CN104097251B - 用于挤出设备的混合件以及制造蜂窝结构的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于挤出设备的混合件以及制造蜂窝结构的方法。一种用于挤出设备的混合件，包括轴和多个沿着绕轴的旋转轴线延伸的螺线排列的犁件。各犁件包括外部圆周拱形坡道，坡道沿着螺线从根部向犁件的外尖端沿径向向外延伸。还提供了制造混合件的方法以及使用挤出设备制造蜂窝结构的方法。

Description

用于挤出设备的混合件以及制造蜂窝结构的方法
本申请根据35U.S.C.§120要求2013年4月12日提交的申请号为13/861,880的优先权，在此以整体引用的方式结合其内容。
技术领域
本发明公开的内容整体上涉及用于挤出设备的混合件以及使用挤出设备制造蜂窝结构的方法。
背景技术
用于提供批料的已知设备和方法包括预混合步骤和其它赋予批料一个或多个温度梯度、剪切力梯度以及组合物成分梯度的原料处理步骤，温度梯度、剪切力梯度以及组合物成分梯度反向地影响着由批料制成的产品的性质。例如，经过调整、混合以及泵送进入双螺杆挤压机以提供适合通过模具挤出的成形材料的陶瓷材料，具有的性质反映了在调整、混合以及泵送期间的施加在陶瓷材料上的温度、剪切力以及组合物成分梯度。这些性质反向地影响着产品的质量，例如由示例的陶瓷材料制造的蜂窝制品或其它薄壁制品。聚合物构成其它批料的示例，对于聚合物来说，希望在工艺期间避免强加的温度梯度、剪切力梯度以及组合物成分梯度。
发明内容
下面的内容简要地阐明了本发明的各方面内容、技术方案以及实施例，但是不能被认为是本发明的全部方面、技术方案以及实施例的全方位总览。概述的内容既不是用来确定关键特征也不是用来限定公开的范围。概述的唯一目的是以简要的形式展现所选定的某些方面内容、技术方案以及实施例，为在概述之后的对各方面内容、技术方案以及实施例的详细说明做一介绍。
在第一方面，一种用于挤出设备的混合件包括轴和多个沿着绕轴的旋转轴线延伸的螺线排列的犁件。各犁件包括外部圆周拱形坡道，坡道沿着螺线从根部向犁件的外尖端沿径向向外延伸。
在第一方面的一个实施例中，各犁件进一步包括从犁件外尖端沿径向向内朝着轴延伸的台阶。在一个实施例中，台阶包括在各个犁件外尖端之下延伸的部分。在另一个实施例中，各台阶位于犁件的相对应的一对拱形坡道之间。
在第一方面的另一个实施例中，多个犁件基本上彼此是相同的。
在第一方面的另一个实施例中，犁件绕着轴的旋转轴线基本上在径向上彼此之间的间距相同。
在第一方面的另一个实施例中，各坡道包括不封闭的传送面。
在第一方面的另一个实施例中，拱形坡道包括沿着螺线路径的凸螺旋轮廓。
在第一方面的另一个实施例中，拱形坡道包括在横向于螺线的方向上基本上直的轮廓。
在第一方面的又一个实施例中，拱形坡道包括在横向于螺线的方向上基本上凹入的轮廓。
在第一方面的进一步实施例中，拱形坡道包括在横向于螺线的方向上基本上呈V形的轮廓。
在第一方面的另一个实施例中，拱形坡道包括沿螺线延伸的凹槽。
第一方面可以是上述第一方面的某一个，或第一方面实施例的某一个的组合物，或其组合。
在第二方面，是一种具有混合件的挤出设备。在一个实施例中，混合件可以是上述第一方面的某一个，或第一方面实施例的某一个的组合物，或其组合。挤出设备包括限定内部区域的外壳，混合件在内部区域内延伸。
在第二方面的一个实施例中，混合件包括在内部区域内延伸的第一混合件和第二混合件，各混合件的轴的旋转轴线彼此隔开。在一个实施例中，第一混合件的旋转轴线基本上是与第二混合件的旋转轴线相平行的。
在第三方面，提供了一种制造混合件的方法。在一个实施例中，按照上述第一方面的某一个，或第一方面实施例的某一个的组合物，或其组合，制造混合件。方法包括以相对于轴的旋转轴线的角度α定位螺线的步骤，确定角度α所依据的公式如下：
