CN220670857U - 一种石墨极板气密性检测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及燃料电池石墨极板气密性检测装置技术领域的一种石墨极板气密性检测装置，其特征在于，包括氦气瓶、气管、第一阀门、减压阀、第二阀门、压力表、气密检测工装、极板、第三阀门、第四阀门、输液管、第五阀门、玻璃管；本发明通过多个阀门结合气密检测工装，能精确测试出极板的气密性，并排除检测装置自身气体泄露的的干扰。

Description

一种石墨极板气密性检测装置

技术领域

本实用新型涉及燃料电池石墨极板气密性检测装置技术领域，特别涉及一种石墨极板气密性检测装置。

背景技术

质子交换膜燃料电池是一种将存在于燃料与氧化剂中的化学能直接转化为电能的发电系统，其核心燃料电池电堆主要由膜电极组件和极板组成。极板起到支撑膜电极作用，并提供氢气及氧气进入电池堆中膜电极两侧的流道，同时也能够提供冷却循环液在电池堆中流通的流道。

在燃料电池电堆运行过程中需要防止冷却液和氢气氧气穿过极板进入对面流道，进而影响电池的正常运行。所以要在极板出厂前或投入使用前对极板的基材气密性进行检测，行业内也对极板的气密性做了要求：氦气泄漏量＜2*10-6ml/(s*cm2)。行业内很多针对极板的气密性检测的专利，其检测方法有的只能判断极板是否漏气，无法精确检测出泄漏量，还有些测量精度稍差。

专利CN207705349U公布了一种石墨双极板气密性检测方法，其通过收集气体的方式评估极板气体泄露量。专利的缺点是气密检测装置如果漏气无法快速识别并影响测试结果，另外该装置用的U型管排水造成的液位差会导致测量误差大。

发明内容

为了解决上述技术问题，本实用新型中披露了一种石墨极板气密性检测装置，本实用新型的技术方案是这样实施的：

一种石墨极板气密性检测装置，包括氦气瓶、气管、第一阀门、减压阀、第二阀门、压力表、气密检测工装、极板、第三阀门、第四阀门、输液管、第五阀门、带刻度玻璃管；

所述第一阀门设置于所述氧气瓶与所述减压阀之间，所述第二阀门设置于所述减压阀与所述压力表之间，所述压力表连接所述气密检测工装，所述极板设置于所述气密检测工装内，所述第三阀门设置于所述压力表和所述第四阀门之间，所述第四阀门一端连接所述第三阀门和所述极板，所述第四阀门另一端连接所述玻璃管，所述第五阀门设置于所述输液管和所述第五阀门间，所述气管用于连接上述结构；

优选地，所述玻璃管上设置有刻度。

优选地，所述气密检测工装包括上压板和下压板，所述极板设置于所述上压板和所述下压板之间。

优选地，所述上压板设置有上压板密封圈；所述下压板设置有下压板密封圈。

本实用新型的优势如下：

可以避免测量系统带来的误差，如装置漏气误差；测量精度高；装置结构简单，便于实施。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型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实用新型的一种实施例，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。

其中相同的零部件用相同的附图标记表示。需要说明的是，下面描述中使用的词语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”和“下”指的是附图中的方向，词语“底面”和“顶面”、“内”和“外”分别指的是朝向或远离特定部件几何中心的方向。

图1为一种石墨极板气密性检测装置实施例的结构示意图；

图2为极板安装于气密性检测工装内的结构示意图；

图3为极板安装于气密性检测工装内的局部结构放大图。

在上述附图中，各图号标记分别表示：

1，氦气瓶；

2，气管；

3，第一阀门；

4，减压阀；

5，第二阀门；

6，压力表；

7，气密检测工装；

7-1，上压板；7-2，下压板；7-3，上压板密封圈；7-4，下压板密封圈；

8，极板；

9，第三阀门；

10，第四阀门；

11，输液管；

12，第五阀门；

13，玻璃管。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例及其附图，对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

实施例

在一种具体的实施例中，如图1-图3所示，一种石墨极板8气密性检测装置，包括氦气瓶1、气管2、第一阀门3、减压阀4、第二阀门5、压力表6、气密检测工装7、极板8、第三阀门9、第四阀门10、输液管11、第五阀门12、玻璃管13。

第一阀门3设置于氧气瓶与减压阀4之间，第二阀门5设置于减压阀4与压力表6之间，压力表6连接气密检测工装7，极板8设置于气密检测工装7内，第三阀门9设置于压力表6和第四阀门10之间，第四阀门10一端连接第三阀门9和极板8，第四阀门10另一端连接玻璃管13，第五阀门12设置于输液管11和第五阀门12间，气管2用于连接上述结构；玻璃管13上设置有刻度。气密检测工装7包括上压板和下压板，极板8设置于上压板和下压板之间。上压板设置有上压板密封圈；下压板设置有下压板密封圈。

