CN108745773B - 一种三元催化器载体涂覆装置 - Google Patents

一种三元催化器载体涂覆装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种三元催化器载体涂覆装置，属于机械设备领域。该装置包括主机机架、第一气动控制阀、真空泵、主气缸、液位传感器、涂敷治具、第二气动控制阀、陶瓷载体、定位对中装置、下进料支撑板、密封阀门、上料泵、储料罐、第三气动控制阀以及PLC控制系统等组成。本发明简化了涂覆治具，减少了机械气动部件的数量，各个工序运行主要靠气动实现，运行驱动力、运行速度均可调整，增强了涂覆设备系统的可靠性；而且该涂覆装置的治具实现了陶瓷载体的定位、夹紧、涂覆和高压吹扫的一体化，减小了产品涂覆过程中的工序，同时提高了设备的生产效率，易于在业内推广使用。

Description

一种三元催化器载体涂覆装置
技术领域
本发明涉及一种三元催化器载体涂覆装置，属于机械设备领域。
背景技术
汽车排放污染及净化问题已经成为大气污染领域的重要课题受到全球范围内的重视。控制汽车污染的方法有多种如使用电动汽车、采用代用燃料、燃油添加剂、安装附加装置、改善发动机、机内净化及机外净化等，其中采用催化剂净化汽车尾气，目前减少汽车排放污染的主要措施。随着电子控制燃油喷射发动机的开发，以及排放标准对大气中NOx限量的逐渐严格，从上世纪70年代末开始，国外深入开展了NOx的还原技术和三效催化剂的研究。迄今为止三效催化剂已经成为控制汽车尾气污染物的主要手段。三元催化转化器是控制汽车排气污染的主要方法。
先进的涂覆设备能控制催化剂的涂覆量、涂覆的梯度、涂覆的一致性，对提高产品的性能非常重要，因此催化剂的涂覆工艺是影响催化转化效果的重要因素，涂覆设备因工艺不同而不同，因而需要专门开发。催化剂涂覆专机部件的确定上浆机构和吹扫机构是催化剂涂覆专机机械系统的主要部件，陶瓷载体上浆是通过将局部空气迅速抽出以实现真空产生负压来实现上浆过程，而后通过将高压空气打入陶瓷载体的方式来实现吹扫过程。
当前公开的一些涂覆设备，其夹持定位装置，抽吸真空装置及高压气体吹扫过程分别需要设置不同的机电部件和气动元气控制，使得整个涂覆系统在大规模长时间运转过程中系统的可靠性比较低；申请号为201420133945.6公开了一种三元催化器载体涂覆装置，所述三元催化器载体涂覆装置包括夹持紧固装置、与所述夹持紧固装置一端连接的涂覆装置、与所述夹持紧固装置另一端连接的抽吸装置；所述夹持紧固装置包括底座、对称设置在所述底座两端的底部夹持部、与所述底座相匹配设置的顶座、对称设置在所述顶座两端的顶部夹持部；所述顶部夹持部包括本体、设置在所述本体一侧的楔块、设置在所述楔块上的柔软层、设置在所述本体端部的限位块，采用在机械部件上添加柔性软层的方式来实现夹紧定位，试用一段时间后容易磨损导致出现偏差，造成密闭不严而影响涂覆的品质；同时，一些自动涂覆设备将上料涂覆过程和吹扫过程分成2道工序，因此吹扫过程相对有一定的延迟，由于浆体十分易于粘附在陶瓷孔壁上，造成小孔的堵塞，造成产品性能下降的问题。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供了一种三元催化器载体涂覆装置，该装置包括主机机架、第一气动控制阀、真空泵、主气缸、液位传感器、涂敷治具、第二气动控制阀、陶瓷载体、定位对中装置、下进料支撑板、密封阀门、上料泵、储料罐、第三气动控制阀以及PLC控制系统等组成。解决了当前吸真空装置及高压气体吹扫过程需要设置多套机电部件及因高压吹扫过程延迟造成陶瓷载体小孔堵塞的问题，同时也解决了因采用机械部件上添加柔性软层的方式来实现夹紧定位造成密闭不严密的问题。
本发明通过以下技术方案实现：