其中，V1是预期的成形材料通过混合件的速度；V2是预期的犁件根部的切向速度的预期算术平均值，V1和V2是速度矢量，彼此之间的夹角是直角。
在第四方面，提供了制造混合件的方法。在一个实施例中，制造方法可制成与上述第一方面的某一个，或第一方面实施例的某一个的组合物，或其组合相一致的混合件。制造方法包括确定用于使成形材料以所期望的速度通过挤出设备的是速度矢量的步骤。方法进一步包括确定犁件根部的切向速度的速度矢量的步骤，以达到所期望的混合件旋转速度。方法进一步包括确定犁件外尖端的切向速度的速度矢量的步骤，以达到所期望的混合件旋转速度。方法进一步包括计算犁件根部的切向速度的速度矢量和犁件外尖端的切向速度的速度矢量的算术平均值的步骤。方法进一步包括以成形材料通过挤出设备的期望速度的速度矢量以及速度矢量的算术平均值为基础计算合成速度矢量的步骤。方法还包括根据计算的合成速度矢量，制造混合件以使螺线与轴的旋转轴线成一定角度设置的步骤。
在第五方面，提供了一种通过挤出设备制造蜂窝结构的方法，挤出设备包括限定内部区域的外壳以及在内部区域内延伸的混合件，其中混合件包括轴和多个沿着绕轴的旋转轴线延伸的螺线排列的犁件，其中各犁件包括外部圆周拱形坡道，坡道沿着螺线从根部向犁件的外尖端沿径向向外延伸。方法包括在外壳的内部区域中引入一定量的陶瓷或陶瓷成形材料的步骤(Ⅰ)。方法进一步包括使混合件绕着轴的旋转轴线旋转的步骤(Ⅱ)，以通过犁件的侧面使一定量成形材料的第一部分沿挤出方向运动，并且一定量成形材料的第二部分沿着至少外部圆周拱形坡道的对应部分运动，且被犁过对应犁件的外尖端。方法进一步包括通过挤出模挤出成形材料以形成蜂窝结构的步骤(Ⅲ)。
在第五方面的一个实施例中，步骤(Ⅱ)包括：使一定量成形材料的第二部分被犁过对应犁件的外尖端，落入位于各个犁件与在混合件螺线上的邻近犁件之间的相应台阶之上。例如，方法的步骤(Ⅱ)包括使一定量成形材料的第二部分的一部分被犁入在各个犁件的外尖端之下延伸的相应台阶的一部分。
附图说明
根据下述的详细说明，结合附图，可以更好地理解前述的以及其它的方面、技术方案和实施例。
图1是一个示例的包括混合件的挤出设备的示意图。
图2是一个示例的图1混合件的透视图。
图3是图2混合件的展开图，其中犁件以一种配置排列。
图4是另一混合件的展开图，其中犁件以另一种配置排列。
图5是另一混合件的展开图，其中犁件以又一种配置排列。
图6是另一混合件的展开图，其中犁件以又另一种配置排列。
图7是图3混合件沿7-7线的部分横截面图。
图8是图3混合件的犁件沿8-8线的部分横截面图。
图9是另一犁件的部分横截面图。
图10是又一犁件的部分横截面图。
图11是又另一犁件的部分横截面图。
图12是进一犁件的部分横截面图。
图13是另一示例的图1混合件的透视图。
图14是表示蜂窝结构制造方法的流程图。
具体实施方式
参照示出了特定方面、实施例和示例的附图，下面更详细地说明了本发明的各方面、实施例和示例。在任何合适的情况下，在附图中始终使用同样的标记表示同样的或相似的部分。可以理解的是，本发明的各方面、实施例和示例可以体现为不同的形式，而不应被仅限于此处阐明的特定方面、实施例和示例。
根据一个方面,挤出设备可包括如上述公开的混合件。混合件被用在大量的挤出设备结构之中，如单螺杆、双螺杆结构。本发明公开的混合件可用于生产例如蜂窝陶瓷制品(如多孔蜂窝陶瓷制品)的挤出制品。多孔蜂窝陶瓷制品的生产方法中使用如下所述的混合件，所得的多孔蜂窝陶瓷制品可滤出不良成分，如内燃机废气流中的颗粒物质。在进一步的实施例中，例如多孔蜂窝陶瓷制品的蜂窝陶瓷制品可用作承载催化剂以处理来自发动机废气流的气体的基材。
蜂窝陶瓷制品可以是由取决于多种因素的多种材料制成的，因素包括制品的特殊用途以及材料的特点。例如，蜂窝陶瓷制品可以是由堇青石、钛酸铝、碳化硅、莫来石或其它陶瓷和/或陶瓷成形材料制成的。
