CN101053973A - 涂料设备和涂覆缺陷检测设备 - Google Patents

Abstract

本发明所要解决的问题是提供一种装置，用于使得处理过程中容器中的陶瓷浆的厚度均衡，从而形成蜂窝状结构的填塞部分。该解决方案提供一种涂料设备(1)，该设备包括平底的盘形容器(2)、将浆料(31)涂覆于容器(2)的底部(21)上的定量非搏动泵(3)、用于在容器(2)底部(21)的中心(22)和周边(23)之间相对移动泵(3)的出料口的出料口移动装置，和用于以底部(21)的中心(22)为旋转轴来旋转容器(2)的用于涂覆的容器旋转装置。

Description

涂料设备和涂覆缺陷检测设备

技术领域

本发明涉及一种给有平底的容器涂覆一定厚度的浆料而不产生气泡的设备，以及用于检测涂覆有无缺陷的设备，例如气泡、未涂覆区、或者类似缺陷。

背景技术

在柴油发动机或类似物排出的废气中有大量的由煤烟(炭黑烟)和类似物组成的颗粒材料(精细的粒子状材料，PM)。由于这种PM排出到大气中会带来环境污染，所以在柴油发动机的排气系统安装过滤器来捕获PM。在很多情况下(例如，专利文献1)都是使用填塞蜂窝状结构作为过滤器。

填塞蜂窝状结构包括具有许多隔室的蜂窝状结构，这些隔室被多孔的隔壁沿轴向分隔穿透，其中一个隔室的端部在一个端面上是被填塞的，另一端面上其余隔室的端部也是被填塞的。废气(处理气)从在填塞蜂窝状结构的入口侧的端面上没有被填塞、在填塞蜂窝状结构的出口侧的端面上被填塞的隔室流入，并穿过多孔的隔壁。然后，它流动到在填塞蜂窝状结构的入口侧的端面上被填塞、而在填塞蜂窝状结构的出口侧的端面上没有被填塞的隔室，并被排出。可选择的，此时，隔壁成了过滤层，废气中的PM因此而被捕获。

[专利文献1]JP-A-2001-269585

这种填塞蜂窝状结构有如下所述的关于填塞部分(填塞隔室的部分)的老问题。问题之一是由于填塞部分的存在，会增加过滤器的压力损耗。尤其是当填塞部分在隔室的长度方向上填塞较深时，在那个位置过滤器的过滤面积就减少了。这样，当等量的处理气通过隔室时，过滤器的压力损耗就增加了。

关于填塞部分的另一个问题是在填塞部分有非意愿的小孔和缝隙的出现，或者在制造过程中由于更小的气泡被穿透的情况出现而引起处理能力的下降。这种蜂窝状结构不能被装运，因为不能让废气通过多孔的隔壁泄漏，这样将使过滤器的过滤性能下降。因此，在装运之前，填充烟来进行泄漏检测之后，发现了泄漏的蜂窝状结构将从产品中除去。

这种降低处理能力的问题与上述第一个问题相关联。也就是说，在烧制之前(还不是烧结的蜂窝状结构)的成形蜂窝体中，烧制时，值得考虑的是，作为填塞蜂窝状结构的两个端面中的填塞部分和非填塞部分之间的收缩率的不同的结果，在成形蜂窝体中可能会出现缝隙。当填塞部分在隔室的长度方向填塞较深时，在成形蜂窝体上那个位置处，有填塞材料填塞的部分(填塞部分)和没有填塞材料填塞的部分(非填塞部分)之间的收缩率的不同较大。因此，很容易出现缝隙。

发明内容

本发明是考虑了上述现有技术而做出的。本发明最终目的是提供一种用于制造填塞蜂窝状结构的手段，该蜂窝状结构具有低压力损耗，并能提高处理能力。作为研究的结果，申请人已经发现重要的是要控制被用作填塞材料的陶瓷浆的厚度，并检测在形成蜂窝状结构的填塞部分的过程中所残留的气泡，为了解决上述问题，可以通过下面的内容来实施蜂窝状结构的填塞部分的形成过程：例如，将不被填塞的隔室被施加了掩膜的蜂窝状结构的端面浸入贮存于容器中的陶瓷浆里，这样只有待填塞的隔室才被陶瓷浆填充，然后，将端面烘干并烧制。因此，本发明的直接目的是提供一种检测手段，这样气泡才不会被混入陶瓷浆中，而且也可以在形成蜂窝状结构的填塞部分的过程中，均一地控制容器中的陶瓷浆的厚度。作为进一步研究的结果，这些目的是通过下面所描述的装置来实现的，而且它将被进一步建立来解决最终问题。

也就是，首先，根据本发明，提供一种涂料设备，它包括平底的盘形容器、将浆料排出到容器底部的出料装置、旋转容器的用于涂覆的容器旋转装置，和测量出料装置排出的浆料厚度的位移流量计。

例如，作为出料装置，可以使用定量非搏动泵，它能够定量出料，而且没有搏动。

在本发明的涂料设备中，最好进一步包括位移流量计移动装置来移动位移流量计。

在本发明的涂料设备中，最好进一步包括控制装置A，用于根据位移流量计测量出来的浆料厚度数据并输入该厚度，调节出料装置的浆料排量和用于涂覆的容器旋转装置的旋转速率中的至少一个。

