CN114824310A - 一种燃料电池气体扩散层连续憎水用设备及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开气体扩散层连续憎水用设备及处理方法，设备包括传送辊机构、憎水液存储池、低温烘箱、碳纸裁切机构、碳纸焙烧机构以及尾端传送台，传送辊机构依次贯穿憎水液存储池、烘箱和碳纸裁切机构；沿传送辊机构的传送方向，放卷辊位于憎水液存储池的前工位处，收卷辊位于碳纸裁切机构的后工位处，碳纸裁切机构出料口的正下方设有供被裁切的碳纸落下的中转传送台，置于中转传送台上的碳纸被带有吸附功能的机械臂吸附式抓取后，再放入碳纸焙烧机构内，碳纸焙烧机构的出料口与尾端传送台相通；处理方法对碳纸憎水处理过程中分别进行了低温处理和高温焙烧处理两步；可以针对柔性碳纸，实现气体扩散层的连续憎水处理，减少人工且提高工作效率。

Description

一种燃料电池气体扩散层连续憎水用设备及方法

技术领域

本发明涉及燃料电池领域，尤其涉及一种燃料电池气体扩散层连续憎水用设备及方法。

背景技术

质子交换膜燃料电池是一种将存在于燃料与氧化剂中的化学能直接转化为电能的发电装置，具有系统体积小、能量密度高和清洁无污染、无需复杂的空气供给及增湿系统等优点，得到业界的重视。膜电极是其核心组件，膜电极由质子交换膜、催化剂层以及气体扩散层构成，气体扩散层是膜电极三合一组件的重要组成，是反应气体传输和生成水传递的重要通道。气体扩散层主要选用导电碳黑浆料均匀涂覆在经过疏水处理的微孔层表面，经过高温烧结固化制成。

现用的微孔层有柔性碳纸和非柔性碳纸两种材质，针对柔性碳纸，现有的气体扩散层制备工艺一般为碳纸裁剪-憎水处理-焙烧-涂刷导电碳浆料-焙烧等，在此工艺中，由于碳纸被裁剪，将直接致使后续憎水工艺不能实现连续化，从而在工艺过程中加长了工作时间并耗费了人力成本；另外，针对柔性碳纸，也有本领域技术人员提出采用类似燃料电池催化层制备方法相同的方式，即采用卷对卷狭缝涂布的方式实现浆料的涂覆，但是此过程中，由于碳纸在进行憎水处理后需要经过高温焙烧处理，焙烧过程，由于碳纸材质逐渐呈脆性，卷绕于卷对卷狭缝涂布设备中的传送辊中明显不现实。

发明内容

本发明的目的是提供一种气体扩散层制备用碳纸连续憎水用设备及方法，其优点在于，可以针对柔性碳纸，实现气体扩散层的连续憎水处理，减少人工且提高工作效率。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的:一种气体扩散层连续憎水用设备，包括供柔性碳纸卷绕置入实现传送的传送辊机构，所述传送辊机构包括起始端的放卷辊、尾端的收卷辊、以及多组位于放卷辊和收卷辊之间的张紧传动辊，所述设备包括憎水液存储池、低温烘箱、碳纸裁切机构、碳纸焙烧机构以及尾端传送台，所述传送辊机构依次贯穿憎水液存储池、烘箱和碳纸裁切机构；沿传送辊机构的传送方向，所述放卷辊位于憎水液存储池的前工位处，收卷辊位于碳纸裁切机构的后工位处，所述碳纸裁切机构出料口的正下方设有供被裁切的碳纸落下的中转传送台，置于中转传送台上的碳纸被带有吸附功能的机械臂吸附式抓取后，再放入碳纸焙烧机构内，所述碳纸焙烧机构的出料口与尾端传送台相通。

本发明进一步设置为：所述碳纸裁切机构(4)包括一双可实现同步相对转动的上辊轴(4-1)和下辊轴(4-2)，所述上辊轴(4-1)和下辊轴(4-2)之间的同步相对转动可实现碳纸(9)的传送；

所述上辊轴外圆周壁上，并沿其长度的两端分别固定设有一圈对碳纸裁切的环形端部刀片，两个环形端部刀片之间沿上辊轴的轴线方向圆周阵列设有多个对碳纸裁切的条状刀片，所述条状刀片的两端均与两个环形端部刀片相连且高度相等；所述上辊轴外圆周壁上还包覆有弹性密封垫，所述环形端部刀片、条状刀片均贯穿弹性密封垫与外部相通；

