CN116394479B - 一种燃料电池端板注塑成型工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种燃料电池端板注塑成型工艺,所述成型工艺包括以下步骤：S1、准备操作：将铝制端板本体预先安装在移动板上，将待使用的注塑原料置于存储料筒内；S2、注塑操作：通过静模组和动模组的相向运动，形成注塑腔，在注塑腔内完成在铝制端板本体上的注塑操作；S3、间歇放料：通过活动隔板在存储料筒底部水平往复移动，实现存储料筒内注塑原料间歇投放至输料管内；S4、中空冷却：通过延伸管将高压冷空气注入注塑腔内，加速冷却，同时塑料件内部膨胀而造成中空，产品外形完整无缺，提高刚性减轻重量。本发明，通过上述结构之间的配合使用，解决了现有电池端板上的密封板材，受限于装配精度，难以实现高强度密封绝缘的问题。
Description
技术领域
本发明涉及燃料电池端板注塑成型技术领域，具体为一种燃料电池端板注塑成型工艺。
背景技术
燃料电池在运行时，其内的电堆会通过化学反应在阴极处产生水，阴极侧的水通过浓度差会渗透至阳极处，导致燃料电池的阳极处会排出氢气和液态水；
为了提高燃料电池中氢气的利用效率，现如今采用对液态水分离、氢气循环的方式；氢气循环的同时还需要进行排氢，主要是为了将阴极侧由于浓差阶梯和膜串漏扩散过来的氮气进行排出，以提高阳极氢气反应浓度；
电堆氢气出口连接水汽分离器将氢气中的液态水进行分离，使用电磁阀将液态水排出，经过水汽分离器将氢气通过循环装置进入电堆的氢气入口，进行循环利用；汽车上燃料电池中的电堆、分水器、排水阀、排氢阀、氢气循环装置的集成度较低，占据大量的空间，为此人们通过电池端板，通过内置集成管路，实现电堆、分水器、排水阀、排氢阀、氢气循环装置的精准连通配合；
但是在实际使用过程中，由于传统的电池端板密封性能较差，在长期使用过程中导致水汽分离程度不高；
而现有电池端板上的密封板材，受限于装配精度，也难以实现高强度密封绝缘；
为此我们提出一种在现有电池端板的基础上加以注塑的工艺，实现密封性能的加强。
发明内容
本发明的目的在于提供一种燃料电池端板注塑成型工艺，具备高强度密封绝缘的优点，解决了背景技术中的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种燃料电池端板注塑成型工艺，所述成型工艺包括以下步骤：
S1、准备操作：将铝制端板本体预先安装在移动板上，将待使用的注塑原料置于存储料筒内；
S2、注塑操作：通过静模组和动模组的相向运动，形成注塑腔，在注塑腔内完成在铝制端板本体上的注塑操作；
S3、间歇放料：通过活动隔板在存储料筒底部水平往复移动，实现存储料筒内注塑原料间歇投放至输料管内；
S4、中空冷却：通过延伸管将高压冷空气注入注塑腔内，加速冷却，同时塑料件内部膨胀而造成中空，产品外形完整无缺，提高刚性减轻重量；
S5、分离取件：在静模组和动模组进行相背离移动，注塑腔打开，手动将与铝制端板本体相结合后的注塑件整体取出。
优选的，包括由外部支架固定支撑的输料管，所述输料管的端部固定连接有电机，所述输料管的内部定轴转动连接有输料螺杆，所述电机上输出轴的端部贯穿输料管的端部并与输料螺杆同轴固连；
所述输料管上远离电机的一端被贯穿并固定连接有导料喷管，所述导料喷管上远离电机的一端贯通并固定连接有静模组，所述静模组上远离输料管的一侧设有与静模组配合对原料进行塑形的动模组。
优选的，所述输料管的上方设有对输料管内原料进行投放的补充装置，所述补充装置包括由外部支架进行固定支撑的存储料筒，所述存储料筒的下方设有贯穿至输料管内的承料漏斗，所述存储料筒和承料漏斗的相对端限位滑动连接有同一个活动隔板，所述活动隔板上靠近静模组的一端通过销轴转动连接有转动臂，所述转动臂的顶部通过销轴转动连接有固定座，所述固定座的顶部固定连接有动力机构带动进行往复升降的升降臂一。
