CN215414260U - 一种用于膜电极测漏的装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种用于膜电极测漏的装置，包括上压板和下压板，上压板固定在滑动板的底面，下压板固定在底板上，在上压板的底面边缘处设置有定位柱，在下压板的顶面边缘处设置有与定位柱相适配的定位孔；在上压板和下压板的中心均设置有凹槽，在凹槽中设置有布气缓冲装置，在凹槽的周圈设置有密封圈，密封圈外漏于上压板或下压板的底面；膜电极置于上压板与下压板之间，当上压板与下压板相压合时，定位柱插入对应的定位孔中，且密封圈正对压紧，并夹持住膜电极的边框，形成密闭的腔体。本实用新型可以实现膜电极快速、准确置于检测区域，而且通过布气缓冲装置的设置，可以使气体均匀扩散，避免直接冲击膜电极，提高压差检测准确度。

Description

一种用于膜电极测漏的装置

技术领域

本实用新型涉及膜电极气密性检测技术领域，特别涉及一种氢燃料电池膜电极测漏的装置。

背景技术

氢燃料电池不需要经过热能和机械能的中间变换，直接将化学能转换为电能，能量转化率高，整个循环不产生有害物质，对环境无污染，是一种具有广阔应用前景的能源装置。燃料电池电堆是由膜电极和双极板重复堆叠而成，两者是燃料电池的核心部件，它们的质量好坏直接影响电池性能。膜电极两侧分别为氢气和氧气两种燃料气，膜电极可以隔绝两种气体，同时传导质子。如果膜电极出现破损或漏气，导致氢气和氧气混合，会有爆炸的风险。因此，在膜电极装堆前对膜电极的气密性进行全面、精确的检测是必要的。然而现有的检测装置在进行膜电极气密性测试时多存在膜电极定位不好，充气检测时没有对气体缓冲均布而使其直接冲击膜电极等问题，进而导致检测精度差、操作繁琐。

实用新型内容

基于上述技术问题，本实用新型提出一种用于膜电极测漏的装置。

本实用新型所采用的技术解决方案是：

一种用于膜电极测漏的装置，包括机座、驱动机构、膜电极定位密封组件和检测组件；

所述机座包括底板，在底板上间隔设置有多个竖向布置的导向柱，在导向柱的顶端连接有顶板，在顶板和底板之间设置有能够沿导向柱上下滑动的滑动板，在滑动板上设置有导向孔，所述导向柱从导向孔中穿过；

所述驱动机构包括气缸，气缸的缸体固定在顶板的上方中心，气缸的伸缩杆穿过顶板并与滑动板相连接；

所述膜电极定位密封组件包括上压板和下压板，上压板固定在滑动板的底面，下压板固定在底板的中心，且上压板处于下压板的正上方，在上压板的底面边缘处设置有定位柱，在下压板的顶面边缘处设置有与定位柱相适配的定位孔；

在上压板的底面中心设置有第一凹槽，在第一凹槽中设置有第一布气缓冲装置，在第一凹槽的周圈设置有第一密封圈，第一密封圈外漏于上压板的底面；在下压板的顶面中心设置有第二凹槽，在第二凹槽中设置有第二布气缓冲装置，在第二凹槽的周圈设置有第二密封圈，第二密封圈外漏于下压板的顶面；膜电极置于上压板与下压板之间，当上压板与下压板相压合时，定位柱插入对应的定位孔中，且第一密封圈与第二密封圈正对压紧，并夹持住处于第一密封圈和第二密封圈之间的膜电极的边框；膜电极与上压板之间形成密闭的上腔体，膜电极与下压板之间形成密闭的下腔体；

所述检测组件包括充气装置和抽真空装置，所述上压板的侧面设置有与第一凹槽相连通的进气孔，进气孔通过进气管道连接充气装置，在进气管道上设置有充气阀和流量计；所述上压板的侧面还设置有与第一凹槽相连通的排气孔，排气孔与排气管道连接，在排气管道上设置有泄压阀；

