CN220690388U - 一种用于检测sofc中陶瓷与金属连接件气密性的测试装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种用于检测SOFC中陶瓷与金属连接件气密性的测试装置。包括气体管路、水蒸汽管路、主管路、测试部和排气口；气体管路包括气瓶组件和阀门组件，气瓶组件与阀门组件依次连接；水蒸汽管路包括水箱、蒸汽发生器和截止水汽阀，水箱、蒸汽发生器和截止水汽阀依次连接；主管路包括第一压力表和混合罐，第一压力表、阀门组件和截止水汽阀同时接入混合罐；测试部包括接入区和截止导出阀，混合罐、接入区、截止导出阀和排气口依次连接。本实用新型通过将气体管路和水蒸汽管路接入到主管路内，主管路接入测试部，在主管路内充盈不同的气体和水蒸汽得以测试测试部内的连接件气密性。

Description

一种用于检测SOFC中陶瓷与金属连接件气密性的测试装置

技术领域

本实用新型属于气密性测试装置保护技术领域，具体涉及一种用于检测SOFC中陶瓷与金属连接件气密性的测试装置。

背景技术

在固体氧化物燃料电池发电系统中，电堆与电堆可以通过串联的方式构成一个模组，以提高整个系统的发电功率。但由此面临了一个问题，由于电堆模组中的每个电堆均共用一根燃料管及尾气出口管，在发电过程中电堆之间会形成电回路导致短路，因此为了避免这种情况的发生，可以在燃料管及尾气出口管部位设计绝缘部分。在该绝缘部分中，通常选用陶瓷作为绝缘材料，即在燃料管及尾气出口管设计陶瓷与金属连接件以起到电绝缘的作用。由于陶瓷与金属连接件在电堆模组中应用的环境较为苛刻，不仅需要在高温环境中工作，而且管内外的运行的气氛较为复杂，其中管内气氛包含有水蒸汽、甲烷、一氧化碳、二氧化碳及氢气，管外气氛为空气，这都对陶瓷与金属连接件的性能提出了较高的要求。因此在陶瓷与金属连接件正式投入到电堆模组应用前，需要对该部件进行气氛的模拟性能验证。

针对上述问题，现有技术201911229092.X公开了一种气密性检测系统及气密性检测方法，属于检测技术领域。所述气密性检测系统包括：加热单元，用于对第一待检测设备进行加热，第一缓冲设备，所述第一缓冲设备的一端通过第一管路与第一待检测设备的第一端进行连接；第一压力检测单元，用于检测所述第一管路内的压力；以及压力调整单元，通过第二管路与所述第一缓冲设备的另一端连接，所述第一缓冲设备用于防止所述第一管路与所述第二管路之间形成对流。本发明提供的技术方案，采用第一缓冲设备可以防止高温气体与气体低温形成强对流造成压力不稳的问题，进而能够提高高温条件下的气密性检测试验的试验结果的准确性和可靠度。这个专利并没有公开管内包含水蒸汽的情况下对气密性的影响，在电堆模组中，水蒸汽对其破坏力往往比气氛的影响会更大，尤其是水蒸汽在不同的气氛、不同的温度的情况下，如果不对连接件进行气密性的测试，一旦出现水蒸汽泄露，对电堆模组损坏不说，造成安全事故则事态会更加严重。

实用新型内容

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种用于检测SOFC中陶瓷与金属连接件气密性的测试装置，通过将气体管路和水蒸汽管路接入到主管路内，主管路接入测试部，在主管路内充盈不同的气体和水蒸汽得以测试测试部内的连接件气密性。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：

一种用于检测SOFC中陶瓷与金属连接件气密性的测试装置，所述测试装置包括气体管路、水蒸汽管路、主管路、测试部和排气口；

所述气体管路包括气瓶组件和阀门组件，所述气瓶组件与阀门组件依次连接；

所述水蒸汽管路包括水箱、蒸汽发生器和截止水汽阀，所述水箱、蒸汽发生器和截止水汽阀依次连接；

所述主管路包括第一压力表和混合罐，所述第一压力表、阀门组件和截止水汽阀同时接入混合罐；

所述测试部包括接入区和截止导出阀，所述混合罐、接入区、截止导出阀和排气口依次连接。

采用该结构的气密性测试装置，通过气瓶组件接入阀门组件，水蒸汽发生器接入截止水汽阀，再将第一压力表、阀门组件和截止水汽阀同时接入混合罐，而混合罐、接入区、截止导出阀和排气口依次连接，因此阀门组件、截止水汽阀、截止导出阀均关闭的时候，接入区内形成一密闭的空间，第一压力表用于探测该密闭空间的内部压力。

首先进行常温下测试装置的气密性检测时，打开阀门组件，关闭截止水汽阀和截止导出阀，打开气瓶组件并通入一定量的气体后关闭阀门组件，当第一压力表的数值在一定时间内未发生变化，即认为测试装置气密性合格，将阀门组件和截止导出阀打开，通过排气口排出管内的气体。

进行连接件常温的气密性测试时，将连接件放入接入区中，打开阀门组件，关闭截止水汽阀和截止导出阀，打开气瓶组件通入一定量的气体后关闭阀门组件，从而对样品进行常温气密性检测，通过记录第一压力表在一段时间内的压力变化得以获知连接件的气密性。

进行连接件的水蒸汽气密性测试时，将连接件放入接入区中，打开截止水汽阀，关闭阀门组件和截止导出阀，打开水蒸汽发生器通入一定量的水蒸汽后关闭截止水汽阀，从而对样品进行的水蒸汽气密性检测，通过记录第一压力表在一段时间内的压力变化得以获知连接件的水蒸汽气密性。

