BRPI0612300A2

BRPI0612300A2 - dispositivo de tratamento de gás de exaustão

Info

Publication number: BRPI0612300A2
Application number: BRPI0612300-7A
Authority: BR
Inventors: Scott Lee Misenar; Amit Kumar
Original assignee: Unifrax I Llc
Priority date: 2005-06-14
Filing date: 2006-06-14
Publication date: 2010-11-03
Also published as: JP6360590B2; KR20080034432A; CN101316688A; CA2635222C; CA2635222A1; EP3290171A1; KR101370814B1; US20070006699A1; DE06773032T1; JP2017141841A; CN101316688B; EP1899123A4; JP2013040612A; US7829036B2; JP2015206367A; WO2006138307A2; MX2007015983A; ZA200800286B; JP2008546918A; WO2006138307A3

Abstract

DISPOSITIVO DE TRATAMENTO DE GAS DE EXAUSTAO. Um processo de corte com jato de fluido para materiais fibrosos, tais como artigos de material fibroso inorgânico, é provido. Uma composiçâ.o de fluido para uso no processo de corte com jato de fluido também é provida. A composição de fluído de corte contém um fluido de veículo e uma composição de revestimento para as superfícies de corte do material fibroso. Um aparelho para a realização do processo de corte com jato de fluido de materiais fibrosos também é provido.

Description

DISPOSITIVO DE TRATAMENTO DE GÁS DE EXAUSTÃO

ANTECEDENTES

É mostrado um processo de corte com jato de fluido.Mais particularmente, é mostrado um processo de corte comjato de fluido para materiais fibrosos e uma composição defluido para uso no processo de corte com jato de fluido.

O processo de corte com jato de fluido, tambémconhecido como corte com jato de água ou corte com jato delíquido, foi desenvolvido nos anos 1970. O processo envolvea pressurização de um fluido para pressões geralmente nafaixa de em torno de 10.000 a em torno de 60.000 psi (de emtorno de 68,95 a em torno de 413,68 MPa) e a emissão dofluido pressurizado a partir de um bocal de um aparelho dejato de fluido para o corte de um material.

Está relacionado ao processo de corte com jato defluido o processo de corte com jato abrasivo. Como oprocesso de corte com jato de fluido, um fluido épressurizado para uma pressão muito alta. As partículasabrasivas são entranhadas no fluido pressurizado antes desaírem do bocal do aparelho de corte. A adição departículas abrasivas ao fluido de corte permite que oprocesso corte através de materiais muito mais duros, taiscomo metais, ligas de metal, cerâmicas e plásticos.

Por muitos anos, os materiais fibrosos inorgânicos têmsido utilizados em aplicações de isolamento térmico,elétrico e acústico. Os materiais fibrosos inorgânicostambém têm sido usados em aplicações de dispositivo detratamento de gás de exaustão automotivo. Dependendo daaplicação em particular, os materiais fibrosos inorgânicospodem ser processados em qualquer número de formas deproduto, tais como cobertores, placas, feltros, mantas,têxteis industriais e similares.

Os dispositivos para o tratamento de gases de exaustãode motores automotivos e a diesel geralmente contêm umalojamento e uma estrutura de suporte de catalisador frágilpara manutenção do catalisador que é usado para se efetuara oxidação de monóxido de carbono e hidrocarbonetos e aredução de óxidos de nitrogênio nos gases de exaustão. Aestrutura de suporte de catalisador frágil é montada nalacuna ou no espaço entre a superfície interna doalojamento e a superfície externa da estrutura de suportede catalisador frágil por um material de montagem ou desuporte.

De modo a se proteger a estrutura de suporte decatalisador frágil de choque térmico e mecânico ou deoutras tensões experimentadas durante uma operação normalde um motor automotivo ou a diesel, é conhecido posicionarpelo menos uma dobra ou camada de material fibrosoinorgânico no espaço entre a estrutura de suporte decatalisador frágil e o alojamento, para proteção daestrutura de suporte de catalisador frágil e, de outraforma, mantê-la no lugar dentro do alojamento.

Os materiais fibrosos usados para o suporte daestrutura de suporte de catalisador frágil no alojamento dodispositivo de tratamento de gás de exaustão geralmente sãoprocessados por corte em matriz ou estampagem em um tamanhoe formato apropriados para incorporação em um dispositivode tratamento de gás de exaustão. Devido à naturezarelativamente frágil dos materiais fibrosos inorgânicos,tais como fibras cerâmicas de refratário, o processo decorte em matriz ou estampagem pode produzir um pó comparticulados embutidos no ar. Este pó com particulados podeser irritante para a pele, os olhos, o trato respiratório eimpõe preocupações aos trabalhadores que fabricam as mantase aqueles que instalam as mantas de fibra nos dispositivosde tratamento de gás de exaustão.

Portanto, existe uma necessidade na técnica de umprocesso melhorado que seja capaz de prover cortesintrincados e precisos de materiais fibrosos inorgânicos,enquanto se minimiza a geração de pó de fibra embutido noar irritável tradicionalmente associado ao corte com matrizou à estampagem destes materiais inorgânicos.

