專利名稱：陶瓷蜂窩成形體的制造方法和干燥裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種制造蜂窩成形體的方法，特別是涉及一種用于制造蜂窩成形體的干燥方法和干燥設(shè)備。
背景技術(shù)：
通過將外殼分隔成多個(gè)隔腔而形成的具有外殼的陶瓷蜂窩結(jié)構(gòu)可用作汽車廢氣過濾器的催化劑載體。
在制造上述陶瓷蜂窩結(jié)構(gòu)時(shí)，首先，將混合陶瓷材料通過蜂窩型模擠出而形成的軟蜂窩成形體切割成所需的長度。其次，通過微波加熱或類似的方法使蜂窩成形體干燥。然后，將干燥的蜂窩成形體燒制成陶瓷蜂窩結(jié)構(gòu)。
上述擠出成型過程通常由水平擠出法來進(jìn)行，水平擠出法是一種用于陶瓷體例如陶瓷管、陶瓷桿及類似件的成型方法。如后面所描述的那樣，通常利用擠壓成型裝置和螺旋擠出機(jī)來進(jìn)行生產(chǎn)，擠壓成型裝置包括用于形成蜂窩成形體的成型模，螺旋擠出機(jī)可連續(xù)地揉搓和擠出陶瓷材料。
由于蜂窩成形體在擠壓成型后包含有水分，因此比較軟弱，在后面的干燥過程中容易變形。特別是，近些年來，為了滿足提高廢氣的過濾性能等的要求，減小了分隔壁和外殼的厚度，從而這一問題變得更為突出。
對(duì)于干燥過程，采用的是在上述的水平擠出過程中也就是在擠出處于水平狀態(tài)時(shí)來干燥蜂窩成形體的方法。但是，該方法仍存在著干燥過程中蜂窩成形體發(fā)生變形的問題。其產(chǎn)生變形的原因如下如圖12所示，干燥過程中，在蜂窩成形體中會(huì)產(chǎn)生由于收縮而形成的收縮力85和蜂窩成形體自重所形成的反作用力86。收縮力85是在干燥區(qū)域89的周邊沿圓周方向作用于蜂窩成形體83還未干燥區(qū)域上的內(nèi)力。而且，自重所產(chǎn)生的反作用力86沿向內(nèi)的方向從蜂窩成形體83與支座88相接觸的表面進(jìn)行作用，且其強(qiáng)度向著蜂窩成形體83的底部增加。
因此，上述收縮力85和反作用力86的合力在干燥區(qū)域周邊還未干燥的蜂窩成形體83的下部區(qū)域位置處最大。因此，即使蜂窩成形體83在水平狀態(tài)下進(jìn)行干燥，也會(huì)在蜂窩成形體83的下部產(chǎn)生破裂、變形、塌縮等缺陷。
這里，日本專利申請(qǐng)2001-19533公開了一種干燥蜂窩成形體的方法，其中，蜂窩成形體的整個(gè)周邊由分成上下兩部分的夾具覆蓋住，在此狀態(tài)下來干燥蜂窩成形體，以免在水平狀態(tài)下干燥蜂窩成形體使蜂窩成形體產(chǎn)生變形。在該干燥方法中，下夾具支承蜂窩成形體，而上夾具固定在蜂窩成形體上。在此狀態(tài)下，認(rèn)為可對(duì)干燥過程中從蜂窩成形體周邊蒸發(fā)出的水量進(jìn)行控制，且干燥狀態(tài)保持均勻，從而就可減小干燥過程中所產(chǎn)生的收縮力。但是，該方法不僅忽略了由自重產(chǎn)生的反作用力，而且上夾具的重量也疊加在蜂窩成形體上了。因此，特別是在外殼厚度減小的蜂窩成形體中，并不能避免在干燥過程中產(chǎn)生變形。
另外，如果蜂窩成形體在豎直狀態(tài)下進(jìn)行干燥，沿蜂窩成形體的圓周方向作用的收縮力和沿蜂窩成形體軸向作用的反作用力就相互垂直。因此，在蜂窩成形體的圓周方向，就不會(huì)形成較大的合力而使隔腔產(chǎn)生缺陷。而且，上述由自重所產(chǎn)生的反作用力均勻地作用在蜂窩成形體的整個(gè)橫截面上，并作用在所有的隔腔壁上。因此，如果蜂窩成形體軸向足夠的短，該力就不足以產(chǎn)生變形。
因此，通?？稍诜涓C成形體處于豎直狀態(tài)下對(duì)蜂窩成形體進(jìn)行干燥。
但是，為了在豎直狀態(tài)下對(duì)蜂窩成形體進(jìn)行干燥，水平擠出的蜂窩成形體必須首先切割成足夠短的尺寸。然后，蜂窩成形體必須通過某種方法將其直立起來并固定住。這種在干燥之前就搬運(yùn)軟弱的蜂窩成形體并改變其形狀的方法不僅會(huì)增加制造的難度并降低生產(chǎn)效率，而且還會(huì)在軟弱的蜂窩成形體中產(chǎn)生應(yīng)力。因此，導(dǎo)致蜂窩成形體的隔腔中產(chǎn)生諸如變形、破裂等缺陷的可能性增大。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明就是針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)中所存在的問題提供了一種蜂窩成形體的制造方法和制造設(shè)備，其中，干燥蜂窩成形體是在蜂窩成形體軸線傾斜偏離豎直方向的狀態(tài)下進(jìn)行的，成型之后不會(huì)在軟弱的蜂窩成形體中產(chǎn)生變形。
