一种燃料电池用碳纸处理装置及处理方法转让专利

申请号 : CN202211125396.3

文献号 : CN115198562B

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发明人 : 潘厚朴黄卓远

申请人 : 融科氢能源有限公司

摘要 :

本发明公开了一种燃料电池用碳纸处理装置,包括密封箱,密封箱包括顶部开口的箱体以及密封连接在箱体顶部开口处的密封盖,空气压缩机、氦气罐、电控阀、第一氦气浓度传感器均设置在箱体外部,第二氦气浓度传感器设置在箱体内部,第二氦气浓度传感器、第一氦气浓度传感器、电控阀、空气压缩机均与控制模块信号连接;输出管出口端、输入管入口端、空气压缩机入口端、空气压缩机出口端、氦气罐端口均与电控阀连接;本发明中在碳纸碳化过程中,采用氦气代替真空环境,省去了抽真空设备,以及后期对其的维护,由于向箱体内充入氦气,箱体内气压与箱体外部气压相对一致,降低了箱体的制作材料和制作工艺的要求,从而有效降低碳纸处理装置制造成本。

权利要求 :

1.一种燃料电池用碳纸处理装置,其特征在于,包括密封箱、控制模块(3)、空气压缩机(5)、氦气罐(6)、电控阀(7)、第一氦气浓度传感器(8)、输入管(9)、输出管(10)、第二氦气浓度传感器(11),所述密封箱包括顶部开口的箱体(1)以及密封连接在箱体(1)顶部开口处的密封盖(2),所述空气压缩机(5)、氦气罐(6)、电控阀(7)、第一氦气浓度传感器(8)均设置在箱体(1)外部,所述第二氦气浓度传感器(11)设置在箱体(1)内部,所述第二氦气浓度传感器(11)、第一氦气浓度传感器(8)、电控阀(7)、空气压缩机(5)均与控制模块(3)信号连接;

所述输出管(10)出口端、输入管(9)入口端、空气压缩机(5)入口端、空气压缩机(5)出口端、氦气罐(6)端口均与电控阀(7)连接;

所述第二氦气浓度传感器(11)用于获取箱体(1)内输入氦气浓度值,所述第一氦气浓度传感器(8)与输出管(10)连通,所述第一氦气浓度传感器(8)用于获取输出管(10)内输出氦气浓度值;所述氦气罐(6)端口通过连接管(61)与电控阀(7)连接,所述空气压缩机(5)入口端通过进管(52)与电控阀(7)连接,所述空气压缩机(5)出口端通过出管(51)与电控阀(7)连接;

所述控制模块(3)生成第一接通指令,所述电控阀(7)根据第一接通指令为连接管(61)与输入管(9)接通,所述氦气罐(6)内压缩的氦气进入箱体(1)内;所述控制模块(3)将输入氦气浓度值与输入浓度值阈值比对分析,若输入氦气浓度值小于输入浓度值阈值,则不生成第一断开指令;若输入氦气浓度值大于或等于输入浓度值阈值,则生成第一断开指令,电控阀(7)根据第一断开指令断开连接管(61)与输入管(9)的连接;

所述控制模块(3)生成第二接通指令、第三接通指令、第四接通指令,所述电控阀(7)根据第二接通指令将输入管(9)入口端与外部空气接通,所述电控阀(7)根据第三接通指令将输出管(10)出口端与进管(52)入口端接通,所述电控阀(7)根据第四接通指令将出管(51)出口端与连接管(61)端口接通;然后所述控制模块(3)生成开启指令,空气压缩机(5)根据开启指令启动,将箱体(1)内的氦气压缩后充入氦气罐(6)内;

所述控制模块(3)生成第二接通指令后,所述第一氦气浓度传感器(8)将获取的输出氦气浓度值发送至控制模块(3),所述控制模块(3)将输出氦气浓度值与输出浓度值阈值比对分析,则生成 关闭指令;若输出氦气浓度值大于输出浓度值阈值,则不生成关闭指令;若输出氦气浓度值小于或等于输出浓度值阈值;所述控制模块(3)生成第二关闭指令、第三关闭指令、第四关闭指令、停止指令,电控阀(7)根据第二关闭指令将输入管(9)入口端与外部空气关闭,所述电控阀(7)根据第三接通指令将输出管(10)出口端与进管(52)入口端关闭,所述电控阀(7)根据第四接通指令将出管(51)出口端与连接管(61)端口关闭,所述空气压缩机(5)根据停止指令停止运行;所述输入管(9)出口端从箱体(1)底部延伸至箱体(1)内,所述输出管(10)入口端从箱体(1)顶部延伸至箱体(1)内;

