CN112268846A - 新能源质子交换膜燃料电池膜电极组件的透气性测试装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了新能源质子交换膜燃料电池膜电极组件的透气性测试装置，包括下密封支撑机构，所述下密封支撑机构上方设置有上密封支撑机构，所述下密封支撑机构、所述上密封支撑机构上连通有透气测试机构，所述上密封支撑机构上端连接有夹紧固定机构，所述下密封支撑机构与所述上密封支撑机构连接。本发明通过夹紧固定机构对上密封支撑机构的上测试板进行上下移动，便于凸形密封圈与支撑箱的凹形密封圈形成对膜电极组件周圈的密封固定，提高了固定的便利性和可操作性，通过透气测试机构对下测试腔、上测试腔的通气操作，使膜电极组件两侧的压力值通过压力表进行数值反馈，便于对膜电极组件的透气性进行记录判断。
Description
技术领域
本发明涉及新能源与节能领域，特别是涉及新能源质子交换膜燃料电池膜电极组件的透气性测试装置。
背景技术
膜电极组件是燃料电池发电的核心部件，膜电极与其两侧的双极板组成了燃料电池的基本单元-燃料电池单电池，膜电极的性能和寿命是决定燃料电池系统性能和寿命的关键因素之一。由于膜电极组件两侧分别通入燃料(通常为氢气或含有氢气的重整气)和氧化剂(通常为空气或氧气)，膜电极组件必须具有良好的化学稳定性和机械稳定性，从而能够很好地隔绝燃料和氧化剂。因此，膜电极组件的透气性是一个非常关键的技术指标，如果膜电极组件透气性较大，在使用过程中燃料和氧化剂就会互窜，不仅导致燃料电池性能大幅下降、寿命衰减，还有可能带来严重的安全事故，因此必须严格控制燃料电池膜电极组件的透气性。
专利CN201320229324.3中公开了一种质子交换膜燃料电池膜电极组件透气性测试用的装置，由上夹具、密封圈、下夹具及组装螺栓所组成，由下至上按照下夹具、密封圈、膜电极组件、密封圈及上夹具的顺序通过组装螺栓固定装好；下夹具上加工有下夹具进气接口及下夹具排气接口；上夹具上加工有上夹具排气接口及上夹具进水接口。在装置使用过程中，其操作麻烦，需要将周圈所有螺栓紧固后才可进行测试，且观察效果不明显，不便对结果进行记录。
发明内容
本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供新能源质子交换膜燃料电池膜电极组件的透气性测试装置。
本发明通过以下技术方案来实现上述目的：
新能源质子交换膜燃料电池膜电极组件的透气性测试装置，包括下密封支撑机构，所述下密封支撑机构上方设置有上密封支撑机构，所述下密封支撑机构、所述上密封支撑机构上连通有透气测试机构，所述上密封支撑机构上端连接有夹紧固定机构，所述下密封支撑机构与所述上密封支撑机构连接；
所述下密封支撑机构包括支撑箱，所述支撑箱上端面上设置有下测试腔，所述下测试腔周圈设置有凹槽，所述凹槽内设置有凹形密封圈；
所述上密封支撑机构包括导柱，所述导柱上设置有上测试板，所述上测试板下端面上设置有上测试腔，所述上测试腔周圈设置有固定板，所述固定板下端设置有凸形密封圈；
所述透气测试机构包括上腔第一通气管、上腔第二通气管，所述上腔第一通气管、所述上腔第二通气管对称设置在所述上测试板上端，且与所述上测试腔连通，所述上测试板上端前侧设置有压力表，所述支撑箱两侧分别设置有下腔第一通气管、下腔第二通气管，且与所述支撑箱的所述下测试腔连通。
进一步设置：所述夹紧固定机构包括固定架，所述固定架中心位置穿设有螺杆，所述螺杆上端设置有手轮，所述螺杆下端设置有连接座。
如此设置，通过所述螺杆在所述固定架上转动，使所述上测试板进行上下移动，与所述支撑箱对膜电极组件进行周圈固定密封。
进一步设置：所述夹紧固定机构包括固定架，所述固定架中心位置设置有液压伸缩柱，所述液压伸缩柱下端设置有连接座，所述液压伸缩柱与所述固定架螺栓连接，所述液压伸缩柱的活动端与所述连接座连接。
