CN112331861B - 一种用于新能源燃料电池制造的碳板真空浸渍装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于新能源燃料电池制造的碳板真空浸渍装置，包括真空浸渍机构，还包括支撑机构、自动盖合机构，所述支撑机构包括立板、支撑台、中心柱、步进电机、顶板，所述支撑台底部焊接有所述立板，所述支撑台顶部中央通过轴承连接有所述中心柱。本发明由于所述顶板外侧设置有三个支板，且每个支板下方均设置有一个能够密封盖合在所述真空浸渍机构顶部的所述自动盖合机构，使得整个装置一次可以对较多的碳板进行浸渍，有益于提高生产效率；可以通过气缸带动安装板下降，安装板带动密封盖和夹具下降，使得密封盖密封盖合在浸渍筒顶部，实现了自动密封浸渍筒的功能，降低了劳动强度和提高了生产效率。
Description
技术领域
本发明涉及新能源与节能技术领域，特别是涉及一种用于新能源燃料电池制造的碳板真空浸渍装置。
背景技术
质子交换膜燃料电池是一种直接将燃料和氧化剂中的化学能连续转化为电能的发电装置。在电池的各组件中，双极板起着重要的作用，它的表面刻有不同形状的导流沟槽，用以传递燃料与氧化剂，同时排出反应生成的水与反应剩余的废气；导流沟槽的棱则与电极的扩散层紧密接触，形成了电子传递的通道，因此，双极板上导流沟槽的分布与形态决定了反应气体与工作电流的分布，从而影响着电池的性能。双极板必须不透气，不能用多孔透气材料；具有很强的抗腐蚀能力，耐强烈的酸性或碱性；必须是热的良导体，保证电池组的温度均匀分布和散热良好。
近年来各国对于双极板的开发研制很广泛，包括石墨板、复合型双极板、金属板等。由于金属板长期在酸性环境下使用很容易腐蚀，溶解下来的金属离子会对聚合物电解质产生污染，也造成金属与电极扩散层的接触电阻过大，在大电流条件下放电产生的欧姆压降过高。所以目前多数采用石墨板机械加工或复合型石墨材料压制成单片碳板，再加工整合而成双极板。
但石墨板在焙烧过程中，由于作为粘接剂用的煤焦油、沥青发生热分解、焦化及挥发作用而在板中产生结构微小的开放性气孔。另外在高于2000℃下的石墨化后由于灰份杂质的蒸发逸出还会有新的孔隙残留，致使石墨板表面产生20～30％的气孔。气孔的存在加快了石墨电极的氧化速度，使电极的抗折强度、抗压强度、弹性模量及导电性都有不同程度的下降。特别是燃料电池用碳板，碳板电极气孔率的增加使得燃料气在发生电化学反应前出现一定程度的混合，降低了燃料气的有效浓度，从而影响燃料电池的性能。
目前，现有的公开号为CN202019021U的中国专利公开了一种新型的碳板真空浸渍装置。该装置由切换开关阀，可移动真空密封筒，立向支撑柱，固定真空密封筒，进气管路，运动气缸，真空吸引接口，密封固定架，底盘以及需要浸渍堵漏的碳板组成，可移动真空密封筒内盛有浸渍液，需要浸渍堵漏的碳板安装在固定真空密封筒内与运动气缸相连接，密封固定架上的搭扣把上下两个密封筒连接起来，中间备有密封垫圈，形成一个密闭的体系，通过真空吸引接口对密闭的体系进行抽真空处理。但是该装置存在以下缺点：1、该装置需要人工把固定真空密封筒搬运至可移动真空密封筒上方，并人工进行密封，导致劳动强度大，且工作效率低；2、该装置每次只能对少量的碳板进行浸渍，因此生产效率有待提高。
发明内容
本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种用于新能源燃料电池制造的碳板真空浸渍装置。
本发明通过以下技术方案来实现上述目的：
