一种氢燃料电池装叠装置
阅读说明：本技术 一种氢燃料电池装叠装置 (Hydrogen fuel cell stacking device ) 是由 温国斌 廖建诚 李宗璟 李和清 于 2021-09-22 设计创作，主要内容包括：本发明公开一种氢燃料电池装叠装置,包括：支架和安装在支架上的若干定位杆,各定位杆共同围成燃料电池堆叠腔；其中,所述定位杆包括固定的第一定位杆和与绝缘片安装位置对应的第二定位杆,所述第二定位杆可自转的安装在支架上,在所述第二定位杆的一侧设有避空位。实际应用时,先将第二定位杆的未避空一侧面向燃料电池堆叠腔,然后将下盖板、双极板、膜电极以各定位杆为基准堆叠起来形成电堆；堆叠完成后,转动第二定位杆使避空位面向燃料电池堆叠腔；这时,将绝缘片从避空位穿进完成绝缘片的安装,绝缘片装完后,再回转第二定位杆恢复对电堆的定位。本发明解决了组装好双极板与膜电极后绝缘片没办法安装的问题。(The invention discloses a hydrogen fuel cell stacking device, comprising: the fuel cell stack comprises a bracket and a plurality of positioning rods arranged on the bracket, wherein the positioning rods jointly enclose a fuel cell stack cavity; the locating rod comprises a fixed first locating rod and a second locating rod corresponding to the installation position of the insulating sheet, the second locating rod is arranged on the support in a self-rotating mode, and an avoidance hole is formed in one side of the second locating rod. In practical application, the side, which is not kept clear, of the second positioning rod faces the fuel cell stacking cavity, and then the lower cover plate, the bipolar plate and the membrane electrode are stacked by taking the positioning rods as references to form an electric pile; after the stacking is finished, rotating the second positioning rod to enable the clearance position to face the fuel cell stacking cavity; at this moment, the insulating sheet is penetrated from the clearance position and is accomplished the installation of insulating sheet, and the insulating sheet is accomplished the back of adorning, and the second locating lever of gyration resumes the location to the pile again. The invention solves the problem that the insulating sheet after the bipolar plate and the membrane electrode are assembled cannot be installed.)
技术领域
本发明涉及燃料电池组装技术领域，尤其涉及一种氢燃料电池装叠装置。
背景技术
燃料电池电堆是将燃料通过电化学反应直接生成电能的装置，其由一片片燃料电池单电池堆叠而成。燃料电池电堆的堆叠方式通常为：将多个双极板单电池以串联的方式进行层叠组合。
如一篇公开号为CN 212434676 U的中国实用新型专利揭示一种高温燃料电池叠装定位工装，包括底座，底座上端面垂直固定有第一定位柱、第二定位柱、第一可调整定位柱、第二可调整定位柱，第一定位柱、第二定位柱、第一可调整定位柱和第二可调整定位柱之间的底座上端面上放置有下压块垫板，下压块垫板上方设有与下压块垫板相平行的上压块垫板。使用时，放置下压块垫板，在燃料电池叠装工作前，先根据机种调整第一可调整定位柱和第二可调整定位柱使其满足尺寸要求，并锁紧锁紧螺钉以防止第一可调整定位柱和第二可调整定位柱滑动，根据工艺要求进行燃料电池的叠装，叠装完成后，在燃料电池顶底放置上压块垫板，即可进入下一工艺压缩组装。
