CN115125763B - 一种碳纸疏水处理设备及处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种碳纸疏水处理设备及处理方法，涉及碳纸疏水处理技术领域，包括处理设备本体，还包括疏水处理箱，疏水处理箱内部容纳有疏水剂溶液，疏水处理箱的内部设置两个呈对称分布的疏水结构，疏水结构包括：往复升降组件，夹持组件，位于往复升降组件的顶端一侧的第一挤压组件，连接于第一推流板底端的加热组件；位于加热组件的上方的喷淋组件；往复升降组件带动碳纸向疏水处理箱液面上端移动时，第一推流板带动加热组件向液面深入表层。通过多种手段的配合，来增加待疏水处理的碳纸上方和下方的压差，使疏水剂分子能够不仅仅附着在碳纸的表面，增加碳纸表面的接触角，也能够进入碳纸的内部，增加疏水处理的效果。

Description

一种碳纸疏水处理设备及处理方法

技术领域

本发明涉及碳纸疏水处理技术领域，具体为一种碳纸疏水处理设备及处理方法。

背景技术

膜电极是质子交换膜燃料电池的核心部件，由阳极气体扩散层、阳极催化层、质子交换膜、阴极催化层和阴极气体扩散层组成。膜电极是电化学反应发生的场所，反应时，在阳极燃料通过阳极催化层，在催化剂作用下被氧化；在阴极作为阴极反应物的氧气或空气通过阴极气体扩散层进入阴极催化层，被阴极催化剂还原生成产物水，生成的水通过气体扩散层随反应尾气排出。

在膜电极的制备过程中，为了提高气体扩散层的水管理能力，通常把经过疏水处理的碳纸作为气体扩散层的基体；采用浸渍疏水剂溶液进行疏水处理，浸渍完后对碳纸进行干燥和烧结处理，使疏水剂在碳纸内形成网络，从而形成良好的排水性能。

其中，疏水剂是一种混合体化合物，在表面改性处理后，分散在水中形成稳定的分散体，加入涂料中后，能在涂料成膜表面形成一种特殊抗水结构，改变接触角，使其表面具有极强的疏水、憎水、防水作用，并提高遮味效果，同时不影响涂膜的透气性，既避免了有机硅疏水材料差的重涂性，也避免了其他疏水剂透气性差的局面。

在申请号为 202011475652.2的中国专利中，公开了一种燃料电池气体扩散层连续疏水处理设备，包括传送机构，碳纸A面处理区和碳纸B面处理区内均设有沿传送机构传送方向设置的多组疏水处理装置；所述碳纸A面处理区内沿传送机构的出料端处设有与碳纸A面处理区内传送机构连通的翻转机构；它同时采用了喷淋的处理方式，三组输水处理装置，每组疏水处理装置内均设置三根喷淋管，实现了对碳纸多点的梯度式疏水处理，满足碳纸表面憎水层快速、全面的形成。

但该专利申请，仅仅采用喷淋处理，虽然能够实现多梯度的疏水处理，但喷淋装置在进行喷淋处理时，是将碳纸A面和碳纸B面分开进行，处理完第一面后进行翻转，再处理第二面，采用这种处理方式，难以在碳纸A面和B面之间形成大小合适的压力差，喷淋出的疏水剂溶液仅仅能覆盖碳纸的表面，在其表面形成拒水接触角，但是很难进入碳纸表层内部，以对碳纸分子形成包裹，所以难以进一步地增加碳纸的疏水性能。

发明内容

解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种碳纸疏水处理设备及处理方法，通过设置第二挤压组件、往复升降组件、喷淋组件、第一挤压组件以及加热组件，通过多种手段的配合，来增加待疏水处理的碳纸上方和下方之间的压差，增加疏水剂分子的活跃程度，使疏水剂分子能够不仅仅附着在碳纸的表面，增加碳纸表面的接触角，也能够进入碳纸的内部，对其内部的分子形成包裹；而且区别常见单一增加压差的思路，还利用通过增加碳纸表面的孔隙，使疏水剂分子更方便地进入碳纸的内部。

技术方案

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：包括处理设备本体，所述处理设备本体包括一个具有空腔的疏水处理箱，疏水处理箱内部容纳有疏水剂溶液，所述疏水处理箱的内部设置两个呈对称分布的疏水结构，疏水结构包括：往复升降组件，向疏水处理箱内壁处倾斜设置，包括沿着疏水处理箱高度方向往复升降的外套管，带动夹持组件移动，使被夹持组件定位在中间的碳纸不断沿着疏水处理箱的液面上方向液面下方移动；