一种用于新能源燃料电池制造的碳板真空浸渍装置，包括真空浸渍机构，还包括支撑机构、自动盖合机构，所述支撑机构包括立板、支撑台、中心柱、步进电机、顶板，所述支撑台底部焊接有所述立板，所述支撑台顶部中央通过轴承连接有所述中心柱，所述中心柱下端穿过所述支撑台，且通过键连接于所述步进电机的输出端，所述步进电机的固定端通过螺栓连接在所述支撑台底部，所述中心柱顶部通过螺栓连接有所述顶板，所述支撑台顶部外侧设置有三个所述真空浸渍机构，所述顶板外侧设置有三个支板，且每个支板下方均设置有一个能够密封盖合在所述真空浸渍机构顶部的所述自动盖合机构，这样设置使得整个装置一次可以对较多的碳板进行浸渍，有益于提高生产效率，所述自动盖合机构包括气缸、安装板、密封盖、夹具，所述气缸通过螺栓连接在所述顶板外侧的支板上方，所述气缸的输出端穿过该支板，且通过螺栓连接有所述安装板，所述安装板底部通过螺栓连接有所述密封盖，所述密封盖底部中央设置有所述夹具，这样设置可以通过气缸带动安装板下降，安装板带动密封盖和夹具下降，使得密封盖密封盖合在浸渍筒顶部，实现了自动密封浸渍筒的功能，使得夹具用于固定物料。
优选的，所述支撑台顶部还设置有接水板，且所述接水板覆盖整个所述支撑台，且位于所述真空浸渍机构顶部位置，所述接水板下方通过螺栓连接有支撑杆，且所述支撑杆下端通过螺栓连接在所述支撑台顶部，这样设置可以防止取下物料时，防止多余的浸渍液落在设备上，增加对设备的清理难度。
优选的，所述接水板边缘设置有向上突起的侧边，这样可以防止浸渍液从接水板上面流出。
优选的，所述真空浸渍机构包括浸渍筒、保温外壳、排气管、进气管，所述浸渍筒通过螺栓连接在所述支撑台顶部，所述浸渍筒外侧通过螺钉连接有所述保温外壳，所述浸渍筒顶部一侧连通有带有阀门的所述排气管，且所述排气管远离所述浸渍筒的一端连接于负压泵，所述浸渍筒顶部另一侧连通有带有阀门的所述进气管，且所述进气管远离所述浸渍筒的一端连接于增压泵，这样设置不仅可以通过负压泵把浸渍筒内部的气体抽出，使得浸渍筒处于负压状态，实现了真空浸渍的功能，还可以在提升物料前，通过增压泵把气体抽取到浸渍筒内部，有益于密封盖脱离浸渍筒。
优选的，所述密封盖底部一体成型有凸缘，所述凸缘外侧套设有密封垫圈，这样设置可以通过密封垫圈增加密封性。
优选的，所述密封盖底部开设有环形滑槽，且所述环形滑槽位于所述凸缘内侧，所述环形滑槽内侧滑动连接有检测杆，环形滑槽和检测杆的设置可以通过转动检测杆，检测杆围绕环形滑槽转动，用于检测物料是否超出浸渍筒内腔的范围，防止物料下降时碰撞在浸渍筒顶部，造成安全事故。
优选的，所述夹具包括安装柱、上夹板、滑杆、缓冲弹簧、下夹板，所述安装柱转动连接在所述密封盖底部中央，所述安装柱下方通过螺栓连接有所述上夹板，所述安装柱下端开设有滑槽，所述滑杆顶部穿过所述上夹板并延伸至该滑槽内侧，所述滑杆顶部通过螺栓连接有所述缓冲弹簧，所述缓冲弹簧另一端通过螺栓连接在该滑槽内侧顶部，所述滑杆外侧滑动连接有所述下夹板，所述下夹板底部设置有调节组件，这样设置可以通过调节组件带动下夹板升降，使得下夹板与上夹板之间的距离发生变化，进而使得各种大小的物料均能进行固定，提高了实用性，还可以通过缓冲弹簧进行缓冲，防止夹坏物料。
优选的，所述调节组件包括开设有在所述滑杆底部外侧的外螺纹，螺纹连接在所述滑杆外侧的支撑螺纹套，所述支撑螺纹套两端外侧均一体成型有支撑板，所述支撑螺纹套内侧底部开设有内螺纹，所述支撑螺纹套内侧顶部的直径大于所述滑杆的直径，这样设置可以通过转动支撑螺纹套，使得支撑螺纹套升降，进而带动下夹板升降，实现了调节下夹板与上夹板之间的距离的功能，还可以通过把支撑螺纹套上下进行颠倒，实现了改变下夹板和上夹板最大间距的功能。