所述上辊轴与下辊轴为相对转动，且沿上辊轴和下辊轴的转动方向，所述上辊轴的环形端部刀片、条状刀片均贯穿弹性密封垫与下辊轴的外圆周壁抵触，以实现对碳纸的裁切；在非裁切区域处，所述上辊轴的环形端部刀片、条状刀片处于弹性密封垫内。

本发明进一步设置为：所述碳纸焙烧机构包括焙烧箱体，所述焙烧箱体内设有一双实现同步传送的链轮链条组件，所述链轮链条组件中的链条在链轮驱动下均做循环回转式传送运动，沿所述链轮链条组件的传送方向，所述链轮链条组件上均阵列设有多个对碳纸支撑的连接耳片、以及对碳纸作用的自动限位组件；

沿两组链轮链条的传送方向，两组链轮链条中相互靠近且平行的链条区之间构成供碳纸安置并传送的碳纸传送区；两组链轮链条中相对远离且平行的链条区构成不可供碳纸安置并传送的碳纸空传区；碳纸由碳纸裁切机构裁切成块后由焙烧箱体的出料口落入尾端传送台上。

本发明进一步设置为：所述连接耳片均延链轮链条组件的传送方向固定阵列设置在链条外围壁上，所述自动限位组件包括沿链轮链条组件的传送方向阵列、并铰接在链轮链条组件的链条上的限位搭片，在所述碳纸传送区内，每个限位搭片均设置在对应连接耳片的正上方，所述限位搭片远离其铰接端处均与对应的连接耳片抵触，实现对碳纸的夹持限位；

所述限位搭片与链轮链条组件中链条之间的转动角度为100-120°，当碳纸被夹持限位于连接耳片与限位搭片之间时，所述限位搭片处于极限转动角度状态。

本发明进一步设置为：所述焙烧箱体延其高度方向，由上段耐高温隔离区、中段高温焙烧区、以及下段耐高温隔离区构成，所述上段耐高温隔离区为靠近机械臂落料处，所述下段耐高温隔离区为靠近尾端传送台处，所述链轮链条组件设置在焙烧箱体内并做贯穿上段耐高温隔离区、中段高温焙烧区、以及下段耐高温隔离区的循环回转式传送运动。

本发明进一步设置为：所述尾端传送台内位于碳纸焙烧机构的出料口的正下方处设有冷却台。

本发明进一步设置为：所述下辊轴外圆周壁上可拆卸安装有硬质保护筒，所述上辊轴的环形端部刀片、条状刀片均会与下辊轴的硬质保护筒抵触，以实现对碳纸的裁切。

本发明进一步设置为：所述连接耳片和限位搭片均为网格栅栏样式的耐高温金属件。

一种气体扩散层连续憎水用设备的憎水处理方法，所述方法步骤如下：

步骤一：碳纸张紧卷绕于传送辊机构上进行传送；

步骤二：碳纸传送至憎水液存储池内，进行浸渍式憎水处理；

步骤三：完成步骤二的碳纸继续传送至低温烘箱内进行烘干；

步骤四：完成步骤三的碳纸继续传送至碳纸裁切机构处进行裁切，其中被裁切成块的碳纸部分落入碳纸焙烧机构内实现焙烧，未被裁切的碳纸部分继续传送至收卷辊处被收卷；

步骤五：完成焙烧的碳纸落在尾端传送台被持续传送以备其他工序进行，并在此传送过程中实现冷却，之后完成碳纸的连续憎水处理。

本发明进一步设置为：步骤三中所述低温烘箱内的温度为100-120℃；

步骤四中所述碳纸焙烧机构内的温度为350-400℃，所述碳纸焙烧机构内持续通有惰性气体。

综上所述，本发明具有以下有益效果：

1、本发明公开一种碳纸连续憎水处理方法，与本领域现有技术不同的是，可以针对柔性碳纸实现连续化憎水处理，即本发明先将碳纸传送入憎水液存储池内浸渍憎水液，之后通过较低温烘箱蒸发掉碳纸内的水分，接着裁剪定型后再进行高温焙烧处理，由于碳纸在低温烘箱内的低温烘干过程中只能蒸发掉碳纸内的水分，不会对柔性碳纸本身的柔性特征造成性质改变，因此碳纸依旧可以实现在传送辊机构上的连续传送，之后裁剪定型后再进行高温焙烧工序，高温焙烧过程中逐渐改变碳纸本身柔性特征，趋于硬质化，便于后续的印刷工作；

