[发明专利]用于堵塞颗粒过滤器小孔的掩模

说明书

发明背景

壁流式颗粒过滤器用于从柴油机和其它内燃机排放的废气中除去含碳的煤烟。图1显示了一例具有单块坯体(monolith body)102的壁流式颗粒过滤器100，其通常由陶瓷材料如堇青石或金刚砂挤出制成。单块坯体102具有外壳104。在外壳104内是相互连接的多孔壁106，其限定了单块坯体102内的纵向通道108a和108b。单块坯体102具有进口端面(end face)110和出口端面112。在进口端面110，用填充剂材料堵塞通道108b。通过在单块坯体102的端面110和112施加掩模(未显示)并通过掩模中的开口将填充剂材料注入端面110和112上的所选小孔中，用填充剂材料选择性堵塞通道108a和108b的端口。在操作中，废气通过进口通道108b进入单块坯体102，通过多孔壁106经过通道108b进入出口通道108a，从通道108a离开单块坯体102。

美国专利4,557,773(授予Bonzo)描述了一种选择性堵塞单块坯体端面小孔的自动化方法。该方法包括：在单块坯体端面施加透明的聚合物薄膜，扫描薄膜以产生信号，这些信号表明了薄膜下小孔的位置。然后用小孔位置信号定位用于通过薄膜在所选小孔位置产生开口的工具。聚合物薄膜包裹着单块坯体端面，从而掩模与单块坯体端面相配合。这造成当填充剂材料通过掩模开口注射时，可流过掩模并沿着单块坯体侧面往下流。单块坯体侧面上的填充剂材料造成侧面的污点，如果最终产品需要类似于挤出而成的外壳，则这些污点很难处理。可通过在经掩模开口注入填充剂材料之前沿单块坯体外周气动密封而避免这些污点缺陷。然而，这种方案增加了过滤器的生产成本，同时还限制一次只能掩蔽和堵塞一个单块坯体。

发明概述

本发明的一方面涉及一种用于堵塞单块坯体中小孔(cell)的掩模，其包括平板，其中该平板(planar sheet)的边缘固定在支撑架(support frame)中。在一种实施方式中，平板具有小孔掩模区，其边缘与外壳掩模区相接。小孔掩模区包括多个开口，填充剂材料可通过这些开口注入单块坯体的所选小孔中。平板的尺寸使得当其安装在单块坯体的端面时，小孔掩模区覆盖单块坯体端面的小孔，而外壳掩模区侧向延伸过单块坯体的外周。

本发明另一方面涉及一种堵塞单块坯体小孔的方法，该方法包括：在单块坯体的端面施加边缘固定在支撑架中的平板，从而该平板侧向延伸过单块坯体的外周。本发明优选还包括扫描平板并产生表明端面上小孔位置的信号，然后在与所选小孔位置相对的平板中切割开口。

通过以下描述和所附权利要求，本发明的其它特征和优点将非常明白。

附图概述

图1显示现有技术的蜂窝状(honeycomb)过滤器。

图2A是根据本发明一种实施方式的掩模的顶视图。

图2B显示由一个框架支撑的图2A的掩模。

图3显示堵塞之前的单块坯体。

图4A显示悬在图3所示单块坯体之上的图2A所示的掩模。

图4B显示通过本发明一种实施方式的掩模将填充剂材料注入单块坯体小孔中的活塞。

图5说明用于形成本发明一种实施方式的掩模的图像导向的(vision-guided)激光切割方法。

图6显示用于选择性地堵塞多个蜂窝体的小孔的本发明另一个实施方式的掩模。

优选实施方式详述

现在参考如附图所示的几种优选实施方式详细描述本发明。在以下描述中，阐述了多个具体细节以利于完全理解本发明。然而，对本领域技术人员显而易见的是撇开一些或所有这些具体细节也可以实施本发明。在其它情况下，没有详细描述公知的特征和/或过程步骤以避免不必要地混淆本发明。参考附图和以下描述能够更好地理解本发明的特征和优点。

图2A显示了根据本发明一种实施方式用于选择性地堵塞单块坯体端面小孔的掩模200。掩模200包括平板202，其包括边界与外壳掩模区206相接的小孔掩模区204。小孔掩模区204包括多个开口208。在该实施方式中，开口208表示为具有正方形几何图形。正方形的角可包括填角(fillet)，或除正方形之外，开口208可具有其它几何图形如圆形或三角形。通常，开口208的几何图形是由将应用掩模200的单块坯体小孔的几何图形决定的。开口208的数目和尺寸也可由单块坯体端面中待堵塞的小孔的数目和尺寸决定。平板202的边缘可固定在支撑架(例如图2B中的支撑架210)中。平板202可由多种材料制成，例如聚合物(如聚酯)、弹性体(例如聚硅酮)或金属。