本發(fā)明涉及雙極板清洗裝置，尤其涉及一種pem電解水雙極板自動(dòng)化清洗設(shè)備和清洗方法。

背景技術(shù)：

1、氫氣來源廣泛，熱值高，清潔無碳，可儲(chǔ)能、發(fā)電、發(fā)熱，靈活高效，應(yīng)用場景豐富。水電解制氫被認(rèn)為是未來制氫的發(fā)展方向，特別是利用可再生能源電解水制氫。pem水電解制氫選用具有良好化學(xué)穩(wěn)定性、質(zhì)子傳導(dǎo)性而被廣泛用于氫氣的制備。pem水電解制氫主要部件包括膜電極和雙極板，雙極板pem電解水制氫技術(shù)的關(guān)鍵零部件之一，通常設(shè)有流場結(jié)構(gòu)，流場結(jié)構(gòu)包括流道脊背、流道溝槽，具有支撐、氣體隔離、導(dǎo)電和散熱功能。

2、雙極板在加工制造結(jié)束后，由于工藝問題和生產(chǎn)環(huán)境所限，其表面會(huì)殘留很多灰塵、顆粒等雜質(zhì)，這些雜質(zhì)有些會(huì)粘附在雙極板表面，進(jìn)而在電解槽裝配后在實(shí)際運(yùn)行過程中對整個(gè)電解性能產(chǎn)能不利影響，比如導(dǎo)致接觸電阻升高，對水質(zhì)污染較大進(jìn)一步可能會(huì)隨著水流進(jìn)入到催化劑層表面，造成催化劑被毒化，直接影響制氫效率，增加能耗。

3、常用的pem電解槽雙極板清洗工序包括浸泡、沖刷、噴淋等方式，浸泡的方式由于沒有水源的流動(dòng)，因此對雙極板表面的清洗不夠徹底，沖刷和噴淋的方式均需要對雙極板進(jìn)行一定的方位控制，以保證對雙極板兩個(gè)面的充分清洗，而現(xiàn)有領(lǐng)域中最常用控制方式則是采用夾爪，但是又因?yàn)殡p極板具有面積大、成品薄、表面結(jié)構(gòu)精密等特點(diǎn)，因此在采用夾爪等智能自動(dòng)化夾取過程中容易造成雙極板表面損壞，且抓取點(diǎn)受力不均，尤其在鈦材料雙極板的抓取過程中容易造成雙極板整體碎裂，因此現(xiàn)有針對pem電解槽雙極板也大多采用人工清洗的方式，這也造成了一定的人力成本，并且為了保證對雙極板的充分清洗，一般會(huì)采用多道清洗工序，因此人工清洗會(huì)造成嚴(yán)重的效率低下問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問題，本發(fā)明提供了一種pem電解水雙極板自動(dòng)化清洗設(shè)備和清洗方法。

2、本發(fā)明公開一種pem電解水雙極板自動(dòng)化清洗設(shè)備，包括機(jī)架本體，所述機(jī)架本體包括上部分的清潔區(qū)和下部分的運(yùn)輸區(qū)，所述清潔區(qū)內(nèi)設(shè)置至少兩個(gè)清洗裝置，所述運(yùn)輸區(qū)設(shè)置運(yùn)輸裝置，所述機(jī)架本體頂端設(shè)有與清潔裝置固定連接的液壓缸，所述清洗裝置均設(shè)置有清潔腔，所述清潔腔內(nèi)設(shè)置有兩塊連接板、兩塊夾持板、限位槽、驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、封閉推板和噴淋頭，所述連接板安裝在機(jī)架體上，兩塊所述連接板相向的一面均轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)有夾持板，兩塊所述夾持板相向的一面均設(shè)有限位槽，所述夾持板上方設(shè)置有噴淋頭。

3、在此基礎(chǔ)上，所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括雙旋螺桿和驅(qū)動(dòng)電機(jī)，兩塊所述連接板分別螺紋連接在所述雙旋螺桿的左旋螺紋段處和右旋螺紋段處。