优选的，所述调节组件包括焊接在所述滑杆底部的底板、螺纹连接在所述底板外侧的调节丝杆，所述调节丝杆上端转动连接在所述下夹板下端，且所述调节丝杆设置有三个，这样设置可以通过转动调节丝杆，调节丝杆在底板的作用下进行升降，调节丝杆带动下夹板升降，实现了调节下夹板与上夹板之间的距离的功能。
优选的，所述上夹板和所述下夹板的向对面均开设有若干个卡槽，这样设置可以增加物料的固定牢固性。
有益效果在于：
1、本装置由于顶板外侧设置有三个支板，且每个支板下方均设置有一个能够密封盖合在真空浸渍机构顶部的自动盖合机构，使得整个装置一次可以对较多的碳板进行浸渍，有益于提高生产效率；
2、本装置可以通过气缸带动安装板下降，安装板带动密封盖和夹具下降，使得密封盖密封盖合在浸渍筒顶部，实现了自动密封浸渍筒的功能，降低了劳动强度和提高了生产效率。
本发明的附加技术特征及其优点将在下面的描述内容中阐述地更加明显，或通过本发明的具体实践可以了解到。
附图说明
附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1是本发明所述一种用于新能源燃料电池制造的碳板真空浸渍装置的结构示意图；
图2是本发明所述一种用于新能源燃料电池制造的碳板真空浸渍装置的俯视图；
图3是本发明所述一种用于新能源燃料电池制造的碳板真空浸渍装置的真空浸渍机构的结构示意图；
图4是本发明所述一种用于新能源燃料电池制造的碳板真空浸渍装置的自动盖合机构的结构示意图；
图5是本发明所述一种用于新能源燃料电池制造的碳板真空浸渍装置的密封盖和夹具的结构示意图；
图6是本发明所述一种用于新能源燃料电池制造的碳板真空浸渍装置的密封盖和夹具的剖视图；
图7是本发明所述一种用于新能源燃料电池制造的碳板真空浸渍装置的第一实施例的I局部放大图；
图8是本发明所述一种用于新能源燃料电池制造的碳板真空浸渍装置的第二实施例的I局部放大图。
附图标记说明如下：
1、支撑机构；2、自动盖合机构；3、真空浸渍机构；101、立板；102、支撑台；103、中心柱；104、步进电机；105、顶板；106、接水板；107、支撑杆；201、气缸；202、安装板；203、密封盖；204、夹具；2031、凸缘；2032、密封垫圈；2033、环形滑槽；2034、检测杆；2041、安装柱；2042、上夹板；2043、滑杆；2044、缓冲弹簧；2045、下夹板；2046、支撑螺纹套；20401、底板；20402、调节丝杆；301、浸渍筒；302、保温外壳；303、排气管；304、进气管。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
实施例1
如图1-7所示，一种用于新能源燃料电池制造的碳板真空浸渍装置，包括真空浸渍机构3，还包括支撑机构1、自动盖合机构2，支撑机构1包括立板101、支撑台102、中心柱103、步进电机104、顶板105，支撑台102底部焊接有立板101，支撑台102顶部中央通过轴承连接有中心柱103，中心柱103下端穿过支撑台102，且通过键连接于步进电机104的输出端，步进电机104的固定端通过螺栓连接在支撑台102底部，中心柱103顶部通过螺栓连接有顶板105，支撑台102顶部外侧设置有三个真空浸渍机构3，顶板105外侧设置有三个支板，且每个支板下方均设置有一个能够密封盖合在真空浸渍机构3顶部的自动盖合机构2，这样设置使得整个装置一次可以对较多的碳板进行浸渍，有益于提高生产效率，自动盖合机构2包括气缸201、安装板202、密封盖203、夹具204，气缸201通过螺栓连接