CN115911476A - 膜电极扩散层贴合设备 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种膜电极扩散层贴合设备，涉及膜电极生产设备技术领域，包括放料装置、阴极扩散层转贴装置、阳极扩散层转贴装置、热压合装置、裁切装置和收卷装置，阴极扩散层转贴装置的上游设置有第一涂胶机，阴极扩散层转贴装置的下游设置有保护膜A裁切机构，阳极扩散层转贴装置的上游设置有第二涂胶机，裁切装置的上游设置有保护膜C放卷机构和保护膜D放卷机构，收卷装置包括轮廓废料收卷机构、保护膜D废料收卷机构和保护膜C废料收卷机构，本发明在完成了膜电极扩散层自动转贴工作的情况下，实现了对废料的彻底清理，保证了成品片材的质量和良品率。

Description

膜电极扩散层贴合设备

技术领域

本发明涉及膜电极生产设备技术领域，尤其是涉及一种膜电极扩散层贴合设备。

背景技术

膜电极的制作过程主要包括CCM热转印、膜电极复合、扩散层贴合以及成品的热压合等。CCM热转印是将阳极催化剂层热转印到具有阴极催化剂层的质子交换膜上的过程；膜电极复合是将CCM热转印后的材料转贴到膜电极上框架料带以及膜电极下框架料带之间，并进行加热复合的过程；扩散层贴合是将扩散层转贴到复合后得到的膜电极料带上的过程；成品的热压合是对扩散层贴合后得到的膜电极成品进行热压合的过程。

现有扩散层贴合设备和贴合工艺主要存在的问题是：由于成品片材上会被裁切出多个小的孔，因此会产生大量体积较小的废料，但是在对废料进行收卷的过程中非常容易出现废料的残留，直接影响了成品片材的质量和良品率。

因此，需要一种能够解决上述问题的膜电极扩散层贴合设备。

发明内容

本发明提出一种膜电极扩散层贴合设备，在完成了膜电极扩散层自动转贴工作的情况下，实现了对废料的彻底清理，保证了成品片材的质量和良品率。

本发明的技术方案是这样实现的：

膜电极扩散层贴合设备，包括机架，沿膜电极料带的前进方向，所述机架上依次设置有放料装置、阴极扩散层转贴装置、阳极扩散层转贴装置、热压合装置、裁切装置和收卷装置；

所述放料装置包括料带放料机构和下层保护膜收卷机构，所述料带放料机构用于对膜电极料带卷材进行放卷，所述下层保护膜收卷机构用于对所述膜电极料带的下层保护膜进行收卷；

所述阴极扩散层转贴装置的上游设置有第一涂胶机、阴极扩散层放料机构和第一扩散层膜收卷机构，所述阴极扩散层转贴装置的下游设置有保护膜A放料机构、保护膜B放料机构和保护膜A裁切机构，所述保护膜A裁切机构的下游设置有保护膜A废料收卷机构；

所述阳极扩散层转贴装置的上游设置有第二涂胶机和上层保护膜收卷机构，所述上层保护膜收卷机构用于对所述膜电极料带的上层保护膜进行收卷，所述第二涂胶机的上游设置有阳极扩散层放料机构和第二扩散层膜收卷机构；

所述热压合装置用于对转贴完成后生成的成品料带进行热压合；

所述裁切装置用于对成品料带进行成型裁切，所述裁切装置的上游设置有保护膜C放卷机构和保护膜D放卷机构；

所述收卷装置包括轮廓废料收卷机构、保护膜D废料收卷机构和保护膜C废料收卷机构。

作为一种优选的技术方案，所述阴极扩散层转贴装置的上游设置有一检测装置，所述检测装置用于对所述膜电极料带的贴合情况进行合格检测。

作为一种优选的技术方案，所述裁切装置的下游设置有一用于对成品片材进行输送的成品输送机，所述成品输送机的输送前端设置有一用于对所述成品片材进行剥离的剥离刀。

作为一种优选的技术方案，所述裁切装置包括安装于所述机架上的第一裁切刀座，所述第一裁切刀座上转动安装有第一裁切刀辊和裁切底轴，所述第一裁切刀辊用于对所述成品料带进行成型裁切，所述第一裁切刀辊设置于所述裁切底轴的上方。

作为一种优选的技术方案，所述保护膜A裁切机构包括安装于所述机架上的第二裁切刀座，所述第二裁切刀座上转动安装有第二裁切刀辊和贴合辊，所述第二裁切刀辊用于将保护膜A裁切成保护膜A片材，所述贴合辊设置于所述第二裁切刀辊的上方。

作为一种优选的技术方案，所述保护膜A裁切机构与阳极扩散层转贴装置之间设置有一压合机构，所述压合机构包括安装于所述机架上的压合刀座，所述压合刀座上转动安装有相互平行的压合下辊和压合上辊。

作为一种优选的技术方案，所述阴极扩散层转贴装置包括安装于所述机架上的第一转贴刀座，所述第一转贴刀座上转动安装有由上而下依次设置的第一旋转辊、第一吸风加热辊和第一分切刀辊，所述第一旋转辊上安装有一第一异步贴合机构，所述第一异步贴合机构用于对阴极扩散层和膜电极料带进行间歇式压合，所述第一吸风加热辊的一侧设置有第一导向压辊，所述第一导向压辊转动安装于所述第一转贴刀座上，所述第一吸风加热辊的外周面上均布有若干个第一吸风孔；

所述第一异步贴合机构包括第一驱动电机，所述第一驱动电机的电机轴与所述第一旋转辊传动连接，所述第一旋转辊的两端分别固定安装有一第一旋转盘，两所述第一旋转盘上共同安装有若干根第一间歇压辊，每一所述第一间歇压辊均沿所述第一旋转辊的轴向延伸，全部所述第一间歇压辊呈环形均布设置于所述第一旋转辊的外侧。

作为一种优选的技术方案，所述阳极扩散层转贴装置包括安装于所述机架上的第二转贴刀座，所述第二转贴刀座上转动安装有由上而下依次设置的第二分切刀辊、第二吸风加热辊和第二旋转辊，所述第二吸风加热辊的外周面上均布有若干个第二吸风孔，所述第二吸风加热辊的一侧设置有第二导向压辊，所述第二导向压辊转动安装于所述第二转贴刀座上，所述第二旋转辊上安装有一第二异步贴合机构；