根据本发明公开的构思可以制成各种蜂窝陶瓷制品。例如，图1展示了一种挤出设备20的示意性实施例，这种挤出设备包括一个或多个如本发明各方面的混合件。所示的挤出设备20包括双螺杆挤出结构、单螺杆挤出结构或其它进一步实施例中所用的挤出结构。在某些实施例中，提供的单个混合件可被附连或整合在整个挤出螺杆结构上，而在进一步的实施例中，提供了彼此串联和/或平行的多个混合件。例如，尽管可能提供了单个混合件，多个混合件可能会彼此串联形成彼此之间的共轴排列，并且附连或整合在第一挤出螺杆的整个挤出结构上。另外或可选择地，另外单个或多个的混合件能会彼此串联形成彼此之间的共轴排列，并且附连或整合在第二挤出螺杆的整个挤出结构上。倘若设有第二挤出螺杆的话，第二挤出螺杆可基本上平行于第一挤出螺杆。
如实施例所示，挤出设备20可包括外壳22，该外壳包括一对在外壳内部的彼此相联的内室24和26。外壳22可以是整体的，或者外壳可以由多个外壳件沿着外壳的纵向串联形成。内室24和26沿着外壳22的纵向，从外壳的上游端28延伸至外壳的下游端30。在外壳22的上游端28，可包括料槽或其他原料供应结构的原料供应口32被用于为挤出设备20提供成形原料。在位于外壳22的下游端30的卸料口36处设置挤出模34以挤出成形材料得到期望的形状，如蜂窝陶瓷坯体和/或陶瓷成形材料。挤出模34可以直接地联接到外壳22的卸料口36，或者联接到其它的结构上，如普通开口室(未显示)、筛分/均质器(未显示)等。
挤出设备20可以包括多种附加特征。例如，挤出设备可以包括位于外壳22的上游端28和下游端30之间的第二供料口(未显示)，以提供在挤出设备20中处理的附加成形材料、添加剂等。在另一实施例中，外壳22可以包括与内室24和26相联系的开放排气孔(未显示)用于内室排气，以及真空排气孔(未显示)用于使内室24和26位于真空之中。另外，换热设备(未显示)可与外壳22的外部相联以冷却外壳，由此在挤出设备内处理的成形材料，尤其是与外壳22的内表面23接触的成形材料也得到了冷却。或者，如果需要，换热设备可以用来为外壳22提供热介质，如热水或蒸汽，以加热在外壳内处理的成形材料。
一对挤出螺杆包括装在外壳22上的可旋转的第一挤出螺杆38和第二挤出螺杆40。两个螺杆是示意性的，进一步的实施例可包括单个或三个或以上的挤出螺杆。在示意性的实施例中，第一挤出螺杆38可旋转地装在内室24中，而第二挤出螺杆40可旋转地装在内室26中。第一挤出螺杆38和第二挤出螺杆40通常可以彼此平行地排列，如图1所示，但它们相对于另一个还可以以多种角度排列。每个第一挤出螺杆38和第二挤出螺杆40都可以分别于第一驱动装置42和第二驱动装置43相联，如图1所示，或者它们可以都连接到一个公用驱动装置上。另外，可以安排每个挤出螺杆的驱动装置以相同或相反的方向旋转挤出螺杆。
每个第一挤出螺杆38和第二挤出螺杆40都可包括具有不同挤出螺杆部分的一体构造，不同设计的目的是对成形材料产生不同的处理影响。在进一步的实施例中，每个挤出螺杆可由多个挤出元件构成，各挤出元件构成各挤出螺杆件，它们在挤出螺杆的纵向上基本上是端对端地串联排列的。挤出元件被构造和设计成对在外壳22中处理的成形材料具有不同的处理影响，而成形材料是被从外壳22的上游端28运输到外壳22的下游端30的。或者，挤出螺杆的某一个或另一个或两个都是由分开的挤出件和整体的基础螺杆部分组合而成的。
在一个实施例中，第一挤出螺杆38包括由第一驱动装置42驱动的第一传动轴46，第二挤出螺杆40包括由第二驱动装置43驱动的第二传动轴48。第一传动轴46具有与内室24中心大致对准的转动轴线，第二传动轴48具有与内室26中心大致对准的转动轴线。第一挤出螺杆38和第二挤出螺杆40是可分开地以各种方式分别与第一传动轴46和第二传动轴48相联的。例如挤出螺杆是可拆卸地通过花键排列、键槽结构和/或固定螺丝与传动轴相联。同时，挤出螺杆多少可以永久地与第一传动轴46和第二传动轴48相联，例如使用粘结剂和/或焊接工艺。
