CN112888510A - 用于用修补基面涂料涂覆基底的设备和方法 - Google Patents

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Abstract

一种用于将修补基面涂料沉积到基底的面上的修补基面涂料淋浴喷头包括：壳体，该壳体具有用于接收修补基面涂料的入口；淋浴喷头板；和导流板。壳体和淋浴喷头板限定淋浴喷头腔，其中导流板位于淋浴喷头腔内。淋浴喷头板具有用于朝向基底的面排放修补基面涂料的多个喷嘴孔。导流板包括不可渗透的中心主体和从不可渗透的中心主体延伸的多个臂，该多个臂限定围绕不可渗透的中心主体周向布置的多个流孔。

Description

用于用修补基面涂料涂覆基底的设备和方法
本公开涉及用于用修补基面涂料涂覆基底的设备和方法。具体地讲，本公开涉及用于净化废气的基底的涂层。
背景技术
每年制造大量的包括涂覆的整体式基底的排放控制装置。此类装置的主要用途之一是用于处理废气，诸如由发电厂或内燃机，特别是车辆内燃机产生的废气。整体式基底包括使废气与基底内的通道壁上的涂层接触的多个通道。该涂层可捕集、氧化和/或减少对人类健康有害或环境不友好的废气组分。整体式基底还可以是过滤器基底，其可去除烟尘(即，颗粒物)，诸如由内燃机产生的烟尘。
用于净化废气的基底典型地可包括设置有用于废气的通流的通路的整体式基底。基底可设置有涂层，其可为催化涂层。涂层可作为修补基面涂料施加到基底，该修补基面涂料穿过基底的通路。用于将涂层施加到基底的各种方法是已知的。一种此类方法涉及将修补基面涂料施加到基底的第一面(例如，上面)，并且使基底的相反的第二面(例如，下面)经受至少部分真空以实现修补基面涂料通过通路的移动。涂覆后，可将基底干燥并煅烧。
基底可被构造为流通式基底，其中每个通路在基底的第一面和第二面两者处开口，并且该通路延伸通过基底的整个长度。因此，通过基底的第一面进入通路的废气穿过同一通路内的基底，直到废气离开基底的第二面。另选地，基底可被构造为过滤器基底，其中一些通路在基底的第一面处被堵塞而其他通路在基底的第二面处被堵塞。在这种构造中，通过基底的第一面进入第一通路的废气沿基底部分地沿该第一通路流动，然后穿过基底的过滤壁进入第二通路。然后废气沿所述第二通路通过并离开基底的第二面。此类布置在本领域中已被称为壁流式过滤器。
经涂覆的过滤器基底或产品可例如为包含氧化催化剂(例如，催化烟尘过滤器[CSF])、选择性催化还原(SCR)催化剂(例如，该产品然后可被称为选择性催化还原过滤器[SCRF]催化剂)、NOx吸附剂组合物(例如，该产品然后可被称为稀NOx捕集过滤器[LNTF])、三效催化剂组合物(例如，该产品然后可被称为汽油颗粒过滤器[GPF])、氨漏失催化剂[ASC]或它们中的两种或更多种的组合的过滤器基底(例如，包含选择性催化还原(SCR)催化剂和氨漏失催化剂[ASC]的过滤器基底)。
基底可以单剂量涂覆，其中修补基面涂料可在单个步骤中施加到基底，其中基底保持在单个取向上。另选地，基底可以两个剂量进行涂覆。例如，在第一剂量中，基底处于第一取向，其中第一面在最上面，并且第二面在最下面。将涂层施加到第一面并涂覆基底长度的一部分。然后倒置基底，使得第二面在最上面。然后将涂层施加到第二面，以便涂覆基底的未被第一剂量涂覆的部分。有利地，双剂量工艺可允许将不同的涂层施加到基底的每个端部。
为了提供基底的最佳性能，可能有利的是确保基底被完全涂覆，使得涂覆基底的表面积最大化。然而，还有利的是确保基底的部分不被多于一层的修补基面涂料涂覆(例如，在双剂量工艺中)，因为这可导致基底内的压力损失增加。因此，期望将修补基面涂料施加到基底的过程实现基底可靠且可控的涂层轮廓。
在制造经涂覆的过滤器基底方面的挑战之一涉及将均匀涂层施加到过滤器基底的通道壁上。这是因为过滤器基底的每个通道通常具有仅一个开口端(另一端通常通过堵塞而闭合)，这对于修补基面涂料的施加是有问题的。可能难以将修补基面涂料施加到过滤器基底的通道以获得期望的涂层深度、横跨所有通道的均匀涂层深度以及在每个通道内的均匀修补基面涂料分布。
WO 99/47260描述了用于涂覆整体式支撑件的一般方法。涂覆流通式蜂窝基底的方法例示于WO 99/47260中。该方法典型地用于施加具有相对高粘度的修补基面涂料。
WO 2011/080525中描述了一种显示出将修补基面涂料均匀施加到过滤器基底壁上的良好结果的方法。WO 2011/080525描述了用包含催化剂组分的液体涂覆包括多个通道的蜂窝整体式基底的方法，该方法包括以下步骤：(i)基本上竖直地保持蜂窝整体式基底；(ii)经由通道的开口端在基底的下端处将预定体积的液体引入到基底中；(iii)将所引入的液体密封地保留在基底内；(iv)将含有所保留的液体的基底倒置；以及(v)在基底的倒置下端处对基底的通道的开口端施加真空，以沿基底的通道抽吸液体。
在WO2015/145122中描述了用于将修补基面涂料施加到过滤器基底壁上的另一种方法。该方法利用包括多个孔的“淋浴喷头”，该多个孔被布置成用于将液体均匀地沉积到过滤器基底的上端面上。
