專(zhuān)利名稱：用來(lái)測(cè)量形成陶瓷的批料的水分含量的系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及形成陶瓷的材料的擠出，具體涉及用來(lái)測(cè)量形成陶瓷的批料中的水分 含量的系統(tǒng)和方法。
背景技術(shù)：
在各種工業(yè)中，人們采用擠出法形成很多種產(chǎn)品。一種擠出法使用形成陶瓷的材 料，使得增塑的混合物擠出通過(guò)模頭孔，形成擠出件。人們已經(jīng)通過(guò)擠出法形成了蜂窩形狀的陶瓷制品，其包括多個(gè)孔道或通道，這些 孔道或通道被沿著該結(jié)構(gòu)的縱軸平行延伸的薄壁分隔。在所述擠出工藝中需要對(duì)很多參 數(shù)進(jìn)行控制，使得所需的制品保持其擠出后的形式，最終形成能夠滿足具體設(shè)計(jì)和/或性 能要求的制品。所述參數(shù)包括例如構(gòu)成所述批料的混合物的具體組成。所述批料中的水分 (潮氣)含量是需要仔細(xì)控制的另一個(gè)關(guān)鍵參數(shù)。水分含量不足的批料無(wú)法進(jìn)行適當(dāng)?shù)臄D 出，會(huì)導(dǎo)致最終制品中形成裂紋。另一方面，如果批料中的水分含量過(guò)高，也無(wú)法適當(dāng)?shù)剡M(jìn) 行擠出，會(huì)導(dǎo)致擠出件或擠出制品變形。概述本發(fā)明的一個(gè)方面涉及一種擠出形成陶瓷的批料的方法。所述方法包括傳送所述 形成陶瓷的批料，使得所述批料的下方部分暴露出來(lái)。所述方法還包括在傳送所述批料的 同時(shí)對(duì)傳送的批料的下方部分的水分含量進(jìn)行測(cè)量，然后對(duì)所述傳送的批料進(jìn)行擠出。水 分含量是實(shí)時(shí)測(cè)量的。本發(fā)明的另一個(gè)方面涉及一種擠出形成陶瓷的批料的系統(tǒng)。所述系統(tǒng)包括擠出 機(jī)，以及用來(lái)將所述批料傳送到擠出機(jī)的傳送器。在所述擠出機(jī)的上游處、所述傳送器的附 近設(shè)置移除批料的裝置。通過(guò)設(shè)置該裝置，在批料移動(dòng)通過(guò)該裝置的時(shí)候移除或者移去一 層所述批料，從而使得所述批料的下方部分裸露出來(lái)。所述系統(tǒng)還包括水分含量傳感器裝 置，其設(shè)置在足夠靠近所述傳送器的位置，以便感測(cè)所述批料的下方部分的水分含量。一種 示例性的移除批料的裝置是犁形機(jī)械裝置，其插入所述批料中可調(diào)節(jié)的深度之處，移去選 定量的批料。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員通過(guò)參考以下說(shuō)明書(shū)、權(quán)利要求書(shū)和附圖，能夠進(jìn)一步理解 和體會(huì)本發(fā)明的這些優(yōu)點(diǎn)和其它的優(yōu)點(diǎn)。附圖簡(jiǎn)要說(shuō)明

圖1是本文所述的擠出系統(tǒng)的示意圖，其包括實(shí)時(shí)水分含量測(cè)量(MCM)系統(tǒng)；圖2是通過(guò)使用圖1的擠出系統(tǒng)擠出形成的示例性蜂窩體的透視4
圖3A是圖1的擠出系統(tǒng)的傳送器單元的一部分的放大圖，圖中顯示犁形設(shè)備形式 的批料移除(BMR)裝置，還顯示了光學(xué)傳感頭，該傳感頭設(shè)置在與所述犁形設(shè)備相鄰、位于 該犁形設(shè)備緊鄰下游的位置；圖3B是圖3A所示的傳送器單元的一部分的平面圖，顯示楔形的犁形部件以及在 犁形部件后測(cè)量批料水分含量的光學(xué)傳感頭的視野；圖4A繪制了通過(guò)水分含量測(cè)量(MCM)系統(tǒng)測(cè)得的“水％ ”原始測(cè)量結(jié)果相對(duì)于校 準(zhǔn)樣“水％，，的校準(zhǔn)數(shù)據(jù)曲線，對(duì)校準(zhǔn)數(shù)據(jù)進(jìn)行回歸擬合作圖；圖4B顯示了實(shí)際校準(zhǔn)數(shù)據(jù)的校準(zhǔn)樣品的“水分(％干)”相對(duì)于校準(zhǔn)的MCM系統(tǒng) 測(cè)得的水分含量值的曲線圖；圖5A與圖3A類(lèi)似，顯示本文所述的擠出系統(tǒng)的一個(gè)示例性實(shí)施方式，其包括設(shè)計(jì) 用來(lái)測(cè)量批料溫度的溫度傳感器；以及圖5B與圖3B類(lèi)似，顯示溫度傳感器視野與光學(xué)傳感頭視野位置的比較。