优选的，所述动模组包括密封罩一和固定在密封罩一表面的移动板，所述静模组包括静置板以及固定在静置板四周外轮廓上的密封罩二。
优选的，所述密封罩二上设有升降臂二，所述升降臂二的顶部与固定座的底部固定连接，所述升降臂二的表面贯穿密封罩二和静置板并与密封罩二和静置板滑动连接，所述升降臂一上远离存储料筒的一侧固定连接有斜置弯折引导板，所述斜置弯折引导板的表面贯穿并滑动连接有L形板，所述L形板的底部与移动板的上表面固定连接。
优选的，所述静置板朝向移动板的一侧固定连接有在注塑时向注塑腔内填充气体，使塑件内部膨胀中空的辅助装置，所述辅助装置包括固定在静置板上的套筒一，所述套筒一的内壁轴向限位滑动连接有套筒二，所述套筒一和套筒二的外轮廓上均开设有在重合时实现排气的排气孔一和排气孔二，所述套筒二朝向静置板的一端固定连接有压簧，所述延伸管上远离套筒二的一端与静置板的表面固定连接。
优选的，所述辅助装置还包括固定在密封罩二上表面并延伸至静置板内的延伸管，所述延伸管的底部向着拆箱套筒一的轴线方向延伸并与套筒一的端部连通，所述延伸管的顶部与外接高压气源连通。
优选的，所述升降臂二的表面竖直径向贯穿导料喷管且与导料喷管的截面滑动连接，所述升降臂二的表面开设有与导料喷管截面配合使输料管内熔融态原料间歇转移至密封罩二内的导料通槽。
与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
1、本发明通过输料管对输料螺杆提供转动时的支撑，电机在接通电源之后，其上的输出轴带动输料螺杆的同步转动，输料螺杆在转动时，输料管内的注塑原料对于输料管内壁、输料螺杆螺槽底面、输料螺杆上螺棱推进面以及注塑原料与注塑原料之间都会产生摩擦及相互运动。注塑原料的向前推进就是这种运动组合的结果，而摩擦产生的热量也被吸收用来提高注塑原料温度及熔化注塑原料；
2、熔融态的注塑原料通过导料喷管进入到由静模组和动模组所形成的注塑腔内，在注塑腔内与铝制端板本体相结合，相较于现有的装配式密封件，密封效果更佳，且具有更好的绝缘效果；
3、通过上述结构之间的配合使用，解决了现有电池端板上的密封板材，受限于装配精度，也难以实现高强度密封绝缘的问题。
附图说明
图1为本发明装置整体的立体图；
图2为本发明输料螺杆的立体图；
图3为本发明密封罩二的立体图；
图4为本发明套筒一的立体图；
图5为本发明套筒一的正视剖视图；
图6为本发明导料通槽的侧视图；
图7为本发明斜置弯折引导板的立体图；
图8为本发明固定座的立体图。
图中：1、输料管；2、电机；3、输料螺杆；4、导料喷管；5、静模组；6、动模组；7、存储料筒；8、承料漏斗；9、活动隔板；10、转动臂；11、固定座；12、升降臂一；13、密封罩一；14、移动板；15、静置板；16、密封罩二；17、升降臂二；18、斜置弯折引导板；19、L形板；20、套筒一；21、套筒二；22、排气孔一；23、排气孔二；24、压簧；25、延伸管；26、导料通槽。
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、完整的描述，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。
实施例一：
本发明提供一种技术方案：一种燃料电池端板注塑成型工艺，成型工艺包括以下步骤：
S1、准备操作：将铝制端板本体预先安装在移动板14上，将待使用的注塑原料置于存储料筒7内；
S2、注塑操作：通过静模组5和动模组6的相向运动，形成注塑腔，在注塑腔内完成在铝制端板本体上的注塑操作；
S3、间歇放料：通过活动隔板9在存储料筒7底部水平往复移动，实现存储料筒7内注塑原料间歇投放至输料管1内；
S4、中空冷却：通过延伸管25将高压冷空气注入注塑腔内，加速冷却，同时塑料件内部膨胀而造成中空，产品外形完整无缺，提高刚性减轻重量；