对于一些产品，可能期望将修补基面涂料用于具有相对低粘度和最小流变性的过滤器基底。本申请人已发现，由于修补基面涂料的流变性意味着难以将修补基面涂料均匀地施加到基底的上面，因此这可导致实现基底的可靠且可控的涂层轮廓的问题。具体地，可通过使用包括设置有喷嘴孔阵列的淋浴喷头板的修补基面涂料淋浴喷头将修补基面涂料施加到基底的上面。对于低粘度修补基面涂料，已发现难以确保修补基面涂料从淋浴喷头板均匀地排出。这可导致在涂覆之后基底的未涂覆部分的问题，其中将过少的修补基面涂料施加到基底的区域，或者另选地“拉穿”，其中将过量的基底从基底的下面拉出，其中将过多的修补基面涂料施加到基底的区域。
US2012/0021896教导了一种喷嘴，该喷嘴被构造成将包含催化层的原材料的流体排放到基底，该喷嘴设置有用于朝向基底的第一端面排放流体的排放口。喷嘴可设置有网状或穿孔板形式的偏转器，该偏转器引起流体在喷嘴内的流动变化。
发明内容
在第一方面，本公开提供了一种用于将修补基面涂料沉积到位于修补基面涂料淋浴喷头下方的基底的面上的修补基面涂料淋浴喷头，该修补基面涂料淋浴喷头包括：
壳体，该壳体具有用于接收修补基面涂料的入口；
淋浴喷头板；和
导流板；
壳体和淋浴喷头板限定淋浴喷头腔，并且导流板位于淋浴喷头腔内；
淋浴喷头板包括用于朝向基底的面排放修补基面涂料的多个喷嘴孔；
导流板包括不可渗透的中心主体和从不可渗透的中心主体延伸的多个臂，该多个臂限定围绕不可渗透的中心主体周向布置的多个流孔；
导流板安装在淋浴喷头腔中，使得不可渗透的中心主体与淋浴喷头板间隔开；
不可渗透的中心主体在壳体的入口下方对准，使得通过入口进入淋浴喷头腔的修补基面涂料被转向以在通过淋浴喷头板的喷嘴孔排出之前围绕不可渗透的中心主体流动并通过多个流孔。
有利的是，本公开的包括此类导流板的修补基面涂料淋浴喷头可导致基底的更均匀的涂覆，并且具体地可产生更可靠且可控的涂层轮廓。因此，使用修补基面涂料淋浴喷头可允许被涂覆的基底的表面积最大化，同时使涂层的重叠程度和/或修补基面涂料的拉穿最小化。
导流板可包括从不可渗透的中心主体延伸的多个臂，例如四个臂，该多个(例如四个)臂限定围绕不可渗透的中心主体周向布置的多个(例如四个)流孔；并且任选地，多个(例如，四个)臂可围绕不可渗透的中心主体周向等距间隔开。多个臂可从不可渗透的中心主体径向地延伸；并且任选地，其中多个臂中的每个臂的宽度可从邻近不可渗透的中心主体的位置到远离不可渗透的中心主体的位置增加。可优选地设置四个臂。
不可渗透的中心主体在平面图中可为圆形形状。不可渗透的中心主体可具有大于壳体的入口的直径的直径；并且任选地，其中入口的中心纵向轴线和不可渗透的中心主体的中心轴线可重合。不可渗透的中心主体可具有20mm至55mm；优选地25mm至50mm；更优选地选择为27mm、35mm或50mm的直径。
壳体的入口可具有至多25.4mm(1英寸)的内径。
面向入口的不可渗透的中心主体的上面可包括突起；优选地，其中突起为圆锥形或部分圆锥形表面。
有利的是，已发现在上面上的突起的设置使修补基面涂料淋浴喷头内的湍流最小化，这是因为修补基面涂料被引导至淋浴喷头板的周边。
导流板可安装到壳体和淋浴喷头板中的至少一者；优选地，其中导流板仅安装到壳体。导流板可安装到壳体的安装点，该安装点围绕壳体的入口但不冲击壳体的入口。导流板可通过在多个臂与壳体和淋浴喷头板中的至少一者之间延伸的固定装置来安装。固定装置可从多个臂中的每个臂的远侧端延伸。固定装置可位于65mm至75mm；优选地70mm的节圆直径上，并且能够以不可渗透的中心主体的中心轴线为中心居中。优选地，固定装置位于不可渗透的中心主体的直径之外。
有利的是，已经发现，将固定装置定位在不可渗透的中心主体的直径之外可使固定装置对进入的修补基面涂料的干扰最小化，从而导致修补基面涂料更均匀地分布到基底的上面上。
淋浴喷头腔可具有12mm至40mm；优选地15mm至30mm的深度。
不可渗透的中心主体可与淋浴喷头板间隔开5mm至10mm的间隙。
有利的是，已发现将不可渗透的中心主体定位成与淋浴喷头板相距5mm至10mm的间距可改善淋浴喷头腔内的修补基面涂料循环，并且具体地使得足够的修补基面涂料能够流回到淋浴喷头板的上面的中心以实现修补基面涂料到基底的上面上的更均匀分布。
在第二方面，本公开提供了一种用于形成如上所述的修补基面涂料淋浴喷头的一部分的导流板，其中该导流板包括不可渗透的中心主体和从不可渗透的中心主体延伸的多个臂，该多个臂限定围绕不可渗透的中心主体周向布置的多个流孔。
多个臂可从不可渗透的中心主体径向地延伸；以及/或者，多个臂中的每个臂的宽度可从邻近不可渗透的中心主体的位置到远离不可渗透的中心主体的位置增加；以及/或者，不可渗透的中心主体在平面图中可为圆形形状；以及/或者，不可渗透的中心主体可具有20mm至55mm；优选地25mm至50mm；更优选地选择为27mm、35mm或50mm的直径；以及/或者，不可渗透的中心主体的上面可包括突起；优选地，其中突起为圆锥形或部分圆锥形表面；以及/或者，多个臂可设置有用于连接固定装置的安装点；以及/或者，安装点可位于多个臂中的每个臂的远侧端处；以及/或者，安装点可位于65mm至75mm；优选地70mm的节圆直径上，并且能够以不可渗透的中心主体的中心轴线为中心居中。
