CN209878237U - 膜电极密封性的测试装置 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种膜电极密封性的测试装置，涉及燃料电池领域，该测试装置包括底板、顶板、立柱、上压板、下压板、压杆、拉杆、上压块、下压块和压力传感器，上压板平行布置在顶板和底板之间，上压板对应立柱布置有第一导向通孔，立柱位于第一导向通孔中，压杆的端部与上压板连接，下压板平行布置在上压板和底板之间，拉杆垂直连接在上压板和下压板之间，压力传感器位于上压板和下压板之间，在测试时，膜电极可以夹在上压块和下压块之间，可以通过第一气孔和第二气孔中的一个注气，在第一气孔和第二气孔中的另一个处进行检测，观察气体泄漏的情况以判断膜电极的密封性，便于对膜电极的密封性进行测试，有利于提高燃料电池的安全性。

Description

膜电极密封性的测试装置

技术领域

本公开涉及燃料电池领域，特别涉及一种膜电极密封性的测试装置。

背景技术

燃料电池是一种把燃料所具有的化学能直接转换成电能的化学装置，属于电化学发电，电化学发电是继水力发电、热能发电和原子能发电之后的第四种发电技术。

膜电极是燃料电池中的重要结构，在组装燃料电池时，膜电极夹在双极板之间。膜电极本身的密封性对于燃料电池的安全工作有着重要影响。在工作时，膜电极隔开氢气和空气，如果膜电极存在泄漏，会导致氢气与空气混合，存在燃烧甚至爆炸的危险。

实用新型内容

本公开实施例提供了一种膜电极密封性的测试装置，能够便于测量膜电极的密封性。所述技术方案如下：

本公开实施例提供了一种膜电极密封性的测试装置，包括底板、顶板、立柱、上压板、下压板、压杆、拉杆、上压块、下压块和压力传感器，所述顶板和所述底板平行正对布置，所述立柱垂直连接在所述顶板和所述底板之间，所述顶板具有安装通孔，所述压杆插设于所述安装通孔中，所述上压板平行布置在所述顶板和所述底板之间，所述上压板对应所述立柱布置有第一导向通孔，所述立柱位于所述第一导向通孔中，所述第一导向通孔与所述立柱间隙配合，所述压杆的端部与所述上压板连接，所述下压板平行布置在所述上压板和所述底板之间，所述拉杆垂直连接在所述上压板和所述下压板之间，所述上压板和所述下压板中的至少一个具有对应所述拉杆的第二导向通孔，所述第二导向通孔与所述拉杆间隙配合，所述压力传感器位于所述上压板和所述下压板之间，所述上压块位于所述下压板上，所述下压块位于所述底板上，且所述上压块和所述下压块均位于所述下压板和所述底板之间，所述上压块和所述下压块均具有用于压紧待测试的膜电极的压紧面，所述压紧面上具有用于形成流道的流道槽，所述下压块上设置有与所述下压块的流道槽连通的第一气孔，所述上压块上设置有与所述上压块的流道槽连通的第二气孔。

可选地，所述上压板上设置有上凸台，所述下压板上设置有下凸台，所述上凸台和所述下凸台均位于所述上压板和所述下压板之间，所述压力传感器位于所述上凸台和所述下凸台之间。

可选地，所述压紧面上具有用于围绕所述流道槽的密封槽，所述密封槽内布置有密封胶线。

可选地，所述上压块与所述下压板可拆卸地连接，所述下压块与所述底板可拆卸地连接，所述测试装置包括多个所述上压块和多个所述下压块。

可选地，所述下压板上具有多个第一固定通孔，所述底板上具有多个第二固定通孔，所述上压块靠近所述下压板的表面具有与所述多个第一固定通孔一一对应的第一螺纹孔，所述上压块与所述下压板通过螺栓连接，所述下压块靠近所述底板的表面具有与所述多个第二固定通孔一一对应的第二螺纹孔，所述下压块与所述底板通过螺栓连接。