SUMÁRIO

Um processo para redução da geração de pó a partir deum material fibroso inorgânico durante o corte do referidomaterial fibroso inorgânico é provido, o referido processocompreendendo contatar o referido material fibrosoinorgânico com um jato de fluido pressurizado, e o corte doreferido material fibroso inorgânico com o referido jato defluido.

Um processo de corte com jato de fluido é provido, oprocesso compreendendo contatar um material fibroso com umjato de fluido pressurizado, onde o referido jato de fluidocontém um fluido de veiculo e um agente de revestimentopara o referido material fibroso, e o corte do referidomaterial fibroso com o referido jato de fluido.

De acordo com uma outra modalidade, uma composição defluido para um corte com jato de fluido à alta pressão demateriais fibrosos também é provida, a composição de fluidocompreendendo um fluido de veiculo e um agente derevestimento para os referidos materiais fibrosos.

De acordo com uma modalidade adicional, um aparelhopara corte com jato de fluido de materiais fibrosos éprovido, o referido aparelho compreendendo uma bomba para acriação de um jato de fluido pressurizado, um reservatóriocontendo um fluido de corte para os referidos materiaisfibrosos, o referido fluido de corte opcionalmenteincorporando uma composição de revestimento, e um bocal quetem uma entrada para o recebimento do referido fluido decorte e uma saída para a emissão do referido fluido decorte em um substrato fibroso.

O aparelho de corte com jato de fluido podecompreender uma bomba para a criação de um jato de fluidopressurizado, reservatórios para conterem separadamente oreferido fluido de corte e a referida composição derevestimento, um bocal que tem uma primeira entrada para orecebimento de um jato de fluido pressurizado do referidofluido de corte, uma segunda entrada para o recebimento dareferida composição de revestimento, e um volume paracombinação do referido fluido de corte e da composição derevestimento, e uma saída emitindo o referido jato defluido e a composição de revestimento.

De acordo com modalidades adicionais, o processo decorte com jato de fluido compreende contatar um materialfibroso com um jato de fluido pressurizado, onde o referidojato de fluido contém um fluido de veículo e um agentedesejado para o referido material fibroso, o corte doreferido material fibroso com o referido jato de fluido, ea deposição do referido agente desejado sobre pelo menosuma porção do referido material fibroso.Uma manta de montagem fibrosa de corte com jato defluido para dispositivos de tratamento de gás de exaustãotambém é provida, onde a referida manta de montagemcompreende um revestimento depositado sobre pelo menos umaporção de superfícies de borda de corte com jato de fluido.

Um dispositivo de tratamento de gás de exaustãocompreende um alojamento, uma estrutura de suporte decatalisador frágil montada de forma resiliente dentro doreferido alojamento; e uma manta de montagem fibrosainorgânica de corte com jato de fluido disposta em umespaço entre o referido alojamento e a referida estruturade suporte de catalisador frágil, onde a referida manta demontagem compreende um revestimento depositado sobre pelomenos uma porção de superfícies de borda de corte com jatode fluido.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

A FIG. IA descreve uma modalidade ilustrativa doaparelho de corte com jato de fluido.

A FIG. IB descreve uma outra modalidade ilustrativa doaparelho de corte com jato de fluido.

As FIG. 2A a 2C descrevem uma modalidade ilustrativado processo de corte com jato de fluido.

DESCRIÇÃO DETALHADA

Um processo de corte com jato de fluido é utilizadopara corte dos materiais fibrosos. 0 processo de corte comjato de fluido inclui contatar ou expor de outra forma umasuperfície de um material fibroso a uma corrente de jato defluido à alta pressão e cortar o material fibroso com ojato de fluido pressurizado ao longo de um percurso decorte predeterminado. Conforme o jato de fluido cortaatravés do material fibroso ao longo do percurso de cortepredeterminado, um agente desejado é simultaneamentedepositado sobre pelo menos uma porção das superfícies deborda do material fibroso que é exposta pelo processo decorte com jato de fluido.

De acordo com modalidades ilustrativas, o processo decorte com jato de fluido inclui contatar ou expor de outraforma uma superfície de um material fibroso a uma correntede jato de fluido à alta pressão e cortar o materialfibroso com o jato de fluido pressurizado ao longo de umpercurso de corte predeterminado. Conforme o jato de fluidocorta através do material fibroso ao longo do percurso decorte predeterminado, um agente desejado é depositado sobrepelo menos uma porção das superfícies de borda do materialfibroso que é exposta pelo processo de corte com jato defluido.

As superfícies de borda do material fibroso absorvem oagente de revestimento por um processo de formação decapilaridade. Após o material fibroso ter sido cortado peloprocesso de jato de fluido, as peças cortadas de materialfibroso são removidas do aparelho de corte com jato defluido e são secas para remoção de qualquer umidade emexcesso absorvida durante o processo de corte. 0 materialfibroso cortado pode ser seco por qualquer processo desecagem convencional, tal como secagem com ar e secagem comcalor em um forno. Uma vez que o material fibroso cortadotenha sido seco, o agente de revestimento forma um selosobre as bordas expostas do material fibroso.

