CN109612650B - 燃料电池双极板气密性检测工装 - Google Patents

燃料电池双极板气密性检测工装 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种燃料电池双极板气密性检测工装，该工装包括上架板、下架板、气缸、安装架、固定模具与空气加压装置，所述上架板与下架板通过若干根支撑杆固定连接，所述固定模具用于固定待检测双极板，上架板上安装有气缸，所述安装架上安装有透明管，透明管内充有水，透明管的底部连通有外接管，外接管接通有第一测试管；所述空气加压装置连接有第二测试管与第三测试管。本发明能够对少量的双极板进行检测，避免在实际生产中需要对少量双极板进行检测时需要插队从而影响生产流水线的正常运行或者是单独开启大型仪器进行检测的状况，大大节省了生产资源，减低的生产成本，提高了生产效率。

Description

燃料电池双极板气密性检测工装
技术领域
本发明属于燃料电池电堆生产技术领域，具体的，涉及一种燃料电池双极板气密性检测工装。
背景技术
燃料电池具有能量转化效率高的优点，它直接将燃料的化学能转化为电能，中间不经过燃烧过程，因而不受卡诺循环的限制，燃料电池系统的燃料—电能转换效率在45％～60％，而火力发电和核电的效率大约在30％～40％，燃料电池的安装地点灵活，燃料电池电站占地面积小，建设周期短，电站功率可根据需要由电池堆组装，十分方便，燃料电池无论作为集中电站还是分布式电站，或是作为小区、工厂、大型建筑的独立电站都非常合适，负荷响应快，运行质量高；燃料电池在数秒钟内就可以从最低功率变换到额定功率，这些优点都直接使燃料电池成为现如今的高新技术。
燃料电池的主要部件是双极板以及膜电极，在燃料电池电堆的实际生产过程中，为了保证燃料电池的安全性，需要对双极板的气密性进行检测，现有技术中在对双极板的气密性进行检测时，为了保证规模化生产的需要，需要采用高自动化的精密仪器进行，而在对少量的双极板进行检测时，开启这一类机械会浪费大量能源，且操作复杂，为了解决这一问题，本发明提供了以下技术方案。
发明内容
本发明的目的在于提供一种燃料电池双极板气密性检测工装。
本发明需要解决的技术问题为：
1、现有技术中在对双极板的气密性进行检测时，需要采用高自动化的精密仪器进行，但是在实际生产中，高自动化的检测仪器主要适用于流水线生产，在对少量的双极板进行检测时，开启这一类机械会浪费大量能源，且操作复杂。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种燃料电池双极板气密性检测工装，包括上架板、下架板、气缸、安装架、固定模具与空气加压装置，上架板与下架板通过若干根支撑杆固定连接，上架板与下架板平行设置，所述固定模具用于固定待检测双极板；
所述上架板上安装有气缸，气缸内滑动设置有气缸伸缩杆，气缸伸缩杆与下架板相对的一端通过固定法兰连接压块，压块与下架板相对的一面固定安装有弹性压头；
所述固定模具包括上模与下模，所述上模的两个相对侧边上均安装有两个固定凸起，固定凸起对应弹性压头的位置，所述上端板的一面上开有水流槽、氧流槽与氢流槽，水流槽、氧流槽与氢流槽分别对应待测双极板的冷却水进出口、空气进出口与氢气进出口设置，所述水流槽、氧流槽与氢流槽的底部均开有贯穿上模的导气孔，三个导气孔远离上模开有水流槽一面的一端分别连接有水流接口、氧流接口与氢流接口，其中水流接口对应水流槽，氧流接口对应氧流槽，氢流接口对应氢流槽；
所述安装架上安装有透明管，透明管内充有水，透明管的底部连通有外接管，外接管接通有第一测试管；
所述空气加压装置连接有第二测试管与第三测试管，第二测试管与第三测试管上均安装有压力调节阀，压力调节阀安装在安装架上。
作为本发明的进一步方案，所述弹性压头包括压头核心，压头核心连接固定螺杆，所述压块上在安装弹性压头的位置上对应开有螺孔，固定螺杆穿过螺孔后通过螺母固定位置，压头核心的外部包裹有弹性层，弹性层由聚酯材料制成，所述压头核心的底部与弹性层之间的距离为0.5-2cm。
作为本发明的进一步方案，所述下模与上模的形状相同，下模与上模的边角处均开设有限位孔，限位孔贯穿上模与下模，且上模上的限位孔与下模上的限位孔位置对应，在将双极板放置在上模与下模之间固定后，通过限位销插入限位孔中，对上模与下模的位置进行固定。
作为本发明的进一步方案，气密性检测装置对待测双极板进行气密性检测的方法为：
将待测双极板放置在固定模具中进行固定，其中待测双极板的空气进出口对应氧流槽，双极板的冷却水进出口对应水流槽，双极板的氢气进出口对应氢流槽；
将固定模具放置在下架板上，压块向下移动对固定模具施加6000N的压力，第二测试管与第三测试管分别连接氢流接口与氧流接口，第一测试管连接水流接口；