所述第二异步贴合机构包括安装于第二转贴刀座上的第二驱动电机，所述第二驱动电机的电机轴与所述第二旋转辊传动连接，所述第二旋转辊的两端分别固定安装有一第二旋转盘，两所述第二旋转盘上共同安装有若干根第二间歇压辊，每一所述第二间歇压辊均沿所述第二旋转辊的轴向延伸，全部所述第二间歇压辊呈环形均布设置于所述第二旋转辊的外侧。

作为一种优选的技术方案，所述热压合装置包括安装于所述机架上的热压刀座，所述热压刀座上约束安装有相互平行的热压上辊和热压下辊，所述热压上辊设置于所述热压下辊的上方，所述热压刀座的顶部滑动安装有一压刀机构；

所述压刀机构包括一升降座，所述升降座沿竖直方向滑动安装于所述热压刀座上，所述升降座与所述热压刀座之间共同连接有一伺服电缸，所述升降座的两端分别固定安装有一安装架，每一所述安装架的位置均与所述热压上辊上辊枕的位置相对应，每一所述安装架上均转动安装有一对压刀滚轮，每一所述压刀滚轮均抵压于所述热压上辊的辊枕上。

作为一种优选的技术方案，所述阴极扩散层转贴装置的上游设置有第一牵引机构，所述阴极扩散层转贴装置与所述保护膜A裁切机构之间设置有第二牵引机构，所述热压合装置与裁切装置之间设置有第三牵引机构，所述裁切装置与成品输送机之间设置有第四牵引机构；

所述第一牵引机构、第二牵引机构、第三牵引机构和第四牵引机构均包括一牵引刀座，每一所述牵引刀座均安装于所述机架上，每一所述牵引刀座上均转动安装有牵引上辊和牵引下辊，所述牵引上辊与所述牵引下辊相互平行。

采用了上述技术方案，本发明的有益效果为：

由于膜电极扩散层贴合设备包括放料装置、阴极扩散层转贴装置、阳极扩散层转贴装置、热压合装置、裁切装置和收卷装置，在本发明中，利用放料装置对膜电极料带进行放卷，膜电极料带会依次穿过阴极扩散层转贴装置、阳极扩散层转贴装置、热压合装置和裁切装置；利用阴极扩散层转贴装置将阴极扩散层转贴到膜电极料带的下表面；利用阳极扩散层转贴装置将阳极扩散层转贴到膜电极料带的上表面；利用热压合装置进行膜电极料带的热压合，使阴极扩散层和阳极扩散层更加紧密牢固的贴合在膜电极料带上，利用裁切装置对成品料带进行成型裁切，得到符合要求的成品片材；利用收卷装置对废料进行收集，在本发明中，经过膜电极料带的放料、阴极扩散层的转贴、阳极扩散层的转贴、热压合、成型裁切以及废料收卷等工序，完成对膜电极扩散层的自动贴合工作。

由于裁切装置的上游设置有保护膜C放卷机构和保护膜D放卷机构，在本发明中，保护膜C为过程膜，用于对成品片材进行牵引，以使成品片材顺利的到达成品输送机，保护膜D为片排废膜，裁切装置并不会裁切到保护膜D，只会裁切到保护膜C；收卷装置包括轮廓废料收卷机构、保护膜D废料收卷机构和保护膜C废料收卷机构，在本发明中，轮廓废料收卷机构用于对裁切后产生的大的轮廓废料进行收卷，保护膜D废料收卷机构用于对保护膜D进行收卷，使保护膜D与保护膜C分离，同时保护膜D在离开保护膜C时，可以将裁切后形成的一些小的废料带走，从而实现了对废料的彻底清理，避免了成品片材上残留少量体积较小的废料的情况发生，后续无需再对成品片材进行额外的清理工作，进而保证了成品片材的质量和良品率，大幅度提高了膜电极的生产效率。

由于阴极扩散层转贴装置的下游设置有保护膜A放料机构、保护膜B放料机构和保护膜A裁切机构，保护膜A裁切机构的下游设置有保护膜A废料收卷机构，在本发明中，保护膜A裁切机构用于将保护膜A成型裁切成保护膜A片材，保护膜A片材的尺寸和数量与阴极催化剂层的尺寸和数量相适配，用于对转贴到膜电极料带上的阴极催化剂层片材进行保护，保护膜B用于对保护膜A片材进行牵引，从而使保护膜A被准确的贴合到每一阴极催化剂层上，实现了对阴极催化剂层的保护，避免了阴极催化剂层片材被损伤的情况发生，进而保证了成品片材的质量和良品率，避免了因成品片材良品率低而增加生产成本的情况发生。

由于裁切装置的下游设置有成品输送机，成品输送机的输送前端设置有剥离刀，在本发明中，剥离刀与成品输送机的输送前端相接触，剥离刀用于对保护膜C废料进行换向、以及对成品片材进行剥离，保护膜C废料在进行收卷之前会先绕过剥离刀，而保护膜C上的成品片材并不会绕过剥离刀，而是被直接向前剥离到成品输送机上，利用成品输送机来将剥离下来的成品片材输送离开，从而实现了成品片材与保护膜C的自动剥离，得到了能够被直接使用的成品片材，后续无需再对其进行剥离处理，进而提高了膜电极的生产效率。

由于保护膜A裁切机构与阳极扩散层转贴装置之间设置有一压合机构，在本发明中，压合机构用于对贴合有阴极扩散层片材的膜电极料带进行简单压合，以提高阴极扩散层片材与膜电极料带之间贴合的紧密性，从而保证成品片材的质量。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的结构示意图；