在第三方面，本公开提供了一种包括如上所述的修补基面涂料淋浴喷头的基底涂覆设备。
在第四方面，本公开提供了一种使用修补基面涂料淋浴喷头用修补基面涂料涂覆基底的方法；
修补基面涂料淋浴喷头为包括以下各项的类型：
壳体，该壳体具有入口；
淋浴喷头板；以及
导流板；
壳体和淋浴喷头板限定淋浴喷头腔，并且导流板位于淋浴喷头腔内；
淋浴喷头板包括多个喷嘴孔；
导流板包括不可渗透的中心主体和从不可渗透的中心主体延伸的多个臂，该多个臂限定围绕不可渗透的中心主体周向布置的多个流孔；
导流板安装在淋浴喷头腔中，使得不可渗透的中心主体与淋浴喷头板间隔开；以及
不可渗透的中心主体在壳体的入口下方对准；
其中该方法包括以下步骤：
-将基底定位在修补基面涂料淋浴喷头下方；
-使修补基面涂料从入口穿过淋浴喷头腔至淋浴喷头板的喷嘴孔；
-将修补基面涂料朝向过滤器基底的面从喷嘴孔排出；
其中在修补基面涂料通过淋浴喷头腔期间，修补基面涂料被转向以在通过淋浴喷头板的喷嘴孔排出之前围绕导流板的不可渗透的中心主体流动并通过多个流孔。
已知多种基底，包括流通式基底(例如整体式流通式基底)和过滤器基底(例如整体式过滤器基底)、珠和陶瓷泡沫。然而，优选地，基底选自流通式基底或过滤器基底(例如，壁流式过滤器基底)。
流通式基底通常包括典型地延伸穿过其中的多个通道，其中每个通道在两端处(即，入口处的开口端和出口处的开口端)是开口的。通道形成在多个壁之间。壁通常包含无孔材料。包括延伸穿过其中的平行通道阵列的流通式整体式基底在本文中也称为蜂窝整体式基底。
相比之下，过滤器基底包括多个通道，其中每个通道具有开口端和封闭端(例如，封端或塞端)。每个通道典型地通过壁与相邻或邻近通道分开。壁包含多孔材料或基本上由其组成。此类多孔材料是本领域所熟知的。
一般来讲，过滤器基底包括多个入口通道和多个出口通道。每个入口通道在基底的第一面处具有开口端，并且在基底的相反的第二面处具有封闭端(例如，封端或塞端)(即，第二端为第一端的相反端)，并且每个出口通道在基底的第一面处具有封闭端(例如，封端或塞端)，并且在基底的相反的第二面处具有开口端。
在过滤器基底中，每个在基底的第一面处具有开口端并且在基底的第二(即，相反的)面处具有封闭端的通道典型地与在基底的第一面处具有封闭端并且在基底的第二(即，相反的)面处具有开口端的通道相邻。通道之间的流体连通经由基底的壁(例如，穿过多孔材料)。
壁典型地具有0.002英寸至0.1英寸(0.05mm至2.54mm)，诸如0.005英寸至0.050英寸(0.12mm至1.27mm)，特别是0.010英寸至0.025英寸(0.25mm至0.64mm)的厚度。
典型地，过滤器基底的通道具有交替的封闭端(例如，封端或塞端)和开口端。因此，每个入口通道可与出口通道相邻，并且每个出口通道可与入口通道相邻。当从过滤器基底的任一端观察时，通道可具有棋盘的外观。
然而，过滤器基底可具有入口通道(即，“第一”入口通道)，该入口通道与另一入口通道(即，“第二”入口通道)相邻并且任选地与出口通道，诸如“第一”出口通道和/或“第二”出口通道相邻。过滤器基底可具有出口通道(即，“第一”出口通道)，该出口通道与另一出口通道(即，“第二”出口通道)相邻并且任选地与入口通道，诸如”第一“入口通道和/或”第二“入口通道相邻。
过滤器基底可具有100至700个孔(或“通道”)/平方英寸(“cpsi”)，特别地250cpsi至400cpsi。
修补基面涂料包含液体并且典型地包含催化剂组分。液体可为溶液或悬浮液。悬浮液可为胶态悬浮液，诸如溶胶或非胶态悬浮液。当液体为溶液或悬浮液时，则其可为水性溶液或水性悬浮液。典型地，液体为悬浮液，特别是水性悬浮液。
典型地，液体包含催化剂组分。表述“催化剂组分”涵盖可包含在修补基面涂料制剂中的有助于所得排放控制装置的活性的任何组分，诸如铂族金属(PGM)、载体材料(例如，耐火氧化物)或沸石。应当理解，术语“催化剂组分”不要求组分本身具有严格意义上的术语“催化剂”的催化活性(例如，增加反应速率)。例如，催化剂组分可指能够储存或吸收NOx或烃的材料。包含催化剂组分的液体(例如修补基面涂料)是本领域技术人员已知的。包含在液体中的催化剂组分将取决于待制造的产物。
通过本发明的方法或使用本发明的设备获得的经涂覆的过滤器基底或产品可例如为包含氧化催化剂(例如，催化烟尘过滤器[CSF])、选择性催化还原(SCR)催化剂(例如，该产品然后可被称为选择性催化还原过滤器[SCRF]催化剂)、NOx吸附剂组合物(例如，该产品然后可被称为稀NOx捕集过滤器[LNTF])、三效催化剂组合物(例如，该产品然后可被称为汽油颗粒过滤器[GPF])、氨漏失催化剂[ASC]或它们中两种或更多种的组合的过滤器基底(例如，包含选择性催化还原(SCR)催化剂和氨漏失催化剂[ASC]的过滤器基底)。
除了“催化剂组分”之外，液体还可包含制剂助剂。术语“制剂助剂”是指包含在液体中以改变其化学或物理特性以涂覆到过滤器基底上的组分。制剂助剂可例如有助于催化组分在液体中的分散或改变液体的粘度。制剂助剂可不存在于最终的经涂覆的过滤器基底产品中(例如，其可在煅烧期间分解或降解)。制剂助剂可例如为酸、碱、增稠剂(例如，有机化合物增稠剂)或粘结剂。