在顶板105外侧的支板上方，气缸201的输出端穿过该支板，且通过螺栓连接有安装板202，安装板202底部通过螺栓连接有密封盖203，密封盖203底部中央设置有夹具204，这样设置可以通过气缸201带动安装板202下降，安装板202带动密封盖203和夹具204下降，使得密封盖203密封盖合在浸渍筒301顶部，实现了自动密封浸渍筒301的功能，使得夹具204用于固定物料，支撑台102顶部还设置有接水板106，且接水板106覆盖整个支撑台102，且位于真空浸渍机构3顶部位置，接水板106下方通过螺栓连接有支撑杆107，且支撑杆107下端通过螺栓连接在支撑台102顶部，这样设置可以防止取下物料时，防止多余的浸渍液落在设备上，增加对设备的清理难度，接水板106边缘设置有向上突起的侧边，这样可以防止浸渍液从接水板106上面流出，真空浸渍机构3包括浸渍筒301、保温外壳302、排气管303、进气管304，浸渍筒301通过螺栓连接在支撑台102顶部，浸渍筒301外侧通过螺钉连接有保温外壳302，浸渍筒301顶部一侧连通有带有阀门的排气管303，且排气管303远离浸渍筒301的一端连接于负压泵，浸渍筒301顶部另一侧连通有带有阀门的进气管304，且进气管304远离浸渍筒301的一端连接于增压泵，这样设置不仅可以通过负压泵把浸渍筒301内部的气体抽出，使得浸渍筒301处于负压状态，实现了真空浸渍的功能，还可以在提升物料前，通过增压泵把气体抽取到浸渍筒301内部，有益于密封盖203脱离浸渍筒301，密封盖203底部一体成型有凸缘2031，凸缘2031外侧套设有密封垫圈2032，这样设置可以通过密封垫圈2032增加密封性，密封盖203底部开设有环形滑槽2033，且环形滑槽2033位于凸缘2031内侧，环形滑槽2033内侧滑动连接有检测杆2034，环形滑槽2033和检测杆2034的设置可以通过转动检测杆2034，检测杆2034围绕环形滑槽2033转动，用于检测物料是否超出浸渍筒301内腔的范围，防止物料下降时碰撞在浸渍筒301顶部，造成安全事故，凸缘2031在使用状态下与浸渍筒301间隙配合，这样设置可以方便的把凸缘2031卡接在浸渍筒301内侧，实现了对密封盖203初步的定位，夹具204包括安装柱2041、上夹板2042、滑杆2043、缓冲弹簧2044、下夹板2045，安装柱2041转动连接在密封盖203底部中央，安装柱2041下方通过螺栓连接有上夹板2042，安装柱2041下端开设有滑槽，滑杆2043顶部穿过上夹板2042并延伸至该滑槽内侧，滑杆2043顶部通过螺栓连接有缓冲弹簧2044，缓冲弹簧2044另一端通过螺栓连接在该滑槽内侧顶部，滑杆2043外侧滑动连接有下夹板2045，下夹板2045底部设置有调节组件，这样设置可以通过调节组件带动下夹板2045升降，使得下夹板2045与上夹板2042之间的距离发生变化，进而使得各种大小的物料均能进行固定，提高了实用性，还可以通过缓冲弹簧2044进行缓冲，防止夹坏物料，调节组件包括开设有在滑杆2043底部外侧的外螺纹，螺纹连接在滑杆2043外侧的支撑螺纹套2046，支撑螺纹套2046两端外侧均一体成型有支撑板，支撑螺纹套2046内侧底部开设有内螺纹，支撑螺纹套2046内侧顶部的直径大于滑杆2043的直径，这样设置可以通过转动支撑螺纹套2046，使得支撑螺纹套2046升降，进而带动下夹板2045升降，实现了调节下夹板2045与上夹板2042之间的距离的功能，还可以通过把支撑螺纹套2046上下进行颠倒，实现了改变下夹板2045和上夹板2042最大间距的功能，上夹板2042和下夹板2045的向对面均开设有若干个卡槽，这样设置可以增加物料的固定牢固性。