依次通过第二测试管与第三测试管向氢流接口与氧流接口通入高压气体，充气至200kpa，保压50s，在这一过程中若透明管中出现气泡，则认为该待测双极板的水腔流场对应氢气进出口或空气进出口的位置没有做好密封。
本发明的有益效果：
1、相较于流水线生产中能够对双极板气密性进行检测的仪器，本发明能够对少量的双极板进行检测，避免在实际生产中需要对少量双极板进行检测时需要插队从而影响生产流水线的正常运行或者是单独开启大型仪器进行检测的状况，大大节省了生产资源，减低的生产成本，提高了生产效率。
附图说明
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细描述。
图1是本发明的结构示意图；
图2是固定模具的结构示意图；
图3是上模的结构示意图；
图4是待测双极板的简易结构示意图；
图5是弹性压头的结构示意图。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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它实施例，都属于本发明保护的范围。
一种燃料电池双极板气密性检测工装，如图1、图2所示，包括上架板1、下架板2、气缸5、安装架4、固定模具7与空气加压装置，上架板1与下架板2通过若干根支撑杆3固定连接，上架板1与下架板2平行设置，所述固定模具7用于固定待检测双极板8；
所述上架板1上安装有气缸5，气缸5内滑动设置有气缸伸缩杆51，气缸伸缩杆51与下架板2相对的一端通过固定法兰连接压块52，压块52与下架板2相对的一面固定安装有弹性压头53；
作为本发明的进一步方案，如图5所示，所述弹性压头53包括压头核心5302，压头核心连接固定螺杆5301，所述压块52上在安装弹性压头的位置上对应开有螺孔，固定螺杆5301穿过螺孔后通过螺母5304固定位置，由于双极板自身结构以及检测装置以及模具等误差的影响，在通过压块52对固定模具7进行压紧时，无法将双极板的多个进气口进行密封，因此本发明通过在压头核心5302的外部包裹有弹性层5302，弹性层5302由聚酯材料制成，所述压头核心5302的底部即压头核心靠近下架板2的一面与弹性层5302之间的距离为0.5-2cm，由于聚酯材料具有一定弹性，在通过压块52对固定模具7进行固定时，首先接触到固定模具7的弹性压头53上的弹性层会发生形变，使后接触到固定模具7的弹性压头能够对固定模具7施加足够的力，保证固定模具7内的双极板与固定模具7紧密贴合，保证检测结果的准确性；
如图2、图3所示，所述固定模具7包括上模71与下模72，所述上模71的两个相对侧边上均安装有两个固定凸起73，固定凸起73对应弹性压头的位置进行设置，如图2、图3所示，所述上端板71的一面上开有水流槽78、氧流槽710与氢流槽79，水流槽78、氧流槽710与氢流槽79分别对应双极板的冷却水进出口、空气进出口与氢气进出口设置，所述水流槽78、氧流槽710与氢流槽79的底部均开有贯穿上模71的导气孔，三个导气孔远离上模71开有水流槽18一面的一端分别连接有水流接口77、氧流接口76与氢流接口75，其中水流接口77对应水流槽78，氧流接口76对应氧流槽710，氢流接口75对应氢流槽79；
所述下模72与上模71的形状相同，下模72与上模71的边角处均开设有限位孔74，限位孔74贯穿上模71与下模72，且上模71上的限位孔与下模72上的限位孔74位置对应，在将双极板放置在上模71与下模72之间固定后，通过限位销插入限位孔74中，对上模71与下模72的位置进行固定，防止在压块52加压过程中，上模71与下模72之间的位置发生滑动。
所述安装架4上安装有透明管6，透明管6内充有水，透明管6的底部连通有外接管61，外接管61接通有第一测试管，安装架4上还安装有气缸5的控制开关；
所述空气加压装置连接有第二测试管与第三测试管，为了对第二测试管与第三测试管内气压进行监控控制，在第二测试管与第三测试管上均安装有压力调节阀，压力调节阀安装在安装架4上；
通过本发明对如图4所示的待测双极板8进行气密性检测的方法为：
将待测双极板8放置在固定模具7中进行固定，其中双极板的空气进出口82对应氧流槽710，双极板的冷却水进出口83对应水流槽78，双极板的氢气进出口81对应氢流槽79；
将固定模具7放置在下模72上，压块52向下移动对固定模具7施加6000N的压力，第二测试管与第三测试管分别连接氢流接口75与氧流接口76，第一测试管连接水流接口77；
依次通过第二测试管与第三测试管向氢流接口75与氧流接口76通入高压气体，充气至200kpa，保压50s，在这一过程中透明管6中若出现气泡，则认为该待测双极板8的水腔流场对应氢气进出口或空气进出口的位置没有做好密封。
以上内容仅仅是对本发明结构所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