S5、分离取件：在静模组5和动模组6进行相背离移动，注塑腔打开，手动将与铝制端板本体相结合后的注塑件整体取出。
实施例二：
与实施例一基本相同，进一步的是：
包括由外部支架固定支撑的输料管1，输料管1的端部固定连接有电机2，输料管1的内部定轴转动连接有输料螺杆3，电机2上输出轴的端部贯穿输料管1的端部并与输料螺杆3同轴固连；
输料管1上远离电机2的一端被贯穿并固定连接有导料喷管4，导料喷管4上远离电机2的一端贯通并固定连接有静模组5，静模组5上远离输料管1的一侧设有与静模组5配合对原料进行塑形的动模组6。
参考图1，对输料管1进行固定支撑的外部支架为现有装置，为本领域技术人员所熟知的技术，故未加以赘述；
输料管1对输料螺杆3提供转动时的支撑，电机2在接通电源之后，其上的输出轴带动输料螺杆3的同步转动，输料螺杆3在转动时，输料管1内的注塑原料对于输料管1内壁、输料螺杆3螺槽底面、输料螺杆3上螺棱推进面以及注塑原料与注塑原料之间都会产生摩擦及相互运动。注塑原料的向前推进就是这种运动组合的结果，而摩擦产生的热量也被吸收用来提高注塑原料温度及熔化注塑原料；
熔融态的注塑原料通过导料喷管4进入到由静模组5和动模组6所形成的注塑腔内，在注塑腔内与铝制端板本体相结合，相较于现有的装配式密封件，密封效果更佳，且具有更好的绝缘效果；
实施例三：
与实施例二基本相同，进一步的是：
输料管1的上方设有对输料管1内原料进行投放的补充装置，补充装置包括由外部支架进行固定支撑的存储料筒7，存储料筒7的下方设有贯穿至输料管1内的承料漏斗8，存储料筒7和承料漏斗8的相对端限位滑动连接有同一个活动隔板9，活动隔板9上靠近静模组5的一端通过销轴转动连接有转动臂10，转动臂10的顶部通过销轴转动连接有固定座11，固定座11的顶部固定连接有动力机构带动进行往复升降的升降臂一12。
参考图1和图2，通过存储料筒7对注塑原料进行存储，注塑原料从存储料筒7的底部进行投放，通过承料漏斗8对投放下来的注塑原料进行承接，并最终将注塑原料导入至输料管1中，伴随着活动隔板9在存储料筒7和承料漏斗8之间的往复移动，使得存储料筒7内的注塑原料得以实现间歇投放；
上述内容中的动力机构为电动推杆，通过电动推杆的输出轴带动升降臂一12的往复升降，由于升降臂一12的升降以及活动隔板9的水平往复移动均为限位滑动，运动轨迹受限，在转动臂10的转动配合下，会使升降臂一12的升降驱动活动隔板9在存储料筒7和承料漏斗8之间进行水平往复移动；
实施例四：
与实施例三基本相同，进一步的是：
动模组6包括密封罩一13和固定在密封罩一13表面的移动板14，静模组5包括静置板15以及固定在静置板15四周外轮廓上的密封罩二16。
实施例四的工作原理：
参考图1和图3，动模组6由密封罩一13和移动板14所组成，静模组5由静置板15和密封罩二16所组成；密封罩一13和移动板14以及静置板15和密封罩二16均为一体化构件，密封性能更好，其次当密封罩一13和移动板14朝向静置板15和密封罩二16时，密封罩一13的内壁会罩在密封罩二16四周的外轮廓上，由此得以实现密封空间，注塑腔得以形成；
实施例五：
与实施例四基本相同，进一步的是：
密封罩二16上设有升降臂二17，升降臂二17的顶部与固定座11的底部固定连接，升降臂二17的表面贯穿密封罩二16和静置板15并与密封罩二16和静置板15滑动连接，升降臂一12上远离存储料筒7的一侧固定连接有斜置弯折引导板18，斜置弯折引导板18的表面贯穿并滑动连接有L形板19，L形板19的底部与移动板14的上表面固定连接；
实施例五的工作原理：
参考图3，升降臂二17与固定座11的底部固定连接，会随着升降臂一12同步进行升降操作，且升降臂二17在贯穿静置板15和密封罩二16之后，升降臂一12的运动轨迹进一步受限，会更加稳定；