图2为图1中A处的结构放大图；

图3为图1中B处的结构放大图；

图4为本发明中阴极扩散层转贴装置的结构示意图；

图5为图4中C-C向的剖视示意图；

图6为本发明中阴极扩散层转贴装置的立体结构示意图；

图7为本发明中阳极扩散层转贴装置的结构示意图；

图8为图7中D-D向的剖视示意图；

图9为本发明中热压合装置的结构示意图；

图10为图9的左视示意图。

其中：1、机架；2、膜电极料带；3、成品输送机；4、膜电极料带卷材；5、下层保护膜；6、料带放料轴；7、下层保护膜收卷轴；8、检测装置；9、第二扩散层膜；10、第一涂胶机；11、阴极扩散层放料轴；12、阴极扩散层卷材；13、第一扩散层膜收卷轴；14、第一扩散层膜；15、保护膜A放料轴；16、保护膜A卷材；17、保护膜B放料轴；18、保护膜B卷材；19、保护膜A废料收卷轴；20、保护膜A废料；21、第二涂胶机；22、上层保护膜；23、上层保护膜收卷轴；24、阳极扩散层放料轴；25、阳极扩散层卷材；26、第二扩散层膜收卷轴； 27、成品料带；28、保护膜C放料轴；29、保护膜C卷材；30、保护膜D放料轴；31、保护膜D卷材；32、轮廓废料收卷轴；33、轮廓废料；34、保护膜D废料收卷轴；35、保护膜D废料；36、保护膜C废料收卷轴；37、保护膜C废料；38、剥离刀；39、第一裁切刀座；40、第一裁切刀辊；41、裁切底轴；42、第二裁切刀座；43、第二裁切刀辊；44、贴合辊；45、压合刀座；46、压合下辊；47、压合上辊；48、第一转贴刀座；49、第一旋转辊；50、第一吸风加热辊；51、第一分切刀辊；52、第一导向压辊；53、第一吸风孔；54、第一传动底轴；55、第一转贴伺服电机；56、第一驱动电机；57、第一旋转盘；58、第一间歇压辊；59、热压刀座；60、热压上辊；61、热压下辊；62、升降座；63、伺服电缸；64、安装架；65、压刀滚轮；66、牵引刀座；67、牵引上辊；68、牵引下辊；69、第二转贴刀座；70、第二旋转辊；71、第二吸风加热辊；72、第二分切刀辊；73、第二导向压辊；74、第二吸风孔；75、第二传动底轴；76、第二转贴伺服电机；77、第二驱动电机；78、第二旋转盘；79、第二间歇压辊。

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作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。

如图1-图10共同所示，膜电极扩散层贴合设备，包括机架1，沿膜电极料带2的前进方向，机架1上依次设置有放料装置、阴极扩散层转贴装置、阳极扩散层转贴装置、热压合装置、裁切装置和收卷装置。

如图1所示，放料装置包括料带放料机构和下层保护膜收卷机构，料带放料机构用于对膜电极料带卷材4进行放卷，在本实施例中，膜电极料带2的结构为依次设置的上框架、阳极催化剂层、质子交换膜、阴极催化剂层和下框架；下层保护膜收卷机构用于对膜电极料带2的下层保护膜5进行收卷，在本实施例中，料带放料机构包括转动安装于机架1上的料带放料轴6，料带放料轴6由料带放料伺服电机（图中未示出）驱动转动，下层保护膜收卷机构包括转动安装于机架1上的下层保护膜收卷轴7，下层保护膜收卷轴7由下层保护膜收卷伺服电机（图中未示出）驱动转动。

阴极扩散层转贴装置的上游设置有第一涂胶机10、阴极扩散层放料机构和第一扩散层膜收卷机构，阴极扩散层转贴装置的下游设置有保护膜A放料机构、保护膜B放料机构和保护膜A裁切机构，保护膜A裁切机构的下游设置有保护膜A废料收卷机构，在本实施例中，阴极扩散层放料机构包括转动安装于机架1上的阴极扩散层放料轴11，阴极扩散层放料轴11由阴极扩散层放料伺服电机（图中未示出）驱动转动，利用阴极扩散层放料轴11对阴极扩散层卷材12进行放卷工作；第一扩散层膜收卷机构包括转动安装于机架1上的第一扩散层膜收卷轴13，第一扩散层膜收卷轴13由第一扩散层膜收卷伺服电机（图中未示出）驱动转动，利用第一扩散层膜收卷轴13对第一扩散层膜14进行收卷工作；保护膜A放料机构包括转动安装于机架1上的保护膜A放料轴15，保护膜A放料轴15由保护膜A放料伺服电机（图中未示出）驱动转动，利用保护膜A放料轴15对保护膜A卷材16进行放卷工作；保护膜B放料机构包括转动安装于机架1上的保护膜B放料轴17，保护膜B放料轴17由保护膜B放料伺服电机（图中未示出）驱动转动，利用保护膜B放料轴17对保护膜B卷材18进行放卷工作；保护膜A废料收卷机构包括转动安装于机架1上的保护膜A废料收卷轴19，保护膜A废料收卷轴19由保护膜A废料收卷伺服电机（图中未示出）驱动转动，利用保护膜A废料收卷轴19对保护膜A废料20进行收卷工作。

阳极扩散层转贴装置的上游设置有第二涂胶机21和上层保护膜收卷机构，上层保护膜收卷机构用于对膜电极料带2的上层保护膜22进行收卷，第二涂胶机21的上游设置有阳极扩散层放料机构和第二扩散层膜收卷机构，在本实施例中，第一涂胶机10和第二涂胶机21均采用市售的热熔胶喷涂设备；上层保护膜收卷机构包括转动安装于机架1上的上层保护膜收卷轴23，上层保护膜收卷轴23由上层保护膜收卷伺服电机（图中未示出）驱动转动；阳极扩散层放料机构包括转动安装于机架1上的阳极扩散层放料轴24，阳极扩散层放料轴24由阳极扩散层放料伺服电机（图中未示出）驱动转动，阳极扩散层放料轴24用于对阳极扩散层卷材25进行放卷工作；第二扩散层膜收卷机构包括转动安装于机架1上的第二扩散层膜收卷轴26，第二扩散层膜收卷轴26由第二扩散层膜收卷伺服电机（图中未示出）驱动转动，第二扩散层膜收卷轴26用于对第二扩散层膜9进行收卷工作。