如所述，挤出螺杆可设计为挤出螺杆的不同部分对在挤出设备20中处理的成形材料施加不同的处理影响。例如，在图1的实施例中，第一泵送挤出元件44可构成第一挤出螺杆段且位于并固定在第一传动轴46上，第二泵送挤出元件45可构成第二挤出螺杆段且位于并固定在第二传动轴48上。第一泵送挤出元件44和第二泵送挤出元件45通常可以位于朝向外壳22的上游端28的位置，目的主要是为了通过泵送或推送成形材料向前而从原料供应口32运输成形材料朝向外壳的下游端30。第一泵送挤出元件44和第二泵送挤出元件45可包括多种的单螺纹或多螺纹的螺线设计，根据需要决定。泵送挤出元件可以是具有螺纹的啮合结构，螺纹被排列成使外壳22内部的泵送挤出元件彼此之间相互啮合。除泵送挤出元件之外，传动轴可承载附加的挤出元件，例如在50和52的位置处，由此可以对外壳22内部的成形材料执行如下详述的其它处理操作。如图所示，螺纹可以在相反的方向上延伸，其中第一和第二泵送挤出元件44、45在相反的旋转方向上转动，以泵送成形材料朝向挤出模34前进。在其它的实施例中，螺纹可以在同一方向上延伸，其中第一和第二泵送挤出元件在同一旋转方向上转动，以泵送成形材料朝向挤出模34前进。
从前述中，可以清楚了解第一挤出螺杆38包括与第一传动轴46的旋转轴线相一致的旋转轴线。同样地，第二挤出螺杆40包括与第二传动轴48的旋转轴线相一致的旋转轴线。从前述中也可以清楚了解，封闭了第一挤出螺杆38和第二挤出螺杆40的外壳22的内表面23，限制了在成形材料经由挤出设备20被第一挤出螺杆38和第二挤出螺杆40处理和运输至挤出模34的过程之中，成形材料在外壳22的边界之外的向外运动。
由挤出设备20处理的成形材料(如堇青石批料)，对剪切力梯度、温度梯度和组合物成分梯度产生负面的作用，这是由挤出设备20的外壳22内部的成形材料处理所导致的，特别是包括混合成形材料的处理。这种梯度会产生陶瓷批料之中的差别流动，导致在挤出模34中形成的挤出物具有多种内在缺陷。例如，由于在从卸料口36馈送至挤出模34的陶瓷批料的小块中产生流变学上的不理想图案，在挤出模34处形成的蜂窝挤出件单元壁上产生不期望的图案和/或缺陷。这种图案来自陶瓷批料通过挤出设备20的第一挤出螺杆38和第二挤出螺杆40的混合和/或泵送的过程中的剪切力梯度。这种图案还可以来自陶瓷批料通过第一挤出螺杆38和第二挤出螺杆40和/或由换热设备(未显示)关联到外壳22的冷却系统导致的温度梯度，换热设备与外壳22的壳形成热交换的关系。例如，如果陶瓷批料没有彻底地混合，批料可能包括相对热的中心和相对冷的外部，相对冷的外部是由于外壳22的内表面23的冷却效应。如此，如果没有充分地混合，陶瓷坯料中的不理想的温度梯度会降低由挤出设备挤出的蜂窝结构的质量。
在第一挤出螺杆38和第二挤出螺杆40的位置处(如位置50和52)分别提供包括混合件54的挤出元件是有益的，挤出元件被用于在挤出模34中生产具有降低的温度、剪切力和/或组合物成分梯度的均匀混合的成形材料。如图1，混合件54可位于位置50处的第一挤出螺杆38、位置52处的第二挤出螺杆40，而位置50和52朝向外壳22的下游侧30且接近卸料口36。
如图1所示，挤出设备20因此可包括一个或多个在由外壳22限定的内部区域(如内室24、26)之内延伸的混合件54。如图所示，在一个实施例中。混合件54包括在内部区域中延伸的第一混合件54a和第二混合件54b，其中混合件的轴的旋转轴线彼此相间隔。在一个实施例中，如图1所示，第一混合件54a的旋转轴线56a基本上是与第二混合件54b的旋转轴线56b相平行的。