4、在此基礎(chǔ)上，所述運(yùn)輸裝置包括環(huán)形軌道、輪廓段、支撐軸、安裝盤、運(yùn)輸支架和支撐盤，所述環(huán)形軌道固定設(shè)置在機(jī)架體上，所述環(huán)形軌道的周向截面為曲線狀的輪廓段，所述環(huán)形軌道的圓心處轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)有支撐軸，所述支撐軸上固定設(shè)有安裝盤，所述安裝盤與環(huán)形軌道上表面平行安裝，所述安裝盤上圓周固定陣列設(shè)有多個(gè)運(yùn)輸支架，所述運(yùn)輸支架的一端貫穿安裝盤后作用在環(huán)形軌道上，并沿環(huán)形軌道的軌跡做滾動(dòng)，所述運(yùn)輸支架的另一端與支撐盤固定連接。

5、在此基礎(chǔ)上，所述清潔裝置設(shè)置在最高點(diǎn)的輪廓段處，所述清潔裝置沿環(huán)形軌道的圓心180°對稱設(shè)置在機(jī)架本體上。

6、在此基礎(chǔ)上，所述運(yùn)輸支架按°角度陣列設(shè)置，所述支撐軸由主伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)實(shí)現(xiàn)90°固定角度轉(zhuǎn)動(dòng)。

7、在此基礎(chǔ)上，所述運(yùn)輸支架上固定設(shè)有集液盒，所述集液盒均位于支撐盤的正下方。

8、在此基礎(chǔ)上，所述支撐盤上設(shè)有對雙極板作用的限位機(jī)構(gòu)，所述限位機(jī)構(gòu)包括固定設(shè)置在支撐盤上并對雙極板較長側(cè)邊作用的限位條，所述限位條的高度低于雙極板上表面。

9、在此基礎(chǔ)上，所述機(jī)架體上位于清潔裝置的兩側(cè)均設(shè)有人工位點(diǎn)。

10、在此基礎(chǔ)上，所述夾持板和連接板之間設(shè)有壓力傳感器。

11、一種pem電解水雙極板自動(dòng)化清洗方法，包括以下步驟：

12、步驟：工作人員位于兩人工位點(diǎn)處，雙極板置于轉(zhuǎn)動(dòng)至兩人工位點(diǎn)處的運(yùn)輸支架上，封閉推板打開，清潔裝置整體下降，夾持板夾持雙極板；

13、步驟：清潔裝置整體上升，封閉推板關(guān)閉形成封閉的清潔腔，夾持板在驅(qū)動(dòng)電機(jī)作用下轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)噴淋頭打開實(shí)現(xiàn)對雙極板的噴淋清洗；

14、步驟：封閉推板打開，清潔裝置整體下降，完成清洗的雙極板置于運(yùn)輸支架上，清潔裝置再次上升等待下一次工作；

15、步驟：運(yùn)輸支架再次轉(zhuǎn)動(dòng)90°至下一人工位點(diǎn)處，工作人員觀察清潔狀況，進(jìn)行收集或再次清潔。

16、在此基礎(chǔ)上，所述步驟中的沖淋時(shí)間設(shè)置為10-15s。

17、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

18、(1)本發(fā)明，針對雙極板本身結(jié)構(gòu)以及材料特性進(jìn)行量身設(shè)計(jì)，采用一雙帶有限位槽的夾持板，實(shí)現(xiàn)對雙極板側(cè)邊的同步夾持作用，并在夾持板的同步轉(zhuǎn)動(dòng)下，實(shí)現(xiàn)雙極板在噴淋的同時(shí)360°轉(zhuǎn)動(dòng)，以實(shí)現(xiàn)雙極板整體的充分沖淋清洗，并且本裝置可以根據(jù)需求設(shè)置多道清洗工序，并通過運(yùn)輸裝置實(shí)現(xiàn)對雙極板的自動(dòng)化運(yùn)輸，以達(dá)到高效清洗的同時(shí)節(jié)省了人力；