如此设置，通过所述液压伸缩柱的伸缩使所述上测试板进行上下移动，与所述支撑箱对膜电极组件进行周圈固定密封。
进一步设置：所述螺杆与所述固定架螺纹连接，所述螺杆与所述连接座转动连接。
如此设置，使所述螺杆稳定的支撑所述上测试板进行移动。
进一步设置：所述固定架与所述导柱螺栓连接，所述连接座与所述上测试板焊接。
如此设置，便于所述固定架与所述导柱的安装固定，保证所述上测试板与所述连接座连接的牢固性。
进一步设置：所述支撑箱下端四角设置有脚垫，所述脚垫与所述支撑箱螺纹连接，所述凹槽呈倒锥形，所述凹形密封圈与所述凹槽粘接。
如此设置，使所述脚垫对整体进行支撑固定，使所述凹形密封圈与所述支撑箱连接可靠。
进一步设置：所述凹形密封圈内侧面上设置有半圆形凸起，所述凸形密封圈外侧壁上对称设置有半圆形缺口。
如此设置，提高所述凸形密封圈与所述凹形密封圈的密封性，保证对膜电极组件测试的稳定性。
进一步设置：所述上测试板与所述导柱滑动连接，所述导柱在所述支撑箱上端设置有四处，所述凸形密封圈与所述固定板粘接，所述固定板与所述上测试板焊接。
如此设置，便于对所述上测试板在所述导柱上进行上下移动，提高操作的便利性，焊接使所述固定板与所述上测试板的固定保证所述上测试腔的密封性。
进一步设置：所述上腔第一通气管、所述上腔第二通气管、所述压力表与所述上测试板螺纹连接，所述下腔第一通气管、所述下腔第二通气管与所述支撑箱螺纹连接。
如此设置，便于所述上腔第一通气管、所述上腔第二通气管、所述压力表与所述上测试板连接的密封性，所述下腔第一通气管、所述下腔第二通气管与所述支撑箱连接的密封性。
进一步设置：所述上腔第一通气管、所述上腔第二通气管、所述下腔第一通气管、所述下腔第二通气管上均设置有开关阀。
如此设置，便于将真空泵与所述上腔第一通气管或所述上腔第二通气管、所述下腔第一通气管或所述下腔第二通气管进行连接控制，对所述上测试腔、所述下测试腔进行抽真空操作，然后通过另一通气管对所述上测试腔、所述下测试腔进行检测气体的压入检测。
与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
通过夹紧固定机构对上密封支撑机构的上测试板进行上下移动，便于凸形密封圈与支撑箱的凹形密封圈形成对膜电极组件周圈的密封固定，提高了固定的便利性和可操作性，通过透气测试机构对下测试腔、上测试腔的通气操作，使膜电极组件两侧的压力值通过压力表进行数值反馈，便于对膜电极组件的透气性进行记录判断。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明所述新能源质子交换膜燃料电池膜电极组件的透气性测试装置的实施例1的第一结构示意图；
图2是本发明所述新能源质子交换膜燃料电池膜电极组件的透气性测试装置的实施例1的第二结构示意图；
图3是本发明所述新能源质子交换膜燃料电池膜电极组件的透气性测试装置的实施例1的主视结构示意图；
图4是本发明所述新能源质子交换膜燃料电池膜电极组件的透气性测试装置的实施例1的主剖结构示意图；
图5是本发明所述新能源质子交换膜燃料电池膜电极组件的透气性测试装置的上密封支撑机构的局部结构示意图；
图6是本发明所述新能源质子交换膜燃料电池膜电极组件的透气性测试装置的下密封支撑机构的结构示意图；
图7是本发明所述新能源质子交换膜燃料电池膜电极组件的透气性测试装置的实施例2的第一结构示意图；
图8是本发明所述新能源质子交换膜燃料电池膜电极组件的透气性测试装置的实施例2的第二结构示意图。
附图标记说明如下：
1、下密封支撑机构；11、支撑箱；12、脚垫；13、下测试腔；14、凹槽；15、凹形密封圈；2、上密封支撑机构；21、导柱；22、上测试板；23、固定板；24、凸形密封圈；25、上测试腔；3、透气测试机构；31、上腔第一通气管；32、上腔第二通气管；33、下腔第一通气管；34、下腔第二通气管；35、压力表；4、夹紧固定机构；41、固定架；42、螺杆；43、手轮；44、连接座；45、液压伸缩柱。