所述箱体(1)内设置有浸渍液池(14)、恒温炉(15)、放卷轮(16)、转向轮(17)、收卷轮(19),所述放卷轮(16)设置在浸渍液池(14)顶部,所述转向轮(17)设置有浸渍液池(14)内以及恒温炉(15)一端,所述收卷轮(19)设置在恒温炉(15)另一端,所述收卷轮(19)并与设置在恒温炉(15)一端的转向轮(17)对称设置,位于所述浸渍液池(14)内的转向轮(17)数量至少为两个,两个所述转向轮(17)对称设置,且两个所述转向轮(17)均位于浸渍液内;

还包括冷凝器(20)、气液分离器(21)与湿度传感器(13),所述湿度传感器(13)设置在箱体(1)内,所述湿度传感器(13)与控制模块(3)信号连接,所述冷凝器(20)输入端与输出管(10)出口端连接,所述冷凝器(20)输出端与气液分离器(21)输入端连接,所述气液分离器(21)输出端与电控阀(7)连接;所述湿度传感器(13)用于获取箱体(1)内湿度值,所述控制模块(3)还用于设置箱体(1)内湿度值阈值;所述控制模块(3)将湿度值与湿度值阈值比对分析,若湿度值小于湿度值阈值,则不生成排湿指令,若湿度值等于或大于湿度值阈值,则生成排湿指令,所述电控阀(7)根据排湿指令将气液分离器(21)输出端与进管(52)接通、将出管(51)与输入管(9)入口端接通,所述空气压缩机(5)、冷凝器(20)、气液分离器(21)均根据排湿指令启动;所述控制模块(3)生成排湿指令后,湿度值小于湿度值阈值时,所述控制模块(3)生成停止排湿指令,所述电控阀(7)根据停止排湿指令将气液分离器(21)输出端与进管(52)断开、将出管(51)与输入管(9)入口端断开,所述空气压缩机(5)、冷凝器(20)、气液分离器(21)均根据停止排湿指令停止运行;

还包括温度传感器(12),所述温度传感器(12)设置在箱体(1)内,所述温度传感器(12)与控制模块(3)信号连接,所述温度传感器(12)用于获取箱体(1)内温度值,所述控制模块(3)还用于设置箱体(1)内温度值阈值;所述控制模块(3)将温度值与温度值阈值比对分析,若温度值小于或等于温度值阈值,则不生成降温指令,若温度值大于温度值阈值,则生成降温指令;所述电控阀(7)根据降温指令将气液分离器(21)输出端与进管(52)接通、将出管(51)与输入管(9)入口端接通;

该种燃料电池用碳纸处理装置的处理方法,包括以下步骤:

S1、充入气体,控制模块(3)生成第一接通指令,电控阀(7)根据第一接通指令为连接管(61)与输入管(9)接通,氦气罐(6)内压缩的氦气进入箱体(1)内;第二氦气浓度传感器(11)获取的输入氦气浓度值,控制模块(3)将输入氦气浓度值与输入浓度值阈值比对分析,若输入氦气浓度值小于输入浓度值阈值,则不生成第一断开指令;若输入氦气浓度值大于或等于输入浓度值阈值,则生成第一断开指令,电控阀(7)根据第一断开指令断开连接管(61)与输入管(9)的连接;

S2、回收气体,对箱体(1)内的氦气进行回收,控制模块(3)生成第二接通指令、第三接通指令、第四接通指令,电控阀(7)根据第二接通指令将输入管(9)入口端与外部空气接通,电控阀(7)根据第三接通指令将输出管(10)出口端与进管(52)入口端接通,电控阀(7)根据第四接通指令将出管(51)出口端与连接管(61)端口接通;然后控制模块(3)生成开启指令,空气压缩机(5)根据开启指令启动,将箱体(1)内的氦气压缩后充入氦气罐(6)内;第一氦气浓度传感器(8)将获取的输出氦气浓度值发送至控制模块(3),控制模块(3)将输出氦气浓度值与输出浓度值阈值比对分析,则生成 关闭指令;若输出氦气浓度值大于输出浓度值阈值,则不生成关闭指令;若输出氦气浓度值小于或等于输出浓度值阈值;控制模块(3)生成第二关闭指令、第三关闭指令、第四关闭指令、停止指令,电控阀(7)根据第二关闭指令将输入管(9)入口端与外部空气关闭,电控阀(7)根据第三接通指令将输出管(10)出口端与进管(52)入口端关闭,电控阀(7)根据第四接通指令将出管(51)出口端与连接管(61)端口关闭,空气压缩机(5)根据停止指令停止运行,在第一批次碳纸碳化完成后,对箱体(1)内的氦气进行回收,再利用,降低碳纸的处理成本,通过第一氦气浓度传感器(8)实时获取输出氦气浓度值,可减少其他气体回收至氦气罐(6)内,最大程度地对箱体(1)内氦气进行回收;