一种三元催化器载体涂覆装置，包括主机机架、第一气动控制阀、真空泵、主气缸、液位传感器、涂敷治具、第二气动控制阀、陶瓷载体、定位对中装置、下进料支撑板、密封阀门、上料泵、储料罐、第三气动控制阀；主气缸固定在主机机架上，主气缸与真空泵连接；真空泵上安置有液位传感器，安置有阀门；真空泵与涂敷治具连接；第一气动控制阀与涂敷治具相连；陶瓷载体与定位对中装置连接；定位对中装置固定在主机机架上；储料罐固定在主机机架上，第三气动控制阀与储料罐连接，密封阀门安装在储料罐上，密封阀门与储料罐通过上料泵相连接。
在一种实施方式中，所述的涂敷治具包括治具上本体、治具下本体、橡胶衬垫；所述的涂敷治具内部集成了高压吹扫机构、夹持紧固装置以及真空抽吸上料机构；夹持紧固装置为弹性橡胶套。
在一种实施方式中，所述的涂敷治具的治具上本体和治具下本体由高强度透明塑料制成，能够实现整个涂敷过程的可视化。
在一种实施方式中，所述的真空泵包含真空抽吸管路、真空抽吸管路接头；真空抽吸管路通过真空抽吸管路接头与治具上本体模腔连接。
在一种实施方式中，所述的高压吹扫机构包括高压气体吹扫管路、高压气体吹扫管路接头；高压气体吹扫管路通过高压气体吹扫管路接头与治具上本体模腔连接。
在一种实施方式中，所述的高压气体吹扫管路接头在治具上本体的位置高于真空抽吸管路接头。
在一种实施方式中，所述的弹性橡胶套通过治具上本和橡胶衬垫固定在治具下本体内，陶瓷载体夹紧管路经过陶瓷载体夹紧管路接头与治具下本体和弹性橡胶套形成的气体夹持空腔相连接。
在一种实施方式中，所述的高压气体吹扫管路通过高压气体吹扫管路接头与所述治具上本体模腔接通；其中高压气体吹扫管路接头在治具上本体的位置高于真空抽吸管路接头；弹性橡胶套通过治具上本体和橡胶衬垫固定在治具下本体内，陶瓷载体夹紧管路经过陶瓷载体夹紧管路接头与治具下本体和弹性橡胶套形成的气体夹持空腔相连接；用数块陶瓷载体支撑块摆成“井”字形将陶瓷载体支撑在下进料支撑板上的下进料口上端。
在一种实施方式中，所述的陶瓷载体是通过多块陶瓷载体支撑块摆成“井”字形支撑在下进料支撑板上的下进料口上端。
在一种实施方式中，所述的对中装置的左对中块和右对中块分别设有数个橡胶滑轮，右对中块上所设的橡胶滑轮的外接圆弧直径与陶瓷载体的外圆相一致；橡胶滑轮能够避免在对中过程中对陶瓷载体造成损坏。
在一种实施方式中，该装置与外部的控制核心(PLC-可编程控制器)连接，能够实现单循环及自动往复循环运行，方便整机的调试，能够实现单个工序动作的运行。
在一种实施方式中，所述的液位传感器是能够输出模拟量的超声波传感系统检测液位传感器。
在一种实施方式中，可编程控制器的上位机是人机界面系统，包括触摸操作显示屏，能够实现运行参数调整控制和运行过程的操作参数显示。
在一种实施方式中，所述的主机机架包括机身和机座，机身和机座由高强度工业铝型材模块化组装组成，结构紧凑、轻巧、美观，而且便于清洁，适宜于带浆液的工作环境。
借助以上技术方案，本发明的有益效果为：简化了涂覆治具，减少了机械气动部件的数量，各个工序运行主要靠气动实现，运行驱动力、运行速度均可调整，增强了涂覆设备系统的可靠性；而且该涂覆装置的治具实现了陶瓷载体的定位、夹紧、涂覆和高压吹扫的一体化，减小了产品涂覆过程中的工序，同时提高了设备的生产效率，易于在业内推广使用。
附图说明
图1：涂覆装置示意图；
图2：涂覆装置工作示意图；
图3：涂敷治具剖视图；
图4：涂敷治具工作示意图；
图5：治具抽真空管路剖视图；
图6：治具吹扫管路剖视图；
图7：陶瓷载体夹紧管路剖视图；
图8：定位对中装置示意图；
图9为本发明的PLC控制示意图；