在本发明的涂料设备中，最好进一步包括出料口移动装置，用于使出料装置的出料口位置在容器底部的中心和周边之间做相对位移。

底部的中心是指组成底部的平面图的中心。出料口移动装置是相对移动的装置，可以通过移动容器使装置的出料口的出料位置从容器底部的中心移动到周边，但是在本发明的涂料设备中，出料口移动装置最好是移动出料装置的装置。

在本发明的涂料设备中，当它包括出料口移动装置时，最好是进一步包括控制装置B，用于根据位移流量计测量出来的浆料厚度数据并输入该厚度，调节用于出料口移动装置的移动速度。

当控制装置A包括出料口移动装置时，控制装置A可以和这个控制装置B组合在一起。当在本说明书中仅仅说到控制装置时，是同时指控制装置A和控制装置B。

在本发明的涂料设备中，位移流量计最好是激光位移流量计。原因是可以测量分辨率和宽泛的材料对象。只要位移流量计是非接触型的器材，就可以用。可以使用比如涡电流型的、超声波型的、LED型的、或类似类型的位移流量计作为不同的器材。

下面，根据本发明，提供一种给平底的盘形容容器底部涂料的方法，其中该方法包括：在旋转容器时使用出料装置将浆料排出到容器底部，同时测量排出浆料的厚度；根据测量出来的浆料厚度调节浆料排量和容器的旋转速率中的至少一个。

在本发明的涂料方法中，在容器底部的中心和周边之间相对移动出料装置的出料口的位置时，最好根据测量到的浆料厚度来调节出料口的移动速率。

下面，根据本发明，提供一种制造填塞蜂窝状结构的方法(称之为本发明的第一制造方法)，该方法包括一个处理过程，具体包括：制造具有多个隔室的成形蜂窝体，这些隔室被多孔的隔壁分隔开，沿轴向穿透蜂窝体；使用薄膜给众多隔室中的不被填塞的隔室施加掩膜，在成形蜂窝体的端面上这些隔室是开口的；通过使用上述方法中的任意一种涂料方法来给平底的盘形容器涂覆浆料，其中所述的上述方法使用了由陶瓷材料组成的浆料；将不被填塞的隔室已被遮盖起来的成形蜂窝体的端面浸入涂覆在容器中浆料中从而填塞了由陶瓷材料组成的浆料之后，烧制成形蜂窝体。

下面，根据本发明，提供一种涂覆缺陷检测设备，它包括：平底的盘形容器，浆液被涂覆到它的底部；照相机，位于容器底部的上方，用于给底部涂覆的浆液取像；上照灯，位于大概容器底部的上方，用于从上方照射涂覆到底部的浆料。

在本发明的涂覆缺陷检测设备中，最好进一步包括照相机位置移动装置，用于使照相机的位置在容器底部的中心和周边之间相对移动。

照相机位置移动装置可以通过移动照相机或者容器来使照相机的位置在容器底部的中心和周边之间相对移动，但是最好是移动照相机。

在本发明的涂覆缺陷检测设备中，最好进一步包括上照灯位置移动装置，用于使上照灯的位置在容器底部的中心和周边之间相对移动。

上照灯位置移动装置可以通过移动照相机或者容器来使上照灯的位置在容器底部的中心和周边之间相对移动，但是最好是移动上照灯。可选择的，可以使用激光行传感器作照相机和灯的替代品。

在本发明的涂覆缺陷检测设备中，最好进一步包括侧照灯，位于容器底部的侧面，用于从侧面照射施于底部的浆料。

在本发明的涂覆缺陷检测设备中，最好进一步包括侧照灯位置移动装置，用于沿容器的周边(侧面)相对移动侧照灯的位置。

侧照灯位置移动装置可以通过移动侧照灯或者容器来沿容器的周边(侧面)相对移动侧照灯的位置，但是最好是移动侧照灯。

在本发明的涂覆缺陷检测设备中，最好进一步包括用于检测的容器旋转装置，用于以底部的中心为旋转轴来旋转容器。可选择的，最好是安装振动装置来给容器增加振动。这是因为通过振动容器可以很容易地使排出到容器上的浆料在容器中达到均衡分布。

在使用本发明的涂覆缺陷检测设备的时候，当照相机被移动或不被移动时，或者当侧照灯被移动或不被移动时，在每种情况下，最好都是使用用于检测的容器旋转装置来旋转容器。

下面，根据本发明，提供一种检测给平底的盘形容器的底部涂覆浆料的涂覆缺陷的方法，其中，该方法是用于检测涂覆缺陷的方法，它包括：从容器底部的上面和侧面照射涂覆到容器底部的浆料；通过使用照相机从容器底部的上部取像来检测涂覆缺陷。

下面，根据本发明，提供一种制造填塞蜂窝状结构的方法(称之为本发明的第二制造方法)，该方法包括一个处理过程，具体包括：制造具有多个隔室的成形蜂窝体，这些隔室被多孔的隔壁分隔开，沿轴向穿透蜂窝体；使用薄膜给众多隔室中的不被填塞的隔室施加掩膜，在成形蜂窝体的端面上这些隔室是开口的；通过使用由陶瓷材料组成的浆料来给平底的盘形容器涂覆浆料；通过上述用于检测涂覆缺陷的方法来检测涂覆到容器底部的涂覆缺陷；当在涂覆到容器的浆液中没有发现缺陷时，将不被填塞的隔室已被遮盖起来的成形蜂窝体的端面浸入涂覆在容器中浆料中从而填塞了由陶瓷材料组成的浆料之后，烧制成形蜂窝体。补充一下，在下文中，当仅仅说到本发明的用于制造填塞蜂窝状结构的方法时是同时指本发明的第一制造方法和第二制造方法。

