CN116165089A - 一种五氟化磷气体发生器用隔膜冲击试验装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及气体发生器技术领域，尤其涉及一种五氟化磷气体发生器用隔膜冲击试验装置，解决现有技术中存在的缺点，包括试验箱、固定机构和密封组件，所述试验箱上设置有取放口，且其外表面上安装有PLC控制器，所述固定机构包括截面呈圆形的固定框，所述固定框上开设有凹槽，所述凹槽的一侧呈网孔状结构设置，所述凹槽内沿其圆周长度均匀分布有压片，所述压片的一侧在所述固定框上还设置有用于定位压片的转筒，所述密封组件包括进气罩和固定罩，所述进气罩的一端固定在试验箱上。与现有技术相比，本发明可以模拟隔膜在工作过程中不断受气体冲击的效果，以便于更好的检测隔膜的耐冲击性能，并且还可以在试验过程中方便的安装或更换隔膜。

Description

一种五氟化磷气体发生器用隔膜冲击试验装置

技术领域

本发明涉及气体发生器技术领域，尤其涉及一种五氟化磷气体发生器用隔膜冲击试验装置。

背景技术

五氟化磷气体发生器是很多制氢行业的必备仪器，五氟化磷气体发生器的产气原理，其一是利用纯水电解制氢，其二就是利用碱液电解制氢，在后者的方案中，电解槽内的导电介质采用浓度为10%的氢氧化钾水溶液，其在电解过程中，对两极施加直流电后，在阳极产生氧气，阴极产生氢气，而位处中间的隔膜的作用是防止氢气和氧气的混合。作为碱液电解制氢用的隔膜，其需保证氢气和氧气分子不能通过，但允许电解液离子通过，而且还需具备耐高浓度碱液的腐蚀的效果。

而由于该两种气体无法通过隔膜，因此，该发生器所用的隔膜需要长时间经受来自生成气体（氢气和氧气）的冲击作用，因此，为了能够保证隔膜的质量，需要在生产过程中对隔膜的抗冲击强度进行试验。

公告号为CN202383032U的中国实用新型专利公开了低温包装膜冲击试验仪，该专利的技术旨在解决低温环境下包装膜的抗冲击性能，其主要通过放开提拉把手后使冲击臂自然下落，使得冲击臂的一端砸在保护膜上，根据有无变形或破损的现象来判断包装膜的抗冲击性能，但是针对本试验的要求，该专利的技术方案存在以下不足：

1、现有技术的冲击受力点只有单独的一处，而对于本发明的隔膜而言，其在工作状态中由于氧气或氢气的流动性和分散性，导致其在单位时间内的受力点是存在多处的，无法模拟出本试验所需的情景状态；

2、现有技术的冲击力是有固体类物质（即冲击臂）所形成的，然而，本试验中隔膜受到的冲击力的施加对象是气体分子（氧气和氢气），二者存在较大的差异性，无法满足本试验的需求。

故，有必要提供一种五氟化磷气体发生器用隔膜冲击试验装置，可以达到对用于气体发生器的隔膜进行试验以检测其耐冲击效果的作用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种五氟化磷气体发生器用隔膜冲击试验装置，以解决上述背景技术中提出的问题。

为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：

一种五氟化磷气体发生器用隔膜冲击试验装置，包括试验箱、固定机构和密封组件，所述试验箱上设置有取放口，且其外表面上安装有PLC控制器，所述固定机构包括截面呈圆形的固定框，所述固定框上开设有凹槽，所述凹槽的一侧呈网孔状结构设置，所述凹槽内沿其圆周长度均匀分布有压片，所述压片的一侧在所述固定框上还设置有用于定位压片的转筒；

所述密封组件包括进气罩和固定罩，所述进气罩的一端固定在试验箱上，且其一侧活动设置有环形结构的密封罩一，所述固定罩的外侧活动设置有环形结构的密封罩二，所述密封罩一和所述密封罩二的一端分别嵌于所述固定框的两侧侧壁内，所述固定罩的一侧还在所述试验箱的内壁之间安装有固定板二，所述固定板二内贯穿设置有活塞组件，且所述活塞组件的一侧于试验箱内还设置有与之连接的驱动机构。

