CN218030558U - 一种氢气循环泵耐久性试验台 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种氢气循环泵耐久性试验台，包括主进气单元、主排气单元、主循环管路、至少一条耐久性测试支路、至少一条性能测试支路、工况控制单元、数据采集单元和供配电单元；主进气单元包括主进气管，以及与主进气管连接的第一阀门、进气缓冲罐和气体加热器；主排气单元包括主排气管，以及与主排气管连接的第一排气缓冲罐和第四阀门；主循环管路上安装有第三阀门，主循环管路上还向外连接有第二阀门，主循环管路与进气缓冲罐和第四阀门连接；耐久性测试支路和所述性能测试支路分别与主进气管和主排气管连通。本氢气循环泵耐久性试验台结构简单，功能完善，操作方便，可同时进行多台氢气循环泵的耐久性测试，同时保留了性能测试功能。
Description
技术领域
本实用新型涉及燃料电池技术领域，特别是涉及一种氢气循环泵耐久性试验台。
背景技术
氢气循环泵是燃料电池氢气供应系统的核心部件，其性能和可靠性的好坏直接影响电堆的性能和寿命。因此在氢气循环泵研制过程中除了性能测试，耐久性测试也很有必要，以验证其可靠性。目前的氢气循环泵性能试验台大多只有一个工位，同一时刻只能进行一台氢气循环泵的性能测试，无法同时进行多台氢气循环泵的耐久性测试。
发明内容
针对上述现有技术的不足，本专利申请所要解决的技术问题是如何提供一种结构简单，操作方便，可同时进行多台氢气循环泵的耐久性测试，同时保留性能测试功能的氢气循环泵耐久性试验台。
为了解决上述技术问题，本实用新型采用了如下的技术方案：
一种氢气循环泵耐久性试验台，包括主进气单元、主排气单元、主循环管路、至少一条耐久性测试支路、至少一条性能测试支路、工况控制单元、数据采集单元和供配电单元；
所述主进气单元包括主进气管，以及与主进气管连接的第一阀门、进气缓冲罐和气体加热器；
所述主排气单元包括主排气管，以及与主排气管连接的第一排气缓冲罐和第四阀门；
所述主循环管路上安装有第三阀门，所述主循环管路上还向外连接有第二阀门，所述主循环管路与进气缓冲罐和第四阀门连接；
所述耐久性测试支路和所述性能测试支路分别与主进气管和主排气管连通。
其中，所述耐久性测试支路包括与第一氢气循环泵连接的第一金属软管和第二金属软管，所述第一金属软管与主进气管连接，所述第二金属软管与主出气管连通，所述第一金属软管上安装有第五阀门、第一温度传感器和第一压力传感器，所述第二金属软管上安装有第二压力传感器、第二温度传感器和第七阀门，所述第二金属软管上还向外连接有第六阀门。
其中，所述性能测试支路与耐久性测试支路结构相同，所述性能测试支路还包括气体加热加湿器、气液分离器、湿度传感器、第二排气缓冲罐、流量计以及相应的旁路阀门，所述加热加湿器连接有第十八阀门，所述加热加湿器、汽水分离器和第二排气缓冲罐分别连接有第十六阀门、第二十阀门和第二十三阀门，所述流量计与第十七阀门连接。
其中，所述主进气管上安装有进气过滤器。
其中，所述主进气管上安装有进气消声器，所述主排气管上安装有排气消声器。
其中，所述耐久性测试支路和所述性能测试支路上分别安装有管道过滤器。
其中，所述氢气循环泵出口设置有空气取样阀门。
综上，本氢气循环泵耐久性试验台结构简单，功能完善，操作方便，可同时进行多台氢气循环泵的耐久性测试，同时保留了性能测试功能，可根据以往氢气工质的测试数据进行对比分析。
附图说明
图1为本实用新型所述的一种氢气循环泵耐久性试验台的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型作进一步的详细说明。在本实用新型的描述中，需要理解的是，方位词如“上、下”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是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，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。
