本发明专利技术公开了一种用于卷绕设备的同步支撑装置，主要包括机壳、传送带和传动轴；该同步支撑装置设置在卷绕设备中干燥箱的对面，在干燥箱对柔性薄膜上的涂覆层进行烘干时，同步支撑装置的传送带可对柔性薄膜提供与柔性薄膜传输速度同步的平面支撑；机壳安装固定在卷绕设备的支撑轴上。传送带在传动轴的驱动下形成环形传送路径；在环形传送路径的前进段的下游设置有过渡辊；柔性薄膜在绕过过渡辊后的传输方向翻转180
【技术实现步骤摘要】
一种用于卷绕设备的同步支撑装置
[0001]本专利技术涉及燃料电池
，尤其涉及一种用于卷绕设备的同步支撑装置。
技术介绍
[0002]燃料电池是将燃料所具有的化学能直接转换成电能的能量转化装置，具有能量转化效率高、无废气排放等优点，从节约能源和保护生态环境的角度来看，燃料电池被认为是解决能源危机和环境污染问题的最具发展前途的发电技术。
[0003]膜电极是燃料电池的核心部件之一，是燃料电池发生电化学反应的场所，为多相物质传递提供了通道。膜电极的制造成本在燃料电池成本中占比超过30%。当前被广泛应用的膜电极制备方法主要是涂布法，在薄膜上直接涂布催化剂。由于薄膜对有机溶剂比较敏感，在涂布时容易引起薄膜的溶胀和褶皱，使膜电极产生质量缺陷，影响催化剂利用率和膜电极性能。对于采用涂布法大面积制备膜电极的情况，溶剂引起薄膜溶胀褶皱的问题变得更加突出，薄膜上产生轻微的褶皱都会影响大面积膜电极产品表面催化剂涂布的均匀性，如何避免薄膜发生褶皱成为攻克大面积制备膜电极产品技术的关键问题。
技术实现思路
[0004]为解决上述问题，本专利技术提供一种用于卷绕设备的同步支撑装置，主要包括机壳、传送带和传动轴；该同步支撑装置设置在卷绕设备中干燥箱的对面，在干燥箱对柔性薄膜上的涂覆层进行烘干时，同步支撑装置的传送带可对柔性薄膜提供与柔性薄膜传输速度同步的平面支撑；机壳安装固定在卷绕设备的支撑轴上。
[0005]传送带在传动轴的驱动下形成环形传送路径；在环形传送路径的前进段的下游设置有过渡辊；柔性薄膜在绕过过渡辊后的传输方向翻转180
°
，折回通过环形传送路径的返回段再继续传输；传送带在环形传送路径的前进段和返回段上均构成支撑作用面，为柔性薄膜提供平面支撑。
[0006]机壳在环形传送路径的前进段和返回段的相应位置上开有开口，使传送带在开口处与柔性薄膜接触实现支撑；机壳在开口处的边缘与传送带之间存在狭缝，狭缝宽度在100μm~1mm范围内；机壳和传送带构成同步支撑装置的腔体。
[0007]同步支撑装置还包括充气循环系统，充气循环系统位于卷绕设备的工作腔体的外部，充气循环系统向同步支撑装置的腔体内充入经过加温的气体，通过传送带对柔性薄膜进行加热。
[0008]同步支撑装置还包括张力调节轴，通过张力调节轴的调节使传送带在环形传送路径的前进段和返回段上均处于表面平直状态；传送带由导热材质制成，在优选的实施方式中，传送带由至少含有铝和铜中的一种成分的合金制成。传送带与柔性薄膜接触的接触面的表面粗糙度为5~20μm。
[0009]机壳内设置有隔板，隔板将同步支撑装置的腔体分隔为上腔和下腔；充气循环系统有2个，分别向上腔和下腔充入不同温度的气体；隔板上设置有隔热层。
[0010]传动轴包括主动轴和从动轴，主动轴和从动轴均安装在机壳上；主动轴的转速控制与卷绕设备的卷绕系统传输速度控制协调统一，使传送带的传输速度与柔性薄膜的传输速度保持同步。
[0011]环形传送路径的前进段和返回段的长度均为1m以上；卷绕设备的干燥箱有2个，分别设置在环形传送路径的前进段和返回段的对侧，2个干燥箱的烘干温度不同。
[0012]所述的卷绕设备主要适用于制备膜电极产品，主要包括工作腔体、放卷辊、收卷辊、槽模系统、涂布辊和同步支撑装置；槽模系统包括槽模、料盒和注射泵；涂布辊位于放卷辊的下游，槽模与涂布辊相对布置；同步支撑装置位于涂布辊的下游，在同步支撑装置的对侧设置有干燥箱；在干燥箱对柔性薄膜上的涂覆层进行烘干时，同步支撑装置的传送带可对柔性薄膜提供与柔性薄膜传输速度同步的平面支撑。
[0013]2个干燥箱均为嵌入式结构，嵌入安装在工作腔体的壳体上。
[0014]干燥箱内布置有多根管路，管路与干燥箱外部的气源相连，管路在干燥箱内部的延伸方向与柔性薄膜的传输方向正交；管路周围设置有加热器对管路中的气体进行加热，加热器的加热温度控制范围为50~200℃；每根管路上均设置有多个出气孔道，构成一列出气孔道；多列出气孔道构成吹扫阵列，均匀地向柔性薄膜表面吹扫高温气体。