可选地，所述下压板上具有上限位凹槽，所述上压块位于所述上限位凹槽中，所述底板上具有下限位凹槽，所述下压块位于所述下限位凹槽中。

可选地，所述压杆为螺杆，所述安装通孔为螺纹孔，所述压杆与所述安装通孔螺纹配合，所述压杆与所述上压板可转动地连接。

可选地，所述压杆为螺杆，所述压杆上套设有螺纹管，所述螺纹管轴向限位安装在所述安装通孔中，所述螺纹管与所述安装通孔间隙配合。

可选地，所述螺纹管包括管体和位于所述管体一端的外凸缘，所述管体同轴插设在所述安装通孔中，所述外凸缘位于所述上压板的靠近所述下压板一侧。

可选地，所述第一导向通孔中设置有直线轴承。

本公开实施例提供的技术方案带来的有益效果至少包括：

通过设置底板、顶板和立柱，立柱垂直连接在顶板和底板之间，相当于构成了一个支架。通过在顶板上设置安装通孔，以将压杆插设在安装通孔中，通过在顶板和底板之间设置上压板，上压板与压杆连接，可以通过压杆下压上压板施加压力。通过在上压板和底板之间设置下压板，下压板与上压板之间通过拉杆连接，压力传感器设置在上压板和下压板之间，从而可以通过压杆推动上压板和下压板施加压力，且压力传感器可以测量出所施加压力的大小。通过在下压板上设置上压块，在底板上设置下压块，在通过压杆施加压力时，上压块可以压紧在下压块上，上压块和下压块均具有压紧面，压紧面上具有流道槽，在测试时，膜电极可以夹在上压块和下压块之间，可以通过第一气孔和第二气孔中的一个注气，在第一气孔和第二气孔中的另一个处进行检测，观察气体泄漏的情况以判断膜电极的密封性，便于对膜电极的密封性进行测试，有利于提高燃料电池的安全性。

附图说明

为了更清楚地说明本公开实施例中的技术方案，下面将对实施例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仅是本公开的一些实施例，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是本公开实施例提供的一种膜电极密封性的测试装置的结构示意图；

图2是图1所示测试装置的另一方向的示图；

图3是本公开实施例提供的一种测试装置的局部结构示意图；

图4是本公开实施例提供的一种测试装置的局部结构示意图；

图5是图4的另一方向的视图；

图6是本公开实施例提供的一种下压块的结构示意图；

图7是本公开实施例提供的一种测试装置的局部结构示意图；

图8是本公开实施例提供的另一种测试装置的局部结构示意图。

具体实施方式

为使本公开的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本公开实施方式作进一步地详细描述。

图1是本公开实施例提供的一种膜电极密封性的测试装置的结构示意图。如图1所示，该膜电极密封性的测试装置包括底板11、顶板12、立柱13、上压板21、下压板22、压杆23、拉杆24、上压块31、下压块32和压力传感器40。

如图1所示，顶板12和底板11平行正对布置，立柱13垂直连接在顶板12和底板11之间，顶板12具有安装通孔12a，压杆23插设于安装通孔12a中。

上压板21平行布置在顶板12和底板11之间，上压板21对应立柱13布置有第一导向通孔21a，立柱13位于第一导向通孔21a中，第一导向通孔21a与立柱13间隙配合。压杆23的端部与上压板21连接。

下压板22平行布置在上压板21和底板11之间，拉杆24垂直连接在上压板21和下压板22之间，上压板21和下压板22中的至少一个具有对应拉杆24的第二导向通孔21b，第二导向通孔21b与拉杆24间隙配合。压力传感器40位于上压板21和下压板22之间。

上压块31位于下压板22上，下压块32位于底板11上，且上压块31和下压块32均位于下压板22和底板11之间。上压块31和下压块32均具有用于压紧待测试的膜电极1的压紧面30，压紧面30上具有用于形成流道的流道槽30a。下压块32上设置有与下压块32的流道槽30a连通的第一气孔32a。 图2是图1所示测试装置的另一方向的示图。如图2所示，上压块31上设置有与上压块31的流道槽30a连通的第二气孔31a。