如图1所示，一种氢气循环泵耐久性试验台，包括主进气单元、主排气单元、主循环管路、至少一条耐久性测试支路、至少一条性能测试支路、工况控制单元、数据采集单元和供配电单元；
所述主进气单元包括主进气管22，以及与主进气管连接的第一阀门3、进气缓冲罐4和气体加热器10；
所述主排气单元包括主排气管34，以及与主排气管连接的第一排气缓冲罐9和第四阀门7；
所述主循环管路上安装有第三阀门6，所述主循环管路上还向外连接有第二阀门5，通过第二阀门5可向系统补充压缩空气，以提高系统压力；所述主循环管路与进气缓冲罐和第四阀门连接；
所述耐久性测试支路和所述性能测试支路分别与主进气管和主排气管连通。
本实施例中，包含4条支路，即3条耐久性测试支路和1条性能测试支路。
第一条耐久性测试支路包括与第一氢气循环泵连接的第一金属软管13和第二金属软管20，所述第一金属软管与主进气管连接，所述第二金属软管与主出气管连通，所述第一金属软管上安装有第五阀门12、第一温度传感器14和第一压力传感器15，所述第二金属软管上安装有第二压力传感器17、第二温度传感器18和第七阀门21，所述第二金属软管上还向外连接有第六阀门19。
第二条和第三条耐久性测试支路具有和第一条耐久性测试支路相同的配置。
性能测试支路与耐久性测试支路结构相同，所述性能测试支路还包括气体加热加湿器63、气液分离器67、湿度传感器49、第二排气缓冲罐57、流量计59以及相应的旁路阀门62、65、66，所述加热加湿器连接有第十八阀门61，通过第十八阀门61可为加热加湿器63补充水，所述加热加湿器、汽水分离器和第二排气缓冲罐分别连接有第十六阀门58、第二十阀门64和第二十三阀门68，所述流量计与第十七阀门连接，第十六阀门58、第二十阀门64和第二十三阀门68分别为加热加湿器63、汽水分离器67和第二排气缓冲罐57的排水阀门。
可通过操作第十四阀门47、第十九阀门62、第二十一阀门65、第二十二阀门66控制进入第四氢气循环泵52的气体的温度和湿度，此处第十四阀门47对应耐久性测试支路的第五阀门12。
针对氢气循环泵耐久性测试的需求，提供一种多工位氢气循环泵耐久性试验台，通过增加主进气管和主排气管，增加进气缓冲罐和排气缓冲罐容积等措施，在氢气循环泵性能测试台的基础上，在进气主管和排气主管之间并联多条支管路，每条支管路上包括管道过滤器、阀门、金属软管、温度传感器、压力传感器和一个氢气循环泵工位，用于将氢气循环泵接入系统；性能测试支路保留加湿、汽水分离、湿度测量和流量测量功能。特别地，为了降低试验风险和成本，本试验系统采用空气作为试验工质，通过开闭相关阀门可实现开式试验和闭式循环试验，开式试验时，设置进气过滤器用于过滤掉空气中的大颗粒灰尘，进气消音器和排气消音器可降低吸气和排气产生的气动噪声；闭式循环试验时，可对系统补充压缩空气以增加系统压力，用于模拟氢气循环泵的实际工作压力。
气体加热器10可提高进入氢气循环泵的气体温度，以模拟氢气循环泵的真实进气温度工况。
本实施例中，所述主进气管上安装有进气过滤器1。
本实施例中，所述主进气管上安装有进气消声器2，所述主排气管上安装有排气消声器8。
本实施例中，所述耐久性测试支路和所述性能测试支路上分别安装有管道过滤器。道过滤器11可过滤掉进气中的小颗粒杂质，防止氢气循环泵卡死。
本实施例中，所述氢气循环泵出口设置有空气取样阀门。即第六阀门19，通过上述阀门取样氢气循环泵的排气，用于检测排气含油量，以判断油封是否漏油。