Não há uma pressão mínima requerida da corrente dejato de fluido criada pela bomba do aparelho de corte comjato de fluido para o corte dos substratos fibrosos. Acorrente de jato criada pela bomba e emitida a partir dobocal de saída do aparelho de corte com jato de fluido ésimplesmente pressurizada para uma pressão suficiente parao corte de um substrato fibroso ou de uma pilha desubstratos fibrosos, tendo uma espessura predeterminadapara se adequar tolerâncias de aplicação desejadas. Alguémtendo um conhecimento comum na técnica pode facilmenteselecionar uma pressão apropriada, com base na espessuracortado(s) com o aparelho de corte com jato de fluido.

De acordo com certas modalidades, sem limitação, acorrente de jato de fluido criada pela bomba e emitida apartir do bocal do aparelho de corte com jato de fluido épressurizada para uma pressão de 5.000 psi (34,47 MPa) oumaior. De acordo com outras modalidades, a corrente de jatode fluido criada pela bomba e emitida a partir da saída dobocal do aparelho de corte com jato de fluido épressurizada para uma pressão de pelo menos 10.000 psi(68,95 MPa). De acordo com modalidades adicionais, acorrente de jato de fluido pode ser pressurizada para umapressão de pelo menos 60.000 psi (413,68 MPa). Pelo uso deuma corrente de jato de fluido pressurizado, é possívelfazer cortes precisos através da espessura inteira de umartigo de material fibroso.

Dependendo da aplicação em particular, o materialfibroso pode ser cortado em uma ampla variedade de formasde produto. Assim sendo, o processo de corte com jato defluido é adequado para o corte de qualquer número de formasde produto de material fibroso inorgânico, tais como, semlimitação, cobertores fibrosos, placas, feltros, mantas,têxteis industriais e similares.

A composição de fluido para um processo de corte comjato de fluido à alta pressão inclui um fluido de veículo eum agente de revestimento para os materiais fibrosos. Namaioria dos casos, o fluido de veículo da composição decorte com jato de fluido será água, já que a água é efetivaem termos de custos, amigável em termos ambientais equimicamente inerte com as partes componentes do aparelhode corte com jato de fluido e da manta fibrosa. Deve sernotado, contudo, que qualquer outro fluido de veículo queseja quimicamente inerte com o aparelho de jato de fluido eo material fibroso sendo cortado pode ser utilizado.

A composição de corte com jato de fluido também contémuma composição de revestimento para o material fibrososendo cortado pelo processo. Sem limitação, a composição derevestimento incluída na composição de corte com jato defluido pode compreender qualquer composição de revestimentoque seja compatível com o fluido de veículo, que sejaquimicamente inerte para o aparelho de jato de fluido e omaterial fibroso sendo cortado, e que seja tradicionalmenteutilizado para o revestimento das superfícies dos materiaisfibrosos inorgânicos. Sem limitação, as composições derevestimento adequadas incluem soluções ou suspensões dematerial de revestimento de polímero. Sem limitação, osmateriais de revestimento de polímero os quais podem serincluídos na composição de corte com jato de fluido incluemsoluções ou suspensões de polímeros acrílicos, polímerosmetacrílicos, álcool polivinílico, polímeros de amido,polímeros de uretana, polímeros de acetato de vinila elátexes. Sem limitação, um látex adequado que pode serutilizado como a composição de revestimento no processo decorte com jato de fluido é um látex acrílico. De acordo comcertas modalidades, a composição de corte com jato defluido contém água como o fluido de veículo e um látexacrílico como o material de revestimento para o materialfibroso.

A composição de corte com jato de fluido pode ou nãoincluir um material abrasivo. De acordo com certasmodalidades em que a composição de corte com jato de fluidonão contém um material abrasivo, o processo de corteutilizando essa composição de fluido é considerado comosendo um processo de corte com jato de fluido não abrasivo.

A inclusão de um material abrasivo no jato de fluidopermitirá que o processo corte materiais fibrosos deespessura muito maior, enquanto ainda se é capaz desimultaneamente depositar uma camada de agente derevestimento ao longo das bordas expostas da manta dematerial fibroso.

De acordo com outras modalidades, um aparelho paracorte com jato de fluido de materiais fibrosos é provido. 0aparelho de corte com jato de fluido inclui uma bomba paraa criação de um jato de fluido à alta pressão. Umreservatório é provido para armazenamento e liberação doagente de revestimento para os materiais fibrosos sendocortados pelo aparelho de corte com jato de fluido. Umbocal tendo uma primeira entrada é provido em conexão defluido com a bomba para a criação do jato de fluido à altapressão. 0 bocal inclui uma segunda entrada em conexão defluido com o reservatório para o armazenamento dacomposição de revestimento. A primeira entrada do bocalrecebe o jato de fluido pressurizado a partir da bomba, oqual é enviado através de um encanamento ou de um condutode alta pressão em conexão de fluido entre a bomba e obocal. A segunda entrada do bocal é para o recebimento dacomposição de revestimento que é enviada a partir doreservatório de manutenção para a composição derevestimento. A saída do reservatório de manutenção éconectada à segunda entrada do bocal através de umencanamento ou conduto adequado. Com o bocal do aparelho, ojato de fluido e a composição de revestimento sãocombinados. O jato de fluido contendo uma combinação dofluido de veículo, da composição de revestimento e,opcionalmente, de materiais abrasivos, é emitido através dasaída do bocal e é dirigido para a superfície do artigo dematerial fibroso a ser cortado.

