CN112697486B - 压缩膨胀一体机性能检测装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种压缩膨胀一体机性能检测装置，压缩膨胀一体机性能检测装置包括温度和湿度调整单元、压力调整单元、以及传感器组；温度和湿度调整单元以及压力调整单元依次串联在第二出口和第二入口之间，传感器组至少位于第一入口和第一出口处；温度和湿度调整单元用于调整从第二出口排出的气体的温度和湿度，压力调整单元用于调整从温度和湿度调整单元排出的气体的压力；传感器组用于测试预设位置处的气体温度、压力、流量中的至少一者。本发明成本较低且通用性强。

Description

压缩膨胀一体机性能检测装置

技术领域

本发明涉及压缩机技术领域，特别涉及一种压缩膨胀一体机性能检测装置。

背景技术

燃料电池是一种未来的替代型能源新技术，具备小型化、无污染的优点。

空压机是燃料电池的关键设备，其中具备压缩和膨胀(能量回收)功能的压缩膨胀一体机是未来的发展趋势。压缩膨胀机内部一般包括压缩部分和膨胀部分，为了对压缩膨胀一体机的性能进行检测，可以分别单独测试压缩部分和膨胀部分，这样会导致检测的效率较低。为了进一步提高检测效率，通常是将压缩膨胀一体机直接安装在燃料电池电堆上，对其压缩和膨胀性能同时进行测试。对于规格和性能不同的压缩膨胀一体机，可以考虑把电动压缩膨胀一体机与不同规格的电堆联合起来进行试验。

然而，现有的压缩膨胀一体机的性能检测中，需要将压缩膨胀一体机与电堆联合起来进行试验，成本较高，且不同的压缩膨胀一体机需要与不同的电堆配合实验，因而检测的通用性较差。

发明内容

本发明提供一种压缩膨胀一体机性能检测装置，成本较低且可适用于不同类型的压缩膨胀一体机，通用性较强。

本发明提供一种压缩膨胀一体机性能检测装置，压缩膨胀一体机包括依次连接的压缩结构、电动机结构以及膨胀结构，压缩膨胀一体机具有第一入口、第二入口、第一出口以及第二出口，压缩结构的入口和出口分别形成第一入口和第二出口，膨胀结构的入口和出口分别形成第二入口和第一出口；

压缩膨胀一体机性能检测装置包括温度和湿度调整单元、压力调整单元、以及传感器组；温度和湿度调整单元以及压力调整单元依次串联在第二出口和第二入口之间，传感器组至少位于第一入口和第一出口处；

温度和湿度调整单元用于调整从第二出口排出的气体的温度和湿度，压力调整单元用于调整从温度和湿度调整单元排出的气体的压力；

传感器组用于测试预设位置处的气体温度、压力、流量中的至少一者。

本申请一些实施例中，传感器组包括温度传感器、压力传感器以及流量传感器中的至少一者。

本申请一些实施例中，温度和湿度调整单元包括内部具有腔室的壳体，壳体上设有供冷却介质进入腔室的管道，以使进入腔室的冷却介质对进入腔室中的气体进行降温和增湿。

本申请一些实施例中，管道包括第一端和第二端，第一端用于与外界冷却介质源连接，第二端伸入至腔室内，且第二端上设有用于使冷却介质雾化的雾化喷头。

本申请一些实施例中，传感器组连接在第二出口处，和/或传感器组连接在温度和湿度调整单元的出口处。

本申请一些实施例中，壳体上设有两个开口，两个开口分别形成温度和湿度调整单元的入口和出口，温度和湿度调整单元的入口和第二出口连接，温度和湿度调整单元的出口和压力调整单元的入口连接。

本申请一些实施例中，压力调整单元包括多个调压阀，各调压阀的入口相连、并连接于温度和湿度调整单元的出口，各调压阀的出口相连、并连接于第二入口。

本申请一些实施例中，还包括过滤器，过滤器的入口和大气相通，过滤器的出口与第一入口连接。

本申请一些实施例中，还包括消声器，消声器设置在第一出口处，以对从膨胀机的出口排出的气体进行降噪。

本申请一些实施例中，还包括背压阀，背压阀连接在第一出口和消声器的入口之间。

本发明提供的压缩膨胀一体机性能检测装置，包括温度和湿度调整单元、压力调整单元、以及传感器组；温度和湿度调整单元以及压力调整单元依次串联在第二出口和第二入口之间，传感器组至少位于第一入口和第一出口处；温度和湿度调整单元用于调整从第二出口排出的气体的温度和湿度，压力调整单元用于调整从温度和湿度调整单元排出的气体的压力；传感器组用于测试预设位置处的气体温度、压力、流量中的至少一者。通过温度和湿度调整单元、以及压力调整单元就可以模拟出气体在通过电堆之后的状态，因而无需连接电堆，即可完成压缩膨胀一体机性能的检测。并且，只要适当改变温度和湿度调整单元以及压力调整单元的调整参数，即可适用于不同规格的压缩膨胀一体机，成本较低且通用性较高。

