CN113375876A - 一种燃料电池双极板气密性测试装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了燃料电池电堆生产技术领域的一种燃料电池双极板气密性测试装置，包括机体，机体内部设置有安装板，送料组件，连接于安装板顶壁，送料组件通过伸缩组件连接有下模板，伸缩组件与送料组件相配合；顶升组件，连接于安装板顶壁，顶升组件至少设置有三组，顶升组件包括施压机构和承压机构，承压机构与下模板相配合；其中，承压机构包括支撑架、承压杆和第二弹性件，支撑架固定连接于安装板顶壁，对待测试双极板进行双重固定，使密封槽与双极板能够完美贴合，以保证双极板与上模板和下模板的气密性，提高了装置的检测精度和联动性，进而提高了装置的实用性。
Description
技术领域
本发明涉及燃料电池电堆生产技术领域，具体为一种燃料电池双极板气密性测试装置。
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。
经检索，中国专利号201910036947.0公开了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。
上述方案中存在以下不足：1、该装置上膜与下模在对双极板进行固定时，密封效果难以达到双极板测试所需要的绝对密封强度，进而导致测试结果失准；2、由于该方案通过人机结合方式对双极板的密封性进行检测，液压缸进行冲压时可能会对人体造成伤害，存在一定的安全隐患，自动化程度低，进而导致测试效率低。基于此，本发明设计了一种燃料电池双极板气密性测试装置，以解决上述问题。
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测试装置，以解决上述背景技术中提出的对双极板气密性差，测试结果失准，存在安全隐患的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种燃料电池双极板气密性测试装置，包括机体，所述机体内部设置有安装板：
送料组件，连接于安装板顶壁，所述送料组件通过伸缩组件连接有下模板，所述伸缩组件与送料组件相配合；
顶升组件，连接于安装板顶壁，所述顶升组件至少设置有三组，所述顶升组件包括施压机构和承压机构，所述承压机构与下模板相配合；
其中，承压机构包括支撑架、承压杆和第二弹性件，所述支撑架固定连接于安装板顶壁，所述承压杆转动连接于支撑架内壁，所述第二弹性件的一端固定连接于承压杆底壁，另一端与安装板固定相连；
冲压组件，连接于安装板顶壁，所述冲压组件输出端固定连接有上模板，所述上模板与下模板相配合；
测试装置，设置于机体内部，所述测试装置与上模板相配合。
优选的，所述伸缩组件包括下底座、第一弹性件和上底座，所述下底座滑动连接于送料组件外壁，所述上底座与下底座滑动相连，所述下模板固定连接于上底座顶壁，所述第一弹性件的一端与向下底座固定相连，另一端与上底座固定相连。
优选的，所述施压机构包括支撑板、施压杆，所述支撑板固定连接于上模板侧壁，所述施压杆固定连接于支撑板底壁，所述施压杆与承压杆相配合。
优选的，所述送料组件包括螺杆、直线导轨和电机，所述螺杆通过支撑座连接于安装板顶壁，且所述螺杆与连接座转动相连，所述下模板通过可伸缩连接件与螺杆相连，所述直线导轨固定连接于安装板顶壁，所述直线导轨关于螺杆对称设置有两组，所述伸缩组件所含的下底座滑动连接于直线导轨外壁，所述电机固定连接于安装板底壁，所述电机输出端通过皮带与螺杆相连接。
优选的，冲压组件包括固定架和液压缸，所述固定架固定连接于安装板顶壁，所述液压缸固定连接于固定架底壁，所述液压缸输出端与上模板固定相连，且所述上模板与固定架滑动相连。
优选的，所述下模板与上模板之间设置有双极板本体，所述下模板顶壁与上模板底壁均开设有与双极板本体相配合的放置槽，所述放置槽内壁固接有与双极板本体相配合的密封垫，所述上模板顶壁开设有与双极板本体所含的氧流槽、氢流槽和水流槽相配合的三组进气孔。
优选的，所述上模板底壁连接有至少两组限位杆，所述下模板顶壁开设有与限位杆相配合的限位槽。
优选的，所述放置槽的高度小于或等于双极板本体高度的二分之一，所述密封垫的高度小于放置槽的高度。
优选的，所述测试装置包括高压气罐、高精度压力表、出气管和输气组件，所述高压气罐设置于机体内部，所述高精度压力表固定连接于机体外壁，所述出气管连接于高压气罐出气口，所述输气组件与进气孔相配合。