2、本发明中的碳纸裁切机构采用上辊轴和下辊轴的结构实现，便于针对柔性碳纸的连续化传送的同时实现对碳纸的裁切，并且上辊轴上设置有弹性密封垫，弹性密封垫的弹性作用一来可以对刀片进行隐藏和保护，使未处于裁切阶段的刀片处于弹性密封垫内，避免对工作人员的误伤；二来在裁切阶段，上辊轴在与下辊轴的抵触压力下，弹性密封垫被压缩变形，此过程刀片贯穿弹性密封垫实现对碳纸的裁切，并且在刚裁切完成碳纸持续传送时，碳纸一旦离开上辊轴与下辊轴的抵触切点后，弹性密封垫将会在形变恢复过程中使得该处的刀片被收藏进弹性密封垫内，即此时弹性密封垫相对也会对碳纸起到一定的推送作用，迫使碳纸离开刀片，即不会形成碳纸在刀片上的裁切粘结现象；

3、本发明的碳纸焙烧机构中利用链轮链条组件可以实现连接耳片和自动限位组件的连续传送，以实现对批量碳纸的焙烧处理，即使被裁切的碳纸落在连接耳片和自动限位组件上形成限位后，在链轮链条的传动作用下，碳纸在焙烧箱体内由上至下被持续传送，并在此传送过程中实现高温焙烧；

4、由于焙烧过程中需要持续通入惰性气体，因此本发明的碳纸焙烧机构中采用自动限位组件实现对碳纸的限位，避免碳纸在焙烧箱体内高温处理以及传送过程中，出现被气体吹飞现象；并且本自动限位组件利用铰接设置的限位搭片在传送过程中的重心方向变化的原理以及转动角度的限制作用，可以在链轮链条组件的传送作用下，被传送于靠近焙烧箱体进料口处时，自动呈与连接耳片的张开状，以便碳纸顺利落在连接耳片上；之后在持续传送下，连接耳片处于水平状态，此时限位搭片在其自重作用下与连接耳片闭合以实现对碳纸的限位夹持；最后在被传送于靠近焙烧箱体出料口处时，连接耳片逐渐趋于垂直状的过程中，由于限位搭片的转动角度控制无法继续向下转动，此时又将呈与连接耳片的张开状，以此撤销对碳纸的夹持，此时碳纸可以顺利落在尾端传送台上，结构简单，操作方便且可根据传送过程实现自动操作。

5、本设备的焙烧箱体被划分为三个区域，分别为上段耐高温隔离区、中段高温焙烧区、以及下段耐高温隔离区，使得碳纸进入焙烧箱体内以及完成焙烧后均具备一定的缓冲时间，避免机械臂以及受碳纸焙烧机构的高温影响；同时增设下段耐高温隔离区，又避免碳纸在焙烧完成后，直接高温接触外面有氧区域，造成碳纸的燃烧，起到了碳纸降温以及保护气体库扩散层的作用；

6、本设备的尾端传送台内同时还设置有冷却台，便于完成焙烧的碳纸在落在尾端传送台上持续被传送至下一工序的过程中即可以同时冷却，避免高温下对碳纸的印刷存在浆料影响；

7、下辊轴上设置硬质保护筒，用来对下辊轴进行保护，避免对碳纸的裁切过程中刀片对下辊轴造成伤害，并且硬质保护筒可以实现随时的装拆，便于更换，避免长时间使用后，硬质保护筒本身上落下的较深的刀印对碳纸的裁切工序造成影响；