上述实用新型提供的燃料电池叠装定位工装，虽然在堆叠时可以保证定位精准同时保证堆叠起来的双极板单电池的垂直度；但是，为保护燃料电池避免与外部出现导通漏电，也防止燃料电池裸露，吸附外部灰尘，影响燃料的使用效果；在堆叠完成后，通常还需要在两侧装上绝缘片。而现有结构由于定位前后与电堆定位接触，堆叠完成电堆后，绝缘无法安装上去，强行挤压进去会影响到电堆里面双极片与膜电极的垂直度与一致性，而且还会刮伤双极板与膜电极。
发明内容
针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于在于提供一种既能在堆叠时定位精准、确保垂直度，又能在堆叠完成后顺利加装绝缘片的氢燃料电池装叠装置。
为达到以上目的，本发明采用如下技术方案。
一种氢燃料电池装叠装置，包括：支架和安装在所述支架上的若干定位杆，各所述定位杆共同围成燃料电池堆叠腔；其特征在于，所述定位杆包括固定的第一定位杆和与绝缘片安装位置对应的第二定位杆，所述第二定位杆可自转的安装在所述支架上，在所述第二定位杆的一侧设有避空位。
实际应用时，先将所述第二定位杆的未避空一侧面向所述燃料电池堆叠腔，然后将下盖板、双极板、膜电极以各所述定位杆为基准堆叠起来形成电堆；堆叠完成后，转动所述第二定位杆使所述避空位面向所述燃料电池堆叠腔；这时，将绝缘片从所述避空位穿进完成绝缘片的安装，绝缘片装完后，再回转所述第二定位杆恢复对电堆的定位。
更为优选的是，在堆叠燃料电池时，使所述第二定位杆的避空位呈180°转动的方式远离所述燃料电池堆叠腔；装绝缘片时，先将所述第二定位杆转180°，装好绝缘片后，转动所述第二定位杆使之与所述绝缘片压紧。
更为优选的是，所述定位杆的数量为六根，前后两侧各两根，左右两侧各一根；前后两侧的各所述定位杆均为转动安装，左右两侧的所述定位杆为固定安装；堆叠燃料电池时，依靠下盖板与双极板的六个外部定位点，实现定位。
更为优选的是，所述第二定位杆的驱动结构为：所述第二定位杆穿透所述支架的上下侧设置，在所述支架的底侧设有可来回滑动的齿条，在所述第二定位杆上固设有与所述齿条啮合的齿轮；工作时，利用第一动力机构带动所述齿条来回滑动，齿条来回滑动时，所述齿轮随之旋转，进而带动第二定位杆自转。
更为优选的是，所述第一动力机构为固定在所述支架底部的气缸或直线电机。
更为优选的是，所述第二定位杆与所述支架之间装配有轴承。
更为优选的是，所述齿条同步带动位于同一侧的两个以上所述第二定位杆一起旋转。
更为优选的是，所述支架可升降的安装在一燃料电池组装平台下侧，在该燃料电池组装平台上设有与各所述定位杆对应的通孔；实际装叠燃料电池前，先将所述支架升起来使各所述定位杆穿过所述燃料电池组装平台上的相应通孔，再手动将下盖板、双极板、膜电极以所述定位杆为基准进行堆叠；当堆叠好的燃料电池进入下一工序时，将所述支架下降使各所述定位杆从所述燃料电池组装平台上的相应通孔中退出，便于后续取走堆叠好的燃料电池。
更为优选的是，所述支架的升降通过第二动力机构来驱动，所述第二动力机构为丝杠机构、气缸或直线电机。
更为优选的是，所述支架与所述燃料电池组装平台之间设有滑轨导向机构；在所述支架上设有滑块，在所述燃料电池组装平台设有与所述滑块配合的滑轨。
本发明的有益效果是：通过设置可自转的第二定位杆、并在第二定位杆上设置避空位，既能保证堆叠时定位精准、确保垂直度与一致性，又能在堆叠完成后通过转动第二定位杆来实现绝缘片的顺利加装，从根本上解决了组装好双极板与膜电极后绝缘片没办法安装的问题。
附图说明
图1所示为本发明提供的氢燃料电池装叠装置的结构示意图。
图2所示为定位杆的装配示意图。
图3所示为图2的局部放大图。
图4所示为图1的局部放大图。
附图标记说明。
1：支架， 2：定位杆， 3：绝缘片， 4：电堆， 5：齿条， 6：齿轮， 7：第一动力机构，8：轴承， 9：燃料电池组装平台， 10：第二动力机构，11：滑块， 12：滑轨。
2-1第一定位杆， 2-2：第二定位杆， 2-3：避空位。
具体实施方式
在本发明的描述中，需要说明的是，对于方位词，如有术语“中心”，“横向” 、“纵向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示方位和位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于叙述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定方位构造和操作，不能理解为限制本发明的具体保护范围。
此外，如有术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或隐含指明技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”特征可以明示或者隐含包括一个或者多个该特征，在本发明描述中，“至少”的含义是一个或一个以上，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除另有明确规定和限定，如有术语“组装”、“相连”、“连接”术语应作广义去理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；也可以是机械连接；可以是直接相连，也可以是通过中间媒介相连，可以是两个元件内部相连通。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述的术语在本发明中的具体含义。
