CN219903471U - 一种膜电极真空压合装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种膜电极真空压合装置，涉及燃料电池生产的技术领域。其包括顶板、真空组件以及加压组件，真空组件设置在加压组件上，加压组件设置在顶板上，真空组件用于调节真空度，加压组件用于施加压力；真空组件包括真空护罩、底板、气缸以及抽真空装置，加压组件包括压合模具以及压力机，压合模具设置在底板上，压合模具与顶板固定连接，顶板远离压合模具的一端连接压力机；真空护罩设置在压合模具的上方，通过气缸与顶板连接，真空护罩的底端可与底板抵接；真空护罩与底板抵接时，真空护罩内形成密封腔；抽真空装置与密封腔连通。本实用新型提高了膜电极压合的真空度，进而提高了电池的密度，提高了电池的存电量。

Description

一种膜电极真空压合装置

技术领域

本实用新型涉及燃料电池生产的技术领域，尤其是涉及一种膜电极真空压合装置。

背景技术

膜电极是氢能燃料电池的核心部件，是燃料电池动力的来源，影响了氢能燃料电池的性能、寿命和成本。当前，燃料电池技术处在爆发期，较为成熟地应用在汽车产业，汽车产业的规模效应也促进了燃料电池技术的快速发展。在电动轿车、电动卡车的生产和使用中，氢能燃料电池起到了重要作用。

膜电极真空压合装置是将催化层从基底层压合转印至质子交换膜两侧，制备得到催化剂覆膜电极三合一组件（CCM），进一步通过压合机，将膜电极边框、扩散层与CCM型电极在一定的温度和压力条件下，压合制备得到完整的五合一膜电极组件（MEA）。

当前主要通过点胶设备点胶连接CCM与扩散层，使用简易压装机进行人工手动压合，挤压式排出空气形成低真空，生产效率较低，产品质量不稳定。

由于燃料电池技术的快速发展，膜电极有了更高的生产要求，其中对膜电极压合的真空度的要求逐渐增高。当前缺乏一套能够提高膜电极压合真空度的膜电极真空压合装置。

实用新型内容

为了提高膜电极压合的真空度，提高生产效率，本实用新型提供一种膜电极真空压合装置。

本实用新型提供的一种膜电极真空压合装置，采用如下的技术方案：

一种膜电极真空压合装置，包括顶板、真空组件以及加压组件，所述真空组件设置在所述加压组件上，所述加压组件设置在所述顶板上，所述真空组件用于调节真空度，所述加压组件用于施加压力；

所述真空组件包括真空护罩、底板、气缸以及抽真空装置，所述加压组件包括压合模具以及压力机，所述压合模具设置在所述底板上，所述压合模具与所述顶板固定连接，所述顶板远离所述压合模具的一端连接所述压力机；

所述真空护罩设置在所述压合模具的上方，所述真空护罩通过所述气缸与所述顶板连接，所述真空护罩的底端可与所述底板抵接，所述真空护罩与所述底板抵接时，所述真空护罩内形成密封腔，所述抽真空装置与所述密封腔连通。

通过采用上述技术方案，膜电极真空压合装置由顶板连接到压力机上，将膜电极放在底板上，压力机带动整套装置到达指定位置后，真空护罩在气缸的作用下向下移动，与底板抵接并压实，形成密封腔，抽真空装置将密封腔中的气压变成负压，压力机精准下压，膜电极真空压合达到预定效果后，压力机停止下压，其他机构保持现有动作，维持一定时间后，待真空护罩内的负压变小，气缸将真空护罩提起，压力机带动整套装置上升到指定位置，取走膜电极，进行下一膜电极的压合工作；如此设置，提高了膜电极压合的真空度，进而提高了电池的密度，提高了电池的存电量，膜电极的压合不再需要操作人员手动操作，减少了人力劳动，提高了工作效率。

可选的，所述真空组件还包括真空数显表，所述真空数显表通过管道与密封腔连通。

通过采用上述技术方案，直接观察密封腔的真空度，方便对装置实时监测和及时维修，提高了操作的方便性，提高了工作效率。

可选的，所述真空组件还包括正压气源，所述正压气源与所述密封腔连通。

通过采用上述技术方案，使密封腔内的负压快速变为正压，不再需要等待负压变小后提起装置，提高了操作的方便性，节省了操作时间，提高了工作效率。

可选的，所述真空组件还包括密封海绵，密封海绵连接固定在真空护罩的下方。

通过采用上述技术方案，真空护罩下降后，密封海绵与底板直接接触压实，提高了真空护罩的密封性，提高了膜电极压合的真空度。

可选的，所述真空组件还包括过渡导柱以及密封导套，所述真空护罩上开设有第一通孔，所述密封导套嵌设在所述真空护罩上，且所述密封导套与所述第一通孔同轴，所述过渡导柱设置在所述压合模具上，所述真空护罩通过所述密封导套滑动设置在所述过渡导柱上。

