一种PEM电解水双极板自动化清洗设备和清洗方法与流程

本发明涉及双极板清洗装置，尤其涉及一种pem电解水双极板自动化清洗设备和清洗方法。

背景技术：

1、氢气来源广泛，热值高，清洁无碳，可储能、发电、发热，灵活高效，应用场景丰富。水电解制氢被认为是未来制氢的发展方向，特别是利用可再生能源电解水制氢。pem水电解制氢选用具有良好化学稳定性、质子传导性而被广泛用于氢气的制备。pem水电解制氢主要部件包括膜电极和双极板，双极板pem电解水制氢技术的关键零部件之一，通常设有流场结构，流场结构包括流道脊背、流道沟槽，具有支撑、气体隔离、导电和散热功能。

2、双极板在加工制造结束后，由于工艺问题和生产环境所限，其表面会残留很多灰尘、颗粒等杂质，这些杂质有些会粘附在双极板表面，进而在电解槽装配后在实际运行过程中对整个电解性能产能不利影响，比如导致接触电阻升高，对水质污染较大进一步可能会随着水流进入到催化剂层表面，造成催化剂被毒化，直接影响制氢效率，增加能耗。

3、常用的pem电解槽双极板清洗工序包括浸泡、冲刷、喷淋等方式，浸泡的方式由于没有水源的流动，因此对双极板表面的清洗不够彻底，冲刷和喷淋的方式均需要对双极板进行一定的方位控制，以保证对双极板两个面的充分清洗，而现有领域中最常用控制方式则是采用夹爪，但是又因为双极板具有面积大、成品薄、表面结构精密等特点，因此在采用夹爪等智能自动化夹取过程中容易造成双极板表面损坏，且抓取点受力不均，尤其在钛材料双极板的抓取过程中容易造成双极板整体碎裂，因此现有针对pem电解槽双极板也大多采用人工清洗的方式，这也造成了一定的人力成本，并且为了保证对双极板的充分清洗，一般会采用多道清洗工序，因此人工清洗会造成严重的效率低下问题。

技术实现思路

1、为克服现有技术中存在的上述问题，本发明提供了一种pem电解水双极板自动化清洗设备和清洗方法。

2、本发明公开一种pem电解水双极板自动化清洗设备，包括机架本体，所述机架本体包括上部分的清洁区和下部分的运输区，所述清洁区内设置至少两个清洗装置，所述运输区设置运输装置，所述机架本体顶端设有与清洁装置固定连接的液压缸，所述清洗装置均设置有清洁腔，所述清洁腔内设置有两块连接板、两块夹持板、限位槽、驱动机构、封闭推板和喷淋头，所述连接板安装在机架体上，两块所述连接板相向的一面均转动设有夹持板，两块所述夹持板相向的一面均设有限位槽，所述夹持板上方设置有喷淋头。

3、在此基础上，所述驱动机构包括双旋螺杆和驱动电机，两块所述连接板分别螺纹连接在所述双旋螺杆的左旋螺纹段处和右旋螺纹段处。

4、在此基础上，所述运输装置包括环形轨道、轮廓段、支撑轴、安装盘、运输支架和支撑盘，所述环形轨道固定设置在机架体上，所述环形轨道的周向截面为曲线状的轮廓段，所述环形轨道的圆心处转动设有支撑轴，所述支撑轴上固定设有安装盘，所述安装盘与环形轨道上表面平行安装，所述安装盘上圆周固定阵列设有多个运输支架，所述运输支架的一端贯穿安装盘后作用在环形轨道上，并沿环形轨道的轨迹做滚动，所述运输支架的另一端与支撑盘固定连接。