S3、除湿,湿度传感器(13)用于获取箱体(1)内湿度值,控制模块(3)将湿度值与湿度值阈值比对分析,若湿度值小于湿度值阈值,则不生成排湿指令,若湿度值等于或大于湿度值阈值,则生成排湿指令,电控阀(7)根据排湿指令将气液分离器(21)输出端与进管(52)接通、将出管(51)与输入管(9)入口端接通,空气压缩机(5)、冷凝器(20)、气液分离器(21)均根据排湿指令启动,箱体(1)内气体经过冷凝器(20)冷却,进入气液分离器(21)内,气液分离器(21)将气体与液体分离,再由空气压缩机(5)驱动干燥后的氦气通过输入管(9)充入箱体(1)内;

湿度值小于湿度值阈值时,控制模块(3)生成停止排湿指令,电控阀(7)根据停止排湿指令将气液分离器(21)输出端与进管(52)断开、将出管(51)与输入管(9)入口端断开,空气压缩机(5)、冷凝器(20)、气液分离器(21)均根据停止排湿指令停止运行,在对碳纸碳化干燥中的产生的水蒸气进行去除,保障箱体(1)的干燥度,提升碳纸的干燥效果和碳化效果,从而提升碳化效率,在实现箱体(1)湿气清除的过程中,也可对混合气体中的氦气进行回收,提升氦气的利用率;

S4、降温,温度传感器(12)用于获取箱体(1)内温度值,控制模块(3)将温度值与温度值阈值比对分析,若温度值小于或等于温度值阈值,则不生成降温指令,若温度值大于温度值阈值,则生成降温指令;电控阀(7)根据降温指令将气液分离器(21)输出端与进管(52)接通、将出管(51)与输入管(9)入口端接通;此时箱体(1)的氦气经过冷凝器(20)冷却,经过气液分离器(21)将氦气与液体分离,降温后干燥的氦气通过空气压缩机(5)驱动,再次通过输入管(9)进入箱体(1)内,保障箱体(1)内的温度在温度值阈值预设范围之内;温度传感器(12)获得的温度值发送至控制模块(3),若温度值小于温度值阈值,控制模块(3)生成停止降温指令;电控阀(7)根据停止降温指令将气液分离器(21)输出端与进管(52)断开、将出管(51)与输入管(9)入口端断开,空气压缩机(5)、冷凝器(20)、气液分离器(21)均根据停止降温指令停止运行;不需要将恒温炉(15)关闭,通过对箱体(1)的氦气进行降温和干燥后,重新充入箱体(1)内,通过此种降温方式,可以动态保障箱体(1)的温度值阈值预设范围之内。

说明书 :

一种燃料电池用碳纸处理装置及处理方法

技术领域

[0001] 本发明涉及碳纸处理装置领域,特别涉及一种燃料电池用碳纸处理装置及处理方法。

背景技术

[0002] 在燃料电池碳纸制作过程中,浸渍树脂后的碳纸需要真空环境碳化处理,来提升其导电性能、燃料电池的使用寿命和稳定性,由于抽真空设备能耗高,售价高,后期维护费用也高,不利于降低碳纸的处理成本,其次真空环境对密封箱的制作材料和制作工艺都有着较高的要求。
[0003] 鉴于此,发明人发明了一种燃料电池用碳纸处理装置及处理方法。

