto de silício (SiC), nitreto de alumínio, nitreto de silício, titanato de alumínio, alumina, cordierita (SiO2-Al2O3-MgO), mulita, polucita e um thermet (por exemplo, Al2O3/Fe, Al2O3/Ni ou B4C/Fe, ou compósitos que compreendem segmentos de quaisquer dois ou mais dos mesmos). Quando o substrato 2 é um material metálico, então, tipicamente o material metálico é selecionado do grupo que consiste em liga de Fe-Cr-Al, liga de Ni-Cr-Al e uma liga de aço inoxidável. Definições
[00104] O termo "verticalmente" usado na presente invenção com referência à retenção do substrato 2 ou ao suporte de substrato se refere a uma disposição na qual o eixo geométrico central do substrato 2 está ± 5° a partir da vertical, de preferência ± 3° a partir da vertical, como ± 0° a partir da vertical (isto é, perfeitamente vertical dentro do erro de medição).
[00105] O termo "para baixo", como usado aqui com referência à direção dos canais de saída 52 ou à direção do líquido descarregado das aberturas de saída 50, se refere a uma direção de maior para menor, em particular, em uma direção de diminuição da energia do potencial gravitacional.
[00106] Os termos "sentido horário" e "sentido anti-horário", como
32 / 44 usados aqui com referência à direção dos canais de saída 52 ou à direção do líquido descarregado das aberturas de saída 50, se referem à rotação ao redor de um eixo geométrico vertical central do aparelho de revestimento de substrato 1 quando visto em uma direção descendente de cima do aparelho de revestimento de substrato 1.
[00107] Qualquer ângulo chamado de "em relação à direção radial", como usado aqui com referência à direção dos canais de saída 52 ou à direção do líquido descarregado das aberturas de saída 50, se refere ao ângulo medido, no plano horizontal e na abertura de saída 50, entre uma linha radial que se estende a partir da abertura de saída 50 até um centro do corpo anular 40 e uma linha que se projeta a partir da abertura de saída 50 ao longo do eixo geométrico do canal de saída 52 para o interior do corpo anular 40.
[00108] Qualquer referência a um "vácuo", como usado aqui, se refere a uma pressão que está abaixo da pressão atmosférica. O termo "vácuo" não deve ser interpretado em seu sentido literal de um espaço que é completamente desprovido de matéria. A resistência do vácuo que é aplicado ao substrato 2 dependerá da composição do líquido e do tipo de substrato 2 que está sendo usado. O vácuo deve ser forte o suficiente para eliminar as células do substrato 2, de modo que não haja bloqueios. Essas resistências do vácuo ou pressões reduzidas são bem conhecidas na técnica.
[00109] O termo "quantidade predeterminada", como usado aqui, se refere a uma quantidade total do líquido para introdução no substrato 2 que é suficiente para obter uma característica específica do produto, como uma especificação de revestimento desejada. A quantidade é "predeterminada" no sentido de que é determinado fora de linha em experimentos de rotina para descobrir a quantidade total do líquido que é necessária para alcançar as características desejadas do produto. Tais quantidades predeterminadas podem ser prontamente determinadas e podem ser conhecidas a partir do uso de outros métodos ou aparelhos para revestir substratos na técnica (por
33 / 44 exemplo, ver os documentos WO 99/47260 e WO 2011/080525).
[00110] O termo "substancialmente todo", como usado aqui com referência à quantidade de líquido na câmara de liberação que é introduzida no substrato, se refere a 99% ou mais (por exemplo, 99,5% ou mais) do líquido em volume ou em peso, de preferência, em volume. Exemplos
[00111] Configurações exemplificadoras do anel de fluxo de alimentação de fluido 5 são resumidas na Tabela a seguir: N° total de Aberturas de Aberturas no Aberturas de Diâmetro interno (mm) aberturas de saída no sentido sentido anti- saída radiais saída horário horário Exemplo 1 48 12 24 12 267 mm a 277 mm (10,5 polegadas) Exemplo 2 28 0 28 0 330 mm (13 polegadas) Exemplo 3 28 28 0 0 330 mm (13 polegadas) Exemplo 4 60 20 20 20 305 mm (12 polegadas)
[00112] Aspectos e modalidades adicionais da presente revelação são definidos nas seguintes cláusulas: Cláusula 1. Um anel de fluxo de alimentação de fluido para suprir um líquido que compreende um componente catalisador em uma face de pistão de um aparelho de revestimento de substrato, sendo que o anel de fluxo de alimentação de fluido compreende: um corpo anular que compreende uma face interna delimitando um furo central do anel de fluxo de alimentação de fluido; uma porta de fluxo de alimentação de fluido para receber o líquido; uma pluralidade de aberturas de saída na face interna do corpo anular para descarregar o líquido na face do pistão; e um canal de distribuição que se estende pelo menos parcialmente ao redor do corpo anular que fornece comunicação fluida entre a porta de fluxo de alimentação de fluido e a pluralidade de aberturas de saída.