通过设置底板、顶板和立柱，立柱垂直连接在顶板和底板之间，相当于构成了一个支架。通过在顶板上设置安装通孔，以将压杆插设在安装通孔中，通过在顶板和底板之间设置上压板，上压板与压杆连接，可以通过压杆下压上压板施加压力。通过在上压板和底板之间设置下压板，下压板与上压板之间通过拉杆连接，压力传感器设置在上压板和下压板之间，从而可以通过压杆推动上压板和下压板施加压力，且压力传感器可以测量出所施加压力的大小。通过在下压板上设置上压块，在底板上设置下压块，在通过压杆施加压力时，上压块可以压紧在下压块上，上压块和下压块均具有压紧面，压紧面上具有流道槽，在测试时，膜电极可以夹在上压块和下压块之间，可以通过第一气孔和第二气孔中的一个注气，在第一气孔和第二气孔中的另一个处进行检测，观察气体泄漏的情况以判断膜电极的密封性，便于对膜电极的密封性进行测试，有利于提高燃料电池的安全性。

此外，由于上压板21通过第一导向通孔21a套在立柱13上，可以使上压板21的移动更加平稳。由于上压板21和下压板22之间通过拉杆24连接，而上压板21和下压板22中的至少一个具有对应拉杆24的第二导向通孔21b，以图1所示的测试装置为例，上压板21上具有第二导向通孔21b，拉杆24位于第二导向通孔21b中，且拉杆24与第二导向通孔21b间隙配合，因此下压板22和上压板21可以沿拉杆24相对移动，能够调整下压板22和上压板21之间的距离，这样可以便于压力传感器40的替换和安装。并且在施加压力前，可以先使上压块31在不受到压杆23压力的作用下支撑在测试的膜电极1上，确保上压块31与膜电极1能良好接触，然后再下压压杆23，使上压板21和下压板22均与压力传感器40保持接触，之后继续通过压杆23施加压力，可以避免膜电极1出现受力不均的情况。

如图1所示，第一导向通孔21a中可以设置有直线轴承131。这样上压板21更容易沿立柱13滑动，防止上压板21与立柱13卡死。

图3是本公开实施例提供的一种测试装置的局部结构示意图。如图3所示，上压板21上可以设置有上凸台211，下压板22上可以设置有下凸台221。上凸台211和下凸台221均位于上压板21和下压板22之间，压力传感器40位于上凸台211和下凸台221之间。通过相对移动上压板21和下压板22，使上凸台211和下凸台221分开，从而将压力传感器40放置到上凸台211和下凸台221之间。

上凸台211可以位于上压板21的中部，下凸台221可以位于下压板22的中部。这样可以使压杆23的压力更好地传递到下压板22上，并且使上压块31对膜电极1的压力更均匀。

可选地，上凸台211与上压板21可以是可拆卸连接。下凸台221与下压板22也可以是可拆卸连接。这样在加工时，便于加工上凸台211上和下凸台221上用于与压力传感器40接触的表面，使该表面更加平整，有利于提高压力传感器40检测的精度。示例性地，上凸台211和下凸台221均可以具有凸缘2111，上凸台211的凸缘2111可以通过螺栓与上压板21连接，下凸台221的凸缘2111可以通过螺栓与下压板22连接。

在本公开另一种可能的实现方式中，上凸台211与上压板21也可以为一体结构，下凸台221与下压板22也可以为一体结构。

可选地，上压块31可以与下压板22可拆卸地连接，下压块32可以与底板11可拆卸地连接，测试装置包括多个上压块31和多个下压块32。这样可以方便更换上压块31和下压块32。

图4是本公开实施例提供的一种测试装置的局部结构示意图，图5是图4的另一方向的视图。结合图4和图5，下压板22上可以具有多个第一固定通孔22a，底板11上可以具有多个第二固定通孔11a。上压块31靠近下压板22的表面具有与多个第一固定通孔22a一一对应的第一螺纹孔31b，上压块31与下压板22通过螺栓连接。下压块32靠近底板11的表面具有与多个第二固定通孔11a一一对应的第二螺纹孔32b，下压块32与底板11通过螺栓连接。如此可以从下压板22靠近上压板21的一侧拧入螺栓，将上压块31与下压板22相连。从底板11的底部拧入螺栓，将下压块32与底板11相连。

如图5所示，下压板22上可以具有上限位凹槽22b，上压块31位于上限位凹槽22b中，如图4所示，底板11上可以具有下限位凹槽11b，下压块32位于下限位凹槽11b中。在安装上压块31时，可以将上压块31置于上限位凹槽22b中，实现对上压块31的定位，便于使用螺栓连接上压块31和下压板22。在安装下压块32时，则可以将下压块32置于下限位凹槽11b中，实现对下压块32的定位，便于使用螺栓连接下压块32和底板11。

