CN110433985A - 一种燃料电池膜电极生产用催化剂连续喷涂装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种燃料电池膜电极生产用催化剂连续喷涂装置，包括：至少两个喷涂模块、加热模块、至少两个承载轮；所述喷涂模块包括喷涂头、输料泵、输料管、传送滚轮、反转滚轮，所述加热模块包括加热板、加热箱；所述喷涂头与输料泵通过输料管相连接，位于传送滚轮和承载轮的上方；所述承载轮位于喷涂头下方两侧；所述反转滚轮位于喷涂模块之间；所述承载轮之间设有喷涂区，所述喷涂区前后端设有传送滚轮，所述喷涂头可在喷涂区水平和垂直方向自由移动，喷涂模块可以上下排列、左右排列或L型排列，输料泵的形式为隔膜式、注液式、齿轮式和转子式。
Description
技术领域
本发明涉及喷涂设备技术领域，特别是涉及一种燃料电池膜电极生产用催化剂连续喷涂装置。
背景技术
膜电极一般是由质子交换膜、催化剂和碳纸或碳布的组合，质子交换膜通常是夹在两碳纸或碳布之间，催化剂位于质子交换膜和碳纸或碳布交接处，并一般利用喷涂设备喷涂到膜的两侧。
在现有的燃料电池膜电极生产用催化剂喷涂设备中，一般采用单喷头，并采用间歇式的操作方式；在喷涂过程中，先将膜放置到喷涂区域，采用单喷头一次成型喷涂，一面喷涂完成后，需等待一段时间再对另一面进行喷涂，喷涂工作不能连续进行，涂层表面易粘附灰尘及杂质；在基于现有生产设备的生产工艺中，由于需要对膜进行反转等操作，只能采用单片的方式，而且膜的反转、剪裁、固定大多需要人工干预，难以形成规模化生产，生产成本高，一致性较差；因此,迫切需要一种膜电极生产用催化剂连续喷涂装置，实现对膜的两面同时进行连续化喷涂，提高生产效率降低生产成本，并减少过程人工干扰，保障膜电极生产一致性。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种燃料电池膜电极生产用催化剂连续喷涂装置。
本发明所采用的技术解决方案是：一种燃料电池膜电极生产用催化剂连续喷涂装置，包括至少两个喷涂模块、加热模块、至少两个承载轮；所述喷涂模块包括喷涂头、输料泵、输料管、传送滚轮、反转滚轮；所述喷涂头与输料泵通过输料管相连接，位于传送滚轮和承载轮的上方；所述承载轮位于喷涂头下方两侧；所述反转滚轮位于喷涂模块之间；所述承载轮之间设有喷涂区，所述喷涂区前后端设有传送滚轮，所述喷涂头可在喷涂区水平和垂直方向自由移动，输料泵、喷涂头、加热模块均与外部电源电性连接。
作为本发明的一种优选技术方案，所述喷涂区下部、前部、后部及反转滚轮之间均设有加热模块，用于烘干所喷涂的浆料。
作为本发明的一种优选技术方案，所述加热模块包括加热板、加热箱。
作为发明的一种优选技术方案，所述喷涂区的侧面设有膜固定夹，用于喷涂时夹住膜防止膜晃动。
作为本发明的一种优选技术方案，所述反转滚轮可以使质子交换膜上下面反转。
作为本发明的一种优选技术方案，所述传送滚轮由上下两个轮组成组成，两轮间的距离应满足两轮在转动时输送质子交换膜的目的。
作为本发明的一种优选技术方案，所述喷涂区与喷涂头垂直对应。
作为本发明的一种优选技术方案，所述传送滚轮、承载轮的材质为金属。
作为本发明的一种优选技术方案，所述喷涂模块可以上下排列、左右排列或L型排列。
作为本发明的一种优选技术方案，所述喷涂头为超声波喷头；所述输料泵的形式为隔膜式、注液式、齿轮式和转子式。
本发明的有益效果：
1、实现连续化生产，提升效率，降低生产成本。
2、减少人工干预，保障生产一致性，从而提升膜电极的性能。
3、采用两个独立的供液装置，避免正负极喷涂材料相互污染。