發(fā)明詳述下面將詳細(xì)參考本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，這些實(shí)施方式的例子在附圖中示出。只 要可能，在所有附圖中使用相同的編號(hào)和附圖標(biāo)記來(lái)表示相同或類(lèi)似的部分。本發(fā)明涉及將增塑的形成陶瓷的混合物擠出形成具有很多種不同輪廓和外形的 制品，例如蜂窩結(jié)構(gòu)。例如，可以通過(guò)對(duì)形成陶瓷的混合物進(jìn)行擠出而形成薄壁的蜂窩結(jié) 構(gòu)，所述形成陶瓷的混合物會(huì)在擠出過(guò)程中在加壓條件下發(fā)生塑性形變，但是能夠在解除 所述高的擠出剪切作用力之后，在環(huán)境條件下保持它們擠出時(shí)的形式。本發(fā)明揭示了一種 設(shè)備和方法，用來(lái)在擠出批料之前實(shí)時(shí)測(cè)量批料中的水分含量，由此系統(tǒng)操作者可以確定 并且(如果需要的話)調(diào)節(jié)實(shí)際的水分含量?！盁o(wú)機(jī)批料”包括無(wú)機(jī)組分的混合物；批料可以包含成孔組分，例如石墨或者甲基 纖維素之類(lèi)的有機(jī)材料，這些成孔組分可以占該混合物的一小部分(例如約1-7% )。圖1是用來(lái)由形成陶瓷的材料或混合物形成陶瓷基制品的擠出系統(tǒng)10的一個(gè)示 例性實(shí)施方式的示意圖。擠出系統(tǒng)10包括混合階段或“濕塔”20，其包括入口端22和出口 端24。濕塔20在入口端22從相應(yīng)的組分來(lái)源31接收干態(tài)形式的各種批料組分30，將其 與水(以及任選的油)一起混合，形成初始的形成陶瓷的批料混合物。濕塔20包括例如混 合器40，隨后是旋轉(zhuǎn)錐形體44。濕塔20還包括供水單元50，該供水單元設(shè)計(jì)用來(lái)以選定的 量(例如以重量計(jì))向該混合器40提供水。在一個(gè)示例性的實(shí)施方式中，供水單元50是 人工控制和/或自動(dòng)化控制的，在下文中將進(jìn)行討論。擠出系統(tǒng)10還包括傳送器單元60，圖中顯示其設(shè)置在與濕塔20的出口端24相鄰 的位置。傳送器單元60包括傳送帶64，其具有入口端66和出口端68。優(yōu)選的傳送器單元 60是Thayer帶式單元。傳送帶可以如圖所示順時(shí)針旋轉(zhuǎn)。傳送器單元60包括保護(hù)罩70， 所述保護(hù)罩70在靠近傳送帶出口端68的位置具有孔72。在一個(gè)示例性的實(shí)施方式中，傳 送帶64約為1. 2-1. 5米(長(zhǎng)約4-5英尺)。傳送帶入口端66設(shè)置在濕塔20的出口端24，以便從濕塔20接收批料34。在一 個(gè)示例性的實(shí)施方式中，旋轉(zhuǎn)錐形件44用來(lái)將批料34以相對(duì)均勻的層的形式輸送到傳送 帶入口端66。在一個(gè)示例性的實(shí)施方式中，傳送帶64以層的形式承載材料34，所述層的厚 度約為2. 5-5. 0厘米(約1-2英寸)，寬度約為25-36厘米(約10-14英寸)。在一些實(shí)施方式中，對(duì)濕塔20進(jìn)行設(shè)置，以調(diào)節(jié)傳送帶64承載的批料34的層的厚度。擠出系統(tǒng)10還包括斜槽80和擠出單元90。斜槽80設(shè)置在傳送單元60和擠出單 元90之間。斜槽80設(shè)計(jì)用來(lái)從傳送帶64的出口端68接收批料34，并將其傳送到擠出單 元90。