修补基面涂料可具有在50rpm Brookfield下1cP至3000cP，优选地在50rpmBrookfield下100cP至3000cP，更优选地在50rpm Brookfield下小于600cP的粘度；在一个实施方案中，修补基面涂料可具有在50rpm Brookfield下100cP至3000cP的粘度，在另一个实施方案中，修补基面涂料可具有在50rpm Brookfield下1cP至350cP，更优选地在50rpmBrookfield下1cP至100cP的粘度。在本申请中，所有粘度测量是指在使用SC4-18锭子的Brookfield DV-II+Pro(LV)粘度计上进行的测量，该粘度计可得自美国马萨诸塞州米德尔伯勒的布鲁克菲尔德工程实验室公司(Brookfield Engineering Laboratories，Inc.，Middleboro，MA，USA)。
可使用能够在镗孔内移动的活塞从修补基面涂料的供应源向修补基面涂料淋浴喷头供应修补基面涂料，该镗孔具有38mm至170mm的内径并且活塞以45mm/s至150mm/s移动。
可将修补基面涂料以9cm3s-1至540cm3s-1的速率，优选地以9cm3s-1至270cm3s-1的速率提供给修补基面涂料淋浴喷头。
附图说明
现在将参考附图仅以举例的方式描述本公开的实施方案，其中：
图1为涂覆设备的横截面视图；
图2为图1的一部分的放大视图；
图3为根据本公开的淋浴喷头的横截面面透视图；
图4为根据本公开的另一个淋浴喷头的横截面视图；
图5为从下方观察的根据本公开的导流板的第一型式的视图；
图6为根据本公开的导流板的第二型式的侧正视图；
图7为从下方观察的图6的导流板的第二型式的视图；
图8为从上方观察的图6的导流板的第二型式的透视图；
图9为根据本公开的导流板的第三型式的侧正视图；
图10为从下方观察的图9的导流板的第三型式的视图；
图11为从上方观察的图6的导流板的第三型式的透视图；
图12a至12d为期望的和不期望的涂层轮廓的示意图；
图13示出了未修改的情况下的从修补基面涂料淋浴喷头沉积的低粘度修补基面涂料；
图14为未修改的情况下的从修补基面涂料淋浴喷头沉积到基底上的低粘度修补基面涂料的X射线图像；
图15为使用本公开的第一型式的导流板从修补基面涂料淋浴喷头沉积到基底上的修补基面涂料的X射线图像；
图16为使用本公开的第二型式的导流板从修补基面涂料淋浴喷头沉积到基底上的修补基面涂料的X射线图像；并且
图17为使用本公开的第三型式的导流板从修补基面涂料淋浴喷头沉积到基底上的修补基面涂料的X射线图像。
具体实施方式
现在将进一步描述本公开。在以下段落中，更详细地定义了本公开的不同方面/实施方案。除非有明确相反的说明，否则如此定义的每个方面/实施方案可与任何其他方面/实施方案或多个方面/实施方案组合。具体地，任何被指示为优选或有利的特征可与任何其他被指示为优选或有利的一个或多个特征组合。预期相对于产品所公开的特征可与相对于方法所公开的那些特征组合，反之亦然。
图1示出了可用于用修补基面涂料涂覆基底10的涂覆设备1的横截面视图。
涂覆设备1可包括沉积器2，该沉积器具有容纳用于激活分配机构的设备的壳体40。如所示，分配机构可包括活塞41，该活塞能够在镗孔42内轴向移动，以将流体朝向位于沉积器2下游的导管35移出出口43。
涂覆设备1还可包括料斗3，该料斗限定具有出口31的料斗贮存器30，该出口经由隔膜阀32与沉积器2的出口43连接。料斗3可填充有修补基面涂料，该修补基面涂料已在另一个位置处配制并预混。修补基面涂料可被泵送到料斗贮存器30中，或者可在重力下通过合适的导管进料到料斗贮存器30中。
沉积器2的出口43与导管35流体连接，该导管继而可延伸成与定量给料阀4流体连通。修补基面涂料淋浴喷头5可连接至定量给料阀4的下面，其中修补基面涂料淋浴喷头5定位在基底10上方。
基底10可位于并定位在头戴式耳机6和货板插入件8之间。包括真空锥7的真空设备可位于基底10之下。
图2示出了图1的涂覆设备1的放大部分，并且更详细地示出了可如何相对于修补基面涂料淋浴喷头5和头戴式耳机6定位基底10。
基底10可为具有基底主体11的整体块，该基底主体可沿其纵向长度具有均匀的横截面形状。基底主体11可具有圆形或接近圆形的横截面形状。基底主体11可具有直径d。
基底主体11可被定位成在头戴式耳机6与货板插入件8之间延伸，使得基底主体11的上面12为最上面，并且基底主体11的下面13为最下面。修补基面涂料淋浴喷头5可位于头戴式耳机6上方并且可优选地与头戴式耳机6和基底10对准，使得修补基面涂料淋浴喷头5的中心纵向轴线x与头戴式耳机6和基底10两者的中心纵向轴线重合，如图2所示。
修补基面涂料淋浴喷头5可包括淋浴喷头壳体21，该淋浴喷头壳体可借助于螺栓28在下侧联接至淋浴喷头板23。转接器板27也可借助于螺栓联接至淋浴喷头壳体21的上侧。
淋浴喷头壳体21可包括居中定位的孔，该孔限定对淋浴喷头腔24的入口22，该淋浴喷头腔限定在淋浴喷头壳体21与淋浴喷头板23之间。入口22的轴线可与纵向轴线x重合。转接器板27还可包括居中定位的孔，该孔可与纵向轴线x重合，且其尺寸设定成接收淋浴喷头壳体21的中心部分20。定量给料阀4可与淋浴喷头壳体21的入口22流体连通并保持流体连通。
