一种膜电极喷涂机及其新风系统的制作方法

1.本发明涉及膜电极设计生产技术领域，尤其涉及一种膜电极喷涂机及其新风系统。


背景技术：

2.膜电极是燃料电池、pem电解槽的核心部件，其包括质子交换膜、贵金属催化剂以及边框，制造过程是采用喷涂法将贵金属催化剂浆料喷涂至质子交换膜上，然后在与边框热压后形成膜电极整体。
3.膜电极的制造过程是在膜电极喷涂机内进行的，膜电极喷涂机包括一封闭的工作间，封闭工作间上设置有透明玻璃以及可开启门体，以方便工作人员实时观察工作间内部情况并能够随时进行干预；工作间内设置有一个长方形的真空吸附平台，以能够将质子交换膜通过真空吸附力固定，浆料供给系统与封闭工作间内的超声波喷涂设备相连，通过超声波喷涂设备向真空吸附平台上的质子交换膜喷涂贵金属催化剂；封闭工作间的顶部设置有进风管道，围绕真空吸附平台的四周设置有排风口，排风口与排风管道连通，进风管道、排风口以及排风管道构成了向封闭工作间内提供新风的新风系统，新风系统能够加速贵金属催化剂在质子交换膜上的干燥和固定。
4.贵金属价格昂贵，在喷涂过程中需要尤其注意避免浪费，然而目前的膜电极喷涂机中的新风系统的排风口处风力较大，强风量容易将质子交换膜上未干的贵金属催化剂吸入排风口，这不仅会造成环境的污染，而且还造成了贵金属材料的浪费，提高了膜电极的生产成本。
5.因而，如何既能够避免贵金属催化剂的浪费，又能够有效保护环境是目前本领域技术人员亟需解决的技术问题。


