燃料电池用碳纸处理装置的制作方法

本实用新型涉及一种燃料电池用碳纸处理装置。

背景技术：

膜电极是质子交换膜燃料电池的关键部件，气体扩散层是膜电极的重要组成，而进行过疏水处理的碳纸作为气体扩散层的基体，其性能的好坏在很大程度上限制燃料电池的输出性能。而目前碳纸疏水处理的时间长、步骤多，过程中需要多次转移样品，在转移过程中样品经常暴露在大气中，在一定程度上会影响到碳纸的处理效果，同时也影响碳纸处理的一致性，最终影响膜电极的一致性。

技术实现要素：

本实用新型旨在提供一种结构简单、使用方便、处理效率高且一致性较好的燃料电池用碳纸处理装置。

本实用新型通过以下方案实现：

一种燃料电池用碳纸处理装置，包括气密舱和过渡舱，所述气密舱内具有一定的真空压力，所述气密舱与过渡舱通过密封门分隔开，所述气密舱内的底部设置有第一导轨，所述过渡舱内的底部设置有第二导轨，所述第一导轨与第二导轨相互衔接，所述第一导轨上安装有转盘且转盘可沿第一导轨水平移动至第二导轨上，所述转盘上安装有浸渍液槽，所述转盘可带动浸渍液槽转动，所述气密舱内的顶部垂直设置有螺杆，所述螺杆上套装有碳纸夹具且碳纸夹具可沿螺杆上下移动，所述碳纸夹具位于浸渍液槽的正上方且碳纸夹具的夹头正对浸渍液槽，所述气密舱上设置有温度控制面板、真空控制面板和位移控制面板，所述位移控制面板用于(a)控制碳纸夹具的上下移动距离、(b)控制转盘的转动、停止及水平移动、(c)控制密封门的开启和关闭，所述温度控制面板用于控制气密舱内的温度，所述真空控制面板用于控制气密舱内的真空度。考虑到处理效率，碳纸夹具上可设置有多个碳纸夹头，可以同时处理多份碳纸。气密舱内的温度一般是按照碳纸烧制处理温度来控制。碳纸夹具的上下移动通过螺杆转动而实现，而螺杆转动通过电机控制实现；转盘的转动与停止一般通过电机控制实现；转盘在第一导轨、第二导轨上的水平移动，可通过气缸的推动实现，也可通过第一导轨、第二导轨本身传动来实现即可将第一导轨、第二导轨设计成传动带等结构，通过电机控制第一导轨、第二导轨传动。

进一步地，所述气密舱与真空泵相连接，所述真空泵上设置有第一球阀。

进一步地，所述气密舱内的真空压力控制为－0.05～－1.0MPa。

进一步地，所述气密舱上开设有第一气流通道，所述第一气流通道上设置有第二球阀；所述过渡舱上开设有第二气流通道，所述第二气流通道上设置有第三球阀。第一气流通道、第二气流通道的设置位置可根据需要进行设计。

进一步地，所述气密舱的第一气流通道和过渡舱的第二气流通道内均设置有过滤装置。过滤装置可滤去灰尘及杂质等。

本实用新型的燃料电池用碳纸处理装置，结构简单，使用方便，在一个气密舱内就可以实现碳纸浸渍、真空干燥及高温烧制，不需要操作过程中的转移，节省了处理时间，提高工作效率，且在同一个气密舱内完成碳纸的整个处理过程，可避免空气等的干扰，保证碳纸处理的气密性和一致性。