O aparelho de corte com jato de fluido também incluium controlador para controle do movimento do bocal emrelação ao material fibroso. Sem estar limitado a qualquermodalidade em particular, o controlador do aparelho decorte com jato de fluido pode ser um computador ou umprocessador instalado com um software ou firmwareapropriado para controle do movimento do bocal de corte doaparelho em relação ao material fibroso ao longo de umpercurso de corte predeterminado.

O aparelho de corte com jato de fluido ainda podeincluir um recipiente ou um "tanque de captura" que tem umvolume adequado para coletar o fluido de corte, conformeele passar através da espessura do material de substratofibroso sendo cortado pelo processo de corte com jato defluido. 0 recipiente deve ser capaz de coletar o volume defluido de corte gerado no processo de corte e, ao mesmotempo, impedir um respingo do fluido de corte sobresuperfícies dos materiais fibrosos cortados voltadas para orecipiente.

De acordo com modalidades adicionais, onde pressões decorrente de jato mais altas podem ser utilizadas, o tanquede captura do aparelho de corte com jato de fluido aindafunciona para dissipar a energia do jato de fluido após ojato de fluido cortar através do corte de material fibroso.

Na maioria dos casos, está contida no tanque de captura umaquantidade suficiente de água para dissipar a energia dojato de fluido à alta pressão. Conforme o jato de fluido àalta pressão corta através do material fibroso, o jatocontinua a ser dirigido para o tanque de captura e aenergia do jato de fluido é absorvida pela água contida notanque. O volume de água contido no tanque de captura deveser otimizado para se maximizar a dissipação de energia,enquanto se evita um respingo do fluido de corte ou da águado tanque de captura sobre as superfícies do materialfibroso cortado.

O processo, o aparelho e as mantas serão descritos emmaiores detalhes com referência às Figuras. Deve sernotado, contudo, que o aparelho mostrado e o processo decorte não estão limitados às modalidades ilustrativasmostradas nas Figuras.

A FIG. IA mostra uma modalidade ilustrativa doaparelho de corte com jato de fluido 10. 0 aparelho decorte com jato de fluido 10 inclui uma bomba 12 para acriação de um jato de fluido à alta pressão. Umreservatório ou tanque de manutenção 14 é provido para oarmazenamento e a liberação da composição de revestimento Cpara os materiais fibrosos sendo cortados pelo aparelho decorte com jato de fluido 10. Um bocal 16 tendo uma primeiraentrada 18 e uma segunda 20 está em conexão de fluido com abomba 12 para a criação do jato de fluido à alta pressão eo reservatório 14 para o armazenamento da composição derevestimento C. A primeira entrada 18 do bocal 16 recebe ojato de fluido pressurizado J através da bomba 12. 0 jatode fluido pressurizado J é enviado através de umencanamento ou conduto de alta pressão 22 que está emconexão de fluido entre a bomba 12 e o bocal 16.

Uma segunda entrada 24 do bocal 16 recebe a composiçãode revestimento C a partir do reservatório de manutenção decomposição de revestimento 14 do aparelho de corte com jatode fluido 10. O reservatório de manutenção 14 tem uma saída26, a qual é conectada à segunda entrada 24 do bocal 16através do encanamento ou conduto 28. Dentro do bocal 16 doaparelho 10, o jato de fluido Jea composição derevestimento C são combinados e são emitidos na direção dasuperfície do material fibroso através da saída 3 0 do bocal 16.

0 aparelho de corte com jato de fluido também incluium controlador 32 para controle do movimento do bocal 16 emrelação ao material fibroso FM sendo cortado pelo aparelho 10.

Um tanque de captura 34 está localizado abaixo domaterial fibroso FM sendo cortado. Conforme o jato defluido corta através do material fibroso FM, o jatocontinua para o tanque 34, onde o fluido de corte écoletado e, opcionalmente, a energia do fluido é absorvidapela água W no tanque.