夹持组件，位于在两个往复升降组件的相向侧，将碳纸夹持住；第一挤压组件，位于往复升降组件的顶端一侧，其具有一个沿着疏水处理箱高度方向上往复升降的第一推流板；加热组件，连接于第一推流板底端；喷淋组件，位于加热组件的上方，被移动至上方行程末端的第一推流板挤压后，向已经脱离疏水剂液面的碳纸形成喷淋；其中，所述往复升降组件带动碳纸向疏水处理箱液面上端移动时，第一推流板带动加热组件向液面深入表层，对疏水剂溶液的表层处形成加热。

进一步的，所述疏水结构还包括，第二挤压组件，位于往复升降组件的底端，包括一个端部延伸至疏水处理箱中间位置的第二推流板，第二推流板沿着疏水处理箱高度方向往复移动，且所述第二推流板向上移动到行程末端时，外套管也带动碳纸向第二推流板处移动。

进一步的，所述往复升降组件包括呈U型的第二安装架，所述第二安装架顶端设置有第三减速电机，第三减速电机延伸至第二安装架内的输出端同轴转动有传动杆，传动杆表面开设有往复螺旋线，所述传动杆的外部套设有外套管，外套管沿着第二安装架表面滑动且朝向传动杆表面设置有限位凸块，限位凸块与往复螺旋线相适配。

进一步的，所述夹持组件包括固定连接于外套管侧面的第三连接杆，第三连接杆远离外套管的侧面活动连接有两个对称分布的夹持片，在两个夹持片的端部交汇处设置有扭力簧，两个夹持片之间合围形成夹持区域。

进一步的，所述第一挤压组件包括位于疏水处理箱内上方的第一减速电机，第一减速电机的输出端同轴转动有第一连杆，第一连杆的末端设置有第一限位块，第一限位块的外部套设有第一外环体，第一外环体的底端通过第一推杆与第一推流板固定连接。

进一步的，所述喷淋组件包括固定设置且平行分布的第一固定板、第二固定板，在第一固定板与第二固定板之间容纳有橡胶气囊，橡胶气囊的底面连通有喷淋管，喷淋管的底端依次贯穿第二固定板、第一推流板，延伸至第一推流板的下方并连通有喷头，橡胶气囊的侧端一侧连通有吸液管，吸液管的底端延伸至液面内；所述第一推流板顶面固定有撞击杆，撞击杆的顶端贯穿第二固定板并延伸至橡胶气囊的底面。

进一步的，所述加热组件包括连接于第一推流板底端的第一连接杆，第一连接杆的底端外壁通过若干个呈环形阵列分布的第二连接杆连接有加热杯体，加热杯体底端嵌合有若干个向加热杯体底部倾斜的金属导热条；加热杯体的内部容纳有加热件。

进一步的，所述第二挤压组件包括具有水平端和竖直端的第一安装架，在所述第一安装架远离疏水处理箱内壁的竖直端夹层中，夹层内两侧分别固定设置有第一齿条及滑动设置有第二齿条，第二齿条远离第一齿条一侧与第二推流板固定连接，第二推流板贯穿第一安装架内壁向远离疏水处理箱内壁的一侧水平延伸；在第一安装架的水平端上通过第二减速电机连接有往复件，往复件的末端与第二齿条相连接，从而使第二推流板沿着疏水处理箱高度方向往复运动。

进一步的，所述往复件包括与第二减速电机输出端同轴转动的第二连杆，第二连杆的末端铰接有第三限位块，第三限位块的外部套设有第二外环体，第二外环体的一端与第一安装架水平端铰接，另一端延伸至第一安装架竖直端夹层处，在第二齿条与第一齿条之间设置有齿轮，齿轮的轴心处设置有第二限位块，第二限位块延伸至第二外环体的内部。

本发明还提供一种碳纸疏水处理方法，利用疏水剂对碳纸进行输水处理，包括以下步骤：

步骤S10，向疏水处理箱内部向注入疏水剂溶液，并且利用夹持组件将碳纸进行固定；

步骤S20，启动第三减速电机，使外套管带动碳纸沿着疏水处理箱的高度方向，在疏水剂溶液内部做往复移动；

步骤S30，启动第二减速电机，在往复件的作用下，使第二推流板在疏水处理箱的内底部推动液面；在外套管带动碳纸移动到疏水处理箱内底端时，第二推流板将疏水剂溶液推到碳纸表面；

步骤S40，启动第一减速电机，使第一推杆带动第一推流板沿着疏水处理箱高度方向往复移动，并且带动加热组件浸入液面表层，对表层疏水剂溶液形成加热；

步骤S50，在所述第一推流板通过撞击杆挤压橡胶气囊，变形的橡胶气囊将内部蓄积的疏水剂溶液通过喷头喷淋至碳纸的表面；

步骤S60，重复步骤S20至S50若干次，直至疏水处理完成。

有益效果

本发明提供了一种碳纸疏水处理设备及处理方法，具备以下有益效果：

被两个夹持组件夹持在中间的碳纸能够不断沿着疏水处理箱的液面上方向液面下方移动，利用碳纸撞击液面的过程中产生的震动，限于碳纸的移动速度和速度的方向，使碳纸上方和下方先后都能形成压力差，在浸泡的基础上，能够加速碳纸的疏水处理的速度，配合碳纸产生震动，使得疏水剂分子更容易浸入碳纸的内部。