擠出單元90設(shè)計(jì)用來(lái)接收批料34，并用批料形成坯材，然后使得坯材通過(guò)擠出模頭 92(例如雙螺桿擠出機(jī))進(jìn)行壓制，形成擠出件100。在一個(gè)示例性的實(shí)施方式中，隨后將 擠出件100切割成若干小段，以進(jìn)一步形成擠出的塊料。一種示例性的擠出件100具有蜂 窩結(jié)構(gòu)，例如圖2所示的結(jié)構(gòu)，其可以用來(lái)形成流通基材，或者(堵塞)壁流式過(guò)濾器，形成 陶瓷過(guò)濾器產(chǎn)品102。在一個(gè)示例性的實(shí)施方式中，擠出系統(tǒng)10包括位于擠出單元90內(nèi)的壓力傳感器 94，其與控制器210電連接，用來(lái)在擠出過(guò)程中測(cè)量擠出單元90內(nèi)的壓力。壓力傳感器產(chǎn) 生電信號(hào)SP，將該電信號(hào)輸送到控制器210，由控制器210接收，該控制器對(duì)壓力測(cè)量結(jié)果 進(jìn)行處理，優(yōu)選將壓力測(cè)量結(jié)果顯示在顯示器240上。擠出件100沉積在與擠出模頭92相鄰設(shè)置的傳送器110上。然后將擠出件100 切割成小塊，用傳送器110傳送到干燥站(例如烘箱)120。干燥站120具有內(nèi)部腔122，所 述擠出件的小塊100在干燥過(guò)程中位于該內(nèi)部腔122中。在一個(gè)示例性的實(shí)施方式中，擠 出單元90包括多個(gè)擠出模頭，一次操作可以同時(shí)形成多個(gè)擠出件100。繼續(xù)參見(jiàn)圖1，擠出系統(tǒng)10還包括水分含量測(cè)量(MCM)系統(tǒng)200，其包括設(shè)置在傳 送器單元罩70中的孔72內(nèi)或者與該孔72相鄰的光學(xué)傳感頭202。光學(xué)傳感頭202的視野 206投射在位于傳送帶64上向下傳送的批料34上。合適的光學(xué)傳感頭202可以購(gòu)自美國(guó) 馬薩諸塞州密耳佛德的工藝傳感器公司(Process Sensors, Corp.，Milford，ΜΑ)。光學(xué)傳 感頭202適于根據(jù)在其視野206上測(cè)得的光學(xué)吸收產(chǎn)生電信號(hào)SA。水分測(cè)量系統(tǒng)200還包括控制單元210，其通過(guò)傳導(dǎo)信號(hào)Sa的導(dǎo)線212與光學(xué)傳感 頭202相連?？刂茊卧?10包括處理器220和計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)230。在一個(gè)示例性的實(shí)施 方式中，控制單元210是計(jì)算機(jī)或包括計(jì)算機(jī)?？刂茊卧?10優(yōu)選還包括顯示器單元240。光學(xué)傳感頭202優(yōu)選設(shè)計(jì)用來(lái)傳輸波長(zhǎng)約為1800-2100納米、更優(yōu)選約1850-1950 納米的光學(xué)輻射，用來(lái)檢測(cè)批料34的光學(xué)吸收；在一個(gè)實(shí)施方式中，該波長(zhǎng)約為1900納米。 這些波長(zhǎng)在近紅外(“NIR”)波長(zhǎng)范圍內(nèi)，在此范圍內(nèi)，水具有很強(qiáng)的吸收。因此，所述光學(xué) 傳感頭202的一些實(shí)施方式也被稱為“NIR水分傳感器”。在一個(gè)示例性的實(shí)施方式中，光 學(xué)傳感頭202包括濾光器(未顯示)，該濾光器能夠?qū)⒊诉x定波長(zhǎng)(例如上述波長(zhǎng)中的一 種或多種)以外的波長(zhǎng)的光都阻擋掉。因此光學(xué)傳感頭202產(chǎn)生的信號(hào)Sa可以代表批料 34的水分含量的原始測(cè)量值或未校準(zhǔn)測(cè)量值。在一個(gè)示例性的實(shí)施方式中，擠出系統(tǒng)10包括主控制器MC，其與濕塔20(特別是 其中的供水單元50)，傳送器單元70，擠出機(jī)90和控制器210可操控地連接，設(shè)計(jì)用來(lái)控制 這些系統(tǒng)部件的操作，以控制所述擠出機(jī)系統(tǒng)的總體操作。