所述试验箱的内壁之间还焊接有固定板一和固定板三，所述进气罩贯穿于所述固定板一的内壁之间并与之卡接固定。

所述凹槽内沿其圆周长度均匀开设有多个固定槽，所述固定槽内焊接有固定轴，所述压片的一端滑动于所述固定轴上，且所述压片的下方在所述固定轴上套有弹簧，所述转筒与所述固定框的内壁之间通过螺纹连接，且所述转筒与所述固定轴之间通过转动接触。

所述固定框的底部还设置有移动调节机构，所述移动调节机构包括底板、侧板以及齿轮，所述底板的底壁上焊接有导块，所述导块沿所述试验箱的内底壁滑动设置，且其顶壁上焊接有安装座，所述固定框通过螺丝固定在所述安装座上，所述底板朝向所述固定板二一侧的侧壁上焊接有所述侧板，所述齿轮安装于所述侧板的一端处。

所述固定板二上开设有沿其长度方向设置的固定孔，所述侧板的一端贯穿滑动于所述固定孔的内壁之间，且所述固定板远离所述固定框的一侧侧壁上通过螺丝安装有齿条，所述齿轮与所述齿条相互啮合，且所述侧板的一端上通过螺丝安装有与所述齿轮连接驱动的电机一。

所述活塞组件包括连接筒和“T”型结构的活塞件，所述连接筒与所述固定罩连接贯通，所述活塞件的一端沿所述连接筒的内壁滑动设置，所述固定罩的一侧侧壁与所述固定板二之间焊接有多根支撑轴。

所述固定框的两侧侧壁上分别开设有环形设置的定位槽一和定位槽二，所述定位槽一与所述密封罩一适配，所述定位槽二与所述密封罩二适配。

驱动机构包括联动件以及相互啮合蜗轮和蜗杆，所述蜗杆呈竖直状安装于所述试验箱内，所述联动件与所述蜗轮的侧壁之间通过偏心设置的轴连接设置，所述联动件的另一端与所述活塞件的一端之间也通过轴连接设置，所述蜗轮通过轴连接转动安装于所述固定板三的一侧侧壁上。

所述蜗杆的两端均设置有安装板，所述安装板通过螺丝固定在试验箱的两侧内壁上，且所述蜗杆转动设置于两个所述安装板之间，所述试验箱的顶壁上还通过螺丝安装有与所述蜗杆连接驱动的电机二。

与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：

1、本发明通过将隔膜固定于固定框中，并在固定框的两侧分别利用可以调节的密封罩一和密封罩二来对其两侧进行密封处理，使得在进气后，隔膜处于一个相对密封的环境，而后利用活塞组件的活塞运动，带动气体不断流动，使其对隔膜不断产生冲击效果，同时可以使得在单位时间内对隔膜的产生多处的冲击力，有利于模拟在实际工作过程中隔膜不断受气体冲击的效果，以检测隔膜的耐冲击性能。

2、本发明通过沿试验箱的内底壁滑动设置底板，底板的一侧设置齿轮，配合固定板二上的齿条，使得齿轮可以同步带动底板沿着固定板二的长度方向进行移动调节，从而使得安装于底板上的固定框可以在试验箱内进出，而且，在固定框内设置多个压片，利用转筒在固定框内的旋入或旋出调节，控制压片对隔膜的松紧程度，进而可以更为方便的对隔膜进行安装更换。

附图说明

下面结合附图，通过对本申请的具体实施方式详细描述，将使本申请的技术方案及其它有益效果显而易见。

在附图中：

图1是本发明的整体结构示意图；

图2是图1内部结构示意图；

图3是图2的主视结构示意图；

图4是本发明的试验箱内部结构之间的连接示意图；

图5是图4的主视示意图；

图6是本发明的固定框以及底板连接示意图；

图7是图6的主视结构示意图；

图8是图6的后视结构示意图；

图9是本发明的压片、固定轴以及转筒之间的连接示意图；

图10是图6中局部A的结构示意图；

图11是本发明的齿条、齿轮以及侧板之间的连接示意图；

图12是本发明的活塞件结构示意图。

图中：1、试验箱；11、移门；12、PLC控制器；13、固定板一；14、固定板二；141、固定孔；142、齿条；15、固定板三；16、接口座；17、底板；171、导块；172、侧板；173、齿轮；18、导槽；2、进气罩；21、密封罩一；3、固定框；31、定位槽一；32、定位槽二；33、压片；34、转筒；35、固定轴；4、固定罩；41、密封罩二；5、连接筒；6、活塞件；7、联动件；8、蜗杆；81、安装板；9、蜗轮。