19、(2)本發(fā)明，運(yùn)輸裝置采用具有高低錯(cuò)落狀曲線輪廓的環(huán)形軌道，同時(shí)設(shè)置沿其輪廓滾動(dòng)移動(dòng)的運(yùn)輸支架，即可以實(shí)現(xiàn)運(yùn)輸支架在對雙極板運(yùn)輸同時(shí)的還可以同步進(jìn)行升降運(yùn)動(dòng)，便于雙極板的運(yùn)輸以及供應(yīng)至清潔裝置處，并且可以根據(jù)環(huán)形軌道的輪廓軌跡，可以設(shè)置多個(gè)清潔裝置，以實(shí)現(xiàn)多道清潔工序，本裝置結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，具有較高的自動(dòng)化工序

20、(3)本發(fā)明，在夾持板與連接板之間設(shè)置壓力傳感器，利于對雙極板的夾持壓力控制，設(shè)置集液盒，便于對清洗完成的雙極板表面液體的收集，避免污染浪費(fèi)情況；支撐盤上設(shè)置限位條，且限位條高度低于雙極板，便于工作人員將雙極板放置在支撐盤上時(shí)的限位以利于后續(xù)夾持

21、(4)本發(fā)明，通過伺服電機(jī)等電器元件實(shí)現(xiàn)運(yùn)輸支架的固定角度轉(zhuǎn)動(dòng)，即實(shí)現(xiàn)雙極板的有序化傳送，且可以位移至最合適的角度后，便于夾持板對雙極板的夾持；

22、(5)本發(fā)明，集有序化傳輸以及多道清洗工序，并且預(yù)留人工位點(diǎn)，便于工作人員的對雙極板從運(yùn)輸?shù)角逑匆约昂罄m(xù)收集的全部操作，具有高自動(dòng)化、高可控性的優(yōu)勢。

技術(shù)特征：

1.一種pem電解水雙極板自動(dòng)化清洗設(shè)備，包括機(jī)架本體(1)，其特征在于：所述機(jī)架本體(1)包括上部分的清潔區(qū)和下部分的運(yùn)輸區(qū)，所述清潔區(qū)內(nèi)設(shè)置至少兩個(gè)清洗裝置(2)，所述運(yùn)輸區(qū)設(shè)置運(yùn)輸裝置(4)，所述機(jī)架本體(1)頂端設(shè)有與清潔裝置(2)固定連接的液壓缸(3)，所述清洗裝置(2)均設(shè)置有清潔腔，所述清潔腔內(nèi)設(shè)置有兩塊連接板(2-1)、兩塊夾持板(2-2)、限位槽(2-3)、驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、封閉推板(2-6)和噴淋頭(2-7)，所述連接板(2-1)安裝在機(jī)架體(1)上，兩塊所述連接板(2-1)相向的一面均轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)有夾持板(2-2)，兩塊所述夾持板(2-2)相向的一面均設(shè)有限位槽(2-3)，所述夾持板(2-2)上方設(shè)置有噴淋頭(2-7)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的pem電解水雙極板自動(dòng)化清洗設(shè)備，其特征在于：所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括雙旋螺桿(2-4)和驅(qū)動(dòng)電機(jī)(2-5)，兩塊所述連接板(2-1)分別螺紋連接在所述雙旋螺桿(2-4)的左旋螺紋段處和右旋螺紋段處。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的pem電解水雙極板自動(dòng)化清洗設(shè)備，其特征在于：所述運(yùn)輸裝置(4)包括環(huán)形軌道(4-1)、輪廓段(4-2)、支撐軸(4-3)、安裝盤(4-4)、運(yùn)輸支架(4-5)和支撐盤(4-6)，所述環(huán)形軌道(4-1)固定設(shè)置在機(jī)架體(1)上，所述環(huán)形軌道(4-1)的周向截面為曲線狀的輪廓段(4-2)，所述環(huán)形軌道(4-1)的圓心處轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)有支撐軸(4-3)，所述支撐軸(4-3)固定設(shè)有安裝盤(4-4)，所述安裝盤(4-4)與環(huán)形軌道(4-1)上表面平行安裝，所述安裝盤(4-4)圓周固定陣列設(shè)有多個(gè)運(yùn)輸支架(4-5)，所述運(yùn)輸支架(4-5)的一端貫穿安裝盤(4-4)后作用在環(huán)形軌道(4-1)上，并沿環(huán)形軌道(4-1)的軌跡做滾動(dòng)，所述運(yùn)輸支架(4-5)的另一端與支撐盤(4-6)固定連接。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的pem電解水雙極板自動(dòng)化清洗設(shè)備，其特征在于：所述清潔裝置(2)設(shè)置在最高點(diǎn)的輪廓段(4-2)處，所述清潔裝置(2)沿環(huán)形軌道(4-1)的圓心180°對稱設(shè)置在機(jī)架本體(1)上。