在进一步的实施例中，可以仅在第一挤出螺杆38和第二挤出螺杆40之一上提供混合件54，而且混合件54可以沿着挤出螺杆设置在各个位置上。例如，混合件可以沿着第一挤出螺杆38和第二挤出螺杆40的一个或两个以比图1所示更长的长度设置，并且混合件与卸料口36相间隔。事实上，混合件54可以例如在第一挤出螺杆38或第二挤出螺杆40的一个或两个的整个上存在，而且被配置为可以相对更均匀地混合具有降低的温度、剪切力和/或组合物成分梯度的成形材料。另外，混合件54沿着第一挤出螺杆38或第二挤出螺杆40的一个或两个设置，并且位置相互间隔开。
图2-13展示了一些混合件的实施例，为了进一步提高外壳22中成形材料的分散和分布混合均匀性，需要输入动力，这些混合件可以使输入的动力最小化，同时又降低了形成温度、剪切力和/或组合物成分梯度的趋势。图2-13的混合件不仅可被用于双螺杆挤出设备(如，见图1)，而且混合件还可被用于例如单螺杆挤出设备，或者三螺杆或更多螺杆挤出设备。
图2展示了一些在图1中示意性表示的混合件54的示例性特征，为了进一步提高挤出设备20中成形材料的分散和分布混合均匀性，需要输入动力，这些混合件可以使输入的动力最小化，同时又降低了任何产生的温度、剪切力和/或组合物成分梯度。
如所示，混合件54包括轴202和多个犁件208。轴包括一个圆柱形的具有外圆形横截面的轴，以使外表面204具有基本上圆柱形表面，但是其它的表面形状在进一步的实施例中也可能涉及。轴202包括单个的沿着混合件54延伸的整合轴，尽管轴可能分为许多部分，但是可以联接到一起。在进一步的实施例中，轴202包括实心轴，但在进一步的实施例中可能是空心轴。例如，如所示，轴202包括具有通道205的空心轴，以及内部键表面206，键表面与插入通道205的键式传动轴的相应键表面相匹配。
混合件54进一步包括多个沿着螺线302(见图3)绕着轴202的旋转轴线210延伸的犁件208。如所示，犁件208与轴202成一整体，但在进一步的实施例中，犁件是与轴202是可以分开和装上的。
每个犁件208包括在径向上向外(例如沿方向214)沿着螺线302从犁件208的根部216延伸至外尖端218的外圆周拱形坡道212。拱形坡道212的尺寸保证外尖端218的位置十分接近运行中的挤出设备20的外壳22的内表面23。如图7所示，各犁件208可进一步包括在径向上向内从犁件208的外尖端218向轴202延伸的台阶220。台阶220可包括在犁件208的各个外尖端218之下延伸的部分222。如图2和7进一步所示，台阶220位于犁件208的相对应的一对拱形坡道212之间。
如图2所示，犁件208基本上彼此是一样的，但在进一步的实施例中犁件可能是不一样的。另外，如所示，犁件208绕着轴202的转动轴210，基本上在径向上彼此等距间隔，但在进一步的实施例中犁件可能彼此是不等距间隔的。
本发明公开的拱形坡道包括大范围的坡道特征。例如，如图2、7和8所示，各个坡道212可包括未封闭的传送表面224。实际上，图7和8特别表明，各个拱形坡道不具有任何对已保留下的成形材料从坡道212的传送表面224上落下形成阻碍的表面特征。而在图7和8中很明显地，各个拱形坡道212可包括基本上沿着在横向于螺线302的方向801的直线轮廓。
本发明的各个拱形坡道的各种实施例可包括沿螺线的凸螺旋轮廓。例如，如图7所示，拱形坡道212的传送表面224可包括沿螺线302的方向214延伸的凸螺旋轮廓。
图9展示了另一示例犁件902，该犁件902的坡道904具有未封闭的传送表面906。类似在图2、7和8中所表示的犁件208的坡道212的传送表面224，各个拱形坡道904也不具有任何对已保留下的成形材料从坡道904的传送表面906上落下形成阻碍的表面特征。另外，如图9中所表示的，各个拱形坡道904可包括沿横向于螺线302方向的基本上凸形的轮廓。