具体实施方式

下文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本申请的不同结构。为了简化本申请的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本申请。此外，本申请可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。此外，本申请提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的应用和/或其他材料的使用。

请参阅图1-12，本发明提供技术方案：一种五氟化磷气体发生器用隔膜冲击试验装置，包括试验箱1、固定机构和密封组件，试验箱1上开设有取放口，取放口的其中一侧在试验箱1的内壁中还安装有电动滑行的移门11，移门11的驱动部件内置于试验箱1的内壁中未示出，在试验箱1的其中一侧外表面上通过螺丝安装有PLC控制器12，试验箱1的内壁之间还焊接有固定板一13、固定板二14和固定板三15，固定板一13和固定板二14平行设置，固定板三15与固定板二14垂直设置，在试验箱1的另一侧侧壁上还安装有接口座16，用于连接电源；

固定机构包括截面呈圆形的固定框3，固定框3上开设有凹槽，凹槽的一侧呈网孔状结构设置，有利于气体的运动，凹槽内沿其圆周长度均匀分布有压片33，压片33的一侧在固定框3上还设置有用于定位压片33的转筒34，凹槽内沿其圆周长度均匀开设有多个固定槽，固定槽内在其底壁上焊接有固定轴35，即仅有固定轴35的底端为焊接固定，压片33的一端滑动于固定轴35上，且压片33的下方在固定轴35上套有弹簧，转筒34与固定框3的内壁之间通过螺纹连接，且转筒34与固定轴35之间通过转动接触；

具体的，通过旋动转筒34，使其可以沿着固定框3内壁上的螺纹进行移动，当向凹槽内侧旋动转筒34时，转筒34将压片33压动至压紧隔膜为止，反之，当向凹槽外侧旋动转筒34时，压片33在其一侧弹簧的反作用下，复位弹回，此时可取出隔膜；

固定框3的底部还设置有移动调节机构，移动调节机构包括底板17、侧板172以及齿轮173，底板17的底壁上焊接有导块171，在试验箱1的内底壁上开设有导槽18，导块171沿导槽18的内壁滑动，且在底板17上还焊接有安装座，固定框3通过螺丝固定在安装座上，底板17朝向固定板二14一侧的侧壁上焊接有侧板172，齿轮173安装于侧板172的一端处，固定板二14上开设有沿其长度方向设置的固定孔141，侧板172的一端贯穿滑动于固定孔141的内壁之间，且固定板远离固定框3的一侧侧壁上通过螺丝安装有齿条142，齿轮173与齿条142相互啮合，且侧板172的一端上通过螺丝安装有与齿轮173连接驱动的电机一，电机一为旋转电机，且电机一与PLC控制器12之间通过电信号控制；

具体的，利用电机一启动齿轮173，使得齿轮173能够转动同时可以沿着齿条142向一侧移动，进而带动侧板172、底板17以及底板17上的固定框3同步的进行移动，以便于固定框3可以在取放口内来回的移动自如；

