CN214477576U

CN214477576U - 气液分离效率测试设备

Info

Publication number: CN214477576U
Application number: CN202120329391.7U
Authority: CN
Inventors: 罗必典; 曹桂军; 屈小龙
Original assignee: Yangzhou Hydrogen Blue Times New Energy Technology Co ltd; Shenzhen Hynovation Technologies Co ltd
Current assignee: Yangzhou Hydrogen Blue Times New Energy Technology Co ltd; Shenzhen Hynovation Technologies Co ltd
Priority date: 2021-02-04
Filing date: 2021-02-04
Publication date: 2021-10-22
Anticipated expiration: 2031-02-04

Abstract

本实用新型公开了一种气液分离效率测试设备，包括空气压缩机、水雾发生装置、气液分离装置、储水装置与检测装置，空气压缩机具有第一空气入口与第一空气出口；水雾发生装置具有第二空气入口与第二空气出口，第二空气入口与第一空气出口连通；气液分离装置具有第三空气入口与第三空气出口，第三空气入口与第二空气出口连通；储水装置与气液分离装置连接，用于收集分离后的水；检测装置用于检测水雾发生装置中水的减少量，以及储水装置中水的增加量。上述的气液分离效率测试设备能够检测气液分离装置的分离能力。

Description

气液分离效率测试设备

技术领域

本实用新型涉及燃料电池技术领域，尤其是涉及气液分离效率测试设备。

背景技术

燃料电池的性能与燃料电池内部的含水量有关，需要在合适的湿度条件下才能保证燃料电池的最佳性能。燃料电池系统在工作过程中会生成大量的水，其中，空气腔生成的部分水会通过质子交换膜渗透到氢气腔中，由于氢气路的氢气不可随意排出，所携带的水也就不能随时排出，因此氢气的湿度容易超标，基于上述，氢气路通常通过气液分离装置收集氢气路中的水，也即，气液分离装置的分离能力会影响燃料电池的性能，相关技术中缺少气液分离装置的分离效率的检测装置。

实用新型内容

本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本实用新型提出一种气液分离效率测试设备，能够检测气液分离装置的分离效率。

根据本实用新型实施例的气液分离效率测试设备，包括：

空气压缩机，具有第一空气入口与第一空气出口；

水雾发生装置，具有第二空气入口与第二空气出口，所述第二空气入口与所述第一空气出口连通；

气液分离装置，具有第三空气入口与第三空气出口，所述第三空气入口与所述第二空气出口连通；

储水装置，与所述气液分离装置连接，用于收集分离后的水；

检测装置，用于检测所述水雾发生装置中水的减少量，以及所述储水装置中水的增加量。

据本实用新型实施例的气液分离效率测试设备，至少具有如下有益效果：

上述气液分离效率测试设备中，空气压缩机与水雾发生装置配合生产测试用的气液混合物，储水装置用于收集经气液分离装置分离后的水，通过检测装置检测相同时间内水雾发生装置中水的减少量，以及储水装置中水的增加量，能够检测气液分离装置的分离能力。