由于两个往复升降组件倾斜设置，碳纸会由松弛转化为紧绷，碳纸的表面产生细微震动，而基于该震动，碳纸表面的孔隙被逐渐张开，疏水剂能够渗入孔隙的内部，而非附着于碳纸的表面，区别于增加碳纸表面的接触角，能够对碳纸内部的分子进行保护，则更能增加碳纸的疏水能力。

所述第二推流板将疏水处理箱内部的疏水剂溶液向上方推动，能够增加疏水剂的溶液流速，赋予疏水剂初速度，使碳纸的上下表面存在明显的压力差，使疏水剂分子更加活跃，更容易贯穿碳纸的内部，增加碳纸浸渍的效率，对碳纸内部的分子形成包覆，增加碳纸疏水处理的效率和效果。

所述第一推流板带动加热组件向液面深入表层，对疏水剂溶液的表层处形成加热，使碳纸处于一个相对较热的环境，疏水剂分子活动得更加活跃，增加对碳纸的疏水处理的效果，而液面的温度从上至下传递，影响碳纸上方和下方的压力差，增加碳纸浸渍效果。

挤压橡胶气囊的表面，将橡胶气囊内部蓄积的疏水剂溶液通过喷头向已经位于内上方的碳纸形成喷淋，在疏水剂溶液喷淋至碳纸表面时，对碳纸形成疏水处理，疏水剂溶液从喷头处喷淋而出，具有较高的初速度，撞击在碳纸表面时，能够渗透至碳纸的内部，而非仅仅附着于碳纸的表面，从而提高浸渍的效果。

在往复升降组件带动碳纸向上移动时，通过第一推杆带动第一推流板沿着疏水处理箱高度方向做往复升降，对疏水处理箱内液面形成挤压和推动，利用第一推流板对液面的推动作用，在碳纸的上下方形成压力差，加速疏水处理的进度。

附图说明

图1为本发明碳纸疏水处理设备的正视结构示意图；

图2为本发明疏水处理箱的剖视结构示意图；

图3为本发明第一挤压件处剖视结构示意图；

图4为本发明加热组件的剖视结构示意图；

图5为本发明第二挤压件的剖视结构示意图；

图6为本发明图5中的A处结构放大示意图；

图7为本发明往复升降组件的剖视结构示意图；

图8为本发明图7中B处结构放大示意图。

图中：

10、处理设备本体；11、疏水处理箱；

20、第二挤压组件；21、第二推流板；22、第一安装架；23、第一齿条；24、第二齿条；25、齿轮；26、第二限位块；27、第二外环体；28、第三限位块；29、第二连杆；210、第二减速电机；

30、往复升降组件；31、第二安装架；32、第三减速电机；33、传动杆；34、往复螺旋线；35、限位凸块；36、外套管；

50、夹持组件；51、第三连接杆；52、夹持片；53、扭力簧；

60、喷淋组件；61、橡胶气囊；62、第一固定板；63、第二固定板；64、喷淋管；65、喷头；66、撞击杆；67、吸液管；

70、第一挤压组件；71、第一减速电机；72、第一连杆；73、第一限位块；74、第一外环体；75、第一推杆；76、第一推流板；

80、加热组件；81、加热杯体；82、加热件；83、第一连接杆；84、第二连接杆；85、金属导热条。

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。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

请参阅图1至图8，本发明提供一种碳纸疏水处理设备，包括处理设备本体10，所述处理设备本体10包括一个具有空腔的疏水处理箱11，疏水处理箱11内部容纳有疏水剂溶液，以方便对碳纸进行浸渍处理，使碳纸形成疏水效果；具体而言，所述疏水处理箱11的内部设置两个呈对称分布的疏水结构，其中，疏水结构包括第二挤压组件20、往复升降组件30、夹持组件50、喷淋组件60、第一挤压组件70、加热组件80等组件；

其中，所述往复升降组件30向疏水处理箱11内壁处倾斜设置，而两个往复升降组件30的相向侧均设置有夹持组件50，利用夹持组件50将碳纸夹持住。

参考图7及图8可知，所述往复升降组件30包括沿着疏水处理箱11高度方向往复升降的外套管36，带动夹持组件50移动，从而使被两个夹持组件50夹持在中间的碳纸能够不断沿着疏水处理箱11的液面上方向液面下方移动，利用这个过程，对碳纸完成浸渍。