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的pem電解水雙極板自動(dòng)化清洗設(shè)備，其特征在于：所述運(yùn)輸支架(4-5)按90°角度陣列設(shè)置，所述支撐軸(4-3)由主伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)實(shí)現(xiàn)90°固定角度轉(zhuǎn)動(dòng)。

6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的pem電解水雙極板自動(dòng)化清洗設(shè)備，其特征在于：所述運(yùn)輸支架(4-5)上固定設(shè)有集液盒(4-7)，所述集液盒(4-7)均位于支撐盤(4-6)的正下方。

7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的pem電解水雙極板自動(dòng)化清洗設(shè)備，其特征在于：所述支撐盤(4-6)上設(shè)有對雙極板(6)作用的限位機(jī)構(gòu)，所述限位機(jī)構(gòu)包括固定設(shè)置在支撐盤(4-6)上并對雙極板(6)較長側(cè)邊作用的限位條(4-8)，所述限位條(4-8)的高度低于雙極板(6)上表面。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的pem電解水雙極板自動(dòng)化清洗設(shè)備，其特征在于：所述機(jī)架體(1)上位于清潔裝置(2)的兩側(cè)均設(shè)有人工位點(diǎn)(5)。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的pem電解水雙極板自動(dòng)化清洗設(shè)備，其特征在于：所述夾持板(2-2)和連接板(2-1)之間設(shè)有壓力傳感器。

10.一種pem電解水雙極板自動(dòng)化清洗方法，其特征在于，包括以下步驟：

11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的pem電解水雙極板自動(dòng)化清洗方法，其特征在于：所述步驟2中的沖淋時(shí)間設(shè)置為10-15s。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供了一種PEM電解水雙極板自動(dòng)化清洗設(shè)備和清洗方法，一種PEM電解水雙極板自動(dòng)化清洗設(shè)備，包括機(jī)架本體，所述機(jī)架本體包括上部分的清潔區(qū)和下部分的運(yùn)輸區(qū)，所述清潔區(qū)內(nèi)設(shè)置至少兩個(gè)清洗裝置，所述運(yùn)輸區(qū)設(shè)置運(yùn)輸裝置，所述機(jī)架本體頂端設(shè)有與清潔裝置固定連接的液壓缸，所述清洗裝置均設(shè)置有清潔腔；本發(fā)明的有益效果是：針對雙極板本身結(jié)構(gòu)以及材料特性進(jìn)行量身設(shè)計(jì)，采用一雙帶有限位槽的夾持板，實(shí)現(xiàn)對雙極板側(cè)邊的同步夾持作用，并在夾持板的同步轉(zhuǎn)動(dòng)下，實(shí)現(xiàn)雙極板在噴淋的同時(shí)360°轉(zhuǎn)動(dòng)，以實(shí)現(xiàn)雙極板整體的充分沖淋清洗，并且本裝置可以根據(jù)需求設(shè)置多道清洗工序，并通過運(yùn)輸裝置實(shí)現(xiàn)對雙極板的自動(dòng)化運(yùn)輸，以達(dá)到高效清洗的同時(shí)節(jié)省了人力。

技術(shù)研發(fā)人員：路文龍,白雪,韓坤坤
受保護(hù)的技術(shù)使用者：上海氫器時(shí)代科技有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/9/17