CN214471552U - 用于膜电极组件的气密性检测设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种用于膜电极组件的气密性检测设备，上压板和下压板抵压于膜电极组件的相对两侧，分别形成上压板腔体和下压板腔体，可先通过第一连接管道快速向上压板腔体或下压板腔体内输入测试气体直至气压达到预设压力，然后转换至第一连接管道输入测试气体，便可根据流量检测器检测的数值确定测试气体的泄漏量，由此准确地确定膜电极组件的气密性，测试时间短，测试效率高。同时，可分别向上压板腔体以及下压板腔体内输入测试气体，对膜电极组件进行两个方向，更加全面的检测，进一步提高气密性检测的准确性。

Description

用于膜电极组件的气密性检测设备

技术领域

本实用新型涉及膜电极气密性检测技术领域，特别是涉及一种用于膜电极组件的气密性检测设备。

背景技术

膜电极组件是氢燃料电池最重要的部件之一，膜电极组件的气密性决定燃料电池堆的性能及寿命，因此在堆叠之前需要对膜电极组件进行气密性检测，以筛选气密性合格的膜电极组件，确保电池堆的稳定性。

现有的膜电极组件的检测方式通常为压差法，具体为先往压板与膜电极组件密封的腔内输入测试气体至预设压力值，然后等待一定时间之后检测压力变化，并根据压力变化值判断膜电极的气密性是否合格。但是采用压差法时测试气体输入速度较慢，导致压差法的测试时间较长，测试效率低。

实用新型内容

基于此，有必要针对现有的膜电极组件气密性的检测方式的测试时间过长的问题，提供一种测试时间短以提高膜电极组件气密性的测试效率的用于膜电极组件的气密性检测设备。

一种用于膜电极组件的气密性检测设备，包括：

上压板；

下压板，与所述上压板分别抵压于膜电极组件的相对两侧，以在所述膜电极组件的相对两侧分别形成上压板腔体和下压板腔体；

第一进气管道，其出气端用于与上压板腔体连通；

第二进气管道，其出气端用于与下压板腔体连通；

第一连接管道，其出气端同时与所述第一进气管道及所述第二进气管道的进气端连通，用于输入测试气体；

第二连接管道，其出气端同时与所述第一进气管道及所述第二进气管道的进气端连通，用于输入所述测试气体；

第一出气管道，其进气端用于与所述上压板腔体连通；

第二出气管道，其进气端用于与所述下压板腔体连通；及

流量检测器，设置于所述第一连接管道，用于检测所述第一连接管道内所述测试气体的流量；

其中，所述第一进气管道、所述第二进气管道、所述第一连接管道、所述第二连接管道、所述第一出气管道及所述第二出气管道均包括供所述测试气体流通的导通状态和阻断所述测试气体流通的截止状态。

可先通过第一连接管道快速向上压板腔体或下压板腔体内输入测试气体直至气压达到预设压力，然后转换至第一连接管道输入测试气体，便可根据流量检测器检测的数值确定测试气体的泄漏量，由此准确地确定膜电极组件的气密性，测试时间短，测试效率高。

同时，可分别向上压板腔体以及下压板腔体内输入测试气体，对膜电极组件进行两个方向，更加全面的检测，进一步提高气密性检测的准确性。

在其中一个实施例中，所述气密性检测设备包括第一通断组件及第二通断组件，所述第一通断组件设置于所述第一连接管道，用于控制所述第一连接管道在所述导通状态与所述截止状态之间转换；

所述第二通断组件设置于所述第二连接管道，用于控制所述第二连接管道在所述导通状态与所述截止状态之间转换。

在其中一个实施例中，所述气密性检测设备还包括第三通断组件及第四通断组件，所述第三通断组件设置于所述第一进气管道，用于控制所述第一进气管道在所述导通状态与所述截止状态之间转换；

所述第四通断组件设置于所述第二进气管道，用于控制所述第二进气管道在所述导通状态与所述截止状态之间转换。

在其中一个实施例中，所述气密性检测设备还包括第五通断组件及第六通断组件，所述第五通断组件设置于所述第一出气管道，用于控制所述第一出气管道在所述导通状态与所述截止状态之间转换；