8、连接耳片为网格栅栏样式，便于碳纸即使置于连接耳片上，高温气体也可以从碳纸底面进入，提高高温处理过程中对碳纸的加热均匀性。

附图说明

图1是本设备的整体产线示意图；

图2是本设备的整体产线中，机械臂将落在中转传送台上的碳纸吸附式抓取传送至碳纸焙烧机构中的示意图，也是完成焙烧的碳纸可落在尾端传送台上的示意图；

图3是碳纸裁切机构中上辊轴和下辊轴的关系示意图；

图4是上辊轴中去掉弹性密封垫后，环形端部刀片、条状刀片的示意图；

图5是碳纸裁切机构裁切区域中，弹性密封垫受压变形，刀片由弹性密封垫内伸出与下辊轴抵触的部分示意图；

图6是碳纸焙烧机构中焙烧箱体三个区域的划分示意图；

图7是碳纸焙烧机构中链轮链条组件实现碳纸传送的示意图；

图8是碳纸焙烧机构中连接耳片、限位搭片对碳纸自动夹持、撤销限位等工序的区域示意图；

图9是连接耳片或者限位搭片呈网格栅栏样式的示意图。

图中：1、传送辊机构；1-1、放卷辊；1-2、收卷辊；1-3、张紧传动辊；2、憎水液存储池；3、低温烘箱；4、碳纸裁切机构；4-1、上辊轴；4-1-1、弹性密封垫；4-1-2、环形端部刀片；4-1-3、条状刀片；4-1-4、同形槽口；4-2、下辊轴；4-2-1、硬质保护筒；5、碳纸焙烧机构；5-1、焙烧箱体；5-1-1、上段耐高温隔离区；5-1-2、中段高温焙烧区；5-1-3、下段耐高温隔离区；5-2、链轮链条组件；5-3、连接耳片；5-4、限位搭片；6、中转传送台；7、机械臂；8、尾端传送台；8-1、冷却台；9、碳纸。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

实施例：一种气体扩散层连续憎水用设备，如图1所示，包括供柔性碳纸9卷绕置入实现传送的传送辊机构1，传送辊机构1包括起始端的放卷辊1-1、尾端的收卷辊1-2、以及多组位于放卷辊1-1和收卷辊1-2之间的张紧传动辊1-3，柔性碳纸9整卷置于放卷辊1-1上，并将其起始端分别张紧绕过各组张紧传动辊1-3后再收卷于收卷辊1-2上，以此实现柔性碳纸9的连续传送，在本实施例中，采用伺服电机驱动传送辊机构1的步进式连续传送，同时本设备中还采用PLC系统，通过程序控制伺服电机以及包括以下各个电器件的工作顺序，以此实现智能化控制和操作。

如图1和2所示，本设备还包括憎水液存储池2、低温烘箱3、碳纸裁切机构4、碳纸焙烧机构5以及尾端传送台8，传送辊机构1带动碳纸9可依次贯穿憎水液存储池2、低温烘箱3和碳纸裁切机构4，即沿传送辊机构1的传送方向，放卷辊1-1位于憎水液存储池2的前工位处，收卷辊1-2位于碳纸裁切机构4的后工位处，低温烘箱3位于憎水液存储池2和碳纸裁切机构4之间，并且，在碳纸裁切机构4出料口的正下方设有供被裁切的碳纸9落下的中转传送台6，中转传送台6也采用现有技术常用的皮带轮传送装置实现碳纸9的传送，避免落在中转传送台6上的碳纸9在同一个位置处的积留；之后置于中转传送台6上的碳纸9被带有吸附功能的机械臂7吸附式抓取后，再放入碳纸焙烧机构5内；如图2所示，机械臂7也采用现有领域常用的智能机械手抓，其手抓部分由吸附盘代替，以此实现对碳纸9的整面吸附后，机械臂7自身转动，将碳纸9送至碳纸焙烧机构5处，再撤销对碳纸9的吸附，以此使得碳纸9顺利落在碳纸焙烧机构5内的连接耳片5-3上；落入碳纸焙烧机构5中的碳纸9在碳纸焙烧机构5内完成焙烧后，由碳纸焙烧机构5的出料口直接落在尾端传送台8上实现继续传送以便后续处理工作。

在本实施例中，如图3所示，碳纸裁切机构4包括一双可实现同步传送的上辊轴4-1和下辊轴4-2，上辊轴4-1和下辊轴4-2的同步传送可以实现对碳纸9的传送，即两个辊轴相互平行且在驱动电器的作用下实现同步的相对转动以供碳纸9传送穿过；上辊轴4-1外圆周壁上沿其长度的两端分别固定设有一圈对碳纸9裁切的环形端部刀片4-1-2，两个环形端部刀片4-1-2之间沿上辊轴4-1的轴线方向圆周阵列设有多个对碳纸9裁切的条状刀片4-1-3，条状刀片4-1-3的两端均与两个环形端部刀片4-1-2相连且高度相等，即环形端部刀片4-1-2和条状刀片4-1-3之间构成对碳纸9的裁切区，如图4所示；为保证碳纸9在本设备上的后续收卷以及连续传送，环形端部刀片4-1-2和条状刀片4-1-3构成的裁切区应小于碳纸9的长度和宽度，即柔性碳纸9在连续传送过程中，只有其中间大部分区域被裁切成块掉落形成完成裁切的碳纸9，其边缘部分即为废料依旧可以被连续传送至收卷辊1-2处实现收卷存储；与此同时，上辊轴4-1外圆周壁上还包覆有一层弹性密封垫4-1-1，环形端部刀片4-1-2、条状刀片4-1-3均贯穿弹性密封垫4-1-1与外部相通，即弹性密封垫4-1-1上设有供环形端部刀片4-1-2、条状刀片4-1-3自由伸缩的同形槽口4-1-4。