本發(fā)明第一實(shí)施例的制造陶瓷蜂窩結(jié)構(gòu)的方法包括擠壓過程，該擠壓過程是通過揉搓至少一種原料粉和水而形成陶瓷原料，并對(duì)上述陶瓷原料進(jìn)行擠壓成型而形成蜂窩成形體，該蜂窩成形體具有外殼、成蜂窩形布置在外殼內(nèi)的分隔壁和由分隔壁分隔并沿軸向形成而穿過其兩端的多個(gè)隔腔；用于將蜂窩成形體切割成預(yù)定長度的切割過程；用于干燥蜂窩成形體的干燥過程；以及用于燒制蜂窩成形體而得到陶瓷蜂窩結(jié)構(gòu)的燒制過程，其中，在干燥過程中，進(jìn)行加熱步驟和旋轉(zhuǎn)步驟，所述加熱步驟是在蜂窩成形體的軸線傾斜偏離豎直方向且蜂窩成形體在其軸線旋轉(zhuǎn)方向上保持靜止的狀態(tài)下進(jìn)行加熱，所述旋轉(zhuǎn)步驟在多次進(jìn)行的每個(gè)加熱步驟之間通過使蜂窩成形體繞其軸線轉(zhuǎn)動(dòng)來改變蜂窩成形體的布置。
本發(fā)明第一實(shí)施例在干燥過程中進(jìn)行上述加熱步驟和旋轉(zhuǎn)步驟。加熱步驟是在蜂窩成形體的軸線傾斜偏離豎直方向且蜂窩成形體在其軸線旋轉(zhuǎn)方向上保持靜止的狀態(tài)下進(jìn)行加熱。而且，旋轉(zhuǎn)步驟是在加熱步驟進(jìn)行多次時(shí)使蜂窩成形體繞其軸線轉(zhuǎn)動(dòng)，并在每個(gè)加熱步驟之間改變蜂窩成形體的布置。
因此，在上述干燥過程中，加熱而產(chǎn)生的干燥收縮和蜂窩成形體布置的改變反復(fù)地進(jìn)行。因此，蜂窩成形體的布置每次發(fā)生改變，自重所產(chǎn)生的反作用力和收縮力的合力的位置就發(fā)生變化。
因此，上述作用于蜂窩成形體的合力是均勻的，并且是減小的，可控制蜂窩成形體的變形。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例，本發(fā)明的制造方法可在蜂窩成形體不產(chǎn)生變形的情況下制造出蜂窩成形體，其中，軟弱的蜂窩成形體在成型之后在其軸線傾斜地偏離豎直方向的情況下對(duì)其進(jìn)行干燥。
本發(fā)明第二實(shí)施例的蜂窩成形體制造方法包括擠壓過程，該擠壓過程是通過揉搓至少一種原料粉和水而形成陶瓷原料，并對(duì)上述陶瓷原料進(jìn)行擠壓成型而形成蜂窩成形體，該蜂窩成形體具有最大厚度為0.8mm的外殼、成蜂窩形布置在外殼內(nèi)且最大厚度為150μm的分隔壁和由分隔壁分隔并沿軸向形成而穿過其兩端的多個(gè)隔腔；用于將蜂窩成形體切割成預(yù)定長度的切割過程；用于干燥蜂窩成形體的干燥過程；以及用于燒制蜂窩成形體而得到陶瓷蜂窩結(jié)構(gòu)的燒制過程，其中，在干燥過程中，進(jìn)行加熱步驟和旋轉(zhuǎn)步驟，所述加熱步驟是在蜂窩成形體安放在用于支承蜂窩成形體的外殼部分的海綿狀支座上從而使其軸線大致呈水平且蜂窩成形體在其軸線旋轉(zhuǎn)方向上保持靜止的情況下進(jìn)行微波加熱，所述旋轉(zhuǎn)步驟在多次進(jìn)行的每個(gè)加熱步驟之間通過使蜂窩成形體繞其軸線轉(zhuǎn)動(dòng)來改變蜂窩成形體的布置。
本發(fā)明第二實(shí)施例可制造出一個(gè)壁厚非常薄的薄壁蜂窩成形體，該蜂窩成形體具有壁厚為0.8mm或更小的外殼以及布置在蜂窩成形體的外殼內(nèi)且壁厚為150μm的分隔壁。然后，在上述干燥過程中進(jìn)行加熱步驟，其中，蜂窩成形體是在其軸線大致呈水平的狀態(tài)且蜂窩成形體在其軸線旋轉(zhuǎn)方向上保持靜止的狀態(tài)下進(jìn)行加熱。而且，在多次進(jìn)行的每個(gè)加熱步驟之間進(jìn)行旋轉(zhuǎn)步驟，其中，通過使蜂窩成形體繞其軸線轉(zhuǎn)動(dòng)來改變蜂窩成形體的布置。
因此，正如在第一實(shí)施例中的情況那樣，加熱而產(chǎn)生的干燥收縮和蜂窩成形體布置的改變反復(fù)地進(jìn)行。因此，蜂窩成形體的布置每次發(fā)生改變，自重所產(chǎn)生的反作用力和收縮力的合力的位置就發(fā)生變化。
因此，上述作用于蜂窩成形體的合力是均勻的，并且是減小的，可控制蜂窩成形體的變形。