所述第六通断组件设置于所述第二出气管道，用于控制所述第二出气管道在所述导通状态与所述截止状态之间转换。

在其中一个实施例中，所述气密性检测设备还包括第一减压阀及第二减压阀，所述第一减压阀设置于所述第一连接管道，所述第二减压阀设置于所述第二连接管道。

在其中一个实施例中，所述气密性检测设备还包括气源处理组件，所述气源处理组件同时与所述第一连接管道及所述第二连接管道的进气端连通，用于对输入所述第一连接管道及所述第二连接管道的所述测试气体进行净化过滤处理。

在其中一个实施例中，所述气密性检测设备还包括底板，所述下压板沿水平方向可往复移动地连接于所述底板，所述上压板沿竖直方向可往复移动地连接于所述底板。

在其中一个实施例中，所述下压板沿所述水平方向往复移动地过程中具有检测位置；

当所述下压板位于所述检测位置，所述下压板与所述上压板在竖直方向上相对应，以使所述上压板与所述下压板能够抵压于所述膜电极组件的相对两侧。

在其中一个实施例中，所述气密性检测设备还包括第一驱动件，所述第一驱动件连接于所述底板，且与所述上压板传动连接，用于驱动所述上压板沿所述竖直方向往复移动。

在其中一个实施例中，所述气密性检测设备还包括第二驱动件，所述第二驱动件连接于所述底板，且与所述下压板传动连接，用于驱动所述下压板沿所述水平方向往复移动。

附图说明

为了更清楚地说明本申请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仅是本申请的一些实施例，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为本实用新型一实施例提供的气密性检测设备的原理示意图；

图2为本实用新型另一实施例提供的气密性检测设备的结构示意图；

图3为图2所示的气密性检测设备的俯视结构示意图。

具体实施方式

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型。但是本实用新型能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似改进，因此本实用新型不受下面公开的具体实施例的限制。

在本实用新型的描述中，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”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”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”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。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实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

如图1所示，本实用新型一实施例提供的用于膜电极组件的气密性检测设备，包括供气系统100、上压板200及下压板300，上压板20和下压板300用于密封抵压于膜电极组件400的相对两侧，以在膜电极组件400的相对两侧分别形成上压板腔体及下压板腔体，供气系统100分别与上压板腔体及下压板腔体连通，以分别向上压板腔体或下压板腔体输入测试气体。

进一步地，供气系统100包括第一连接管道11、第二连接管道12、第一进气管道13、第二进气管道14、第一出气管道15、第二出气管道16及流量检测器17。

第一连接管道11的出气端同时与第一进气管道13及第二进气管道14的进气端连通，用于输入测试气体，第二连接管道12的出气端同时与第一进气管道13及第二进气管道14的进气端连通，用于输入测试气体。

第一进气管道13和第二进气管道14的出气端分别与上压板腔体和下压板腔体连通，第一出气管道15和第二出气管道16的进气端分别与上压板腔体和下压板腔体连通。

其中，第一连接管道11、第二连接管道12、第一进气管道13、第二进气管道14、第一出气管道15及第二出气管道16均包括供测试气体流通的导通状态和阻断测试气流通的截止状态。

流量检测器17设置于第一连接管道11，用于检测第一连接管道11内测试气体的流量。

将膜电极组件400夹持于上压板200与下压板300之间，上压板200和下压板300均与膜电极组件400密封接触，以分别形成上述的上压板腔体及下压板腔体。

初始时所有管道均处于截止状态，首先将第二连接管道12、第一进气管道13及第二出气管道16转换至导通状态，以向上压板腔体内输入测试气体，在上压板腔体内的气压达到预设压力时，将第二连接管道12转换至截止状态，然后将第一连接管道11转换至导通状态，由第一连接管道11继续向上压板腔体内输入测试气体，且上压板腔体内气压仍保持在预设压力，此时流量检测器17检测的数值即为测试气体的泄漏量。

将所有管道转换至截止状态，再将第二连接管道12、第二进气管道14及第一出气管道15转换至导通状态，以向下压板腔体内输入测试气体，在下压板腔体内的气压达到预设压力时，将第二连接管道12转换至截止状态，然后将第一连接管道11转换至导通状态，由第一连接管道11继续向下压板腔体内输入测试气体，且下压板腔体内气压仍保持在预设压力，此时流量检测器17检测的数值即为测试气体的泄漏量。