本发明的构造以及它的其他发明目的及有益效果将会通过结合附图而对优选实施例的描述而更加明显易懂。

附图说明

图1为本发明实施例提供的压缩膨胀一体机性能检测装置所检测的压缩膨胀一体机的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的压缩膨胀一体机性能检测装置的结构示意图。

附图标记说明：

100-压缩膨胀一体机性能检测装置；

1-压缩膨胀一体机；

11-压缩结构；

12-电动机结构；

13-膨胀结构；

14-第一入口；

15-第二入口；

16-第一出口；

17-第二出口；

2-传感器组；

21-温度传感器；

22-压力传感器；

23-流量传感器；

3-温度和湿度调整单元；

301-温度和湿度调整单元的入口；

302-温度和湿度调整单元的出口；

31-腔室；

32-壳体；

33-管道；

34-第一端；

35-第二端；

36-雾化喷头；

5-压力调整单元；

51-调压阀；

6-过滤器；

7-消声器；

8-背压阀。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，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他实施例，都属于本发明保护的范围。

现有技术对压缩膨胀一体机性能的检测中，存在成本高且检测通用性差的问题，这是由于需要将压缩膨胀一体机与实际的电堆联合起来进行试验，在待测的压缩膨胀一体机的型号发生改变时，还需要相应地改变与其配合检测的电堆，因此不仅成本较较高，且操作复杂，安全性也差。

本申请就是为了解决上述问题而提出，本申请实施例提出一种压缩膨胀一体机性能检测装置，通过温度和湿度调整单元、以及压力调整单元就可以模拟出气体在通过电堆之后的状态，因而无需连接电堆，即可完成压缩膨胀一体机性能的检测。并且，只要适当改变温度和湿度调整单元以及压力调整单元的调整参数，即可适用于不同规格的压缩膨胀一体机，成本较低且通用性较高。

实施例

在介绍本申请的压缩膨胀一体机性能检测装置前，先对压缩膨胀一体机性的结构作简单介绍。

图1为本发明实施例提供的压缩膨胀一体机性能检测装置所检测的压缩膨胀一体机的结构示意图。

参照图1，压缩膨胀一体机1包括依次连接的压缩结构11、电动机结构12以及膨胀结构13，压缩膨胀一体机1具有第一入口14、第二入口15、第一出口16以及第二出口17，压缩结构11的入口和出口分别形成第一入口14和第二出口17，膨胀结构13的入口和出口分别形成第二入口15和第一出口16。

其中，电动机结构12用于带动压缩结构11运转，压缩结构11用于将从第一入口14进入其内的气体进行压缩，膨胀结构13用于使从第二入口15进入其内的气体进行膨胀，对从第二入口15进入到膨胀结构13的气体进行能量回收，并供压缩结构11使用。压缩膨胀一体机1的运转过程中，气体的压缩和膨胀同步进行，并且膨胀部分中进行的能量回收可以实时为气体的压缩提供部分能量。

图2为本发明实施例提供的压缩膨胀一体机性能检测装置的结构示意图。

参照图2，压缩膨胀一体机性能检测装置100包括温度和湿度调整单元3、压力调整单元5、以及传感器组2；温度和湿度调整单元3以及压力调整单元5依次串联在第二出口17和第二入口15之间，传感器组2至少位于第一入口14和第一出口16处；

