本發(fā)明涉及燃料電池技術領域，尤其涉及一種碳紙疏水處理設備。
背景技術：
燃料電池是一種將化學能通過化學反應直接轉化成電能的裝置，具有能量轉換效率高(可達40％～60％)、模塊化結構緊湊、低噪音、環(huán)境友好、可靠性高故障率低等特點，在基站電源、中小型電站和區(qū)域性分散電站、固定式備用電源、可移動便攜式電源及各種電動車等方面，具有廣闊的應用前景。質子交換膜燃料電池作為燃料電池中的一種，因其低操作溫度、低溫啟動迅速等優(yōu)勢而備注關注，在國內外已經被認可為今后動力技術發(fā)展的主要方向，歐洲和日本的各大汽車公司紛紛投入巨資進行質子交換膜燃料電池汽車的研發(fā)和實驗，各國政府也在政策法規(guī)上給予了極大的支持。雖然全球范圍內質子交換膜燃料電池的發(fā)展如火如荼，但由于性能和成本兩方面的限制，目前還未真正的實現(xiàn)大規(guī)模商業(yè)化。
膜電極是質子交換膜燃料電池的核心部件，由陽極氣體擴散層、陽極催化層、質子交換膜、陰極催化層和陰極氣體擴散層組成。膜電極是電化學反應發(fā)生的場所，反應時，在陽極燃料通過陽極催化層，在催化劑作用下被氧化；在陰極作為陰極反應物的氧氣或空氣通過陰極氣體擴散層進入陰極催化層，被陰極催化劑還原生成產物水，生成的水通過氣體擴散層隨反應尾氣排出。如果不處理好水管理的問題，那么在高電流密度下生成的水就無法及時排出，造成電極水淹，會嚴重阻礙反應氣體的進入以及氣體與催化劑的接觸，使得氣體密度減小，有效催化面積減小，電流密度急劇下降，因此必須要處理好水管理的問題。
為了提高氣體擴散層的水管理能力，就需要對氣體擴散層材料(碳紙)進行疏水處理。一般采用浸漬疏水劑溶液如聚四氟乙烯(ptfe)溶液的方法來進行疏水處理，浸漬完后對碳紙進行干燥和燒結處理，使疏水劑在碳紙內形成網絡，從而形成良好的排水性能。但由于碳紙既脆又薄，常規(guī)的夾持浸泡方法很容易將碳紙弄碎，且在浸泡后ptfe附著在碳紙上的均勻一致性難以保證。
中國專利zl200620137261.9公開了一種用于氣體擴散層材料進行疏水處理的設備，該專利設備可以在氣體擴散層材料浸漬后、干燥前對氣體擴散層材料進行兩面輥吸處理，利用由多個輥筒帶動的吸液片將氣體擴散層材料表面的疏水劑吸去，從而在下一次浸漬氣體擴散層材料時，可以使疏水劑容易地進入氣體擴散層材料內部而不在氣體擴散層材料表面積聚，從而有利于氣體擴散層形成更好的開孔結構。但該設備只能進行輥吸功能，不能進行浸泡、輥吸連續(xù)處理，而且反面輥吸處理起不到實質作用，增加了設備的復雜性和生產成本。
技術實現(xiàn)要素：
本發(fā)明所要解決的技術問題是：提供一種碳紙疏水處理設備，不僅結構簡單，而且能夠實現(xiàn)對碳紙進行浸泡和輥吸的連續(xù)處理。
為了解決上述技術問題，本發(fā)明采用的技術方案為：
一種碳紙疏水處理設備，包括水平方向依次設置的第一伸縮機構、浸漬裝置和輥吸裝置，所述浸漬裝置包括盛液盆、第一支架、第一輥筒、網狀的工裝板和升降機構，所述升降機構連接于第一支架，所述第一輥筒的轉動軸固定于第一支架上，所述工裝板可活動的擱置于所述第一輥筒上，所述盛液盆設置于所述第一支架的下方；所述輥吸裝置包括第二支架、第二輥筒、擠壓輥和吸液片，所述第二輥筒的轉動軸固定于第二支架上，所述吸液片繞設于所述擠壓輥外，所述擠壓輥設置于第二輥筒的上方，且第二輥筒與擠壓輥之間的間距小于或等于工裝板加碳紙的厚度。
本發(fā)明的有益效果在于：該設備的結構簡單，制造成本低；能夠有效解決人工夾持浸泡導致的碳紙破損率高的問題，還可以將碳紙的浸泡和輥吸兩個過程實現(xiàn)自動化連續(xù)處理，簡化工藝，節(jié)省時間。
附圖說明
圖1為本發(fā)明實施例的碳紙疏水處理設備的結構示意圖；
標號說明：