在发明中，除非另有规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一特征和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“之下”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅是表示第一特征水平高度高于第二特征的高度。第一特征在第二特征 “之上”、“之下”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度低于第二特征。
下面结合说明书的附图，对本发明的具体实施方式作进一步的描述，使本发明的技术方案及其有益效果更加清楚、明确。下面通过参考附图描述实施例是示例性的，旨在解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述部分中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
如图1、图2所示，一种氢燃料电池装叠装置，包括：支架1和安装在所述支架1上的若干定位杆2，各所述定位杆2构成燃料电池堆叠腔；其特征在于，所述定位杆2包括固定的第一定位杆2-1和与绝缘片3对应的第二定位杆2-2，所述第二定位杆2-2可自转的安装在所述支架1上，在所述第二定位杆2-2的一侧设有避空位2-3。
实际应用时，先将第二定位杆2-2的未避空一侧面向燃料电池堆叠腔，然后将下盖板、双极板、膜电极以各所述定位杆2为基准堆叠起来形成电堆4；堆叠完成后，转动所述第二定位杆2-2使其避空位2-3面向燃料电池堆叠腔；这时，将绝缘片3从第二定位杆2-2的避空位穿进完成绝缘片3的安装，绝缘片3装完后，再回转第二定位杆2-2恢复对电堆4的定位。
本实施例中，优选在堆叠燃料电池时，使所述第二定位杆2-2的避空位2-3呈180°转动的方式远离所述燃料电池堆叠腔；装绝缘片3时，先将第二定位杆2-2转180°，装好绝缘片3后，转动第二定位杆2-2使之与绝缘片3压紧。这样设置的好处是，具有最为优异的装配、压紧效果。
本实施例中，所述定位杆2的数量为六根，前后两侧各两根，左右两侧各一根；前后两侧的各定位杆2均为转动安装，左右两侧的定位杆2为固定安装。堆叠燃料电池时，依靠下盖板与双极板的六根个外部定位点，实现定位。显然，当双极板或绝缘片的安装位置发生变化时，定位杆的数量和排布方式可以根据实际需要进行调整，不限于本实施例。
结合图3所示，所述第二定位杆2-2的驱动结构为：所述第二定位杆2-2穿透所述支架1的上下侧设置，在支架1的底侧设有可来回滑动的齿条5，在所述第二定位杆2-2上固设有与所述齿条5啮合的齿轮6。工作时，利用第一动力机构7带动所述齿条5来回滑动，齿条5来回滑动时，所述齿轮6随之旋转，进而带动第二定位杆2-2自转。
本实施例中，优选所述第一动力机构7为固定在所述支架1底部的气缸，优选所述齿条5同步带动位于同一侧的两个以上第二定位杆2-2一起旋转，以简化驱动结构。在一些实施方式中，所述第一动力机构7可以为直线电机、丝杠机构等其他能驱使齿条5来回滑动的装置，不限于本实施例。
本实施例中，于所述第二定位杆2-2与所述支架1之间还装配有轴承8，以确保第二定位杆2-2的转动顺畅。
结合图4所示，所述支架1可升降的安装在一燃料电池组装平台9上，在该燃料电池组装平台9上设有与各所述定位杆2对应的通孔。实际装叠燃料电池前，先将支架1升起来使各所述定位杆2穿过燃料电池组装平台9上的相应通孔，再手动将下盖板、双极板、膜电极以定位杆2为基准进行堆叠。当堆叠好的燃料电池进入下一工序时，将支架1下降使各所述定位杆2从燃料电池组装平台9上的相应通孔中退出，便于后续取走堆叠好的燃料电池。
本实施例中，所述支架1的升降通过第二动力机构10来驱动，所述第二动力机构10优选为丝杠机构，丝杠机构的丝杆与所述支架1连接，工作时，通过伺服电机带动丝杆的旋转来实现支架1的升降。在一些实施方式中，所述第二动力机构10可以为气缸或直线电机，只要能驱动所述支架1进行升降即可。
进一步地，所述支架1与所述燃料电池组装平台9之间还设有滑轨导向机构，以确保两者直接的稳定滑动。本实施例中，优选在所述支架1上设有滑块11，优选在所述燃料电池组装平台9设有与所述滑块11配合的滑轨12。当然，在一些实施方式中，根据实际需要的不同，滑块和滑轨的位置是可以互换的。
与现有技术相比，本实施例提供的一种氢燃料电池装叠装置，通过定位杆2进行外定位，可以保证堆叠的垂直度与一致性；而通过在定位杆2上切避空位，同时加旋转机构，有效解决组装好双极板与膜电极后绝缘片没办法安装的问题。
通过上述的结构和原理的描述，所属技术领域的技术人员应当理解，本发明不局限于上述的具体实施方式，在本发明基础上采用本领域公知技术的改进和替代均落在本发明的保护范围，本发明的保护范围应由各权利要求项及其等同物限定之。具体实施方式中未阐述的部分均为现有技术或公知常识。
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