温度和湿度调整单元3用于调整从第二出口17排出的气体的温度和湿度，压力调整单元5用于调整从温度和湿度调整单元3排出的气体的压力；

传感器组2用于测试预设位置处的气体温度、压力、流量中的至少一者。

上述方案中，通过在压缩结构11和膨胀结构13之间增加对温度、湿度、压力进行控制的单元，实现了模拟压缩膨胀一体机1在真实电堆下的工作环境。

具体的，本申请将温度和湿度调整单元3、以及压力调整单元5串联在压缩结构11的出口以及膨胀结构13的入口之间，用以模拟气体进入电堆中所发生的变化过程。

其中，温度和湿度调整单元3用于将气体的温度降低，湿度增加，压力调整单元5用于降低气体的压力，就可以模拟从电堆中排出的气体压力降低、湿度增加、温度降低的状态，即模拟出气体在通过电堆之后的状态。因而本申请的检测装置无需连接电堆，即可完成压缩膨胀一体机1性能的检测。并且，只要适当改变温度和湿度调整单元3以及压力调整单元5的调整参数，即可适用于不同规格的压缩膨胀一体机1的检测，成本较低且通用性较高。

其中，气体在温度和湿度调整单元3中，可以被调整为饱和。温度和湿度调整单元3以及压力调整单元5依次串联在第二出口17和第二入口15之间，具体是指，压缩结构11、温度和湿度调整单元3、压力调整单元5以及膨胀结构13依次通过管路连接。

温度和湿度调整单元3用于调整从第二出口17排出的气体的温度和湿度，包括对该气体的温度进行增加或减小，使该气体的湿度增大或减小。压力调整单元用于调整从温度和湿度调整单元3排出的气体的压力是指，可以增加或减小从温度和湿度调整单元3排出的气体的压力。

本申请实施例中，传感器组2包括温度传感器21、压力传感器22以及流量传感器23中的至少一者。温度传感器21用于测试目标位置处气体的温度，压力传感器22用于检测目标位置处气体的压力，流量传感器23用于检测目标位置处气体的流量。在图2中，标号TT是温度传感器21，标号PT是压力传感器22，标号FT是流量传感器23。

示例性的，传感器组2包括温度传感器21、压力传感器22以及流量传感器23。本申请中所述的将传感器组2设置在预设位置处，是指将温度传感器21的检测端、压力传感器22的检测端以及流量传感器23的检测端连接在预设位置处的管路上。

参照图2，温度和湿度调整单元3包括内部具有腔室31的壳体32，壳体32上设有供冷却介质进入腔室31的管道33，以使进入腔室31的冷却介质对进入腔室31中的气体进行降温和增湿。

进一步的，壳体32上还设有两个开口，两个开口分别形成温度和湿度调整单元的入口301和出口302，温度和湿度调整单元的入口301和第二出口17可以通过管路连接，温度和湿度调整单元的出口302和压力调整单元5的入口可以通过管路连接。

示例性的，上述冷却介质为恒温水，管道33包括第一端34和第二端35，第一端34用于与外界冷却介质源连接，第二端35伸入至腔室31内，且第二端35上设有用于使冷却介质雾化的雾化喷头36。

其中，从压缩结构11的出口、即第二出口17排出的气体的温度较高，在该排出的气体进入壳体32的腔室31后，通过在腔室31中喷入恒温的雾化冷却介质进行减温，同时使湿度达到饱和，籍此使进入膨胀结构13的气体的流量和温度达到要求。

需要说明的是，在针对不同的压缩膨胀一体机1进项检测时，需要不同的湿度和温度参数，这时只要更换雾化喷头36，使进入腔室31内的雾化冷却介质的量增加或减少即可实现湿度和温度参数的改变。

为了对压缩膨胀机一体性能检测装置的性能进行检测，需要设置传感器组2，例如，可以将传感器组2连接在第二出口17处，和/或将传感器组2连接在温度和湿度调整单元的出口302处。

参照图2，将温度传感器21以及压力传感器22连接在第二出口17处的管路上，将温度传感器21、压力传感器22以及流量传感器23连接在温度和湿度调整单元的出口302处的管路上。

并且，传感器组2至少位于第一入口14和第一出口16处，例如，将温度传感器21、压力传感器22以及流量传感器23连接在第一入口14处，并且将温度传感器21、压力传感器22以及流量传感器23连接在第二入口15处。

本申请实施例中，参照图2，压力调整单元5包括多个调压阀51，各调压阀51的入口相连、并连接于温度和湿度调整单元的出口302，各调压阀51的出口相连、并连接于第二入口15。这样从压缩结构11排出的气体，在经过温度和湿度调整单元3降温、增湿后进入压力调整单元5，并在压力调整单元5中进行降压，以模拟气体经过真实电堆后的状态。