[0015]每两列出气孔道之间均设置有吸气槽，吸气槽通过干燥箱内部的空腔与真空泵相连；吹扫的高温气体在与柔性薄膜表面接触后，通过吸气槽吸入空腔并排出干燥箱。
[0016]在涂布辊的上游还设置有展平辊，展平辊上带有螺旋凹槽；螺旋凹槽在展平辊的中央截面上分为两段，并以中央截面为对称面分别向反向延伸；螺旋凹槽的螺旋线与展平辊轴线间的夹角为50
°
~85
°
。
[0017]同步支撑装置的下游还依次设置有第一冷却辊和第二冷却辊；第一冷却辊的辊面温度设置在40~60℃范围，第二冷却辊的辊面温度设置在10~30℃范围。
[0018]同步支撑装置的传动轴的转速控制与涂布辊和过渡辊的转速控制协调统一，使传送带的传输速度与柔性薄膜的传输速度保持同步。
[0019]用于制备膜电极的卷绕设备中还设置有张力调节辊和导辊。
[0020]本专利技术的用于卷绕设备的同步支撑装置适用于制备一种燃料电池膜电极，其制备方法主要包括涂布工序和烘干工序。
[0021]涂布工序包括：从卷绕设备的放卷辊传输而来的柔性薄膜经过涂布辊上时，通过槽模将涂覆材料均匀地涂布在柔性薄膜上形成涂覆层；涂覆材料储存在与槽模相通的料盒中，料盒中的涂覆材料由注射泵持续供给。
[0022]烘干工序包括：通过布置在涂布辊下游的干燥箱对柔性薄膜上的涂覆层进行烘干；在干燥箱对面设置有同步支撑装置，同步支撑装置包括机壳、传送带和传动轴；在干燥箱对涂覆层进行烘干时，由同步支撑装置的传送带对柔性薄膜提供与柔性薄膜传输速度同步的平面支撑，防止柔性薄膜在烘干工序中下垂导致起皱变形。
[0023]柔性薄膜上涂覆层经过烘干形成柔性膜电极，再由收卷辊收集。
[0024]柔性薄膜进行涂布之前先经过展平辊进行展平；随着展平辊的转动，螺旋凹槽会将经过的柔性薄膜向两侧展平，避免柔性薄膜出现褶皱，影响涂布均匀性。
[0025]干燥箱有2个，分别为设置在环形传送路径的前进段对侧的第一干燥箱和设置在环形传送路径的返回段对侧的第二干燥箱；第一干燥箱的烘干温度为60~90℃，第二干燥箱
的烘干温度为100~120℃；第一干燥箱和第二干燥箱的长度均为1m以上。第二干燥箱位于第一干燥箱的下方。
[0026]经过烘干工序之后，柔性薄膜还依次经过第一冷却辊和第二冷却辊进行冷却；第一冷却辊的辊面温度设置在40~60℃范围，第二冷却辊的辊面温度设置在10~30℃范围；柔性薄膜在第一冷却辊和第二冷却辊上的包角为90
°
以上。优选的，第一冷却辊和第二冷却辊的辊体为空心结构，内部分别通入恒温水和冷却剂，两级冷却辊的作用是防止电极膜在烘干工序后温度降低过快而导致表面涂层产生应力造成崩裂等缺陷。
[0027]外部气源将3
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10个大气压的氮气持续通入干燥箱的管路，并由管路周围的加热器对管路中的本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种用于卷绕设备的同步支撑装置，主要包括机壳、传送带和传动轴；该同步支撑装置设置在卷绕设备中干燥箱的对面，在干燥箱对柔性薄膜上的涂覆层进行烘干时，同步支撑装置的传送带可对柔性薄膜提供与柔性薄膜传输速度同步的平面支撑；机壳安装固定在卷绕设备的支撑轴上。2.根据权利要求1所述的用于卷绕设备的同步支撑装置，其特征在于：传送带在传动轴的驱动下形成环形传送路径；在环形传送路径的前进段的下游设置有过渡辊；柔性薄膜在绕过过渡辊后的传输方向翻转180
°
，折回通过环形传送路径的返回段再继续传输；传送带在环形传送路径的前进段和返回段上均构成支撑作用面，为柔性薄膜提供平面支撑。3.根据权利要求2所述的用于卷绕设备的同步支撑装置，其特征在于：机壳在环形传送路径的前进段和返回段的相应位置上开有开口，使传送带在开口处与柔性薄膜接触实现支撑；机壳在开口处的边缘与传送带之间存在狭缝，狭缝宽度在100μm~1mm范围内；机壳和传送带构成同步支撑装置的腔体。4.根据权利要求3所述的用于卷绕设备的同步支撑装置，其特征在于：同步支撑装置还包括充气循环系统，充气循环系统位于卷绕设备的工作腔体的外部，充气循环系...
【专利技术属性】
技术研发人员：李成林，杜雪峰，郝明，
申请(专利权)人：辽宁分子流科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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