碳纸裁切机构4的具体实施方式：在上辊轴4-1和下辊轴4-2的非接触区域内，弹性密封垫4-1-1的弹性作用可以对刀片进行隐藏和保护，使未处于裁切区域的刀片处于弹性密封垫4-1-1内，避免对工作人员的误伤,如图3所示；当上辊轴4-1和下辊轴4-2同步转动并实现对碳纸9的裁切过程中，上辊轴4-1在与下辊轴4-2的抵触压力下，弹性密封垫4-1-1被压缩变形，此过程刀片即可贯穿弹性密封垫4-1-1实现对碳纸9的裁切，如图5所示；并且在刚裁切完成碳纸9持续传送时，碳纸9一旦离开上辊轴4-1与下辊轴4-2的抵触切点后，弹性密封垫4-1-1将会在形变恢复过程中使得该处的刀片被收藏进弹性密封垫4-1-1内，此时弹性密封垫4-1-1相对也会对碳纸9起到一定的推送作用，迫使碳纸9离开刀片，掉落在中转传送台6上，即不会形成碳纸9在刀片上的裁切粘结现象。

在本实施例中，碳纸焙烧机构5具体结构如下：包括一个长方体状的焙烧箱体5-1，沿其高度方向，其被分为三个区域，即分别为靠近机械臂7落料处的上段耐高温隔离区5-1-1、中段高温焙烧区5-1-2、靠近尾端传送台8处的下段耐高温隔离区5-1-3，如图1或2或6所示，上段耐高温隔离区5-1-1、中段高温焙烧区5-1-2、下段耐高温隔离区5-1-3均通过现有技术手段实现，例如可以使用隔温材料实现，即上段耐高温隔离区5-1-1和下段耐高温隔离区5-1-3内外机架壁以及内部均使用填充有厚实的隔热棉等隔热材料，中段高温焙烧区5-1-2则只需填充部分隔热材料保证其外机架壁的隔热效果即可。

如图7所示，焙烧箱体5-1内设有一双也有伺服电机驱动实现步进式传送的链轮链条组件5-2，两组链轮链条组件5-2依据现有传动组件技术(例如齿轮齿条组件等)实现由一个伺服电机驱动进而实现两者的同步传送，同时链轮链条组件5-2中的链条在链轮驱动下均做循环回转式传送运动，沿链轮链条组件5-2的传送方向，链轮链条组件5-2上均阵列设有多个对碳纸9支撑的连接耳片5-3、以及对碳纸9作用的自动限位组件，即连接耳片5-3、自动限位组件在焙烧箱体5-1内可做绕链轮回转的循环传送运动；并且链轮链条组件5-2的长度贯穿焙烧箱体5-1的三个区域，即可以实现链轮链条组件5-2上的连接耳片5-3、自动限位组件在焙烧箱体5-1内并做贯穿上段耐高温隔离区5-1-1、中段高温焙烧区5-1-2、以及下段耐高温隔离区5-1-3的循环回转式传送运动，以带动碳纸9从焙烧箱体5-1的进料口处传送至出料口处。

另外，沿两组链轮链条组件5-2的传送方向，两组链轮链条组件5-2中相互靠近且平行的链条区之间构成供碳纸9安置并传送的碳纸9传送区；两组链轮链条中相对远离且平行的链条区构成不可供碳纸9安置并传送的碳纸9空传区，如图7所示。

如图7所示，连接耳片5-3均延链轮链条组件5-2的传送方向固定阵列设置在链条外围壁上，自动限位组件包括沿链轮链条组件5-2的传送方向阵列、并铰接在链轮链条组件5-2的链条上的限位搭片5-4，每个限位搭片5-4均设置在对应连接耳片5-3的正上方，限位搭片5-4远离其铰接端处均与对应的连接耳片5-3抵触，实现对碳纸9的夹持限位；限位搭片5-4与链轮链条组件5-2中链条之间的转动角度为100-120°，在本实施例中，具体为120°，当碳纸9被夹持限位于连接耳片5-3与限位搭片5-4之间时，限位搭片5-4处于极限转动角度状态；最终碳纸9由碳纸裁切机构4裁切成块后由焙烧箱体5-1的出料口落入尾端传送台8上。