通过采用上述技术方案，过渡导柱起到导向的作用，使压合模具与真空护罩发生相对滑动时，减少偏移的产生，提高膜电极压合的精准度；密封导套为过渡导柱提供导向，有利于过渡导柱的正常升降，进一步减少偏移的产生；密封导套有利于过渡导柱与真空护罩之间的密封性，提高了真空度。

可选的，所述真空组件还包括抽真空气管快插接头、吹正压气管快插接头，所述吹正压气管快插接头与所述密封腔连通，所述抽真空气管快插接头与所述密封腔连通。

通过采用上述技术方案，使正压气源的进气管通过吹正压气管快插接头与密封腔连通，方便进气管的快速拔插，方便维修和更换正压气源；抽真空装置的抽气管通过抽真空气管快插接头与密封腔连通，方便抽气管的快速拔插，方便维修和更换抽真空装置，提高了操作的方便性，提高了工作效率。

可选的，所述加压组件还包括主导柱以及导向座，所述真空护罩上开设有第二通孔，所述导向座嵌设在所述真空护罩上，且所述导向座与所述第二通孔同轴，所述主导柱的一端连接安装在所述压合模具上，所述主导柱的另一端连接安装在所述顶板上，所述真空护罩通过所述导向座滑动设置在所述主导柱上。

通过采用上述技术方案，使压合模具通过主导柱承受压力机的压实力量，主导柱起到导向的作用，使压合模具与真空护罩发生相对滑动时，减少偏移的产生，提高了膜电极压合的精准度；导向座为主导柱提供导向，有利于主导柱的正常升降，进一步减少偏移的产生；导向座有利于主导柱与真空护罩之间的密封性，提高了真空度。

可选的，所述加压组件还包括连接端盖以及压盖，所述连接端盖连接安装在压力装置上，所述压盖固定连接在压合模具上，所述主导柱的一端与连接端盖连接，所述主导柱的另一端与压盖固定连接，连接端盖和压盖均可拆卸。

通过采用上述技术方案，在对真空护罩进行维修拆卸时，将顶板和连接端盖拆卸后，即可拆卸真空护罩，主导柱不再直接固定在顶板上；在对压合模具进行维修拆卸时，将真空护罩和压盖拆卸后，即可拆卸压合模具，压合模具不再直接固定在主导柱上，便于及时维修拆卸，提高了操作的方便性，提高了工作效率。

综上所述，本实用新型包括以下至少一种有益技术效果：

1.通过真空组件的设置，替代了传统的手动压合模式，减少了人力劳动，使膜电极压合过程中的真空度得到提高，同时减少了等待负压变小的时间，提高了工作效率。

2.通过加压组件的设置，使压合模具与真空护罩发生相对滑动，减少了偏移的产生，提高了膜电极压合的精准度，提高了真空度，提高了工作效率。

3.通过抽真空气管快插接头、吹正压气管快插接头、连接端盖和压盖的设置，便于多个组件的快速拆卸和更换，提高了工作效率。

附图说明

图1是本实用新型实施例的整体结构示意图；

图2是本实用新型实施例的A-A方向剖面图；

图3是图2的B部分放大图；

图4是图2的C部分放大图。

附图标记说明：100、顶板；200、真空组件；201、真空护罩；202、底板；203、气缸；204、抽真空装置；205、密封腔；206、真空数显表；207、正压气源；208、抽真空气管快插接头；209、吹正压气管快插接头；210、密封海绵；211、过渡导柱；212、密封导套；213、气缸支座；2121、第一密封圈；2122、第二密封圈；300、加压组件；310、压合模具；320、压力机；330、主导柱；340、导向座；350、连接端盖；360、压盖；370、导向铜套；380、第一通孔；390、第二通孔；3401、第三密封圈；3402、第四密封圈。