淋浴喷头板23可设置有喷嘴孔25的阵列。
在使用中，通过活塞向右移动(如图1所观察的)，打开隔膜阀32并将修补基面涂料从料斗贮存器30吸入到镗孔42中。然后关闭隔膜阀32，然后在沉积器2的活塞41向左移动的作用下(如图1所观察的)，使一定剂量的修补基面涂料通过导管35移位。修补基面涂料穿过定量给料阀4和入口22进入淋浴喷头腔24。修补基面涂料然后穿过喷嘴孔25并且下落成与基底10的上面12接触。然后将修补基面涂料通过基底10的通路下拉。修补基面涂料穿过基底10的下拉至少部分地通过由真空锥7施加到基底10的下面13的吸力驱动。
图3至图5示出了根据本公开的导流板50的第一型式。图3示出了根据本公开的修补基面涂料淋浴喷头5，其中在淋浴喷头腔24内设置有导流板50。
淋浴喷头腔24可具有12mm至40mm、优选地15mm至30mm的深度。淋浴喷头腔24可具有150mm至200mm、优选地160mm至170mm的直径。淋浴喷头板23可在淋浴喷头腔24的整个直径上延伸。喷嘴孔25可排列在淋浴喷头板23上。喷嘴孔25可排列成规则或不规则的阵列。喷嘴孔25可被布置成多个同心圆形阵列。
导流板50包括不可渗透的中心主体51和多个臂52，该多个臂从不可渗透的中心主体51延伸以限定围绕不可渗透的中心主体51周向布置的多个流孔53。
导流板50可借助于螺栓29安装到淋浴喷头壳体21，该螺栓可穿过螺栓孔55朝向臂52中的每个臂的远侧端延伸。导流板50的安装点可围绕淋浴喷头壳体21的入口22，但优选地不冲击淋浴喷头壳体21的入口22。螺栓29可为4mm螺栓。螺栓孔55中的每个螺栓孔可被支脚环56围绕，该支脚环可用于限定导流板50的上面57与淋浴喷头壳体21的上内面之间的间距以及限定导流板50的下面58与淋浴喷头板23的上内面之间的间距26。每个支脚环56可具有4mm至6mm，优选地4.5mm的高度。间距26可为5mm至10mm，优选地为大约8mm。
导流板50(具有图3至图5所示的型式和下文所述的其他型式)可设置有上面57，该上面可为平坦的(如图3所示)或可设置有居中地位于上面57上的圆锥形或部分圆锥形突起54(如图4所示)。
如图5中最清楚地看到的那样，导流板50(无论是否设置有圆锥形或部分圆锥形突起54)可具有十字形形状，其中设置有四个臂52a至52d。优选地，四个臂52a至52d围绕不可渗透的中心主体51的圆周等距间隔开，使得它们各自与其邻近臂间隔开90°。类似地，导流板50可包括四个流孔53a至53d，该流孔围绕不可渗透的中心主体51的圆周等距间隔开，使得它们各自与其邻近流孔间隔开90°。
与不可渗透的中心主体51的直径相比，臂52a至52d的长度可相对较短。臂52a至52d可具有均匀的宽度和深度。在图5所示的示例中，螺栓孔55可被布置在70mm的节圆直径上，并且不可渗透的中心主体51可具有25mm的半径r1和50mm的直径。
导流板50可由不锈钢例如316型形成。
当涂覆具有圆形横截面形状和小于大约175mm，更具体地小于172.8mm的直径的基底10时，导流板50的第一型式可具有特别有利的用途。当涂覆具有非圆形横截面形状的基底10时，导流板50的第一型式也可具有特别有利的用途。另外，当涂覆用于选择性催化还原过滤器(SCRF)、轻型柴油机催化烟尘过滤器(LDD CSF)或汽油颗粒过滤器(GPF)的基底10时，导流板50的第一型式可具有特别有利的用途。
图6至图8示出了根据本公开的导流板50的第二型式。如图7和图8中最清楚地看到的那样，导流板50(无论是否设置有圆锥形或部分圆锥形突起54)可具有十字形形状，其中设置有四个臂52a至52d。与第一型式一样，四个臂52a至52d可围绕不可渗透的中心主体51的圆周等距间隔开，使得它们各自与其邻近臂间隔开90°。类似地，导流板50可包括四个流孔53a至53d，该流孔围绕不可渗透的中心主体51的圆周等距间隔开，使得它们各自与其邻近流孔间隔开90°。
臂52a至52d的长度比第一型式中的长度长。在图7所示的示例中，螺栓孔55可被布置在70mm的节圆直径上，并且不可渗透的中心主体51可具有17.5mm的半径r2和35mm的直径。因此，与第一型式的导流板50相比，不可渗透的中心主体51的面积减小并且流孔53a至53d的开口面积增加。
臂52a至52d可具有均匀的深度。臂52a至52d的宽度可渐缩。多个臂52a至52d中的每个臂的宽度可从邻近不可渗透的中心主体51的位置到远离不可渗透的中心主体51的位置增加。
导流板50可由不锈钢例如316型形成。
当涂覆具有大于大约250mm、更具体地大于266.7mm的直径的基底10时，导流板50的第二型式可具有特别有利的用途。另外，当涂覆用于重型柴油机过滤器(HDD)的基底10时，导流板50的第二型式可具有特别有利的用途。