技术实现要素：

6.本发明的目的之一是提供一种膜电极喷涂机的新风系统，以便既能够避免贵金属催化剂的浪费，又能够避免环境污染。
7.本发明的另一目的还在于提供一种具有上述新风系统的膜电极喷涂机。
8.为达到上述目的，本发明提供的膜电极喷涂机的新风系统，包括进风管、排风口以及排风管，所述排风管的一端与所述排风口连通，另一端与外界环境连通，所述排风管中还串联有至少一个贵金属吸附装置，所述贵金属吸附装置中设置有用于吸附贵金属的吸附剂。
9.优选的，所述排风口内还设置有用于打散气流的排风打散装置。
10.优选的，所述排风打散装置为能够覆盖于所述排风口上的排风格栅，所述排风格栅上设置有多根栅条，相邻两根所述栅条之间的间隙用于排风。
11.优选的，所述排风打散装置为能够覆盖于所述排风口上的排风孔板，所述排风孔板上所开设的通孔用于排风。
12.优选的，所述进风管的出口称为进风口，所述进风口处还设置有用于打散气流的进风打散装置。
13.优选的，所述进风口为圆形，且所述进风口处设置有一位于圆心的圆形安装部，沿所述圆形安装部的圆周方向设置有一圈角度可调的扇形导风板，所述扇形导风板构成百叶窗式的进风打散装置。
14.优选的，所述进风打散装置为能够覆盖所述进风口的进风格栅，所述进风格栅上设置有多根栅条，相邻两根所述栅条之间的间隙用于进风。
15.优选的，所述进风打散装置为能够覆盖所述进风口的进风孔板，所述进风孔板上所开设的通孔用于进风。
16.优选的，所述贵金属吸附装置的壳体上开设有插装口，且所述插装口内可拆卸地插装有放置板，所述放置板用于放置所述吸附剂。
17.本发明所公开的膜电极喷涂机，包括封闭工作间，所述封闭工作间中设置有用于吸附质子交换膜的真空吸附平台，除此之外，该膜电极喷涂机还包括上述任意一项所公开的新风系统，其中，排风口环绕真空吸附平台的底部设置。
18.优选的，所述进风管设置在封闭工作间的顶部。
19.优选的，所述真空吸附平台为底部面积大于顶部面积的四棱台。
20.本发明中所公开的膜电极喷涂机的新风系统，在排风管中串联有一个或多个贵金属吸附装置，贵金属吸附装置中设置有用于吸附贵金属的吸附板。
21.排风管中设置贵金属吸附装置后可以显著增加排风管中的风阻，因而排风口处的风速和风力将显著减小，被排风口处的气流带入排风管内的贵金属也就显著减少；同时，贵金属吸附装置还可对进入排风管内的贵金属进一步吸附，防止贵金属被排入外界环境，这既避免了贵金属浪费，又避免了贵金属对环境所造成污染。
附图说明
22.图1为本发明实施例中所公开的膜电极喷涂机的主视示意图；
23.图2为图1中所公开的膜电极喷涂机另一角度的结构示意图；
24.图3为本发明实施例中所公开的进风管的结构示意图；
25.图4为图3中所公开的进风管的进风口的结构示意图；
26.图5为本发明实施例中所公开的真空吸附平台的俯视示意图；
27.图6为本发明实施例中所公开的进风打散装置与所述真空吸附平台的位置关系示意图。
28.其中，1为膜电极喷涂机，11为进风管，12为排风管，13为贵金属吸附装置，14为封闭工作间，15为真空吸附平台，16为排风格栅，161为栅条，111为圆形安装部，112为扇形导风板。
具体实施方式
29.本发明的核心之一是提供一种膜电极喷涂机的新风系统，以便既能够避免贵金属催化剂的浪费，又能够避免环境污染。
30.本发明的另一核心还在于提供一种具有上述新风系统的膜电极喷涂机。
31.为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。
32.请首先参考图1至图6，本发明实施例中所公开的膜电极喷涂机1的新风系统，包括进风管11、排风口以及排风管12，从图1和图2中可以看出，进风管11伸入到膜电极喷涂机的封闭工作间14内，以向封闭工作间14内提供新风，从而达到加快贵金属催化剂层在质子交换膜上干燥速度的效果；排风口实际位于封闭工作间14内，排风口围绕封闭工作间14内的真空吸附平台15设置，排风管12用于将进入排风口的气体排出，相比于现有技术而言，本实施例中所公开的膜电极喷涂机的新风系统中，在排风管12中还串联有至少一个贵金属吸附装置13，如图1和图2中所示，贵金属吸附装置13中设置有用于吸附贵金属的吸附剂。
33.本领域技术人员能够理解，排风管12中设置贵金属吸附装置13后可以显著增加排风管12中的风阻，因而排风口处的风速和风力将显著减小，被排风口处的气流带入排风管12内的贵金属也就显著减少；同时，贵金属吸附装置13还可对进入排风管12内的贵金属进一步吸附，防止贵金属被排入外界环境，这既避免了贵金属浪费，又避免了贵金属对环境所造成污染。
34.贵金属吸附剂(硅胶巯基)在本领域中为已知材料，市场可以直接购买得到，同时，现有的专利文件(如公开号为cn102366716a的专利文件)中也公开了贵金属吸附剂以及贵金属吸附剂的制备方法，因而本文中对于贵金属吸附剂的具体成分和制备方法不再进行赘述。