[00113] Cláusula 2. O anel de fluxo de alimentação de fluido, de acordo com a cláusula 1, sendo que a pluralidade de aberturas de saída é
34 / 44 fornecida em pelo menos dois quadrantes da face interna; opcionalmente em pelo menos três quadrantes da face interna; opcionalmente em todos os quatro quadrantes da face interna.
[00114] Cláusula 3. O anel de fluxo de alimentação de fluido, de acordo com a cláusula 1 ou a cláusula 2, sendo que a pluralidade de aberturas de saída está disposta ao redor de toda a extensão da face interna; sendo que, opcionalmente, a pluralidade de aberturas é igualmente espaçada ao redor de toda a extensão da face interna.
[00115] Cláusula 4. O anel de fluxo de alimentação de fluido, de acordo com qualquer uma das cláusulas 1 a 3, sendo que a pluralidade de aberturas compreende mais de 25 aberturas, opcionalmente mais de 30 aberturas, opcionalmente mais de 40 aberturas, opcionalmente mais de 50 aberturas, sendo que, opcionalmente, a pluralidade de aberturas consiste em 28 aberturas ou 48 aberturas ou 60 aberturas.
[00116] Cláusula 5. O anel de fluxo de alimentação de fluido, de acordo com qualquer uma das cláusulas 1 a 4, que compreende adicionalmente uma pluralidade de canais de saída que fornecem comunicação fluida do canal de distribuição com a pluralidade de aberturas de saída, e sendo que, opcionalmente, a pluralidade de canais de saída tem um diâmetro interno de 1,0 a 3,0 mm, de preferência, de 1,5 a 3,0 mm, com mais preferência, de 2,0 a 2,5 mm.
[00117] Cláusula 6. O anel de fluxo de alimentação de fluido, de acordo com a cláusula 5, sendo que pelo menos uma porção da, e opcionalmente toda, pluralidade de canais de saída é direcionada para baixo em suas respectivas aberturas de saída, de modo que o líquido descarregado dos ditos canais de saída através das ditas aberturas de saída seja direcionado para baixo em direção à face do pistão.
[00118] Cláusula 7. O anel de fluxo de alimentação de fluido, de acordo com a cláusula 6, sendo que os ditos canais de saída são direcionados
35 / 44 para baixo em um ângulo de 25° a 50° em relação à horizontal, opcionalmente em um ângulo de 30° a 45° em relação à horizontal, opcionalmente em um ângulo de 30° a 40° em relação à horizontal.
[00119] Cláusula 8. O anel de fluxo de alimentação de fluido, de acordo com a cláusula 6 ou a cláusula 7, sendo que uma primeira porção dos ditos canais de saída é direcionada para baixo em um primeiro ângulo e uma segunda porção dos ditos canais de saída é direcionada para baixo em um segundo ângulo e, opcionalmente, uma terceira porção dos ditos canais de saída é direcionada para baixo em um terceiro ângulo.
[00120] Cláusula 9. O anel de fluxo de alimentação de fluido, de acordo com a cláusula 8, sendo que o terceiro ângulo é maior que o segundo ângulo e, opcionalmente, o segundo ângulo é maior que o primeiro ângulo.
[00121] Cláusula 10. O anel de fluxo de alimentação de fluido, de acordo com qualquer uma das cláusulas 1 a 9, sendo que a pluralidade de canais de saída é toda direcionada no sentido horário ou toda direcionada no sentido anti-horário em suas respectivas aberturas de saída, de modo que o líquido descarregado dos ditos canais de saída através das ditas aberturas de saída seja todo direcionado inicialmente no sentido horário ou todo direcionado inicialmente no sentido anti-horário para a face do pistão.
[00122] Cláusula 11. O anel de fluxo de alimentação de fluido, de acordo com a cláusula 10, sendo que a pluralidade de canais de saída é direcionada em um ângulo de 10° a 40° em relação à direção radial, opcionalmente em um ângulo de 10° a 35° em relação à direção radial.