如此，可先通过第一连接管道11快速向上压板腔体或下压板腔体内输入测试气体直至气压达到预设压力，然后转换至第一连接管道11输入测试气体，便可根据流量检测器17检测的数值确定测试气体的泄漏量，由此准确地确定膜电极组件400的气密性，测试时间短，测试效率高。

同时，可分别向上压板腔体以及下压板腔体内输入测试气体，对膜电极组件400进行两个方向，更加全面的检测，进一步提高气密性检测的准确性。

需要进行解释的是，以向上压板腔体输入测试气体测试膜电极组件400的气密性为例：气体先沿第二连接管道12及第一进气管道13进入，然后沿第一连接管道11及第一进气管道13进入，而膜电极组件400存在漏气的情况的话，测试气体从上压板腔体穿过膜电极组件400进入下压板腔体，然后通过第二出气管道16排出。

在达到预设压力前，测试气体输入的流量大于泄漏的流量，当测试气体能够维持在预设压力时，说明测试气体输入的流量与泄漏的流量相同，此时转换至第一连接管道11输入测试气体，而第一连接管道11上的流量检测器17可检测第一连接管道11内测试气体的流量，从而检测到预设压力下泄漏的流量。

此外，图1中仅为说明上压板200、膜电极组件400及下压板300的相对位置，并不表示上压板200、膜电极组件400及下压板300之间间隔设置。

在一些实施例中，供气系统还包括气源处理组件18，气源处理组件18同时与第一连接管道11及第二连接管道12的进气端连通，用于对输入第一连接管道11及第二连接管道12的测试气体进行净化过滤处理，以避免杂质进入上压板腔体或下压板腔体内。

进一步地，气源处理组件18用于与气源连通，气源将测试气体输入气源处理组件18，气源处理组件18除了可对测试气体进行净化过滤处理，还可以对测试气体进行减压处理，以使测试气体按照要求的压力输入第一连接管道11或第二连接管道12。

在一些实施例中，供气系统还包括第一减压阀19及第二减压阀20，第一减压阀19设置于第一连接管道11，第二减压阀20设置于第二连接管道12，第一减压阀19和第二减压阀20分别用于对测试气体进行减压处理，以使的流经第一连接管道11或第二连接管道12输入上压板腔体或下压板腔体内的测试气体的气压保持在预设压力。

可以理解的是，气源处理组件18可对输入的测试气体进行第一次减压，而第一减压阀19和第二减压阀20能够对测试气体进行第二次减压，第一减压阀19和第二减压阀20能够精确地控制输入上压板腔体或下压板腔体内的测试气体气压，使得测试气体气压保持在预设压力。

在一些实施例中，供气系统包括第一通断组件21，第一通断组件21设置于第一连接管道11，用于控制第一连接管道11在导通状态与截止状态之间转换。进一步地，供气系统还包括第二通断组件22，第二通断组件22设置于第二连接管道12，用于控制第二连接管道12在导通状态与截止状态之间转换。

在一些实施例中，供气系统包括第一通断组件21，第一通断组件21设置于第一连接管道11，用于控制第一连接管道11在导通状态与截止状态之间转换。进一步地，供气系统还包括第二通断组件22，第二通断组件22设置于第二连接管道12，用于控制第二连接管道12在导通状态与截止状态之间转换。

在一些实施例中，供气系统还包括第三通断组件23，第三通断组件23设置于第一进气管道13，用于控制第一进气管道13在导通状态与截止状态之间转换。进一步地，供气系统还包括第四通断组件24，第四通断组件24设置于第二进气管道14，用于控制第二进气管道14在导通状态与截止状态之间转换。

在一些实施例中，供气系统还包括第五通断组件25，第五通断组件25设置于第一出气管道15，用于控制第一出气管道15在导通状态与截止状态之间转换。进一步地，供气系统还包括第六通断组件26，第六通断组件26设置于第二出气管道16，用于控制第二出气管道16在导通状态与截止状态之间转换。

可以理解的是，第一通断组件21、第二通断组件22、第三通断组件23、第四通断组件24、第五通断组件25及第六通断组件26均包括电磁阀及阀门，电磁阀与阀门连接，而阀门设置于管道上，电磁阀通电可打开阀门，电磁阀断电可关闭阀门，以控制各管道的通断，即控制管道在导通状态和截止状态之间转换。