形成過(guò)濾器主體在一個(gè)示例性的實(shí)施方式中，使用擠出系統(tǒng)10通過(guò)以下方式形成上文所述的陶 瓷基蜂窩結(jié)構(gòu)將濕的、優(yōu)選水基陶瓷前體批料擠出通過(guò)擠出模頭92，形成具有蜂窩結(jié)構(gòu) 的濕料段。將該濕料段切割成多個(gè)分段的部分或塊/片，對(duì)分段的部分進(jìn)行干燥，形成生坯 蜂窩體形式(也稱為“生坯蜂窩體料段”)。所述水基陶瓷前體混合物優(yōu)選包含以下組分的批料混合物形成陶瓷(例如堇青石)的無(wú)機(jī)前體材料，任選的成孔劑，例如石墨或淀粉，粘 合劑，潤(rùn)滑劑，以及液體媒劑。所述無(wú)機(jī)批料組分可以是無(wú)機(jī)組分(包括一種或多種陶瓷) 的組合，所述組分在燒制的時(shí)候能夠提供多孔陶瓷主體。所述主體優(yōu)選具有主要固相組合 物(例如堇青石或者鈦酸鋁的主相組合物)。在一些實(shí)施方式中，所述無(wú)機(jī)批料組分包含氧化鋁源和氧化硅源。在一個(gè)示例性 的實(shí)施方式中，所述無(wú)機(jī)批料組分可以選自氧化鎂源，氧化鋁形成源，以及氧化硅源；所述 批料組分可以在燒制的時(shí)候制得主要包含堇青石或者堇青石、多鋁紅柱石和/或尖晶石的 混合物的陶瓷制品。例如，可以對(duì)無(wú)機(jī)批料組分進(jìn)行選擇，以提供陶瓷制品，該陶瓷制品包 含至少約90重量％的堇青石，或者更優(yōu)選包含93重量％的堇青石。在一個(gè)示例性的實(shí)施 方式中，以氧化物重量百分?jǐn)?shù)基準(zhǔn)計(jì)，所述包含堇青石的蜂窩體制品主要由以下組分組成 約49-53重量％的SiO2,約33-38重量％的Al2O3，約12-16重量％的MgO0為此，一種示例 的無(wú)機(jī)堇青石前體粉末批料組合物可包含約33-41重量％的鋁氧化物源、約46-53重量％ 的氧化硅源和約11-17重量％的鎂氧化物源。適合用來(lái)形成堇青石的示例性而非限制性的 無(wú)機(jī)批料組分混合物見(jiàn)述于美國(guó)專(zhuān)利第3，885，977號(hào)；第5，258，150號(hào)；美國(guó)專(zhuān)利公開(kāi)第 2004/0261384號(hào)和第2004/0029707號(hào)；以及RE 38，888，這些文獻(xiàn)都參考結(jié)合入本文中。無(wú)機(jī)陶瓷批料組分可以包括合成制備的材料，如氧化物、氫氧化物等。或者它們可 以是天然生成的礦物，例如黏土、滑石或其任意組合，可以根據(jù)最終陶瓷主體所需的性質(zhì)進(jìn) 行選擇?？梢詫⑺錾鞣涓C體料段進(jìn)一步切割成具有所需長(zhǎng)度的生坯蜂窩體波形物，可 以在切割步驟中形成蜂窩體波形物。然后對(duì)所述波形物進(jìn)行加熱或燒制，形成陶瓷制品。任 選地可以對(duì)所述波形物或者制品進(jìn)行填塞，形成壁流式過(guò)濾器。批料水分測(cè)定當(dāng)批料通過(guò)濕塔20下降到傳送帶64，然后輸送到擠出機(jī)90的時(shí)候，批料34的上 表面開(kāi)始變干(相對(duì)于該上表面之下的材料)。如果在上表面批料上進(jìn)行水分測(cè)量，將無(wú)法 準(zhǔn)確地反映輸送通過(guò)水分測(cè)量位點(diǎn)的批料34的實(shí)際水分含量。盡管優(yōu)選在混合器40中將 水加入批料之前，要在濕塔中的供水單元50對(duì)水進(jìn)行稱重，但是由于各種批料組分所接觸 的環(huán)境的變化，或者例如由于工藝或批料本身的變化，在所謂的“干”輸入的批料組分中的 水分含量可能發(fā)生變化。因此，擠出系統(tǒng)10還包括批料移除(BMR)裝置300，以便于在對(duì)批料進(jìn)行擠出之前 適當(dāng)?shù)販y(cè)量批料中的水分含量。BMR裝置300設(shè)計(jì)用來(lái)從輸送的批料物流的批料34頂層移 除或除去至少一部分。