碳纸焙烧机构5的具体实施方式为：本自动限位组件利用铰接设置的限位搭片5-4在传送过程中的重心方向变化的原理以及转动角度的限制作用，可以在链轮链条组件5-2的传送作用下，具备以下几种状态：

1、当连接耳片5-3和限位搭片5-4被传送于靠近焙烧箱体5-1进料口处且还未完全转动至越过顶端链轮的最高切点处时，限位搭片5-4在其重心作用下呈与连接耳片5-3存在角度关系的张开状，如图8中A区域所示。

2、当连接耳片5-3和限位搭片5-4被传送于靠近焙烧箱体5-1进料口处且逐渐越过链轮的最高切点处并持续下降过程中，限位搭片5-4在其重心作用下逐渐向靠近连接耳片5-3处自动翻转，此时机械臂7将撤销对碳纸9的吸附，使碳纸9落在两个连接耳片5-3上，如图8中B区域所示，该区域也为碳纸9传送区；由于此时碳纸9处于焙烧箱体5-1的上段耐高温隔离区5-1-1，还未进行焙烧，依旧保持一定的柔软特性，所以即使连接耳片5-3未呈水平状，也不会对碳纸9的支撑造成影响；并且此操作过程中，链轮链条组件5-2需在伺服电机的驱动下实现步进式传送运动，即链轮的每次转动角度均为固定值，以配合机械臂7的程序设定，在规律的时间内顺利将碳纸9置于此状态下的连接耳片5-3上。

3、当连接耳片5-3和限位搭片5-4延焙烧箱体5-1高度方向进行直线方向的传送过程中，连接耳片5-3在其自重作用下转动至最大角度，此时其远离铰接端处可与连接耳片5-3抵触，进而实现对碳纸9的夹持作用，如图8中C区域所示。

4、当连接耳片5-3和限位搭片5-4被传送于靠近焙烧箱体5-1出料口处，且连接耳片5-3传送至底端链轮的圆周区域过程中，即链条带动连接耳片5-3发生相对位移，使原本水平状态下的连接耳片5-3逐渐也呈弧形趋势的相对运动，即由水平状态逐渐向下转动，此时由于限位搭片5-4已处于最大转动角度状态，并且其重心依旧朝下，因此此时连接耳片5-3的位移运动则直接使其与限位搭片5-4之间呈存在角度关系的逐渐张开状，此时即逐渐撤销对碳纸9的夹持以及支撑，碳纸9在焙烧箱体5-1的出料口处自然落在尾端传送台8上，如图8中D区域所示；

5、当连接耳片5-3和限位搭片5-4均处于链轮链条组件5-2的碳纸9空传区中时，此时依旧延焙烧箱体5-1高度方向进行直线方向的传送，此时连接耳片5-3也处于水平状态，并且在限位搭片5-4的重心作用下，此时连接耳片5-3与限位搭片5-4之间呈最大张开角度状，如图8中E区域所示，此区域也为碳纸9空传区。

作为本发明的进一步设置，在尾端传送台8内位于碳纸焙烧机构5的出料口的正下方处设有冷却台8-1，便于完成焙烧的碳纸9在落在尾端传送台8上持续被传送至下一工序的过程中即可以同时冷却，避免高温下对碳纸9的印刷存在浆料影响，如图1所示。

作为本发明的进一步设置，下辊轴4-2外圆周壁上可拆卸安装有硬质保护筒4-2-1，硬质保护筒4-2-1可以通过安装法兰、螺纹连接等方式实现在下辊轴4-2上的可拆卸连接，上辊轴4-1的环形端部刀片4-1-2、条状刀片4-1-3均会与下辊轴4-2的硬质保护筒4-2-1抵触，以实现对碳纸9的裁切，用来对下辊轴4-2进行保护，避免对碳纸9的裁切过程中刀片对下辊轴4-2造成伤害，并且硬质保护筒4-2-1可以实现随时的装拆，便于更换，避免长时间使用后，硬质保护筒4-2-1本身上落下的较深的刀印对碳纸9的裁切工序造成影响，如图3所示。

