CN110426162A - 膜电极卧式检漏设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种膜电极卧式检漏设备，包括设备定位导向装置、压力装置、检漏装置，所述定位导向装置包括底座、导向杆、端板，所述检漏装置包括检漏板、通气装置以及流量测量装置；所述底座两端设置端板，两端板之间设置导向杆，所述检漏板两端部上分别设置有一个或多个导向杆安装孔，所述一个或多个检漏板通过导向杆安装孔贯穿在导向杆上并能够相对导向杆滑动，检漏板上设置有进气孔和出气孔，进气孔连接通气装置，进气孔与通气装置之间设置有流量测量装置，出气孔上设置有流量测量装置，所述相邻检漏板之间形成膜电极检测位置；所述压力装置连接端板和导向杆。本发明能一次性检测多片膜电极，并且能够提高检漏效率和降低误判率。

Description

膜电极卧式检漏设备

技术领域

本发明涉及燃料电池检测领域，具体地，涉及一种膜电极卧式检漏设备。

背景技术

质子交换膜燃料电池，又称氢燃料电池，是一种将燃料的化学能通过催化的电化学反应直接转化为电能的一种能量转换装置，它具有能量密度高、能量转化效率高、零排放等优点。

质子交换膜燃料电池的核心部件是膜电极(MEA)，膜电极中阳极燃料氢气和阴极空气的隔绝不仅是使燃料电池具有良好功率特性的基本条件，也是保证燃料电池安全性的基本要求。同时膜电极中也可能存在着系统与环境的气体互漏，这将会造成燃料电池的失效。因此在商业化生产中，膜电极的检漏是质量检测的重要一环。如何方便快捷并且能够适应大规模的产业化检测膜电极漏气性非常重要。

目前在膜电极检漏测试主要是有两种方法：1、一片一片检验，因为每检一次都要充气、保压，泄压等工序，尤其保压时间相对较长，所以批量工作时效率很低。该工序往往成为生产链上的瓶颈。2、针对第第1种方法的改良，目前都采用多片叠加一起测试，如果这一叠不漏气，则表明这一叠中每一片都不漏气；若这一叠中出现漏气，则需将这一叠分开每片测试，找出其中漏气的膜电极；这对于漏气率比较低(漏气率<3％)的批次此法比较有速度优势，但一旦漏气率>5％,这种方法反而会降低检验速度。而且即使一叠整体检测合格的仍然有可能会有部分漏气超标由于和其他不超标相互抵销，导致误判合格的。针对目前生产状况，本发明能大幅度地提高检漏效率和降低误判率的问题，使生产效率大幅度提高。

公开号为CN109932132A的专利文献公开了一种燃料电池膜电极的测试检漏装置，包括上腔体、下腔体，下腔体与燃料电池接触部分的流道，以及加载装置。所述下腔体进气孔流入氢气，所述上腔体进气孔流入氮气，检测口使用氢气报警器进行检测，如果膜电极有泄露，则氢气报警器报警，该膜电极为不合格。所述检测装置安全可靠，可以在不损坏电极的情况下准确的判断膜电极是否泄露。但该装置采用逐片检漏的方法，批量工作时效率很低，且装置结构复杂，不能有效地解决膜电极检漏效率低下的问题。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种膜电极卧式检漏设备。

根据本发明提供的膜电极卧式检漏设备，包括设备定位导向装置、压力装置、检漏装置，所述定位导向装置包括底座、导向杆、端板，所述检漏装置包括检漏板、通气装置以及流量测量装置；所述底座两端设置端板，两端板之间设置导向杆，所述检漏板两端部上分别设置有一个或多个导向杆安装孔，所述一个或多个检漏板通过导向杆安装孔贯穿在导向杆上并能够相对导向杆滑动，检漏板上设置有进气孔和出气孔，进气孔连接通气装置，进气孔与通气装置之间设置有流量测量装置，出气孔上设置有流量测量装置，所述相邻检漏板之间形成膜电极检测位置；所述压力装置连接端板和导向杆。

优选地，所述压力装置包括推杆、动端板以及动力装置，所述推杆的一端连接动力装置，推杆的另一端连接动端板，动端板贯穿在导向杆上并能够相对于导向杆滑动，所述动端板设置在多个检漏板的一侧或两侧，在动力装置的作用下推杆推动动端板对检漏板之间放置的膜电极施加压力。