上压块31和下压块32的结构可以相同。图6是本公开实施例提供的一种下压块的结构示意图。如图6所示，以下压块32为例，下压块32可以呈长方体状，下压块32的一个表面与底板11相贴，下压块32的压紧面30为下压块32上与底板11相反的表面。第一气孔32a的开口位于下压块32的与压紧面30垂直的表面上，以便于注气或是检测。

仍以下压块32为例，如图6所示，压紧面30上具有用于围绕流道槽30a的密封槽30b，密封槽30b内布置有密封胶线50（图6中为了便于显示密封槽30b，未示出密封胶线50，密封胶线50可参见图1）。上压块31和下压块32在夹紧膜电极1后，上压块31的压紧面30上的流道槽30a与膜电极1构成流道，下压块32的压紧面30上的流道槽30a与膜电极1也构成流道，通过围绕流道槽30a布置密封槽30b，在密封槽30b内布置密封胶线50，在施压时，密封胶线50可以与膜电极1之间形成良好的密封，避免在膜电极1的边缘处发生泄漏，影响测试结果。

图7是本公开实施例提供的一种测试装置的局部结构示意图。如图7所示，压杆23可以为螺杆，安装通孔12a为螺纹孔，压杆23与安装通孔12a螺纹配合，压杆23与上压板21可转动地连接。由于压杆23与安装通孔12a是螺纹配合，因此在转动旋转压杆23时，压杆23会沿其轴线相对顶板12移动，从而带动上压板21沿立柱13移动。

可选地，上压板21上可以设置有固定座231，固定座231的中部可以具有压杆安装槽231a，压杆23的一端插设在该压杆安装槽231a中，压杆23与压杆安装槽231a间隙配合。压杆23与固定座231之间可以具有轴向限位结构，以使压杆23在轴向上与固定座231保持相对静止。示例性地，压杆安装槽231a的内壁可以具有内凸缘2311，压杆23上可以具有环形限位槽23a，内凸缘2311位于环形限位槽23a中，使得压杆23既可以相对上压板21转动，又可以发生轴向移动时带动上压板21一起移动。

如图7所示，压杆23远离上压板21的一端的端部可以连接有棱柱凸起232，以方便通过扳手等工具拧动压杆23。示例性地，棱柱凸起232可以为三棱柱、四棱柱、六棱柱等。

图8是本公开实施例提供的另一种测试装置的局部结构示意图。如图8所示，压杆23可以为螺杆，压杆23上可以套设有螺纹管121，螺纹管121轴向限位安装在安装通孔12a中，螺纹管121与安装通孔12a间隙配合。这样在转动螺纹管121时，可以带动压杆23沿其轴向移动，从而使上压板21沿立柱13移动。

如图8所示，螺纹管121可以包括管体1211和位于管体1211一端的外凸缘1212，管体1211同轴插设在安装通孔12a中，外凸缘1212位于上压板21的靠近下压板22一侧。在拧动螺纹管121，使上压块31压紧膜电极1时，外凸缘1212会压在顶板12上，使螺纹管121与顶板12保持相对静止。

以下简单说明图1所示的测试装置对膜电极密封性进行测试的过程：

移动压杆23，使上压板21远离底板11，上移下压板22，调整上压块31与下压块32的间距，将待测试的膜电极1放置在下压块32上。下移下压板22，使上压块31与膜电极1接触。向下移动压杆23，使上压板21和下压板22夹紧压力传感器40，继续向下移动压杆23，使上压块31压紧膜电极1，直至压力传感器40检测到的压力达到1.0 MPa ~1.5MPa。从第一气孔注入气体，例如氮气，从第二气孔检测气体泄漏情况，例如可以采用泡沫流量计或气体微量流量计检测泄漏情况。根据泄漏情况判断膜电极1是否满足设计的要求。