1、第一伸縮機構；2、盛液盆；3、第一支架；4、第一輥筒；5、工裝板；6、升降機構；7、第二支架；8、第二輥筒；9、第三支架；10、第三輥筒；
11、高度調節(jié)裝置；12、第二伸縮機構；13、碳紙；14、擠壓輥；15、吸液片。
具體實施方式
為詳細說明本發(fā)明的技術內容、所實現(xiàn)目的及效果，以下結合實施方式并配合附圖予以說明。
本發(fā)明最關鍵的構思在于:在浸漬裝置中設置升降機構6，能夠實現(xiàn)碳紙13的浸泡過程；浸漬裝置和輥吸裝置中分別設置有第一輥筒4和第二輥筒8；設置第一伸縮機構1，能夠推動工裝板5在第一輥筒4和第二輥筒8上移動，即自動從浸漬裝置移動到輥吸裝置，同時完成輥吸過程。
請參照圖1，一種碳紙疏水處理設備，包括水平方向依次設置的第一伸縮機構1、浸漬裝置和輥吸裝置，所述浸漬裝置包括盛液盆2、第一支架3、第一輥筒4、網狀的工裝板5和升降機構6，所述升降機構6連接于第一支架3，所述第一輥筒4的轉動軸固定于第一支架3上，所述工裝板5可活動的擱置于所述第一輥筒4上，所述盛液盆2設置于所述第一支架3的下方；所述輥吸裝置包括第二支架7、第二輥筒8、擠壓輥14和吸液片15，所述第二輥筒8的轉動軸固定于第二支架7上，所述吸液片15繞設于所述擠壓輥14外，所述擠壓輥14設置于第二輥筒8的上方，且第二輥筒8與擠壓輥14之間的間距小于或等于工裝板5加碳紙13的厚度。
本發(fā)明工作原理：將碳紙13放置于工裝板5上后，升降機構6帶動第一支架3下降，使碳紙13浸泡于盛液盆2中，浸泡一定時間后，升降機構6抬起第一支架3，并使第一支架3上的第一輥筒4上升至與輥吸裝置中的第二輥筒8一致的高度；然后第一伸縮機構1啟動，推動工裝板5及碳紙13向輥吸裝置方向移動，碳紙13經過擠壓輥14和第二輥筒8之間，擠壓輥14表面的吸液片15即會吸走碳紙13表面的疏水劑溶液。
從上述描述可知，本發(fā)明的有益效果在于：該設備的結構簡單，制造成本低；能夠有效解決人工夾持浸泡導致的碳紙破損率高的問題，還可以將碳紙的浸泡和輥吸兩個過程實現(xiàn)自動化連續(xù)處理，簡化工藝，節(jié)省時間。
進一步的，還包括第二伸縮機構12，所述第二伸縮機構12與所述第一伸縮機構1相對設置，所述浸漬裝置和輥吸裝置設置于第一伸縮機構1和第二伸縮機構12之間。
由上述描述可知，第一伸縮機構能夠推送工裝板和碳紙至輥吸裝置內，第二伸縮機構能夠將工裝板送回至原來的位置，以便下一個碳紙的疏水處理。
進一步的，所述第一輥筒4和第二輥筒8的數(shù)目均為多個；所述擠壓輥14設置于其中一個第二輥筒8的上方。
進一步的，所述輥吸裝置還包括第三支架9和兩個第三輥筒10，兩個第三輥筒10和所述擠壓輥14呈三角狀固定于所述第三支架9上；所述吸液片15繞設于兩個第三輥筒10和擠壓輥14外。
進一步的，所述輥吸裝置還包括高度調節(jié)裝置11，所述擠壓輥14通過所述高度調節(jié)裝置11固定于所述第三支架9上。
由上述描述可知，通過高度調節(jié)裝置，可以調節(jié)擠壓輥和第二輥筒之間的間距，從而可對不同厚度的碳紙進行輥吸過程。
進一步的，所述第三支架9包括沿高度方向設置的滑槽，所述擠壓輥14通過鎖緊件固定于所述滑槽。
進一步的，所述輥吸裝置還包括驅動裝置，所述擠壓輥14的轉動軸由所述驅動裝置驅動。
由上述描述可知，所述驅動裝置可驅動擠壓輥以及擠壓輥上的吸液片轉動。
進一步的，所述吸液片15為柔性的吸水紙、吸水海綿或吸水碳纖維布。
進一步的，所述第一伸縮機構1和升降機構6均為氣缸。
進一步的，所述工裝板5為表面光滑的環(huán)氧樹脂板。
實施例一
請參照圖1，本發(fā)明的實施例一為：一種碳紙疏水處理設備，包括在水平方向依次設置的第一伸縮機構1、浸漬裝置、輥吸裝置和第二伸縮機構12，所述第一伸縮機構1和第二伸縮機構12相對設置，在本實施例中，所述第一伸縮機構1和第二伸縮機構12均包括氣缸，第一伸縮機構1和第二伸縮機構12的伸縮方向均與浸漬裝置和輥吸裝置之間的連線相平行。