根根据本实用新型的一些实施例，还包括温度调节装置，所述温度调节装置位于所述空气压缩机与所述气液分离装置之间，用于调节经过所述气液分离装置的空气的温度。

根根据本实用新型的一些实施例，所述温度调节装置包括：

中冷器，具有气体通道与冷却液通道；

第一冷却液管道，一端与所述冷却液通道的冷却液入口连通，另一端与所述冷却液通道的冷却液出口连通；

第二冷却液管道，一端与所述冷却液通道的冷却液入口连通，另一端与所述冷却液通道的冷却液出口连通，所述第二冷却液管道与所述第一冷却液管道并联；

冷却装置，连接于所述第一冷却液管道，用于对所述第一冷却液管道内的冷却液进行冷却；

加热装置，连接于所述第二冷却液管道，用于对所述第二冷却液管道内的冷却液进行加热；

第一控制装置，用于控制所述第一冷却液管道的通断；

第二控制装置，用于控制所述第二冷却液管道的通断。

根根据本实用新型的一些实施例，所述温度调节装置包括分离设置的冷却装置与加热装置。

根根据本实用新型的一些实施例，所述温度调节装置位于所述空气压缩机与所述水雾发生装置之间。

根根据本实用新型的一些实施例，还包括压力调节装置，所述压力调节装置用于调节经过所述气液分离装置的空气的压力。

根根据本实用新型的一些实施例，所述压力调节装置为设置在所述气液分离装置的所述第三空气出口处的背压阀。

根根据本实用新型的一些实施例，还包括消音装置与空气过滤装置，所述背压阀与所述消音装置沿空气的流动方向依次设置，所述空气过滤装置设置于所述空气压缩机的所述第一空气入口处。

根根据本实用新型的一些实施例，所述储水装置位于所述气液分离装置的下方。

根根据本实用新型的一些实施例，所述检测装置用于检测所述水雾发生装置的重量，以及所述储水装置的重量。

本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型做进一步的说明，其中：

图1为本实用新型实施例的气液分离效率测试设备的立体示意图；

图2为图1中气液分离效率测试设备的俯视图；

图3为图1中气液分离效率测试设备的侧视图；

图4为图1中温度调节装置的立体示意图。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右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。

在本实用新型的描述中，若干的含义是一个以上，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，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或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。

本实用新型的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本实用新型中的具体含义。

本实用新型的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”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实用新型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。

参照图1至图3，本实用新型实施例公开的气液分离效率测试设备包括空气压缩机100、水雾发生装置200、气液分离装置300、储水装置400与检测装置，其中，空气压缩机100用于提供测试用的压缩空气。水雾发生装置200用于生成水雾，与压缩后空气混合，形成测试用的气液混合物。气液分离装置300用于对气液混合物中的空气与水雾进行分离，空气排出，分离后的水存储在储水装置400中。检测装置用于检测相同时间内水雾发生装置200中水的减少量，以及储水装置400中水的增加量，根据上述增加量与减少量的比值即可获得气液分离装置300的分离效率。

空气压缩机100、水雾发生装置200与气液分离装置300沿空气的流动方向(例如图1至图3中从前至后的方向)，具体的，空气压缩机100具有第一空气入口110与第一空气出口120，水雾发生装置200具有第二空气入口210与第二空气出口220，气液分离装置300具有第三空气入口310与第三空气出口320，第一空气出口120与第二空气入口210之间，第二空气出口220与第三空气入口310之间均通过连接管道连通，使得压缩空气能够依次流过水雾发生装置200与气液分离装置300。

水雾发生装置200具有未示出的发生腔，第二空气入口210与第二空气出口220均与发生腔连通，水雾产生在发生腔内，当气体通过第二空气入口210流入发生腔后与腔体内的水雾混合，从而形成气液混合物。水雾发生装置200可以是公知的水雾发生装置，例如超声波水雾发生装置。

气液分离装置300具有未示出的分离腔，第三空气入口310与第三空气出口320均与分离腔连通，当气液混合物通过分离腔后，气体与液体可以分离。气液分离装置300还包括液体出口330，储水装置400与液体出口330连通，分离后的水可以存储在储水装置400内。气液分离装置300可以是公知的重力沉降分离装置、离心力分离装置等，储水装置400可以是公知的水箱。

检测装置用于检测相同时间内水雾发生装置200中水的减少量，以及储水装置400中水的增加量，由于水雾发生装置200中的水形成水雾后会随空气的流走，因此水雾发生装置200中水的减少量即生成的水雾量。气液分离装置300对气液混合物中的水进行分离后，分离的水将流入储水装置400中，因此储水装置400中水的增加量即气液分离装置300所分离的水的量，增加量与减少量的比值即为气液分离装置300的分离效率，相同时间内增加量越大，则气液分离装置300的分离能力越强。能够理解的是，检测装置既可以是独立于水雾发生装置200与储水装置400的元器件，也可以包括集成在水雾发生装置200与储水装置400上的检测模块。