35.请参考图1和图2，本实施例中所公开的贵金属吸附装置13的壳体上开设有插装口，插装口内可拆卸地插装有放置板，放置板用于放置吸附剂，当吸附剂吸附效率下降之后，可通过拆卸放置板的方式放入新的吸附剂。
36.为了进一步提高吸附效果，放置板可采取多层布置的方式，每层放置板上设置一层吸附剂。
37.除此之外，也可以直接在插装口内插装有具有贵金属吸附功能的板件，例如可采用公开号为“cn103586005a”的专利文件中所制备出的贵金属离子吸附树脂板，将该种树脂板可拆卸插接于插装口内也可达到回收贵金属并同时降低出风强度的目的。
38.为了进一步优化上述实施例中的方案，本实施例中所公开的新风系统在排风口内还设置有用于打散气流的排风打散装置，排风打散装置可以使排风分为多股微小柔和的气流进入到排风口内，避免因排风口处风力过大而将质子交换膜上未干燥的贵金属催化剂吸入排风管12内。排风打散装置与贵金属吸附装置13的配合还可以使得膜电极的生产质量提高。
39.请参考图6，在一种实施例中，排风打散装置为能够覆盖在排风口上的排风格栅16，排风格栅16上设置有多根栅条161，相邻两根栅条161之间的间隙用于排风，通过栅条161的打散作用，可以有效降低排风口处的风力，作为一种优化的实施例，栅条161的角度还可以进行调整，以实现对排风风力的调整；
40.除此之外，排风打散装置还可以是能够覆盖于排风口上的排风孔板，排风孔板上所开设的通孔用于排风，通过通孔的打散作用，同样可以有效降低排风口处的风力。
41.如图1和图2中所示，进风管11的出口被称为进风口，实际上，进风口处较大的气流冲击同样会将质子交换膜上未干燥的贵金属催化剂吹走，或者导致质子交换膜表面的贵金
属催化剂涂层不够均匀；为了解决该问题，本实施例中所公开的新风系统在进风口处还设置了用于打散气流的进风打散装置，通过进风打散装置可以使进风分为多股微小柔和的气流进入到封闭工作间14内，避免因进风口处风力过大而将质子交换膜上未干燥的贵金属催化剂吹走，或者影响质子交换膜表面贵金属催化剂涂层的均匀度。进风打散装置、排风打散装置以及贵金属吸附装置13的配合还可以进一步提高膜电极的生产质量。
42.请参考图3和图4，在一种实施例中，进风口呈圆形，进风口处设置有一个位于圆心位置的圆形安装部111，沿圆形安装部111的圆周方向设置有一圈角度可调的扇形导风板112，全部扇形导风板112构成百叶窗式的进风打散装置；当时全部扇形导风板112均位于同一平面上时，导风板刚好能够将进风口封闭，调整扇形导风板112处于倾斜状态，相邻两个导风板之间将会错开，如图3中所示，错开后的两个导风板之间的间隙用于进风；调整扇形导风板112倾斜的角度，可以改变相邻两个导风板之间所形成的间隙，从而调整进风风力的大小。
43.当然，进风打散装置同样可以是能够覆盖进风口的进风格栅，进风格栅上设置有多根栅条161，相邻两根栅条161之间的间隙用于进风；或者，进风打散装置为能够覆盖进风口的进风孔板，进风孔板上所开设的通孔用于进风。
44.本发明实施例中还公开了一种膜电极喷涂机，该膜电极喷涂机包括封闭工作间14，封闭工作间14中设置有用于吸附质子交换膜的真空吸附平台15，并且该膜电极喷涂机还设置有上述任意一实施例中所公开的新风系统，其中，新风系统中的排风口环绕真空吸附平台15的底部设置。
45.请参考图1和图2，进风管11优选的设置在封闭工作间14的顶部，当然，进风管11也可以设置在封闭工作间14的其他位置，但需保证进风管11的进风口能够对真空吸附平台15进行吹风，以加快贵金属催化剂层在质子交换膜上的干燥速度。
46.众所周知，为了能够保证将质子交换膜的表面涂满贵金属催化剂，真空吸附平台15的边缘通常也会残留贵金属催化剂，现有的真空吸附平台15呈长方体或正方体状，边缘的多余贵金属催化剂只能靠预先贴膜，待喷涂完之后再撕膜的方式进行回收，该种回收方式不仅繁琐，而且会带入膜上的其他杂质；
47.本实施例中，将真空吸附平台15设计为四棱台状，四棱台的底部面积大于顶部面积，四棱台的顶面与质子交换膜的面积相等或者基本相等，因而多余的贵金属催化剂将会喷涂于四棱台的斜面上，而刚好环绕真空吸附台的底部设置有排风口，因而多余的贵金属催化剂将顺着斜面滑落至排风口，并通过排风口进入排风管12内，最终被贵金属吸附装置13吸附回收。
48.可见，将真空吸附平台15更改为四棱台状之后，多余的贵金属催化剂将会顺着四棱台的斜面自动滑落至排风口，并最终被贵金属吸附装置13回收。
49.以上对本发明所提供的膜电极喷涂机及其新风系统进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。