发明内容

[0004] 为实现上述目的,本发明采用的技术方案如下:一种燃料电池用碳纸处理装置,包括密封箱、控制模块、空气压缩机、氦气罐、电控阀、第一氦气浓度传感器、输入管、输出管、第二氦气浓度传感器,所述密封箱包括顶部开口的箱体以及密封连接在箱体顶部开口处的密封盖,所述空气压缩机、氦气罐、电控阀、第一氦气浓度传感器均设置在箱体外部,所述第二氦气浓度传感器设置在箱体内部,所述第二氦气浓度传感器、第一氦气浓度传感器、电控阀、空气压缩机均与控制模块信号连接;所述输出管出口端、输入管入口端、空气压缩机入口端、空气压缩机出口端、氦气罐端口均与电控阀连接;
[0005] 所述第二氦气浓度传感器用于获取箱体内输入氦气浓度值,所述第一氦气浓度传感器与输出管连通,所述第一氦气浓度传感器用于获取输出管内输出氦气浓度值;
[0006] 所述控制模块生成第一接通指令,所述电控阀根据第一接通指令为连接管与输入管接通,所述氦气罐内压缩的氦气进入箱体内;所述控制模块将输入氦气浓度值与输入浓度值阈值比对分析,若输入氦气浓度值小于输入浓度值阈值,则不生成第一断开指令;若输入氦气浓度值大于或等于输入浓度值阈值,则生成第一断开指令,电控阀根据第一断开指令断开连接管与输入管的连接。
[0007] 进一步地,所述控制模块生成第二接通指令、第三接通指令、第四接通指令,所述电控阀根据第二接通指令将输入管入口端与外部空气接通,所述电控阀根据第三接通指令将输出管出口端与进管入口端接通,所述电控阀根据第四接通指令将出管出口端与连接管端口接通;然后所述控制模块生成开启指令,空气压缩机根据开启指令启动,将箱体内的氦气压缩后充入氦气罐内。
[0008] 进一步地,所述控制模块生成第二接通指令后,所述第一氦气浓度传感器将获取的输出氦气浓度值发送至控制模块,所述控制模块将输出氦气浓度值与输出浓度值阈值比对分析,则生成第一关闭指令;若输出氦气浓度值大于输出浓度值阈值,则不生成关闭指令;若输出氦气浓度值小于或等于输出浓度值阈值;所述控制模块生成第二关闭指令、第三关闭指令、第四关闭指令、停止指令,电控阀根据第二关闭指令将输入管入口端与外部空气关闭,所述电控阀根据第三接通指令将输出管出口端与进管入口端关闭,所述电控阀根据第四接通指令将出管出口端与连接管端口关闭,所述空气压缩机根据停止指令停止运行。
[0009] 进一步地,所述氦气罐端口通过连接管与电控阀连接,所述空气压缩机入口端通过进管与电控阀连接,所述空气压缩机出口端通过出管与电控阀连接,所述输入管出口端从箱体底部延伸至箱体内,所述输出管入口端从箱体顶部延伸至箱体内。
[0010] 进一步地,所述箱体内设置有浸渍液池、恒温炉、放卷轮、转向轮、收卷轮,所述放卷轮设置在浸渍液池顶部,所述转向轮设置有浸渍液池内以及恒温炉一端,所述收卷轮设置在恒温炉另一端,所述收卷轮并与设置在恒温炉一端的转向轮对称设置,位于所述浸渍液池内的转向轮数量至少为两个,两个所述转向轮对称设置,且两个所述转向轮均位于浸渍液内。
[0011] 进一步地,还包括冷凝器、气液分离器与湿度传感器,所述湿度传感器设置在箱体内,所述湿度传感器与控制模块信号连接,所述冷凝器输入端与输出管出口端连接,所述冷凝器输出端与气液分离器输入端连接,所述气液分离器输出端与电控阀连接;所述湿度传感器用于获取箱体内湿度值,所述控制模块还用于设置箱体内湿度值阈值。
[0012] 进一步地,所述控制模块将湿度值与湿度值阈值比对分析,若湿度值小于湿度值阈值,则不生成排湿指令,若湿度值等于或大于湿度值阈值,则生成排湿指令,所述电控阀根据排湿指令将气液分离器输出端与进管接通、将出管与输入管入口端接通,所述空气压缩机、冷凝器、气液分离器均根据排湿指令启动。
[0013] 进一步地,所述控制模块生成排湿指令后,湿度值小于湿度值阈值时,所述控制模块生成停止排湿指令,所述电控阀根据停止排湿指令将气液分离器输出端与进管断开、将出管与输入管入口端断开,所述空气压缩机、冷凝器、气液分离器均根据停止排湿指令停止运行。