优选地，所述检漏板上的进气孔与出气孔沿着检漏板的长度方向布置；

相邻检漏板上的进气孔与出气孔的位置错开排列。

优选地，所述进气孔与出气孔分别设置在检漏板的两侧，进气孔与出气孔彼此不连通；检漏板具有进气孔的一侧与相邻检漏板具有出气孔的一侧相对。

优选地，所述检漏板两侧设置有密封槽，所述密封槽内设置有密封圈，所述进气孔与出气孔分别通向两侧的密封圈内部。

优选地，所述检漏板侧面的上部设置有向检漏板内部凹陷的凹槽，形成膜电极取放槽。

优选地，还包括套钩，所述套钩包括安装板、第一限位板、第二限位板，所述第一限位板连接安装板的一端，所述第二限位板连接在安装板的另一端，第一限位板与第二限位板相对设置，其中，第二限位板的横截面积为C形，C形开口朝向安装板一侧；所述第一限位板垂直于安装板；所述安装板上设置有安装孔；

检漏板一端面或两端面上设置有套钩安装孔，所述套钩安装板上的安装孔与套钩安装孔通过紧固件连接，将套钩安装在检漏板的两端面上；

检漏板通过套钩的第二限位板钩挂在相邻检漏板的第一限位板上彼此相连；

检漏板上套钩的第二限位板能够在相邻检漏板的第一限位板和第二限位板之间滑动。

优选地，所述安装板的宽度与检漏板的宽度相等，所述第二限位板C形开口的宽度大于等于待检测膜电极的厚度。

优选地，所述进气孔通入的气体为氮气。

优选地，还包括输出系统，所述输出系统信号连接流量测量装置，并根据膜电极检测位置两端的进气孔和出气孔的流量测量装置反馈的数据判断膜电极的漏气情况，将检测结果输出。

与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：

1、本发明结构紧凑，操作简单，对场地空间无太大需求。

2、本发明采用卧式结构，一次同时能够检测多片膜电极的漏气情况，并解决了多片膜电极检测时，最上层和最下层压力不一致问题。

3、本发明采用了套钩结构，解决了在检漏完成后的检漏板需逐个复位的问题，实现了自动复位，并能保证检漏板张开时每个检漏板间隙距离相等。

4、本发明采用了检漏板上的取放槽结构，方便了膜电极检测前后的取放，节省设备空间并能有效避免测操作过程中对膜电极损坏。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本发明的总体结构示意图；

图2为本发明的仰视结构示意图；

图3为本发明检漏板的结构示意图；

图4为本发明套钩连接关系示意图。

图中示出：

10-左端板 606-膜电极取放槽

20-推杆 607-密封槽

30-定位杆 61-最左检漏板

40-导向杆 62-最右检漏板

50-动端板 70-膜电极(MEA)

60-检漏板 80-右端板

601-进气孔 90-套钩

602-出气孔 901-安装板

603-定位杆安装孔 902-第一限位板

604-导向杆安装孔 903-第二限位板

605-套钩安装孔

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本发明的保护范围。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，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、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

本发明公开了一种膜电极卧式检漏设备，检漏板60每侧密封圈中间部位有一个气孔，其中一侧是进气孔601，一侧是出气孔602。气孔通过下侧面的孔与气管连接。每相邻的两片检漏板60构成的空间有一进气孔601和一个出气孔602。待测膜电极70放置在两片检漏板60之间时，推杆20推动动端板压紧检漏板60，进气孔601进气后保压一定时间后，通过流量计检测出气孔602的流量来判断该膜电极70漏气是否合格。本设备在检测膜电极70漏气时，不需要其对应的双极板，对于结构相近的膜电极70可以共用检漏板60。

根据本发明提供的膜电极卧式检漏设备，如图1所示，包括设备定位导向装置、压力装置、检漏装置，所述定位导向装置包括底座、导向杆40、端板，所述检漏装置包括检漏板60、通气装置以及流量测量装置；所述底座两端设置端板，两端板之间设置导向杆40，膜电极70，检漏板60上设置有进气孔601和出气孔602，进气孔601连接通气装置，进气孔601与通气装置之间设置有流量测量装置，出气孔602上设置有流量测量装置，所述相邻检漏板60之间形成膜电极检测位置；所述压力装置连接端板和导向杆40。流量测量装置将数据反馈给输出设备，输出设备记录并反馈出每片膜电极70是否合格。

如图1所示，所述压力装置包括推杆2020、动端板50以及动力装置，所述推杆20的一端连接动力装置，推杆20的另一端连接动端板50，动端板50贯穿在导向杆40上并能够相对于导向杆40滑动，所述动端板50设置在多个检漏板60的一侧或两侧，在动力装置的作用下推杆20推动动端板50对检漏板60之间放置的膜电极70施加压力。当动端板设置在多个膜电极70的两侧，从两侧对多片膜电极70进行加压，使得每片膜电极70受力均匀一致。