[00123] Cláusula 12. O anel de fluxo de alimentação de fluido, de acordo com a cláusula 10 ou a cláusula 11, sendo que uma primeira porção dos ditos canais de saída é direcionada no sentido horário ou anti-horário em um primeiro ângulo em relação à direção radial e uma segunda porção dos ditos canais de saída é direcionada no sentido horário ou anti-horário em um segundo ângulo em relação à direção radial.
36 / 44
[00124] Cláusula 13. O anel de fluxo de alimentação de fluido, de acordo com a cláusula 12, sendo que o primeiro ângulo é de 10° a 15° em relação à direção radial, opcionalmente 10°, e/ou o segundo ângulo é de 30° a 40° em relação à direção radial, opcionalmente 34°.
[00125] Cláusula 14. O anel de fluxo de alimentação de fluido, de acordo com qualquer uma das cláusulas 1 a 9, sendo que um primeiro subconjunto da pluralidade de canais de saída é direcionado no sentido horário em suas respectivas aberturas de saída, de modo que o líquido descarregado dos ditos canais de saída através das ditas aberturas de saída seja direcionado inicialmente no sentido horário para a face do pistão.
[00126] Cláusula 15. O anel de fluxo de alimentação de fluido, de acordo com a cláusula 14, sendo que o primeiro subconjunto da pluralidade de canais de saída é direcionado no sentido horário em um ou mais ângulos selecionados da faixa de 10° a 55° em relação à direção radial, opcionalmente selecionado do grupo de ângulos de 10°, 34°, 35°, 52° em relação à direção radial.
[00127] Cláusula 16. O anel de fluxo de alimentação de fluido, de acordo com qualquer uma das cláusulas 1 a 9 ou 14 a 15, sendo que um segundo subconjunto da pluralidade de canais de saída é direcionado no sentido anti-horário em suas respectivas aberturas de saída, de modo que o líquido descarregado dos ditos canais de saída através das ditas aberturas de saída seja direcionado inicialmente no sentido anti-horário para a face do pistão.
[00128] Cláusula 17. O anel de fluxo de alimentação de fluido, de acordo com a cláusula 16, sendo que o segundo subconjunto da pluralidade de canais de saída é direcionado no sentido anti-horário em um ou mais ângulos selecionados da faixa de 10° a 55° em relação à direção radial, opcionalmente selecionado do grupo de ângulos de 10°, 34°, 35°, 52° em relação à direção radial.
37 / 44
[00129] Cláusula 18. O anel de fluxo de alimentação de fluido, de acordo com qualquer uma das cláusulas 1 a 9 ou 14 a 17, sendo que um terceiro subconjunto da pluralidade de canais de saída é direcionado em um ângulo de 0° a 10°, de preferência, 0° a 4°, em relação à direção radial em suas respectivas aberturas de saída, de modo que o líquido descarregado dos ditos canais de saída através das ditas aberturas de saída seja direcionado inicialmente de modo substancialmente radial para a face do pistão.
[00130] Cláusula 19. O anel de fluxo de alimentação de fluido, de acordo com qualquer uma das cláusulas 14 a 18, sendo que o primeiro subconjunto da pluralidade de canais de saída que é direcionado no sentido horário compreende de um quarto a metade da pluralidade de canais de saída.
[00131] Cláusula 20. O anel de fluxo de alimentação de fluido, de acordo com qualquer uma das cláusulas 16 a 19, sendo que o segundo subconjunto da pluralidade de canais de saída que é direcionado no sentido anti-horário compreende de um quarto a uma metade da pluralidade de canais de saída.
[00132] Cláusula 21. O anel de fluxo de alimentação de fluido, de acordo com qualquer uma das cláusulas 18 a 20, sendo que o terceiro subconjunto da pluralidade de canais de saída que é direcionado radialmente compreende de um quarto a um terço da pluralidade de canais de saída.
[00133] Cláusula 22. O anel de fluxo de alimentação de fluido, de acordo com qualquer uma das cláusulas 14 a 21, sendo que o primeiro e/ou o segundo subconjuntos da pluralidade de canais de saída que são direcionados no sentido horário ou anti-horário são direcionados para redemoinhar inicialmente em uma zona periférica da face do pistão.
[00134] Cláusula 23. O anel de fluxo de alimentação de fluido, de acordo com qualquer uma das cláusulas 18 a 22, sendo que o terceiro subconjunto da pluralidade de canais de saída que é direcionado em um ângulo de 0° a 10°, de preferência, 0° a 4°, em relação à direção radial
38 / 44 compreende uma primeira porção do dito terceiro subconjunto que é direcionada para baixo em um primeiro ângulo para alvejar uma zona central da face do pistão e uma segunda porção do dito terceiro subconjunto que é direcionada para baixo em um segundo ângulo, que é maior que o primeiro ângulo, para alvejar uma zona intermediária da face do pistão.