[0014] 进一步地,还包括温度传感器,所述温度传感器设置在箱体内,所述温度传感器与控制模块信号连接,所述温度传感器用于获取箱体内温度值,所述控制模块还用于设置箱体内温度值阈值;所述控制模块将温度值与温度值阈值比对分析,若温度值小于或等于温度值阈值,则不生成降温指令,若温度值大于温度值阈值,则生成降温指令;所述电控阀根据降温指令将气液分离器输出端与进管接通、将出管与输入管入口端接通。
[0015] 一种燃料电池用碳纸处理方法,包括以下步骤:
[0016] S1、充入气体,控制模块生成第一接通指令,电控阀根据第一接通指令为连接管与输入管接通,氦气罐内压缩的氦气进入箱体内;第二氦气浓度传感器获取的输入氦气浓度值,控制模块将输入氦气浓度值与输入浓度值阈值比对分析,若输入氦气浓度值小于输入浓度值阈值,则不生成第一断开指令;若输入氦气浓度值大于或等于输入浓度值阈值,则生成第一断开指令,电控阀根据第一断开指令断开连接管与输入管的连接;
[0017] S2、回收气体,控制模块生成第二接通指令、第三接通指令、第四接通指令,电控阀根据第二接通指令将输入管入口端与外部空气接通,电控阀根据第三接通指令将输出管出口端与进管入口端接通,电控阀根据第四接通指令将出管出口端与连接管端口接通;然后控制模块生成开启指令,空气压缩机根据开启指令启动,将箱体内的氦气压缩后充入氦气罐内;第一氦气浓度传感器将获取的输出氦气浓度值发送至控制模块,控制模块将输出氦气浓度值与输出浓度值阈值比对分析,则生成第一关闭指令;若输出氦气浓度值大于输出浓度值阈值,则不生成关闭指令;若输出氦气浓度值小于或等于输出浓度值阈值;控制模块生成第二关闭指令、第三关闭指令、第四关闭指令、停止指令,电控阀根据第二关闭指令将输入管入口端与外部空气关闭,电控阀根据第三接通指令将输出管出口端与进管入口端关闭,电控阀根据第四接通指令将出管出口端与连接管端口关闭,空气压缩机根据停止指令停止运行;
[0018] S3、除湿,湿度传感器用于获取箱体内湿度值,控制模块将湿度值与湿度值阈值比对分析,若湿度值小于湿度值阈值,则不生成排湿指令,若湿度值等于或大于湿度值阈值,则生成排湿指令,电控阀根据排湿指令将气液分离器输出端与进管接通、将出管与输入管入口端接通,空气压缩机、冷凝器、气液分离器均根据排湿指令启动;湿度值小于湿度值阈值时,控制模块生成停止排湿指令,电控阀根据停止排湿指令将气液分离器输出端与进管断开、将出管与输入管入口端断开,空气压缩机、冷凝器、气液分离器均根据停止排湿指令停止运行;
[0019] S4、降温,温度传感器用于获取箱体内温度值,控制模块将温度值与温度值阈值比对分析,若温度值小于或等于温度值阈值,则不生成降温指令,若温度值大于温度值阈值,则生成降温指令;电控阀根据降温指令将气液分离器输出端与进管接通、将出管与输入管入口端接通;温度传感器获得的温度值发送至控制模块,若温度值小于温度值阈值,控制模块生成停止降温指令;电控阀根据停止降温指令将气液分离器输出端与进管断开、将出管与输入管入口端断开,空气压缩机、冷凝器、气液分离器均根据停止降温指令停止运行。
[0020] 与现有技术相比,本发明具有以下有益效果:
[0021] (1)本发明中在碳纸碳化过程中,采用氦气代替真空环境,省去了抽真空设备,以及后期对其的维护,由于向箱体内充入氦气,箱体内气压与箱体外部气压相对一致,也降低了箱体的制作材料和制作工艺的要求,从而有效降低碳纸处理装置制造成本。
[0022] (2)在本发明中碳纸处理装置,在碳纸碳化时,可以根据不同的工艺,精准向箱体充入相应浓度的氦气,在第一批次碳纸碳化完成后,可以对箱体内的氦气进行回收,再利用,有效降低碳纸的处理成本,通过第一氦气浓度传感器实时获取输出氦气浓度值,可有效减少其他气体回收至氦气罐内,最大程度地对箱体内氦气进行回收,进一步降低碳纸的处理成本。
[0023] (3)在本发明中碳纸处理装置,通过在对碳纸碳化干燥中的产生的水蒸气进行去除,保障箱体的干燥度,提升碳纸的干燥效果和碳化效果,从而提升碳化效率,在实现箱体湿气清除的过程中,也可对混合气体中的氦气进行回收,提升氦气的利用率,降低碳纸处理成本。
[0024] (4)在本发明中碳纸处理装置,相对传统的降温方式,不需要将恒温炉关闭,通过对箱体的氦气进行降温和干燥后,重新充入箱体内,通过此种降温方式,可以动态保障箱体的温度值阈值预设范围之内,保障碳纸的碳化质量。