在进一步的实施例中，犁件可包括坡道，该坡道的传送表面至少部分是封闭的。在这些实施例中，坡道包括至少一个至少部分地阻碍成形材料从坡道的传送表面落下的表面特征。例如，图10展示了另一个示例性的具有坡道1004的犁件1002，坡道具有至少部分封闭的传送表面1006。实际上，如所示，拱形坡道1004包括沿着横向于螺线302方向的基本上是V形轮廓的传送表面1006。V形轮廓的上斜面从下中部1008a延伸至侧上边缘部1008b、1008c，上斜面可以至少部分地阻碍成形材料从坡道1004的传送表面1006落下。如图7所示，实际上，V形轮廓可促使在沿着方向214的传送过程中保留部分的成形材料。
图11展示了另一示例性的具有坡道1104的犁件1102，坡道具有至少部分封闭的传送表面1106。实际上，如所示的拱形坡道1104包括沿着横向于螺线302方向的、具有基本上凹形轮廓的传送表面1106。基本上凹形轮廓可至少部分地阻碍成形材料从坡道1104的传送表面1106上落下。如图7所示，实际上，基本上凹形轮廓可促使在沿着方向214的传送过程中保留部分的成形材料。
图12展示了另一具有坡道1204的犁件1202，坡道具有至少部分封闭的传送表面1206。实际上，如所示的拱形坡道1204包括传送表面1206，传送表面具有沿着螺线302延伸的凹槽1208。凹槽1208可至少部分地阻碍成形材料从坡道1204的表面1206落下。如图7所示，实际上，凹槽1208可促使在沿着方向214的传送过程中保留部分的成形材料。
在一个实施例中，犁件208可沿着一个或多个螺纹排列。图3展示了如一个实施例的混合件54的展开图。如所示，犁件沿着单个螺线绕着轴202的旋转轴线210大约3圈。螺纹的尾端308被配置为与相邻混合件54的前端306相协作，以提供沿着同一个轴排列的混合件的基本上持续有效的螺纹。如所示，犁件208可以是各个地沿着螺线302排列。同样地，可从一个犁件的外尖端218沿着螺线302向着下一个犁件的根部216延伸。
图3中明显地表明，各360°缠绕的螺纹可包括4个犁件208，但进一步的实施例中可涉及单个的犁件、或者两个、三个或者多于4个的犁件。例如，图13展示了另一个示例性的混合件1302，与混合件54类似或者相同，但每个360°缠绕的螺纹包括三个犁件1304。
如图2和3可见，犁件208可按一定图案轴向地排列，以使各个缠绕的螺纹的各个犁件208(或部分犁件)轴向地与相邻的缠绕的螺纹的犁件208(或部分犁件)排成一列。在进一步的实施例中，犁件可以不按轴向排列。例如，图4展示了另一混合件402的另一展开图，可以是与混合件54相似或同样的，多个犁件404也可以是与犁件208相似或同样的。如所示，犁件404以另一图案轴向地排列，以使各个缠绕的螺纹406的各个犁件404(或部分犁件)与相邻的缠绕的螺纹的犁件404(或部分犁件)在轴向上不成一列。如图4进一步所示，在一个实施例中，各个缠绕的螺纹406的一个或多个犁件404(或部分犁件)轴向地与不相邻的缠绕的另一犁件排成一列。同样地，如图4所建议的，每个缠绕可包括彼此轴向地排列的犁件，与图3相比，每个包括犁件的缠绕都彼此轴向地排列。虽然未展示，但犁件可以以其它的图案排列，如犁件的随机排列或者犁件的不重复图案。
图5展示了另一混合件502的另一展开图，混合件502具有与混合件54类似或相同的特征，以及与犁件208类似或相同的多个犁件504。然而，如所示，犁件彼此交错地排列，并且被混合件502的轴的外表面的部件506沿行的方向分隔开。与按图3和4排列的轴件相比，交错排列的轴件504可以提供增强的混合。然而，与图5的交错排列相比，图3和4是更容易制造的。