而且，在本说明书中，由于成形蜂窝体的圆周壁(表面)部分需要密封，所以容器被表示为盘形，但是底部(容器的)是平的，周边部分(容器的)是竖立的。这样，可以说考虑到这个实施例，它是类似浅盘的形状。容器的平面的形状(组成底部的平面图的形状)可以根据工件而定，以圆形、椭圆形或类似形状为例。

由于本发明的涂料设备包括出料装置、用于涂覆的容器旋转装置和位移流量计，所以，浆液可以被排出到容器底部的中心，容器可以以容器底部中心为旋转轴来旋转，由于离心力，浆液可以成层伸展开，而且可以使用位移流量计来测量成层伸展开的浆液的厚度以检测和确认。使用本发明的涂料方法，可以提供相同效果。可以通过包括多个位移流量计或移动一个位移流量计来扫描浆液的厚度。由于在优选实施例中本发明的涂料设备进一步包括位移流量计移动装置，所以可以使用一个位移流量计测量成层伸展开的浆料的任一位置处的浆料厚度。

在优选实施例中，本发明的涂料设备进一步包括控制装置A，它可以在涂覆浆料的同时，根据位移流量计测量出来的浆料厚度，调节泵(出料装置)的排量和用于涂覆的容器旋转装置的旋转速率中的至少一个。例如，容器可以根据浆料的粘度按照一定速率旋转，这样就可以生成使浆料平整的最佳离心力。因此，本发明的涂料设备的上述效果能够涂覆浆料，使浆料涂成统一厚度、没有波纹的平整层面，可以以更高水平更完全地展示。

由于在优选实施例中本发明的涂料设备进一步包括出料口移动装置，它可以按如下方法将浆料排出到容器底部：例如使用定量非搏动泵作为出料装置；例如以底部中心作为旋转轴旋转容器时，泵的出料口的位置从容器底部中心相对移动到周边。而且，当包括控制装置B时，出料时可以调节移出料口移动装置的移动速率。因此，本发明的涂料设备的上述效果能够涂覆浆料，使浆料涂成统一厚度、没有波纹的平整层面，可以以更高水平更完全地展示。

本发明的涂覆缺陷检测设备包括：照相机，位于被涂覆浆料的容器底部上方，用于给浆料取像；上照灯，用于从其上面照射浆料。因此，可以完全发现由上照灯引起的浆料(作为一种材料)和容器(作为一种材料)之间的颜色差异。而且，使用本发明的涂覆缺陷检测方法，可以得到相同效果。

本发明的涂覆缺陷检测设备具有侧照灯，位于被涂覆浆料的容器的侧面，用于从侧面照射浆料。这样，使用图像处理可以很容易的发现浆料(材料)中的气泡的阴影，可以完全发现存在于浆料中的气泡。

由于本发明的填塞蜂窝状结构的制造方法使用了本发明中的涂料方法和/或涂覆缺陷检测方法来用陶瓷材料组成的浆液填塞蜂窝状结构的隔室，所以使填塞部分变得更薄、在隔室的长度方向上厚度统一是可能的。因此，使用填塞蜂窝状结构的制造方法获得的填塞蜂窝状结构可能会有更小的压力损耗。

本发明的填塞蜂窝状结构的制造方法(本发明的第二制造方法)可以制造填塞蜂窝状结构，使得气泡不会混合入它的填塞部分。这样，可以提升处理能力，生产力也会提高。可选择的，由于使用本发明的涂覆缺陷检测方法就不需要使用有缺陷的浆液，所以蜂窝状结构就不会被作废处理。从这个观点来看，可以说本发明的填塞蜂窝状结构的制造方法是对处理能力和提高生产力有贡献的手段。

附图说明

图1是图示本发明的涂料设备的一个实施例的透视图。

图2是图示本发明的涂料设备的一个实施例的截面图。

图3是图示本发明的涂覆缺陷检测设备的一个实施例的顶视图。

图4是图示本发明的涂覆缺陷检测设备的一个实施例的截面图。

图5是图示本发明的填塞蜂窝状结构的制造方法的一个实施例的图，也是图示本发明的成形蜂窝体的示例的透视图。

图6是图示本发明的填塞蜂窝状结构的制造方法的一个实施例的图，也是图示本发明的成形蜂窝体的端面的平面图。

图7是图示本发明的填塞蜂窝状结构的制造方法的一个实施例的图，也是图示成形蜂窝体的端面浸入被涂覆的容器中的浆料的状态的截面图。

图8是图示本发明的填塞蜂窝状结构的制造方法的一个实施例的图，也是图示本发明的填塞蜂窝状结构的一个示例的透视图。

图9是图示本发明的填塞蜂窝状结构的制造方法的一个实施例的图，也是图示图8中AA部分的截面图。

图10是本发明的涂覆缺陷检测设备的截面图，(a)是图示气泡靠近侧光没有被侧光照射的状态的图，(b)是图示气泡移动远离侧光被侧光照射的状态的图。

图11是涂料设备的截面图，用于解释本发明的涂料方法的一个实施例，(a)是图示刚刚排出浆料的状态的图，(b)是图示浆料变得平整的状态的图。

图12是图示本发明的涂覆缺陷检测设备的另一个实施例的截面图。

(附图标记的名称)