上述结构中，使用时，首先把浸渍液装入浸渍筒301内部，然后根据物料的高度转动支撑螺纹套2046，使得支撑螺纹套2046升降，进而带动下夹板2045升降，使得下夹板2045和上夹板2042之间的距离合适，随后把物料依次安装在上夹板2042和下夹板2045之间，随后再次转动支撑螺纹套2046，支撑螺纹套2046上升，支撑螺纹套2046带动下夹板2045上升，直到物料被压紧，其中由于缓冲弹簧2044的设置，可以防止物料被挤压过度而损坏，随后启动气缸201，气缸201带动安装板202下降，安装板202带动密封盖203和夹具204下降，使得密封盖203密封盖合在浸渍筒301顶部，此时物料进入到浸渍液中，启动负压泵，压泵把浸渍筒301内部的气体抽出，使得浸渍筒301处于负压状态，实现了真空浸渍的功能。
实施例2
如图8所示，实施例2与实施例1不同之处在于：调节组件包括焊接在滑杆2043底部的底板20401、螺纹连接在底板20401外侧的调节丝杆20402，调节丝杆20402上端转动连接在下夹板2045下端，且调节丝杆20402设置有三个，这样设置可以通过转动调节丝杆20402，调节丝杆20402在底板20401的作用下进行升降，调节丝杆20402带动下夹板2045升降，实现了调节下夹板2045与上夹板2042之间的距离的功能。
上述结构中，使用时，首先把浸渍液装入浸渍筒301内部，然后根据物料的高度转动调节丝杆20402，调节丝杆20402在底板20401的作用下进行升降，调节丝杆20402带动下夹板2045升降，使得下夹板2045和上夹板2042之间的距离合适，随后把物料依次安装在上夹板2042和下夹板2045之间，随后再次转动调节丝杆20402，调节丝杆20402在底板20401的作用下进行上升，调节丝杆20402带动下夹板2045上升，直到物料被压紧，其中由于缓冲弹簧2044的设置，可以防止物料被挤压过度而损坏，随后启动气缸201，气缸201带动安装板202下降，安装板202带动密封盖203和夹具204下降，使得密封盖203密封盖合在浸渍筒301顶部，此时物料进入到浸渍液中，启动负压泵，压泵把浸渍筒301内部的气体抽出，使得浸渍筒301处于负压状态，实现了真空浸渍的功能。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其效物界定。
Claims (7)
1.一种用于新能源燃料电池制造的碳板真空浸渍装置，包括真空浸渍机构（3），其特征在于：还包括支撑机构（1）、自动盖合机构（2），所述支撑机构（1）包括立板（101）、支撑台（102）、中心柱（103）、步进电机（104）、顶板（105），所述支撑台（102）底部焊接有所述立板（101），所述支撑台（102）顶部中央通过轴承连接有所述中心柱（103），所述中心柱（103）下端穿过所述支撑台（102），且通过键连接于所述步进电机（104）的输出端，所述步进电机（104）的固定端通过螺栓连接在所述支撑台（102）底部，所述中心柱（103）顶部通过螺栓连接有所述顶板（105），所述支撑台（102）顶部外侧设置有三个所述真空浸渍机构（3），所述顶板（105）外侧设置有三个支板，且每个支板下方均设置有一个能够密封盖合在所述真空浸渍机构（3）顶部的所述自动盖合机构（2），所述自动盖合机构（2）包括气缸（201）、安装板（202）、密封盖（203）、夹具（204），所述气缸（201）通过螺栓连接在所述顶板（105）外侧的支板上方，所述气缸（