而且，在第二實(shí)施例中，在干燥過程中，通過微波加熱來進(jìn)行干燥。這些微波與通過現(xiàn)有技術(shù)中的高頻波所進(jìn)行的加熱是不同的，可通過波導(dǎo)裝置來引導(dǎo)微波，從而不必在蜂窩成形體附近布置電極。因此，可很容易地獲得高溫、高濕度以及其它類似的環(huán)境條件。
因此，即使對(duì)于具有壁厚為150μm或更小的非常薄的隔腔壁和壁厚為0.8mm或更小的較薄外殼的蜂窩成形體，通過在高溫和高濕度環(huán)境條件下來干燥蜂窩成形體，就可避免快速地干燥。換句話說，就可避免由于快速干燥而引起外壁產(chǎn)生破裂和皺褶。
如上所述，在本發(fā)明的第二實(shí)施例中，本發(fā)明的制造方法可在蜂窩成形體不產(chǎn)生變形的情況下制造出蜂窩成形體，其中，非常軟弱的蜂窩成形體具有壁厚為150μm或更小的非常薄的隔腔壁和壁厚為0.8mm或更小的較薄外殼，并在蜂窩成形體大致處于水平的狀態(tài)下對(duì)其進(jìn)行干燥。
本發(fā)明的第三實(shí)施例涉及一種用于干燥蜂窩成形體的陶瓷蜂窩結(jié)構(gòu)干燥裝置，該蜂窩成形體具有外殼、成蜂窩形布置在外殼內(nèi)的分隔壁和由分隔壁分隔并沿軸向形成而穿過其兩端的多個(gè)隔腔，所述干燥裝置包括用于通過將蜂窩成形體安放在可支承其外殼部分從而使蜂窩成形體的軸線大致呈水平的支座上以便來輸送蜂窩成形體的輸送裝置，用于通過微波加熱來加熱蜂窩成形體的加熱裝置以及用于通過使蜂窩成形體繞其軸線轉(zhuǎn)動(dòng)而改變蜂窩成形體的布置的旋轉(zhuǎn)裝置，其中，蜂窩成形體通過輸送裝置依次地輸送到加熱裝置和旋轉(zhuǎn)裝置中，進(jìn)行加熱步驟和旋轉(zhuǎn)步驟，所述加熱步驟是在加熱裝置中在蜂窩成形體在其軸線轉(zhuǎn)動(dòng)方向上保持靜止的狀態(tài)下進(jìn)行加熱，所述旋轉(zhuǎn)步驟在旋轉(zhuǎn)裝置中在多次進(jìn)行的每個(gè)加熱步驟之間來轉(zhuǎn)動(dòng)蜂窩成形體。
上述第三實(shí)施例的干燥裝置具有上述輸送裝置、加熱裝置和旋轉(zhuǎn)裝置。而且，通過利用這些每一個(gè)裝置，就可進(jìn)行上述加熱步驟和旋轉(zhuǎn)步驟。
因此，正如在第一實(shí)施例中的情況那樣，利用本發(fā)明第三實(shí)施例的干燥裝置可反復(fù)地改變加熱干燥和蜂窩成形體的布置情況。
因此，可控制蜂窩成形體的變形。
而且，上述干燥裝置中的加熱裝置利用微波進(jìn)行加熱。如上所述，這些微波與通過現(xiàn)有技術(shù)中的高頻波所進(jìn)行的加熱是不同的，可通過波導(dǎo)裝置來引導(dǎo)微波，從而不必在蜂窩成形體附近布置電極。因此，可很容易地獲得高溫、高濕度以及其它類似的環(huán)境條件。
因此，通過在高溫和高濕度環(huán)境條件下來干燥蜂窩成形體，就可避免快速地干燥。換句話說，就可避免由于快速干燥而引起外壁產(chǎn)生破裂和皺褶。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明的第三實(shí)施例，提供一種蜂窩成形體干燥裝置，即使在蜂窩成形體基本上呈水平的狀態(tài)下來干燥蜂窩成形體時(shí)，也不會(huì)在非常軟弱的蜂窩成形體中產(chǎn)生變形。
通過下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例所進(jìn)行的描述中，可更為全面地了解本發(fā)明。


圖1是本發(fā)明實(shí)施例中的陶瓷蜂窩結(jié)構(gòu)的制造流程圖；圖2是本發(fā)明實(shí)施例的蜂窩成形體的透視圖；圖3是圖2沿A-A的放大截面圖，其示出了本發(fā)明實(shí)施例的蜂窩成形體；圖4是本發(fā)明實(shí)施例所采用的擠壓成型裝置的截面圖；圖5是本發(fā)明實(shí)施例所采用的成形體切割裝置的正視圖；圖6是本發(fā)明實(shí)施例所采用的干燥裝置的正視圖；圖7是本發(fā)明實(shí)施例所采用的支座的正視圖；圖8是本發(fā)明實(shí)施例中所采用的支座的側(cè)視圖；圖9是本發(fā)明實(shí)施例中所采用的加熱裝置的截面圖；圖10是本發(fā)明實(shí)施例中所采用的旋轉(zhuǎn)裝置的截面圖；圖11是本發(fā)明實(shí)施例的陶瓷蜂窩結(jié)構(gòu)的透視圖；