使用时，利用碳纸撞击液面的过程中，碳纸会因为撞击产生震动，也会因为两个往复升降组件30的倾斜设置，由松弛转化为紧绷，使碳纸的表面产生细微震动；基于该震动，碳纸表面的孔隙被逐渐张开，疏水剂分子能够渗入孔隙的内部，而非仅附着于碳纸的表面；区别于增加碳纸表面的接触角，渗入孔隙的内部，对碳纸内部的分子进行包裹，则更能增加碳纸的疏水能力。

参考图2所示，在所述往复升降组件30的底端设置有第二挤压组件20，第二挤压组件20包括一个端部延伸至疏水处理箱11中间位置的第二推流板21，第二推流板21沿着疏水处理箱11高度方向往复移动，且所述第二推流板21向上移动到行程末端时，外套管36也带动碳纸向第二推流板21处移动。

此时，所述第二推流板21将疏水处理箱11内部的疏水剂溶液向上方推动，能够增加疏水剂的溶液流速，赋予疏水剂溶液的初速度，使碳纸的上下表面存在明显的压力差，使疏水剂更容易贯穿碳纸的内部，增加碳纸浸渍的效率，容易碳纸内部的分子形成包覆。

参考图2及图3，在往复升降组件30的顶端一侧设置有第一挤压组件70，其中，第一挤压组件70具有一个沿着疏水处理箱11高度方向上往复升降的第一推流板76，第一推流板76底端连接有加热组件80，其中，所述往复升降组件30带动碳纸向疏水处理箱11液面上端移动时，第一推流板76带动加热组件80向液面深入表层，对疏水剂溶液的表层处形成加热。

而碳纸抵达该表层处时，第一推流板76则已带动加热组件80向液面的上方移动，直至碳纸穿过疏水剂溶液加热区，并移动到疏水处理箱11内的液面上方，此时，所述加热组件80抵达至行程末端。

所述第一推流板76与液面推动液面时，同样能够增加压差，从而助于碳纸的浸渍；也就是说，在所述往复升降组件30带动碳纸向上移动，利用碳纸移动带来的压力差为碳纸的上表面形成浸渍时，第一挤压组件70能够配合加热组件80对液面的表层形成加热，使碳纸能够处于一个相对较热的环境，而在较热的环境内，疏水剂分子活动得更加活跃，向碳纸内部活动，从而增加对碳纸的疏水处理的效果，而液面的温度从上至下传递，也会影响碳纸上方和下方的压力差，增加碳纸浸渍效果。

参考图2以及图3，在所述加热组件80的上方还设置有喷淋组件60，移动至上方行程末端的第一推流板76挤压喷淋组件60，使其向已经脱离疏水剂液面的碳纸形成喷淋。

使用时，将吸入橡胶气囊61内部的疏水剂溶液喷淋至已经位于液面上方的碳纸表面，从而进行疏水处理；其中，疏水剂溶液喷淋而出，具有较高的初速度，撞击在碳纸表面时，能够渗透至碳纸的内部，而非仅仅附着于碳纸的表面，从而提高浸渍的效果。

使用时，在本方案中，通过第二挤压组件20、往复升降组件30、喷淋组件60、第一挤压组件70及加热组件80等多种方式的协同配合处理，区别于仅仅将碳纸在疏水剂溶液内部进行充分浸泡，当然，在本方案中，通过将碳纸在疏水剂溶液中移动，已经包含了将碳纸进行充分浸泡这个手段；本方案能够从不同的角度来增加碳纸疏水处理的效果，且本方案并非是逐个堆叠，而是一一联动，在效果上相互关联，而显然，在将几个手段合并时，具备更好的处理效果。

在以下内容中，通过若干个实施例，对本方案的各个部分进行分解描述。

实施例2

请参阅图2、图7及图8，本发明提供一种碳纸疏水处理设备，是对往复升降组件30及夹持组件50进行的进一步的限定，其中，所述往复升降组件30包括第二安装架31、第三减速电机32、传动杆33、往复螺旋线34、限位凸块35、外套管36。

参考图2、图7及图8，所述往复升降组件30包括呈U型的第二安装架31，所述第二安装架31顶端设置有提供动力的第三减速电机32，第三减速电机32延伸至第二安装架31内的输出端同轴转动有传动杆33，传动杆33表面开设有往复螺旋线34，所述传动杆33的外部套设有外套管36，外套管36沿着第二安装架31表面滑动且朝向传动杆33表面设置有限位凸块35，限位凸块35与往复螺旋线34相适配。

使用时，在启动第三减速电机32输出动力后，驱动传动杆33转动，从而限位凸块35沿着往复螺旋线34的凹面内移动，于是外套管36能够沿着第二安装架31的高度方向做上下往复移动，进而能够通过夹持组件50带动相应的碳纸在疏水处理箱11高度往复升降。