1：涂料设备；2：容器；3：泵；4：载物台；5，5a，5b：位移流量计；6：照相机；7：上照灯；8：侧照灯；10：涂覆缺陷检测设备；21：底部(容器的)；22：中心(容器底的)；23：周边(容器的)；24：未涂覆区；25，25a：气泡；31：浆料；51：成形蜂窝体；52：隔壁；53：隔室；54：外壁；60：激光行传感器；81：填塞蜂窝状结构。

具体实施方式

下面参照附图详细描述本发明的实施例。但是，本发明并不局限于这些实施例，只要没有背离本发明，可以基于这些技术给出任何变化、修改、改进和代替。例如，附图图示了本发明的最佳实施例，但是本发明并不局限于这些实施例或者图示于附图中的信息。当本发明被实施或检查时，相似手段或等同本记载的一个手段都可以实施，但是最佳手段将在下面描述。

首先解释本发明的涂料设备。本发明的涂料设备是能够给平底的容器涂覆一定厚度的浆料而不产生气泡的设备。图1和2图示了本发明的涂料设备的一个实施例的图，图1是透视图，图2是截面图。

图示于图1和2中的涂料设备1包括：盘形容器2，其底部21是平的；定量非搏动泵3，它是浆料排出装置，用于排出浆料3 1到容器2底部21；位移流量计移动装置(未图示)；和用于涂覆的容器旋转装置。

当陶瓷材料作为浆料31时，容器2最好用金属材料比如铝或类似物制作。因为这样用光照射时与浆料31的区别比较明显。

最好使用螺旋泵(Mohno pump)作为浆料排出装置泵3。螺旋泵是一个旋转容量型的中轴偏心螺旋泵，它具有转子和静子，在它们之间密封形成一个连续的螺旋空间，其中浆料可以以定量排出，而没有执行往复运动带来的搏动，只是在静子中转动转子。这是用于涂料设备1的最佳泵，因为浆料能够再度排出，而已经排出的应用状态被很好的保持。

螺旋泵的描述根据要被处理的浆料的性质而定。当用陶瓷材料作浆料31来实施蜂窝状结构的填塞时，浆料31的粘度大约是50-1000(泊)，特定的重力大约是1.5-2.0g/cm³。在这种情况下，对于螺旋泵，最好使用排出率在0.5-60cc/sec的。

用于涂覆的容器旋转装置是用底部21的中心22作为旋转轴使容器2一方向、例如图1所示的箭头S5旋转的装置。旋转马达(未图示)安装在固定在容器2上的载物台4上，载物台4是旋转的，由此可以实现用于涂覆的容器旋转装置。旋转马达可以直接安装在容器2中。假设使用陶瓷材料作为浆料31，容器最好以0.1-300rpm的速度旋转，从而填塞蜂窝状结构。可替换的，最好安装振动设备来给容器2增加振动，未图示在图中。这是因为振动容器2可以使排出到容器2中的浆料容易在容器2中均衡分布。

出料口移动装置是使泵3的出料口位置从容器2的底部21的中心22移动到周边23装置，例如，以图1和2中箭头S1的方向。泵3被安装在由LM导向(线性位移导向装置)(未图示)组成的XY位移(两个方向位移)导向装置上，由此可以实现出料口移动装置。也可以将泵3设置为固定的，XY位移(两个方向位移)导向装置排列在载物台4和旋转马达上，这样在旋转载物台4时就执行了线性位移，泵3的出料口的位置就从容器2的底部21的中心位移到了周边23。出料口移动装置并不受限，但是假设使用陶瓷材料作为浆料31，为了填塞蜂窝状结构，最好是泵3的出料口的位置以大约1-50mm/sec的速率位移。

涂料设备1包括位移流量计5，用于测量从泵3中排出到容器2的底部21上的浆料31的厚度。例如，可以使用激光位移流量计作为这种位移流量计5。位移流量计5的混凝土规范中说明，其中一种光源是红色半导体激光(波长650nm，输出4.8mW)，分辨率是0.2μm，测量范围是80±15mm。

在涂料设备1中，位移流量计5通过位移流量计移动装置(未图示)向图1和2中箭头S2的方向移动，移动到通过出料口移动装置从容器的底部中心位移到周边的泵3的出料口的位置。位移流量计5安装在由LM导向(线性位移导向装置)(未图示)组成的XY位移(两个方向位移)导向装置上，由此可以实现位移流量计移动装置。

涂料设备1(未图示)具有控制装置，其中可以根据浆料31的厚度数据调节泵3的浆料31的排出量、用于涂覆的容器旋转装置的旋转速率(载物台4的旋转速率)和出料口移动装置的移动速率中的至少一个。该控制装置可以由具有入口和出口功能的程控装置或者工业用计算机组成。