圖12是表示在現(xiàn)有技術(shù)的干燥過程中蜂窩成形體變形機(jī)理的模型圖。
具體實(shí)施例方式
下面將對(duì)本發(fā)明的第一實(shí)施例進(jìn)行描述。
在第一實(shí)施例中，可采用諸如微波加熱、高頻加熱、熱空氣加熱等各種加熱方式來進(jìn)行加熱。
而且，在干燥過程中，最好將蜂窩成形體大致布置成水平的來進(jìn)行加熱和旋轉(zhuǎn)。
在此情況下，在擠出過程中，沿水平方向擠出的蜂窩成形體可在軸向無任何變形的情況下進(jìn)入干燥過程。因此，可簡化制造設(shè)備，并使作用于蜂窩成形體上的應(yīng)力最小。
而且，在旋轉(zhuǎn)步驟中，最好在90-270°的范圍內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)蜂窩成形體。
如果旋轉(zhuǎn)小于90°和超過270°，就可能將在干燥過程中所產(chǎn)生的收縮力和自重所產(chǎn)生的反作用力的合力減小的效果削弱，而且，轉(zhuǎn)動(dòng)的最佳范圍為120-240°。
另外，如果要加熱兩次，那么最好將加熱的溫度設(shè)定為180°，如果要加熱三次，則最好設(shè)定為120°。在此情況下，處于蜂窩成形體最下方的部分沿其角度方向均勻排列。換句話說，即使減少改變蜂窩成形體布置的次數(shù)，在改變其布置情況的同時(shí)也可保持平衡。因此，即使蜂窩成形體是在水平狀態(tài)下進(jìn)行干燥，也可獲得不產(chǎn)生任何變形的效果。
而且，在上述加熱步驟中，最好通過微波加熱的方式來加熱蜂窩成形體。
在此情況下，可通過波導(dǎo)裝置來引導(dǎo)微波，而不必在蜂窩成形體附近布置電極。因此，在必須在高溫和高濕度的環(huán)境條件下加熱蜂窩成形體時(shí)，可不需要復(fù)雜的設(shè)備。
另外，在上述加熱步驟中，可通過高頻加熱的方式來加熱蜂窩成形體。
在此情況下，由于蜂窩成形體的干燥過程是均勻進(jìn)行的，因此，由干燥速度不同而產(chǎn)生的收縮力很小。因此，就不會(huì)在干燥過程中產(chǎn)生收縮力而引起蜂窩成形體變形。
另外，在進(jìn)行加熱步驟的同時(shí)，最好將蜂窩成形體安放在用于支承其外殼部分的海綿狀支座上。
在此情況下，水分就可能擴(kuò)散到蜂窩成形體和支座之間的接觸表面中，但這并不影響蜂窩成形體的干燥。因此，就減小了由于蜂窩成形體干燥速度不同而產(chǎn)生的收縮力，并可避免收縮力引起變形增大。
而且，最好將蜂窩成形體安放在海綿狀支座上，以便使分隔壁部分基本上是垂直的。
在此情況下，就可增大蜂窩成形體在豎直方向也就是重力方向的強(qiáng)度。
而且，最好，蜂窩成形體的外殼厚度為0.8mm或更小，分隔壁的厚度為150μm或更小。
在此情況下，蜂窩成形體的強(qiáng)度很低，而且容易在干燥過程中產(chǎn)生變形。因此，通過第一實(shí)施例所述方法所取得的效果是特別有效的。
在本發(fā)明的第三實(shí)施例中，干燥裝置最好具有多個(gè)加熱裝置，且加熱裝置和旋轉(zhuǎn)裝置可交替地設(shè)置在輸送裝置的輸送線上。
在此情況下，在通過擠壓裝置擠壓成型后，使蜂窩成形體沿輸送線通過就可簡單地連續(xù)進(jìn)行干燥過程的每一個(gè)步驟。從而有效地對(duì)蜂窩成形體進(jìn)行干燥。
下面將結(jié)合附圖1-11來對(duì)本發(fā)明實(shí)施例的陶瓷蜂窩結(jié)構(gòu)的制造方法和干燥裝置進(jìn)行描述。
如圖1所示，本發(fā)明的用于制造陶瓷蜂窩結(jié)構(gòu)的方法包括擠壓過程10、切割過程20、干燥過程30和燒制過程40。其中，干燥過程30包括多個(gè)加熱步驟301和303以及在所述加熱步驟之間連續(xù)進(jìn)行的旋轉(zhuǎn)步驟302。
擠壓過程10是通過揉搓至少一種原料粉和水的混合物而形成陶瓷材料180，并對(duì)上述陶瓷材料180進(jìn)行擠壓成型而形成蜂窩成形體50的過程。
切割過程20是將蜂窩成形體50切割成預(yù)定的長度的過程。
干燥過程30是用于干燥蜂窩成形體50的過程。干燥過程30中所包含的加熱步驟301和303是加熱蜂窩成形體的步驟，在加熱步驟中，蜂窩成形體的軸線沿偏離豎直方向的方向傾斜，且沿其軸線的轉(zhuǎn)動(dòng)方向保持靜止。另外，干燥過程30中所包含的旋轉(zhuǎn)步驟302是通過在第一加熱步驟301和第二加熱步驟303之間使蜂窩成形體繞其軸線轉(zhuǎn)動(dòng)而改變蜂窩成形體布置的步驟。