密封组件包括进气罩2和固定罩4，进气罩2的一端通过螺栓固定在试验箱1上，且进气罩2的该端上开设有外接的连接孔，用于连接通气的管路，进气罩2还贯穿卡接在固定板一13的内壁之间用作支撑定位，进气罩2的一侧通过内置于进气罩2内部的电动推杆一（图中未示出）活动设置有环形结构的密封罩一21，固定罩4的外侧活动设置有环形结构的密封罩二41，在固定罩4的外表面上通过螺丝安装有多个电动推杆二，电动推杆二与密封罩二41连接以控制其移动调节，密封罩一21和密封罩二41的一端分别嵌于固定框3的两侧侧壁内，固定框3的两侧侧壁上分别开设有环形设置的定位槽一31和定位槽二32，定位槽一31与密封罩一21适配，定位槽二32与密封罩二41适配，固定板二14位于固定罩4的一侧，固定板二14内贯穿设置有活塞组件，活塞组件包括连接筒5和“T”型结构的活塞件6，连接筒5与固定罩4通过焊接的方式连接贯通，活塞件6的一端沿连接筒5的内壁滑动设置，以活塞运动的方式来控制气体的流动，从而达到对隔膜进行冲击的试验效果，固定罩4的一侧侧壁与固定板二14之间焊接有多根支撑轴，且活塞组件的一侧于试验箱1内还设置有与之连接的驱动机构，驱动机构包括联动件7（联动件7的纵截面图如图5所示）以及相互啮合蜗轮9和蜗杆8，蜗杆8呈竖直状安装于试验箱1内，联动件7与蜗轮9的侧壁之间通过偏心设置的轴连接设置，联动件7的另一端与活塞件6的一端之间也通过轴连接设置，蜗轮9通过轴连接转动安装于固定板三15的一侧侧壁上，蜗杆8的两端均设置有安装板81，安装板81通过螺丝固定在试验箱1的两侧内壁上，且蜗杆8转动设置于两个安装板81之间，试验箱1的顶壁上还通过螺丝安装有与蜗杆8连接驱动的电机二，电机二也为旋转电机，且电机二与PLC控制器12之间通过电信号控制。

其中，试验箱1、密封罩一21、密封罩二41以及固定框3均呈透明设置，便于观察试验的整体情况；底板17的其中一端上嵌有接触传感器一（位于图3所示的另一端面上，图中未示出），当底板17移回至试验箱1内时，可以通过接触传感器一的触发来判断是否移回到位，且在固定孔141的其中一端上嵌有接触传感器二（位于图11所示的左端面上，图中未示出），当底板17移出至试验箱1外时，可以通过接触传感器二的触发情况来控制外移的位置；

工作原理：将五氟化磷气体发生器所需的隔膜安装于固定框3中，利用压片33将其紧紧压固在网孔的一侧，隔膜的四周边缘不松动，再由PLC控制器12控制底板17移回至试验箱1中，当接触传感器一触发时，PLC控制器12立即控制底板17停止移动，反之，当移出底板17时，当侧板172与接触传感器二接触触发时，PLC控制器12也立即控制底板17停止移动；

在底板17移回到试验箱1内停止后，PLC控制器12则控制启动电动推杆一和电动推杆二，分别使其伸出至最长状态，从而使得密封罩一21和密封罩二41分别嵌入到定位槽一31和定位槽二32中，以使得隔膜处于相对密封的环境之中；

然后，将通气的管路连接至进气罩2的一端，向隔膜一侧开始通气，通入适量后停止，然后，由PLC控制器12启动电机二，使其带动蜗杆8转动，从而带动蜗轮9转动，随着蜗轮9的旋转，与之偏心连接的联动件7的一端随之同步做圆周运动，进而使得联动件7的另一端带动活塞件6在连接筒5内不断地来回做活塞运动，对隔膜所处环境内的气体不断的抽送，从而令通入的气体产生流动性，并不断地对隔膜进行冲击，从而模拟实际工作过程中气体（主要是氧气或氢气）对隔膜的冲击影响；

待试验一段时间后，停止电机二，并打开移门11，移出固定框3，取下隔膜，观察其受损或破裂的情况，以此来判断隔膜的耐冲击性能。

在本申请的描述中，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，也可以是电连接或可以相互通讯；可以是直接相连，可以是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申请中的含义。

以上对本申请实施例所提供的一种五氟化磷气体发生器用隔膜冲击试验装置进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的技术方案及其核心思想；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申请各实施例的技术方案的范围。

Claims (9)

1.一种五氟化磷气体发生器用隔膜冲击试验装置，其特征在于，包括：

试验箱（1），所述试验箱（1）上设置有取放口，且其外表面上安装有PLC控制器（12）；

固定机构，所述固定机构包括截面呈圆形的固定框（3），所述固定框（3）上开设有凹槽，所述凹槽的一侧呈网孔状结构设置，所述凹槽内沿其圆周长度均匀分布有压片（33），所述压片（33）的一侧在所述固定框（3）上还设置有用于定位压片（33）的转筒（34）；

