CN215639983U - 一种用于双极板的测漏装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种用于双极板的测漏装置，包括与测漏主体相连通的进气管道和测漏管道，所述进气管道包括进气主管道，进气主管道的一端与氮气瓶连接，在进气主管道上设置有第一控制阀，进气主管道的另一端分别与第一进气支管道、第二进气支管道和第三进气支管道相连通；所述测漏管道包括测漏主管道，在测漏主管道上设置有测大漏压力表，在测漏主管道上还并联有测小漏支管道，在测小漏支管道上设置有第二控制阀和测小漏压差表，在测漏主管道的末端部设置有泄压阀。本实用新型可快速、准确测试双极板的外漏和串漏情况，实现了大漏和小漏的分阶段检测，节省了测试时间、提高了准确度和检测效率。

Description

一种用于双极板的测漏装置

技术领域

本实用新型涉及检测设备领域，具体地说是涉及一种用于氢燃料电池双极板的测漏装置。

背景技术

氢燃料电池是一种不需要经过卡诺循环的电化学产电装置，其能量转化率高。氢气和氧气在燃料电池中发生电化学反应，产生电、热和水。在能量转化中，不产生污染物，所以氢燃料电池被认为是一种环境友好的能源装置。双极板是燃料电池核心组件之一，是电堆中的“骨架”，与膜电极层叠装配成电堆，在燃料电池中起到支撑、收集电流、为冷却液提供通道、分隔氧化剂和还原剂等作用。双极板包括燃料气、氧化剂和冷却剂三个导通部分，其中，冷却剂导通部分位于氧化剂和燃料气导通部分中间，冷却剂导通部分和燃料气、氧化剂导通部分之间保持密封性，防止电池气室中的氢气与氧气串通发生燃烧甚至爆炸的危险。双极板还在串联的阴阳两极之间建立电流通路。双极板一般由阴极板和阳极板两部分组成，在电堆组装使用时需要对两部分进行粘合密封。双极板的气密性会直接影响电堆的发电效率、性能及安全性，因此如何快速检测双极板的密封性是十分重要的。

现有的双极板测漏装置多采用进、出气阀，气压机，检测传感器覆盖式、单一化测试双极板的气密性等，这些方法不能实现分阶段检验，即不能较好地区分出流道之间的大漏和小漏状况，而且存在测试时间长，效率低，准确度不高等问题。

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双极板的测漏装置。

本实用新型所采用的技术解决方案是：

一种用于双极板的测漏装置，包括与测漏主体相连通的进气管道和测漏管道，所述测漏主体包括设置在被测双极板外部的密闭外腔，以及被测双极板内部的氢气流道、空气流道和冷却剂流道；冷却剂流道、氢气流道、空气流道和密闭外腔均为独立的腔室，分别称为A腔、B腔、C腔和D腔；

所述进气管道包括进气主管道，进气主管道的一端与氮气瓶连接，在进气主管道上设置有第一控制阀，进气主管道的另一端分别与第一进气支管道、第二进气支管道和第三进气支管道相连通，第一进气支管道与A腔的进口相连通，在第一进气支管道上设置有A1阀和压力表A，第二进气支管道与B腔的进口相连通，在第二进气支管道上设置有B1阀和压力表B，第三进气支管道与C腔的进口相连通，在第三进气支管道上设置有C1阀和压力表C；

所述测漏管道包括测漏主管道，在测漏主管道上设置有测大漏压力表，在测漏主管道上还并联有测小漏支管道，在测小漏支管道上设置有第二控制阀和测小漏压差表，在测漏主管道的末端部设置有泄压阀；在测漏主管道的起始端部连通有第一测漏支管道、第二测漏支管道和第三测漏支管道，第一测漏支管道与B腔的出口相连通，在第一测漏支管道上设置有B2阀，第二测漏支管道与C腔的出口相连通，在第二测漏支管道上设置有C2阀，第三测漏支管道与D腔的出口相连通，在第三测漏支管道上设置有D2阀。

优选的，该装置还包括有用于测试前检测气压调至合理压力范围的调压阀。

优选的，在第一进气支管道、第二进气支管道和第三进气支管道上还均设置有压力传感器，压力传感器与控制器连接，控制器与报警灯相连接。

优选的，所述第二控制阀和泄压阀均为三通阀。

本实用新型的有益技术效果是：

本实用新型可快速、准确测试双极板的外漏和串漏情况，具体地说可全面、一次性检测双极板的氢气、空气、冷却剂流道对电堆外部的大漏和小漏状况，同时也可检验三个流道之间的大漏和小漏状况，实现了大漏和小漏的分阶段检测，节省了测试时间、提高了准确度和检测效率，数据更加直观，而且结构合理，操作便捷。