燒制過程40是一個(gè)通過燒制蜂窩成形體50而獲得陶瓷蜂窩結(jié)構(gòu)1的過程。下面將闡述本實(shí)施例的具體內(nèi)容。
首先，如圖11所示，陶瓷蜂窩結(jié)構(gòu)1具有厚度為0.8mm或更小的結(jié)構(gòu)外殼104、在結(jié)構(gòu)外殼104內(nèi)蜂窩狀布置且厚度為150μm或更小的結(jié)構(gòu)分隔壁101以及由結(jié)構(gòu)分隔壁101分隔并沿軸向形成而穿過其兩端的多個(gè)結(jié)構(gòu)隔腔108。
另外，結(jié)構(gòu)隔腔108的形狀和陶瓷蜂窩結(jié)構(gòu)1的外形滿足其應(yīng)用的要求。
在擠壓過程10中，形成粘土蜂窩成形體50，該蜂窩成形體具有厚度為0.8mm或更小的外殼53、蜂窩狀布置且厚度為150μm或更小的分隔壁52以及由結(jié)構(gòu)分隔壁101分隔并沿軸向形成而穿過其兩端的多個(gè)隔腔51。
這里，擠壓過程10通過利用圖4所示的擠壓成型裝置19進(jìn)行。該擠壓成型裝置19具有用于形成蜂窩成形體50的成型模191和用于連續(xù)揉搓并擠壓陶瓷材料180的螺旋擠出機(jī)198。
首先，在進(jìn)行擠壓過程10中，將5個(gè)重量單位的有機(jī)粘結(jié)劑和15個(gè)重量單位的水混合，并與100個(gè)重量單位的主要成分為堇青石的陶瓷原料粉一起進(jìn)行揉搓來制備粘土陶瓷材料180。然后，利用螺旋擠出機(jī)198將陶瓷材料180從蜂窩成型模191中擠出而形成粘土蜂窩成形體50。另外，擠出機(jī)19也可采用柱塞式擠出機(jī)、旋進(jìn)式擠出機(jī)或其它類似的擠出機(jī)。
其次，在切割過程20中，將擠壓過程10中所形成的蜂窩成形體50切割成預(yù)定的長度。這里，這些預(yù)定的長度被設(shè)定為以下將描述的倒棱長度加上成品陶瓷蜂窩結(jié)構(gòu)1的長度。
在該切割過程20中，利用圖5所示的成型切割裝置21進(jìn)行切割。該成型切割裝置21具有沿大致垂直于蜂窩成形體軸向的方向運(yùn)動(dòng)的切割線22。
然后，在干燥過程30中，對(duì)在切割過程20中切割成預(yù)定長度的蜂窩成形體進(jìn)行干燥處理。下面將對(duì)干燥過程進(jìn)行描述。
首先，通過圖6對(duì)干燥過程30中所用的干燥裝置31進(jìn)行描述。該干燥裝置31是一種用于干燥蜂窩成形體50的干燥裝置的示例，其包括輸送裝置32、兩個(gè)加熱裝置33和一個(gè)旋轉(zhuǎn)裝置34。
輸送裝置32是一個(gè)用于將蜂窩成形體50在其軸線基本上呈水平的狀態(tài)下安放在支承其外殼部分53的支座321上，并沿箭頭A所示方向輸送蜂窩成形體50的裝置。
加熱裝置33是通過微波加熱的方式來干燥蜂窩成形體50的裝置。
旋轉(zhuǎn)裝置34是用于使支承在支座321上的蜂窩成形體50繞其軸線旋轉(zhuǎn)而改變其布置狀態(tài)的裝置。下面將對(duì)這些裝置的具體結(jié)構(gòu)進(jìn)行描述。
輸送裝置32包括皮帶輸送裝置322和輥?zhàn)虞斔脱b置323，帶式或環(huán)式皮帶輸送裝置322通過布置在兩端的輥?zhàn)虞斔脱b置323以固定的拉伸強(qiáng)度張緊。在輥?zhàn)虞斔脱b置323轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，旋轉(zhuǎn)力傳遞給皮帶輸送裝置322，皮帶輸送裝置322就沿其縱向方向運(yùn)動(dòng)。
然后，從干燥過程30開始到結(jié)束，輸送裝置32通過一個(gè)皮帶輸送裝置322進(jìn)行連接。因此，在蜂窩成形體50安放到輸送裝置32上并由其進(jìn)行輸送時(shí)，所有的干燥步驟就可連續(xù)和自動(dòng)地作用于蜂窩成形體50。此時(shí)，蜂窩成形體50是在由支座321支承的狀態(tài)下進(jìn)行輸送。
如圖7和8所示，在該實(shí)施例中，支座321采用由三聚氰胺樹脂制成的海綿狀多孔材料。其形狀被加工成與蜂窩成形體50的外形相匹配。這里，使用海綿狀多孔材料可不妨礙含在蜂窩成形體50內(nèi)的水分進(jìn)行擴(kuò)散。而且，所確定的支座321的形狀可使得其與蜂窩成形體50的接觸表面面積較大，而接觸表面的壓力較小。