热压合装置用于对转贴完成后生成的成品料带27进行热压合。

裁切装置用于对成品料带27进行成型裁切，裁切装置的上游设置有保护膜C放卷机构和保护膜D放卷机构，在本实施例中，保护膜C放卷机构包括转动安装于机架1上的保护膜C放料轴28，保护膜C放料轴28由保护膜C放卷伺服电机（图中未示出）驱动转动，保护膜C放料轴28用于对保护膜C卷材29进行放卷工作；保护膜D放卷机构包括转动安装于机架1上的保护膜D放料轴30，保护膜D放料轴30由保护膜D放卷伺服电机（图中未示出）驱动转动，保护膜D放料轴30用于对保护膜D卷材31进行放卷工作。

收卷装置包括轮廓废料收卷机构、保护膜D废料收卷机构和保护膜C废料收卷机构，在本实施例中，轮廓废料收卷机构包括转动安装于机架1上的轮廓废料收卷轴32，轮廓废料收卷轴32由轮廓废料收卷伺服电机（图中未示出）驱动转动，轮廓废料收卷轴32用于对裁切后产生的轮廓废料33进行收卷工作；保护膜D废料收卷机构包括转动安装于机架1上的保护膜D废料收卷轴34，保护膜D废料收卷轴34由保护膜D废料收卷伺服电机（图中未示出）驱动转动，保护膜D废料收卷轴34用于对保护膜D废料35进行收卷工作；保护膜C废料收卷机构包括转动安装于机架1上的保护膜C废料收卷轴36，保护膜C废料收卷轴36由保护膜C废料收卷伺服电机（图中未示出）驱动转动，保护膜C废料收卷轴36用于对保护膜C废料37进行收卷工作。

如图1所示，阴极扩散层转贴装置的上游设置有一检测装置8，检测装置8用于对膜电极料带2的贴合情况进行合格检测，在本实施例中，检测装置8通过位于内侧的视觉相机来对膜电极料带2的贴合情况进行拍照检测，若膜电极料带2上存在贴合情况不合格的位置，则对应不合格的位置上并不会被转贴上膜电极扩散层，不仅保证了最终成品片材的质量和良品率，也避免了膜电极扩散层的浪费。

裁切装置的下游设置有一用于对成品片材进行输送的成品输送机3，成品输送机3的输送前端设置有一用于对成品片材进行剥离的剥离刀38，在本实施例中，成品输送机3为市场上能够购买到的带式输送机，剥离刀38与成品输送机3的输送前端相接触，保护膜C废料37在进行收卷之前会先绕过剥离刀38，而成品片材被直接向前剥离到成品输送机3上，利用成品输送机3来将剥离下来的成品片材输送离开，从而实现了成品片材与保护膜C的自动剥离，得到了能够被直接使用的成品片材，后续无需再对其进行剥离处理，进而提高了膜电极的生产效率。

如图1和图3共同所示，裁切装置包括安装于机架1上的第一裁切刀座39，第一裁切刀座39上转动安装有第一裁切刀辊40和裁切底轴41，第一裁切刀辊40用于对成品料带27进行成型裁切，第一裁切刀辊40设置于裁切底轴41的上方，在本实施例中，第一裁切刀座39上安装有第一裁切驱动电机（图中未示出），第一裁切驱动电机通过齿轮传动带动裁切底轴41进行旋转，裁切底轴41通过齿轮传动带动第一裁切刀辊40进行旋转，而且第一裁切刀辊40上裁切刀的数量和设置方式均根据成品料带27的裁切工艺具体设置。

在本发明中，贴合有保护膜C和保护膜D的成品料带27穿过第一裁切刀辊40和裁切底轴41之间，利用旋转中的第一裁切刀辊40对成品料带27进行成型裁切，将成品料带27裁切成呈片状分离设置的成品片材，从而将成品片材直接输送到下一工序处进行处理，无需再使用其他设备或者人工来对成品片材进行剥离，进而提高了膜电极的生产效率；而且在对成品片材上的小孔进行裁切时，第一裁切刀辊40会裁切到保护膜C，从而方便了保护膜D将裁切产生的小的废料带走，进而实现了对废料的彻底清理。

如图1和图2共同所示，保护膜A裁切机构包括安装于机架1上的第二裁切刀座42，第二裁切刀座42上转动安装有第二裁切刀辊43和贴合辊44，第二裁切刀辊43用于将保护膜A裁切成保护膜A片材，贴合辊44设置于第二裁切刀辊43的上方，在本实施例中，第二裁切刀座42上安装有第二裁切驱动电机（图中未示出），第二裁切驱动电机通过齿轮传动带动第二裁切刀辊43进行旋转，第二裁切刀辊43通过齿轮传动带动贴合辊44进行旋转，第二裁切刀辊43上裁切刀的数量和布置方式根据膜电极扩散层的贴合工艺进行设置。

在本发明中，保护膜A裁切机构用于将保护膜A成型裁切成保护膜A片材，保护膜A片材用于对阴极催化剂层片材进行保护，保护膜B用于对保护膜A片材进行牵引，使保护膜A被准确的贴合到每一阴极催化剂层上，从而避免了阴极催化剂层片材被损伤的情况发生，进而保证了成品片材的质量和良品率，避免了因成品片材良品率低而增加生产成本的情况发生。

其中，保护膜A裁切机构与阳极扩散层转贴装置之间设置有一压合机构，压合机构包括安装于机架1上的压合刀座45，压合刀座45上转动安装有相互平行的压合下辊46和压合上辊47，在本实施例中，压合刀座45上安装有一压合辊驱动伺服电机（图中未示出），压合辊驱动伺服电机通过齿轮传动依次带动压合下辊46和压合上辊47进行转动。

如图1、图4-图6共同所示，阴极扩散层转贴装置包括安装于机架1上的第一转贴刀座48，第一转贴刀座48上转动安装有由上而下依次设置的第一旋转辊49、第一吸风加热辊50和第一分切刀辊51，第一旋转辊49上安装有一第一异步贴合机构，第一异步贴合机构用于对阴极扩散层和膜电极料带2进行间歇式压合，第一吸风加热辊50的一侧设置有第一导向压辊52，第一导向压辊52转动安装于第一转贴刀座48上，第一吸风加热辊50的外周面上均布有若干个第一吸风孔53，在本实施例中，第一转贴刀座48上转动安装有一第一传动底轴54，第一传动底轴54固定安装于一第一转贴伺服电机55的电机轴上，第一传动底轴54通过多个齿轮的传动，来依次带动第一分切刀辊51和第一吸风加热辊50进行旋转。

