碳纸用加热转贴装置的制作方法

1.本实用新型涉及膜电极生产设备技术领域，尤其是涉及一种碳纸用加热转贴装置。


背景技术：

2.气体扩散层是膜电极的重要组成部分之一，主要起到了传输气体和水分的作用，负责将双极板中的氢气和氧气引导到催化剂层中，为催化剂层提供足够多的气体用于反应，同时能够将催化剂层中生成的水传递到双极板，以防止生成物在催化剂层中的堆积，阻碍反应的进一步发生。因此，气体扩散层主要由基底层和微孔层两部分组成，基底层起到了为微孔层和催化剂层提供支撑的作用，主要由碳纸等材料构成，微孔层起到了改善基底层与催化剂层之间接触界面的作用，主要由炭黑粉和憎水剂混合制备而成。
3.在膜电极的制备过程中，需要将碳纸转贴到膜电极上，现有的转贴装置主要存在以下问题：第一是只是通过吸风辊来将碳纸简单的转贴到膜电极料带上，因此碳纸与膜电极料带之间的贴合力比较小，转贴的效果比较差，影响了膜电极的成品质量；第二是在碳纸被分切成片状之后，非常容易出现未被分切的碳纸与吸风辊贴合不紧密甚至分离的情况，不仅会导致碳纸分切不均匀的问题，还会影响碳纸转贴工作的连续性，拖慢了膜电极的生产效率。
4.因此，需要一种能够解决上述问题的碳纸用加热转贴装置。


技术实现要素：

5.本实用新型提出一种碳纸用加热转贴装置，实现了对碳纸的精准分切和转贴，避免了碳纸在分切时过松或与吸风加热辊分离的情况发生，保证了碳纸贴合的紧密性和分切的均匀性，提高了碳纸的转贴效果以及膜电极的生产效率。
6.本实用新型的技术方案是这样实现的：
7.碳纸用加热转贴装置，包括转贴刀座，所述转贴刀座上转动安装有依次设置的分切刀辊、吸风加热辊和旋转辊，所述分切刀辊的外周面上设有至少一个沿所述分切刀辊轴向延伸的分切刀，所述吸风加热辊的外周面上均布设有若干个吸风孔，所述旋转辊上安装有一用于对碳纸和膜电极料带进行间歇式压合的异步贴合机构，所述旋转辊连接有一旋转驱动机构，所述吸风加热辊的一侧设置有一导向压辊，所述导向压辊与所述转贴刀座之间设置有位置调节机构；
8.所述异步贴合机构包括两个旋转盘，两所述旋转盘分别固定安装于所述旋转辊的两端，两所述旋转盘上共同安装有若干根压合辊，每一所述压合辊均沿所述旋转辊的轴向延伸，全部所述压合辊呈环形均布设置于所述旋转辊的外侧。
9.作为一种优选的技术方案，所述位置调节机构包括两个固定于所述转贴刀座上的固定座，所述导向压辊设置于两所述固定座之间，每一所述固定座上均旋转安装有一调节螺杆，每一所述调节螺杆均沿所述导向压辊的径向延伸，每一所述调节螺杆上均以螺纹连
接的方式安装有一滑座，每一所述滑座均沿所述调节螺杆的轴向约束安装于对应所述固定座上，所述导向压辊的两端分别转动安装于对应所述滑座上。
10.作为一种优选的技术方案，所述吸风加热辊的一端安装有一导电滑环。
11.作为一种优选的技术方案，所述转贴刀座包括基座和固定于所述基座顶部的延长刀座，所述分切刀辊和吸风加热辊均安装于所述基座上，所述旋转辊安装于所述延长刀座上。
12.作为一种优选的技术方案，所述转贴刀座上转动安装有一传动底轴，所述传动底轴沿所述分切刀辊的轴向延伸，所述传动底轴固定安装于第一伺服电机的电机轴上，所述传动底轴的一端固定安装有驱动齿轮，所述分切刀辊的一端固定安装有第一从动齿轮，所述第一从动齿轮与所述驱动齿轮相啮合，所述吸风加热辊的一端固定安装有第二从动齿轮，所述第二从动齿轮与所述第一从动齿轮相啮合，所述旋转辊的两端分别转动安装有一旋转座，其中一所述旋转座上固定安装有第三从动齿轮，所述第三从动齿轮与所述第二从动齿轮相啮合。