优选的，所述输气组件包括第一软管、电磁阀、第二软管、进气管、排气阀和第三软管，所述第一软管与出气管相连接，所述第一软管、电磁阀和第二软管依次首尾相连，所述第二软管远离电磁阀的一端连接于进气管外壁，所述进气管的一端与进气孔相连接，另一端与排气阀相连接，所述第三软管的一端连接于进气管外壁，另一端与高精度压力表相连接。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
(1)本发明通过设置的顶升组件与施压组件相配合，通过杠杆原理，使上模板与下模板对待测试双极板进行双重固定，使密封槽与双极板能够完美贴合，以保证双极板与上模板和下模板的气密性，提高了装置的检测精度和联动性，进而提高了装置的实用性。
(2)本发明通过进料组件，将待测试双极板放置至下模板后输送至机体内部进行测试，测试过程全部位于机体内部进行，防止冲压组件对人体造成，避免发生安全隐患，提高了装置的安全性能。
(3)本发明自动化程度高，通过各部件相联动，完成对双极板的检测，观测高精度压力表指针变化，即可对双极板的气密性进行检测，提高了检测的效率和质量，且结构简单，装置的生产成本低，适用于中小型企业。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述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的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明燃料电池双极板气密性测试装置的立体图；
图2为本发明燃料电池双极板气密性测试装置的剖面结构示意图；
图3为本发明燃料电池双极板气密性测试装置的结构分解示意图；
图4为本发明燃料电池双极板气密性测试装置的压合状态示意图；
图5为送料结构剖面结构示意图；
图6为本发明燃料电池双极板气密性测试装置中顶升组件及伸缩组件示意图；
图7为本发明燃料电池双极板气密性测试装置的上模板结构示意图。
附图中，各标号所代表的部件列表如下：
1、机体；2、安装板；201、螺杆；202、直线导轨；203、电机；3、下模板；301、上模板；302、限位槽；303、放置槽；304、密封垫；305、进气孔；306、限位杆；4、下底座；401、第一弹性件；402、上底座；5、支撑架；501、承压杆；502、第二弹性件；6、双极板本体；7、支撑板；701、施压杆；8、固定架；801、液压缸；9、高压气罐；901、高精度压力表；902、出气管；903、第一软管；904、电磁阀；905、进气管；906、排气阀；907、第三软管。
具体实施方式
为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和实施例对本发明做进一步说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明并不限于下面公开说明书的具体实施例的限制。
请参阅图1-6，一种燃料电池双极板气密性测试装置，包括机体1，机体1内部设置有安装板2：
送料组件，连接于安装板2顶壁，送料组件通过伸缩组件连接有下模板3，伸缩组件与送料组件相配合；
顶升组件，连接于安装板2顶壁，顶升组件至少设置有三组，顶升组件包括施压机构和承压机构，承压机构与下模板3相配合；
其中，承压机构包括支撑架5、承压杆501和第二弹性件502，支撑架5固定连接于安装板2顶壁，承压杆501转动连接于支撑架5内壁，第二弹性件502的一端固定连接于承压杆501底壁，另一端与安装板2固定相连；
冲压组件，连接于安装板2顶壁，冲压组件输出端固定连接有上模板301，上模板301与下模板3相配合；
测试装置，设置于机体1内部，测试装置与上模板301相配合。
伸缩组件包括下底座4、第一弹性件401和上底座402，下底座4滑动连接于送料组件外壁，上底座402与下底座4滑动相连，下模板3固定连接于上底座402顶壁，第一弹性件401的一端与向下底座4固定相连，另一端与上底座402固定相连。
施压机构包括支撑板7、施压杆701，支撑板7固定连接于上模板301侧壁，施压杆701固定连接于支撑板7底壁，施压杆701与承压杆501相配合。