具体实施方式
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“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、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
下面结合附图对本发明作进一步说明：
实施例1
如图1-图6所示，新能源质子交换膜燃料电池膜电极组件的透气性测试装置，包括下密封支撑机构1，下密封支撑机构1上方设置有上密封支撑机构2，下密封支撑机构1、上密封支撑机构2上连通有透气测试机构3，上密封支撑机构2上端连接有夹紧固定机构4，下密封支撑机构1与上密封支撑机构2连接；
下密封支撑机构1包括支撑箱11，支撑箱11上端面上设置有下测试腔13，下测试腔13周圈设置有凹槽14，凹槽14内设置有凹形密封圈15，对膜电极组件进行密封固定；
上密封支撑机构2包括导柱21，导柱21上设置有上测试板22，上测试板22下端面上设置有上测试腔25，上测试腔25周圈设置有固定板23，固定板23下端设置有凸形密封圈24；
透气测试机构3包括上腔第一通气管31、上腔第二通气管32，上腔第一通气管31、上腔第二通气管32对称设置在上测试板22上端，且与上测试腔25连通，上测试板22上端前侧设置有压力表35，便于对上测试腔25、下测试腔13的压力差进行读数反馈，支撑箱11两侧分别设置有下腔第一通气管33、下腔第二通气管34，且与支撑箱11的下测试腔13连通。
优选的：夹紧固定机构4包括固定架41，固定架41中心位置穿设有螺杆42，螺杆42上端设置有手轮43，螺杆42下端设置有连接座44，通过螺杆42在固定架41上转动，使上测试板22进行上下移动，与支撑箱11对膜电极组件进行周圈固定密封；螺杆42与固定架41螺纹连接，螺杆42与连接座44转动连接，使螺杆42稳定的支撑上测试板22进行移动；固定架41与导柱21螺栓连接，连接座44与上测试板22焊接，便于固定架41与导柱21的安装固定，保证上测试板22与连接座44连接的牢固性；支撑箱11下端四角设置有脚垫12，脚垫12与支撑箱11螺纹连接，凹槽14呈倒锥形，凹形密封圈15与凹槽14粘接，使脚垫12对整体进行支撑固定，使凹形密封圈15与支撑箱11连接可靠；凹形密封圈15内侧面上设置有半圆形凸起，凸形密封圈24外侧壁上对称设置有半圆形缺口，提高凸形密封圈24与凹形密封圈15的密封性，保证对膜电极组件测试的稳定性；上测试板22与导柱21滑动连接，导柱21在支撑箱11上端设置有四处，凸形密封圈24与固定板23粘接，固定板23与上测试板22焊接，便于对上测试板22在导柱21上进行上下移动，提高操作的便利性，焊接使固定板23与上测试板22的固定保证上测试腔25的密封性；上腔第一通气管31、上腔第二通气管32、压力表35与上测试板22螺纹连接，下腔第一通气管33、下腔第二通气管34与支撑箱11螺纹连接，便于上腔第一通气管31、上腔第二通气管32、压力表35与上测试板22连接的密封性，下腔第一通气管33、下腔第二通气管34与支撑箱11连接的密封性；上腔第一通气管31、上腔第二通气管32、下腔第一通气管33、下腔第二通气管34上均设置有开关阀，便于将真空泵与上腔第一通气管31或上腔第二通气管32、下腔第一通气管33或下腔第二通气管34进行连接控制，对上测试腔25、下测试腔13进行抽真空操作，然后通过另一通气管对上测试腔25、下测试腔13进行检测气体的压入检测。
实施例2