[00135] Cláusula 24. O anel de fluxo de alimentação de fluido, de acordo com a cláusula 23, sendo que o primeiro ângulo é de 25° a 35° em relação à horizontal, opcionalmente de 29°, 31° ou 35°, e/ou o segundo ângulo é de 35° a 50° em relação à horizontal, opcionalmente de 37° ou 45°.
[00136] Cláusula 25. O anel de fluxo de alimentação de fluido, de acordo com qualquer uma das cláusulas 1 a 24, sendo que o canal de distribuição se estende completamente ao redor do corpo anular.
[00137] Cláusula 26. O anel de fluxo de alimentação de fluido, de acordo com qualquer uma das cláusulas 1 a 25, sendo que o corpo anular compreende uma primeira parte e uma segunda parte que são acopladas juntas para definir o canal de distribuição.
[00138] Cláusula 27. O anel de fluxo de alimentação de fluido, de acordo com a cláusula 26, que compreende adicionalmente uma ou mais vedações para vedar a primeira parte à segunda parte.
[00139] Cláusula 28. O anel de fluxo de alimentação de fluido, de acordo com a cláusula 27, sendo que a uma ou mais vedações compreendem vedações por anel.
[00140] Cláusula 29. O anel de fluxo de alimentação de fluido, de acordo com qualquer uma das cláusulas 1 a 28, sendo que o canal de distribuição compreende um furo no interior do corpo anular.
[00141] Cláusula 30. O anel de fluxo de alimentação de fluido, de acordo com qualquer uma das cláusulas 1 a 28, sendo que o canal de distribuição compreende um canal aberto em uma face inferior do corpo anular que, em uso, é encaixado contra uma face complementar do aparelho
39 / 44 de revestimento de substrato.
[00142] Cláusula 31. O anel de fluxo de alimentação de fluido, de acordo com a cláusula 30, que compreende adicionalmente uma ou mais vedações para vedação contra a face complementar do aparelho de revestimento de substrato.
[00143] Cláusula 32. O anel de fluxo de alimentação de fluido, de acordo com a cláusula 31, sendo que a uma ou mais vedações compreendem vedações por anel.
[00144] Cláusula 33. O anel de fluxo de alimentação de fluido, de acordo com qualquer uma das cláusulas 1 a 32, sendo que o corpo anular é substancialmente circular ou circular.
[00145] Cláusula 34. O anel de fluxo de alimentação de fluido, de acordo com qualquer uma das cláusulas 1 a 33, sendo que o corpo anular compreende uma face superior que se estende a partir da face interna e uma face inferior que se estende a partir da face interna.
[00146] Cláusula 35. O anel de fluxo de alimentação de fluido, de acordo com a cláusula 34, sendo que a face superior e a face inferior são planas.
[00147] Cláusula 36. O anel de fluxo de alimentação de fluido, de acordo com qualquer uma das cláusulas 34 ou 35, que compreende adicionalmente uma face externa estendendo-se entre a face superior e a face inferior.
[00148] Cláusula 37. O anel de fluxo de alimentação de fluido, de acordo com qualquer uma das cláusulas 1 a 36, sendo que a porta de fluxo de alimentação de fluido é uma única porta de fluxo de alimentação de fluido.
[00149] Cláusula 38. O anel de fluxo de alimentação de fluido, de acordo com qualquer uma das cláusulas 1 a 37, sendo que a porta de fluxo de alimentação de fluido está situada em uma periferia do anel de fluxo de alimentação de fluido.
40 / 44
[00150] Cláusula 39. O anel de fluxo de alimentação de fluido, de acordo com qualquer uma das cláusulas 1 a 38, sendo que a porta de fluxo de alimentação de fluido compreende um canal de fluxo de alimentação que se estende através de uma face externa do corpo anular em comunicação com o canal de distribuição.
[00151] Cláusula 40. O anel de fluxo de alimentação de fluido, de acordo com qualquer uma das cláusulas 1 a 39, sendo que o canal de distribuição no local de intersecção com o canal de fluxo de alimentação compreende uma seção sem aberturas para, assim, defletir lateralmente todo o líquido que entra no canal de distribuição a partir do canal de fluxo de alimentação.
[00152] Cláusula 41. O anel de fluxo de alimentação de fluido, de acordo com qualquer uma das cláusulas 1 a 40, que compreende adicionalmente um ou mais pinos de localização para alinhar o anel de fluxo de alimentação de fluido com o aparelho de revestimento de substrato.