1-主机机架；2-第一气动控制阀；3-真空泵；4-主气缸；5-液位传感器；6-涂敷治具；61-高压气体吹扫管路；611-高压气体吹扫管路接头；62-治具上本体；63-治具上本体模腔；64-真空泵抽吸管路；641-真空泵抽吸管路接头；65-治具下本体；66-弹性橡胶套；661-气体夹持空腔；67-陶瓷载体夹紧管路；671-陶瓷载体夹紧管路接头；68-橡胶衬垫；7-第二气动控制阀；8-陶瓷载体；9-定位对中装置；91-左对中块；92-定位气缸；93-右对中块；94-橡胶滑轮；95-橡胶滑轮外接圆弧；10-下进料支撑板；101-下进料口；102-陶瓷载体支撑块；11-密封阀门；12-上料泵；13-储料罐；14-第三气动控制阀；15-(密封阀门支撑机构)；16-PLC控制触摸屏。
具体实施方式：
下面结合附图对本发明具体实施方式做进一步详细说明：本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
实施例1
催化剂涂覆专机部件的确定上浆机构和吹扫机构是催化剂涂覆专机机械系统的主要部件，陶瓷载体将在这里完成上浆过程和吹扫过程，通过将局部空气迅速抽出以实现真空产生负压来实现上浆过程，通过将高压空气打入陶瓷载体来实现吹扫过程。无论是上浆过程还是吹扫过程都需要一个密闭环境。
如图1，图3，图5，图6和图7所示，一种三元催化器载体涂覆装置，包括主机机架1、对中装置9，夹持紧固装置66，浆体贮存罐13，真空抽吸管路64，高压气体吹扫管路61，陶瓷载体夹紧管路67，阀门11，真空抽吸上料机构，高压吹扫机构以及PLC控制系统16等；所述三元催化剂涂覆的高压吹扫机构、夹持紧固装置66以及真空抽吸上料机构都集成在涂敷治具6内，所述涂敷治具6由治具上本体62和治具下本体65组成，该涂敷治具6的上本体62和治具下本体65由高强度透明塑料制成，实现了整个涂敷过程的可视化；真空泵7的真空抽吸管路64通过真空抽吸管路接头641与治具上本体模腔63连接；高压气体吹扫管路61通过高压气体吹扫管路接头611与所述治具上本体模腔63接通；其中高压气体吹扫管路接头611在治具上本体62的位置高于真空抽吸管路接头641；弹性橡胶套66通过治具上本体62和橡胶衬垫68固定在治具下本体65内，陶瓷载体夹紧管路67经过陶瓷载体夹紧管路接头671与治具下本体65和弹性橡胶套66形成的气体夹持空腔661相连接；用数块陶瓷载体支撑块102摆成“井”字形将陶瓷载体8支撑在下进料支撑板10上的下进料口101上端。另外，为避免浆体渗入到陶瓷载体8的侧面，气体夹持空腔661的气体压力值至少比高压气体吹扫管路61中的压力值高0.2Mpa。
如图8所示，所述对中装置9的左对中块91和右对中块93分别设有数个橡胶滑轮94，橡胶滑轮94可避免在对中过程中对陶瓷载体8造成损坏，右对中块93上所设的橡胶滑轮的外接圆弧直径与陶瓷载体8的外圆相一致。
如图2和图4所示，对需要涂覆陶瓷载体8由机械手自动安放在下进料支撑板10上的下进料口101上端，对中装置9在定位气缸92的带动下，左对中块91和右对中块93相向运动，通过对中块上的橡胶滑轮94的作用，实现陶瓷载体8，涂敷治具(6)和下进料口101的对中，而后定位气缸92的带动下，左对中块91和右对中块93分别复位；涂敷治具6在主气缸4的带动下向下运动到下进料支撑板10上，而后第一气动控制阀2打开，高压气体通过陶瓷载体夹紧管路67上的数个对称分布陶瓷载体夹紧管路接头671进入到气体夹持空腔661内，在高压气体的作用下，弹性橡胶套66将陶瓷载体8的外圆柱面仅仅的包裹住，避免涂敷浆体黏附到陶瓷载体8的侧面上，造成浪费；同时第三气动控制阀14启动，密封阀门11将下进料口101的下端密闭；而后真空泵3开始动作，通过真空抽吸管路接头611将涂敷治具6内的空气经真空抽吸管路61抽掉，实现治具内的部分真空后，之后上料泵12启动，将浆体贮存罐13内的浆体送到治具内，在浆体液面达到设定位置后，液位传感器5发出信号关闭上料泵12；浆体在治具内保持到设定时间后，在第三气动控制阀14的作用下密封阀门11打开，浆体通过进料口101回到浆体贮存罐13内，同时第二气动控制阀7开启，高压空气经过高压气体吹扫管路61通过高压气体吹扫管路接头611进入到治具上本体模腔63内，将治具上本体模腔63残余的浆体及陶瓷载体8内多余的浆体吹扫出，而后经过通过进料口101回到浆体贮存罐13中；吹扫完成后，第一气动控制阀2关闭，气体夹持空腔661内的气压值恢复到常压值，最后涂敷治具6在在主气缸4的带动下复位，机械手将涂敷完成的陶瓷载体移除，完成了一个涂敷循环。