13.作为一种优选的技术方案，所述旋转驱动机构包括第二伺服电机，所述旋转辊固定安装于所述第二伺服电机的电机轴上。
14.采用了上述技术方案，本实用新型的有益效果为：
15.由于碳纸用加热转贴装置包括分切刀辊、吸风加热辊、旋转辊、异步贴合机构和导向压辊，在本实用新型中，膜电极料带穿过吸风加热辊与旋转辊之间，碳纸在导向压辊的压紧作用下张紧贴合在吸风加热辊的外周面上，之后会穿过分切刀辊和吸风加热辊，在本实用新型中，利用导向压辊对碳纸进行压紧，并使碳纸能够紧密贴合在吸风加热辊的外周面上，保证了碳纸在分切过程中的张紧；利用旋转中的分切刀辊对碳纸进行分切，将碳纸分切成一片一片的，之后利用吸风加热辊上吸风孔产生的吸力，来将分切好的碳纸牢固的吸附在吸风加热辊的外周面上，当吸风加热辊上的碳纸转动到最高处时，旋转辊带动异步贴合机构转动，利用异步贴合机构来将膜电极料带与对应的碳纸压合在一起，从而实现了对碳纸的转贴工作，使每一片碳纸都能够紧密的贴合在膜电极料带上，加大了碳纸与膜电极料带之间的贴合力，进而有效提高了碳纸的转贴效果以及膜电极的成品质量。
16.由于导向压辊与转贴刀座之间设置有位置调节机构，在本实用新型中，利用位置调节机构来对导向压辊与吸风加热辊之间的间隙进行自由调整，使本实用新型可以对不同厚度的碳纸进行压紧，不仅确保了导向压辊对碳纸的压紧力，使碳纸在进行分切之前一直处于张紧的状态，导向压辊将碳纸紧密贴合在吸风加热辊的外周面上，避免了因碳纸过松而导致碳纸分切大小不一的情况发生，从而实现了分切刀辊对碳纸的精准分切，提高了碳纸分切的均匀性，进而保证了膜电极的成品质量；而且导向压辊的设置，还避免了未被分切的碳纸与吸风加热辊分离的情况发生，从而使碳纸能够不断的通过吸风加热辊与分切刀辊之间，进而保证了碳纸分切工作的连续性，提高了膜电极的生产效率。
17.由于异步贴合机构包括旋转盘和压合辊，在本实用新型中，由于吸风加热辊上的碳纸是一片一片分开设置的，当吸风加热辊上的碳纸转动到最高处时，旋转辊带动旋转盘和压合辊绕着旋转辊进行旋转，其中一根压合辊转动到最低处并与吸风加热辊的最高处对齐，此时，压合辊将膜电极料带向下压动，以使膜电极料带与位于最高处的碳纸压紧贴合在一起，之后膜电极料带不断向前移动，会将整片碳纸完全转贴到膜电极料带上，进而实现了
碳纸的转贴工作，异步贴合机构的设置实现了对碳纸和膜电极料带的间歇式压合工作，能够将膜电极料带与碳纸紧密压合在一起，加大了碳纸与膜电极料带之间的贴合力，从而提高了碳纸的转贴效果，进而提高了膜电极的成品质量。
18.由于吸风加热辊的一端安装有一导电滑环，在本实用新型中，导电滑环用于对吸风加热辊内的电加热棒进行通电，使吸风加热辊温度升高，加热能够使碳纸上胶线的粘性更好，从而有效提高了碳纸与膜电极料带的贴合效果。
附图说明
19.为了更清楚地说明本实用新型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实用新型的一些实施例，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。
20.图1为本实用新型的结构示意图；
21.图2为图1的左视示意图；
22.图3为图1中a-a向的剖视图；
23.图4为本实用新型的立体图；