进气缓冲罐4和第一排气缓冲罐9可减少氢气循环泵的进排气压力波动，第二排气缓冲罐57可减少氢气循环泵排气压力波动对流量测量的影响。
调节耐久性测试支路和性能测试支路上的进气阀门和排气阀门，可控制氢气循环泵的进排气压力，进而调节氢气循环泵的功耗。
开式试验：打开第一阀门3和第四阀门7，关闭第二阀门5和第三阀门6，系统将从大气环境吸气，并最后排入大气。
闭式试验：关闭第一阀门3和第四阀门7，打开第三阀门6，气体将从第一排气缓冲罐9流回进气缓冲罐4，闭式试验时可通过第二阀门5向系统冲入压缩空气，以提高氢气循环泵的吸气压力。
具体的，工况控制单元由上位机69控制各氢气循环泵的运行工况。数据采集系统70可采集并储存氢气循环泵进出口温度、压力、湿度和流量等参数。供配电系统71为试验台的气体加热器10、加热加湿器63、各氢气循环泵和传感器提供电力。
数据采集系统的数据采集卡采集传感器输出的0～5V电压信号或4～20mA的电流信号，并根据测量的信号类型转换成相应的数字信号，并实时显示和储存在计算机存储单元中。数据采集卡采用NI采集卡。
供配电单元主要包含三相交流电源，主要为气体加热器和加热加湿器提供电力；400～750V高压直流电源为高压版氢气循环泵提供动力电源；24～36V低压直流电源为低压版氢气循环泵和传感器提供动力电源，以及为高压版氢气循环泵的控制器提供低压控制电源。
最后应说明的是：本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等统计数的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型。
Claims (7)
1.一种氢气循环泵耐久性试验台，其特征在于，包括主进气单元、主排气单元、主循环管路、至少一条耐久性测试支路、至少一条性能测试支路、工况控制单元、数据采集单元和供配电单元；
所述主进气单元包括主进气管，以及与主进气管连接的第一阀门、进气缓冲罐和气体加热器；
所述主排气单元包括主排气管，以及与主排气管连接的第一排气缓冲罐和第四阀门；
所述主循环管路上安装有第三阀门，所述主循环管路上还向外连接有第二阀门，所述主循环管路与进气缓冲罐和第四阀门连接；
所述耐久性测试支路和所述性能测试支路分别与主进气管和主排气管连通。
2.根据权利要求1所述的一种氢气循环泵耐久性试验台，其特征在于，所述耐久性测试支路包括与第一氢气循环泵连接的第一金属软管和第二金属软管，所述第一金属软管与主进气管连接，所述第二金属软管与主出气管连通，所述第一金属软管上安装有第五阀门、第一温度传感器和第一压力传感器，所述第二金属软管上安装有第二压力传感器、第二温度传感器和第七阀门，所述第二金属软管上还向外连接有第六阀门。
3.根据权利要求2所述的一种氢气循环泵耐久性试验台，其特征在于，所述性能测试支路与耐久性测试支路结构相同，所述性能测试支路还包括气体加热加湿器、气液分离器、湿度传感器、第二排气缓冲罐、流量计以及相应的旁路阀门，所述加热加湿器连接有第十八阀门，所述加热加湿器、汽水分离器和第二排气缓冲罐分别连接有第十六阀门、第二十阀门和第二十三阀门，所述流量计与第十七阀门连接。
4.根据权利要求1所述的一种氢气循环泵耐久性试验台，其特征在于，所述主进气管上安装有进气过滤器。
5.根据权利要求1所述的一种氢气循环泵耐久性试验台，其特征在于，所述主进气管上安装有进气消声器，所述主排气管上安装有排气消声器。
6.根据权利要求1所述的一种氢气循环泵耐久性试验台，其特征在于，所述耐久性测试支路和所述性能测试支路上分别安装有管道过滤器。
7.根据权利要求2所述的一种氢气循环泵耐久性试验台，其特征在于，所述氢气循环泵出口设置有空气取样阀门。
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