下面解释本发明的涂覆缺陷检测设备。本发明的用于涂覆缺陷检测设备是在涂料过程中能够精确地检测涂覆缺陷，例如气泡、未涂覆区，或其他类似缺陷的设备。图3和4是图示本发明的涂覆缺陷检测设备的一个实施例的图。图3是顶视图(平面图)，图4是截面图。

图示于图3和4中的涂覆缺陷检测设备10包括：盘形容器2，它的底部21是平的，浆料31涂覆到底部21上；照相机6，它设置在容器2的底部21上，用于拍摄涂覆到底部21上的浆料31；环形上照灯7，例如，环绕照相机6设置，大约位于容器2的底部21之上，用来从上面照射涂覆到底部21上的浆料31；两个侧照灯8，例如，位于容器2的底部21的侧面，用于从侧面照射涂覆到底部21上的浆料31。由于要检测大约φ1mm的气泡25或者大约1mm的未涂覆区24，照相机6要使用彩色CCD系统中，例如具有2000000象素或更高分辨率的那种。此外，图3中忽略了浆液31，没有画出。可选择的，气泡25的大部分存在于浆液31的表面上，并呈球形突起。

涂覆缺陷检测设备10包括用于检测的容器旋转装置，它以容器2底部21的中心22作为旋转轴转，例如沿着图3中的箭头S7旋转容器。可选择的，涂覆缺陷检测设备还包括照相机位置移动装置，用于将照相机6从容器2底部21的中心22移动到周边23，例如沿着图3中的箭头S4的方向。而且，涂覆缺陷检测设备还包括上照灯位置移动装置，用于将上照灯7从容器2底部21的中心22移动到周边23，例如沿着图3中的箭头S6的方向。可选择的，涂覆缺陷检测设备还包括侧照灯位置移动装置，用于使侧照灯8按照图3中箭头S3的方向沿着容器2的周边23移动。侧照灯位置移动装置可以围绕圆形容器2移动。

而且，涂覆缺陷检测设备10包括所有装置，但是用于检测的容器旋转装置、照相机位置移动装置、上照灯位置移动装置和侧照灯位置移动装置都不是本发明涂覆缺陷检测设备的实质性结构单元，这些装置可以选择性的组合。例如，本发明的涂覆缺陷检测设备还可能只用用于检测的容器旋转装置来固定照相机、上照灯和侧照灯，只有该容器是旋转的，由此来检测涂覆缺陷。可选择的，可以用激光行传感器作为照相机和灯的替代品。激光行传感器可以使用可买到的一种，例如KEYENCE LJ-G030,080200，或类似物。尤其是，如图12所示，激光行传感器60设置在容器底部的上方，涂覆缺陷可以通过对涂覆在底部21上的浆料31实施激光照射来检测。而且，激光行传感器60和泵3一起移动。

用于检测的容器旋转装置可以通过在固定于容器2上的载物台4上安装旋转马达来旋转载物台4而实现。旋转马达可以直接安装在容器2上。假设用陶瓷材料作为浆料31，为了填塞蜂窝状结构，最好容器2以大约0.1-300rpm的速度旋转。

照相机位置移动装置、上照灯位置移动装置和侧照灯位置移动装置可以通过例如将照相机6、上照灯7和侧照灯分别安装到由LM导向(线性位移导向装置)组成的XY位移(两个方向位移)导向装置上来实现。照相机6和上照灯7的位置也可以跟随相关移动而实现；放置有容器2的载物台4安装到XY位移(两个方向位移)导向装置上而移动。但是，由于最好照相机6和上照灯7和侧照灯8之间的位置关系是可调的，所以要使用可以分别移动照相机6、上照灯7和侧照灯8的装置。

上照灯7和侧照灯8依赖于所使用的浆液的属性、颜色，或类似物，但是最好用最大光照度为260000-600000lux的、色温度为3000-3100K的那种。可选择的，两个侧照灯8的宽度W最好是圆形容器2的直径D的1/2或更多。因为容器的至少1/4或更多要被照射。例如，假设使用蜂窝状结构的填塞检测，容器2的内直径D是大约110-410mm，因为蜂窝状结构的直径通常大约是100-400mm。因此，最好侧照灯8的宽度是50-200mm或更多。

下面首先解释本发明的填塞的蜂窝状结构的制造方法，以使用上述的涂料设备1和涂覆缺陷检测设备10的情形作为示例。然后，通过上述方法解释本发明的涂料方法和涂覆缺陷检测方法。此外，至于整个过程而不是填塞过程，是指与专利文献1相结合的下面的解释。

附图8和9是图示了将填塞的蜂窝状结构的一个示例作为产品对象的图。图8是它的透视图，图9是图8中AA部分的截面图。填塞蜂窝状结构81是具有多个隔室53的蜂窝状结构，隔室用多孔的隔壁52分隔开，沿轴向穿透蜂窝状结构，外壁54的内面近似管状，其中，填塞部分56a形成于位于蜂窝状结构的一个端面上的隔室53的一个端部，从而将隔室53塞住，而且，填塞部分56b形成于位于蜂窝状结构的另一端面上的其余隔室53的另一端部。

为了制造这个填塞蜂窝状结构81，首先准备一个成形蜂窝体(未烧结体)然后进行烧结，除了没有形成填塞部分之外，该蜂窝体与填塞蜂窝状结构81的形状相同。然后，成形蜂窝体的两个端面都被切割处理，从而得到预定的长度。