24.图5为异步贴合机构的结构示意图；
25.图6为图5中b-b向的剖视示意图。
26.其中：1、转贴刀座；2、分切刀辊；3、吸风加热辊；4、旋转辊；5、分切刀；6、碳纸；7、吸风孔；8、膜电极料带；9、导向压辊；10、旋转盘；11、压合辊；12、第二伺服电机；13、固定座；14、导电滑环；15、滑座；16、调节螺杆；17、延长刀座；18、传动底轴；19、第一伺服电机；20、驱动齿轮；21、第一从动齿轮；22、第二从动齿轮；23、第三从动齿轮；24、基座；25、旋转座。
具体实施方式
27.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。
28.如图1-图6共同所示，碳纸用加热转贴装置，包括转贴刀座1，转贴刀座1上转动安装有依次设置的分切刀辊2、吸风加热辊3和旋转辊4，分切刀辊2的外周面上设有至少一个沿分切刀辊2轴向延伸的分切刀5，在本实施例中，分切刀5具体的数量以及两分切刀5之间的间距均按照碳纸6的转贴工艺进行设置；吸风加热辊3的外周面上均布设有若干个吸风孔7，在本实施例中，吸风加热辊3上的吸风孔7均通过吸气管道（图中未示出）连接有吸风设备（图中未示出），从而使吸风孔7在吸风加热辊3的外周面上形成吸力，进而实现了对碳纸6的吸附；旋转辊4上安装有一用于对碳纸6和膜电极料带8进行间歇式压合的异步贴合机构，在本实施例中，膜电极料带8的结构为依次设置的阳极边框、阳极催化剂层、质子交换膜、阴极催化基层和阴极边框；旋转辊4连接有一旋转驱动机构，吸风加热辊3的一侧设置有一导向压辊9，导向压辊9与转贴刀座1之间设置有位置调节机构。
29.如图3-图6共同所示，异步贴合机构包括两个旋转盘10，两旋转盘10分别固定安装
于旋转辊4的两端，两旋转盘10上共同安装有若干根压合辊11，每一压合辊11均沿旋转辊4的轴向延伸，全部压合辊11呈环形均布设置于旋转辊4的外侧，在本实用新型中，异步贴合机构的设置实现了对碳纸6和膜电极料带8的间歇式压合工作，不仅能够将膜电极料带8与碳纸6紧密压合在一起，提高了碳纸6的转贴效果，而且还避免了膜电极料带8与吸风加热辊3的外周面进行接触，从而避免了吸风加热辊3对膜电极料带8上的催化剂层造成损伤的情况发生，进而保证了膜电极的成品质量。
30.如图1-图4共同所示，位置调节机构包括两个固定于转贴刀座1上的固定座13，导向压辊9设置于两固定座13之间，每一固定座13上均旋转安装有一调节螺杆16，每一调节螺杆16均沿导向压辊9的径向延伸，每一调节螺杆16上均以螺纹连接的方式安装有一滑座15，每一滑座15均沿调节螺杆16的轴向约束安装于对应固定座13上，导向压辊9的两端分别转动安装于对应滑座15上，在本实用新型中，位置调节机构的设置实现了对导向压辊9和吸风加热辊3之间间隙的自由调整，使碳纸6能够始终紧密贴合在吸风加热辊3的外周面上，避免了出现因碳纸6过松而影响分切精度的情况发生，从而保证了分切刀辊2对碳纸6的精准分切，提高了碳纸6分切的均匀性，提高了膜电极的成品质量；而且还避免了碳纸6从吸风加热辊3上脱离下来的情况发生，进而保证了碳纸6分切和转贴工作的连续性，提高了膜电极的生产效率。
31.此外，吸风加热辊3的一端安装有一导电滑环14，在本实施例中，吸风加热辊3内部安装有电加热棒（图中未示出），导电滑环14与电加热棒电性连接，导电滑环14可以为电加热棒进行通电，以使吸风加热辊3的温度升高，利用吸风加热辊3对碳纸6上的胶线进行加热，从而增加了碳纸6与膜电极料带8之间的贴合紧密性，进而提高了碳纸6的贴合效果。