在外套管36带动碳纸在疏水处理箱11的高度方向做往复移动时，由于碳纸的移动速度和速度的方向，使碳纸上方和下方先后都能形成压力差，基于压力差，促进疏水剂分子的移动，在浸泡的基础上，能够加速碳纸的疏水处理的速度。

参考图7，所述夹持组件50包括第三连接杆51及夹持片52及扭力簧53；其中，所述夹持组件50包括固定连接于外套管36侧面的第三连接杆51，第三连接杆51远离外套管36的侧面活动连接有两个对称分布的夹持片52，在两个夹持片52的端部交汇处设置有扭力簧53，两个夹持片52之间合围形成夹持区域，将碳纸夹持固定在内部。

使用时，在夹持片52自身弹力的作用下，可以拉动两个夹持片52相向移动，将碳纸固定在内部，从而对碳纸形成固定。

实施例3

参考图2、图3及图4，本发明提供一种碳纸疏水处理设备，是对第一挤压组件70进行的进一步的限定，其中，所述第一挤压组件70包括第一减速电机71、第一连杆72、第一限位块73、第一外环体74、第一推杆75、第一推流板76。

参考图3，所述第一挤压组件70包括位于疏水处理箱11内上方用于输出动力的第一减速电机71，第一减速电机71的输出端同轴转动有第一连杆72，第一连杆72的末端设置有第一限位块73，第一限位块73的外部套设有第一外环体74，第一外环体74的底端通过第一推杆75与第一推流板76固定连接。

使用时，启动第一减速电机71后，第一减速电机71通过第一连杆72带动第一限位块73转动，利用第一限位块73带动第一外环体74沿着疏水处理箱11的高度方向做往复移动，进而通过第一推杆75带动第一推流板76沿着疏水处理箱11高度方向做往复升降，对疏水处理箱11内液面形成挤压和推动，利用第一推流板76对液面的推动作用，在碳纸的上下方形成压力差，加速疏水处理的进度。

实施例4

参考图3，本发明提供一种碳纸疏水处理设备，是对喷淋组件60进行的进一步的限定，其中，所述喷淋组件60包括橡胶气囊61、第一固定板62、第二固定板63、喷淋管64、喷头65、撞击杆66、吸液管67。

其中，所述喷淋组件60包括固定设置且平行分布的第一固定板62、第二固定板63，其中，在第一固定板62、第二固定板63的表面均设置有供第一推杆75穿过的通孔；

在第一固定板62与第二固定板63之间容纳有橡胶气囊61，橡胶气囊61的底面连通有喷淋管64，喷淋管64的底端依次贯穿第二固定板63、第一推流板76，延伸至第一推流板76的下方并连通有喷头65，橡胶气囊61的侧端一侧连通有吸液管67，吸液管67的底端延伸至液面内；其中，所述第一推流板76顶面固定有撞击杆66，撞击杆66的顶端贯穿第二固定板63并延伸至橡胶气囊61的底面。

使用时，在第一推流板76沿着疏水处理箱11的高度方向做往复升降时，在向下移动时，会对疏水处理箱11液面形成挤压，从而形成压差，加速疏水处理的进程，而在向上移动时，则带动撞击杆66穿过第二固定板63底面的贯穿口，挤压橡胶气囊61的底面，将橡胶气囊61内部蓄积的疏水剂溶液通过喷头65向已经位于内上方的碳纸形成喷淋，在疏水剂溶液喷淋至碳纸表面时，对碳纸形成疏水处理，而撞击杆66与橡胶气囊61脱离时，底端延伸至液面的吸液管67则会从疏水剂溶液内的吸入液体，重新使橡胶气囊61处于重新充盈的状态。

实施例5

参考图3以及图4，本发明提供一种碳纸疏水处理设备，是对加热组件80进行的进一步的限定，其中，所述加热组件80包括加热杯体81、加热件82、第一连接杆83、第二连接杆84、金属导热条85；

其中，所述加热组件80包括连接于第一推流板76底端的第一连接杆83，第一连接杆83的底端外壁通过若干个呈环形阵列分布的第二连接杆84连接有加热杯体81，加热杯体81底端嵌合有若干个向加热杯体81底部倾斜的金属导热条85；加热杯体81的内部容纳有加热件82。

使用时，通过设置若干个第二连接杆84，能够对加热件82形成阻拦作用，防止加热件82从加热杯体81的内部跳出来，而设置金属导热条85，则是方便在加热件82遇水产生大量的热后，将热量传递至液面内，对周围疏水剂溶液形成加热。