本实施例使用氮气瓶、第一阀门3和减压阀4组成供气系统提供的合适压力的氦气。

本实施例的气密检测工装7将极板8夹在中间并施加一定的压力，使气密检测工装7的上压板密封圈和下压板密封圈紧贴极板8，形成一个密封区，防止气体外漏。对上压板密封圈和下压板密封圈包围的密封区通入一定压力的氦气，并保压。如果极板8泄露，氦气会从上压板与极板8组成的密封区进入下压板与极板8组成的密封区。

本实施例从第二阀门5通入氦气的同时打开第三阀门9，关闭第四阀门10，待压力表6稳定后，关闭第二阀门5。由第二阀门5、压力表6、气密检测工装7、第三阀门9和第四阀门10组成的封闭区域如果漏气，压力表6的显示的压力会下降。用此方法可以检测气密检测工装7是否漏气。

输液管11、第五阀门12和玻璃管13组成计量装置，其中玻璃管13水平放置，两端不封闭，第五阀门12上侧的输液管11内为纯水。打开第五阀门12让一滴水进入玻璃管13，然后关闭第五阀门12。如果有气体从第四阀门10进入玻璃管13，液体会向玻璃管13的另一端移动，当液滴两端压力平衡时，液滴停止移动。根据公式PV＝nRT，进入玻璃管13气体的体积V＝V2-V1，V1等于液滴开始移动时玻璃管13的刻度，V2等于液滴结束移动时的刻度读数。

第二阀门52、压力表6、气密检测工装7，第三阀门9、输液管11、第五阀门12、玻璃管13组成的检测系统对极板8进行气密性检测时，打开第二阀门5对气密检测工装7中上压板密封圈和下压板密封圈包围的密封区通入一定压力的氦气，并保压。如果极板8泄露，氦气会从上压板与极板8组成的密封区进入下压板与极板8组成的密封区，并通过第三阀门9进入玻璃管13，推动玻璃管13内的液滴向另一方向运动，当液滴开始移动后就开始计时，读取液滴测量时间t内气体填充玻璃管13的体积V。极板8的泄漏量Q＝V/t。

本实施例的测量精度可以根据行业标准泄露量选择合适刻度和量程的玻璃管13。极板8泄漏量Q＜q*s，q为行业要求的泄漏量的最大值2*10-6ml/(s*cm2)，S为极板8面积。如极板8面积500cm2，测试时间为1min，极板8的泄漏量Q＜0.001ml/s，需要选用刻度为0.001ml的玻璃管13测量即可或选用0.005ml的玻璃管13延长测试时间。

本实施例的使用过程如下：

将极板8放置在下压板上，上压板与下压板将极板8夹在中间并施加一定的压力，使气密检测工装7上的上压板密封圈与下压板密封圈与极板8的压力为0.5MPa-1.0Mpa。

确认所有阀门都关闭状态，打开第一阀门3通入氦气，用减压阀4调整气压到100-200KPa。然后打开第二阀门5和第三阀门9，待压力表6读数稳定后，关闭第二阀门5。如果压力表6的读数降低则表示气密检测工装7漏气，如果压力表6读数不降低则说明气密检测工装7气密性合格，可以进行下一步极板8气密性检测。打开第四阀门10排出装置内的气体后关闭第三阀门9。

打开第五阀门12使水进入玻璃管13，水在玻璃管13内的长度2-10mm，然后打开第二阀门5通入100-200KPa氦气，然后观察液滴的位置。

如果液滴移动说明极板8漏气。当液滴平稳移动后开始计时，将开始计时液滴所在的位置记为初始刻度，读取液滴在1min-5min后的刻度为结束刻度。

需要指出的是，以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，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)

1.一种石墨极板气密性检测装置，其特征在于，包括氦气瓶、气管、第一阀门、减压阀、第二阀门、压力表、气密检测工装、极板、第三阀门、第四阀门、输液管、第五阀门、带刻度玻璃管；

所述第一阀门设置于所述氦气瓶与所述减压阀之间，所述第二阀门设置于所述减压阀与所述压力表之间，所述压力表连接所述气密检测工装，所述极板设置于所述气密检测工装内，所述第三阀门设置于所述压力表和所述第四阀门之间，所述第四阀门一端连接所述第三阀门和所述极板，所述第四阀门另一端连接所述玻璃管，所述第五阀门设置于所述输液管和所述第五阀门间。

2.根据权利要求1所述的石墨极板气密性检测装置，其特征在于，所述玻璃管上设置有刻度。

3.根据权利要求1所述的石墨极板气密性检测装置，其特征在于，所述气密检测工装包括上压板和下压板，所述极板设置于所述上压板和所述下压板之间。

4.根据权利要求3所述的石墨极板气密性检测装置，其特征在于，所述上压板设置有上压板密封圈；所述下压板设置有下压板密封圈。