图9至图11示出了根据本公开的导流板50的第三型式。如图10和图11中最清楚地看到的那样，导流板50(无论是否设置有圆锥形或部分圆锥形突起54)可具有十字形形状，其中设置有四个臂52a至52d。与第一型式和第二型式一样，四个臂52a至52d可围绕不可渗透的中心主体51的圆周等距间隔开，使得它们各自与其邻近臂间隔开90°。类似地，导流板50可包括四个流孔53a至53d，该流孔围绕不可渗透的中心主体51的圆周等距间隔开，使得它们各自与其邻近流孔间隔开90°。
臂52a至52d的长度比第二型式中的长度长。在图10所示的示例中，螺栓孔55可被布置在70mm的节圆直径上，并且不可渗透的中心主体51可具有13.5mm的半径r3和27mm的直径。因此，与第二型式的导流板50相比，不可渗透的中心主体51的面积减小并且流孔53a至53d的开口面积增加。
臂52a至52d可具有均匀的深度。与第二型式一样，臂52a至52d的宽度可渐缩。多个臂52a至52d中的每个臂的宽度可从邻近不可渗透的中心主体51的位置到远离不可渗透的中心主体51的位置增加。
导流板50可由不锈钢例如316型形成。
当涂覆具有介于170mm和275mm之间、更具体地介于172.8mm和266.7mm之间的直径的基底10时，导流板50的第三型式可发现特别有利的用途。另外，当涂覆用于催化烟尘过滤器(CSF)的基底10时，导流板50的第三型式可具有特别有利的用途。
在使用中，可使用沉积器2的活塞41从修补基面涂料供应源向修补基面涂料淋浴喷头5供应修补基面涂料。活塞41能够在镗孔42内移动，并且镗孔42可具有38mm至170mm的内径，并且活塞41能够以45mm/s至150mm/s移动。修补基面涂料沿导管35移位通过定量给料阀4并进入修补基面涂料淋浴喷头5中。可将修补基面涂料以7cm3s-1至640cm3s-1的速率提供给修补基面涂料淋浴喷头5。
修补基面涂料可通过入口22进入淋浴喷头腔24。修补基面涂料在到达淋浴喷头板23之前与导流板的不可渗透的中心主体51(包括圆锥形或部分圆锥形突起，如果存在的话)接触。因此，修补基面涂料朝向淋浴喷头腔24的周边横向偏转，使得修补基面涂料不立即到达位于淋浴喷头板23的中心处或附近的喷嘴孔25。修补基面涂料流过导流板的多个流孔53a至53d，然后在淋浴喷头腔24内循环以穿过喷嘴孔25。由于臂52a至52d和流孔53a至53d的尺寸和形状的构型，可使得足够的修补基面涂料能够再循环回到淋浴喷头板23的中心，使得实现修补基面涂料通过喷嘴孔25均匀或接近均匀地排出。
然后将修补基面涂料沉积到基底10的上面12上，并且通过由真空锥7施加的吸力将其抽吸通过基底主体11的通路。
修补基面涂料包含液体并且典型地包含催化剂组分。液体可为溶液或悬浮液。悬浮液可为胶态悬浮液，诸如溶胶或非胶态悬浮液。当液体为溶液或悬浮液时，则其可为水性溶液或水性悬浮液。典型地，液体为悬浮液，特别是水性悬浮液。
典型地，液体包含催化剂组分。表述“催化剂组分”涵盖可包含在修补基面涂料制剂中的有助于所得排放控制装置的活性的任何组分，诸如铂族金属(PGM)、载体材料(例如，耐火氧化物)或沸石。应当理解，术语“催化剂组分”不要求组分本身具有严格意义上的术语“催化剂”的催化活性(例如，增加反应速率)。例如，催化剂组分可指能够储存或吸收NOx或烃的材料。包含催化剂组分的液体(例如修补基面涂料)是本领域技术人员已知的。包含在液体中的催化剂组分将取决于待制造的产物。
通过本发明的方法或使用本发明的设备获得的经涂覆的过滤器基底或产品可例如为包含氧化催化剂(例如，催化烟尘过滤器[CSF])、选择性催化还原(SCR)催化剂(例如，该产品然后可被称为选择性催化还原过滤器[SCRF]催化剂)、NOx吸附剂组合物(例如，该产品然后可被称为稀NOx捕集过滤器[LNTF])、三效催化剂组合物(例如，该产品然后可被称为汽油颗粒过滤器[GPF])、氨漏失催化剂[ASC]或它们中两种或更多种的组合的过滤器基底(例如，包含选择性催化还原(SCR)催化剂和氨漏失催化剂[ASC]的过滤器基底)。
除了“催化剂组分”之外，液体还可包含制剂助剂。术语“制剂助剂”是指包含在液体中以改变其化学或物理特性以涂覆到过滤器基底上的组分。制剂助剂可例如有助于催化组分在液体中的分散或改变液体的粘度。制剂助剂可不存在于最终的经涂覆的过滤器基底产品中(例如，其可在煅烧期间分解或降解)。制剂助剂可例如为酸、碱、增稠剂(例如，有机化合物增稠剂)或粘结剂。
修补基面涂料可具有在50rpm Brookfield下1cP至3000cP，优选地在50rpmBrookfield下100cP至3000cP，更优选地在50rpm Brookfield下小于600cP的粘度；在一个实施方案中，修补基面涂料可具有在50rpm Brookfield下100cP至3000cP的粘度，在另一个实施方案中，修补基面涂料可具有在50rpm Brookfield下1cP至350cP，更优选地在50rpmBrookfield下1cP至100cP的粘度。(所有测量均在使用SC4-18锭子的Brookfield DV-II+Pro(LV)粘度计上获得。)
为了最大化对基底体积的利用并且防止将多个涂层施加到基底10的部分并防止修补基面涂料的拉穿，期望实现一致且可预测的涂层轮廓。例如，如图12a中示意性示出的，平坦的涂层轮廓是期望的。如所示，基底10具有已被修补基面涂料涂覆的涂覆部分45和其中未到达修补基面涂料的未涂覆部分46。涂覆部分45与未涂覆部分46之间的界面是平坦的，这是期望的结果。