另外，本实用新型通过第二控制阀的设置，还可起到极压保护作用，在无大漏的条件下打开，测双极板小漏的情况，并可用于保护压差表。

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为本实用新型测漏装置用于质子交换膜氢燃料电池双极板测漏的结构原理示意图；

图2为双极板腔室示意图；

图3为双极板气密性测试检测管路示意图。

具体实施方式

结合附图，一种用于双极板的测漏装置，包括与测漏主体1相连通的进气管道和测漏管道。所述测漏主体包括设置在被测双极板外部的密闭外腔，以及形成于被测双极板内部的氢气流道、空气流道和冷却剂流道。冷却剂流道、氢气流道、空气流道和密闭外腔均为独立的腔室，分别称为A腔、B腔、C腔和D腔。所述进气管道包括进气主管道2，进气主管道的一端与氮气瓶3连接，在进气主管道上设置有第一控制阀4，进气主管道的另一端分别与第一进气支管道5、第二进气支管道6和第三进气支管道7相连通。第一进气支管道5与A腔即氢气流道的进口相连通，在第一进气支管道上设置有A1阀和压力表A；第二进气支管道6与B腔即空气流道的进口相连通，在第二进气支管道上设置有B1阀和压力表B；第三进气支管道7与C腔即冷却剂流道的进口相连通，在第三进气支管道上设置有C1阀和压力表C。所述测漏管道包括测漏主管道，在测漏主管道上设置有测大漏压力表8，在测漏主管道上还并联有测小漏支管道9，在测小漏支管道上设置有第二控制阀10和测小漏压差表11，在测漏主管道的末端部设置有泄压阀12。在测漏主管道的起始端部连通有第一测漏支管道13、第二测漏支管道14和第三测漏支管道15，第一测漏支管道13与B腔的出口相连通，在第一测漏支管道上设置有B2阀，第二测漏支管道14与C腔的出口相连通，在第二测漏支管道上设置有C2阀，第三测漏支管道15与D腔的出口相连通，在第三测漏支管道上设置有D2阀。

本实用新型可快速、准确测试双极板的外漏和串漏情况，具体地说可全面、一次性检测双极板的氢气、空气、冷却剂流道对电堆外部的大漏和小漏状况，同时也可检验三个流道之间的大漏和小漏状况，实现了大漏和小漏或者说微漏的分阶段检测，节省了测试时间、提高了准确度和检测效率，数据更加直观，而且结构合理，操作便捷。

上述测漏主体具体可采用如下常规设置：测漏主体从上到下依次为增压缸、称重传感器、气密性治具、双极板固定台。所述增压缸作为施压装置，用于给双极板施加压力。所述称重传感器用于显示增压缸给双极板施加的压力，避免双极板的压损现象的发生。所述气密性治具分为上下两部分，分别通过定位销固定于施压装置和平台上，可依据双极板结构设计定位孔。所述被测双极板有氢气流道、空气流道、冷却剂流道，三者通过密封圈实现各通道间的隔绝，上、下气密性治具依据双极板的结构设置相应的卡槽、定位孔。在施压装置的作用下，上、下治具和双极板再通过上、下固定板紧密压合，构成氢气、空气、冷却剂三个独立回路。

作为对本实用新型的进一步设计，该装置还包括有调压阀，用于测试前检测气压是否调至合理压力范围。调压阀可设置在进气主管道上。

更进一步的，在第一进气支管道5、第二进气支管道6和第三进气支管道7上还均设置有压力传感器，压力传感器与控制器连接，控制器与报警灯相连接。通过压力传感器可进一步确定是否充气到达，如果充气未到达，可通过报警灯进行报警，当然报警灯也可采用不同颜色指示灯进行替换，通过指示灯显示进气故障与泄漏状态。

进一步的，压差表也可与控制器相连，当压差表判断出现小漏情况时，也可通过指示灯进一步显示提醒。压差表的数值变化是随时间变化而变化的，漏孔的大小决定的是数值变化速度，漏孔越大，测漏压力值变化越快，固定时间内，压差数值越大，漏孔越小，压差表数值越大。

更进一步的，所述第二控制阀10和泄压阀12均为三通阀。其中，第二控制阀10的设置，还可起到极压保护作用，在无大漏的条件下打开，测双极板小漏的情况，并可用于保护压差表。