如图2-3所示，所述检漏板60上的进气孔601与出气孔602沿着检漏板60的长度方向布置；相邻检漏板60上的进气孔601与出气孔602的位置错开排列。所述进气孔601与出气孔602分别设置在检漏板60的两侧，进气孔601与出气孔602彼此不连通；检漏板60具有进气孔601的一侧与相邻检漏板60具有出气孔602的一侧相对。所述检漏板60两侧设置有密封槽，所述密封槽内设置有密封圈，所述进气孔601与出气孔602分别通向两侧的密封圈内部。检漏板60侧面的上部设置有向检漏板60内部凹陷的凹槽，形成膜电极70取放槽606。本发明采用相邻检漏板60进出气孔602错开排列的结构，解决了检漏板60过厚导致的设备庞大及过重问题。优选地，最右检漏板62与右端板或右动端板固定连接，最右检漏板62仅左面设置有密封槽，密封槽内设置有密封圈，所述密封圈对应连接进气孔1或出气孔602；最左检漏板61与左动端板或左端板10结合，最左检漏板61仅右面设置有密封槽，密封槽内设置有密封圈，所述密封圈对应连接进气孔601或出气孔602。

如图4所示，还包括套钩90，所述套钩90包括安装板901、第一限位板902、第二限位板903，所述第一限位板902连接安装板901的一端，所述第二限位板903连接在安装板901的另一端，第一限位板902与第二限位板903相对设置，其中，第二限位板903的横截面积为C形，C形开口朝向安装板901一侧；所述第一限位板902垂直于安装板901；所述安装板901上设置有安装孔；检漏板60一端面或两端面上设置有套钩90安装孔605，所述套钩90安装板901上的安装孔与套钩90安装孔605通过紧固件连接，将套钩90安装在检漏板60的两端面上；检漏板60通过套钩90的第二限位板903钩挂在相邻检漏板60的第一限位板902上彼此相连；检漏板60上套钩90的第二限位板903能够在相邻检漏板60的第一限位板902和第二限位板903之间滑动。所述安装板901的宽度与检漏板60的宽度相等，所述第二限位板903C形开口的宽度大于等于待检测膜电极70的厚度。通过在检漏板60上设置套钩90结构，加压时，推杆20推进检漏板60时，相对任何弹簧或橡胶连接来说，不需要克服其变形压力，有效减小了驱动力。卸压时，推杆20拉动动端板及与动端板固定检漏板60通过套钩90依次拉动每片检漏板60实现多片检漏板60的自动复位；复位时，由于套钩90的限位作用，动端板移动到指定位置后，检漏板60之间的间距相等，满足取放膜电极70的要求。

所述进气孔601通入的气体为氮气。还包括定位杆30，所述定位杆30设置在两端板之间，所述检漏板60上设置有定位杆安装孔603，检漏板60通过定位杆安装孔603贯穿在定位杆30上。

还包括输出系统，所述输出系统信号连接流量测量装置，并根据膜电极70检测位置两端的进气孔601和出气孔602的流量测量装置反馈的数据判断膜电极70的漏气情况，将检测结果输出。

优选实施例：

一种膜电极卧式检漏设备：

左端板10和右端板80为设备固定结构，二者直接用过四根导向杆40连接固定。在导向杆40上套有一块动端板50，一块最左检漏板61、一块最右检漏板62及多片检漏板60。最左检漏板61与动端板50固定在一起，最右检漏板60与右端板80固定在一起。最左检漏板61、检漏板60以及最右检漏板62的端部安装套钩90，相邻检漏板60通过套钩90两两钩住。最左检漏板61右面有密封槽带密封圈，最右检漏板62左面有密封圈带密封圈，检漏板60两面都有密封槽带密封圈。动力装置通过推杆20推动动端板50，从而使每两片检漏板(60、61、62)夹紧膜电极70。这样通过检漏板(60、61、62)进气孔601通入氮气，保压一定时间，再通过每个出气孔602的流量计(流量测量装置)检测每个流量。检测出气流量是否在规定范围内，数值反馈给输出系统，从而给出判断，每片数据单独记录，合格与否，都一次能直接跟踪。动力装置通过推杆20拉开动端板50时，每片检漏板60依次左移，套钩90给每片端板60限位。动端板在推杆20作用下通过检漏板60密封圈把膜电极70夹紧，导向杆40起检漏板60及动端板滑动导向作用，定位杆30起定位夹紧前膜电极70的定位作用。相邻检漏板60下侧的气孔采用错位分布设计，能有效减少检漏板60厚度，从而减少检漏板60及设备重量及检漏板60在导向杆40上的摩擦力。