图12b示出了涂覆部分45和未涂覆部分46之间的不期望的“V形”界面。据信这在太多修补基面涂料被施加到基底10的上面12的中心部分的情况下产生，并且这在修补基面涂料具有低粘度的情况下可能是具体问题。
图12c示出了与图12b类似的涂层轮廓，但示出了在充分涂覆基底的周边部分之前将修补基面涂料从基底的下面13的中心部分拉出的情况下可如何发生拉穿。
最后，图12d示出了在涂覆部分45和未涂覆部分46之间具有“M形”界面的另一种不期望的涂层轮廓。据信这是由于修补基面涂料在其穿过喷嘴孔25之前不能充分再循环回到淋浴喷头板23的中心。
比较例
使用Brookfield DV-II+Pro(LV)和SC4-18锭子，在25rpm至100rpm的锭子转速下，制备具有10％固体含量和5cP牛顿粘度的用于基底的催化剂修补基面涂料。
当使用图1的涂覆设备1利用不存在导流板的修补基面淋浴喷头5将修补基面涂料涂覆到碳化硅过滤器基底上时，更多的修补基面涂料从修补基面涂料淋浴喷头5的中心孔喷出，如图13所示。
据发现，这导致图14所示的V形、不均匀的涂层轮廓。该图为基底的X射线图像，其中修补基面涂料的涂层由于修补基面涂料的涂层的较高质量密度而被示出为相对于裸露光的基底较暗。
实施例1
为了改善图14所示的效果，将如图3至图5所示的导流板50的第一型式添加至如图3所示的淋浴喷头壳体21。
然后使用该导流板50和与以上比较例相同的催化剂修补基面涂料来涂覆143.8mm直径的碳化硅过滤器基底10。如图15的X射线图像所示，获得了更均匀的涂层轮廓，其中修补基面涂料的涂层由于修补基面涂料的涂层的较高质量密度而被示出为相对于裸露光的基底较暗。
实施例2
为了改善图14所示的效果，将如图6至图8所示的导流板50的第二型式添加至淋浴喷头壳体21。
然后使用该导流板50和与以上比较例相同的催化剂修补基面涂料来涂覆330.3mm直径的碳化硅过滤器基底10。如图16的X射线图像所示，获得了更均匀的涂层轮廓，其中修补基面涂料的涂层由于修补基面涂料的涂层的较高质量密度而被示出为相对于裸露光的基底较暗。
实施例3
为了改善图14所示的效果，将如图9至图11所示的导流板50的第三型式添加至淋浴喷头壳体21。
然后使用该导流板50和与以上比较例相同的催化剂修补基面涂料来涂覆172.8mm直径的碳化硅过滤器基底10。如图17的X射线图像所示，获得了更均匀的涂层轮廓，其中修补基面涂料的涂层由于修补基面涂料的涂层的较高质量密度而被示出为相对于裸露光的基底较暗。
如上所述，本申请人已发现，可使用包括如本文所述的导流板50的修补基面涂料淋浴喷头5在宽泛尺寸范围的基底上实现期望的平坦或接近平坦的涂层轮廓。
为避免疑问，本文公认的所有文献的全部内容均以引用方式并入本文。

Claims (24)

1.一种用于将修补基面涂料沉积到位于修补基面涂料淋浴喷头下方的基底的面上的所述修补基面涂料淋浴喷头，所述修补基面涂料淋浴喷头包括：
壳体，所述壳体具有用于接收所述修补基面涂料的入口；
淋浴喷头板；和
导流板；
所述壳体和所述淋浴喷头板限定淋浴喷头腔，并且所述导流板位于所述淋浴喷头腔内；
所述淋浴喷头板包括用于朝向所述基底的所述面排放所述修补基面涂料的多个喷嘴孔；
所述导流板包括不可渗透的中心主体和从所述不可渗透的中心主体延伸的多个臂，所述多个臂限定围绕所述不可渗透的中心主体周向布置的多个流孔；
所述导流板安装在所述淋浴喷头腔中，使得所述不可渗透的中心主体与所述淋浴喷头板间隔开；
所述不可渗透的中心主体在所述壳体的所述入口下方对准，使得通过所述入口进入所述淋浴喷头腔的修补基面涂料被转向以在通过所述淋浴喷头板的所述喷嘴孔排出之前围绕所述不可渗透的中心主体流动并通过所述多个流孔。
2.根据权利要求1所述的修补基面涂料淋浴喷头，其中所述导流板包括从所述不可渗透的中心主体延伸的四个臂，所述四个臂限定围绕所述不可渗透的中心主体周向布置的四个流孔；并且任选地，所述四个臂围绕所述不可渗透的中心主体周向等距间隔开。
3.根据权利要求1或权利要求2所述的修补基面涂料淋浴喷头，其中所述多个臂从所述不可渗透的中心主体径向地延伸；并且任选地，其中所述多个臂中的每个臂的宽度从邻近所述不可渗透的中心主体的位置到远离所述不可渗透的中心主体的位置增加。
4.根据任一前述权利要求所述的修补基面涂料淋浴喷头，其中所述不可渗透的中心主体在平面图中为圆形形状。
5.根据任一前述权利要求所述的修补基面涂料淋浴喷头，其中所述不可渗透的中心主体具有大于所述壳体的所述入口的直径的直径；并且任选地，其中所述入口的中心纵向轴线和所述不可渗透的中心主体的中心轴线重合。
6.根据任一前述权利要求所述的修补基面涂料淋浴喷头，其中所述不可渗透的中心主体具有20mm至55mm；优选地25mm至50mm；更优选地选择为27mm、35mm或50mm的直径。
7.根据任一前述权利要求所述的修补基面涂料淋浴喷头，其中所述壳体的所述入口具有至多25.4mm(1英寸)的内径。
8.根据任一前述权利要求所述的修补基面涂料淋浴喷头，其中面向所述入口的所述不可渗透的中心主体的上面包括突起；优选地，其中所述突起为圆锥形或部分圆锥形表面。