图5是图示了成形蜂窝体在端面被切割并排列好的一个示例的透视图。如图5所示的成形蜂窝体51具有多个隔室53，隔室用多孔的隔壁52分隔开，沿轴向穿透蜂窝状结构，外壁54的内面近似管状。为了得到成形蜂窝体51，使用多孔材料作为成形用材料，将多孔材料和水、粘结剂、附加物一起搅拌，从而得到粘土。然后，可以把制得的粘土做成蜂窝形。

陶瓷材料，比如堇青石成形材料、铝硅系耐蚀合金、莫来石、硅酸铝钾、铝钛酸盐、钛酸盐、氧化锆、氮化硅、铝化硅、金刚砂、或类似物，可以用作多孔材料。可以使用其中的一种也可以它们的混合物。形成粘土的处理可以使用例如冲压成型方法、注入成型方法、挤压成型方法、在形成一个圆柱之后再穿通孔的方法，或其它类似方法来实施。如果采用冲压成型方法，可以使用真空螺旋钻孔机、滑枕式挤压机、或类似物来实现。烘干手段不受限制，但是最好使用微波烘干和热气烘干相结合的方法或者高频烘干和热气烘干相结合的方法来烘干。

可选择的，使用填塞材料填塞最终成形蜂窝体51的两个端面上的预定隔室53，从而形成填塞部分56a、56b。在组成填塞部分56a、56b的填塞材料被烘干之后，烧结整个烘干的蜂窝体即可得到填塞蜂窝状结构81(参看图8)。

用于填塞隔室53的填塞材料最好使用预先准备好的由陶瓷材料作为主要成分的浆料，这样烧制收缩率就会成为与成形蜂窝体51的收缩率相关的预定收缩率。组成这种填塞材料的位置并不总是与成形蜂窝体51的成形材料一样，但是最好是与成形材料的材料一样，从而使烧结收缩率一致。浆料是将陶瓷材料和水、粘结剂、分散剂、和类似物一起搅拌成大约200dPa’s的粘度而得到的。

填塞成形蜂窝体51的预定隔室53可以按照如下步骤执行：用薄膜贴住众多隔室53中那些将不被填塞的隔室53，形成一个掩膜；使用本发明的用上述浆料(填塞材料)来涂料的方法给盘形容器的底部涂料，所述底部是平的；通过本发明的涂料缺陷检测方法来检测涂覆缺陷；确认对容器的涂覆没有缺陷之后，将成形蜂窝体51浸入浆料中(参见图7)，该蜂窝体51中只有那些不被填塞隔室53被遮盖住。图7是图示成形蜂窝体51的端面被浸入涂覆在容器2上的浆料31中的状态的截面图。

贴薄膜形成遮罩可以通过如下方法实现。可以使用例如聚酯做的薄膜。在薄膜的一面上施加带粘性的媒介物，并将薄膜粘贴到成形蜂窝体51上。然后，使用激光设备对粘贴了薄膜的成形蜂窝体51上与不被填塞隔室53相关的部分打孔。图6是图示已经遮盖后的成形蜂窝体51的端面的平面图。在图6所示的示例中，贴了薄膜的遮盖部分55用花纹图来显示。

涂覆到容器底部的浆液通过如下步骤来实施：使用图1和2中所示的涂料设备1；使用出料口移动装置将泵3的出料口的位置从容器2底部21的中心22相对移动到周边23；当使用用于涂覆的容器旋转装置来以底部21的中心22作为旋转轴旋转容器2时，浆液31排出到容器2的底部21。这时，最好使用位移流量计5测量排出到容器2底部21的多个位置上的浆液31的厚度，其中位移流量计5通过位移流量计移动装置来移动，泵3的浆液31的出料量、容器2的旋转速率和泵3的出料速率中的至少一个是可调的，在每个被测位置处根据浆液31的厚度来给容器2的底部21涂覆涂料31。浆液31的厚度最好是大约0.5-5mm。

而且，涂料设备1包括位移流量计移动装置和出料口移动装置，但是本发明的涂料设备不是把这些装置作为实质性组成单元包含在内的。也可以使用不具备这些装置的涂料设备(或者甚至是不使用涂料设备1中的位移流量计移动装置和出料口移动装置)来涂覆浆液，也能使浆液的厚度均衡。图11是涂料设备的截面图，它图示了使用不包括位移流量计移动装置和出料口移动装置的涂料设备(或者是假设不使用位移流量计移动装置和出料口移动装置)所涂覆的浆液的状态。图11(a)图示了浆料刚刚排出的状态，图11(b)图示了浆料变平整的状态。这种情况下，在开始时，以容器2底部21的中心22作为目的地将浆料31从泵3的出料口排出(参看图11(a))。然后，以容器2底部21的中心22作为旋转轴来旋转容器2(如图11(b)所示的箭头S5)，由于离心力浆液31散开成层状(参看图11(b))。同时，例如通过两个位移流量计5a、5b检测浆液31的两个不同位置处的浆液31的厚度。可选择的，如果需要，可以根据在两个不同位置处测量到的浆液31的厚度，调整泵3的浆液31的出料量和容器2的旋转速率中的至少一个，浆液31被涂覆到容器2的底部21。