具体实施方式

以下结合图1-图3对本实用新型作进一步详细说明。

本实用新型实施例公开了一种膜电极真空压合装置，参照图1，包括真空组件200、顶板100以及加压组件300，所述真空组件200设置在所述加压组件300上，所述加压组件300设置在所述顶板100上，所述真空组件200用于调节真空度，所述加压组件300用于施加压力。本装置具有提高膜电极压合的真空度的技术效果。

参照图1、图2以及图3，真空组件200包括真空护罩201、底板202、气缸203、抽真空装置204、真空数显表206、正压气源207、密封海绵210、过渡导柱211、密封导套212、抽真空气管快插接头208以及吹正压气管快插接头209；所述气缸203设置两个，所述顶板100两侧均通过螺栓连接有气缸支座213，所述气缸203的缸体通过螺栓连接在所述气缸支座213上；所述真空护罩201连接在气缸203的输出端上，所述密封海绵210粘接在真空护罩201的底端，所述真空护罩201可与所述底板202抵接并形成密封腔205；所述真空数显表206通过螺栓连接在真空护罩201上，且所述真空数显表206通过管道与所述密封腔205连通；所述抽真空气管快插接头208和所述吹正压气管快插接头209均设置在所述过渡导柱211上，所述抽真空装置204通过抽真空气管快插接头208与密封腔205连通，所述正压气源207通过吹正压气管快插接头209与密封腔205连通；所述真空护罩201上开设有第一通孔380，所述密封导套212嵌设在真空护罩201上且与第一通孔380同轴，所述过渡导柱211通过螺纹连接安装在加压组件300上，所述真空护罩201通过所述密封导套212滑动连接在过渡导柱211上；所述密封导套212与所述过渡导柱211之间固定有第一密封圈2121，所述密封导套212与真空护罩201之间固定有第二密封圈2122。

在对装置进行抽真空时，真空护罩201在气缸203的作用下沿着过渡导柱211向下移动与底板202抵接压实形成密封腔205，抽真空装置204通过抽真空气管快插接头208将密封腔205中的气压变成负压，真空数显表206实时监控真空度；压合完成后，正压气源207通过吹正压气管快插接头209将密封腔205中的负压变成正压。

参照图1、图2以及图3，加压组件300包括压合模具310、压力机320、主导柱330、导向座340、连接端盖350以及压盖360，所述压力机320与用于对顶板100施加压力；所述连接端盖350螺纹连接在顶板100上，所述压盖360通过螺栓连接在压合模具310上，所述主导柱330的一端通过螺栓固定在连接端盖350上，所述主导柱330的另一端与压盖360固定连接；所述真空护罩201上开设有第二通孔390，所述导向座340嵌设在真空护罩201上且与第二通孔390同轴，真空护罩201通过导向座340滑动设置在主导柱330上；所述导向座340的内周面上设置有导向铜套370，所述导向铜套370与导向座340同轴，且导向铜套370的内周面与主导柱330的外周面贴合；所述导向座340与真空护罩201之间固定有第三密封圈3401，所述导向座340与主导柱330之间固定有第四密封圈3402。

在进行膜电极的压合工作时，膜电极真空压合装置由顶板100连接到压力机320上，将膜电极放在底板202上，压力机320带动整套装置到达指定位置后，真空护罩201在气缸203的作用下向下移动与底板202抵接压实，形成密封腔205，待密封腔205中的气压变成设定负压后，压力机320下压，主导柱330承受所有压实力量，气缸203内部出现气体微距离压缩，膜电极真空压合达到预定效果后，压力机320停止下压，其他机构保持现有动作，维持一定时间后，待密封腔205中的负压变成正压后，气缸203将真空护罩201提起，压力机320带动整套装置上升到指定位置，取走膜电极，进行下一膜电极的压合工作；当需要对真空护罩201进行维修拆卸时，将顶板100和连接端盖350拆卸后，即可拆卸真空护罩201；当需要对压合模具310进行维修拆卸时，将真空护罩201和压盖360拆卸后，即可拆卸压合模具310。