5、在此基础上，所述清洁装置设置在最高点的轮廓段处，所述清洁装置沿环形轨道的圆心180°对称设置在机架本体上。

6、在此基础上，所述运输支架按°角度阵列设置，所述支撑轴由主伺服电机驱动实现90°固定角度转动。

7、在此基础上，所述运输支架上固定设有集液盒，所述集液盒均位于支撑盘的正下方。

8、在此基础上，所述支撑盘上设有对双极板作用的限位机构，所述限位机构包括固定设置在支撑盘上并对双极板较长侧边作用的限位条，所述限位条的高度低于双极板上表面。

9、在此基础上，所述机架体上位于清洁装置的两侧均设有人工位点。

10、在此基础上，所述夹持板和连接板之间设有压力传感器。

11、一种pem电解水双极板自动化清洗方法，包括以下步骤：

12、步骤：工作人员位于两人工位点处，双极板置于转动至两人工位点处的运输支架上，封闭推板打开，清洁装置整体下降，夹持板夹持双极板；

13、步骤：清洁装置整体上升，封闭推板关闭形成封闭的清洁腔，夹持板在驱动电机作用下转动，同时喷淋头打开实现对双极板的喷淋清洗；

14、步骤：封闭推板打开，清洁装置整体下降，完成清洗的双极板置于运输支架上，清洁装置再次上升等待下一次工作；

15、步骤：运输支架再次转动90°至下一人工位点处，工作人员观察清洁状况，进行收集或再次清洁。

16、在此基础上，所述步骤中的冲淋时间设置为10-15s。

17、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

18、(1)本发明，针对双极板本身结构以及材料特性进行量身设计，采用一双带有限位槽的夹持板，实现对双极板侧边的同步夹持作用，并在夹持板的同步转动下，实现双极板在喷淋的同时360°转动，以实现双极板整体的充分冲淋清洗，并且本装置可以根据需求设置多道清洗工序，并通过运输装置实现对双极板的自动化运输，以达到高效清洗的同时节省了人力；

19、(2)本发明，运输装置采用具有高低错落状曲线轮廓的环形轨道，同时设置沿其轮廓滚动移动的运输支架，即可以实现运输支架在对双极板运输同时的还可以同步进行升降运动，便于双极板的运输以及供应至清洁装置处，并且可以根据环形轨道的轮廓轨迹，可以设置多个清洁装置，以实现多道清洁工序，本装置结构简单，操作方便，具有较高的自动化工序

20、(3)本发明，在夹持板与连接板之间设置压力传感器，利于对双极板的夹持压力控制，设置集液盒，便于对清洗完成的双极板表面液体的收集，避免污染浪费情况；支撑盘上设置限位条，且限位条高度低于双极板，便于工作人员将双极板放置在支撑盘上时的限位以利于后续夹持

21、(4)本发明，通过伺服电机等电器元件实现运输支架的固定角度转动，即实现双极板的有序化传送，且可以位移至最合适的角度后，便于夹持板对双极板的夹持；

22、(5)本发明，集有序化传输以及多道清洗工序，并且预留人工位点，便于工作人员的对双极板从运输到清洗以及后续收集的全部操作，具有高自动化、高可控性的优势。

技术特征：

1.一种pem电解水双极板自动化清洗设备，包括机架本体(1)，其特征在于：所述机架本体(1)包括上部分的清洁区和下部分的运输区，所述清洁区内设置至少两个清洗装置(2)，所述运输区设置运输装置(4)，所述机架本体(1)顶端设有与清洁装置(2)固定连接的液压缸(3)，所述清洗装置(2)均设置有清洁腔，所述清洁腔内设置有两块连接板(2-1)、两块夹持板(2-2)、限位槽(2-3)、驱动机构、封闭推板(2-6)和喷淋头(2-7)，所述连接板(2-1)安装在机架体(1)上，两块所述连接板(2-1)相向的一面均转动设有夹持板(2-2)，两块所述夹持板(2-2)相向的一面均设有限位槽(2-3)，所述夹持板(2-2)上方设置有喷淋头(2-7)。