A FIG. IB mostra uma outra modalidade ilustrativa doaparelho de corte com jato de fluido 60. 0 aparelho decorte com jato de fluido 60 inclui uma bomba 62 para acriação de um jato de fluido à alta pressão. De acordo coma modalidade ilustrativa da FIG. IB, a composição derevestimento pode ser previamente incorporada no fluido decorte. Portanto, um reservatório ou tanque de manutenção emseparado não é requerido para o armazenamento e a liberaçãoda composição de revestimento C para os materiais fibrosossendo cortados pelo aparelho de corte com jato de fluido60. Um bocal 64 tendo uma entrada 66 e uma saída 68 está emconexão de fluido com a bomba 62 para a criação do jato defluido à alta pressão. A entrada 66 do bocal 64 recebe ojato de fluido pressurizado J a partir da bomba 62. O jatode fluido pressurizado J é enviado através do encanamentoou conduto de alta pressão 70 que está em conexão de fluidoentre a bomba 62 e o bocal 64. 0 jato de fluido J contendoa combinação de fluido de corte e composição derevestimento é emitido na direção da superfície do materialfibroso através da saída 68 do bocal 64.

O aparelho de corte com jato de fluido também incluium controlador 72 para controle do movimento do bocal 64 emrelação ao material fibroso FM sendo cortado pelo aparelho60. Um tanque de captura 74 está localizado abaixo domaterial fibroso FM sendo cortado. Conforme o jato defluido corta através do material fibroso FM, o jatocontinua para o tanque 75, onde o fluido de corte écoletado. Em certas modalidades, a energia do jato defluido é absorvida pela água W no tanque.

A FIG. 2A mostra uma manta de material fibroso Mposicionada abaixo do bocal 4 0 do aparelho de corte comjato de fluido, antes de o jato de fluido J ser emitido apartir da saída do bocal. A FIG. 2B mostra a manta dematerial fibroso M da FIG. 2A, conforme o jato de fluidopressurizado J é emitido a partir da saída 42 de bocal 4 0 econtatando a manta de material fibroso M ao longo de umpercurso de corte Ρ. A FIG. 2C mostra a manta de materialfibroso M cortada pelo jato de fluido pressurizado Jemitido a partir do bocal 40 através da espessura inteira,desse modo formando duas mantas de material fibrososeparadas FMI, FM2.

Conforme a corrente de jato de fluido J corta atravésda manta de material fibroso M ao longo do percurso decorte P, uma composição de revestimento especificamente, ummaterial de revestimento de polímero, é simultaneamentedepositada em pelo menos uma porção de superfície 50 de FMle uma superfície 52 de FM2. De acordo com certasmodalidades, um revestimento substancialmente uniforme decomposição de revestimento C é depositado ao longo da áreainteira das superfícies 50, 52 de mantas fibrosas FMI, FM2,respectivamente. Após a manta de material fibroso FM tersido dividida em duas mantas separadas FMI, FM2, as duasmantas são secas por meios convencionais de secagem demantas de material fibroso inorgânico. Durante o processode secagem, a composição de revestimento C que é depositadanas superfícies 50, 52 provê um selo para as superfícies deborda expostas de mantas FMI, FM2. A formação dorevestimento de vedação nas superfícies 50, 52 das mantascortadas substancialmente elimina a possibilidade de um pócom particulados embutidos no ar que normalmente estáassociado ao corte em matriz ou à estampagem de materiaisfibrosos inorgânicos.

Também são mostrados dispositivos de tratamento de gásde exaustão que têm uma estrutura de suporte de catalisadorfrágil montada em um alojamento por uma manta de montagemfibrosa cortada pelo processo de corte com jato de fluido.

A manta de montagem pode ser usada para a montagem ou osuporte de qualquer estrutura frágil, tal como umaarmadilha de particulados de diesel ou similar. Umaarmadilha de particulados de diesel inclui uma ou maisestruturas tipo de favo de mel ou tubulares porosas (tendocanais fechados em uma extremidade, contudo), as quais sãomontadas por um material resistente termicamente em umalojamento. O particulado é coletado a partir dos gases deexaustão na estrutura porosa, até ser regenerada por umprocesso de queima de alta temperatura. 0 termo "estruturade suporte de catalisador frágil" tem por finalidadesignificar e incluir estruturas tais como monólitos demetal ou cerâmica ou similares, os quais podem ser denatureza frágil ou frangivel e que se beneficiariam de umelemento de suporte, tal como é descrito aqui. Uma formailustrativa de um dispositivo para o tratamento de gases deexaustão é um conversor catalítico. Um conversor cataliticoinclui um alojamento geralmente tubular. 0 alojamentoinclui uma entrada em uma extremidade e uma saída em suaextremidade oposta. A entrada e a saída são adequadamenteformadas em suas extremidades externas, segundo o que elaspodem ser presas a condutos no sistema de exaustão de ummotor de combustão interna. 0 dispositivo contém umaestrutura de suporte de catalisador frágil, a qual ésuportada e restrita no alojamento pela manta de montagem.

O suporte de catalisador inclui uma pluralidade depassagens permeáveis a gás as quais se estendem axialmentea partir de sua superfície de extremidade de entrada em umaextremidade até sua superfície de extremidade de saída emsua extremidade oposta. 0 suporte de catalisador pode serconstruído a partir de qualquer material adequado de metalou cerâmica refratário de qualquer maneira conhecida econfiguração.

