CN102034987B - 预处理质子交换膜燃料电池碳纸的浸滞和甩干装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了预处理质子交换膜燃料电池碳纸的浸滞和甩干装置，涉及质子交换膜燃料电池碳纸预处理装置技术领域，其使得碳纸各部位的性能均匀，且去除碳纸的多余溶液的速度快、效率高。其包括浸滞箱体、待浸滞和甩干的碳纸，其特征在于：其还包括电机，所述浸滞箱体内部空腔装有旋转框架，所述旋转框架的内部连通所述浸滞箱体的内部空腔，所述电机的输出轴穿过所述浸滞箱体的外壁连接所述旋转框架，所述旋转框架内部均布有分隔框板，相邻的所述分隔框板之间留有间隙，所述待浸滞和甩干的碳纸位于所述间隙之间，所述浸滞箱体的底部安装有放液阀。

Description

预处理质子交换膜燃料电池碳纸的浸滞和甩干装置
技术领域
本发明涉及质子交换膜燃料电池碳纸预处理装置技术领域，具体为预处理质子交换膜燃料电池碳纸的浸滞和甩干装置。
背景技术
膜电极是质子交换膜燃料电池的重要组成部件。空气和氢气在膜电极的两侧发生电化学反应后才能对外输出电子，即，向外界供电。膜电极通常由质子交换膜、催化剂和碳纸三部分组成。其中，碳纸的主要作用是保证反应气体的通过、导出电子、支撑膜电极、排出阴极反应的水。通常新购买的碳纸材料是亲水性的，并且其强度很差，为了在碳纸中能形成气体通过的孔洞同时增加碳纸的强度，需要对碳纸进行疏水预处理，其一般过程为：第一步，将碳纸在聚四氟乙烯溶液中浸滞；第二步，取出后去除吸附在碳纸表面多余的溶液；第三步，将上述碳纸放在高温烘箱中烧结。
对于上述第一步和第二步目前普遍采用的工艺是：将裁剪好的一批碳纸堆叠浸没在装有聚四氟乙烯溶液的容器中，浸滞一段时间后将吸饱溶液的碳纸取出，再将每张碳纸表面多余溶液滴干。其存在以下缺点：（1）由于聚四氟乙烯溶液通常是由蒸馏水和原料母液配置而成，溶液中的聚四氟乙烯悬浮微粒容易沉淀，即会造成在容器的深度方向上浓度不同，因此，放置在容器底部的碳纸往往能够吸收更多的聚四氟乙烯，而放置在容器顶部的碳纸则反之；（2）大量碳纸被堆叠放置在一起，使某片碳纸中部吸收聚四氟乙烯的能力比该碳纸边缘要弱，从而造成同一片碳纸不同部位的聚四氟乙烯含量有差异。（3）取出碳纸后，将碳纸一片片滴干，这不仅速度慢，而且聚四氟乙烯溶液容易向一个方向聚集，从而造成不均匀性。综上，采用现有工艺进行前处理的碳纸，其浸滞过程中各部分所吸收的四氟乙烯不均匀，使得碳纸的性能不均匀，且滴干的过程速度慢、效率低。
发明内容
针对上述问题，本发明提供了预处理质子交换膜燃料电池碳纸的浸滞和甩干装置，其使得碳纸各部位的性能均匀，且去除碳纸的多余溶液的速度快、效率高。
预处理质子交换膜燃料电池碳纸的浸滞和甩干装置，其技术方案是这样的：其包括浸滞箱体、待浸滞和甩干的碳纸，其特征在于：其还包括电机，所述浸滞箱体内部空腔装有旋转框架，所述旋转框架的内部连通所述浸滞箱体的内部空腔，所述电机的输出轴穿过所述浸滞箱体的外壁连接所述旋转框架，所述旋转框架内部均布有分隔框板，相邻的所述分隔框板之间留有间隙，所述待浸滞和甩干的碳纸位于所述间隙之间，所述浸滞箱体的底部安装有放液阀。
其进一步特征在于：所述分隔框板具体为为中心空四周带边框结构，所述边框一面带有凸块，所述边框的另一面为平面，所述分隔框板的带凸块面压着于另一块分隔框板的平面，均布的所述分割框板紧固连接，所述分隔框板的四周边框分别设置有定位孔，支撑杆分别贯穿所述分隔框板的定位孔，所述待浸滞和甩干的碳纸位于所述支撑杆所围成空腔内；
所述分隔框板的带凸块面具体为四角带有凸块，所述凸块位置开有通孔，预紧杆贯穿均布的所述分割框板的通孔后通过螺母紧固；
所述分隔框板的上部边框自上而下开有缺口，所述待浸滞和甩干的碳纸外露于所述缺口；
所述旋转框架垂直于所述电机的输出轴的两侧壁分别安装有转轴，靠近所述电机的转轴通过联轴器连接所述电机的输出轴，远离所述电机的转轴通过轴承支承于所述浸滞箱体的外壁，所述旋转框架的其余四个面均为中心空四边带框架的结构，所述旋转框架的其余四个面包括门框、框体，所述门框的一侧通过铰链连接所述框体，所述门框另一侧通过箱扣件连接所述框体。
采用本发明的结构后，由于待浸滞和甩干的碳纸位于旋转框架内部均布的分隔框板的间隙之间，聚四氟乙烯溶液充满浸滞箱体后流向旋转框架的内部，旋转框架在电机带动下旋转，进而使得待浸滞和甩干的碳纸一起旋转，进而其能够均匀吸收聚四氟乙烯溶液，其使得碳纸各部位的性能均匀，浸滞完成后，通过放液阀放掉聚四氟乙烯溶液，通过旋转甩干碳纸表面的多余的聚四氟乙烯溶液，其速度快、效率高。
附图说明
图1为本发明的主视图结构示意图；
图2为本发明的旋转框架的结构示意立体图；
图3为本发明的分隔框板的组合结构示意图；
图4为本发明单块分隔框板的结构示意图；
图5为本发明两块分隔框板的组装结构示意图。
具体实施方式
见图1、图2、图3、图4、图5，其包括浸滞箱体1、待浸滞和甩干的碳纸2、电机3，浸滞箱体1内部空腔装有旋转框架4，旋转框架4的内部连通浸滞箱体1的内部空腔，电机3的输出轴5穿过浸滞箱体1的外壁连接旋转框架4，旋转框架4内部均布有分隔框板6，相邻的分隔框板6之间留有间隙7，待浸滞和甩干的碳纸2位于间隙7之间，浸滞箱体1的底部安装有放液阀8。
分隔框板6具体为为中心空四周带边框的结构，边框一面带有凸块，边框的另一面为平面，分隔框板6的带凸块面压着于另一块分隔框板6的平面，均布的分割框板6紧固连接，分隔框板6的四周边框分别设置有定位孔10，支撑杆11分别贯穿分隔框板6的定位孔10，待浸滞和甩干的碳纸2位于支撑杆11所围成空腔内；
分隔框板6的带凸块面具体为四角带有凸块9，凸块9位置开有通孔12，预紧杆13贯穿均布的分割框板6的通孔12后通过螺母14紧固；
分隔框板6的上部边框自上而下开有缺口15，待浸滞和甩干的碳纸2外露于缺口15；
旋转框架4垂直于电机3的输出轴的两侧壁分别安装有转轴，靠近电机3的转轴16通过联轴器17连接电机3的输出轴5，远离电机3的转轴18通过轴承19支承于浸滞箱体1的外壁，旋转框架4的其余四个面均为中心空四边带框架的结构，旋转框架的其余四个面包括门框20、框体21，门框20的一侧通过铰链22连接框体21，门框20另一侧通过箱扣件23连接框体21。