使用图3和4中所示的涂覆缺陷检测设备来执行附图缺陷的检测，从容器2底部21的上面和侧面照射涂覆在容器2底部21上的浆液31，通过照相机6从容器2底部21的上方拍摄的图像来辨认是否有未涂覆区24或者气泡25。借助于上照灯7，通过图像处理可以很容易的发现浆液31和容器2之间的每种材料的色彩差异，这样可以彻底发现浆液31的未涂覆区24(参见图4)。另一方面，使用上照灯7不是总能发现气泡25，因为使用上照灯7很难生成阴影。但是，借助于侧照灯8，通过图像处理可以很容易的发现浆液31的气泡25的阴影。需要注意的是虽然侧照灯是一种照射装置，从浆液31的侧面展示出气泡25的阴影，但是通过这种方法，侧照灯8并不能照到靠近侧照灯8的气泡，因为容器2的周边23成为了障碍，所以可能会有漏检区。图10(a)、(b)是图示状态的图，它们是涂覆检测设备的截面图。图10(a)图示了由于容器2的周边23的阻碍使得靠近侧照灯8的气泡25a没有被侧照灯8照到的状态。为了解决这个问题，在检测时可以使用用于检测的容器旋转装置来使容器2旋转。当容器2被旋转时，靠近侧照灯8的气泡25a被移动而远离侧照灯8，因而就被照到了。图10(b)图示了因移动而远离侧照灯8的气泡25a被侧照灯28照到的状态。而且，可以将侧照灯8作为气泡的特殊检测装置，从而提供一种检测方法，例如，通过将侧照灯8固定在图3所示的位置处，(它不移动)，主要照射容器2底部21的全部区域的1/4来检测，将容器2旋转1/4周，检测之后停下来，并重复这个过程，然后容器被旋转一圈后停止。当气泡转圈时，气泡在任何一个能够产生阴影的位置被侧照灯8照到，这样检测就不会有遗漏。

填塞之后，可以执行烘干，烘干大约5分钟，在给成形蜂窝体51填塞之后的被浆液填充的一侧的端面上，例如将其暴露于120℃的热气中，例如使用热气鼓风机、加热板、远红外线烘干机、或者类似物。

可以通过适当地选择升温的速度和制冷的速度来执行已经填塞的成形蜂窝体51的烧制，例如，可以使用例如槽形的单个烘干炉或连续加热炉、或其他类似物。如上所述，即可制造出图8和9所示的填塞蜂窝状结构81。

示例

执行本发明的制造填塞蜂窝状结构的方法的结果将参照示例详细描述如下。

成形蜂窝体是如此得到的：将粘结剂和水与一种堇青石成形材料混合作为原材料，挤压成形材料，使之粉碎，使用搅拌机将其混合搅拌成圆柱形，然后使用冲压成型机冲压它，其中这种堇青石的主要物质是上述的滑石粉、高岭土、氧化铝。假如使用上述所得的成形蜂窝体来制造蜂窝状结构，首先，要将烘干之后的成形蜂窝体切割加工成预定长度从而得到烘干的蜂窝体，然后，在给烘干的蜂窝体的两端面上的一组隔室交替填塞之后，通过烧制来获得烧结的蜂窝体。其次，在通过研磨将外壁和隔壁从这个烧结的蜂窝体的最外圆周部上去除大约1-3个隔室之后，给它的周边涂布上陶瓷涂料从而形成一个外壁，这样就得到了堇青石蜂窝状结构。通过这种方法可以制造出隔室的横截面形状是四边形的蜂窝状结构，例如，其隔壁的厚度是0.3mm，隔室的参照密度是300cpsi(46.5cells/cm²)，周边被涂布之后的蜂窝状结构体的外形是柱状的(外径：191mm，长度：203mm)，填塞的深度是10mm。

使用传统的填塞方法，填塞深度的精确度是10±5mm，但是，使用本发明的填充手段，可以得到10±2mm的精确度。通过旋转容器，浆液要向容器的外侧方向伸展开，但是使用传统方法时，如果在浆液还没有以传统方法充分伸展开之前旋转就已经结束，容器中心部位的浆液的厚度将要比周边部位的厚，因此，填塞的深度也是在蜂窝状结构的端面的中心部位较深。另一方面，如果容器的旋转过度，容器中心部位的浆液的厚度将比周边部位的薄，这样，蜂窝状结构的端面的中心部位的填塞深度就较浅。

相似的，也可以制造出隔室的横截面形状是四边形的蜂窝状结构，其隔壁的厚度是0.3mm，隔室的参照密度是200cpsi(31cells/cm²)，周边被涂布之后蜂窝状结构体的外形是柱状的(外径：229mm，长度：305mm)，或者填塞的深度与上述值相同、周边被涂布之后蜂窝状结构体的外形是柱状的(外径：460mm，长度：500mm)的蜂窝状结构。作为这些蜂窝状结构的特征，气孔率是45至70％，平均气孔直径的直径是5至30μm，轴向热膨胀的平均系数在40-800℃时大约是0.1×10^-6/℃。