所述下压板的侧面设置有与第二凹槽相连通的抽气孔，抽气孔通过抽气管道与抽真空装置相连。

优选的，所述定位柱共设置两组，第一组定位柱共设置四个，布置在上压板的四角处，第二组定位柱也设置四个，其中两个定位柱布置在上压板的一边，另两个定位柱布置在上压板的另一边，且第一组定位柱的外径大于第二组定位柱的外径；相应的所述定位孔也设置两组。

优选的，所述第一布气缓冲装置嵌入第一凹槽中，并通过螺钉固定；第二布气缓冲装置嵌入第二凹槽中。

优选的，所述第一布气缓冲装置的底面高于上压板的底面；第二布气缓冲装置的顶面低于下压板的顶面。

优选的，所述第一布气缓冲装置和第二布气缓冲装置均采用高硼硅玻璃砂芯。

优选的，所述上压板的底面在对应设置第一密封圈的位置处设置有第一固定槽，所述下压板的顶面在对应设置第二密封圈的位置处设置有第二固定槽。

优选的，在下压板的顶面还设置有若干个定位销，在上压板的底面设置有与定位销相配合的销孔，部分定位销插入膜电极边框上的固定孔中。

优选的，所述第一布气缓冲装置和第二布气缓冲装置的尺寸相同，且表面区域与膜电极有效区域大小相同。

优选的，所述检测组件还包括缓冲罐，缓冲罐设置在进气管道和充气装置之间，进气管道与缓冲罐连接，缓冲罐连接充气装置。

本实用新型的有益技术效果是：

本实用新型可以实现膜电极快速、准确置于检测区域，并通过上压板和下压板压紧密封，定位效果好，安装方便，而且通过高硼硅玻璃砂芯多孔结构基材的设置，可以使气体均匀扩散，避免直接冲击膜电极，同时提高压差检测准确度。

本实用新型还具有成本低，结构简单，操作方便等优点。

附图说明

下面结合附图与具体实施方式对本实用新型作进一步说明：

图1为本实用新型的结构原理示意图，主要示出膜电极定位密封组件等部分；

图2为图1的另一角度视图；

图3为图1的正视图；

图4为本实用新型中下压板的结构原理示意图；

图5为本实用新型中上压板的结构原理示意图；

图6为本实用新型的结构原理示意图，主要示出检测组件的结构。

具体实施方式

结合附图，一种用于膜电极测漏的装置，包括机座、驱动机构、膜电极定位密封组件和检测组件。所述机座包括底板1，在底板1上间隔设置有四个竖向布置的导向柱2，在导向柱2的顶端连接有顶板3，在顶板3和底板1之间设置有能够沿导向柱上下滑动的滑动板4，在滑动板上设置有导向孔，所述导向柱2从导向孔中穿过。所述驱动机构包括气缸5，气缸5的缸体固定在顶板的上方中心，气缸的伸缩杆6穿过顶板并与滑动板4相连接。所述膜电极定位密封组件包括上压板7和下压板8，上压板7固定在滑动板4的底面，下压板8固定在底板1的中心，且上压板处于下压板的正上方，在上压板的底面边缘处设置有定位柱9，在下压板的顶面边缘处设置有与定位柱相适配的定位孔10。在上压板的底面中心设置有第一凹槽11，在第一凹槽中设置有第一布气缓冲装置，在第一凹槽的周圈设置有第一密封圈，第一密封圈外漏于上压板的底面。在下压板的顶面中心设置有第二凹槽12，在第二凹槽中设置有第二布气缓冲装置，在第二凹槽的周圈设置有第二密封圈，第二密封圈外漏于下压板的顶面。膜电极置于上压板与下压板之间，当上压板与下压板相压合时，定位柱9插入对应的定位孔10中，且第一密封圈与第二密封圈正对压紧，并夹持住处于第一密封圈和第二密封圈之间的膜电极的边框。膜电极与上压板之间形成密闭的上腔体，膜电极与下压板之间形成密闭的下腔体。所述检测组件包括充气装置和抽真空装置，所述上压板的侧面设置有与第一凹槽相连通的进气孔13，进气孔13通过进气管道14连接充气装置15，在进气管道14上设置有充气阀16和流量计17。所述上压板的侧面还设置有与第一凹槽相连通的排气孔，排气孔与排气管道18连接，在排气管道上设置有泄压阀19。所述下压板的侧面设置有与第二凹槽相连通的抽气孔，抽气孔通过抽气管道20与抽真空装置21相连。