如图5-图8所示，新能源质子交换膜燃料电池膜电极组件的透气性测试装置，包括下密封支撑机构1，下密封支撑机构1上方设置有上密封支撑机构2，下密封支撑机构1、上密封支撑机构2上连通有透气测试机构3，上密封支撑机构2上端连接有夹紧固定机构4，下密封支撑机构1与上密封支撑机构2连接；
下密封支撑机构1包括支撑箱11，支撑箱11上端面上设置有下测试腔13，下测试腔13周圈设置有凹槽14，凹槽14内设置有凹形密封圈15，对膜电极组件进行密封固定；
上密封支撑机构2包括导柱21，导柱21上设置有上测试板22，上测试板22下端面上设置有上测试腔25，上测试腔25周圈设置有固定板23，固定板23下端设置有凸形密封圈24；
透气测试机构3包括上腔第一通气管31、上腔第二通气管32，上腔第一通气管31、上腔第二通气管32对称设置在上测试板22上端，且与上测试腔25连通，上测试板22上端前侧设置有压力表35，便于对上测试腔25、下测试腔13的压力差进行读数反馈，支撑箱11两侧分别设置有下腔第一通气管33、下腔第二通气管34，且与支撑箱11的下测试腔13连通。
优选的：夹紧固定机构4包括固定架41，固定架41中心位置设置有液压伸缩柱45，液压伸缩柱45下端设置有连接座44，液压伸缩柱45与固定架41螺栓连接，液压伸缩柱45的活动端与连接座44连接，通过液压伸缩柱45的伸缩使上测试板22进行上下移动，与支撑箱11对膜电极组件进行周圈固定密封；固定架41与导柱21螺栓连接，连接座44与上测试板22焊接，便于固定架41与导柱21的安装固定，保证上测试板22与连接座44连接的牢固性；支撑箱11下端四角设置有脚垫12，脚垫12与支撑箱11螺纹连接，凹槽14呈倒锥形，凹形密封圈15与凹槽14粘接，使脚垫12对整体进行支撑固定，使凹形密封圈15与支撑箱11连接可靠；凹形密封圈15内侧面上设置有半圆形凸起，凸形密封圈24外侧壁上对称设置有半圆形缺口，提高凸形密封圈24与凹形密封圈15的密封性，保证对膜电极组件测试的稳定性；上测试板22与导柱21滑动连接，导柱21在支撑箱11上端设置有四处，凸形密封圈24与固定板23粘接，固定板23与上测试板22焊接，便于对上测试板22在导柱21上进行上下移动，提高操作的便利性，焊接使固定板23与上测试板22的固定保证上测试腔25的密封性；上腔第一通气管31、上腔第二通气管32、压力表35与上测试板22螺纹连接，下腔第一通气管33、下腔第二通气管34与支撑箱11螺纹连接，便于上腔第一通气管31、上腔第二通气管32、压力表35与上测试板22连接的密封性，下腔第一通气管33、下腔第二通气管34与支撑箱11连接的密封性；上腔第一通气管31、上腔第二通气管32、下腔第一通气管33、下腔第二通气管34上均设置有开关阀，便于将真空泵与上腔第一通气管31或上腔第二通气管32、下腔第一通气管33或下腔第二通气管34进行连接控制，对上测试腔25、下测试腔13进行抽真空操作，然后通过另一通气管对上测试腔25、下测试腔13进行检测气体的压入检测。
本发明工作原理及使用流程：将膜电极组件放置在支撑箱11上端面上，通过转动螺杆42或者液压伸缩柱45的伸缩推动上测试板22向下移动，使凸形密封圈24插入凹形密封圈15内，将膜电极组件周圈通过凸形密封圈24与凹形密封圈15的固定密封，然后通过上腔第二通气管32或上腔第一通气管31、上腔第二通气管32或下腔第一通气管33接通真空泵将上测试腔25、下测试腔13进行抽真空，使膜电极组件两侧压力相同，关闭管道上的开关阀，然后将下测试腔13的另一通气管连通压力测试气体，通过观察上测试腔25连通的压力表35数值进行透气性的判断。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。
Claims (10)
1.新能源质子交换膜燃料电池膜电极组件的透气性测试装置，其特征在于：包括下密封支撑机构，所述下密封支撑机构上方设置有上密封支撑机构，所述下密封支撑机构、所述上密封支撑机构上连通有透气测试机构，所述上密封支撑机构上端连接有夹紧固定机构，所述下密封支撑机构与所述上密封支撑机构连接；