附图说明

图1为实施例1中燃料电池用碳纸处理装置的结构示意图。

具体实施方式

实施例只是为了说明本实用新型的一种实现方式，不作为对本实用新型保护范围的限制性说明。

实施例1

一种燃料电池用碳纸处理装置，如图1所示，包括气密舱1和过渡舱2，气密舱1与真空泵3相连接，真空泵3上设置有第一球阀4，气密舱1内的真空压力控制为－0.08MPa，气密舱1与过渡舱2通过密封门5分隔开，气密舱1内的底部设置有第一导轨6，过渡舱2内的底部设置有第二导轨7，第一导轨6与第二导轨7相互衔接，第一导轨6和第二导轨7为传动带结构，第一导轨6和第二导轨7的传动通过第一电机控制(图中未示意出第一电机)，第一导轨6上安装有转盘8且转盘8可通过第一导轨6和第二导轨7的传动实现沿第一导轨6水平移动至第二导轨7上，转盘8上安装有浸渍液槽9，转盘8的转动通过第二电机控制(图中未示意出第二电机)，转盘8可带动浸渍液槽9转动，气密舱1内的顶部垂直设置有螺杆10，螺杆10上套装有碳纸夹具11且碳纸夹具11可通过螺杆10的转动实现沿螺杆10上下移动，螺杆10的转动通过第三电机控制(图中未示意出第三电机)，碳纸夹具上设置有多个碳纸夹头，碳纸夹具11位于浸渍液槽9的正上方且碳纸夹具11的夹头正对浸渍液槽9，气密舱1上设置有温度控制面板12、真空控制面板13和位移控制面板14，位移控制面板分别与第一电机、第二电机、第三电机相连接，位移控制面板用于(a)控制碳纸夹具的上下移动距离、(b)控制转盘的转动、停止及水平移动、(c)控制密封门的开启和关闭，温度控制面板用于控制气密舱内的温度，真空控制面板用于控制气密舱内的真空度；气密舱1靠近顶部位置上开设有第一气流通道15，第一气流通道15上设置有第二球阀16；过渡舱2的顶部上开设有第二气流通道17，第二气流通道17上设置有第三球阀18；气密舱1的第一气流通道15和过渡舱2的第二气流通道17内均设置有过滤装置(图中未示意出过滤装置)。

使用时，先往气密舱内的浸渍液槽内加入浸渍液，将碳纸夹在碳纸夹具上，之后关闭气密舱和过渡舱的舱门及第一球阀、第二球阀、第三球阀，并通过位移控制面板控制气密舱和过渡舱之间的密封门打开，然后打开真空泵上的第一球阀，对气密舱进行抽真空，通过真空控制面板控制气密舱内的真空压力达到要求即－0.08MPa，再接着由位移控制面板控制第三电机工作使得螺杆顺时针转动从而实现碳纸夹具沿螺杆向下移动，直至碳纸被浸渍液完全浸没，通过位移控制面板控制第二电机工作使得转盘转动，转盘转动的同时带动浸渍液槽转动，并持续转盘转动0.5～1h，在浸渍液充分浸入碳纸后，由位移控制面板控制第三电机工作使得螺杆逆时针转动从而实现碳纸夹具沿螺杆向上移动，直至碳纸夹具上的碳纸离开浸渍液槽，之后通过位移控制面板控制第二电机停止工作使得转盘停止转动，并等待0.5～1h，使得碳纸自然晾干，接着通过位移控制面板控制第一电机工作使得第一导轨、第二导轨传动，从而使得转盘沿第一导轨水平移动至过渡舱的第二导轨上，之后通过位移控制面板控制关闭气密舱和过渡舱之间的密封门，在转盘移动至过渡舱的第二导轨上后，打开过渡舱上的第二气流通道上的第三球阀，使得外部空气进入过渡舱，待过渡舱内压力恢复常压并稳定后，关闭第三球阀并打开过渡舱舱门，取出浸渍液槽内的浸渍液进行回收处理；之后通过温度控制面板控制气密舱的温度直至达到碳纸烧制处理温度，同时真空泵持续抽真空以保证气密舱内的真空压力满足要求，在气密舱内的温度及真空压力达到要求后，开始碳纸烧制处理，碳纸烧制处理时间控制为4h以上，碳纸烧制处理完成后，关闭真空泵上的第一球阀，同时打开气密舱的第一气流通道的第二球阀，使外部空气进入气密舱，直至气密舱内温度降低至室温，打开气密舱舱门取出烧制处理后的碳纸即可。

实施例2

一种燃料电池用碳纸处理装置，其结构与实施例1中的燃料电池用碳纸处理装置的结构相类似，其不同之处在于：气密舱内的真空压力控制为1.0MPa，第一导轨、第二导轨不为传动带结构，第一导轨、第二导轨本身不传动，在气密舱内的底部靠近第一导轨一端的位置上设置气缸，气缸的活塞杆正对转盘，气缸的电源端连接位移控制面板，通过位移控制面板控制气缸工作，通过气缸的活塞杆的推动使得转盘沿第一导轨水平移动至第二导轨上。

实施例3

一种燃料电池用碳纸处理装置，其结构与实施例1中的燃料电池用碳纸处理装置的结构相类似，其不同之处在于：气密舱内的真空压力控制为0.5MPa。