[00153] Cláusula 42. O anel de fluxo de alimentação de fluido, de acordo com a cláusula 41, sendo que o um ou mais pinos de localização se estendem a partir de uma face superior e/ou uma face inferior do corpo anular.
[00154] Cláusula 43. O anel de fluxo de alimentação de fluido, de acordo com qualquer uma das cláusulas 1 a 42, sendo que o corpo anular tem um diâmetro interno de 250 mm a 350 mm, opcionalmente um diâmetro interno de 267 mm a 277 mm (10,5 polegadas), 305 mm (12 polegadas) ou 330 mm (13 polegadas).
[00155] Cláusula 44. O anel de fluxo de alimentação de fluido, de acordo com qualquer uma das cláusulas 1 a 43, sendo que o corpo anular compreende uma pluralidade de aberturas de fixação para acoplar o anel de fluxo de alimentação de fluido ao aparelho de revestimento de substrato, sendo que, opcionalmente, a pluralidade de aberturas de fixação compreende uma pluralidade de orifícios para parafuso verticais que se estendem através
41 / 44 do corpo anular e são dispostos radialmente fora do canal de distribuição.
[00156] Cláusula 45. O anel de fluxo de alimentação de fluido, de acordo com qualquer uma das cláusulas 1 a 44, sendo que o corpo anular é formado de metal, opcionalmente aço, opcionalmente aço inoxidável.
[00157] Cláusula 46. Um aparelho de revestimento de substrato que compreende: um suporte de substrato para manter um substrato verticalmente, sendo que o substrato é do tipo que compreende uma pluralidade de canais; um pistão para introduzir, empurrando ou injetando, um líquido que compreende um componente catalisador no substrato através ou por meio de extremidades abertas da pluralidade de canais em uma extremidade inferior do substrato; um gerador de vácuo para aplicar um vácuo às extremidades abertas da pluralidade de canais em uma extremidade superior do substrato; e um anel de fluxo de alimentação de fluido, de acordo com qualquer uma das cláusulas 1 a 45, para suprir uma face do pistão com o líquido.
[00158] Cláusula 47. O aparelho de revestimento de substrato, de acordo com a cláusula 46, sendo que o anel de fluxo de alimentação de fluido é montado abaixo do suporte de substrato para manter o substrato verticalmente.
[00159] Cláusula 48. O aparelho de revestimento de substrato, de acordo com a cláusula 46 ou a cláusula 47, sendo que o pistão é reciprocamente móvel dentro de uma câmara de liberação e o anel de fluxo de alimentação de fluido é montado em ou acima de uma extremidade superior da câmara de liberação.
[00160] Cláusula 49. O aparelho de revestimento de substrato, de acordo com a cláusula 48, sendo que o anel de fluxo de alimentação de fluido
42 / 44 é montado entre a câmara de liberação e uma parte inferior do suporte de substrato para manter um substrato verticalmente.
[00161] Cláusula 50. Um método de revestimento de um substrato com um líquido que compreende um componente catalisador, sendo que o substrato é do tipo que compreende uma pluralidade de canais, sendo que o método compreende: (a) manter o substrato verticalmente; (b) suprir uma face de um pistão com o líquido com o uso do anel de fluxo de alimentação de fluido, de acordo com qualquer uma das cláusulas 1 a 45; (c) introduzir o líquido no substrato empurrando-se ou injetando-se o líquido através das extremidades abertas da pluralidade de canais em uma extremidade inferior do substrato com o pistão; e (d) após a extremidade inferior do substrato ter sido preenchida parcialmente com o líquido, aplicar um vácuo às extremidades abertas da pluralidade de canais em uma extremidade superior do substrato enquanto introduz o líquido no substrato na etapa (c).
[00162] Cláusula 51. O método, de acordo com a cláusula 50, sendo que, na etapa (b), o líquido é fornecido a partir de pelo menos dois quadrantes do anel de fluxo de alimentação de fluido; opcionalmente a partir de pelo menos três quadrantes do anel de fluxo de alimentação de fluido; opcionalmente a partir de todos os quatro quadrantes do anel de fluxo de alimentação de fluido.
[00163] Cláusula 52. O método, de acordo com a cláusula 50 ou a cláusula 51, sendo que, na etapa (b), o líquido é direcionado para baixo em direção à face do pistão.
[00164] Cláusula 53. O método, de acordo com a cláusula 52, sendo que o líquido é direcionado para baixo em um ângulo de 25° a 50° em relação à horizontal, opcionalmente em um ângulo de 30° a 45° em relação à
43 / 44 horizontal, opcionalmente em um ângulo de 30° a 40° em relação à horizontal.