本申请实施例中，压缩膨胀一体机性能检测装置100还包括过滤器6，过滤器6的入口和大气相通，过滤器6的出口与第一入口14连接。

示例性的，压缩膨胀一体机性能检测装置100还包括消声器7，消声器7设置在第一出口16处，以对从膨胀机的出口排出的气体进行降噪。

进一步的，压缩膨胀一体机性能检测装置100，还包括背压阀8，背压阀8连接在第一出口16和消声器7的入口之间。背压阀8可以用于降低电动机部分的启动电流。

本发明提供的压缩膨胀一体机性能检测装置，包括温度和湿度调整单元、压力调整单元、以及传感器组；温度和湿度调整单元以及压力调整单元依次串联在第二出口和第二入口之间，传感器组至少位于第一入口和第一出口处；温度和湿度调整单元用于调整从第二出口排出的气体的温度和湿度，压力调整单元用于调整从温度和湿度调整单元排出的气体的压力；传感器组用于测试预设位置处的气体温度、压力、流量中的至少一者。通过温度和湿度调整单元、以及压力调整单元就可以模拟出气体在通过电堆之后的状态，因而无需连接电堆，即可完成压缩膨胀一体机性能的检测。并且，只要适当改变温度和湿度调整单元以及压力调整单元的调整参数，即可适用于不同规格的压缩膨胀一体机，成本较低且通用性较高

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“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。

在本发明的描述中，需要理解的是，本文中使用的术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等应做广义理解，例如可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成为一体；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以使两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。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。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的范围。

Claims (4)

1.一种压缩膨胀一体机性能检测装置，其特征在于，所述压缩膨胀一体机包括依次连接的压缩结构、电动机结构以及膨胀结构，所述压缩膨胀一体机具有第一入口、第二入口、第一出口以及第二出口，所述压缩结构的入口和出口分别形成所述第一入口和第二出口，所述膨胀结构的入口和出口分别形成所述第二入口和第一出口；

所述压缩膨胀一体机性能检测装置包括温度和湿度调整单元、压力调整单元、以及传感器组；所述温度和湿度调整单元以及所述压力调整单元依次串联在所述第二出口和所述第二入口之间，所述传感器组至少位于所述第一入口和所述第一出口处；

所述温度和湿度调整单元用于调整从第二出口排出的气体的温度和湿度，所述压力调整单元用于调整从所述温度和湿度调整单元排出的气体的压力；

所述传感器组用于测试预设位置处的气体温度、压力、流量中的至少一者；

所述温度和湿度调整单元包括内部具有腔室的壳体，所述壳体上设有供冷却介质进入所述腔室的管道，以使进入所述腔室的所述冷却介质对进入所述腔室中的气体进行降温和增湿；所述壳体上设有两个开口，两个所述开口分别形成所述温度和湿度调整单元的入口和出口，所述温度和湿度调整单元的入口和所述第二出口连接，所述温度和湿度调整单元的出口和所述压力调整单元的入口连接；

所述管道包括第一端和第二端，所述第一端用于与外界冷却介质源连接，所述第二端伸入至所述腔室内，且所述第二端上设有用于使所述冷却介质雾化的雾化喷头；

在针对不同的压缩膨胀一体机进项检测时，需要不同的湿度和温度参数，通过更换雾化喷头使进入腔室内的雾化冷却介质的量增加或减少，实现湿度和温度参数的改变；所述冷却介质为恒温水；

所述传感器组包括温度传感器、压力传感器以及流量传感器中的至少一者；其中，所述温度传感器和所述压力传感器连接在所述第二出口处的管路上，所述温度传感器、所述压力传感器和所述流量传感器连接在所述温度和湿度调整单元的出口处的管路上；所述温度传感器、所述压力传感器和所述流量传感器连接在所述第一入口处；

所述压缩膨胀一体机性能检测装置还包括背压阀，所述背压阀连接在所述第一出口和消声器的入口之间。

2.根据权利要求1所述的压缩膨胀一体机性能检测装置，其特征在于，

所述压力调整单元包括多个调压阀，各所述调压阀的入口相连、并连接于所述温度和湿度调整单元的出口，各所述调压阀的出口相连、并连接于所述第二入口。

3.根据权利要求1所述的压缩膨胀一体机性能检测装置，其特征在于，

还包括过滤器，所述过滤器的入口和大气相通，所述过滤器的出口与所述第一入口连接。

4.根据权利要求1所述的压缩膨胀一体机性能检测装置，其特征在于，

还包括消声器，所述消声器设置在所述第一出口处，以对从所述膨胀机的出口排出的气体进行降噪。