如图9所示，在PLC控制触摸屏的主页面中，有自动模式和手动模式两个按钮，因此本发明可以设定手动和自动2种模式。在工艺参数调整确认阶段，进入手动模式，P01～P15工序对应的按钮显示在PLC控制触摸屏上，点击不同的工序按钮，设备按照指令进行相应的动作；当工艺参数确认完成后，点击“自动模式”，设备按照程序设定按照P01～P15工序进入自动循环运转。另外，本机发明兼容性强，更换不同规格的涂敷治具，可以满足蜂窝陶瓷载体尺寸规格的多样性的要求；在涂敷过程中采用机、液分隔的方式将浆料与机器机体分隔开，便于更换浆料品种和便于清洗，不浪费浆料。另外，其整机结构新颖，机身结构主要为高强度工业铝型材，整机结构新颖、紧凑、美观，易于推广使用。

Claims (1)

1.一种三元催化器载体涂覆装置，其特征在于，包括主机机架(1)、第一气动控制阀(2)、真空泵(3)、主气缸(4)、液位传感器(5)、涂敷治具(6)、第二气动控制阀(7)、陶瓷载体(8)、定位对中装置(9)、下进料支撑板(10)、密封阀门(11)、上料泵(12)、储料罐(13)、第三气动控制阀(14)；主气缸(4)固定在主机机架上，主气缸(4)与真空泵(3)连接；真空泵(3)上安置有液位传感器(5)，安置有阀门；真空泵(3)与涂敷治具(6)连接；第一气动控制阀(2)与涂敷治具(6)相连；陶瓷载体(8)与定位对中装置(9)连接；定位对中装置(9)固定在主机机架(1)上；储料罐(13)固定在主机机架(1)上，第三气动控制阀(14)与储料罐(13)连接，密封阀门(11)安装在储料罐(13)上，密封阀门(11)与储料罐(13)通过上料泵(12)相连接；
所述的涂敷治具包括治具上本体(62)、治具下本体(65)、橡胶衬垫(68)；所述的涂敷治具(6)内部集成了高压吹扫机构、夹持紧固装置(66)以及真空抽吸上料机构；所述的夹持紧固装置(66)为弹性橡胶套；
所述的涂敷治具(6)的治具上本体(62)和治具下本体(65)由高强度透明塑料制成；
所述的真空泵包含真空抽吸管路(64)、真空抽吸管路接头(641)；真空抽吸管路(64)通过真空抽吸管路接头(641)与治具上本体模腔(63)连接；
所述的高压吹扫机构包括高压气体吹扫管路(61)、高压气体吹扫管路接头(611)；高压气体吹扫管路(61)通过高压气体吹扫管路接头(611)与治具上本体模腔(63)连接；
所述的高压气体吹扫管路接头(611)在治具上本体(62)的位置高于真空抽吸管路接头(641)；
所述的弹性橡胶套通过治具上本体(62)和橡胶衬垫(68)固定在治具下本体(65)内，陶瓷载体夹紧管路(67)经过陶瓷载体夹紧管路接头(671)与治具下本体(65)和弹性橡胶套形成的气体夹持空腔(661)相连接；
所述的对中装置(9)的左对中块(91)和右对中块(93)分别设有数个橡胶滑轮(94)，右对中块(93)上所设的橡胶滑轮(94)的外接圆弧直径与陶瓷载体(8)的外圆相一致；橡胶滑轮(94)能够避免在对中过程中对陶瓷载体(8)造成损坏；
所述的陶瓷载体(8)是通过多块陶瓷载体支撑块(102)摆成“井”字形支撑在下进料支撑板(10)上的下进料口(101)上端。
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