结合上述实施例需要说明的是，第二连接管道12用于快速向上压板腔体或下压板腔体内输入测试气体，以使上压板腔体或下压板腔体内的气压快速达到预设压力，达到预设压力后，第二通断组件22中的电磁阀断电，对应的阀门关闭，第二连接管道12进入截止状态，第一通断组件21中的电磁阀得电，对应的阀门打开，第一连接管道11进入导通状态，而在第一减压阀19的作用下，上压板腔体或下压板腔体内的气压仍为预设压力。

在一些实施例中，第一减压阀19、第一通断组件21及流量检测器17在第一连接管道11上从其进气端至出气端依次布设，第二减压阀20及第二通断组件22在第二连接管道12上从其进气端至出气端依次布设。

以使得测试气体先经减压阀减压处理，然后通过通断组件输入，确保输入上压板腔体或下压板腔体内的测试气体的气压的准确性，而流量检测器17设置于通断组件远离减压阀的一侧，也能确保流量检测准确性。

在一些实施例中，流量检测器17为流量计。

为了便于理解本实用新型的技术方案，在此对上述实施例中的气密性检测设备的工作过程进行说明：

初始时所有电磁阀均处于断电状态，所有阀门均关闭，即所有通断组件均关闭，所有管道均处于截止状态。

首先将第二通断组件22、第三通断组件23及第六通断组件26导通，使得第二连接管道12、第一进气管道13及第二出气管道16转换至导通状态，测试气体经由气源处理组件18及第二减压阀20快速地向上压板腔体内输入测试气体，在上压板腔体内的气压达到预设压力后，将第二通断组件22关闭，然后将第一通断组件21打开，由第一连接管道11继续向上压板腔体内输入测试气体，且上压板腔体内气压仍保持在预设压力，此时流量检测器17检测的数值即为测试气体的泄漏量。

关闭所有通断组件，再将第二通断组件22、第四通断组件24及第五通断组件25打开，测试气体经由气源处理组件18及第二减压阀20快速地向下压板腔体内输入测试气体，在下压板腔体内的气压达到预设压力后，将第二通断组件22关闭，然后将第一通断组件21打开，由第一连接管道11继续向下压板腔体内输入测试气体，且下压板腔体内气压仍保持在预设压力，此时流量检测器17检测的数值即为测试气体的泄漏量。

当然，上述实施例中沿两个方向对膜电极组件400的气密性进行检测，而且在沿第一个方向对膜电极组件400的气密性进行检测之后，可以关闭所有的阀门，然后再沿第二个方向对膜电极组件400的气密性进行检测。

也可以采取其他操作，例如打开所有的阀门，然后再进行第二个方向的检测，只需要确保在沿第二个方向进行气密性检测时，各个阀门的状态如上实施例中所述即可。

请参阅图1-图3，在一些实施例中，第一进气管道13的出气端以及第一出气管道15的进气端均连接于上压板200，以在上压板200与膜电极组件400围合形成上压板腔体时与上压板腔体连通，第二进气管道14的出气端以及第二出气管道16的进气端均连接于下压板300，以在下压板300与膜电极组件400围合形成下压板腔体时与下压板腔体连通。

在一些实施例中，气密性检测设备还包括底板500，下压板300沿水平方向可往复移动地连接于底板500，上压板200沿竖直方向可往复移动地连接于底板500。

其中，下压板300往复移动的过程中具有上料位置及检测位置，当下压板300位于上料位置，操作人员可将膜电极组件400放置于下压板300上，当下压板300位于检测位置，下压板300与上压板200在竖直方向上相对应，以使上压板200和下压板300能够抵压于膜电极组件400的相对两侧，从而围合形成上压板腔体及下压板腔体。

需要说明的是，上压板200和下压板300上均设置有密封圈，以确保与膜电极组件400接触时的密封性。

在一些实施例中，气密性检测设备包括第一驱动件601，第一驱动件601连接于底板500，且与上压板200传动连接，用于驱动上压板200沿竖直方向往复移动。

进一步地，气密性检测设备还包括第二驱动件602，第二驱动件602连接于底板500，且与下压板300传动连接，用于驱动下压板300沿水平方向往复移动。

具体地，第一驱动件601为无杆气缸，第二驱动件602为气液增压缸。

在一些实施例中，底板500上设有多根导向柱701，每一导向柱701均沿竖直方向延伸，而上压板200与多个直线轴承702固定连接，每一直线轴承702滑设于对应的一导向柱701，以确保上压板200下压时的精度。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种用于膜电极组件的气密性检测设备，其特征在于，包括：