所述浸漬裝置包括盛液盆2、第一支架3、多個第一輥筒4、網狀的工裝板5和升降機構6。所述升降機構6連接于第一支架3，優(yōu)選的，所述升降機構6為氣缸，該氣缸的活塞桿連接于所述第一支架3。多個第一輥筒4平行間隔設置，第一輥筒4的轉動軸固定于第一支架3上，且第一輥筒4的轉動軸與第一伸縮機構1的伸縮方向相垂直。所述工裝板5可活動的擱置于所述第一輥筒4上，工裝板5可在第一輥筒4上面移動；初始狀態(tài)時，第一伸縮機構1和第二伸縮機構12的伸縮頭與工裝板5在同一水平線上；所述工裝板5用于放置碳紙13，工裝板5的面積等于或稍大于碳紙13的面積，為避免碳紙13磨損，工裝板5可選用表面光滑的網狀的環(huán)氧樹脂板。所述盛液盆2設置于所述第一支架3的下方，所述盛液盆2內盛裝有一定濃度的聚四氟乙烯乳液。
所述輥吸裝置包括第二支架7、多個第二輥筒8、第三支架9、兩個第三輥筒10、擠壓輥14和吸液片15，多個第二輥筒8平行間隔設置，且第二輥筒8的轉動軸與第一伸縮機構1的伸縮方向相垂直，所述第二輥筒8的轉動軸固定于第二支架7上。第三支架9設置于所述第二支架7的側邊或固定于第二支架7上，兩個第三輥筒10和所述擠壓輥14呈三角狀固定于所述第三支架9上，其中所述擠壓輥14設置于第二輥筒8的上方，且第二輥筒8與擠壓輥14之間的間距小于或等于工裝板5加碳紙13的厚度；所述吸液片15繞設于兩個第三輥筒10和擠壓輥14外。所述輥吸裝置還包括高度調節(jié)裝置11，所述擠壓輥14通過所述高度調節(jié)裝置11固定于所述第三支架9上。具體的，所述第三支架9包括沿高度方向設置的滑槽，所述擠壓輥14通過鎖緊件固定于所述滑槽，通過調節(jié)擠壓輥14與滑槽的相對位置，可以調節(jié)擠壓輥14的高度，從而調節(jié)擠壓輥14與第二輥筒8之間的間距。所述輥吸裝置還包括驅動裝置，所述驅動裝置包括電機以及連接于電機的減速器和皮帶，通過皮帶驅動擠壓輥14轉動，從而帶動吸液片15轉動。所述吸液片15為柔性的吸水紙、吸水海綿或吸水碳纖維布，厚度為0.2mm，吸液片15的寬度與擠壓輥14以及第三輥筒10的長度一致。擠壓輥14的長度與工裝板5的寬度一致。
需要對碳紙13進行疏水處理時，先將碳紙13放置到工裝板5上，通過高度調節(jié)裝置11調節(jié)擠壓輥14和第二輥筒8之間的間距小于工裝板5加碳紙13的厚度，本實施例中，工裝板5加碳紙13的厚度為1.19mm，調節(jié)擠壓輥14和第二輥筒8之間的間距為1.16mm。啟動升降機構6帶動第一支架3下降時，第一支架3上的工裝板5和碳紙13可浸泡于聚四氟乙烯乳液中。浸泡至預定時間后，升降機構6復位，將工裝板5和碳紙13抬起，使工裝板5的高度、第一伸縮機構1的動力輸出軸的高度和第二輥筒8的高度在同一水平線上。啟動輥吸裝置中的驅動裝置，使吸液片15沿擠壓輥14和第三輥筒10轉動，調節(jié)擠輥的轉速為20轉每分鐘，為逆時針轉動。同時啟動第一伸縮機構1，第一伸縮機構1推送工裝板5以及碳紙13，使其經過擠壓輥14和第二輥筒8之間，纏繞與擠壓輥14表面的吸液片15會吸去碳紙13表面多余的聚四氟乙烯乳液；整個碳紙13過完輥吸程序后，人工取下碳紙13，第一伸縮機構1復位；然后第二伸縮機構12啟動，將工裝板5送回至原來的位置，最后第二伸縮機構12回程。
綜上所述，本發(fā)明提供的碳紙疏水處理裝置結構簡單，制造成本低，便于操作，能夠將碳紙的浸漬和輥吸程序進行連續(xù)自動化生產，可有效解決人工浸泡處理導致的碳紙破損率高的問題，還可適應于不同厚度的碳紙的疏水處理。
以上所述僅為本發(fā)明的實施例，并非因此限制本發(fā)明的專利范圍，凡是利用本發(fā)明說明書及附圖內容所作的等同變換，或直接或間接運用在相關的技術領域，均同理包括在本發(fā)明的專利保護范圍內。