作为对本实用新型的进一步设计，所述定位柱9共设置两组，第一组定位柱共设置四个，布置在上压板的四角处，第二组定位柱也设置四个，其中两个定位柱布置在上压板的一边，另两个定位柱布置在上压板的另一边，且第一组定位柱的外径大于第二组定位柱的外径；相应的所述定位孔10也设置两组。通过外径不同的两组定位柱，有利于上压板和下压板准确、紧密闭合，可进一步起到较好的精准定位效果。

更进一步的，所述第一布气缓冲装置嵌入第一凹槽中，并通过螺钉25固定；第二布气缓冲装置嵌入第二凹槽中。所述第一布气缓冲装置的底面高于上压板的底面；第二布气缓冲装置的顶面低于下压板的顶面。第一布气缓冲装置和第二布气缓冲装置选择高硬度、耐高温高压的多级孔结构基材，优选采用高硼硅玻璃砂芯。高硼硅玻璃砂芯与膜电极有效区域大小相同，高硼硅玻璃硬度高，承压能力强，并且砂芯内部为多孔网状结构，可以缓冲气体，使气体均匀扩散，充满上腔体，避免气体直接冲击膜电极造成损坏，同时提高气压测试结果的准确度。

进一步的，所述上压板的底面在对应设置第一密封圈的位置处设置有第一固定槽，所述下压板的顶面在对应设置第二密封圈的位置处设置有第二固定槽。密封圈设在高硼硅玻璃砂芯四周，高度高于上压板和下压板。测漏时，第一密封圈和第二密封圈夹住膜电极的阴极和阳极边框膜，阴极的气体扩散层位于密封圈以内的上腔体中，阳极的气体扩散层位于密封圈以内的下腔体中。

更进一步的，在下压板的顶面还设置有若干个定位销22，在上压板的底面设置有与定位销相配合的销孔23，部分定位销插入膜电极边框上的固定孔中。具体地多个定位销22分布于有效检测区域四周，后侧两个定位销起到限位的作用，左、右两侧与前侧共6个定位销与膜电极边框膜结构相配合定位，前侧还有两个定位销与边框膜上的定位孔相对应。此设计可以准确、快速将膜电极置于有效测试区域，进行气密性检测。

上述检测组件还包括缓冲罐24，缓冲罐设置在进气管道和充气装置15之间，进气管道与缓冲罐连接，缓冲罐连接充气装置，充气装置用于提供高压氮气。

本实用新型用于膜电极测漏装置的工作过程大致如下：

将待测膜电极放置于下压板8上，通过下压板8上定位销22将膜电极有效区域对准高硼硅玻璃砂芯，膜电极阳极的气体扩散层位于下腔体内。打开抽真空装置21使得膜电极平整吸附于下压板上，有利于上压板和下压板与膜电极准确闭合形成密封检测腔室，然后关闭抽真空装置。开启驱动机构，在气缸5的带动下，下压板向下移动直至上压板和下压板闭合，定位柱9插入定位孔10中，第一密封圈和第二密封圈垂直相对压紧膜电极的边框膜，上腔体和下腔体分别与膜电极形成密闭腔室。通过进气孔13向上腔体注气，进气孔的进气流方向水平，避免气压集中作用于膜电极。打开充气阀16和流量计17，流量计17上设置充气时间、测试时间、测试气压值及气体泄露值上、下限，测试模式等参数。气体首先通过上压板的进气孔进入第一布气缓冲装置即高硼硅玻璃砂芯，然后稳定地进入上腔体与膜电极阴极气体扩散层接触，并进一步充分接触CCM，保压一段时间，通过流量计示数检测膜电极是否存在漏气现象以及泄漏压差。测试完成后，泄压阀19打开，通过气缸带动下压板向上移动，上腔体或下腔体恢复常压，完成检测。