另外，支座321的材料也可采用其它的材料，只要其暴露在微波下加熱時(shí)溫度的增加值低于陶瓷成形體本身溫度的增加值即可。特別是，對(duì)于支座321的材料，相對(duì)于微波的耗散因子(相對(duì)介電常數(shù)和tanδ的積)小于陶瓷材料的耗散因子的材料是適當(dāng)?shù)?。由于耗散因子越低，在微波加熱過程中溫度的升高就越容易控制，因此，可使支座321的溫度保持低于陶瓷蜂窩成形體50的溫度。除了該實(shí)施例所采用的三聚氰胺樹脂以外，還可考慮采用Teflon(注冊(cè)商標(biāo))樹脂、云母樹脂、鋁土樹脂、聚乙烯樹脂、硅樹脂及類似的樹脂。
另外，如圖9所示，加熱裝置33包括微波發(fā)射器331、波導(dǎo)裝置(未示出)、布置成可將皮帶輸送裝置封閉的干燥箱332和用于在干燥箱332內(nèi)形成高溫和高濕度環(huán)境的加濕器(未示出)。在加熱裝置33中，微波發(fā)射器331產(chǎn)生的微波發(fā)射出來加熱蜂窩成形體50。
該實(shí)施例所用的微波發(fā)射器331的振動(dòng)頻率為2450MHz±50MHz，額定輸出功率為5Kw。而且，在干燥箱332的兩側(cè)設(shè)有敞開部分334，該敞開部分足夠的大以便使蜂窩成形體50通過，通常該敞開部分是敞開的。因此，在敞開部分334的周圍設(shè)有微波吸收裝置333，以免發(fā)生微波泄漏。
另外，如圖10所示，旋轉(zhuǎn)裝置34包括與液壓致動(dòng)器(未示出)相連并可上下運(yùn)動(dòng)的臂狀支承裝置349、用于支承和抬起蜂窩成形體50的臂341、用于夾緊蜂窩成形體50的兩側(cè)的夾盤342和用于使臂前后水平運(yùn)動(dòng)的蝸輪裝置348。
這里，由于位于左臂和右臂341頂部的蝸輪裝置348具有逆轉(zhuǎn)裝置，因此，左臂和右臂341可對(duì)稱地進(jìn)行運(yùn)動(dòng)。因此，臂341前后運(yùn)動(dòng)就使得兩者之間的間隔根據(jù)蝸輪裝置348的轉(zhuǎn)動(dòng)而增大或減小。
另外，夾盤342具有金屬板347和軸部件345，上述金屬板上覆蓋有軟海綿狀墊板344。這些軸部件345通過球接頭346與每個(gè)臂341相連。因此，夾盤342除了可在墊板344的表面方向自由變化以外，還可由馬達(dá)(未示出)驅(qū)動(dòng)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。
這里，球接頭是公知的球面滑動(dòng)軸承。該球接頭是一種具有包括凸球形彎曲表面的部件和包括凹球形彎曲表面的部件的接頭結(jié)構(gòu)，這些部件通過這些球形表面相互可滑動(dòng)地裝配在一起。因此，球接頭可繞一個(gè)軸點(diǎn)沿軸向旋轉(zhuǎn)，并可自由地在軸向和其它類似的方向上改變方向。
下面將對(duì)上述干燥裝置31的工作過程進(jìn)行描述。
輸送到干燥裝置31的蜂窩成形體50依次通過輸送裝置32依次進(jìn)入安裝在干燥裝置30中的兩個(gè)加熱裝置33和旋轉(zhuǎn)裝置34。
首先，在具有上述結(jié)構(gòu)的加熱裝置33中進(jìn)行第一加熱步驟301。在第一加熱步驟301中，進(jìn)入干燥箱332的蜂窩成形體50與皮帶輸送裝置322一起從入口側(cè)運(yùn)動(dòng)到出口側(cè)。
在此過程中，加熱裝置33內(nèi)的蜂窩成形體50通過微波輻射而被加熱和干燥。
而且，在干燥箱中，通過加濕器(未示出)來保持高溫和高濕度環(huán)境。因此，可避免蜂窩成形體50快速干燥，從而可避免由于干燥速度不同而使外殼產(chǎn)生諸如破裂、皺褶等缺陷。
然后，在具有上述結(jié)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)裝置34中進(jìn)行旋轉(zhuǎn)步驟302。
首先，位置傳感器(未示出)檢測蜂窩成形體50的位置。然后，旋轉(zhuǎn)裝置34的臂341下降，且夾盤342夾住并保持住蜂窩成形體50的兩端。
這里，由于夾盤342的表面覆蓋有軟海綿材料，因此，它們可很好地適應(yīng)蜂窩成形體50端部表面的不平整。而且，由于夾盤342通過球接頭346與臂341相連，因此，它們可很好地適應(yīng)蜂窩成形體50端部的傾斜。