上述测大漏压力表8为大量程压力表，单位为KPA；压力表A、B、C的单位也为KPA。测小漏压差表11为小量程压差表，单位数量级为PA。

采用上述测漏装置进行双极板气密性检测的方法，大致包括以下步骤：

测试前首先调节精密调压阀将气压调至合适的检测压力。

A腔气密性检测：打开第一控制阀4、A1阀向A腔内充气，通过压力表A可直接判断充气是否到达，保证检测结果准确性；若充气到达，打开阀B2、C2、D2、泄压阀12，泄压0.5秒，然后关闭泄压阀12，先通过测大漏压力表8判断是否大漏；若大漏，则关闭第一控制阀4，打开阀A1、B1、C1、B2、C2、D2，开始排气，排气完成后开模，同时关闭所有阀。若测大漏压力表8判断未大漏，则打开第二控制阀10，通过测小漏压差表11判断是否小漏。最后关闭第一控制阀4、第二控制阀10，打开阀A1、B1、C1、B2、C2、D2，开始排气，排气完成后开模，同时关闭所有阀，检测结束，反之则判断A腔不漏。

此测漏装置的设计可以一次性确认双极板的气密性状况，特别地可以分阶段测试泄漏量的大小，节省检测时间，提高效率，直观、正确。极压保护用三通阀即第二控制阀10，在无大漏的条件下打开，测双极板小漏情况，还可用于保护压差表。

另外，上述步骤中的充气是否到达，是否出现大漏或小漏等情形还可进一步通过指示灯进行明确显示，如可设置当充气未到达，出现大漏或小漏等情形时，指示灯显示红色进行提示。

同样的，B腔气密性检测：打开第一控制阀4、B1阀向B腔内充气，通过压力表B判断充气是否到达，充气到达，则打开阀C2、D2、泄压阀12，泄压0.5秒，关闭泄压阀12，先通过测大漏压力表8判断是否大漏。然后关闭第一控制阀4，打开阀A1、B1、C1、B2、C2、D2排气，排气完成后开模，同时关闭所有阀。若测大漏压力表8判断未大漏，则打开第二控制阀10，通过测小漏压差表11判断是否小漏。最后关闭第一控制阀4和第二控制阀10，打开阀A1、B1、C1、B2、C2、D2排气，排气完成后开模，同时关闭所有阀，检测结束，反之则判断B腔不漏。

C腔气密性检测：打开第一控制阀4、C1阀向C腔内充气，通过压力表C判断是否充气到达(充气未到达，指示灯显示红色)，充气到达打开D2阀、泄压阀12，泄压0.5秒，关闭泄压阀12，先通过测大漏压力表8判断是否大漏，若大漏指示灯显示红色。然后关闭第一控制阀4，打开阀A1、B1、C1、B2、C2、D2排气，排气完成后开模，同时关闭所有阀。若测大漏压力表8判断未大漏，则打开第二控制阀10，通过压差表判断是否小漏，若小漏则指示灯显示红色。最后关闭第一控制阀4、第二控制阀10，打开阀A1、B1、C1、B2、C2、D2排气，排气完成后开模，同时关闭所有阀，检测结束，反之则判断C腔不漏。

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 (4)

1.一种用于双极板的测漏装置，其特征在于：包括与测漏主体相连通的进气管道和测漏管道，所述测漏主体包括设置在被测双极板外部的密闭外腔，以及被测双极板内部的氢气流道、空气流道和冷却剂流道；冷却剂流道、氢气流道、空气流道和密闭外腔均为独立的腔室，分别称为A腔、B腔、C腔和D腔；

所述进气管道包括进气主管道，进气主管道的一端与氮气瓶连接，在进气主管道上设置有第一控制阀，进气主管道的另一端分别与第一进气支管道、第二进气支管道和第三进气支管道相连通，第一进气支管道与A腔的进口相连通，在第一进气支管道上设置有A1阀和压力表A，第二进气支管道与B腔的进口相连通，在第二进气支管道上设置有B1阀和压力表B，第三进气支管道与C腔的进口相连通，在第三进气支管道上设置有C1阀和压力表C；

所述测漏管道包括测漏主管道，在测漏主管道上设置有测大漏压力表，在测漏主管道上还并联有测小漏支管道，在测小漏支管道上设置有第二控制阀和测小漏压差表，在测漏主管道的末端部设置有泄压阀；在测漏主管道的起始端部连通有第一测漏支管道、第二测漏支管道和第三测漏支管道，第一测漏支管道与B腔的出口相连通，在第一测漏支管道上设置有B2阀，第二测漏支管道与C腔的出口相连通，在第二测漏支管道上设置有C2阀，第三测漏支管道与D腔的出口相连通，在第三测漏支管道上设置有D2阀。

2.根据权利要求1所述的一种用于双极板的测漏装置，其特征在于：该装置还包括有用于测试前检测气压调至合理压力范围的调压阀。

3.根据权利要求1所述的一种用于双极板的测漏装置，其特征在于：在第一进气支管道、第二进气支管道和第三进气支管道上还均设置有压力传感器，压力传感器与控制器连接，控制器与报警灯相连接。

4.根据权利要求1所述的一种用于双极板的测漏装置，其特征在于：所述第二控制阀和泄压阀均为三通阀。

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