附图说明

[0025] 图1为本发明实施例中碳纸处理装置结构示意图;
[0026] 图2为本发明实施例中碳纸处理装置内部结构示意图;
[0027] 图3为本发明实施例中碳纸处理装置控制示意图;
[0028] 图4为本发明另一实施例中碳纸处理装置内部结构示意图;
[0029] 图5为本发明另一实施例中碳纸处理装置控制示意图;
[0030] 其中,附图标记对应的名称为:
[0031] 1、箱体;2、密封盖;3、控制模块;5、空气压缩机;6、氦气罐;7、电控阀;8、第一氦气浓度传感器;9、输入管;10、输出管;11、第二氦气浓度传感器;12、温度传感器;13、湿度传感器;14、浸渍液池;15、恒温炉;16、放卷轮;17、转向轮;18、挤压轮;19、收卷轮;20、冷凝器;21、气液分离器;201、密封框;202、橡胶垫;51、出管;52、进管;61、连接管。

具体实施方式

[0032] 为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,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,都属于本发明保护的范围。
[0033] 需要说明的是,当元件被称为“固定于”另一个元件,它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件,它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。
[0034] 实施例一
[0035] 如图1所示,本实施例中所述的一种燃料电池用碳纸处理装置,包括密封箱、控制模块3、空气压缩机5、氦气罐6、电控阀7、第一氦气浓度传感器8、输入管9、输出管10、第二氦气浓度传感器11,密封箱由一个矩形箱体1和一个密封盖2组成,箱体1顶部开口,密封盖2密封连接在箱体1顶部开口处;其中,空气压缩机5、氦气罐6、电控阀7、第一氦气浓度传感器8设置在箱体1外部,第二氦气浓度传感器11设置在箱体1内部,第二氦气浓度传感器11、第一氦气浓度传感器8、电控阀7、空气压缩机5均与控制模块3信号连接;输出管10出口端、输入管9入口端、空气压缩机5入口端与出口端、氦气罐6端口均与电控阀7连接,电控阀7用于控制各个阀门的开闭状态。
[0036] 具体的,氦气罐6端口通过连接管61与电控阀7连接,空气压缩机5入口端通过进管52与电控阀7连接 ,空气压缩机5出口端通过出管51与电控阀7连接,输入管9出口端从箱体
1底部延伸至箱体1内,输出管10入口端从箱体1顶部延伸至箱体1内,即输出管10入口端位于箱体1内顶部,输入管9出口端位于箱体1内底部,将输入管9设置在底部,由于氦气较轻,对氦气回收时方便对其回收,输出管10设置在顶部,方便氦气充满箱体1内。
[0037] 请参阅图2所示,密封盖2底面固定有密封框201,密封框201底面开设有向上延伸的密封槽,密封槽内固定有橡胶垫202,箱体1顶端开口边沿嵌入在密封槽内,箱体1顶端开口边沿通过橡胶垫202与密封框201密封连接。
[0038] 第二氦气浓度传感器11用于获取箱体1内输入氦气浓度值,第一氦气浓度传感器8与输出管10连通,第一氦气浓度传感器8用于获取输出管10内输出氦气浓度值;第一氦气浓度传感器8、第二氦气浓度传感器11、获得数值均发送至控制模块3,控制模块3还用于设置箱体1内输入浓度值阈值、输出浓度值阈值。
[0039] 请参阅图2所示,箱体1内设置有浸渍液池14、恒温炉15、放卷轮16、转向轮17、收卷轮19,浸渍液池14内容纳有浸渍液,放卷轮16设置在浸渍液池14顶部,转向轮17设置有浸渍液池14内以及恒温炉15一端,收卷轮19设置在恒温炉15另一端,收卷轮19并与设置在恒温炉15一端的转向轮17对称设置,位于浸渍液池14内的转向轮17数量至少为两个,两个转向轮17对称设置,且两个转向轮17均位于浸渍液内,浸渍液为树脂。
[0040] 浸渍液池14靠近恒温炉15一端正上方设置有两个挤压轮18,两个挤压轮18之间的间隙可通过碳纸,并对碳纸表面进行挤压,挤除碳纸表面的树脂液,挤除树脂液落入浸渍液池14内,进行回收再利用。
[0041] 使用时,启动收卷轮19,收卷轮19由慢速电机(图中未示出)驱动,碳纸从放卷轮16经过若干个转向轮17改向后,先浸渍在树脂液中,再经过恒温炉15烘干、碳化,后由收卷轮19对其进行收卷。
[0042] 使用时,当需对浸渍树脂后的碳纸碳化处理时,在箱体1内填充氦气代替真空环境,本实施例一种燃料电池用碳纸处理装置,操作流程如需下:
[0043] 请参阅图3所示,控制模块3生成第一接通指令(第一接通指令由工作人员操作输入生成),电控阀7根据第一接通指令为连接管61与输入管9接通,氦气罐6内压缩的氦气进入箱体1内;第二氦气浓度传感器11将获取的输入氦气浓度值发送至控制模块3,控制模块3将输入氦气浓度值与输入浓度值阈值比对分析,若输入氦气浓度值小于输入浓度值阈值,则不生成第一断开指令;若输入氦气浓度值大于或等于输入浓度值阈值,则生成第一断开指令,电控阀7根据第一断开指令断开连接管61与输入管9连接;氦气罐6停止向箱体1内充入氦气。
[0044] 上述氦气的输入浓度值阈值,由工作人员根据碳纸的生产工艺做相应设置,在此不做具体限定。
[0045] 当第一批次碳纸碳化完成后,对箱体1内的氦气进行回收,控制模块3生成第二接通指令、第三接通指令、第四接通指令,电控阀7根据第二接通指令将输入管9入口端与外部空气接通,电控阀7根据第三接通指令将输出管10出口端与进管52入口端接通,电控阀7根据第四接通指令将出管51出口端与连接管61端口接通;然后控制模块3生成开启指令,空气压缩机5根据开启指令启动,将箱体1内的氦气压缩后充入氦气罐6内;第一氦气浓度传感器8将获取的输出氦气浓度值发送至控制模块3,控制模块3将输出氦气浓度值与输出浓度值阈值比对分析,则生成第一关闭指令;若输出氦气浓度值大于输出浓度值阈值,则不生成关闭指令;若输出氦气浓度值小于或等于输出浓度值阈值;控制模块3同时生成第二关闭指令、第三关闭指令、第四关闭指令、停止指令,电控阀7根据第二关闭指令将输入管9入口端与外部空气关闭,电控阀7根据第三接通指令将输出管10出口端与进管52入口端关闭,电控阀7根据第四接通指令将出管51出口端与连接管61端口关闭,空气压缩机5根据停止指令停止运行;操作完成,后续碳纸碳化根据上述步骤重复。
[0046] 本实施例一种燃料电池用碳纸处理装置,在碳纸碳化过程中,采用氦气代替真空环境,省去了抽真空设备,以及后期对其的维护,由于向箱体1内充入氦气,箱体1内气压与箱体1外部气压相对一致,也降低了箱体1的制作材料和制作工艺的要求,从而有效降低碳纸处理装置制造成本。
[0047] 其次,本实施例碳纸处理装置,在碳纸碳化时,可以根据不同的工艺,精准向箱体1充入相应浓度的氦气,在第一批次碳纸碳化完成后,可以对箱体1内的氦气进行回收,再利用,有效降低碳纸的处理成本,通过第一氦气浓度传感器8实时获取输出氦气浓度值,可有效减少其他气体回收至氦气罐6内,最大程度地对箱体1内氦气进行回收,进一步降低碳纸的处理成本。
[0048] 本实施例中控制模块3可以是PLC设备,也可以是上位机。
[0049] 实施例二
[0050] 请参阅图3所示,由于,碳纸在烘干过程中,或产生大量水蒸气,为提升碳纸的干燥效果,本实施例中所述的一种燃料电池用碳纸处理装置,在实施例一的基础上进一步改进设计,不同的是,碳纸处理装置还包括冷凝器20、气液分离器21与湿度传感器13,湿度传感器13设置在箱体1内,湿度传感器13与控制模块3信号连接,冷凝器20输入端与输出管10出口端连接,冷凝器20输出端与气液分离器21输入端连接,气液分离器21输出端与电控阀7连接。湿度传感器13用于获取箱体1内湿度值,控制模块3还用于设置箱体1内湿度值阈值。
[0051] 使用时,当湿度传感器13将获取的湿度值发送至控制模块3,控制模块3将湿度值与湿度值阈值比对分析,若湿度值小于湿度值阈值,则不生成排湿指令,若湿度值等于或大于湿度值阈值,则生成排湿指令,电控阀7根据排湿指令将气液分离器21输出端与进管52接通、将出管51与输入管9入口端口接通,空气压缩机5、冷凝器20、气液分离器21均根据排湿指令启动;箱体1内气体经过冷凝器20冷却,进入气液分离器21内,气液分离器21将气体与液体分离,再由空气压缩机5驱动干燥后的氦气通过输入管9充入箱体1内。
[0052] 接下来,湿度传感器13获得的湿度值小于湿度值阈值时,控制模块3生成停止排湿指令,电控阀7根据停止排湿指令将气液分离器21输出端与进管52断开、将出管51与输入管9入口端断开,空气压缩机5、冷凝器20、气液分离器21均根据停止排湿指令停止运行。
[0053] 本实施例碳纸处理装置,通过在对碳纸碳化干燥中的产生的水蒸气进行去除,保障箱体1的干燥度,提升碳纸的干燥效果和碳化效果,从而提升碳化效率,在实现箱体1湿气清除的过程中,也可对混合气体中的氦气进行回收,提升氦气的利用率,降低碳纸处理成本。
[0054] 实施例三
[0055] 由于碳纸碳化过程中,恒温炉15持续提供热量,难免会出现温度过高,通过关闭恒温炉15,使箱体1温度自然降温,降温至设定区间内,存在降温速度慢,容易影响碳纸的碳化质量。