作为本发明的进一步设置，连接耳片5-3和限位搭片5-4均为网格栅栏样式的耐高温金属件，金属材料可以选用不锈钢等，便于碳纸9即使置于连接耳片5-3和限位搭片5-4之间时，高温气体也可以从碳纸9底面或者上面进入，提高高温处理过程中对碳纸9的加热均匀性，如图9所示。

本发明还公开了一种气体扩散层连续憎水用设备的憎水处理方法，结合本发明实施例公开的设备，实现连续憎水的处理方法步骤如下：

步骤一：碳纸9张紧卷绕于传送辊机构1上进行传送；

步骤二：碳纸9传送至憎水液存储池2内，进行浸渍式憎水处理；

步骤三：完成步骤二的碳纸9继续传送至低温烘箱3内进行烘干，低温烘箱3内的温度为110℃；

步骤四：完成步骤三的碳纸9继续传送至碳纸裁切机构4处进行裁切，其中被裁切成块的碳纸9部分被机械臂7抓取传送至碳纸焙烧机构5内实现焙烧，未被裁切的碳纸9部分继续传送至收卷辊1-2处被收卷，其中焙烧过程中需要持续通入例如氩气或者氮气的惰性气体，焙烧温度为380℃；

步骤五：完成焙烧的碳纸9落在尾端传送台8被持续传送以备其他工序进行，并在此传送过程中实现冷却，之后完成碳纸9的连续憎水处理。

本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (10)

1.一种气体扩散层连续憎水用设备，包括供柔性碳纸(9)卷绕置入实现传送的传送辊机构(1)，所述传送辊机构(1)包括起始端的放卷辊(1-1)、尾端的收卷辊(1-2)、以及多组位于放卷辊(1-1)和收卷辊之间的张紧传动辊(1-3)，其特征在于：所述设备包括憎水液存储池(2)、低温烘箱(3)、碳纸裁切机构(4)、碳纸焙烧机构(5)以及尾端传送台(8)，所述传送辊机构(1)依次贯穿憎水液存储池(2)、烘箱和碳纸裁切机构(4)；沿传送辊机构(1)的传送方向，所述放卷辊(1-1)位于憎水液存储池(2)的前工位处，收卷辊(1-2)位于碳纸裁切机构(4)的后工位处，所述碳纸裁切机构(4)出料口的正下方设有供被裁切的碳纸(9)落下的中转传送台(6)，置于中转传送台(6)上的碳纸(9)被带有吸附功能的机械臂(7)吸附式抓取后，再放入碳纸焙烧机构(5)内，所述碳纸焙烧机构(5)的出料口与尾端传送台(8)相通。

2.根据权利要求1所述的一种气体扩散层连续憎水用设备，其特征在于：所述碳纸裁切机构(4)包括一双可实现同步相对转动的上辊轴(4-1)和下辊轴(4-2)，所述上辊轴(4-1)和下辊轴(4-2)之间的同步相对转动可实现碳纸(9)的传送；

所述上辊轴(4-1)外圆周壁上，并沿其长度的两端分别固定设有一圈对碳纸(9)裁切的环形端部刀片(4-1-2)，两个环形端部刀片(4-1-2)之间沿上辊轴(4-1)的轴线方向圆周阵列设有多个对碳纸(9)裁切的条状刀片(4-1-3)，所述条状刀片(4-1-3)的两端均与两个环形端部刀片(4-1-2)相连且高度相等；所述上辊轴(4-1)外圆周壁上还包覆有弹性密封垫(4-1-1)，所述环形端部刀片(4-1-2)、条状刀片(4-1-3)均贯穿弹性密封垫(4-1-1)与外部相通；

所述上辊轴(4-1)与下辊轴(4-2)为相对转动，且沿上辊轴(4-1)和下辊轴(4-2)的转动方向，所述上辊轴(4-1)的环形端部刀片(4-1-2)、条状刀片(4-1-3)均贯穿弹性密封垫(4-1-1)与下辊轴(4-2)的外圆周壁抵触，以实现对碳纸(9)的裁切；在非裁切区域处，所述上辊轴(4-1)的环形端部刀片(4-1-2)、条状刀片(4-1-3)处于弹性密封垫(4-1-1)内。