斜置弯折引导板18同步随着升降臂一12进行升降操作，动模组6整体在外部机架设备的支撑下，得以实现水平方向上的限位滑动，而当L形板19被斜置弯折引导板18上的倾斜部分贯穿后，会在斜置弯折引导板18上倾斜部分的引导下，进行水平方向上的主动移动，例如在斜置弯折引导板18下降时，动模组6整体则会靠近静模组5进行移动，反之则远离静模组5。
实施例六：
与实施例五基本相同，进一步的是：静置板15朝向移动板14的一侧固定连接有在注塑时向注塑腔内填充气体，使塑件内部膨胀中空的辅助装置，辅助装置包括固定在静置板15上的套筒一20，套筒一20的内壁轴向限位滑动连接有套筒二21，套筒一20和套筒二21的外轮廓上均开设有在重合时实现排气的排气孔一22和排气孔二23，套筒二21朝向静置板15的一端固定连接有压簧24，延伸管25上远离套筒二21的一端与静置板15的表面固定连接。
实施例六的工作原理：
参考图1、图3、图4和图5；
在注塑过程中，是把高压惰性气体经主辅控制器直接注射入注塑腔内正在塑化的塑料里，使塑料件内部膨胀而造成中空，但仍然保持产品和外形完整无缺，重量减轻的同时，增加结构的刚性；
且由于注射的是高压冷空气，在加强塑形的同时还加速注塑件的冷却成型；
首先通过套筒二21的设置，能够在注塑过程中，在注塑件上预留出后续实际使用过程中需要使用到的用于实现冷却液、氢气流通的出口和进口；由于动模组6和静模组5在相接后还会持续的进行相向移动，通过套筒二21在套筒一20内的轴向移动，实现上述效果；
而套筒二21在套筒一20内进行轴向移动的过程中，在动模组6和静模组5相向移动至极限目标位置后，排气孔一22与排气孔二23则会重合，由此实现套筒二21、套筒一20与注塑腔内的连通，此时通过在套筒二21、套筒一20腔内注入高压空气，以实现上述填充气体的效果。
通过压簧24的设置，实现套筒二21在套筒一20内的复位移动。
进一步的：辅助装置还包括固定在密封罩二16上表面并延伸至静置板15内的延伸管25，延伸管25的底部向着拆箱套筒一20的轴线方向延伸并与套筒一20的端部连通，延伸管25的顶部与外接高压气源连通。
参考图3，通过导料通槽26的设置，使得外接高压气源能够与套筒一20和套筒二21的内部气体连通，上述高压气源由空气泵提供；
进一步的，升降臂二17的表面竖直径向贯穿导料喷管4且与导料喷管4的截面滑动连接，升降臂二17的表面开设有与导料喷管4截面配合使输料管1内熔融态原料间歇转移至密封罩二16内的导料通槽26。
参考图6，通过升降臂二17的表面竖直径向贯穿导料喷管4，实现对导料喷管4内熔融态注塑原料注入的阻碍；该阻碍配合注塑过程，避免在注塑过程中熔融态原料继续注入，给使用带来不便；
而升降臂二17上导料通槽26的开设，在与导料喷管4的截面重合后，经导料喷管4的熔融态原料会继续导入到注塑腔内，进行下一次的注塑操作。
工作原理：该燃料电池端板注塑成型工艺，使用时通过输料管1对输料螺杆3提供转动时的支撑，电机2在接通电源之后，其上的输出轴带动输料螺杆3的同步转动，输料螺杆3在转动时，输料管1内的注塑原料对于输料管1内壁、输料螺杆3螺槽底面、输料螺杆3上螺棱推进面以及注塑原料与注塑原料之间都会产生摩擦及相互运动。注塑原料的向前推进就是这种运动组合的结果，而摩擦产生的热量也被吸收用来提高注塑原料温度及熔化注塑原料；
熔融态的注塑原料通过导料喷管4进入到由静模组5和动模组6所形成的注塑腔内，在注塑腔内与铝制端板本体相结合，相较于现有的装配式密封件，密封效果更佳，且具有更好的绝缘效果；
通过上述结构之间的配合使用，解决了现有电池端板上的密封板材，受限于装配精度，难以实现高强度密封绝缘的问题。
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 (3)