密封组件，所述密封组件包括进气罩（2）和固定罩（4），所述进气罩（2）的一端固定在试验箱（1）上，且其一侧活动设置有环形结构的密封罩一（21），所述固定罩（4）的外侧活动设置有环形结构的密封罩二（41），所述密封罩一（21）和所述密封罩二（41）的一端分别嵌于所述固定框（3）的两侧侧壁内，所述固定罩（4）的一侧还在所述试验箱（1）的内壁之间安装有固定板二（14），所述固定板二（14）内贯穿设置有活塞组件，且所述活塞组件的一侧于试验箱（1）内还设置有与之连接的驱动机构。

2.根据权利要求1所述的一种五氟化磷气体发生器用隔膜冲击试验装置，其特征在于，所述试验箱（1）的内壁之间还焊接有固定板一（13）和固定板三（15），所述进气罩（2）贯穿于所述固定板一（13）的内壁之间并与之卡接固定。

3.根据权利要求2所述的一种五氟化磷气体发生器用隔膜冲击试验装置，其特征在于，所述凹槽内沿其圆周长度均匀开设有多个固定槽，所述固定槽内焊接有固定轴（35），所述压片（33）的一端滑动于所述固定轴（35）上，且所述压片（33）的下方在所述固定轴（35）上套有弹簧，所述转筒（34）与所述固定框（3）的内壁之间通过螺纹连接，且所述转筒（34）与所述固定轴（35）之间通过转动接触。

4.根据权利要求3所述的一种五氟化磷气体发生器用隔膜冲击试验装置，其特征在于，所述固定框（3）的底部还设置有移动调节机构，所述移动调节机构包括底板（17）、侧板（172）以及齿轮（173），所述底板（17）的底壁上焊接有导块（171），所述导块（171）沿所述试验箱（1）的内底壁滑动设置，且其顶壁上焊接有安装座，所述固定框（3）通过螺丝固定在所述安装座上，所述底板（17）朝向所述固定板二（14）一侧的侧壁上焊接有所述侧板（172），所述齿轮（173）安装于所述侧板（172）的一端处。

5.根据权利要求4所述的一种五氟化磷气体发生器用隔膜冲击试验装置，其特征在于，所述固定板二（14）上开设有沿其长度方向设置的固定孔（141），所述侧板（172）的一端贯穿滑动于所述固定孔（141）的内壁之间，且所述固定板远离所述固定框（3）的一侧侧壁上通过螺丝安装有齿条（142），所述齿轮（173）与所述齿条（142）相互啮合，且所述侧板（172）的一端上通过螺丝安装有与所述齿轮（173）连接驱动的电机一。

6.根据权利要求5所述的一种五氟化磷气体发生器用隔膜冲击试验装置，其特征在于，所述活塞组件包括连接筒（5）和“T”型结构的活塞件（6），所述连接筒（5）与所述固定罩（4）连接贯通，所述活塞件（6）的一端沿所述连接筒（5）的内壁滑动设置，所述固定罩（4）的一侧侧壁与所述固定板二（14）之间焊接有多根支撑轴。

7.根据权利要求6所述的一种五氟化磷气体发生器用隔膜冲击试验装置，其特征在于，所述固定框（3）的两侧侧壁上分别开设有环形设置的定位槽一（31）和定位槽二（32），所述定位槽一（31）与所述密封罩一（21）适配，所述定位槽二（32）与所述密封罩二（41）适配。

8.根据权利要求7所述的一种五氟化磷气体发生器用隔膜冲击试验装置，其特征在于，驱动机构包括联动件（7）以及相互啮合蜗轮（9）和蜗杆（8），所述蜗杆（8）呈竖直状安装于所述试验箱（1）内，所述联动件（7）与所述蜗轮（9）的侧壁之间通过偏心设置的轴连接设置，所述联动件（7）的另一端与所述活塞件（6）的一端之间也通过轴连接设置，所述蜗轮（9）通过轴连接转动安装于所述固定板三（15）的一侧侧壁上。

9.根据权利要求8所述的一种五氟化磷气体发生器用隔膜冲击试验装置，其特征在于，所述蜗杆（8）的两端均设置有安装板（81），所述安装板（81）通过螺丝固定在试验箱（1）的两侧内壁上，且所述蜗杆（8）转动设置于两个所述安装板（81）之间，所述试验箱（1）的顶壁上还通过螺丝安装有与所述蜗杆（8）连接驱动的电机二。

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