O suporte de catalisador é espaçado do alojamento poruma distância ou um espaço, o qual variará de acordo com otipo e o projeto do dispositivo utilizado, por exemplo, umconversor catalítico ou uma armadilha de particulados dediesel. Esse espaço é preenchido com uma manta de montagempara a provisão de suporte resiliente para o suporte decatalisador. A manta provê isolamento térmico para oambiente externo e suporte mecânico para a estrutura desuporte de catalisador, protegendo a estrutura frágil dechoque mecânico.

EXEMPLOS

Os exemplos ilustrativos a seguir são estabelecidospara uma descrição adicional do aparelho de jato de fluidoe do processo de corte com jato de fluido. Deve ser notadoque o aparelho de jato de fluido e o processo de corte nãodevem ser limitados aos exemplos ilustrativos de maneiraalguma.

Exemplo 1

Uma amostra de manta de material fibroso vendida pelaUnifrax Corporation sob a designação CC-MAX 8 HP foicortada usando-se o aparelho de jato de fluido e oprocesso. A manta fibrosa de CC-MAX 8 HP é uma manta não deexpansão de fibras de aluminossilicato vítreo. Esta mantade fibra é puncionada com agulhas e não contém qualquermaterial aglutinante. A manta de fibra de CC-MAX 8 HP éusada para a montagem de substratos de suporte decatalisador de cerâmica e metálicos em dispositivos detratamento de gás de exaustão automotivos. 0 CC-MAX 8 HP édisposto no espaço entre o alojamento de dispositivo detratamento de gás de exaustão automotivo e o substrato desuporte de catalisador, para a provisão da resistência achoque térmico e mecânico para o substrato de suporte decatalisador.

Uma amostra de 12 por 12 polegadas (3 0,48 χ 30,48 cm)da manta de fibra foi colocada na área de corte do aparelhode corte com jato de fluido. A água de entrada foipressurizada para uma pressão de 60.000 psi (413,68 MPa)para a criação de um jato de água à alta pressão. O bocaldo jato de fluido foi posicionado acima da manta de fibra aser cortada. Um reservatório de manutenção de composição derevestimento contendo um látex acrílico foi posto emcomunicação de fluido com o bocal do aparelho. 0 látexacrílico foi enviado através de um conduto para o bocal doaparelho e foi combinado com a água pressurizada. Uma vezque o bocal estivesse apropriadamente posicionado acima damanta de fibra, o jato de fluido contendo água e o materialde látex foi emitido a partir do bocal do aparelho e foidirigido para a superfície da manta de fibra. O movimentodo jato de fluido foi guiado ao longo de um percurso decorte predeterminado para a produção de pedaçossubstancialmente quadrados de manta de fibra cortada.

Os pedaços de manta de fibra cortada foram removidosdo aparelho de corte com jato de fluido e foram deixadossecar para a remoção de qualquer água absorvida do processode corte. As amostras cortadas e secas de manta de fibraforam analisadas quanto à deposição do revestimento nassuperfícies de borda expostas pelo processo de corte comjato de fluido. Para a análise da quantidade de composiçãode revestimento depositada sobre as superfícies de fibraexpostas pelo processo de corte, o peso da amostra de mantaseca foi primeiramente obtido. A amostra de manta secaentão foi aquecida para uma temperatura de aproximadamente700°C por em torno de 2 horas. A composição de revestimentoorgânica depositada sobre a amostra de manta foi queimadadurante o aquecimento da manta. Seguindo-se ao aquecimentoda amostra de manta, a amostra de manta foi pesadanovamente. A quantidade de revestimento depositado sobre asbordas de superfície expostas da amostra de manta durante oprocesso de corte com jato de fluido foi calculada como adiferença entre o peso da amostra de manta antes doaquecimento e depois do aquecimento da amostra a 700°C por2 horas.

Exemplos 2 a 4

0 efeito de deposição de uma composição derevestimento orgânica sobre as superfícies das bordas desubstratos fibrosos foi analisado.

Cada um dos Exemplos N0 2 a 4 compreendia uma manta dematerial fibroso vendida pela Unifrax Corporation sob adesignação CC-MAX 8 HP. A manta fibrosa de CC-MAX 8 HP éuma manta não de expansão de fibras de aluminossilicatovítreo. Esta manta de fibra é puncionada com agulhas e nãocontém qualquer material aglutinante.

0 Exemplo Comparativo N0 2 foi cortado por um processode corte em matriz, sem uma composição de revestimentoorgânica depositada sobre as superfícies de borda de corte.

0 Exemplo Comparativo N0 3 também foi cortado por umprocesso de corte em matriz. Em uma etapa adicional eseparada, as superfícies de borda de corte da manta fibrosado Exemplo N° C3 foi revestida por aspersão com umacomposição de revestimento orgânica. O Exemplo Nc 4 foicortado pelo processo de corte com jato de fluido, segundoo que uma corrente de fluido pressurizado simultaneamentecortou a manta fibrosa e depositou uma composição derevestimento orgânica sobre as superfícies de borda decorte. A robustez de cada amostra fibrosa cortada foiavaliada. A cada manta fibrosa foi atribuído um número de 1a 5 correspondente ao grau de robustez, com 5 representandoa mais robusta. Os resultados são mostrados na Tabela 1abaixo.