9.根据任一前述权利要求所述的修补基面涂料淋浴喷头，其中所述导流板安装到所述壳体和所述淋浴喷头板中的至少一者；优选地，其中所述导流板仅安装到所述壳体。
10.根据任一前述权利要求所述的修补基面涂料淋浴喷头，其中所述导流板安装到所述壳体的安装点，所述安装点围绕所述壳体的所述入口但不冲击所述壳体的所述入口。
11.根据任一前述权利要求所述的修补基面涂料淋浴喷头，其中所述导流板由在所述多个臂与所述壳体和所述淋浴喷头板中的至少一者之间延伸的固定装置安装。
12.根据权利要求11所述的修补基面涂料淋浴喷头，其中所述固定装置从所述多个臂中的每个臂的远侧端延伸。
13.根据权利要求11或权利要求12所述的修补基面涂料淋浴喷头，其中所述固定装置位于65mm至75mm；优选地70mm的节圆直径上，以所述不可渗透的中心主体的中心轴线为中心居中。
14.根据任一前述权利要求所述的修补基面涂料淋浴喷头，其中所述淋浴喷头腔具有12mm至40mm；优选地15mm至30mm的深度。
15.根据任一前述权利要求所述的修补基面涂料淋浴喷头，其中所述不可渗透的中心主体与所述淋浴喷头板间隔开5mm至10mm的间隙。
16.一种用于形成根据任一前述权利要求所述的修补基面涂料淋浴喷头的一部分的导流板，其中所述导流板包括不可渗透的中心主体和从所述不可渗透的中心主体延伸的多个臂，所述多个臂限定围绕所述不可渗透的中心主体周向布置的多个流孔。
17.根据权利要求16所述的导流板，其中：
-所述多个臂从所述不可渗透的中心主体径向地延伸；并且/或者
-所述多个臂中的每个臂的宽度从邻近所述不可渗透的中心主体的位置到远离所述不可渗透的中心主体的位置增加；并且/或者
-所述不可渗透的中心主体在平面图中为圆形形状；并且/或者
-所述不可渗透的中心主体具有20mm至55mm；优选地25mm至50mm；更优选地选择为27mm、35mm或50mm的直径；并且/或者
-所述不可渗透的中心主体的上面包括突起；优选地，其中所述突起为圆锥形或部分圆锥形表面；并且/或者
-所述多个臂设置有用于连接固定装置的安装点；并且/或者
-所述安装点位于所述多个臂中的每个臂的远侧端处；并且/或者
-所述安装点位于65mm至75mm；优选地70mm的节圆直径上，以所述不可渗透的中心主体的中心轴线为中心居中。
18.一种基底涂覆设备，所述基底涂覆设备包括根据权利要求1至15中任一项所述的修补基面涂料淋浴喷头。
19.一种使用修补基面涂料淋浴喷头用修补基面涂料涂覆基底的方法；
所述修补基面涂料淋浴喷头为包括以下各项的类型：
壳体，所述壳体具有入口；
淋浴喷头板；和
导流板；
所述壳体和所述淋浴喷头板限定淋浴喷头腔，并且所述导流板位于所述淋浴喷头腔内；
所述淋浴喷头板包括多个喷嘴孔；
所述导流板包括不可渗透的中心主体和从所述不可渗透的中心主体延伸的多个臂，所述多个臂限定围绕所述不可渗透的中心主体周向布置的多个流孔；
所述导流板安装在所述淋浴喷头腔中，使得所述不可渗透的中心主体与所述淋浴喷头板间隔开；以及
所述不可渗透的中心主体在所述壳体的所述入口下方对准；
其中所述方法包括以下步骤：
-将所述基底定位在所述修补基面涂料淋浴喷头下方；
-使修补基面涂料从所述入口穿过所述淋浴喷头腔至所述淋浴喷头板的所述喷嘴孔；
-将所述修补基面涂料朝向过滤器基底的面从所述喷嘴孔排出；
其中在所述修补基面涂料通过所述淋浴喷头腔期间，所述修补基面涂料被转向以在通过所述淋浴喷头板的所述喷嘴孔排出之前围绕所述导流板的所述不可渗透的中心主体流动并通过所述多个流孔。
20.根据权利要求19所述的方法，其中所述基底选自壁流式过滤器基底和流通式基底。
21.根据权利要求19或权利要求20所述的方法，其中所述修补基面涂料包含氧化催化剂、选择性催化还原(SCR)催化剂、NOx吸附剂组合物、三效催化剂组合物、氨漏失催化剂[ASC]、或它们中的两种或更多种的组合。
22.根据权利要求19至21中任一项所述的方法，其中所述修补基面涂料具有在50rpmBrookfield下1cP至3000cP，优选地在50rpmBrookfield下100cP至3000cP，更优选地在50rpm Brookfield下小于600cP的粘度；在一个实施方案中，所述修补基面涂料具有在50rpm Brookfield下100cP至3000cP的粘度，在另一个实施方案中，所述修补基面涂料具有在50rpm Brookfield下1cP至350cP，更优选地在50rpm Brookfield下1cP至100cP的粘度。
23.根据权利要求19至22中任一项所述的方法，其中使用能够在镗孔内移动的活塞从修补基面涂料的供应源向所述修补基面涂料淋浴喷头供应所述修补基面涂料，所述镗孔具有38mm至170mm的内径并且所述活塞以45mm/s至150mm/s移动。
24.根据权利要求19至23中任一项所述的方法，其中所述修补基面涂料以9cm3s-1至540cm3s-1的速率，优选地以9cm3s-1至270cm3s-1的速率供应给所述修补基面涂料淋浴喷头。
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