4、通过预热、烘干、后加热等多级烘干，使喷涂浆料快速固化，并保障均匀性。
5、通过旋转滚轮将膜的上下面反转，进而通过两个喷涂模块进行喷涂。
6、两个独立的喷涂模块，可以使两面采用不同的催化剂配方。
7、设立预加热区和后加热区和中间烘干区，可以使喷涂的催化剂浆料快速均匀固化，避免后续工序影响。
8、设立膜固定夹，避免膜喷涂时晃动，保障喷涂均匀。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
图2是本发明的结构主视图。
图3是图1、4、5中A的放大图。
图4是本发明实施例的结构示意图。
图5是本发明实施例的结构示意图。
图中：1、一号喷涂头；2、二号喷涂头；3、一号输料泵；4、二号输料泵；5、输料管；6、传送滚轮；7、反转滚轮；8、喷涂加热板；9、预加热板；10、后置加热板；11、膜固定夹；12、承载轮；13、中间加热板；14、质子交换膜；15、加热箱；16、喷涂区。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。
请参阅图1、图2和图3，本发明的实施例包括：
一种燃料电池膜电极生产用催化剂连续喷涂装置，包括：一号喷涂模块、二号喷涂模块，一号输料泵3、二号输料泵4、输料管5、传送滚轮6、反转滚轮7、喷涂加热板8、预加热板9、后置加热板10、中间加热板13；一号喷涂模块包括一号喷涂头1、一号输料泵3、输料管5、传送滚轮6、反转滚轮7；二号喷涂模块包括二号喷涂头2、二号输料泵4、输料管5、传送滚轮6、反转滚轮7；一号喷涂头1与一号输料泵3通过输料管5相连接，位于传送滚轮6和承载轮12的上方；承载轮12位于喷涂头1下方的两侧；二号喷涂头2与二号输料泵4通过输料管5相连接，位于传送滚轮6和承载轮12的上方；承载轮12位于喷涂头1下方的两侧；一号输料泵3和二号输料泵4可采用注液式输料泵，一号喷涂头1和二号喷涂头2采用超声波喷头；两个喷涂模块上下排列，反转滚轮7位于喷涂模块之间，承载轮12之间设有喷涂区16，喷涂区16前后端设有传送滚轮6，喷涂头可在喷涂区水平和垂直方向自由移动；通过两个反转滚轮将质子交换膜14正反面反转，通过喷涂加热板8、预加热板9、后置加热板10、中间加热板13等多级烘干，使得喷涂浆料快速固化，并能保障均匀性。具体的喷涂操作如下：
A1：分别将含待喷涂的不同催化剂分别均匀导入两个输料泵中，同时开启预加热板加热后待用，通过传送滚轮将质子交换膜置于喷涂区内，使其与喷涂头垂直对应，并开启喷涂加热板、后置加热板、中间加热板来对质子交换膜进行多级预热；
A2：开启一号输料泵、超声喷头，经超声震荡，进而使得催化剂分散性更佳，经过输料管进入喷头对喷涂区的质子交换膜进行喷涂，喷涂加热板、后置加热板、中间加热板对质子交换膜进行多级加热并烘干；
A3：然后通过反转滚轮将质子交换膜进行翻转，同时开启预加热板，开启二号输料泵，同时开启超声喷头，经超声震荡，进而使得催化剂分散性更佳，通过传送滚轮将质子交换膜置于喷涂区内，使其与喷涂头垂直对应，并开启喷涂加热板、后置加热板、中间加热板来对质子交换膜进行多级加热并烘干；
A4：可对质子交换膜氢面及氧面进行重复喷涂，最后将喷涂好的质子交换膜经过外部的抓取设备并移动到放置区。