第一异步贴合机构包括安装于第一转贴刀座48上的第一驱动电机56，第一驱动电机56的电机轴与第一旋转辊49传动连接，第一旋转辊49的两端分别固定安装有一第一旋转盘57，两第一旋转盘57上共同安装有若干根第一间歇压辊58，每一第一间歇压辊58均沿第一旋转辊49的轴向延伸，全部第一间歇压辊58呈环形均布设置于第一旋转辊49的外侧，在本发明中，第一异步贴合机构的设置，不仅能够将每一片阴极扩散层片材均紧密压合在膜电极料带2上，提高了阴极扩散层片材的转贴效果，而且还避免了膜电极料带2与第一吸风加热辊50的外周面直接接触的情况发生，从而避免了第一吸风加热辊50对膜电极料带2上的催化剂层造成损伤的情况发生，进而保证了成品片材的质量和良品率。

如图1、图7和图8共同所示，阳极扩散层转贴装置包括安装于机架1上的第二转贴刀座69，所述第二转贴刀座69上转动安装有由上而下依次设置的第二分切刀辊72、第二吸风加热辊71和第二旋转辊70，所述第二吸风加热辊71的外周面上均布有若干个第二吸风孔74，所述第二吸风加热辊71的一侧设置有第二导向压辊73，所述第二导向压辊73转动安装于所述第二转贴刀座69上，所述第二旋转辊70上安装有一第二异步贴合机构，在本实施例中，第二转贴刀座69上转动安装有一第二传动底轴75，第二传动底轴75固定安装于一第二转贴伺服电机76的电机轴上，第二传动底轴75通过多个齿轮的传动，来依次带动第二吸风加热辊71和第二分切刀辊72进行旋转。

所述第二异步贴合机构包括安装于第二转贴刀座69上的第二驱动电机77，所述第二驱动电机77的电机轴与所述第二旋转辊70传动连接，所述第二旋转辊70的两端分别固定安装有一第二旋转盘78，两所述第二旋转盘78上共同安装有若干根第二间歇压辊79，每一所述第二间歇压辊79均沿所述第二旋转辊70的轴向延伸，全部所述第二间歇压辊79呈环形均布设置于所述第二旋转辊70的外侧，在本发明中，第二异步贴合机构的设置，不仅能够将每一片阳极扩散层片材均紧密压合在膜电极料带2上，提高了阳极扩散层片材的转贴效果，而且还避免了膜电极料带2与第二吸风加热辊71的外周面直接接触的情况发生，从而避免了第二吸风加热辊71对膜电极料带2上的催化剂层造成损伤的情况发生，进而保证了成品片材的质量和良品率。

在本发明中，第一吸风孔53和第二吸风孔74均与吸风设备（图中未示出）相连通，从而使第一吸风孔53在第一吸风加热辊50的外周面上形成吸力，实现了对阴极扩散层片材的吸附，同理第二吸风孔74在第二吸风加热辊71的外周面上形成吸力，实现了对阳极扩散层片材的吸附；第一吸风加热辊50和第二吸风加热辊71均通过导电滑环为其通电，使第一吸风加热辊50和第二吸风加热辊71能够进行加热，从而利用第一吸风加热辊50对阴极扩散层片材上的胶线进行加热，利用第二吸风加热辊71对阴极扩散层片材上的胶线进行加热，进而增加了阳极扩散层片材和阴极扩散层片材与膜电极料带2之间的贴合紧密性。

如图1、图9和图10共同所示，热压合装置包括安装于机架1上的热压刀座59，热压刀座59上约束安装有相互平行的热压上辊60和热压下辊61，热压上辊60设置于热压下辊61的上方，热压刀座59的顶部滑动安装有一压刀机构，在本实施例中，热压刀座59上安装有热压合伺服电机（图中未示出），热压合伺服电机通过齿轮传动带动热压下辊61进行旋转，热压下辊61通过齿轮传动带动热压上辊60进行旋转，热压上辊60和热压下辊61均通过导电滑环进行通电供热。

在本发明中，成品料带27穿过热压上辊60和热压下辊61之间，并通过旋转中的热压上辊60和热压下辊61来对成品料带27进行热压合工作，提高了阳极扩散层片材和阴极扩散层片材的贴合效果，保证了成品片材的质量。

压刀机构包括一升降座62，升降座62沿竖直方向滑动安装于热压刀座59上，升降座62与热压刀座59之间共同连接有一伺服电缸63，升降座62的两端分别固定安装有一安装架64，每一安装架64的位置均与热压上辊60上辊枕的位置相对应，每一安装架64上均转动安装有一对压刀滚轮65，每一压刀滚轮65均抵压于热压上辊60的辊枕上，在本发明中，通过伺服电缸63来带动压刀滚轮65进行竖直方向上的升降，压刀滚轮65在下降过程中能够推动热压上辊60进行竖向上的位置调整，以对热压上辊60和热压下辊61之间间隙的大小进行调整，从而实现了热压上辊60和热压下辊61对成品料带27压合力度的自由调整，进而保证了热压合工作的顺利进行。

如图1和图3共同所示，检测装置8的上游设置有第一牵引机构，阴极扩散层转贴装置与保护膜A裁切机构之间设置有第二牵引机构，热压合装置与裁切装置之间设置有第三牵引机构，裁切装置与成品输送机3之间设置有第四牵引机构。

第一牵引机构、第二牵引机构、第三牵引机构和第四牵引机构均包括一牵引刀座66，每一牵引刀座66均安装于机架1上，每一牵引刀座66上均转动安装有牵引上辊67和牵引下辊68，牵引上辊67与牵引下辊68相互平行，在本实施例中，每一牵引刀座66上均安装有牵引伺服电机（图中未示出），牵引伺服电机通过齿轮传动带动牵引下辊68进行旋转，牵引下辊68通过齿轮传动带动牵引上辊67进行旋转。