[00165] Cláusula 54. O método, de acordo com a cláusula 52 ou a cláusula 53, sendo que uma primeira porção do líquido é direcionada para baixo em um primeiro ângulo e uma segunda porção do líquido é direcionada para baixo em um segundo ângulo e, opcionalmente, uma terceira porção do líquido é direcionada para baixo em um terceiro ângulo.
[00166] Cláusula 55. O método, de acordo com a cláusula 54, sendo que o primeiro ângulo é maior que o segundo ângulo e, opcionalmente, o terceiro ângulo é maior que o segundo ângulo.
[00167] Cláusula 56. O método, de acordo com qualquer uma das cláusulas 50 a 56, sendo que, na etapa (b), o líquido é todo direcionado inicialmente no sentido horário ou todo direcionado inicialmente no sentido anti-horário para a face do pistão.
[00168] Cláusula 57. O método, de acordo com a cláusula 56, sendo que o líquido é direcionado em um ângulo de 10° a 40° em relação à direção radial, opcionalmente em um ângulo de 10° a 35° em relação à direção radial.
[00169] Cláusula 58. O método, de acordo com qualquer uma das cláusulas 50 a 57, sendo que, na etapa (b), uma primeira porção do líquido é direcionada no sentido horário ou anti-horário em um primeiro ângulo e uma segunda porção do líquido é direcionada no sentido horário ou anti-horário em um segundo ângulo.
[00170] Cláusula 59. O método, de acordo com a cláusula 58, sendo que o primeiro ângulo é de 10° a 15° em relação à direção radial, opcionalmente de 10°, e/ou o segundo ângulo é de 30° a 40° em relação à direção radial, opcionalmente de 34°.
[00171] Cláusula 60. O método, de acordo com qualquer uma das cláusulas 50 a 55, sendo que um primeiro volume do líquido é direcionado inicialmente no sentido horário para a face do pistão.
44 / 44
[00172] Cláusula 61. O método, de acordo com qualquer uma das cláusulas 50 a 55 ou a cláusula 60, sendo que um segundo volume do líquido é direcionado inicialmente no sentido anti-horário para a face do pistão.
[00173] Cláusula 62. O método, de acordo com qualquer uma das cláusulas 50 a 55 ou 60 a 61, sendo que um terceiro volume do líquido é direcionado inicialmente de modo substancialmente radial para a face do pistão.
[00174] Cláusula 63. O método, de acordo com qualquer uma das cláusulas 60 a 62, sendo que o primeiro volume e/ou o segundo volume de líquido são direcionados para redemoinhar inicialmente em uma zona periférica da face do pistão.
[00175] Cláusula 64. O método, de acordo com qualquer uma das cláusulas 62 a 63, sendo que uma primeira porção do terceiro volume do líquido que é direcionada inicialmente de modo radial para a face do pistão também é direcionada para baixo em um primeiro ângulo para alvejar uma zona central da face do pistão e uma segunda porção do terceiro volume do líquido que é direcionada inicialmente de modo radial para a face do pistão é direcionada para baixo em um segundo ângulo, que é maior que o primeiro ângulo, para alvejar uma zona intermediária da face do pistão.
[00176] Cláusula 65. O método, de acordo com a cláusula 64, sendo que o primeiro ângulo é de 25° a 35° em relação à horizontal, opcionalmente 29°, 31° ou 35°, e/ou o segundo ângulo é de 35° a 50° em relação à horizontal, opcionalmente 37° ou 45°.

Claims (20)

REIVINDICAÇÕES
1. Anel de fluxo de alimentação de fluido para suprir um líquido que compreende um componente catalisador em uma face de pistão de um aparelho de revestimento de substrato, sendo que o anel de fluxo de alimentação de fluido é caracterizado pelo fato de que compreende: um corpo anular que compreende uma face interna delimitando um furo central do anel de fluxo de alimentação de fluido; uma porta de fluxo de alimentação de fluido para receber o líquido; uma pluralidade de aberturas de saída na face interna do corpo anular para descarregar o líquido na face do pistão; e um canal de distribuição que se estende pelo menos parcialmente ao redor do corpo anular que fornece comunicação fluida entre a porta de fluxo de alimentação de fluido e a pluralidade de aberturas de saída.