水分进入加热杯体81的内部的方式可以是溅入，也可以是液面从加热杯体81的开口处浸入；至于加热件82的材料选择，通常来说是选择氧化钙，但是也可以选择浓硫酸制剂，因为如果选择浓硫酸制剂，在浓硫酸制剂遇水不仅仅能发热，而且还由于其自身具有氧化性，能够通过自身的氧化能力，在制剂也混入液面内后，对碳纸表面形成改性，扩增缝隙，加速碳纸的疏水进程；当然，将加热件82限制为其他的发热体也未尝不可，例如说电加热丝，加热组件80的核心作用仍然限于发热能力。

通过设置加热件82，利用其自身的放热，对液面形成加热，增加疏水剂分子的活跃程度，从而使得碳纸抵达该液层时，疏水剂与碳纸的接触速度更大，不仅能更容易地附着在碳纸的表面，也容易进入碳纸的内部。

实施例6

参考图2、图5以及图6，本发明提供一种碳纸疏水处理设备，是对第二挤压组件20进行的进一步的限定，其中，所述第二挤压组件20包括第二推流板21、第一安装架22、第一齿条23、第二齿条24、齿轮25、第二限位块26、第二外环体27、第三限位块28、第二连杆29、第二减速电机210。

参考图5以及图6，所述第二挤压组件20包括具有水平端和竖直端的第一安装架22，在所述第一安装架22远离疏水处理箱11内壁的竖直端夹层中，夹层内两侧分别固定设置有第一齿条23及滑动设置有第二齿条24，第二齿条24远离第一齿条23一侧与第二推流板21固定连接，第二推流板21贯穿第一安装架22内壁向远离疏水处理箱11内壁的一侧水平延伸；在第一安装架22的水平端上通过第二减速电机210连接有往复件，往复件的末端与第二齿条24相连接，从而使第二推流板21沿着疏水处理箱11高度方向往复运动。

参考图5以及图6，所述往复件包括与第二减速电机210输出端同轴转动的第二连杆29，第二连杆29的末端铰接有第三限位块28，第三限位块28的外部套设有第二外环体27，第二外环体27的一端与第一安装架22水平端铰接，另一端延伸至第一安装架22竖直端夹层处，在第二齿条24与第一齿条23之间设置有齿轮25，齿轮25的轴心处设置有第二限位块26，第二限位块26延伸至第二外环体27的内部。

使用时，在有第二减速电机210输入动力时，转动的第二连杆29会带动第三限位块28在第二外环体27的内部移动，使第二外环体27处理来回摆动的状态，于是第二限位块26在第二外环体27的推动下，在固定设置的第一齿条23表面移动，进而还通过与第二齿条24之间的啮合，使第二齿条24沿着第一安装架22竖直端的夹层中做往复移动，进而带动第二推流板21往复移动。

利用第二推流板21在沿着疏水处理箱11内部做往复移动时，会对疏水处理箱11内的疏水剂溶液形成推动作用，疏水剂溶液向碳纸所在位置涌动，从而使碳纸上下表面形成一定的压力差，从而使疏水剂分子加速穿过碳纸，从而增加疏水处理的效率。

实施例7

参考图1至图8，本发明提供一种碳纸疏水处理方法，利用疏水剂对碳纸进行输水处理，具体包括以下步骤：

步骤S10，向疏水处理箱11内部向注入疏水剂溶液，并且利用夹持组件50将碳纸进行固定；

其中，由于疏水剂溶液的种类较多，在此不做过多的限定，当然，通常的疏水剂溶液，其溶剂是水；

步骤S20，启动第三减速电机32，使外套管36带动碳纸沿着疏水处理箱11的高度方向，在疏水剂溶液内部做往复移动；

步骤S30，启动第二减速电机210，在往复件的作用下，使第二推流板21在疏水处理箱11的内底部推动液面；在外套管36带动碳纸移动到疏水处理箱11内底端时，第二推流板21将疏水剂溶液推到碳纸表面；

步骤S40，启动第一减速电机71，使第一推杆75带动第一推流板76沿着疏水处理箱11高度方向往复移动，并且带动加热组件80浸入液面表层，对表层疏水剂溶液形成加热；碳纸在经过较热的液层时，附着效率也更高。

步骤S50，在所述第一推流板76通过撞击杆66挤压橡胶气囊61，变形的橡胶气囊61将内部蓄积的疏水剂溶液通过喷头65喷淋至碳纸的表面，直至疏水处理完成；而在第一推流板76再次下移时，橡胶气囊61则缓慢恢复，又通过吸液管67吸入疏水剂溶液。

其中，需要说明的时，所述第二推流板21移动到顶部行程末端时，碳纸也移动到疏水处理箱11的底端；在碳纸通过外套管36移动到接近顶部时，第一推流板76对液面形成推动，加热组件80先对顶层的液面形成加热，在碳纸移动到液面的上方时，撞击杆66挤压橡胶气囊61，将橡胶气囊61内部积蓄的溶液通过喷头65喷淋向碳纸的表面；由于碳纸在下移时，会挤压溶液，而在碳纸的两侧，均已经预留了供溶液穿过的缝隙。