由于本设备为卧式设备，检测的膜电极70只需侧立在两块检漏板60之间，下侧有两个定位杆30膜电极70靠重力自动定位，后端一个定位杆30，手动放置膜电极70是靠近粗略定位。左右靠推杆20右移是检漏板60的密封圈夹紧膜电极70。因为利用了重力，放置比较方便。相比较立式设备，放置空间需要较大。节省空间，多片同时测试时，操作人员，不需要大范围运动，不需要向立式设备测量多片时，操作人员需伸腰和弯腰频繁动作。同样因为是卧式放置，避免了立式设备检测时，膜电极70夹紧时最下层所受的力为夹紧力及上层所有的检漏板60等结构的重量，造成测试条件不同。本发明可以单独或同时测试多片同型号或不同型号膜电极70的漏气情况，节约时间。

所述膜电极卧式检漏设备工作方法及原理为：

1)动端板移动到左端时，检漏板60之间有间隙时，每个间隙放一件膜电极70，膜电极70通过三根定位杆30支持，全部放置结束后，再通过对齐槽，对齐所有膜电极70；

2)动力装置通过推杆20右推检漏板60，压紧膜电极70；

3)50片膜电极70同时通过检漏板60底部进气孔601通气、保压并记录数据，通过输出系统判断膜电极70漏电情况；

4)动端板通过推杆20左移，检漏板60通过套钩90依次拉开，并保持一定的间隙；

5)依次取出所有膜电极70。

以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。

Claims (10)

1.一种膜电极卧式检漏设备，其特征在于，包括设备定位导向装置、压力装置、检漏装置，所述定位导向装置包括底座、导向杆、端板，所述检漏装置包括检漏板、通气装置以及流量测量装置；所述底座两端设置端板，两端板之间设置导向杆，所述检漏板两端部上分别设置有一个或多个导向杆安装孔，所述一个或多个检漏板通过导向杆安装孔贯穿在导向杆上并能够相对导向杆滑动，检漏板上设置有进气孔和出气孔，进气孔连接通气装置，进气孔与通气装置之间设置有流量测量装置，出气孔上设置有流量测量装置，所述相邻检漏板之间形成膜电极检测位置；所述压力装置连接端板和导向杆。

2.根据权利要求1所述的膜电极卧式检漏设备，其特征在于，所述压力装置包括推杆、动端板以及动力装置，所述推杆的一端连接动力装置，推杆的另一端连接动端板，动端板贯穿在导向杆上并能够相对于导向杆滑动，所述动端板设置在多个检漏板的一侧或两侧，在动力装置的作用下推杆推动动端板对检漏板之间放置的膜电极施加压力。

3.根据权利要求1所述的膜电极卧式检漏设备，其特征在于，所述检漏板上的进气孔与出气孔沿着检漏板的长度方向布置；

相邻检漏板上的进气孔与出气孔的位置错开排列。

4.根据权利要求1所述的膜电极卧式检漏设备，所述进气孔与出气孔分别设置在检漏板的两侧，进气孔与出气孔彼此不连通；检漏板具有进气孔的一侧与相邻检漏板具有出气孔的一侧相对。

5.根据权利要求1所述的膜电极卧式检漏设备，其特征在于，所述检漏板两侧设置有密封槽，所述密封槽内设置有密封圈，所述进气孔与出气孔分别通向两侧的密封圈内部。

6.根据权利要求1所述的膜电极卧式检漏设备，其特征在于，所述检漏板侧面的上部设置有向检漏板内部凹陷的凹槽，形成膜电极取放槽。

7.根据权利要求1所述的膜电极卧式检漏设备，其特征在于，还包括套钩，所述套钩包括安装板、第一限位板、第二限位板，所述第一限位板连接安装板的一端，所述第二限位板连接在安装板的另一端，第一限位板与第二限位板相对设置，其中，第二限位板的横截面积为C形，C形开口朝向安装板一侧；所述第一限位板垂直于安装板；所述安装板上设置有安装孔；

检漏板一端面或两端面上设置有套钩安装孔，所述套钩安装板上的安装孔与套钩安装孔通过紧固件连接，将套钩安装在检漏板的两端面上；

检漏板通过套钩的第二限位板钩挂在相邻检漏板的第一限位板上彼此相连；

检漏板上套钩的第二限位板能够在相邻检漏板的第一限位板和第二限位板之间滑动。

8.根据权利要求7所述的膜电极卧式检漏设备，其特征在于，所述安装板的宽度与检漏板的宽度相等，所述第二限位板C形开口的宽度大于等于待检测膜电极的厚度。

9.根据权利要求1所述的膜电极卧式检漏设备，其特征在于，所述进气孔通入的气体为氮气。

10.根据权利要求1所述的膜电极卧式检漏设备，其特征在于，还包括输出系统，所述输出系统信号连接流量测量装置，并根据膜电极检测位置两端的进气孔和出气孔的流量测量装置反馈的数据判断膜电极的漏气情况，将检测结果输出。