3.根据权利要求1所述的一种气体扩散层连续憎水用设备，其特征在于：所述碳纸焙烧机构(5)包括焙烧箱体(5-1)，所述焙烧箱体(5-1)内设有一双实现同步传送的链轮链条组件(5-2)，所述链轮链条组件(5-2)中的链条在链轮驱动下均做循环回转式传送运动，沿所述链轮链条组件(5-2)的传送方向，所述链轮链条组件(5-2)上均阵列设有多个对碳纸(9)支撑的连接耳片(5-3)、以及对碳纸(9)作用的自动限位组件；

沿两组链轮链条的传送方向，两组链轮链条中相互靠近且平行的链条区之间构成供碳纸(9)安置并传送的碳纸传送区；两组链轮链条中相对远离且平行的链条区构成不可供碳纸(9)安置并传送的碳纸空传区；

碳纸(9)由碳纸裁切机构(4)裁切成块后由焙烧箱体(5-1)的出料口落入尾端传送台(8)上。

4.根据权利要求3所述的一种气体扩散层连续憎水用设备，其特征在于：所述连接耳片(5-3)均延链轮链条组件(5-2)的传送方向固定阵列设置在链条外围壁上，所述自动限位组件包括沿链轮链条组件(5-2)的传送方向阵列、并铰接在链轮链条组件(5-2)的链条上的限位搭片(5-4)，在所述碳纸传送区内，每个限位搭片(5-4)均设置在对应连接耳片(5-3)的正上方，所述限位搭片(5-4)远离其铰接端处均与对应的连接耳片(5-3)抵触，实现对碳纸(9)的夹持限位；

所述限位搭片(5-4)与链轮链条组件(5-2)中链条之间的转动角度为100-120°，当碳纸(9)被夹持限位于连接耳片(5-3)与限位搭片(5-4)之间时，所述限位搭片(5-4)处于极限转动角度状态。

5.根据权利要求1所述的一种气体扩散层连续憎水用设备，其特征在于：所述焙烧箱体(5-1)延其高度方向，由上段耐高温隔离区(5-1-1)、中段高温焙烧区(5-1-2)、以及下段耐高温隔离区(5-1-3)构成，所述上段耐高温隔离区(5-1-1)为靠近机械臂(7)落料处，所述下段耐高温隔离区(5-1-3)为靠近尾端传送台(8)处，所述链轮链条组件(5-2)设置在焙烧箱体(5-1)内并做贯穿上段耐高温隔离区(5-1-1)、中段高温焙烧区(5-1-2)、以及下段耐高温隔离区(5-1-3)的循环回转式传送运动。

6.根据权利要求1所述的一种气体扩散层连续憎水用设备，其特征在于：所述尾端传送台(8)内位于碳纸焙烧机构(5)的出料口的正下方处设有冷却台(8-1)。

7.根据权利要求2所述的一种气体扩散层连续憎水用设备，其特征在于：所述下辊轴(4-2)外圆周壁上可拆卸安装有硬质保护筒(4-2-1)，所述上辊轴(4-1)的环形端部刀片(4-1-2)、条状刀片(4-1-3)均会与下辊轴(4-2)的硬质保护筒(4-2-1)抵触，以实现对碳纸(9)的裁切。

8.根据权利要求3所述的一种气体扩散层连续憎水用设备，其特征在于：所述连接耳片(5-3)和限位搭片(5-4)均为网格栅栏样式的耐高温金属件。

9.一种采用权利要求1-8任一项所述气体扩散层连续憎水用设备的憎水处理方法，其特征在于：所述方法步骤如下：

步骤一：碳纸(9)张紧卷绕于传送辊机构(1)上进行传送；

步骤二：碳纸(9)传送至憎水液存储池(2)内，进行浸渍式憎水处理；

步骤三：完成步骤二的碳纸(9)继续传送至低温烘箱(3)内进行烘干；

步骤四：完成步骤三的碳纸(9)继续传送至碳纸裁切机构(4)处进行裁切，其中被裁切成块的碳纸(9)部分被机械臂(7)抓取传送至碳纸焙烧机构(5)内实现焙烧，未被裁切的碳纸(9)部分继续传送至收卷辊(1-2)处被收卷；

步骤五：完成焙烧的碳纸(9)落在尾端传送台(8)被持续传送以备其他工序进行，并在此传送过程中实现冷却，之后完成碳纸(9)的连续憎水处理。

10.根据权利要求9所述的一种憎水处理方法，其特征在于：

步骤三中所述低温烘箱(3)内的温度为100-120℃；

步骤四中所述碳纸焙烧机构(5)内的温度为350-400℃，所述碳纸焙烧机构(5)内持续通有惰性气体。

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