如图1-图10共同所示，利用上述膜电极扩散层贴合设备对膜电极扩散层进行贴合的工艺流程如下：

S1、去除下层保护膜5，利用料带放料机构对膜电极料带卷材4进行放卷，在进入检测装置之前，利用下层保护膜收卷机构来将膜电极料带2的下层保护膜5揭掉，在本发明中，通过旋转中的料带放料轴6对膜电极料带卷材4进行放卷，通过第一牵引机构中的牵引上辊67来对放卷出的膜电极料带2进行牵引，之后下层保护膜5在转向辊和第一牵引机构中牵引下辊68的牵引下，从膜电极料带2的下表面上揭掉，然后通过旋转中的下层保护膜收卷轴7对下层保护膜5进行收卷。

S2、合格检测，利用检测装置8对膜电极料带2的贴合情况进行检测，在本发明中，揭掉下层保护膜5的膜电极料带2被牵引穿过检测装置8内，来对膜电极料带2的贴合情况进行合格检测。

S3、阴极扩散层的涂胶，利用阴极扩散层放料机构对阴极扩散层卷材12进行放卷，并利用第一扩散层膜收卷机构来将阴极扩散层上的第一扩散层膜14揭掉，之后利用第一涂胶机10在阴极扩散层的贴合面上进行涂胶，完成涂胶工作的阴极扩散层被牵引至阴极扩散层转贴装置内，在本发明中，通过旋转中的阴极扩散层放料轴11对阴极扩散层卷材12进行放卷，阴极扩散层的贴合面上贴合有第一扩散层膜14，通过旋转中的第一扩散层膜收卷轴13来对第一扩散层膜14进行收卷，之后阴极扩散层进入到第一涂胶机10，利用第一涂胶机10对阴极扩散层的贴合面进行涂胶。

S4、阴极扩散层的转贴，完成检测的膜电极料带2进入阴极扩散层转贴装置内，阴极扩散层转贴装置将阴极扩散层裁切成呈片状设置的阴极扩散层片材，并将每一片阴极扩散层片材都转贴到膜电极料带2的下表面，在本发明中，阴极扩散层的转贴流程具体如下：

第一步，在第二牵引机构的牵引作用下，膜电极料带2穿过第一旋转辊49与第一吸风加热辊50之间；

第二步，在第一转贴伺服电机55的驱动作用下，第一分切刀辊51和第一吸风加热辊50进行不停旋转；

第三步，在第一导向压辊52的作用下，阴极扩散层贴紧在第一吸风加热辊50的外周面上，并穿过第一分切刀辊51和第一吸风加热辊50之间，旋转中的第一分切刀辊51对阴极扩散层进行分切，将其分切成呈片状的阴极扩散层片材，分切好的阴极扩散层片材被吸附在第一吸风加热辊50的外周面上，并随第一吸风加热辊50进行旋转；

第四步，当阴极扩散层片材的一端转动到第一吸风加热辊50的最高处时，第一驱动电机56带动第一旋转辊49发生转动，第一旋转辊49带动第一间歇压辊58进行旋转，其中一根第一间歇压辊58转动到最低处并与第一吸风加热辊50的最高处对齐，利用该第一间歇压辊58压动膜电极料带2，使膜电极料带2的下表面与阴极扩散层片材进行贴合，之后第一吸风加热辊50继续转动，将阴极扩散层片材完全转贴到膜电极料带2的下表面上；

不断重复上述步骤，使每一片阴极扩散层片材均顺利的转贴到膜电极料带2的下表面。

S5、保护膜A与保护膜B的贴合，利用保护膜A放料机构对保护膜A卷材16进行放卷工作，利用保护膜B放料机构对保护膜B卷材18进行放卷工作，放卷出的保护膜A与保护膜B被贴合在一起后进入到保护膜A裁切机构内，在本发明中，通过旋转中的保护膜A放料轴15对保护膜A卷材16进行放卷工作，通过旋转中的保护膜B放料轴17对保护膜B卷材18进行放卷工作，之后在一根转向轴辊的作用下，放卷出的保护膜B与保护膜A贴合在一起。

S6、保护膜A的裁切与贴合，利用保护膜A裁切机构将保护膜A裁切成保护膜A片材，在保护膜B的牵引下，每一片保护膜A片材均被贴合在对应的阴极扩散层片材上，保护膜B被贴合在膜电极料带2的下表面，之后利用保护膜A废料收卷机构对裁切后产生的保护膜A废料20进行收卷，在本发明中，对保护膜A进行裁切和贴合的具体流程如下：

第一步，贴合在一起的保护膜B和保护膜A穿过第二裁切刀辊43与贴合辊44之间，此时保护膜A靠近第二裁切刀辊43，保护膜B靠近贴合辊44；

第二步，旋转中的第二裁切刀辊43对保护膜A进行裁切，将保护膜A裁切成呈片状分离设置的保护膜A片材，裁切后产生的保护膜A废料20被旋转中的保护膜A废料收卷轴19收卷，保护膜B牵引保护膜A片材绕过贴合辊44后，穿过压合机构的压合下辊46和压合上辊47之间；

第三步，贴合有阴极扩散层的膜电极料带2经过贴合辊44的上方后，也穿过压合机构的压合下辊46和压合上辊47之间，利用不断旋转的压合下辊46和压合上辊47来对其进行压合，从而使保护膜A片材贴合在阴极催化剂层的下表面上，保护膜B贴合在膜电极料带2和保护膜A片材的下表面上。

S7、阳极扩散层的涂胶，利用阳极扩散层放料机构对阳极扩散层卷材25进行放卷，并利用第二扩散层膜收卷机构来将阳极扩散层上的第二扩散层膜9揭掉，之后利用第二涂胶机21在阳极扩散层的贴合面上进行涂胶，完成涂胶工作的阳极扩散层被牵引至阳极扩散层转贴装置内，在本发明中，通过旋转中的阳极扩散层放料轴24对阳极扩散层卷材25进行放卷，阳极扩散层的贴合面上贴合有第二扩散层膜9，通过旋转中的第二扩散层膜收卷轴26来对第二扩散层膜9进行收卷，之后阳极扩散层进入到第二涂胶机21，利用第二涂胶机21对阳极扩散层的贴合面进行涂胶。