Claims (3)

1.一种燃料电池双极板气密性检测工装，其特征在于，包括上架板(1)、下架板(2)、气缸(5)、安装架(4)、固定模具(7)与空气加压装置，上架板(1)与下架板(2)通过若干根支撑杆(3)固定连接，上架板(1)与下架板(2)平行设置，所述固定模具(7)用于固定待检测双极板(8)；
所述上架板(1)上安装有气缸(5)，气缸(5)内滑动设置有气缸伸缩杆(51)，气缸伸缩杆(51)与下架板(2)相对的一端通过固定法兰连接压块(52)，压块(52)与下架板(2)相对的一面固定安装有弹性压头(53)；
所述固定模具(7)包括上模(71)与下模(72)，所述上模(71)的两个相对侧边上均安装有两个固定凸起(73)，固定凸起(73)对应弹性压头(53)的位置，所述上模(71)的一面上开有水流槽(78)、氧流槽(710)与氢流槽(79)，水流槽(78)、氧流槽(710)与氢流槽(79)分别对应待测双极板(8)的冷却水进出口(83)、空气进出口(82)与氢气进出口(81)设置，所述水流槽(78)、氧流槽(710)与氢流槽(79)的底部均开有贯穿上模(71)的导气孔，三个导气孔远离上模(71)开有水流槽(78)一面的一端分别连接有水流接口(77)、氧流接口(76)与氢流接口(75)，其中水流接口(77)对应水流槽(78)，氧流接口(76)对应氧流槽(710)，氢流接口(75)对应氢流槽(79)；
所述安装架(4)上安装有透明管(6)，透明管(6)内充有水，透明管(6)的底部连通有外接管(61)，外接管(61)接通有第一测试管；
所述空气加压装置连接有第二测试管与第三测试管，第二测试管与第三测试管上均安装有压力调节阀，压力调节阀安装在安装架(4)上；
该气密性检测工装对待测双极板(8)进行气密性检测的方法为：
将待测双极板(8)放置在固定模具(7)中进行固定，其中待测双极板(8)的空气进出口(82)对应氧流槽(710)，双极板(8)的冷却水进出口(83)对应水流槽(78)，双极板(8)的氢气进出口(81)对应氢流槽(79)；
将固定模具(7)放置在下架板(2)上，压块(52)向下移动对固定模具(7)施加6000N的压力，第二测试管与第三测试管分别连接氢流接口(75)与氧流接口(76)，第一测试管连接水流接口(77)；
依次通过第二测试管与第三测试管向氢流接口(75)与氧流接口(76)通入高压气体，充气至200kpa，保压50s，在这一过程中若透明管(6)中出现气泡，则认为该待测双极板(8)的水腔流场对应氢气进出口或空气进出口的位置没有做好密封。
2.根据权利要求1所述的一种燃料电池双极板气密性检测工装，其特征在于，所述弹性压头(53)包括压头核心(5302)，压头核心(5302)连接固定螺杆(5301)，所述压块(52)上在安装弹性压头的位置上对应开有螺孔，固定螺杆(5301)穿过螺孔后通过螺母(5304)固定位置，压头核心(5302)的外部包裹有弹性层(5303)，弹性层(5303)由聚酯材料制成，所述压头核心(5302)的底部与弹性层(5303)之间的距离为0.5-2cm。
3.根据权利要求1所述的一种燃料电池双极板气密性检测工装，其特征在于，所述下模(72)与上模(71)的形状相同，下模(72)与上模(71)的边角处均开设有限位孔(74)，限位孔(74)贯穿上模(71)与下模(72)，且上模(71)上的限位孔与下模(72)上的限位孔(74)位置对应，在将双极板放置在上模(71)与下模(72)之间固定后，通过限位销插入限位孔(74)中，对上模(71)与下模(72)的位置进行固定。
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