以上仅为本公开的可选实施例，并不用以限制本公开，凡在本公开的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种膜电极密封性的测试装置，其特征在于，包括底板（11）、顶板（12）、立柱（13）、上压板（21）、下压板（22）、压杆（23）、拉杆（24）、上压块（31）、下压块（32）和压力传感器（40），所述顶板（12）和所述底板（11）平行正对布置，所述立柱（13）垂直连接在所述顶板（12）和所述底板（11）之间，所述顶板（12）具有安装通孔（12a），所述压杆（23）插设于所述安装通孔（12a）中，所述上压板（21）平行布置在所述顶板（12）和所述底板（11）之间，所述上压板（21）对应所述立柱（13）布置有第一导向通孔（21a），所述立柱（13）位于所述第一导向通孔（21a）中，所述第一导向通孔（21a）与所述立柱（13）间隙配合，所述压杆（23）的端部与所述上压板（21）连接，所述下压板（22）平行布置在所述上压板（21）和所述底板（11）之间，所述拉杆（24）垂直连接在所述上压板（21）和所述下压板（22）之间，所述上压板（21）和所述下压板（22）中的至少一个具有对应所述拉杆（24）的第二导向通孔（21b），所述第二导向通孔（21b）与所述拉杆（24）间隙配合，所述压力传感器（40）位于所述上压板（21）和所述下压板（22）之间，所述上压块（31）位于所述下压板（22）上，所述下压块（32）位于所述底板（11）上，且所述上压块（31）和所述下压块（32）均位于所述下压板（22）和所述底板（11）之间，所述上压块（31）和所述下压块（32）均具有用于压紧待测试的膜电极的压紧面（30），所述压紧面（30）上具有用于形成流道的流道槽（30a），所述下压块（32）上设置有与所述下压块（32）的流道槽（30a）连通的第一气孔（32a），所述上压块（31）上设置有与所述上压块（31）的流道槽（30a）连通的第二气孔（31a）。

2.根据权利要求1所述的测试装置，其特征在于，所述上压板（21）上设置有上凸台（211），所述下压板（22）上设置有下凸台（221），所述上凸台（211）和所述下凸台（221）均位于所述上压板（21）和所述下压板（22）之间，所述压力传感器（40）位于所述上凸台（211）和所述下凸台（221）之间。

3.根据权利要求1所述的测试装置，其特征在于，所述压紧面（30）上具有用于围绕所述流道槽（30a）的密封槽（30b），所述密封槽（30b）内布置有密封胶线（50）。

4.根据权利要求1所述的测试装置，其特征在于，所述上压块（31）与所述下压板（22）可拆卸地连接，所述下压块（32）与所述底板（11）可拆卸地连接，所述测试装置包括多个所述上压块（31）和多个所述下压块（32）。

5.根据权利要求4所述的测试装置，其特征在于，所述下压板（22）上具有多个第一固定通孔（22a），所述底板（11）上具有多个第二固定通孔（11a），所述上压块（31）靠近所述下压板（22）的表面具有与所述多个第一固定通孔（22a）一一对应的第一螺纹孔（31b），所述上压块（31）与所述下压板（22）通过螺栓连接，所述下压块（32）靠近所述底板（11）的表面具有与所述多个第二固定通孔（11a）一一对应的第二螺纹孔（32b），所述下压块（32）与所述底板（11）通过螺栓连接。

6.根据权利要求4所述的测试装置，其特征在于，所述下压板（22）上具有上限位凹槽（22b），所述上压块（31）位于所述上限位凹槽（22b）中，所述底板（11）上具有下限位凹槽（11b），所述下压块（32）位于所述下限位凹槽（11b）中。

7.根据权利要求1~6任一项所述的测试装置，其特征在于，所述压杆（23）为螺杆，所述安装通孔（12a）为螺纹孔，所述压杆（23）与所述安装通孔（12a）螺纹配合，所述压杆（23）与所述上压板（21）可转动地连接。

8.根据权利要求1~6任一项所述的测试装置，其特征在于，所述压杆（23）为螺杆，所述压杆（23）上套设有螺纹管（121），所述螺纹管（121）轴向限位安装在所述安装通孔（12a）中，所述螺纹管（121）与所述安装通孔（12a）间隙配合。

9.根据权利要求8所述的测试装置，其特征在于，所述螺纹管（121）包括管体（1211）和位于所述管体（1211）一端的外凸缘（1212），所述管体（1211）同轴插设在所述安装通孔（12a）中，所述外凸缘（1212）位于所述上压板（21）的靠近所述下压板（22）一侧。

10.根据权利要求1~6任一项所述的测试装置，其特征在于，所述第一导向通孔（21a）中设置有直线轴承（131）。