S8、去除上层保护膜22，贴合有保护膜A片材和保护膜B的膜电极料带2在进入阳极扩散层转贴装置之前，利用上层保护膜收卷机构来将膜电极料带2的上层保护膜22揭掉，在本发明中，通过旋转中的上层保护膜收卷轴23来对上层保护膜22进行收卷，使上层保护膜22与膜电极料带2的上表面分离。

S9、阳极扩散层的转贴，去除上层保护膜22的膜电极料带2进入阳极扩散层转贴装置内，利用阳极扩散层转贴装置将阳极扩散层裁切成呈片状分离设置的阳极扩散层片材，并将阳极扩散层片材转贴到膜电极料带2的上表面，生成了成品料带27，在本发明中，阳极扩散层的转贴流程具体如下：

第一步，在第二转贴伺服电机76的驱动作用下，第二分切刀辊72和第二吸风加热辊71进行不停旋转；

第二步，在第二导向压辊73的作用下，阳极扩散层贴紧在第二吸风加热辊71的外周面上，并穿过第二分切刀辊72和第二吸风加热辊71之间，旋转中的第二分切刀辊72对阳极扩散层进行分切，将其分切成呈片状分离设置的阳极扩散层片材，分切好的阳极扩散层片材被吸附在第二吸风加热辊71的外周面上，并随第二吸风加热辊71进行旋转；

第三步，当阳极扩散层片材的一端转动到第二吸风加热辊71的最高处时，第二驱动电机77带动第二旋转辊70，第二旋转辊70带动第二间歇压辊79进行旋转，其中一根第二间歇压辊79转动到最低处并与第二吸风加热辊71的最高处对齐，利用该第二间歇压辊79压动穿过第二旋转辊70与第二吸风加热辊71之间的膜电极料带2，使膜电极料带2的上表面与阳极扩散层片材进行贴合，之后第二吸风加热辊71继续转动，将阳极扩散层片材完全转贴到膜电极料带2的上表面；

不断重复上述步骤，使每一片阳极扩散层片材均顺利的转贴到膜电极料带2的上表面。

S10、膜电极料带2的热压合，成品料带27被牵引进入到热压合装置内，利用热压合装置对成品料带27进行加热辊压，完成热压合工作的成品料带27被牵引至裁切装置，在本发明中，第三牵引机构牵引成品料带27向前移动，使成品料带27穿过热压上辊60与热压下辊61之间，利用不断旋转的热压上辊60与热压下辊61来对成品料带27进行热压合。

S11、保护膜C和保护膜D的贴合，利用保护膜C放料机构对保护膜C卷材29进行放卷，利用保护膜D放料机构对保护膜D卷材31进行放卷，在进入裁切装置之前，将保护膜C贴合在成品料带27的下表面，将保护膜D贴合在保护膜C的下表面，在本发明中，通过旋转中的保护膜C放料轴28对保护膜C卷材29进行放卷，使保护膜C和成品料带27一同穿过第三牵引机构的牵引上辊67与牵引下辊68之间，利用不断旋转的牵引上辊67和牵引下辊68，来将保护膜C贴合在成品料带27的下表面上；之后通过旋转中的保护膜D放料轴30对保护膜D卷材31进行放卷，使贴合有保护膜C的成品料带27与保护膜D一起进入裁切装置，在其进入裁切装置时，保护膜D被贴合到保护膜C的下表面。

S12、成型裁切，利用裁切装置对成品料带27进行成型裁切，将成品料带27裁切成呈片状的成品片材，利用轮廓废料收卷机构对裁切后产生的轮廓废料33进行收卷，利用保护膜D废料收卷机构对保护膜D废料35进行收卷，利用保护膜D废料35将裁切后产生的小体积废料带走，在本发明中，贴合有保护膜C和保护膜D的成品料带27穿过第一裁切刀辊40与裁切底轴41之间，利用不断旋转的第一裁切刀辊40对成品料带27进行成型裁切，使之形成呈片状分离设置的成品片材，与此同时，第一裁切刀辊40裁切成品片材上的小孔时，会裁切到保护膜C；裁切完成后，通过旋转中的轮廓废料收卷轴32来对裁切后产生的轮廓废料33进行收卷，实现了大体积废料的去除，通过旋转中的保护膜D废料收卷轴34对保护膜D废料35进行收卷，保护膜D废料35会将裁切后产生的小体积废料带走，实现了对小体积废料的去除。

S13、成品输送，在保护膜C的牵引作用下，裁切好的成品片材被牵引到与成品输送机3前端接触的位置处时，之后保护膜C废料37绕过剥离刀38并被保护膜C废料收卷机构收卷，从而将成品片材从保护膜C上剥离下来，成品片材被剥离到成品输送机3上后由成品输送机3输送离开，在本发明中，第四牵引机构牵引保护膜C继续向前移动，当保护膜C到达与成品输送机3接触的位置处时，保护膜C会绕过剥离刀38，利用剥离刀38来对保护膜C上的成品片材进行剥离，成品片材被剥离到成品输送机3上，由成品输送机3输送离开，同时通过旋转中的保护膜C废料收卷轴36对剥离后产生的保护膜C废料37进行收卷。

综上，本发明提出的膜电极扩散层贴合设备，在完成了膜电极扩散层自动转贴工作的情况下，实现了对废料的彻底清理，保证了成品片材的质量和良品率。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.膜电极扩散层贴合设备，包括机架，其特征在于，沿膜电极料带的前进方向，所述机架上依次设置有放料装置、阴极扩散层转贴装置、阳极扩散层转贴装置、热压合装置、裁切装置和收卷装置；

所述放料装置包括料带放料机构和下层保护膜收卷机构，所述料带放料机构用于对膜电极料带卷材进行放卷，所述下层保护膜收卷机构用于对所述膜电极料带的下层保护膜进行收卷；

所述阴极扩散层转贴装置的上游设置有第一涂胶机、阴极扩散层放料机构和第一扩散层膜收卷机构，所述阴极扩散层转贴装置的下游设置有保护膜A放料机构、保护膜B放料机构和保护膜A裁切机构，所述保护膜A裁切机构的下游设置有保护膜A废料收卷机构；