需要说明的是，获得增加量与减少量的比值的步骤可以在外部设备中完成，或者由检测人员完成，也可以在气液分离效率测试设备中设置中控装置，检测装置检测获得的数据发送至中控装置进行计算并输出。

上述气液分离效率测试设备中，空气压缩机100与水雾发生装置200配合生产测试用的气液混合物，储水装置400用于收集经气液分离装置分离后的水，通过检测装置检测相同时间内水雾发生装置200中水的减少量，以及储水装置400中水的增加量，即可获知气液分离装置300的分离能力。

作为上述方案的改进，气液分离效率测试设备还包括温度调节装置500，温度调节装置500位于空气压缩机100与气液分离装置300之间，用于调节经过气液分离装置300的空气的温度，从而能够在不同的温度条件下测试气液分离装置300的分离能力，扩展气液分离效率测试设备的测试场景。以图4所示为例，温度调节装置500包括中冷器510、第一冷却液管道520、第二冷却液管道530、冷却装置540、加热装置550、第一控制装置560与第二控制装置570。

中冷器510可以是基于冷却液的换热器，其内部具有未示出的气体通道与冷却液通道，气体通道与冷却液通道之间导热接触，例如通过翅片导热接触，当冷却液通道内流动有高温或者低温的冷却液时，可以对气体通道中的气体或者气液混合物进行加热或者降温。

第一冷却液管道520的一端与冷却液通道的冷却液入口511连通，另一端与冷却液通道的冷却液出口512连通，第二冷却液管道530的一端与冷却液通道的冷却液入口511连通，另一端与冷却液通道的冷却液出口512连通，即第二冷却液管道530与第一冷却液管道520并联，具体的，第一冷却液管道520与第二冷却液管道530相对应的一端汇流后与冷却液通道的冷却液入口511连通，相对应的另一端汇流后与冷却液通道的冷却液出口512连通。此外，温度调节装置500还包括水泵580，水泵580设置在第一冷却液管道520与第二冷却液管道530的汇流处，用于驱动冷却液在相应的管道内循环流动。

冷却装置540连接于第一冷却液管道520，用于对第一冷却液管道520内的冷却液进行冷却。加热装置550连接于第二冷却液管道530，用于对第二冷却液管道530内的冷却液进行加热。第一控制装置560连接于第一冷却液管道520，用于控制第一冷却液管道520的通断。第二控制装置570连接于第二冷却液管道530，用于控制第二冷却液管道530的通断。使用时，如果需要对气体或者气液混合物进行降温，则打开第一控制装置560，关闭第二控制装置570，经过冷却装置540冷却后的冷却液通过第一冷却液管道520流入中冷器510以实现降温。如果需要对气体或者气液混合物进行加热，则打开第二控制装置570，关闭第一控制装置560，经过加热装置550加热后的冷却液通过第二冷却液管道530流入中冷器510以实现加热。需要说明的是，冷却装置540可以是公知的冷却装置，加热装置550可以是PTC等公知的加热装置，第一控制装置560与第二控制装置570可以是球阀等公知的控制阀。

上述方案中，温度调节装置500位于空气压缩机100与水雾发生装置200之间，即气体通道的第四空气入口513通过连接管道与空气压缩机100的第一空气出口120连通，气体通道的第四空气出口514通过连接管道与水雾发生装置200的第二空气入口210连通。

作为上述方案的替代，温度调节装置500也包括分离设置的冷却装置540与加热装置550，冷却装置540与加热装置550沿空气的流动方向依次设置，或者加热装置550与冷却装置540沿空气的流动方向依次设置，如果需要降温，则启动冷却装置540，关闭加热装置550；如果需要加热，则启动加热装置550，关闭冷却装置540。本实施例的加热装置550可以是包覆在连接管道外侧的电加热套等，也可以采用热泵系统进行加热。

作为上述方案的改进，气液分离效率测试设备还包括压力调节装置600，压力调节装置用于调节经过气液分离装置300的空气的压力，从而能够在不同的压力条件下测试气液分离装置300的分离能力，扩展气液分离效率测试设备的测试场景。以图1至图3所示为例，压力调节装置600为设置在气液分离装置300的第三空气出口320处的背压阀。