图6展示了另一混合件602的展开图，混合件602具有与混合件54类似或相同的特征，以及与犁件208类似或相同的多个犁件604a-c。然而，如所示，犁件604a-c可选地沿着混合件602的轴的外表面彼此随机排列。额外地或另选地，犁件可选地彼此具有不同的形状。为了说明，犁件包括多个大犁件604a，中等尺寸犁件604b和小尺寸犁件604c，但是在各实施例中可以使用任意数量的不同尺寸的犁件。与图3和4展示的单一尺寸的排列犁件相比，随机排列和/或不同尺寸的犁件可提供提高的混合作用。但是，与图6的随机排列和/或不同尺寸的犁件相比，图3和4是更容易制造的。
如图3，螺线302可以与轴202的旋转轴线210成一定的角度α。确定合适的角度α可以根据成形材料通过至少一种混合件的速度(V1，矢量)，以及根据混合件的轴202的外表面204的切向速度(矢量)的和坡道212的外尖端218的切向速度(矢量)的算术平均值(V2)。根据V1和V2的夹角为90度进行计算，可以根据下列公式确定螺线302相对于轴202的旋转轴线210的角度α：
制造本文所述混合件的方法，包括确定成形材料通过挤出设备20的期望速度的速度矢量的步骤。方法进一步包括在轴202以期望转速转动时，确定轴202的外表面204处的切向速度的速度矢量的步骤。方法进一步包括在轴202以期望转速转动时，确定犁件208的外尖端218处的切向速度的速度矢量的步骤。方法进一步包括计算轴202的外表面204处的切向速度的速度矢量和犁件208的外尖端218处的切向速度的速度矢量的算术平均值的步骤。方法仍可进一步包括以成形材料通过挤出设备20的期望速度的速度矢量和速度矢量的算术平均值为基础计算合成速度矢量的步骤。方法进一步包括在制造混合件时使螺线与轴202的旋转轴线210成一定角度的步骤，角度是以计算的合成速度矢量为基础的。
制造蜂窝结构58(见图1)的方法描述如下。方法利用包括外壳22和混合件的挤出设备20，其中外壳22限定内部区域，混合件是前述的任何混合件。混合件在内部区域之内延伸。例如，如图2所述，混合件54可包括轴202和多个沿着螺线302绕着轴202的旋转轴线210延伸的犁件208。如上所述，各个犁件208可包括在径向上沿着螺线302从犁件208的根部216向外延伸至外尖端218的外部圆周拱形坡道212。如图14，方法包括将陶瓷或陶瓷成形材料引入外壳22的内部区域的步骤1402。
方法可进一步包括步骤1404，其中绕着轴202的旋转轴线210转动混合件54以使一定量成形材料的第一部分被送入挤出方向60(见图1和3)。如图3所示，在混合件54绕着旋转轴线210沿着挤出方向60运动时，成形材料的第一部分310可沿着犁件208的侧面312运动。进一步地，一定量成形材料的第二部分314沿着外部圆周拱形坡道的至少一部分运动，越过各犁件208的外尖端218。由环形部分316所推动，随着第二部分314越过外尖端218，第二部分314被犁过，成形材料的第二部分被折过自身，由此允许第二部分314的外部径向区域与第二部分314的内部径向区域交换位置。更进一步地，如所示，第三部分320可能实际上从坡道212的尾缘落下，并且可选地被环322推动以被犁过。第三部分320可类似地被犁件208尾部360°螺纹带起。
因此，根据如上的讨论，随着混合件54旋转，成形材料的第一部分310被犁件208的侧面312沿着挤出方向60推动。同时，坡道212的传送表面224径向地314从犁件208的根部216向外尖端218传送成形材料的第二部分。这样，随着第二部分314沿着传送表面224运动，传送表面224促使成形材料的第二部分314沿径向从根部216向外尖端218升起。一旦升起，成形材料如上所述地折过外尖端218。