所述阳极扩散层转贴装置的上游设置有第二涂胶机和上层保护膜收卷机构，所述上层保护膜收卷机构用于对所述膜电极料带的上层保护膜进行收卷，所述第二涂胶机的上游设置有阳极扩散层放料机构和第二扩散层膜收卷机构；

所述热压合装置用于对转贴完成后生成的成品料带进行热压合；

所述裁切装置用于对成品料带进行成型裁切，所述裁切装置的上游设置有保护膜C放卷机构和保护膜D放卷机构；

所述收卷装置包括轮廓废料收卷机构、保护膜D废料收卷机构和保护膜C废料收卷机构。

2.根据权利要求1所述的膜电极扩散层贴合设备，其特征在于，所述阴极扩散层转贴装置的上游设置有一检测装置，所述检测装置用于对所述膜电极料带的贴合情况进行合格检测。

3.根据权利要求1所述的膜电极扩散层贴合设备，其特征在于，所述裁切装置的下游设置有一用于对成品片材进行输送的成品输送机，所述成品输送机的输送前端设置有一用于对所述成品片材进行剥离的剥离刀。

4.根据权利要求1-3任一所述的膜电极扩散层贴合设备，其特征在于，所述裁切装置包括安装于所述机架上的第一裁切刀座，所述第一裁切刀座上转动安装有第一裁切刀辊和裁切底轴，所述第一裁切刀辊用于对所述成品料带进行成型裁切，所述第一裁切刀辊设置于所述裁切底轴的上方。

5.根据权利要求1-3任一所述的膜电极扩散层贴合设备，其特征在于，所述保护膜A裁切机构包括安装于所述机架上的第二裁切刀座，所述第二裁切刀座上转动安装有第二裁切刀辊和贴合辊，所述第二裁切刀辊用于将保护膜A裁切成保护膜A片材，所述贴合辊设置于所述第二裁切刀辊的上方。

6.根据权利要求1-3任一所述的膜电极扩散层贴合设备，其特征在于，所述保护膜A裁切机构与阳极扩散层转贴装置之间设置有一压合机构，所述压合机构包括安装于所述机架上的压合刀座，所述压合刀座上转动安装有相互平行的压合下辊和压合上辊。

7.根据权利要求1-3任一所述的膜电极扩散层贴合设备，其特征在于，所述阴极扩散层转贴装置包括安装于所述机架上的第一转贴刀座，所述第一转贴刀座上转动安装有由上而下依次设置的第一旋转辊、第一吸风加热辊和第一分切刀辊，所述第一旋转辊上安装有一第一异步贴合机构，所述第一异步贴合机构用于对阴极扩散层和膜电极料带进行间歇式压合，所述第一吸风加热辊的一侧设置有第一导向压辊，所述第一导向压辊转动安装于所述第一转贴刀座上，所述第一吸风加热辊的外周面上均布有若干个第一吸风孔；

所述第一异步贴合机构包括第一驱动电机，所述第一驱动电机的电机轴与所述第一旋转辊传动连接，所述第一旋转辊的两端分别固定安装有一第一旋转盘，两所述第一旋转盘上共同安装有若干根第一间歇压辊，每一所述第一间歇压辊均沿所述第一旋转辊的轴向延伸，全部所述第一间歇压辊呈环形均布设置于所述第一旋转辊的外侧。

8.根据权利要求1-3任一所述的膜电极扩散层贴合设备，其特征在于，所述阳极扩散层转贴装置包括安装于所述机架上的第二转贴刀座，所述第二转贴刀座上转动安装有由上而下依次设置的第二分切刀辊、第二吸风加热辊和第二旋转辊，所述第二吸风加热辊的外周面上均布有若干个第二吸风孔，所述第二吸风加热辊的一侧设置有第二导向压辊，所述第二导向压辊转动安装于所述第二转贴刀座上，所述第二旋转辊上安装有一第二异步贴合机构，所述第二异步贴合机构用于对阳极扩散层和膜电极料带进行间歇式压合；

所述第二异步贴合机构包括安装于第二转贴刀座上的第二驱动电机，所述第二驱动电机的电机轴与所述第二旋转辊传动连接，所述第二旋转辊的两端分别固定安装有一第二旋转盘，两所述第二旋转盘上共同安装有若干根第二间歇压辊，每一所述第二间歇压辊均沿所述第二旋转辊的轴向延伸，全部所述第二间歇压辊呈环形均布设置于所述第二旋转辊的外侧。

9.根据权利要求1-3任一所述的膜电极扩散层贴合设备，其特征在于，所述热压合装置包括安装于所述机架上的热压刀座，所述热压刀座上约束安装有相互平行的热压上辊和热压下辊，所述热压上辊设置于所述热压下辊的上方，所述热压刀座的顶部滑动安装有一压刀机构；

所述压刀机构包括一升降座，所述升降座沿竖直方向滑动安装于所述热压刀座上，所述升降座与所述热压刀座之间共同连接有一伺服电缸，所述升降座的两端分别固定安装有一安装架，每一所述安装架的位置均与所述热压上辊上辊枕的位置相对应，每一所述安装架上均转动安装有一对压刀滚轮，每一所述压刀滚轮均抵压于所述热压上辊的辊枕上。

10.根据权利要求1-3任一所述的膜电极扩散层贴合设备，其特征在于，所述阴极扩散层转贴装置的上游设置有第一牵引机构，所述阴极扩散层转贴装置与所述保护膜A裁切机构之间设置有第二牵引机构，所述热压合装置与裁切装置之间设置有第三牵引机构，所述裁切装置的下游设置有第四牵引机构；

所述第一牵引机构、第二牵引机构、第三牵引机构和第四牵引机构均包括一牵引刀座，每一所述牵引刀座均安装于所述机架上，每一所述牵引刀座上均转动安装有牵引上辊和牵引下辊，所述牵引上辊与所述牵引下辊相互平行。

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