[0056] 为解决上述存在的问题,请参阅图4、5所示,本实施例在实施例二的基础上,进一步改进设计,不同的是,碳纸处理装置还包括温度传感器12,温度传感器12设置在箱体1内,温度传感器12与控制模块3信号连接,温度传感器12用于获取箱体1内温度值,控制模块3还用于设置箱体1内温度值阈值。
[0057] 使用时,当温度传感器12获得的温度值发送至控制模块3,控制模块3将温度值与温度值阈值比对分析,若温度值小于或等于温度值阈值,则不生成降温指令,若温度值大于温度值阈值,则生成降温指令;电控阀7根据降温指令将气液分离器21输出端与进管52接通、将出管51与输入管9入口端接通。
[0058] 此时箱体1的氦气经过冷凝器20冷却,经过气液分离器21将氦气与液体分离,降温后干燥的氦气通过空气压缩机5驱动,再次通过输入管9进入箱体1内,保障箱体1内的温度在温度值阈值预设范围之内。
[0059] 接下来,温度传感器12获得的温度值发送至控制模块3,若温度值小于温度值阈值,控制模块3生成停止降温指令;电控阀7根据停止降温指令将气液分离器21输出端与进管52断开、将出管51与输入管9入口端断开,空气压缩机5、冷凝器20、气液分离器21均根据停止降温指令停止运行。
[0060] 本实施例相对传统的降温方式,不需要将恒温炉15关闭,通过对箱体1的氦气进行降温和干燥后,重新充入箱体1内,通过此种降温方式,可以动态保障箱体1的温度值阈值预设范围之内,保障碳纸的碳化质量。
[0061] 实施例四
[0062] 本实施例中所述的一种燃料电池用碳纸处理方法,包括如下步骤:
[0063] S1、充入气体,控制模块3生成第一接通指令,电控阀7根据第一接通指令为连接管61与输入管9接通,氦气罐6内压缩的氦气进入箱体1内;第二氦气浓度传感器11将获取的输入氦气浓度值,控制模块3将输入氦气浓度值与输入浓度值阈值比对分析,若输入氦气浓度值小于输入浓度值阈值,则不生成第一断开指令;若输入氦气浓度值大于或等于输入浓度值阈值,则生成第一断开指令,电控阀7根据第一断开指令断开连接管61与输入管9的连接;
[0064] S2、回收气体,控制模块3生成第二接通指令、第三接通指令、第四接通指令,电控阀7根据第二接通指令将输入管9入口端与外部空气接通,电控阀7根据第三接通指令将输出管10出口端与进管52入口端接通,电控阀7根据第四接通指令将出管51出口端与连接管61端口接通;然后控制模块3生成开启指令,空气压缩机5根据开启指令启动,将箱体1内的氦气压缩后充入氦气罐6内;第一氦气浓度传感器8将获取的输出氦气浓度值发送至控制模块3,控制模块3将输出氦气浓度值与输出浓度值阈值比对分析,则生成第一关闭指令;若输出氦气浓度值大于输出浓度值阈值,则不生成关闭指令;若输出氦气浓度值小于或等于输出浓度值阈值;控制模块3生成第二关闭指令、第三关闭指令、第四关闭指令、停止指令,电控阀7根据第二关闭指令将输入管9入口端与外部空气关闭,电控阀7根据第三接通指令将输出管10出口端与进管52入口端关闭,电控阀7根据第四接通指令将出管51出口端与连接管61端口关闭,空气压缩机5根据停止指令停止运行;
[0065] S3、除湿,控制模块3将湿度值与湿度值阈值比对分析,若湿度值小于湿度值阈值,则不生成排湿指令,若湿度值等于或大于湿度值阈值,则生成排湿指令,电控阀7根据排湿指令将气液分离器21输出端与进管52接通、将出管51与输入管9入口端接通,空气压缩机5、冷凝器20、气液分离器21均根据排湿指令启动;湿度值小于湿度值阈值时,控制模块3生成停止排湿指令,电控阀7根据停止排湿指令将气液分离器21输出端与进管52断开、将出管51与输入管9入口端断开,空气压缩机5、冷凝器20、气液分离器21均根据停止排湿指令停止运行;
[0066] S4、降温,控制模块3将温度值与温度值阈值比对分析,若温度值小于或等于温度值阈值,则不生成降温指令,若温度值大于温度值阈值,则生成降温指令;电控阀7根据降温指令将气液分离器21输出端与进管52接通、将出管51与输入管9入口端接通;温度传感器12获得的温度值发送至控制模块3,若温度值小于温度值阈值,控制模块3生成停止降温指令;电控阀7根据停止降温指令将气液分离器21输出端与进管52断开、将出管51与输入管9入口端断开,空气压缩机5、冷凝器20、气液分离器21均根据停止降温指令停止运行。
[0067] 需要说明的是,在本文中,如若存在第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个……”限定的要素,并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
[0068] 以上实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。