在另一个实施例中：一种燃料电池膜电极生产用催化剂连续喷涂装置，包括：一号喷涂模块、二号喷涂模块、一号输料泵3、二号输料泵4、输料管5、传送滚轮6、反转滚轮7、喷涂加热板8、预加热板9、后置加热板10、中间加热板13；一号喷涂模块包括一号喷涂头1、一号输料泵3、输料管5、传送滚轮6、反转滚轮7；二号喷涂模块包括二号喷涂头2、二号输料泵4、输料管5、传送滚轮6、反转滚轮7，一号喷涂头1与一号输料泵3通过输料管5相连接，位于传送滚轮6和承载轮12的上方；承载轮12位于喷涂头下方两侧；一号输料泵3和二号输料泵4可采用隔膜式输料泵，一号喷涂头1和二号喷涂头2采用超声波喷头；两个喷涂模块左右排列，更加方便检修和加料。反转滚轮7位于喷涂模块之间，承载轮12之间设有喷涂区，喷涂区前后端设有传送滚轮6，喷涂头可在喷涂区16水平和垂直方向自由移动；通过反转滚轮7将质子交换膜14正反面反转，通过喷涂加热板8、预加热板9、后置加热板10、中间加热板13、加热箱15等多级烘干，使得喷涂浆料快速固化，并能保障均匀性。
将喷涂模块设置成左右排列的，更方便检修和加料。
A1：分别将含待喷涂的不同催化剂分别均匀导入两个输料泵中，同时开启预加热板加热后待用，通过传送滚轮将质子交换膜置于喷涂区内，使其与喷涂头垂直对应，并开启喷涂加热板、后置加热板、中间加热板、加热箱来对质子交换膜进行多级预热；
A2：开启一号输料泵、超声喷头，经超声震荡，进而使得催化剂分散性更佳，经过输料管进入喷头对喷涂区的质子交换膜进行喷涂，喷涂加热板、后置加热板、中间加热板、加热箱对质子交换膜进行多级加热并烘干；
A3：然后通过反转滚轮将质子交换膜进行翻转，同时开启预加热板，开启二号输料泵，同时开启超声喷头，经超声震荡，进而使得催化剂分散性更佳，通过传送滚轮将质子交换膜置于喷涂区内，使其与喷涂头垂直对应，并开启喷涂加热板、后置加热板、中间加热板、加热箱来对质子交换膜进行多级加热并烘干；
A4：可对质子交换膜氢面及氧面进行重复喷涂，最后将喷涂好的质子交换膜经过外部的抓取设备并移动到放置区。
在另一个实施例中：一种燃料电池膜电极生产用催化剂连续喷涂装置，一号喷涂模块、二号喷涂模块、一号输料泵3、二号输料泵4、输料管5、传送滚轮6、反转滚轮7、喷涂加热板8、预加热板9、后置加热板10、中间加热板13；一号喷涂模块包括一号喷涂头1、一号输料泵3、输料管5、传送滚轮6、反转滚轮7；二号喷涂模块包括二号喷涂头2、二号输料泵4、输料管5、传送滚轮6、反转滚轮7，一号喷涂头1与一号输料泵3通过输料管5相连接，位于传送滚轮6和承载轮12的上方；承载轮12位于喷涂头下方两侧；一号输料泵3和二号输料泵4可采用齿轮式输料泵，一号喷涂头1和二号喷涂头2采用超声波喷头；两个喷涂模块L型排列；反转滚轮7位于喷涂模块之间，承载轮12之间设有喷涂区16，喷涂区16前后端设有传送滚轮6，喷涂头可在喷涂区16水平和垂直方向自由移动；通过两个反转滚轮7将质子交换膜14正反面反转，通过喷涂加热板8、预加热板9、后置加热板10、中间加热板13等多级烘干，使得喷涂浆料快速固化，并能保障均匀性。
A1：分别将含待喷涂的不同催化剂分别均匀导入两个输料泵中，同时开启预加热板加热后待用，通过传送滚轮将质子交换膜置于喷涂区内，使其与喷涂头垂直对应，并开启喷涂加热板、后置加热板、中间加热板来对质子交换膜进行多级预热；
A2：开启一号输料泵、超声喷头，经超声震荡，进而使得催化剂分散性更佳，经过输料管进入喷头对喷涂区的质子交换膜进行喷涂，喷涂加热板、后置加热板、中间加热板对质子交换膜进行多级加热并烘干；
A3：然后通过反转滚轮将质子交换膜进行翻转，同时开启预加热板，开启二号输料泵，同时开启超声喷头，经超声震荡，进而使得催化剂分散性更佳，通过传送滚轮将质子交换膜置于喷涂区内，使其与喷涂头垂直对应，并开启喷涂加热板、后置加热板、中间加热板来对质子交换膜进行多级加热并烘干；
A4：可对质子交换膜氢面及氧面进行重复喷涂，最后将喷涂好的质子交换膜经过外部的抓取设备并移动到放置区。