送料组件包括螺杆201、直线导轨202和电机203，螺杆201通过支撑座连接于安装板2顶壁，且螺杆201与连接座转动相连，下模板3通过可伸缩连接件与螺杆201相连，直线导轨202固定连接于安装板2顶壁，直线导轨202关于螺杆201对称设置有两组，伸缩组件所含的下底座4滑动连接于直线导轨202外壁，电机203固定连接于安装板2底壁，电机203输出端通过皮带与螺杆201相连接。
冲压组件包括固定架8和液压缸801，固定架8固定连接于安装板2顶壁，液压缸801固定连接于固定架8底壁，液压缸801输出端与上模板301固定相连，且上模板301与固定架8滑动相连。
下模板3与上模板301之间设置有双极板本体6，下模板3顶壁与上模板301底壁均开设有与双极板本体6相配合的放置槽303，放置槽303内壁固接有与双极板本体6相配合的密封垫304，上模板301顶壁开设有与双极板本体6所含的氧流槽、氢流槽和水流槽相配合的三组进气孔305。
上模板301底壁连接有至少两组限位杆306，下模板3顶壁开设有与限位杆306相配合的限位槽302。
放置槽303的高度小于或等于双极板本体6高度的二分之一，密封垫304的高度小于放置槽303的高度。
测试装置包括高压气罐9、高精度压力表901、出气管902和输气组件，高压气罐9设置于机体1内部，高精度压力表901固定连接于机体1外壁，出气管902连接于高压气罐9出气口，输气组件与进气孔305相配合。
输气组件包括第一软管903、电磁阀904、第二软管、进气管905、排气阀906和第三软管907，第一软管903与出气管902相连接，第一软管903、电磁阀904和第二软管依次首尾相连，第二软管远离电磁阀904的一端连接于进气管905外壁，进气管905的一端与进气孔305相连接，另一端与排气阀906相连接，第三软管907的一端连接于进气管905外壁，另一端与高精度压力表901相连接。
整体的工作原理为，使用时将待检测双极板本体6放置至下模板3安装槽位置，启动装置，电机203启动，进而通过皮带带动螺杆201转动，进而通过连接件带动下下模板3沿着直线导轨202方向运动至检测位置后，电机203停止，测试过程全部位于机体1内部进行，防止冲压组件对人体造成，避免发生安全隐患，提高了装置的安全性能，同时液压缸801启动，进而带动上模板301沿着固定架8相下运动，进而使上模板301与下模板3闭合，同时在上模板301向下运动的同时，施压杆701随之向下运动，施压杆701压动承压杆501通过杠杆原理用另一端将上模板301向上顶，上底座402在下底座4之间滑动，第一弹性件401与第二弹性件502同时被拉伸，通过密封垫304与放置槽303存在的高度差，当上模板301与下模板3完全闭合时，密封垫304被压缩，保证双极板与密封垫304能够完美贴合，以保证双极板与上模板301和下模板3的气密性，提高了装置的检测精度和联动性，进而提高了装置的实用性；
同时，其中一组电磁阀904开启，排气阀906关闭，高压气罐9经出气管902、第一软管903电磁阀904第二软管进气孔305向双极板本体6所含的氧流槽充入高压气体，充气至200kpa，保压50，同时观测高精度压力表901指针变化，即可对双极板的气密性进行检测，提高了检测的效率和质量，与上述运力相同依次对双极板本体6所含的氢流槽和水流槽进行测试，完成测试后排气阀906开启进行排气，保证了测试过程的安全性，同时液压缸801收缩，失去压力后，在第一弹性件401与第二弹性件502作用下，上底座402与承压杆501恢复原态，电机203反转，与上述原理相同，下模板3的带动下，带动双极板本体6输送出机体1，完成测试，自动化程度高，通过各部件相联动，完成对双极板本体6的检测，观测高精度压力表901指针变化，即可对双极板本体6的气密性进行检测，提高了检测的效率和质量，且结构简单，装置的生产成本低，适用于中小型企业。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。
Claims (10)
1.一种燃料电池双极板气密性测试装置，包括机体(1)，所述机体(1)内部设置有安装板(2)，其特征在于：
送料组件，连接于安装板(2)顶壁，所述送料组件通过伸缩组件连接有下模板(3)，所述伸缩组件与送料组件相配合；
顶升组件，连接于安装板(2)顶壁，所述顶升组件至少设置有三组，所述顶升组件包括施压机构和承压机构，所述承压机构与下模板(3)相配合；