2. Anel de fluxo de alimentação de fluido de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a pluralidade de aberturas de saída ser fornecida em pelo menos dois quadrantes da face interna; opcionalmente em pelo menos três quadrantes da face interna; opcionalmente em todos os quatro quadrantes da face interna; e sendo que, opcionalmente, a pluralidade de aberturas de saída é disposta ao redor de toda a extensão da face interna; e sendo que, opcionalmente, a pluralidade de aberturas é igualmente espaçada ao redor de toda a extensão da face interna.
3. Anel de fluxo de alimentação de fluido de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente uma pluralidade de canais de saída que proporcionam comunicação fluida entre o canal de distribuição e a pluralidade de aberturas de saída, sendo que, opcionalmente, pelo menos uma porção da, e opcionalmente toda, pluralidade de canais de saída é direcionada para baixo em suas respectivas aberturas de saída, de modo que o líquido descarregado dos ditos canais de saída através das ditas aberturas de saída seja direcionado para baixo em direção à face do pistão; e sendo que, opcionalmente, uma primeira porção dos ditos canais de saída é direcionada para baixo em um primeiro ângulo e uma segunda porção dos ditos canais de saída é direcionada para baixo em um segundo ângulo e, opcionalmente, uma terceira porção dos ditos canais de saída é direcionada para baixo em um terceiro ângulo.
4. Anel de fluxo de alimentação de fluido de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que a pluralidade de canais de saída ser toda direcionada no sentido horário ou toda direcionada no sentido anti-horário em suas respectivas aberturas de saída, de modo que o líquido descarregado dos ditos canais de saída através das ditas aberturas de saída seja todo direcionado o sentido horário ou todo direcionado no sentido anti-horário para a face do pistão.
5. Anel de fluxo de alimentação de fluido de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que uma primeira porção dos ditos canais de saída estar direcionada no sentido horário ou anti-horário em um primeiro ângulo em relação à direção radial e por uma segunda porção dos ditos canais de saída estar direcionada no sentido horário ou anti-horário em um segundo ângulo em relação à direção radial.
6. Anel de fluxo de alimentação de fluido de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que um primeiro subconjunto da pluralidade de canais de saída estar direcionado no sentido horário em suas respectivas aberturas de saída, de modo que o líquido descarregado dos ditos canais de saída através das ditas aberturas de saída esteja direcionado inicialmente no sentido horário para a face do pistão.
7. Anel de fluxo de alimentação de fluido de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3 ou 6, caracterizado pelo fato de que um segundo subconjunto da pluralidade de canais de saída estar direcionado no sentido anti-horário em suas respectivas aberturas de saída, de modo que o líquido descarregado dos ditos canais de saída através das ditas aberturas de saída esteja direcionado inicialmente no sentido anti-horário para a face do pistão.
8. Anel de fluxo de alimentação de fluido de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3 ou 6 a 7, caracterizado pelo fato de que um terceiro subconjunto da pluralidade de canais de saída estar direcionado em um ângulo de 0° a 10°, de preferência, 0° a 4°, em relação à direção radial em suas respectivas aberturas de saída, de modo que o líquido descarregado dos ditos canais de saída através das ditas aberturas de saída seja direcionado inicialmente de modo substancialmente radial para a face do pistão.
9. Anel de fluxo de alimentação de fluido de acordo com qualquer uma das reivindicações 6 a 8, caracterizado pelo fato de que o primeiro e/ou o segundo subconjuntos da pluralidade de canais de saída que são direcionados no sentido horário ou anti-horário serem direcionados para redemoinhar inicialmente em uma zona periférica da face do pistão.
10. Anel de fluxo de alimentação de fluido de acordo com qualquer uma das reivindicações 8 a 9, caracterizado pelo fato de que o terceiro subconjunto da pluralidade de canais de saída que está direcionado em um ângulo de 0° a 10°, de preferência, 0° a 4°, em relação à direção radial compreende uma primeira porção do dito terceiro subconjunto que é direcionada para baixo em um primeiro ângulo para alvejar uma zona central da face do pistão e uma segunda porção do dito terceiro subconjunto que é direcionada para baixo em um segundo ângulo, que é maior que o primeiro ângulo, para alvejar uma zona intermediária da face do pistão.
11. Anel de fluxo de alimentação de fluido de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que a porta de fluxo de alimentação de fluido estar situada em uma periferia do anel de fluxo de alimentação de fluido, e sendo que, opcionalmente, a porta de fluxo de alimentação de fluido compreende um canal de fluxo de alimentação que se estende através de uma face externa do corpo anular e entra em comunicação com o canal de distribuição; e sendo que, opcionalmente, o canal de distribuição no local de intersecção com o canal de fluxo de alimentação compreende uma seção sem aberturas para, assim, defletir lateralmente todo o líquido que entra no canal de distribuição a partir do canal de fluxo de alimentação.