BMR裝置300設(shè)置在與光學(xué)傳感頭200相鄰的位置，位于光學(xué)傳感 頭200的上游，使得光學(xué)傳感頭的視野206在用BMR裝置暴露出下方的批料之后對(duì)其進(jìn)行 測(cè)量，優(yōu)選在暴露出之后立刻進(jìn)行測(cè)量。圖3A是擠出系統(tǒng)10的一部分的放大側(cè)視圖，顯示了光學(xué)傳感頭以及相對(duì)于批料 34的層設(shè)置的犁形設(shè)備形式的BMR裝置300的一個(gè)示例性實(shí)施方式，所述批料34的層沿著 箭頭Al方向進(jìn)行傳送。所述犁形設(shè)備優(yōu)選以可調(diào)節(jié)的方式移除批料34，所述批料最初在 BMR裝置300上游(例如在入口端66處)的傳送帶64上傳送的時(shí)候包括初始頂表面35和 初始厚度t。犁形設(shè)備或BMR裝置300包括一個(gè)犁形部件302，該犁形部件與一個(gè)或多個(gè)支承部件304相連，以支承充壓裝置306。圖3B是圖3A的放大平面圖，顯示了楔形的犁形部件 302的一個(gè)示例性實(shí)施方式。在一個(gè)示例性的實(shí)施方式中，犁形部件302由不銹鋼制成。所 述一個(gè)或多個(gè)支承部件304優(yōu)選可以垂直移動(dòng)以調(diào)節(jié)位置，具體來(lái)說(shuō)，犁形部件302的垂直 位置可以相對(duì)于傳送帶64移動(dòng)。在擠出工藝過(guò)程中，當(dāng)批料沿著傳送帶64移動(dòng)的時(shí)候，將犁形部件302插入批料 34中距頂表面35深度d處。在一個(gè)示例性的實(shí)施方式中，深度d優(yōu)選約為0. 5-5毫米，更 優(yōu)選約為1-3毫米。犁形部件302從初始頂表面35移除或移去(例如移走)一些材料，從 而使得下方的批料34暴露出來(lái)，形成新的頂表面35’和新的厚度t’(其中t’ =t-d)，在 一些實(shí)施方式中，所述新的厚度僅略小于初始厚度t。所述新暴露出來(lái)的批料34優(yōu)選立刻 進(jìn)入光學(xué)傳感頭視野206內(nèi)，該視野優(yōu)選緊鄰位于犁形部件302之后。由于犁形部件302之 后的批料34是新裸露出來(lái)的，因此不會(huì)由于局部環(huán)境引起干燥(例如蒸發(fā))而顯著影響水 分含量，從而能夠在擠出之前更準(zhǔn)確地測(cè)量批料34的水分含量。視野206的光點(diǎn)尺寸例如 約為寬(直徑)10厘米(約4英寸)，使得在一個(gè)示例性的實(shí)施方式中，從批料頂表面35上 移除或移去的批料34部分的寬度W至少等于視野寬度，例如等于或大于10厘米(4英寸)。 在一些實(shí)施方式中，不允許移除的或者移去的表面批料進(jìn)入(或重新進(jìn)入)視野206中。在其它的示例性實(shí)施方式中，BMR裝置300是或者包括真空系統(tǒng)(圖中未顯示)， 其能夠移除批料34或者將其從所述層除去，或者是鏟形部件(圖中未顯示)，用來(lái)移除所述 批料或者將其從所述層除去。對(duì)水分含量測(cè)量結(jié)果進(jìn)行校準(zhǔn)如上文所討論，通過(guò)MCM系統(tǒng)200測(cè)得的初始測(cè)量值是光學(xué)吸收的相對(duì)測(cè)量值，可 以作為水分含量的原始或未校準(zhǔn)的測(cè)量結(jié)果進(jìn)行處理，需要進(jìn)行校準(zhǔn)，以提供水分含量的 絕對(duì)值或校準(zhǔn)的測(cè)量結(jié)果。因此，本發(fā)明方法的一個(gè)方面包括建立批校準(zhǔn)樣品，其材料組成 與待擠出的批料相同。這些組成特定性的校準(zhǔn)樣品各自具有選定的水分含量，通常通過(guò)稱 取確切含量的水而提供。在一個(gè)示例性的實(shí)施方式中，按照“ ％ H2O減去不包括有機(jī)物在內(nèi)的干重百分?jǐn)?shù)” 測(cè)得批料34的水含量，簡(jiǎn)稱“ ％干”。在此類(lèi)測(cè)量中，在向批料中加入任何有機(jī)物之前，向一 定量的干批料(重量表示的Y軸)中加入一定量的水(重量表示的X軸)。