其中，承压机构包括支撑架(5)、承压杆(501)和第二弹性件(502)，所述支撑架(5)固定连接于安装板(2)顶壁，所述承压杆(501)转动连接于支撑架(5)内壁，所述第二弹性件(502)的一端固定连接于承压杆(501)底壁，另一端与安装板(2)固定相连；
冲压组件，连接于安装板(2)顶壁，所述冲压组件输出端固定连接有上模板(301)，所述上模板(301)与下模板(3)相配合；
测试装置，设置于机体(1)内部，所述测试装置与上模板(301)相配合。
2.根据权利要求1所述的一种燃料电池双极板气密性测试装置，其特征在于：所述伸缩组件包括下底座(4)、第一弹性件(401)和上底座(402)，所述下底座(4)滑动连接于送料组件外壁，所述上底座(402)与下底座(4)滑动相连，所述下模板(3)固定连接于上底座(402)顶壁，所述第一弹性件(401)的一端与向下底座(4)固定相连，另一端与上底座(402)固定相连。
3.根据权利要求1所述的一种燃料电池双极板气密性测试装置，其特征在于：所述施压机构包括支撑板(7)、施压杆(701)，所述支撑板(7)固定连接于上模板(301)侧壁，所述施压杆(701)固定连接于支撑板(7)底壁，所述施压杆(701)与承压杆(501)相配合。
4.根据权利要求1所述的一种燃料电池双极板气密性测试装置，其特征在于：所述送料组件包括螺杆(201)、直线导轨(202)和电机(203)，所述螺杆(201)通过支撑座连接于安装板(2)顶壁，且所述螺杆(201)与连接座转动相连，所述下模板(3)通过可伸缩连接件与螺杆(201)相连，所述直线导轨(202)固定连接于安装板(2)顶壁，所述直线导轨(202)关于螺杆(201)对称设置有两组，所述伸缩组件所含的下底座(4)滑动连接于直线导轨(202)外壁，所述电机(203)固定连接于安装板(2)底壁，所述电机(203)输出端通过皮带与螺杆(201)相连接。
5.根据权利要求1所述的一种燃料电池双极板气密性测试装置，其特征在于：冲压组件包括固定架(8)和液压缸(801)，所述固定架(8)固定连接于安装板(2)顶壁，所述液压缸(801)固定连接于固定架(8)底壁，所述液压缸(801)输出端与上模板(301)固定相连，且所述上模板(301)与固定架(8)滑动相连。
6.根据权利要求2所述的一种燃料电池双极板气密性测试装置，其特征在于：所述下模板(3)与上模板(301)之间设置有双极板本体(6)，所述下模板(3)顶壁与上模板(301)底壁均开设有与双极板本体(6)相配合的放置槽(303)，所述放置槽(303)内壁固接有与双极板本体(6)相配合的密封垫(304)，所述上模板(301)顶壁开设有与双极板本体(6)所含的氧流槽、氢流槽和水流槽相配合的三组进气孔(305)。
7.根据权利要求6所述的一种燃料电池双极板气密性测试装置，其特征在于：所述上模板(301)底壁连接有至少两组限位杆(306)，所述下模板(3)顶壁开设有与限位杆(306)相配合的限位槽(302)。
8.根据权利要求7所述的一种燃料电池双极板气密性测试装置，其特征在于：所述放置槽(303)的高度小于或等于双极板本体(6)高度的二分之一，所述密封垫(304)的高度小于放置槽(303)的高度。
9.根据权利要求1所述的一种燃料电池双极板气密性测试装置，其特征在于：所述测试装置包括高压气罐(9)、高精度压力表(901)、出气管(902)和输气组件，所述高压气罐(9)设置于机体(1)内部，所述高精度压力表(901)固定连接于机体(1)外壁，所述出气管(902)连接于高压气罐(9)出气口，所述输气组件与进气孔(305)相配合。
10.根据权利要求9所述的一种燃料电池双极板气密性测试装置，其特征在于：所述输气组件包括第一软管(903)、电磁阀(904)、第二软管、进气管(905)、排气阀(906)和第三软管(907)，所述第一软管(903)与出气管(902)相连接，所述第一软管(903)、电磁阀(904)和第二软管依次首尾相连，所述第二软管远离电磁阀(904)的一端连接于进气管(905)外壁，所述进气管(905)的一端与进气孔(305)相连接，另一端与排气阀(906)相连接，所述第三软管(907)的一端连接于进气管(905)外壁，另一端与高精度压力表(901)相连接。
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