然后，將支承著的蜂窩成形體50抬起使其離開支座321，并通過與夾盤342的軸部件345相連的馬達(dá)(未示出)繞其軸線轉(zhuǎn)動(dòng)180°。然后，再將蜂窩成形體50放回到支座321上。
如上所述來改變蜂窩成形體的布置。特別是，使在第一加熱步驟中與支座321相接觸且還未干的蜂窩成形體50的外殼部分53在向上的方向上露出。
另外，在具有上述結(jié)構(gòu)的加熱裝置33中，進(jìn)行第二加熱步驟303。其與第一加熱步驟301是相同的。
然后，通過圖中未示出的燒制裝置對(duì)蜂窩成形體50進(jìn)行燒制。
而且，如果在燒制之前蜂窩成形體50的水分含量超過5％，那么還可在通過熱空氣或其它類似方式對(duì)其進(jìn)一步干燥直到其水分含量低于5％之后進(jìn)行有效地?zé)啤?br> 另外，在燒制之后，可對(duì)蜂窩成形體50的兩個(gè)端部進(jìn)行倒棱處理，并完成陶瓷蜂窩結(jié)構(gòu)1的加工。該倒棱處理是為了修復(fù)擠壓過程10之后所進(jìn)行的切割過程20中所產(chǎn)生的隔腔變形。
而且，還可考慮由蜂窩成形體50制造多個(gè)陶瓷蜂窩結(jié)構(gòu)1。這是因?yàn)榭蓽p少每個(gè)陶瓷蜂窩結(jié)構(gòu)1的倒棱次數(shù)。
如上所述，根據(jù)該實(shí)施例，在干燥過程中，加熱步驟中的加熱和旋轉(zhuǎn)步驟中改變蜂窩成形體的布置可重復(fù)進(jìn)行。因此，即使在蜂窩成形體的壁厚很薄，也可控制干燥過程中蜂窩成形體的變形。
換句話說，即使擠壓過程10之后對(duì)軟弱的蜂窩成形體50在大致水平的狀態(tài)下進(jìn)行干燥，蜂窩成形體50也不會(huì)產(chǎn)生變形。
另外，該實(shí)施例中的干燥裝置31包括輸送裝置32、兩個(gè)加熱裝置33和旋轉(zhuǎn)裝置34，且在干燥過程30中可連續(xù)地進(jìn)行處理。這里，顯然，本發(fā)明并不局限于象在該實(shí)施例中所描述的這種連續(xù)過程。與該實(shí)施例不同，干燥裝置還可包括唯一的一個(gè)加熱裝置和一個(gè)旋轉(zhuǎn)裝置。在此情況下，首先，蜂窩成形體進(jìn)入加熱裝置進(jìn)行加熱步驟。其次，蜂窩成形體在旋轉(zhuǎn)裝置中旋轉(zhuǎn)來改變其布置。接著，蜂窩成形體再進(jìn)入加熱裝置進(jìn)行加熱步驟。經(jīng)過這一過程，就可獲得與上述實(shí)施例相同的效果。
而且，在該實(shí)施例中，在干燥過程30中，設(shè)有兩個(gè)加熱步驟和一個(gè)旋轉(zhuǎn)步驟。顯然，如果需要也可進(jìn)行兩個(gè)以上的加熱步驟和在加熱步驟之間進(jìn)行多個(gè)旋轉(zhuǎn)步驟。
權(quán)利要求
1.一種制造陶瓷蜂窩結(jié)構(gòu)的方法，其包括擠壓過程，該擠壓過程是通過揉搓至少一種原料粉和水而形成陶瓷原料，并對(duì)上述陶瓷原料進(jìn)行擠壓成型而形成蜂窩成形體，該蜂窩成形體具有外殼、成蜂窩形布置在外殼內(nèi)的分隔壁和由分隔壁分隔并沿軸向形成而穿過其兩端的多個(gè)隔腔；用于將蜂窩成形體切割成預(yù)定長度的切割過程；用于干燥蜂窩成形體的干燥過程；以及用于燒制蜂窩成形體而得到陶瓷蜂窩結(jié)構(gòu)的燒制過程，其中，在干燥過程中，進(jìn)行加熱步驟和旋轉(zhuǎn)步驟，所述加熱步驟是在蜂窩成形體的軸線傾斜偏離豎直方向且蜂窩成形體在其軸線旋轉(zhuǎn)方向上保持靜止的狀態(tài)下進(jìn)行加熱，所述旋轉(zhuǎn)步驟通過在多次進(jìn)行的每個(gè)加熱步驟之間使蜂窩成形體繞其軸線轉(zhuǎn)動(dòng)來改變蜂窩成形體的布置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制造陶瓷蜂窩結(jié)構(gòu)的方法，其特征在于，在干燥過程中，在蜂窩成形體布置成軸線大致呈水平的狀態(tài)下進(jìn)行加熱步驟和旋轉(zhuǎn)步驟。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制造陶瓷蜂窩結(jié)構(gòu)的方法，其特征在于，在旋轉(zhuǎn)步驟中，蜂窩成形體旋轉(zhuǎn)90-270°。