所述下密封支撑机构包括支撑箱，所述支撑箱上端面上设置有下测试腔，所述下测试腔周圈设置有凹槽，所述凹槽内设置有凹形密封圈；
所述上密封支撑机构包括导柱，所述导柱上设置有上测试板，所述上测试板下端面上设置有上测试腔，所述上测试腔周圈设置有固定板，所述固定板下端设置有凸形密封圈；
所述透气测试机构包括上腔第一通气管、上腔第二通气管，所述上腔第一通气管、所述上腔第二通气管对称设置在所述上测试板上端，且与所述上测试腔连通，所述上测试板上端前侧设置有压力表，所述支撑箱两侧分别设置有下腔第一通气管、下腔第二通气管，且与所述支撑箱的所述下测试腔连通。
2.根据权利要求1所述的新能源质子交换膜燃料电池膜电极组件的透气性测试装置，其特征在于：所述夹紧固定机构包括固定架，所述固定架中心位置穿设有螺杆，所述螺杆上端设置有手轮，所述螺杆下端设置有连接座。
3.根据权利要求1所述的新能源质子交换膜燃料电池膜电极组件的透气性测试装置，其特征在于：所述夹紧固定机构包括固定架，所述固定架中心位置设置有液压伸缩柱，所述液压伸缩柱下端设置有连接座，所述液压伸缩柱与所述固定架螺栓连接，所述液压伸缩柱的活动端与所述连接座连接。
4.根据权利要求2所述的新能源质子交换膜燃料电池膜电极组件的透气性测试装置，其特征在于：所述螺杆与所述固定架螺纹连接，所述螺杆与所述连接座转动连接。
5.根据权利要求2或3所述的新能源质子交换膜燃料电池膜电极组件的透气性测试装置，其特征在于：所述固定架与所述导柱螺栓连接，所述连接座与所述上测试板焊接。
6.根据权利要求1所述的新能源质子交换膜燃料电池膜电极组件的透气性测试装置，其特征在于：所述支撑箱下端四角设置有脚垫，所述脚垫与所述支撑箱螺纹连接，所述凹槽呈倒锥形，所述凹形密封圈与所述凹槽粘接。
7.根据权利要求1所述的新能源质子交换膜燃料电池膜电极组件的透气性测试装置，其特征在于：所述凹形密封圈内侧面上设置有半圆形凸起，所述凸形密封圈外侧壁上对称设置有半圆形缺口。
8.根据权利要求1所述的新能源质子交换膜燃料电池膜电极组件的透气性测试装置，其特征在于：所述上测试板与所述导柱滑动连接，所述导柱在所述支撑箱上端设置有四处，所述凸形密封圈与所述固定板粘接，所述固定板与所述上测试板焊接。
9.根据权利要求1所述的新能源质子交换膜燃料电池膜电极组件的透气性测试装置，其特征在于：所述上腔第一通气管、所述上腔第二通气管、所述压力表与所述上测试板螺纹连接，所述下腔第一通气管、所述下腔第二通气管与所述支撑箱螺纹连接。
10.根据权利要求1所述的新能源质子交换膜燃料电池膜电极组件的透气性测试装置，其特征在于：所述上腔第一通气管、所述上腔第二通气管、所述下腔第一通气管、所述下腔第二通气管上均设置有开关阀。
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| CN202011134283.0A CN112268846A (zh) | 2020-10-21 | 2020-10-21 | 新能源质子交换膜燃料电池膜电极组件的透气性测试装置 |
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|---|---|---|---|---|
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2020
- 2020-10-21 CN CN202011134283.0A patent/CN112268846A/zh not_active Withdrawn
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