本实用新型实施例一种膜电极真空压合装置的实施原理为：

在进行膜电极的真空压合时，膜电极真空压合装置由顶板100连接到压力机320上，过渡导柱211设置两个，抽真空气管快插接头208安装在其中一个过渡导柱211上，吹正压气管快插接头209安装在另一个过渡导柱211上；将膜电极放在底板202上，压力机320带动整套装置到达指定位置后，真空护罩201在气缸203的作用下向下移动，与底板202抵接并压实，形成密封腔205；抽真空装置204通过抽真空气管快插接头208将密封腔205中的气压变成负压，真空数显表206实时监控真空度，到达设定压力后，真空泵停止工作；压力机320下压，主导柱330承受所有压实力量，气缸203内部出现气体微距离压缩，膜电极真空压合达到预定效果后，压力机320停止下压，其他机构保持现有动作；维持一定时间后，正压气源207通过吹正压气管快插接头209将密封腔205中的负压变成正压；气缸203将真空护罩201提起，压力机320带动整套装置上升到指定位置，取走膜电极，进行下一膜电极的压合工作；当需要对真空护罩201进行维修拆卸时，将顶板100和连接端盖350拆卸后，即可拆卸真空护罩201；当需要对压合模具310进行维修拆卸时，将真空护罩201和压盖360拆卸后，即可拆卸压合模具310。

以上均为本实用新型的较佳实施例，并非依此限制本实用新型的保护范围，故：凡依本实用新型的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种膜电极真空压合装置，其特征在于：包括顶板（100）、真空组件（200）以及加压组件（300），所述真空组件（200）设置在所述加压组件（300）上，所述加压组件（300）设置在所述顶板（100）上，所述真空组件（200）用于调节真空度，所述加压组件（300）用于施加压力；

所述真空组件（200）包括真空护罩（201）、底板（202）、气缸（203）以及抽真空装置（204），所述加压组件（300）包括压合模具（310）以及压力机（320），所述压合模具（310）设置在所述底板（202）上，所述压合模具（310）与所述顶板（100）固定连接，所述顶板（100）远离所述压合模具（310）的一端连接所述压力机（320）；

所述真空护罩（201）设置在所述压合模具（310）的上方，所述真空护罩（201）通过所述气缸（203）与所述顶板（100）连接，所述真空护罩（201）的底端可与所述底板（202）抵接，所述真空护罩（201）与所述底板（202）抵接时，所述真空护罩（201）内形成密封腔（205），所述抽真空装置（204）与所述密封腔（205）连通。

2.根据权利要求1所述的一种膜电极真空压合装置，其特征在于：所述真空组件（200）还包括真空数显表（206），所述真空数显表（206）通过管道与密封腔（205）连通。

3.根据权利要求2所述的一种膜电极真空压合装置，其特征在于：所述真空组件（200）还包括正压气源（207），所述正压气源（207）与所述密封腔（205）连通。

4.根据权利要求3所述的一种膜电极真空压合装置，其特征在于：所述真空组件（200）还包括密封海绵（210），密封海绵（210）连接固定在真空护罩（201）的下方。

5.根据权利要求4所述的一种膜电极真空压合装置，其特征在于：所述真空组件（200）还包括过渡导柱（211）以及密封导套（212），所述真空护罩（201）上开设有第一通孔（380），所述密封导套（212）嵌设在所述真空护罩（201）上，且所述密封导套（212）与所述第一通孔（380）同轴，所述过渡导柱（211）设置在所述压合模具（310）上，所述真空护罩（201）通过所述密封导套（212）滑动设置在所述过渡导柱（211）上。

6.根据权利要求5所述的一种膜电极真空压合装置，其特征在于：所述真空组件（200）还包括抽真空气管快插接头（208）、吹正压气管快插接头（209），所述吹正压气管快插接头（209）与所述密封腔（205）连通，所述抽真空气管快插接头（208）与所述密封腔（205）连通。

7.根据权利要求1-6中任意一项所述的一种膜电极真空压合装置，其特征在于：所述加压组件（300）还包括主导柱（330）以及导向座（340），所述真空护罩（201）上开设有第二通孔（390），所述导向座（340）嵌设在所述真空护罩（201）上，且所述导向座（340）与所述第二通孔（390）同轴，所述主导柱（330）的一端连接安装在所述压合模具（310）上，所述主导柱（330）的另一端连接安装在所述顶板（100）上，所述真空护罩（201）通过所述导向座（340）滑动设置在所述主导柱（330）上。

8.根据权利要求7所述的一种膜电极真空压合装置，其特征在于：所述加压组件（300）还包括连接端盖（350）以及压盖（360），所述连接端盖（350）连接安装在压力装置上，所述压盖（360）固定连接在压合模具（310）上，所述主导柱（330）的一端与连接端盖（350）连接，所述主导柱（330）的另一端与压盖（360）固定连接，连接端盖（350）和压盖（360）均可拆卸。