综上所述，在本技术方案中：

被两个夹持组件50夹持在中间的碳纸能够不断沿着疏水处理箱11的液面上方向液面下方移动，利用碳纸撞击液面的过程中产生的震动，限于碳纸的移动速度和速度的方向，使碳纸上方和下方先后都能形成压力差，在浸泡的基础上，能够加速碳纸的疏水处理的速度，配合碳纸产生震动，使得疏水剂分子更容易浸入碳纸的内部。

由于两个往复升降组件30倾斜设置，碳纸会由松弛转化为紧绷，碳纸的表面产生细微震动，而基于该震动，碳纸表面的孔隙被逐渐张开，疏水剂能够渗入孔隙的内部，而非附着于碳纸的表面，区别于增加碳纸表面的接触角，能够对碳纸内部的分子进行保护，则更能增加碳纸的疏水能力。

所述第二推流板21将疏水处理箱11内部的疏水剂溶液向上方推动，能够增加疏水剂的溶液流速，赋予疏水剂初速度，使碳纸的上下表面存在明显的压力差，使疏水剂分子更加活跃，更容易贯穿碳纸的内部，增加碳纸浸渍的效率，对碳纸内部的分子形成包覆，增加碳纸疏水处理的效率和效果。

所述第一推流板76带动加热组件80向液面深入表层，对疏水剂溶液的表层处形成加热；使碳纸处于一个相对较热的环境，疏水剂分子活动得更加活跃，增加对碳纸的疏水处理的效果，而液面的温度从上至下传递，影响碳纸上方和下方的压力差，增加碳纸浸渍效果。

挤压橡胶气囊61的表面，将橡胶气囊61内部蓄积的疏水剂溶液通过喷头65向已经位于内上方的碳纸形成喷淋，在疏水剂溶液喷淋至碳纸表面时，对碳纸形成疏水处理，疏水剂溶液从喷头65处喷淋而出，具有较高的初速度，撞击在碳纸表面时，能够渗透至碳纸的内部，而非仅仅附着于碳纸的表面，从而提高浸渍的效果。

在往复升降组件30带动碳纸向上移动时，通过第一推杆75带动第一推流板76沿着疏水处理箱11高度方向做往复升降，对疏水处理箱11内液面形成挤压和推动，利用第一推流板76对液面的推动作用，在碳纸的上下方形成压力差，加速疏水处理的进度。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种碳纸疏水处理设备，包括处理设备本体（10），所述处理设备本体（10）包括：

疏水处理箱（11），其内部具有空腔，空腔内容纳有疏水剂溶液，其特征在于：

疏水处理箱（11）的内部设置两个呈对称分布的疏水结构，疏水结构包括：

往复升降组件（30），向疏水处理箱（11）内壁处倾斜设置，包括沿着疏水处理箱（11）高度方向往复升降的外套管（36），其带动夹持组件（50）移动，使被夹持组件（50）定位在中间的碳纸不断沿着疏水处理箱（11）的液面上方向液面下方移动；

夹持组件（50），位于在两个往复升降组件（30）的相向侧，将碳纸夹持住；

第一挤压组件（70），位于往复升降组件（30）的顶端一侧，其具有一个沿着疏水处理箱（11）高度方向上往复升降的第一推流板（76）；

加热组件（80），连接于第一推流板（76）底端；

喷淋组件（60），位于加热组件（80）的上方，被移动至上方行程末端的第一推流板（76）挤压后，向已经脱离疏水剂液面的碳纸形成喷淋；

第二挤压组件（20），位于往复升降组件（30）的底端，包括一个端部延伸至疏水处理箱（11）中间位置的第二推流板（21）；

其中，第二推流板（21）沿着疏水处理箱（11）高度方向往复移动，且所述第二推流板（21）向上移动到行程末端时，外套管（36）也带动碳纸向第二推流板（21）处移动；

其中，往复升降组件（30）带动碳纸向疏水处理箱（11）液面上端移动时，第一推流板（76）带动加热组件（80）向液面深入表层，对疏水剂溶液的表层处形成加热。

2.根据权利要求1所述的一种碳纸疏水处理设备，其特征在于：所述疏水结构还包括，所述往复升降组件（30）包括呈U型的第二安装架（31），所述第二安装架（31）顶端设置有第三减速电机（32），第三减速电机（32）延伸至第二安装架（31）内的输出端同轴转动有传动杆（33）。

3.根据权利要求2所述的一种碳纸疏水处理设备，其特征在于：所述传动杆（33）表面开设有往复螺旋线（34），所述传动杆（33）的外部套设外套管（36），外套管（36）沿着第二安装架（31）表面滑动且朝向传动杆（33）表面设置有限位凸块（35），限位凸块（35）与往复螺旋线（34）相适配。