1.一种燃料电池端板注塑成型装置，其特征在于：包括由外部支架固定支撑的输料管(1)，所述输料管(1)的端部固定连接有电机(2)，所述输料管(1)的内部定轴转动连接有输料螺杆(3)，所述电机(2)上输出轴的端部贯穿输料管(1)的端部并与输料螺杆(3)同轴固连；所述输料管(1)上远离电机(2)的一端被贯穿并固定连接有导料喷管(4)，所述导料喷管(4)上远离电机(2)的一端贯通并固定连接有静模组(5)，所述静模组(5)上远离输料管(1)的一侧设有与静模组(5)配合对原料进行塑形的动模组(6)；
所述输料管(1)的上方设有对输料管(1)内原料进行投放的补充装置，所述补充装置包括由外部支架进行固定支撑的存储料筒(7)，所述存储料筒(7)的下方设有贯穿至输料管(1)内的承料漏斗(8)，所述存储料筒(7)和承料漏斗(8)的相对端限位滑动连接有同一个活动隔板(9)，所述活动隔板(9)上靠近静模组(5)的一端通过销轴转动连接有转动臂(10)，所述转动臂(10)的顶部通过销轴转动连接有固定座(11)，所述固定座(11)的顶部固定连接有动力机构带动进行往复升降的升降臂一(12)；
所述动模组(6)包括密封罩一(13)和固定在密封罩一(13)表面的移动板(14)，所述静模组(5)包括静置板(15)以及固定在静置板(15)四周外轮廓上的密封罩二(16)；
所述密封罩二(16)上设有升降臂二(17)，所述升降臂二(17)的顶部与固定座(11)的底部固定连接，所述升降臂二(17)的表面贯穿密封罩二(16)和静置板(15)并与密封罩二(16)和静置板(15)滑动连接，所述升降臂一(12)上远离存储料筒(7)的一侧固定连接有斜置弯折引导板(18)，所述斜置弯折引导板(18)的表面贯穿并滑动连接有L形板(19)，所述L形板(19)的底部与移动板(14)的上表面固定连接；
所述静置板(15)朝向移动板(14)的一侧固定连接有在注塑时向注塑腔内填充气体、使塑件内部膨胀中空的辅助装置，所述辅助装置包括固定在静置板(15)上的套筒一(20)，所述套筒一(20)的内壁轴向限位滑动连接有套筒二(21)，所述套筒一(20)和套筒二(21)的外轮廓上均开设有在重合时实现排气的排气孔一(22)和排气孔二(23)，所述套筒二(21)朝向静置板(15)的一端固定连接有压簧(24)；
所述辅助装置还包括固定在密封罩二(16)上表面并延伸至静置板(15)内的延伸管(25)，所述延伸管(25)的底部向着拆箱套筒一(20)的轴线方向延伸并与套筒一(20)的端部连通，所述延伸管(25)的顶部与外接高压气源连通；
所述延伸管(25)上远离套筒二(21)的一端与静置板(15)的表面固定连接。
2.根据权利要求1所述的一种燃料电池端板注塑成型装置，其特征在于：所述升降臂二(17)的表面竖直径向贯穿导料喷管(4)且与导料喷管(4)的截面滑动连接，所述升降臂二(17)的表面开设有与导料喷管(4)截面配合使输料管(1)内熔融态原料间歇转移至密封罩二(16)内的导料通槽(26)。
3.一种燃料电池端板注塑成型工艺，采用如权利要求1-2中任一项所述的燃料电池端板注塑成型装置进行注塑成型，其特征在于：所述成型工艺包括以下步骤：
S1、准备操作：将铝制端板本体预先安装在移动板(14)上，将待使用的注塑原料置于存储料筒(7)内；
S2、注塑操作：通过静模组(5)和动模组(6)的相向运动，形成注塑腔，在注塑腔内完成在铝制端板本体上的注塑操作；
S3、间歇放料：通过活动隔板(9)在存储料筒(7)底部水平往复移动，实现存储料筒(7)内注塑原料间歇投放至输料管(1)内；
S4、中空冷却：通过延伸管(25)将高压冷空气注入注塑腔内，加速冷却，同时塑料件内部膨胀而造成中空，产品外形完整无缺，提高刚性减轻重量；
S5、分离取件：在静模组(5)和动模组(6)进行相背离移动，注塑腔打开，手动将与铝制端板本体相结合后的注塑件整体取出。
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