然后向所述干 批料中加入水，獲得的“ ％干”為{[X/Y]X100}%。如果需要任何有機(jī)物，則隨后將有機(jī)物 加入該批料中。測(cè)量各校準(zhǔn)樣品的光學(xué)吸收，將這些數(shù)值(“校準(zhǔn)值”)記錄并儲(chǔ)存在控制器210 中，例如記錄在計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)230中。在一個(gè)示例性的實(shí)施方式中，使用校準(zhǔn)值來(lái)建立查 詢表，電子數(shù)據(jù)表，或者類(lèi)似的水分含量-光學(xué)吸收數(shù)值的關(guān)系。在另一個(gè)示例性的實(shí)施方式中，將校準(zhǔn)值擬合成校準(zhǔn)曲線，然后用作校準(zhǔn)曲線，通 過(guò)處理器220將原始水分含量值轉(zhuǎn)化為校準(zhǔn)的水分含量值。在一個(gè)示例性的實(shí)施方式中， 校準(zhǔn)的水分含量值和/或校準(zhǔn)曲線顯示在顯示器240上，供系統(tǒng)使用者使用。圖4Α顯示了 MCM系統(tǒng)(“NIR傳感器”)的原始水分含量測(cè)量結(jié)果對(duì)加入校準(zhǔn)樣 品的實(shí)際水量(單位為％干)的回歸擬合。一旦數(shù)據(jù)擬合為合適的直線，用該直線的斜率 和偏移(例如在處理器220和計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)230中)計(jì)算特定批料組合物的MCM系統(tǒng)零 值以及偏移。然后校準(zhǔn)的系統(tǒng)數(shù)據(jù)相對(duì)于實(shí)際數(shù)據(jù)制圖，顯示校準(zhǔn)后MCM系統(tǒng)中可能出現(xiàn)
8的任何誤差。該曲線顯示于圖4B，圖中顯示校準(zhǔn)的樣品的實(shí)際(A)和測(cè)得的(C)水分含量 干)很好的吻合。批料34可以繼續(xù)在擠出機(jī)90擠出，擠出件具有已知的可以接受的水分含量，或者 如果水分含量等于或低于制備的特定擠出制品的閾值或者水分設(shè)定點(diǎn)，則可以終止擠出工 藝。在一個(gè)示例性的實(shí)施方式中，采用校準(zhǔn)的水分含量測(cè)量定義擠出系統(tǒng)的水分設(shè)定點(diǎn)。水 分設(shè)定點(diǎn)可以例如在主控制器MC中設(shè)定，用來(lái)確定需要通過(guò)供水單元50在濕塔20處向批 料中加入多少的水。調(diào)節(jié)水分含量一旦通過(guò)校準(zhǔn)的水分含量測(cè)量值得知了批料34的水分含量，該數(shù)值可以作為調(diào) 節(jié)批料的水分含量的基礎(chǔ)。在一個(gè)示例性的實(shí)施方式中，在進(jìn)行水分測(cè)量位置的上游處 (即在濕塔20中)調(diào)節(jié)批料的水分含量。該調(diào)節(jié)使得水分含量接近或者等于基于校準(zhǔn)的水 分含量測(cè)量值的選定的水分含量。在一個(gè)示例性的實(shí)施方式中，為主控制器MC提供校準(zhǔn)的 水分含量值，通過(guò)濕塔20中的供水單元50調(diào)節(jié)加入批料中的水的量。在一個(gè)示例性的實(shí) 施方式中，所述制備校準(zhǔn)的水分含量測(cè)量以及基于校準(zhǔn)的測(cè)量調(diào)節(jié)加入批料34中的水的 量的方式作為反饋系統(tǒng)，用來(lái)使得擠出工藝穩(wěn)定化。在一個(gè)示例性的實(shí)施方式中，反饋包括 在批料34被傳送到擠出機(jī)90的時(shí)候反復(fù)測(cè)量批料的水分含量，從而提供移動(dòng)的批料的頻 繁(例如每分鐘)校準(zhǔn)的水分含量測(cè)量結(jié)果。批料溫度測(cè)量圖5A與圖3A類(lèi)似，顯示本發(fā)明的擠出系統(tǒng)的一個(gè)示例性實(shí)施方式，其包括設(shè)計(jì) 用來(lái)測(cè)量批料34溫度的溫度傳感器302。