上压板；

下压板，与所述上压板分别抵压于膜电极组件的相对两侧，以在所述膜电极组件的相对两侧分别形成上压板腔体和下压板腔体；第一进气管道，其出气端用于与上压板腔体连通；

第二进气管道，其出气端用于与下压板腔体连通；

第一连接管道，其出气端同时与所述第一进气管道及所述第二进气管道的进气端连通，用于输入测试气体；

第二连接管道，其出气端同时与所述第一进气管道及所述第二进气管道的进气端连通，用于输入所述测试气体；

第一出气管道，其进气端用于与所述上压板腔体连通；

第二出气管道，其进气端用于与所述下压板腔体连通；及

流量检测器，设置于所述第一连接管道，用于检测所述第一连接管道内所述测试气体的流量；

其中，所述第一进气管道、所述第二进气管道、所述第一连接管道、所述第二连接管道、所述第一出气管道及所述第二出气管道均包括供所述测试气体流通的导通状态和阻断所述测试气体流通的截止状态。

2.根据权利要求1所述的用于膜电极组件的气密性检测设备，其特征在于，所述气密性检测设备包括第一通断组件及第二通断组件，所述第一通断组件设置于所述第一连接管道，用于控制所述第一连接管道在所述导通状态与所述截止状态之间转换；

所述第二通断组件设置于所述第二连接管道，用于控制所述第二连接管道在所述导通状态与所述截止状态之间转换。

3.根据权利要求1所述的用于膜电极组件的气密性检测设备，其特征在于，所述气密性检测设备还包括第三通断组件及第四通断组件，所述第三通断组件设置于所述第一进气管道，用于控制所述第一进气管道在所述导通状态与所述截止状态之间转换；

所述第四通断组件设置于所述第二进气管道，用于控制所述第二进气管道在所述导通状态与所述截止状态之间转换。

4.根据权利要求1所述的用于膜电极组件的气密性检测设备，其特征在于，所述气密性检测设备还包括第五通断组件及第六通断组件，所述第五通断组件设置于所述第一出气管道，用于控制所述第一出气管道在所述导通状态与所述截止状态之间转换；

所述第六通断组件设置于所述第二出气管道，用于控制所述第二出气管道在所述导通状态与所述截止状态之间转换。

5.根据权利要求1所述的用于膜电极组件的气密性检测设备，其特征在于，所述气密性检测设备还包括第一减压阀及第二减压阀，所述第一减压阀设置于所述第一连接管道，所述第二减压阀设置于所述第二连接管道。

6.根据权利要求1所述的用于膜电极组件的气密性检测设备，其特征在于，所述气密性检测设备还包括气源处理组件，所述气源处理组件同时与所述第一连接管道及所述第二连接管道的进气端连通，用于对输入所述第一连接管道及所述第二连接管道的所述测试气体进行净化过滤处理。

7.根据权利要求1所述的用于膜电极组件的气密性检测设备，其特征在于，所述气密性检测设备还包括底板，所述下压板沿水平方向可往复移动地连接于所述底板，所述上压板沿竖直方向可往复移动地连接于所述底板。

8.根据权利要求7所述的用于膜电极组件的气密性检测设备，其特征在于，所述下压板沿所述水平方向往复移动地过程中具有检测位置；

当所述下压板位于所述检测位置，所述下压板与所述上压板在竖直方向上相对应，以使所述上压板与所述下压板能够抵压于所述膜电极组件的相对两侧。

9.根据权利要求7所述的用于膜电极组件的气密性检测设备，其特征在于，所述气密性检测设备还包括第一驱动件，所述第一驱动件连接于所述底板，且与所述上压板传动连接，用于驱动所述上压板沿所述竖直方向往复移动。

10.根据权利要求7所述的用于膜电极组件的气密性检测设备，其特征在于，所述气密性检测设备还包括第二驱动件，所述第二驱动件连接于所述底板，且与所述下压板传动连接，用于驱动所述下压板沿所述水平方向往复移动。

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