以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明；优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式；显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化；本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明；本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。
Claims (10)
1.一种燃料电池膜电极生产用催化剂连续喷涂装置，其特征在于，包括：至少两个喷涂模块、加热模块、至少两个承载轮；所述喷涂模块包括喷涂头、输料泵、输料管、传送滚轮、反转滚轮；所述喷涂头与输料泵通过输料管相连接，位于传送滚轮和承载轮的上方；所述承载轮位于喷涂头下方两侧；所述反转滚轮位于喷涂模块之间；所述承载轮之间设有喷涂区，所述喷涂区前后端设有传送滚轮，所述喷涂头可在喷涂区水平和垂直方向自由移动；所述输料泵、喷涂头、加热模块均与外部电源电性连接。
2.根据权利要求1所述的一种燃料电池膜电极生产用催化剂连续喷涂装置，其特征在于：所述喷涂区下部、前部、后部及反转滚轮之间均设有加热模块，用于烘干所喷涂的浆料。
3.根据权利要求1或2所述的一种燃料电池膜电极生产用催化剂连续喷涂装置，其特征在于：所述加热模块包括加热板、加热箱。
4.根据权利要求1所述的一种燃料电池膜电极生产用催化剂连续喷涂装置，其特征在于：所述喷涂区的侧面设有膜固定夹，用于喷涂时夹住膜防止膜晃动。
5.根据权利要求1所述的一种燃料电池膜电极生产用催化剂连续喷涂装置，其特征在于：所述反转滚轮可以使质子交换膜上下面反转。
6.根据权利要求1所述的一种燃料电池膜电极生产用催化剂连续喷涂装置，其特征在于：所述传送滚轮由上下两个轮组成，两轮间的距离应满足两轮在转动时输送质子交换膜的目的。
7.根据权利要求1所述的一种燃料电池膜电极生产用催化剂连续喷涂装置，其特征在于：所述喷涂区与喷涂头垂直对应。
8.根据权利要求1所述的一种燃料电池膜电极生产用催化剂连续喷涂装置，其特征在于：所述传送滚轮、承载轮的材质为金属。
9.根据权利要求1所述的一种燃料电池膜电极生产用催化剂连续喷涂装置，其特征在于：所述喷涂模块可以上下排列、左右排列或L型排列；所述喷涂头为超声波喷头；所述输料泵的形式为隔膜式、注液式、齿轮式和转子式。
10.根据权利要求1所述的一种燃料电池膜电极生产用催化剂连续喷涂装置，其特征在于，具体喷涂操作步骤如下：
A1：分别将含待喷涂的不同催化剂分别均匀导入两个输料泵中，同时开启加热模块加热后待用，通过传送滚轮将质子交换膜置于喷涂区内，使其与喷涂头垂直对应，并开启加热模块来对质子交换膜进行多级预热；
A2：开启一号输料泵、超声喷头，经超声震荡，进而使得催化剂分散性更佳，经过输料管进入喷头对喷涂区的质子交换膜进行喷涂，加热模块对质子交换膜进行多级加热并烘干；
A3：然后通过反转滚轮将质子交换膜进行翻转，同时开启预加热板，开启二号输料泵，同时开启超声喷头，经超声震荡，进而使得催化剂分散性更佳，通过传送滚轮将质子交换膜置于喷涂区内，使其与喷涂头垂直对应，并开启加热模块对质子交换膜进行多级加热并烘干；
A4：最后可对质子交换膜氢面及氧面进行重复喷涂。
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