而且，使用相同的材料，也可以制造出具有191mm至460mm的外径的蜂窝状结构，其中，隔室的横截面的形状是八角形和四角形的组合，隔壁的厚度是0.41mm，隔室的参照密度是300cpsi(46.5cells/cm²)。更进一步的，上述结构的蜂窝状结构可以通过一体成形而制造，它不是沿圆周处理的，但也是柱状的(外径：144mm，长度：152mm)，填塞深度是3mm。使用传统填塞方法，填塞深度的精确度是3±2mm，但是，使用本方法可以得到3±1mm的精确度。通过这种方法，有可能使填塞深度更浅，浅至1至2mm。

工业应用

最好本发明的涂料设备和涂覆缺陷检测设备可以用于制造用作过滤器、催化剂或类似物的填塞蜂窝状结构的方式中，其中，这些过滤器、催化剂或类似物用来净化从柴油发动机或类似机器中排出的废气。

Claims (18)

1.一种涂料设备，包括：平底的盘形容器；出料装置，用于将浆料排出到容器底部；用于涂覆的容器旋转装置，用于旋转容器；和位移流量计，用于测量出料装置排出的浆料的厚度。

2.根据权利要求1的涂料设备，进一步包括位移流量计移动装置，用来移动位移流量计。

3.根据权利要求1或2的涂料设备，进一步包括控制装置A，用于根据位移流量计测量出来的浆料厚度数据并输入该厚度，调节出料装置的浆料排量和用于涂覆的容器旋转装置的旋转速率中的至少一个。

4.根据权利要求1-3的任一项的涂料设备，进一步包括出料口移动装置，用于使出料装置的出料口位置在容器底部的中心和周边之间做相对位移。

5.根据权利要求4的涂料设备，进一步包括控制装置B，用于根据浆料厚度数据并输入由位移流量计测量出来的该厚度，调节出料口移动装置的移动速度。

6.根据权利要求1-5的任一项的涂料设备，位移流量计是激光位移流量计。

7.一种给平底的盘形容容器底部涂料的方法，其中该方法包括：在旋转容器时使用出料装置将浆料排出到容器底部，同时测量排出浆料的厚度；以及根据测量出来的浆料厚度调节浆料排量和容器的旋转速率中的至少一个。

8.根据权利要求7的涂料方法，根据测量出来的浆料厚度调节出料口的旋转速率，并在容器底部的中心和周边之间相对移动出料装置的出料口的位置。

9.一种填塞蜂窝状结构的制造方法，该方法包括一个处理过程，该过程包含：制造具有多个隔室的成形蜂窝体，这些隔室被多孔的隔壁分隔开，沿轴向穿透蜂窝体；使用薄膜给众多隔室中的仅仅不被填塞的隔室施加掩膜，在成形蜂窝体的端面上这些隔室是开口的；通过使用权利要求7和8的涂料方法来给平底的盘形容器涂覆浆料，其中上述方法使用了由陶瓷材料组成的浆料；在仅给不被填塞的隔室施加了掩膜的成形蜂窝体的端面浸入施于容器的浆料中从而填塞了由陶瓷材料组成的浆料之后，烧制成形蜂窝体。

10.一种涂覆缺陷检测设备，包括：平底的盘形容器，浆液被涂覆到它的底部；照相机，位于容器底部的上方，用于给底部涂覆的浆液取像；上照灯，类似地位于容器底部的上方，用于从上方照射涂覆到底部的浆料。

11.一种涂覆缺陷检测设备，包括：平底的盘形容器，浆液被涂覆到它的底部；激光行传感器，位于容器底部上方，用于给施于底部的浆料取像。

12.根据权利要求10的涂覆缺陷检测设备，进一步包括照相机位置移动装置，用于使照相机的位置在容器底部的中心和周边之间相对移动。

13.根据权利要求10或12的涂覆缺陷检测设备，进一步包括上照灯位置移动装置，用于使上照灯的位置在容器底部的中心和周边之间相对移动。

14.根据权利要求10-13中任一项的涂覆缺陷检测设备，进一步包括侧照灯，位于容器底部的侧面，用于从侧面照射施于底部的浆料。

15.根据权利要求14的涂覆缺陷检测设备，进一步包括侧照灯位置移动装置，用于沿容器的周边相对移动侧照灯的位置。

16.根据权利要求10-15中任一项的涂覆缺陷检测设备，进一步包括用于检测的容器旋转装置，用于以底部的中心为旋转轴来旋转容器。

17.一种检测给平底的盘形容器的底部涂覆浆料的涂覆缺陷检测方法，该方法是用于检测涂覆缺陷的方法，包括：从容器底部的上面和侧面照射涂覆到容器底部的浆料；通过使用照相机从容器底部的上方照像来检测涂覆缺陷。

18.一种填塞蜂窝状结构的制造方法，该方法包括一个处理过程，该过程包含：制造具有多个隔室的成形蜂窝体，这些隔室被多孔的隔壁分隔开，沿轴向穿透蜂窝体；使用薄膜给众多隔室中的仅仅不被填塞的隔室施加掩膜，在成形蜂窝体的端面上这些隔室是开口的；使用由陶瓷材料组成的浆料来给平底的盘形容器涂覆浆料；通过权利要求17的用于检测涂覆缺陷的方法来检测涂覆到容器底部的涂覆缺陷；当在涂覆到容器的浆液中没有发现缺陷时，在仅给不被填塞的隔室施加掩膜的成形蜂窝体的端面浸入施于容器的浆料中从而填塞了由陶瓷材料组成的浆料之后，烧制成形蜂窝体。

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