Tabela 1

<table>table see original document page 20</column></row><table>

0 Exemplo Comparativo N0 2 não foi muito robusto. 0Exemplo Comparativo N° 3 tendo um revestimento orgânicorevestido por aspersão sobre as superfícies de borda decorte da manta fibrosa mostrou um aumento na robustezinicial. Contudo, deve ser notado que o revestimentoorgânico aspergido descascou facilmente das superfícies deborda de corte. O Exemplo N° 4 mostrou a melhor robustezdas três amostras fibrosas testadas.

Exemplos 5 a 8

O efeito de deposição de uma composição derevestimento orgânica sobre as superfícies das bordas desubstratos fibrosos na geração de fibras embutidas no arfoi analisado. A geração de fibras embutidas no ar foiavaliada pelo envolvimento de um substrato de suporte decatalisador com uma manta fibrosa. O substrato foienvolvido em um ambiente fechado e as fibras embutidas noar geradas foram coletadas em um meio de filtro demonitoração de ar padrão. As fibras embutidas no arcoletadas no meio de filtro foram medidas seguindo-se ométodo de contagem 7400(b) descrito no NIOSH Manual ofAnalytical Methods.

Os Exemplos N0 C5 e 6 compreenderam uma manta dematerial fibroso vendida pela Unifrax Corporation sob adesignação CC-MAX 8 HP. A manta fibrosa de CC-MAX 8 HP éuma manta não de expansão de fibras de aluminossilicatovítreo. Esta manta de fibra é puncionada com agulhas e nãocontém qualquer material aglutinante.

Os Exemplos N0 C7 e 8 compreenderam uma manta dematerial fibroso vendida pela Unifrax Corporation sob adesignação CC-MAX 4 HP. A manta fibrosa de CC-MAX 4 HP éuma manta não de expansão de fibras de aluminossilicatovítreo. Esta manta de fibra é processada com umaglutinante. As mantas fibrosas dos Exemplos N0 C7 e 8contêm quantidades aproximadamente iguais de aglutinante.As mantas fibrosas de CC-MAX 4 HP também foram providas comuma camada de suporte para aumento da capacidade demanipulação da estrutura de manta.

Os Exemplos Comparativos N0 C5 e C7 foram cortados porum processo de corte em matriz, sem uma composição derevestimento orgânica depositada sobre as superfícies deborda de corte. Os Exemplos N° 6 e 8 foram cortados peloprocesso de corte com jato de fluido, segundo o que acorrente de fluido pressurizado simultaneamente cortou amanta fibrosa e depositou uma composição de revestimentoorgânica sobre as superfícies de borda de corte. A geraçãode fibras embutidas no ar durante o processo de corte foiavaliada. Os resultados são mostrados na Tabela 2 abaixo.

Tabela 2

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Conforme a Tabela 2 mostra, o corte de substratosfibrosos (Exemplos Comparativos N0 C5 e C7) com técnicastradicionais de corte em matriz resulta na geração de umagrande quantidade de fibras embutidas no ar. Em contraste,a manta fibrosa do Exemplo N0 6 cortada pelo processo decorte com jato de fluido no qual um revestimento ésimultaneamente depositado nas superfícies de borda decorte reduz a geração de fibras embutidas no ar para menosde 25% das fibras geradas pelo Exemplo Comparativo N0 C5 decorte em matriz.Não se esperaria que os Exemplos N0 C7 e 8 liberassemfibras, já que eles são de mantas fibrosas processadas comum aglutinante para manutenção das fibras no lugar. Umcorte com jato de fluido da manta fibrosa do Exemplo N0 8,contudo, resultou em uma redução na geração de fibrasembutidas no ar para 33% das fibras embutidas no ar geradaspelo corte em matriz da manta fibrosa do Exemplo N° C7 . Osresultados dos testes de geração de fibras embutidas no arpara os Exemplos N° C7 e 8 demonstram a vantagem dedeposição de um tratamento de borda de um revestimentosobre mantas contendo aglutinante que, de outra forma, nãose esperava que liberassem fibras.

A precisão do processo de corte com jato de fluido foiavaliada pela análise das amostras de manta fibrosa. 100amostras de manta fibrosa compreendendo uma manta vendidapela Unifrax Corporation sob a designação CC-MAX 8 HP foramcortadas usando-se o aparelho e o processo de corte comjato de fluido. As mantas de montagem foram cortadas de umamaneira a proverem uma manta tendo um arranjo de lingüeta efenda de combinação. A largura da lingüeta e da fenda emcada manta fibrosa cortada foi medida. As medições dasmantas fibrosas cortadas indicam que a variação entre alargura de lingüeta e fenda foi de 0,5 mm ou menos. Estesresultados demonstram que o processo de corte com jato defluido provê estruturas de manta fibrosa tendo cortesprecisos e limpos, que são pelo menos tão precisos quantoaqueles obteníveis pelo corte tradicional em matriz demantas fibrosas. Assim sendo, o processo de corte com jatode fluido pode ser usado para a obtenção de cortes precisospara adequação a tolerâncias de aplicação predeterminadas,com o benefício adicional de geração reduzida de fibrasembutidas no ar.

