[發明專利]陶瓷前體擠出批料的雙循環控制

有效

• 申請號: 200980143608.7
• 申請日: 2009-10-30
• 公開（公告）號: CN102202848A
• 公開（公告）日: 2011-09-28
• 發明（設計）人: D·M·布朗;M·汗巴吉;R·J·洛克;邱文彬;K·C·薩里艾戈;C·J·沃爾什
• 申請（專利權）人: 康寧股份有限公司
• 主分類號: B28B3/20
• 分類號: B28B3/20
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司 31100
• 代理人: 樊云飛

相關申請的交叉引用

本申請要求對申請號為61/110,367、申請日為2008年10月31日的美國臨時申請的優選權。

技術領域

本發明涉及通過監測和控制受壓通過擠出機模板的批料的溫度而控制陶瓷前體批料擠出物形狀的裝置和方法，所述批料擠出物包括蜂窩過濾體。

背景技術

可能出現陶瓷成型擠出體在形狀上的局部缺陷。

發明內容

本發明的一方面是一種控制陶瓷前體擠出物形狀的方法，所述方法包括以下步驟：通過經由擠出機的至少一個圓筒以及設置在所述擠出機出口的擠出機模頭擠出陶瓷前體批料而形成擠出物，圓筒溫度能由圓筒冷卻劑流調節；測量所述模頭的擠出機上游(extruder?upstream)內材料的批料溫度；測量所述圓筒溫度；確定批料溫度設定值；根據所述批料溫度以及所述批料溫度設定值確定圓筒溫度設定值；根據圓筒溫度設定值以及所測量的圓筒溫度確定圓筒冷卻劑流設定值；以及通過調節所述圓筒冷卻劑流而調節所述擠出機內所述圓筒與所述批料之間的熱傳導。

在一些實施例中，根據探針如何定位、批料中心和/或批料表面之一或兩者的溫度，所述批料溫度可通過將探針插入批料中被直接測量。在其他實施例中，所述批料溫度可間接通過測量鄰近所述模頭的擠出機的表面溫度，即直接或間接與所述批料接觸而被測量。在一些實施例中，將鄰近所述模頭的擠出機的表面設置在擠出機體的末端圓筒與所述模頭前面之間。優選地，此表面不直接供給冷卻劑。

在一些實施例中，從所述擠出機圓筒到所述批料的熱傳導被控制在一速度，該速度足夠保持所述擠出物中心溫度與表面溫度間的差別在擠出物溫度范圍內。在一些實施例中，所述溫度范圍被選擇為使其產生具有相同形狀的擠出物，從而導致大量無誤差擠出產品以及對產品再加工需要的減小。在一些實施例中，在這里披露的所述方法和裝置的差別帶來所述擠出物中心溫度與所述表面溫度間的溫差不小于約1℃且不大于約3℃。

在這里披露的一些實施例中，提供一種調節傳熱量進出所述批料的方法，所述傳熱量足以保持所述擠出物的中心溫度在目標第一溫度范圍內。在一些實施例中，所述擠出物的中心溫度不小于31℃且不大于37℃。在一些實施例中，進出所述批料的熱傳導被調節以保持所述擠出物的表面溫度在第二目標溫度范圍內。在一些實施例中，所述表面溫度不小于27℃且不大于34℃。

在本文披露的一些實施例中，提供一種調節傳熱量進出所述批料的方法，從而足以使擠出物離開所述模頭中心部的流速大于擠出物離開所述模頭外部的流速。在一些實施例中，這導致形成基本相同的擠出物外觀，導致更少的浪費和更高質量的擠出物。在一些實施例中，使用這些控制擠出物中心和表面溫度的方法還可消除對為所述模板外表增加模頭罩具(die?mask)以彌補所述模板的不足的需要，所述不足導致擠出物中出現無法接受的缺陷。

在本文披露的一些實施例中，提供一種調節傳熱量從所述擠出機圓筒組件進出所述批料的方法，從而足以使擠出物離開所述模頭中心部的流速小于擠出物離開所述模頭外部的流速。在一些實施例中，這導致形成基本相同的擠出物外觀，導致更少的浪費和更高質量的擠出物。此方法還可消除對為所述模板表面增加模頭罩具以彌補所述模板的不足的需要，所述不足導致擠出物中出現無法接受的缺陷。

在本文披露的一些實施例中，提供一種控制陶瓷前體擠出物形狀的方法，包括以下步驟：通過經由擠出機圓筒以及經由設置在所述擠出機出口的擠出機模頭擠出陶瓷前體批料而形成擠出物，其中所述圓筒溫度設定值為主控制器的輸出值，而所述批料溫度以及批料溫度設定值被提供為對所述主控制器的輸入值。在一些實施例中，冷卻劑流速設定值為從屬控制器的輸出值，而所述圓筒溫度設定值以及圓筒溫度測定值提供為所述從屬控制器的輸入值。在一些實施例中，所述批料溫度設定值為管理控制器(supervisory?controller)的輸出值。所述管理控制器接收工藝輸入值。

在本文披露的其他實施例中，所述工藝輸入值包括參數：例如批料組分、所述批料的進料速度、擠出物幾何形狀或模頭特征以及類似參數或其組合。所述管理控制器可提供所述批料溫度設定值、主控制器參數、從屬控制器參數或圓筒權重因數，或其組合。

在本文披露的一方面中，所述擠出機設置有多個圓筒冷卻劑流。在一些實施例中，所述批料溫度通過測量鄰近所述擠出機內批料的結構的溫度而確定。所述批料溫度設定值由測量所述擠出物的中心溫度和表面溫度而確定。