4.根据权利要求3所述的一种碳纸疏水处理设备，其特征在于：所述夹持组件（50）包括固定连接于外套管（36）侧面的第三连接杆（51），第三连接杆（51）远离外套管（36）的侧面活动连接有两个对称分布的夹持片（52），在两个夹持片（52）的端部交汇处设置有扭力簧（53），两个夹持片（52）之间合围形成夹持区域，容纳碳纸。

5.根据权利要求1所述的一种碳纸疏水处理设备，其特征在于：所述第一挤压组件（70）包括位于疏水处理箱（11）内上方的第一减速电机（71），第一减速电机（71）的输出端同轴转动有第一连杆（72），第一连杆（72）的末端设置有第一限位块（73），第一限位块（73）的外部套设有第一外环体（74），第一外环体（74）的底端通过第一推杆（75）与第一推流板（76）固定连接。

6.根据权利要求5所述的一种碳纸疏水处理设备，其特征在于：所述喷淋组件（60）包括固定设置且平行分布的第一固定板（62）、第二固定板（63），在第一固定板（62）与第二固定板（63）之间容纳有橡胶气囊（61），橡胶气囊（61）的底面连通有喷淋管（64），喷淋管（64）的底端依次贯穿第二固定板（63）及第一推流板（76）、延伸至第一推流板（76）的下方并连通有喷头（65）；

所述橡胶气囊（61）的侧端一侧连通有吸液管（67），吸液管（67）的底端延伸至液面内；所述第一推流板（76）顶面固定有撞击杆（66），撞击杆（66）的顶端贯穿第二固定板（63）并延伸至橡胶气囊（61）的底面。

7.根据权利要求6所述的一种碳纸疏水处理设备，其特征在于：所述加热组件（80）包括连接于第一推流板（76）底端的第一连接杆（83），第一连接杆（83）的底端外壁通过若干个呈环形阵列分布的第二连接杆（84）连接有加热杯体（81），加热杯体（81）的内部容纳有加热件（82）；所述加热杯体（81）底端嵌合有若干个向加热杯体（81）底部倾斜的金属导热条（85）。

8.根据权利要求1所述的一种碳纸疏水处理设备，其特征在于：所述第二挤压组件（20）包括具有水平端和竖直端的第一安装架（22），在所述第一安装架（22）远离疏水处理箱（11）内壁的竖直端夹层中，夹层内两侧分别固定设置有第一齿条（23）及滑动设置有第二齿条（24），第二齿条（24）远离第一齿条（23）一侧与第二推流板（21）固定连接，第二推流板（21）贯穿第一安装架（22）内壁向远离疏水处理箱（11）内壁的一侧水平延伸；

所述第一安装架（22）的水平端上通过第二减速电机（210）连接有往复件，往复件的末端与第二齿条（24）相连接，使第二推流板（21）沿着疏水处理箱（11）高度方向往复运动。

9.根据权利要求8所述的一种碳纸疏水处理设备，其特征在于：所述往复件包括与第二减速电机（210）输出端同轴转动的第二连杆（29），第二连杆（29）的末端铰接有第三限位块（28），第三限位块（28）的外部套设有第二外环体（27），第二外环体（27）的一端与第一安装架（22）水平端铰接，另一端延伸至第一安装架（22）竖直端夹层处；

所述第二齿条（24）与第一齿条（23）之间设置有齿轮（25），齿轮（25）的轴心处设置有第二限位块（26），第二限位块（26）延伸至第二外环体（27）的内部。

10.一种碳纸疏水处理方法，应用权利要求1中所述的碳纸疏水处理设备，利用疏水剂对碳纸进行疏水处理，其特征在于：包括以下步骤：

步骤S10，向疏水处理箱（11）内部向注入疏水剂溶液，并且利用夹持组件（50）将碳纸进行固定；

步骤S20，启动第三减速电机（32），使外套管（36）带动碳纸沿着疏水处理箱（11）的高度方向，在疏水剂溶液内部做往复移动；

步骤S30，启动第二减速电机（210），在往复件的作用下，使第二推流板（21）在疏水处理箱（11）的内底部推动液面；在外套管（36）带动碳纸移动到疏水处理箱（11）内底端时，第二推流板（21）将疏水剂溶液推到碳纸表面；

步骤S40，启动第一减速电机（71），使第一推杆（75）带动第一推流板（76）沿着疏水处理箱（11）高度方向往复移动，并且带动加热组件（80）浸入液面表层，对表层疏水剂溶液形成加热；

步骤S50，在所述第一推流板（76）通过撞击杆（66）挤压橡胶气囊（61），变形的橡胶气囊（61）将内部蓄积的疏水剂溶液通过喷头（65）喷淋至碳纸的表面，

步骤S60，重复步骤S20至S50若干次，直至疏水处理完成。

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