作为上述方案的改进，气液分离效率测试设备还包括消音装置700与空气过滤装置800，背压阀与消音装置700沿空气的流动方向依次设置，空气过滤装置800设置于空气压缩机100的第一空气入口110处。

作为上述方案的改进，储水装置400位于气液分离装置300的下方，便于分离后的水在重力作用下流入储水装置400。

作为上述方案的改进，检测装置可以是电子秤，其分别检测水雾发生装置200的重量以及储水装置400的重量，水雾发生装置200的重量变化即上述的减少量，储水装置400的重量变化即上述的增加量，结构简单，易于实现。需要说明的是，也可以在水雾发生装置200的储水容器以及储水装置400上设置刻度线，通过液面与刻度线获得水的体积变化量，此时水的体积变化量即上述的减少量或者增加量。

作为上述方案的改进，参照图2，测试设备还包括若干传感器，以检测气体或者气液混合物的参数，具体的，包括第一压力传感器910、第二压力传感器920、第三压力传感器930、第一温度传感器940、第二温度传感器950、第三温度传感器960、第一湿度传感器970、第二湿度传感器980与流量计990，其中，第一压力传感器910与第一温度传感器940位于温度调节装置500与水雾发生装置200之间，用于检测调温后的空气的压力与温度。第二压力传感器920、第二温度传感器950与第一湿度传感器970位于水雾发生装置200与气液分离装置300之间，用于检测气液混合物的压力、温度与湿度。第三压力传感器930、第三温度传感器960与第二湿度传感器980位于气液分离装置300与压力调节装置600之间，用于检测经过气液分离装置300分离后的气液混合物的压力、温度与湿度。流量计990位于空气过滤装置800与空气压缩机100之间，用于检测通过空气压缩机100的空气流量。需要说明的是，上述传感器均可以采用公知技术。

上面结合附图对本实用新型实施例作了详细说明，但是本实用新型不限于上述实施例，在所属技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本实用新型宗旨的前提下作出各种变化。此外，在不冲突的情况下，本实用新型的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

Claims

1.气液分离效率测试设备，其特征在于，包括：

空气压缩机，具有第一空气入口与第一空气出口；

2.根据权利要求1所述的气液分离效率测试设备，其特征在于，还包括温度调节装置，所述温度调节装置位于所述空气压缩机与所述气液分离装置之间，用于调节经过所述气液分离装置的空气的温度。

3.根据权利要求2所述的气液分离效率测试设备，其特征在于，所述温度调节装置包括：

中冷器，具有气体通道与冷却液通道；

第一控制装置，用于控制所述第一冷却液管道的通断；

第二控制装置，用于控制所述第二冷却液管道的通断。

4.根据权利要求2所述的气液分离效率测试设备，其特征在于，所述温度调节装置包括分离设置的冷却装置与加热装置。

5.根据权利要求2所述的气液分离效率测试设备，其特征在于，所述温度调节装置位于所述空气压缩机与所述水雾发生装置之间。

6.根据权利要求1所述的气液分离效率测试设备，其特征在于，还包括压力调节装置，所述压力调节装置用于调节经过所述气液分离装置的空气的压力。

7.根据权利要求6所述的气液分离效率测试设备，其特征在于，所述压力调节装置为设置在所述气液分离装置的所述第三空气出口处的背压阀。

8.根据权利要求7所述的气液分离效率测试设备，其特征在于，还包括消音装置与空气过滤装置，所述背压阀与所述消音装置沿空气的流动方向依次设置，所述空气过滤装置设置于所述空气压缩机的所述第一空气入口处。

9.根据权利要求1所述的气液分离效率测试设备，其特征在于，所述储水装置位于所述气液分离装置的下方。

10.根据权利要求1所述的气液分离效率测试设备，其特征在于，所述检测装置用于检测所述水雾发生装置的重量，以及所述储水装置的重量。