在一個(gè)示例性的實(shí)施方式中，溫度傳感器302是 非接觸式的(例如紅外傳感器)，具有視野306。在一個(gè)示例性的實(shí)施方式中，溫度傳感器 306設(shè)置在與光學(xué)傳感頭202相鄰的位置，從而測(cè)量表面35’處的新暴露出來(lái)的批料34的 溫度。溫度傳感器302產(chǎn)生溫度信號(hào)ST，將該信號(hào)輸送到控制器210，由控制器210接收， 該控制器對(duì)溫度測(cè)量結(jié)果進(jìn)行處理，優(yōu)選將溫度測(cè)量結(jié)果顯示在顯示器240上。在一個(gè)示 例性的實(shí)施方式中，在擠出過(guò)程中利用溫度測(cè)量結(jié)果控制批料的溫度。圖5B與圖3B類(lèi)似，顯示溫度傳感器視野306與光學(xué)傳感頭視野位置的比較。該 設(shè)置允許測(cè)量新暴露出來(lái)的批料34。對(duì)本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，很清楚可以在不偏離按權(quán)利要求書(shū)定義的本發(fā)明 的精神或范圍下對(duì)按本文所述的優(yōu)選實(shí)施方式進(jìn)行各種修改。因此，本發(fā)明意圖覆蓋本發(fā) 明的修改和變動(dòng)，只要這些修改和變動(dòng)在權(quán)利要求書(shū)和其等同項(xiàng)的范圍之內(nèi)。
9
權(quán)利要求
一種對(duì)形成陶瓷的批料進(jìn)行擠出的方法，其包括傳送所述形成陶瓷的批料；在對(duì)所述批料進(jìn)行傳送的同時(shí)，對(duì)所述傳送的批料的下方部分的水分含量進(jìn)行實(shí)時(shí)測(cè)量；對(duì)所述傳送的批料進(jìn)行擠出。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法還包括使得所述批料的下方部分 暴露出來(lái)，其中，對(duì)所述下方部分的水分含量進(jìn)行實(shí)時(shí)測(cè)量。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，將所述批料擠出形成蜂窩結(jié)構(gòu)的擠出件。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述批料主要由無(wú)機(jī)材料組成。
5.如權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述批料還包含有機(jī)材料。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述傳送的批料具有上表面，并且所述暴露 的步驟還包括在傳送所述批料的時(shí)候，從所述批料的上表面除去所述傳送的批料的至少一 部分。
7.如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述除去的步驟還包括犁入所述上表面中。
8.如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，所述方法還包括將犁形部件插入所述上表 面中。
9.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在被除去之前，所述傳送的批料的層置于所 述傳送的批料的上表面上。
10.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述傳送的批料的層厚度是可調(diào)節(jié)的。
11.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，測(cè)量所述水分含量的步驟還包括測(cè)量暴露 的所述批料的下方部分的光學(xué)吸收。
12.如權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，所述光學(xué)吸收在大約1800-2100納米的波 長(zhǎng)測(cè)量。