此外，如上所述，台阶220可包括在犁件208的各个外尖端218之下延伸的部分222。在一个实施例中，步骤1404在各个犁件208的外尖端218处犁过一定量成形材料的第二部分314，形成位于混合件54的各个犁件与沿螺线302相邻的犁件之间的相应的台阶220(见图2和7)。在进一步的实施例中，方法包括犁过一定量成形材料第二部分314的一部分，以形成与在各犁件208的外尖端218之下延伸的台阶220对应的部分222。底切部分222可提供有利于犁动的空隙，以使成形材料更有效地折过自身。这样，公开的混合件有助于方便成形材料的混合和传送，以使在挤出之前允许更均匀的成形材料混合。
如图14所示，方法还可包括挤出成形材料通过挤出模34(见图1)的步骤1406，以形成蜂窝结构58。可进行进一步的处理步骤(如干燥、烧结)以使蜂窝结构58形成蜂窝陶瓷结构。例如，蜂窝陶瓷结构可选地具有多孔蜂窝陶瓷结构。在一个实施例中，蜂窝陶瓷结构(例如多孔蜂窝陶瓷结构)可用于装载催化剂涂层以助于处理废气流的气体。另外地或可选地，多孔陶瓷结构可用作透过式颗粒过滤器，例如过滤来自内燃机废气的颗粒。
对于本领域技术人员而言，很明显各种修改和变化没有脱离如下权利要求所述的精神和范围。

Claims (14)

1.一种用于挤出设备的混合件，包括：
轴；以及
多个沿着绕轴的旋转轴线延伸的螺线排列的犁件，其中各犁件包括外部圆周拱形坡道，所述坡道沿着螺线从根部向犁件的外尖端沿径向向外延伸；
其中各犁件进一步包括从犁件外尖端沿径向向内朝着轴延伸的台阶；
其中所述台阶包括在各个犁件外尖端之下延伸的部分；
其中一个犁件的外尖端在另一个犁件的根部上方沿着螺线延伸。
2.如权利要求1所述的混合件，其中各台阶位于犁件的相对应的一对拱形坡道之间。
3.如权利要求1所述的混合件，其中多个犁件基本上彼此是相同的。
4.如权利要求1和3之一所述的混合件，其中犁件绕着轴的旋转轴线基本上在径向上彼此之间的间距相同。
5.如权利要求1所述的混合件，其中各拱形坡道包括不封闭的传送面。
6.如权利要求1和5任一所述的混合件，其中拱形坡道包括沿着螺线的凸螺旋轮廓。
7.如权利要求1和5任一所述的混合件，其中拱形坡道包括在横向于螺线的方向上基本上直的轮廓。
8.如权利要求1和5任一所述的混合件，其中拱形坡道包括在横向于螺线的方向上基本上凹入的轮廓。
9.如权利要求1和5任一所述的混合件，其中拱形坡道包括在横向于螺线的方向上基本上呈V形的轮廓。
10.如权利要求1和5任一所述的混合件，其中拱形坡道包括沿螺线延伸的凹槽。
11.一种包括如权利要求1所述的混合件的挤出设备，所述挤出设备包括：
限定内部区域的外壳，其中混合件在内部区域内延伸。
12.如权利要求11所述的挤出设备，其中混合件包括在内部区域内延伸的第一混合件和第二混合件，其中各混合件的轴的旋转轴线彼此隔开。
13.如权利要求12所述的挤出设备，其中第一混合件的旋转轴线基本上是与第二混合件的旋转轴线相平行的。
14.一种通过挤出设备制造蜂窝结构的方法，所述挤出设备包括限定内部区域的外壳以及在内部区域内延伸的混合件，其中混合件包括轴和多个沿着绕轴的旋转轴线延伸的螺线排列的犁件，其中各犁件包括外部圆周拱形坡道，所述坡道沿着螺线从根部向犁件的外尖端沿径向向外延伸，其中一个犁件的外尖端在另一个犁件的根部上方沿着螺线延伸，所述方法包括以下步骤：
(Ⅰ)在外壳的内部区域中引入一定量的陶瓷或陶瓷成形材料；
(Ⅱ)使混合件绕着轴的旋转轴线旋转，以通过犁件的侧面使一定量成形材料的第一部分沿挤出方向运动，并且一定量成形材料的第二部分沿着至少外部圆周拱形坡道的对应部分运动，且被犁过对应犁件的外尖端；以及
(Ⅲ)通过挤出模挤出成形材料以形成蜂窝结构；
其中步骤(Ⅱ)包括：使一定量成形材料的第二部分被犁过对应犁件的外尖端，落入位于各个犁件与在混合件螺线上的邻近犁件之间的相应台阶之上；
其中步骤(Ⅱ)包括使一定量成形材料的第二部分的一部分被犁入在各个犁件的外尖端之下延伸的相应台阶的一部分。
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