2.根据权利要求1所述的pem电解水双极板自动化清洗设备，其特征在于：所述驱动机构包括双旋螺杆(2-4)和驱动电机(2-5)，两块所述连接板(2-1)分别螺纹连接在所述双旋螺杆(2-4)的左旋螺纹段处和右旋螺纹段处。

3.根据权利要求1所述的pem电解水双极板自动化清洗设备，其特征在于：所述运输装置(4)包括环形轨道(4-1)、轮廓段(4-2)、支撑轴(4-3)、安装盘(4-4)、运输支架(4-5)和支撑盘(4-6)，所述环形轨道(4-1)固定设置在机架体(1)上，所述环形轨道(4-1)的周向截面为曲线状的轮廓段(4-2)，所述环形轨道(4-1)的圆心处转动设有支撑轴(4-3)，所述支撑轴(4-3)固定设有安装盘(4-4)，所述安装盘(4-4)与环形轨道(4-1)上表面平行安装，所述安装盘(4-4)圆周固定阵列设有多个运输支架(4-5)，所述运输支架(4-5)的一端贯穿安装盘(4-4)后作用在环形轨道(4-1)上，并沿环形轨道(4-1)的轨迹做滚动，所述运输支架(4-5)的另一端与支撑盘(4-6)固定连接。

4.根据权利要求3所述的pem电解水双极板自动化清洗设备，其特征在于：所述清洁装置(2)设置在最高点的轮廓段(4-2)处，所述清洁装置(2)沿环形轨道(4-1)的圆心180°对称设置在机架本体(1)上。

5.根据权利要求3所述的pem电解水双极板自动化清洗设备，其特征在于：所述运输支架(4-5)按90°角度阵列设置，所述支撑轴(4-3)由主伺服电机驱动实现90°固定角度转动。

6.根据权利要求3所述的pem电解水双极板自动化清洗设备，其特征在于：所述运输支架(4-5)上固定设有集液盒(4-7)，所述集液盒(4-7)均位于支撑盘(4-6)的正下方。

7.根据权利要求3所述的pem电解水双极板自动化清洗设备，其特征在于：所述支撑盘(4-6)上设有对双极板(6)作用的限位机构，所述限位机构包括固定设置在支撑盘(4-6)上并对双极板(6)较长侧边作用的限位条(4-8)，所述限位条(4-8)的高度低于双极板(6)上表面。

8.根据权利要求1所述的pem电解水双极板自动化清洗设备，其特征在于：所述机架体(1)上位于清洁装置(2)的两侧均设有人工位点(5)。

9.根据权利要求1所述的pem电解水双极板自动化清洗设备，其特征在于：所述夹持板(2-2)和连接板(2-1)之间设有压力传感器。

10.一种pem电解水双极板自动化清洗方法，其特征在于，包括以下步骤：

11.根据权利要求9所述的pem电解水双极板自动化清洗方法，其特征在于：所述步骤2中的冲淋时间设置为10-15s。

技术总结本发明提供了一种PEM电解水双极板自动化清洗设备和清洗方法，一种PEM电解水双极板自动化清洗设备，包括机架本体，所述机架本体包括上部分的清洁区和下部分的运输区，所述清洁区内设置至少两个清洗装置，所述运输区设置运输装置，所述机架本体顶端设有与清洁装置固定连接的液压缸，所述清洗装置均设置有清洁腔；本发明的有益效果是：针对双极板本身结构以及材料特性进行量身设计，采用一双带有限位槽的夹持板，实现对双极板侧边的同步夹持作用，并在夹持板的同步转动下，实现双极板在喷淋的同时360°转动，以实现双极板整体的充分冲淋清洗，并且本装置可以根据需求设置多道清洗工序，并通过运输装置实现对双极板的自动化运输，以达到高效清洗的同时节省了人力。技术研发人员：路文龙,白雪,韩坤坤受保护的技术使用者：上海氢器时代科技有限公司技术研发日：技术公布日：2024/9/17