12. Aparelho de revestimento de substrato, caracterizado pelo fato de que compreende: um suporte de substrato para manter um substrato verticalmente, sendo que o substrato é do tipo que compreende uma pluralidade de canais; um pistão para introduzir, empurrando ou injetando, um líquido que compreende um componente catalisador no substrato através ou por meio de extremidades abertas da pluralidade de canais em uma extremidade inferior do substrato; um gerador de vácuo para aplicar um vácuo às extremidades abertas da pluralidade de canais em uma extremidade superior do substrato; e um anel de fluxo de alimentação de fluido, como definido em qualquer uma das reivindicações anteriores, para suprir uma face do pistão com o líquido.
13. Aparelho de revestimento de substrato de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que o anel de fluxo de alimentação de fluido ser montado abaixo do suporte de substrato para manter o substrato verticalmente; e sendo que, opcionalmente, o pistão é reciprocamente móvel dentro de uma câmara de liberação; e o anel de fluxo de alimentação de fluido ser montado em ou acima de uma extremidade superior da câmara de liberação; e sendo que, opcionalmente, o anel de fluxo de alimentação de fluido é montado entre a câmara de liberação e uma parte inferior do suporte de substrato para manter um substrato verticalmente.
14. Método de revestimento de um substrato com um líquido que compreende um componente catalisador, sendo que o substrato é do tipo que compreende uma pluralidade de canais, sendo o método caracterizado pelo fato de que compreende: (a) manter o substrato verticalmente; (b) suprir uma face de um pistão com o líquido com o uso do anel de fluxo de alimentação de fluido, como definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 11; (c) introduzir o líquido no substrato empurrando-se ou injetando-se o líquido através das extremidades abertas da pluralidade de canais em uma extremidade inferior do substrato com o pistão; e (d) após a extremidade inferior do substrato ter sido preenchida parcialmente com o líquido, aplicar um vácuo às extremidades abertas da pluralidade de canais em uma extremidade superior do substrato enquanto introduz o líquido no substrato na etapa (c).
15. Método de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato de que, na etapa (b), o líquido ser fornecido a partir de pelo menos dois quadrantes do anel de fluxo de alimentação de fluido; opcionalmente, a partir de pelo menos três quadrantes do anel de fluxo de alimentação de fluido; opcionalmente, a partir de todos os quatro quadrantes do anel de fluxo de alimentação de fluido.
16. Método de acordo com a reivindicação 14 ou 15, caracterizado pelo fato de que, na etapa (b), o líquido ser direcionado para baixo em direção à face do pistão; e sendo que, opcionalmente, uma primeira porção do líquido é direcionada para baixo em um primeiro ângulo e uma segunda porção do líquido é direcionada para baixo em um segundo ângulo e, opcionalmente, uma terceira porção do líquido é direcionada para baixo em um terceiro ângulo.
17. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações
14 a 16, caracterizado pelo fato de que, na etapa (b), o líquido ser todo direcionado inicialmente no sentido horário ou todo direcionado inicialmente no sentido anti-horário para a face do pistão; e sendo que, opcionalmente, na etapa (b), uma primeira porção do líquido é direcionada no sentido horário ou anti-horário em um primeiro ângulo e uma segunda porção do líquido é direcionada no sentido horário ou anti-horário em um segundo ângulo.
18. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 14 a 16, caracterizado pelo fato de que um primeiro volume do líquido ser direcionado inicialmente no sentido horário para a face do pistão; e/ou sendo que um segundo volume do líquido é direcionado inicialmente no sentido anti-horário para a face do pistão; e/ou sendo que um terceiro volume do líquido é direcionado inicialmente de modo substancialmente radial para a face do pistão.
19. Método de acordo com a reivindicação 18, caracterizado pelo fato de que o primeiro volume e/ou o segundo volume de líquido serem direcionados para redemoinhar inicialmente em uma zona periférica da face do pistão.
20. Método de acordo com a reivindicação 18 ou 19, caracterizado pelo fato de que uma primeira porção do terceiro volume do líquido que é direcionada inicialmente de modo radial para a face do pistão também ser direcionada para baixo em um primeiro ângulo para alvejar uma zona central da face do pistão e uma segunda porção do terceiro volume do líquido que é direcionada inicialmente de modo radial para a face do pistão ser direcionada para baixo em um segundo ângulo, que é maior que o primeiro ângulo, para alvejar uma zona intermediária da face do pistão.
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