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制造陶瓷蜂窩結(jié)構(gòu)的方法，其特征在于，在加熱步驟中，通過微波加熱的方式來加熱蜂窩成形體。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制造陶瓷蜂窩結(jié)構(gòu)的方法，其特征在于，在加熱步驟中，通過高頻加熱的方式來加熱蜂窩成形體。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制造陶瓷蜂窩結(jié)構(gòu)的方法，其特征在于，在進(jìn)行加熱步驟時(shí)，蜂窩成形體安放在用于支承其外殼部分的海綿狀支座上。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的制造陶瓷蜂窩結(jié)構(gòu)的方法，其特征在于，蜂窩成形體安放在支座上，以便使有些分隔壁基本上是垂直的。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制造陶瓷蜂窩結(jié)構(gòu)的方法，其特征在于，蜂窩成形體外殼的最大厚度為0.8mm，蜂窩成形體分隔壁的最大厚度為150μm。
9.一種陶瓷蜂窩結(jié)構(gòu)的制造方法，其包括擠壓過程，該擠壓過程是通過揉搓至少一種原料粉和水而形成陶瓷原料，并對(duì)上述陶瓷原料進(jìn)行擠壓成型而形成蜂窩成形體，該蜂窩成形體具有最大厚度為0.8mm的外殼、成蜂窩形布置在外殼內(nèi)且最大厚度為150μm的分隔壁和由分隔壁分隔并沿軸向形成而穿過其兩端的多個(gè)隔腔；用于將蜂窩成形體切割成預(yù)定長度的切割過程；用于干燥蜂窩成形體的干燥過程；以及用于燒制蜂窩成形體而得到陶瓷蜂窩結(jié)構(gòu)的燒制過程，其中，在干燥過程中，進(jìn)行加熱步驟和旋轉(zhuǎn)步驟，所述加熱步驟是在蜂窩成形體安放在用于支承蜂窩成形體的外殼部分的海綿狀支座上從而使其軸線大致呈水平且蜂窩成形體在其軸線旋轉(zhuǎn)方向上保持靜止的狀態(tài)下進(jìn)行微波加熱，所述旋轉(zhuǎn)步驟通過在多次進(jìn)行的每個(gè)加熱步驟之間使蜂窩成形體繞其軸線轉(zhuǎn)動(dòng)來改變蜂窩成形體的布置。
10.一種用于干燥蜂窩成形體的陶瓷蜂窩結(jié)構(gòu)干燥裝置，該蜂窩成形體具有外殼、成蜂窩形布置在外殼內(nèi)的分隔壁和由分隔壁分隔并沿軸向形成而穿過其兩端的多個(gè)隔腔，所述干燥裝置包括用于通過將蜂窩成形體安放在支承其外殼部分從而使蜂窩成形體的軸線大致呈水平的支座上以便輸送蜂窩成形體的輸送裝置；用于通過微波加熱來加熱蜂窩成形體的加熱裝置；以及用于通過使蜂窩成形體繞其軸線轉(zhuǎn)動(dòng)而改變蜂窩成形體的布置的旋轉(zhuǎn)裝置，其中，蜂窩成形體通過輸送裝置依次地輸送到加熱裝置和旋轉(zhuǎn)裝置中，進(jìn)行加熱步驟和旋轉(zhuǎn)步驟，所述加熱步驟是在加熱裝置中在蜂窩成形體在其軸線轉(zhuǎn)動(dòng)方向上保持靜止的狀態(tài)下進(jìn)行加熱，所述旋轉(zhuǎn)步驟在旋轉(zhuǎn)裝置中在多次進(jìn)行的每個(gè)加熱步驟之間來轉(zhuǎn)動(dòng)蜂窩成形體。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的用于干燥蜂窩成形體的陶瓷蜂窩結(jié)構(gòu)干燥裝置，其特征在于，干燥裝置具有多個(gè)加熱裝置，且加熱裝置和旋轉(zhuǎn)裝置交替地布置在輸送裝置的輸送線上。
全文摘要
本發(fā)明的制造陶瓷蜂窩結(jié)構(gòu)的方法包括用于形成蜂窩成形體的擠壓過程，用于將蜂窩成形體切割成預(yù)定長度的切割過程，用于干燥蜂窩成形體的干燥過程，以及用于燒制蜂窩成形體的燒制過程，在干燥過程中，交替地進(jìn)行加熱步驟和旋轉(zhuǎn)步驟，所述加熱步驟是在蜂窩成形體的軸線傾斜偏離豎直方向的情況下進(jìn)行，所述旋轉(zhuǎn)步驟通過轉(zhuǎn)動(dòng)蜂窩成形體來改變蜂窩成形體的布置。
文檔編號(hào)B01J37/08GK1417157SQ0215040
公開日2003年5月14日 申請(qǐng)日期2002年11月8日 優(yōu)先權(quán)日2001年11月9日
發(fā)明者石川諭史, 后藤章一, 加藤広己 申請(qǐng)人:株式會(huì)社電裝