32.而且，转贴刀座1包括基座24和固定于基座24顶部的延长刀座17，分切刀辊2和吸风加热辊3均安装于基座24上，旋转辊4安装于延长刀座17上，在本实施例中，对转贴刀座1进行分体式设置的结构，实现了对分切刀辊2和吸风加热辊3的便捷安装。
33.此外，转贴刀座1上转动安装有一传动底轴18，传动底轴18沿分切刀辊2的轴向延伸，传动底轴18传动连接有第一伺服电机19，传动底轴18的一端固定安装有驱动齿轮20，分切刀辊2的一端固定安装有第一从动齿轮21，第一从动齿轮21与驱动齿轮20相啮合，吸风加热辊3的一端固定安装有第二从动齿轮22，第二从动齿轮22与第一从动齿轮21相啮合，旋转辊4的两端分别转动安装有一旋转座25，其中一旋转座25上固定安装有第三从动齿轮23，第三从动齿轮23与第二从动齿轮22相啮合。
34.旋转驱动机构包括第二伺服电机12，旋转辊4固定安装于第二伺服电机12的电机轴上。
35.使用本实用新型对碳纸6进行转贴的方法如下：
36.第一步，工人拧动调节螺杆16，带动滑座15进行移动，滑座15带动导向压辊9进行移动，来对导向压辊9与吸风加热辊3之间的间隙进行调整，以使碳纸6紧密的贴合在吸风加热辊3的外周面上，之后压紧在吸风加热辊3外周面上的碳纸6穿过吸风加热辊3与分切刀辊2之间；
37.第二步，牵引膜电极料带8穿过吸风加热辊3与旋转辊4之间，此时膜电极料带8与吸风加热辊3之间存在一定的间隙；
38.第三步，第一伺服电机19驱动传动底轴18进行旋转，并在驱动齿轮20、第一从动齿
轮21、第二从动齿轮22和第三从动齿轮23的作用下，依次带动分切刀辊2、吸风加热辊3和旋转座25进行旋转；
39.第四步，旋转中的分切刀辊2利用分切刀5对碳纸6进行分切，将穿过吸风加热辊3与分切刀辊2之间的碳纸6分切成一片一片的，同时在吸风加热辊3上吸风孔7的吸力作用下，分切好的碳纸6被吸附在吸风加热辊3的外周面上；
40.第五步，旋转中的吸风加热辊3带动碳纸6进行转动，当碳纸6的一端转动到吸风加热辊3的最高处时，第二伺服电机12带动旋转辊4进行转动，从而带动旋转盘10和压合辊11绕着旋转辊4进行转动，其中一根压合辊11转动到最低处并与吸风加热辊3的最高处对齐，压合辊11对膜电极料带8进行压动，从而使膜电极料带8与碳纸6的一端压合在一起，之后膜电极料带8不断向前移动，而旋转中的吸风加热辊3带动碳纸6不断与膜电极料带8贴合在一起，进而将碳纸6转贴到膜电极料带8上，实现了碳纸6的转贴工作；
41.第六步，当吸风加热辊3上的一片碳纸6转贴完成后，第二伺服电机12再次带动压合辊11转动，使位于最低处的压合辊11转动升高，此时压合辊11不再对膜电极料带8进行压动，避免了膜电极料带8与吸风加热辊3的外周面接触；
42.第七步，当下一张碳纸6转动到吸风加热辊3的最高处时，重复上述第五步和第六步，从而将每一片碳纸6都转贴到膜电极料带8上。
43.综上，本实用新型提出的碳纸用加热转贴装置，实现了对碳纸6的精准分切和转贴，避免了碳纸6在分切时过松或与吸风加热辊3分离的情况发生，保证了碳纸6贴合的紧密性和分切的均匀性，提高了碳纸6的转贴效果以及膜电极的生产效率。
44.以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。