Claims (5)

1.预处理质子交换膜燃料电池碳纸的浸滞和甩干装置，其包括浸滞箱体、待浸滞和甩干的碳纸，其特征在于：其还包括电机，所述浸滞箱体内部空腔装有旋转框架，所述旋转框架的内部连通所述浸滞箱体的内部空腔，所述电机的输出轴穿过所述浸滞箱体的外壁连接所述旋转框架，所述旋转框架内部均布有分隔框板，相邻的所述分隔框板之间留有间隙，所述待浸滞和甩干的碳纸位于所述间隙之间，所述浸滞箱体的底部安装有放液阀。
2.根据权利要求1所述的预处理质子交换膜燃料电池碳纸的浸滞和甩干装置，其特征在于：所述分隔框板具体为中心空四周带边框结构，所述边框一面带有凸块，所述边框的另一面为平面，所述分隔框板的带凸块面压着于另一块分隔框板的平面，均布的所述分隔框板紧固连接，所述分隔框板的四周边框分别设置有定位孔，支撑杆分别贯穿所述分隔框板的定位孔，所述待浸滞和甩干的碳纸位于所述支撑杆所围成空腔内。
3.根据权利要求2所述的预处理质子交换膜燃料电池碳纸的浸滞和甩干装置，其特征在于：所述分隔框板的带凸块面具体为四角带有凸块，所述凸块位置开有通孔，预紧杆贯穿均布的所述分隔框板的通孔后通过螺母紧固。
4.根据权利要求2所述的预处理质子交换膜燃料电池碳纸的浸滞和甩干装置，其特征在于：所述分隔框板的上部边框自上而下开有缺口，所述待浸滞和甩干的碳纸外露于所述缺口。
5.根据权利要求1所述的预处理质子交换膜燃料电池碳纸的浸滞和甩干装置，其特征在于：所述旋转框架垂直于所述电机的输出轴的两侧壁分别安装有转轴，靠近所述电机的转轴通过联轴器连接所述电机的输出轴，远离所述电机的转轴通过轴承支承于所述浸滞箱体的外壁，所述旋转框架的其余四个面均为中心空四边带框架的结构，所述旋转框架的其余四个面包括门框、框体，所述门框的一侧通过铰链连接所述框体，所述门框另一侧通过箱扣件连接所述框体。
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