13.如權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，用具有視野的光學(xué)傳感器測(cè)量所述光學(xué) 吸收，并且所述批料的暴露的下方部分至少與所述視野一樣寬。
14.如權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于，所述傳送的批料的除去的層的任何部分 均不進(jìn)入所述視野。
15.如權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，所述方法還包括將測(cè)得的光學(xué)吸收與在 具有已知水分含量的多個(gè)批料校準(zhǔn)樣品上預(yù)先測(cè)得的多個(gè)光學(xué)吸收數(shù)值相比較，從而確立 校準(zhǔn)的水分含量測(cè)量結(jié)果。
16.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述形成陶瓷的批料由批料源傳送而來(lái)， 并且所述方法還包括對(duì)傳送批料的同時(shí)測(cè)得的傳送的批料下方部分的水分含量測(cè)量結(jié)果 做出響應(yīng)，對(duì)批料源的水分含量進(jìn)行調(diào)節(jié)。
17.一種用來(lái)對(duì)形成陶瓷的批料進(jìn)行擠出的系統(tǒng)，其包括擠出機(jī)；傳送器，用來(lái)將所述批料傳送到所述擠出機(jī)；批料移除裝置，設(shè)置在與傳送器相鄰的位置，位于擠出機(jī)的上游，對(duì)所述批料移除裝 置的位置和結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)，以便在所述批料被傳送通過(guò)所述裝置的時(shí)候移除或移去一層批 料，使得所述批料的下方部分暴露出來(lái)；設(shè)置在與所述傳送器相鄰并且與所述批料移除裝置相鄰的位置的水分含量傳感器裝 置，以足以對(duì)批料的下方部分的水分含量進(jìn)行檢測(cè)。
18.如權(quán)利要求17所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述批料移除裝置包括犁，該犁設(shè)計(jì)為用 來(lái)移去一層批料。
19.如權(quán)利要求17所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述水分含量傳感器裝置包括光學(xué)傳感 器裝置，其設(shè)計(jì)為用來(lái)測(cè)量批料的下方部分的光學(xué)吸收。
20.一種對(duì)形成陶瓷的批料進(jìn)行擠出的方法，其包括 傳送所述形成陶瓷的批料；使得所述批料的下方部分暴露出來(lái)；在對(duì)所述批料進(jìn)行傳送的同時(shí)，對(duì)所述傳送的批料的下方部分的水分含量進(jìn)行實(shí)時(shí)測(cè)量；對(duì)所述傳送的批料進(jìn)行擠出。
全文摘要
本發(fā)明揭示了用來(lái)對(duì)將要擠出形成陶瓷制品的形成陶瓷的批料的水分含量進(jìn)行實(shí)時(shí)測(cè)量的系統(tǒng)和方法。所述系統(tǒng)包括測(cè)量光學(xué)吸收的水分含量測(cè)量(MCM)系統(tǒng)?？梢允褂貌牧咸囟ㄐ缘呐?zhǔn)樣品對(duì)光學(xué)吸收測(cè)量結(jié)果進(jìn)行校準(zhǔn)，使得水分含量測(cè)量結(jié)果精確化。由于在擠出過(guò)程中批料的表面容易變干，因此使用批料移除(BMR)裝置移除或移去表面的批料，從而可以對(duì)下方的批料的水分含量進(jìn)行測(cè)量。
文檔編號(hào)B28B3/20GK101980840SQ200980112514
公開(kāi)日2011年2月23日 申請(qǐng)日期2009年2月25日 優(yōu)先權(quán)日2008年2月29日
發(fā)明者D·R·特里西, D·達(dá)舍, J·M·馬洛, R·J·洛克 申請(qǐng)人:康寧股份有限公司