上述方式中未述及的部分采取或借鉴已有技术即可实现。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，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。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种用于膜电极测漏的装置，其特征在于：包括机座、驱动机构、膜电极定位密封组件和检测组件；

所述机座包括底板，在底板上间隔设置有多个竖向布置的导向柱，在导向柱的顶端连接有顶板，在顶板和底板之间设置有能够沿导向柱上下滑动的滑动板，在滑动板上设置有导向孔，所述导向柱从导向孔中穿过；

所述驱动机构包括气缸，气缸的缸体固定在顶板的上方中心，气缸的伸缩杆穿过顶板并与滑动板相连接；

所述膜电极定位密封组件包括上压板和下压板，上压板固定在滑动板的底面，下压板固定在底板的中心，且上压板处于下压板的正上方，在上压板的底面边缘处设置有定位柱，在下压板的顶面边缘处设置有与定位柱相适配的定位孔；

在上压板的底面中心设置有第一凹槽，在第一凹槽中设置有第一布气缓冲装置，在第一凹槽的周圈设置有第一密封圈，第一密封圈外漏于上压板的底面；在下压板的顶面中心设置有第二凹槽，在第二凹槽中设置有第二布气缓冲装置，在第二凹槽的周圈设置有第二密封圈，第二密封圈外漏于下压板的顶面；膜电极置于上压板与下压板之间，当上压板与下压板相压合时，定位柱插入对应的定位孔中，且第一密封圈与第二密封圈正对压紧，并夹持住处于第一密封圈和第二密封圈之间的膜电极的边框；膜电极与上压板之间形成密闭的上腔体，膜电极与下压板之间形成密闭的下腔体；

所述检测组件包括充气装置和抽真空装置，所述上压板的侧面设置有与第一凹槽相连通的进气孔，进气孔通过进气管道连接充气装置，在进气管道上设置有充气阀和流量计；所述上压板的侧面还设置有与第一凹槽相连通的排气孔，排气孔与排气管道连接，在排气管道上设置有泄压阀；

所述下压板的侧面设置有与第二凹槽相连通的抽气孔，抽气孔通过抽气管道与抽真空装置相连。

2.根据权利要求1所述的一种用于膜电极测漏的装置，其特征在于：所述定位柱共设置两组，第一组定位柱共设置四个，布置在上压板的四角处，第二组定位柱也设置四个，其中两个定位柱布置在上压板的一边，另两个定位柱布置在上压板的另一边，且第一组定位柱的外径大于第二组定位柱的外径；相应的所述定位孔也设置两组。

3.根据权利要求1所述的一种用于膜电极测漏的装置，其特征在于：所述第一布气缓冲装置嵌入第一凹槽中，并通过螺钉固定；第二布气缓冲装置嵌入第二凹槽中。

4.根据权利要求1所述的一种用于膜电极测漏的装置，其特征在于：所述第一布气缓冲装置的底面高于上压板的底面；第二布气缓冲装置的顶面低于下压板的顶面。

5.根据权利要求1所述的一种用于膜电极测漏的装置，其特征在于：所述第一布气缓冲装置和第二布气缓冲装置均采用高硼硅玻璃砂芯。

6.根据权利要求1所述的一种用于膜电极测漏的装置，其特征在于：所述上压板的底面在对应设置第一密封圈的位置处设置有第一固定槽，所述下压板的顶面在对应设置第二密封圈的位置处设置有第二固定槽。

7.根据权利要求1所述的一种用于膜电极测漏的装置，其特征在于：在下压板的顶面还设置有若干个定位销，在上压板的底面设置有与定位销相配合的销孔，部分定位销插入膜电极边框上的固定孔中。

8.根据权利要求1所述的一种用于膜电极测漏的装置，其特征在于：所述第一布气缓冲装置和第二布气缓冲装置的尺寸相同，且表面区域与膜电极有效区域大小相同。

9.根据权利要求1所述的一种用于膜电极测漏的装置，其特征在于：所述检测组件还包括缓冲罐，所述缓冲罐设置在进气管道和充气装置之间，进气管道与缓冲罐连接，缓冲罐连接充气装置。

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