201）的输出端穿过该支板，且通过螺栓连接有所述安装板（202），所述安装板（202）底部通过螺栓连接有所述密封盖（203），所述密封盖（203）底部中央设置有所述夹具（204），所述夹具（204）包括安装柱（2041）、上夹板（2042）、滑杆（2043）、缓冲弹簧（2044）、下夹板（2045），所述安装柱（2041）转动连接在所述密封盖（203）底部中央，所述安装柱（2041）下方通过螺栓连接有所述上夹板（2042），所述安装柱（2041）下端开设有滑槽，所述滑杆（2043）顶部穿过所述上夹板（2042）并延伸至该滑槽内侧，所述滑杆（2043）顶部通过螺栓连接有所述缓冲弹簧（2044），所述缓冲弹簧（2044）另一端通过螺栓连接在该滑槽内侧顶部，所述滑杆（2043）外侧滑动连接有所述下夹板（2045），所述下夹板（2045）底部设置有调节组件，所述调节组件包括开设有在所述滑杆（2043）底部外侧的外螺纹，螺纹连接在所述滑杆（2043）外侧的支撑螺纹套（2046），所述支撑螺纹套（2046）两端外侧均一体成型有支撑板，所述支撑螺纹套（2046）内侧底部开设有内螺纹，所述支撑螺纹套（2046）内侧顶部的直径大于所述滑杆（2043）的直径；或者，所述调节组件包括焊接在所述滑杆（2043）底部的底板（20401）、螺纹连接在所述底板（20401）外侧的调节丝杆（20402），所述调节丝杆（20402）上端转动连接在所述下夹板（2045）下端，且所述调节丝杆（20402）设置有三个。
2.根据权利要求1所述的一种用于新能源燃料电池制造的碳板真空浸渍装置，其特征在于：所述支撑台（102）顶部还设置有接水板（106），且所述接水板（106）覆盖整个所述支撑台（102），且位于所述真空浸渍机构（3）顶部位置，所述接水板（106）下方通过螺栓连接有支撑杆（107），且所述支撑杆（107）下端通过螺栓连接在所述支撑台（102）顶部。
3.根据权利要求2所述的一种用于新能源燃料电池制造的碳板真空浸渍装置，其特征在于：所述接水板（106）边缘设置有向上突起的侧边。
4.根据权利要求1所述的一种用于新能源燃料电池制造的碳板真空浸渍装置，其特征在于：所述真空浸渍机构（3）包括浸渍筒（301）、保温外壳（302）、排气管（303）、进气管（304），所述浸渍筒（301）通过螺栓连接在所述支撑台（102）顶部，所述浸渍筒（301）外侧通过螺钉连接有所述保温外壳（302），所述浸渍筒（301）顶部一侧连通有带有阀门的所述排气管（303），且所述排气管（303）远离所述浸渍筒（301）的一端连接于负压泵，所述浸渍筒（301）顶部另一侧连通有带有阀门的所述进气管（304），且所述进气管（304）远离所述浸渍筒（301）的一端连接于增压泵。
5.根据权利要求1所述的一种用于新能源燃料电池制造的碳板真空浸渍装置，其特征在于：所述密封盖（203）底部一体成型有凸缘（2031），所述凸缘（2031）外侧套设有密封垫圈（2032）。
6.根据权利要求5所述的一种用于新能源燃料电池制造的碳板真空浸渍装置，其特征在于：所述密封盖（203）底部开设有环形滑槽（2033），且所述环形滑槽（2033）位于所述凸缘（2031）内侧，所述环形滑槽（2033）内侧滑动连接有检测杆（2034）。
7.根据权利要求1所述的一种用于新能源燃料电池制造的碳板真空浸渍装置，其特征在于：所述上夹板（2042）和所述下夹板（2045）的相对面均开设有若干个卡槽。
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