De acordo com os exemplos acima, o processo de cortecom jato de fluido foi usado para o corte de um artigo dematerial fibroso compreendendo fibras de aluminossilicato.Deve ser notado, contudo, que o processo de corte com jatode fluido pode ser usado para o corte de artigos dematerial fibroso contendo qualquer tipo de fibrasinorgânicas, incluindo, sem limitação, fibras de alumina,fibras de alumina-sílica-magnésia, fibras de cálcia-magnésia-sílica, fibras de magnésia-sílica, fibras decálcia-alumina, fibras de vidro E, fibras de vidro S,fibras de lã mineral, misturas das mesmas e similares.

O processo também pode ser utilizado parasimultaneamente cortar um artigo de material fibroso edepositar um agente ou material desejado, outro além de umrevestimento de selagem, em pelo menos uma porção do artigode material fibroso sendo cortado pela corrente de jato defluido. A título de ilustração, e não de limitação, ummaterial tal como um colorante ou corante pode ser incluídona corrente de jato de fluido e simultaneamente depositadoem uma porção de um artigo de material fibroso, conforme oartigo for cortado pela corrente de jato de fluido. Deacordo com outras modalidades, um adesivo pode serdepositado sobre as superfícies de borda de corte peloprocesso de corte com jato de fluido. A incorporação de umcolorante ou corante permitirá a identificação subseqüentedo artigo de material fibroso.

Embora o processo de corte com jato de fluido tenhasido descrito acima em relação a certas modalidadesilustrativas, é para ser entendido que outras modalidadessimilares podem ser usadas ou modificações e adições podemser feitas nas modalidades descritas para a realização damesma função do processo, sem se desviar dali. Ainda, todasas modalidades mostradas não estão necessariamente naalternativa, já que várias modalidades podem ser combinadaspara a provisão das características desejadas. Variaçõespodem ser feitas por alguém tendo conhecimento comum natécnica, sem se desviar do conceito inventivo e do escopoda invenção. Portanto, o processo não deve estar limitado aqualquer modalidade única, mas, ao invés disso, construídona amplitude e no escopo de acordo com a recitação dasreivindicações em anexo.

Claims

1. Dispositivo de tratamento de gás de exaustão,caracterizado pelo fato de compreender: um alojamento; umaestrutura de suporte de catalisador frágil montada de formaresiliente dentro do referido alojamento; e uma manta demontagem fibrosa inorgânica cortada com jato de fluidodisposta em um espaço entre o referido alojamento e areferida estrutura de suporte de catalisador frágil paramanutenção de forma resiliente da referida estrutura desuporte de catalisador frágil dentro do referidoalojamento.

2. Dispositivo de tratamento de gás de exaustão, deacordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de umagente desejado ser depositado sobre pelo menos uma porçãoda referida manta fibrosa inorgânica cortada com jato defluido.

3. Dispositivo de tratamento de gás de exaustão, deacordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato doreferido agente desejado ser selecionado a partir do grupoque consiste em um revestimento, um colorante, um corante,uma tinta, um adesivo ou combinações dos mesmos.

4. Dispositivo de tratamento de gás de exaustão, deacordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato doreferido agente desejado ser um revestimento.

5. Dispositivo de tratamento de gás de exaustão, deacordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato doreferido revestimento ser depositado sobre pelo menos umaporção de superfícies de borda de corte com jato de fluidoda referida manta fibrosa inorgânica.

6. Dispositivo de tratamento de gás de exaustão, deacordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato dareferida composição de revestimento compreender um materialde polímero orgânico.

7. Dispositivo de tratamento de gás de exaustão, deacordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato dareferida composição de revestimento compreender um materialde polímero selecionado a partir do grupo que consiste empolímeros acrílicos, polímeros metacrílicos, álcoolpolivinílico, polímeros de amido, polímeros de uretana,polímeros de acetato de vinila e um material de látex.

8. Dispositivo de tratamento de gás de exaustão, deacordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato dareferida composição de revestimento compreender um látexacrílico.

9. Dispositivo de tratamento de gás de exaustão, deacordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato doreferido revestimento ser depositado como uma camadasubstancialmente uniforme sobre pelo menos uma porção dasuperfície de manta fibrosa inorgânica de jato de fluido.

10. Dispositivo de tratamento de gás de exaustão, deacordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato dareferida composição de revestimento ser curada.

11. Dispositivo de tratamento de gás de exaustão, deacordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato doreferido dispositivo de tratamento de gás de exaustãocompreender um conversor catalítico.

12. Dispositivo de tratamento de gás de exaustão, deacordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato doreferido dispositivo de tratamento de gás de exaustãocompreender uma armadilha de particulados de diesel.