可以根据测试的需要，单独通入气体或者水蒸汽或者两者混合对样品进行不同方面的测试。

进一步的，所述气瓶组件包括气瓶、调压阀、截止阀、流量计和第一单向阀，所述气瓶、调压阀、截止阀、流量计和第一单向阀依次连接，所述第一单向阀接入阀门组件；所述气瓶组件包括两组，所述阀门组件为三通阀，所述两组气瓶组件的气瓶分别为氮气和自配气。

进一步的，所述水蒸汽管路还包括第二压力表和第二单向阀，所述第二压力表和第二单向阀设置在蒸汽发生器和截止水汽阀之间。

进一步的，所述主管路还包括记录器，所述记录器与第一压力表电连接。

进一步的，所述接入区内设有加热炉和温度传感器。

进一步的，所述测试装置还包括若干伴热带。

与现有技术相比，本实用新型的优点在于：通过阀门组件、截止水汽阀、截止导出阀均关闭的时候，在接入区内形成的密闭的空间，由第一压力表探测该密闭空间的内部压力，则可以实现对接入区内的连接件进行气密性测试，再经由气瓶组件和水蒸汽发生器分别提供的气体和水蒸汽，进行单独或者两者混合进行对连接件的不同状态下的气密性测试，通过记录第一压力表的数值变化来计算出连接件的泄漏率，从而更好地研究陶瓷与金属连接件的稳定性及寿命。

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些实施例，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。

图1为本实用新型的示意图。

其中：1、气体管路；11、气瓶组件；111、气瓶；112、调压阀；113、截止阀；114、流量计；115、第一单向阀；12、阀门组件；2、水蒸汽管路；21、水箱；22、蒸汽发生器；23、截止水汽阀；24、第二压力表；25、第二单向阀；3、主管路；31、第一压力表；32、混合罐；33、记录器；4、测试部；41、接入区；411、加热炉；412、温度传感器；42、截止导出阀；5、排气口；6、伴热带。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本实用新型的技术方案进行清楚、完整的描述。显然，所描述的实施例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做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施例，都属于本实用新型所保护的范围。

下面将结合附图来描述本实用新型的具体实施方式：

如图1所示，一种用于检测SOFC中陶瓷与金属连接件气密性的测试装置，所述测试装置包括气体管路1、水蒸汽管路2、主管路3、测试部4和排气口5；

所述气体管路1包括气瓶组件11和阀门组件12，所述气瓶组件11与阀门组件12依次连接；

所述水蒸汽管路2包括水箱21、蒸汽发生器22和截止水汽阀23，所述水箱21、蒸汽发生器22和截止水汽阀23依次连接；

所述主管路3包括第一压力表31和混合罐32，所述第一压力表31、阀门组件12和截止水汽阀23同时接入混合罐32；

所述测试部4包括接入区41和截止导出阀42，所述混合罐32、接入区41、截止导出阀42和排气口5依次连接。

在上述实施例中，所述气瓶组件11包括气瓶111、调压阀112、截止阀113、流量计114和第一单向阀115，所述气瓶111、调压阀112、截止阀113、流量计114和第一单向阀115依次连接，所述第一单向阀115接入阀门组件12；所述气瓶组件11包括两组，所述阀门组件12为三通阀，所述两组气瓶组件11的气瓶111分别为氮气和自配气。

在上述实施例中，所述水蒸汽管路2还包括第二压力表24和第二单向阀25，所述第二压力表24和第二单向阀25设置在蒸汽发生器22和截止水汽阀23之间。

在上述实施例中，所述主管路3还包括记录器33，所述记录器33与第一压力表31电连接。

在上述实施例中，所述接入区41内设有加热炉411和温度传感器412。

在上述实施例中，所述测试装置还包括若干伴热带6。

本实用新型的工作方式描述：

采用该结构的气密性测试装置，通过气瓶组件11接入阀门组件12，水蒸汽发生器22接入截止水汽阀23，再将第一压力表31、阀门组件12和截止水汽阀23同时接入混合罐32，而混合罐32、接入区41、截止导出阀42和排气口5依次连接，因此阀门组件12、截止水汽阀23、截止导出阀42均关闭的时候，接入区41内形成一密闭的空间，第一压力表31用于探测该密闭空间的内部压力；气瓶组件11包括气瓶111、调压阀112、截止阀113、流量计114和第一单向阀115，当气瓶组件11包括两组时，其两组气瓶111分别为氮气和自配气，自配气可以为甲烷、一氧化碳、二氧化碳及氢气等不同气体，阀门组件12为三通阀，用于不同的接入端接入；水蒸汽管路2还包括的第二压力表24和第二单向阀25用于探测水蒸汽管路2内的水蒸汽压力；主管路3还包括的记录器33用于记录第一压力表31内的数值变化；接入区41内设有加热炉411和温度传感器412则用于对接入区41内的加热；还包括的伴热带6则连接在主管路3和水蒸汽管路2内的管路上，用于加热管内的气体。

首先进行常温下测试装置的气密性检测时，打开连接氮气气瓶111的截止阀113，关闭连接自配气气瓶111的截止阀113，关闭截止水汽阀23和截止导出阀42，打开氮气气瓶111并通入一定量的氮气后关闭连接氮气气瓶111的截止阀113，当记录器33显示第一压力表31的数值在一定时间内未发生变化，即认为测试装置气密性合格，将截止阀113和截止导出阀42打开，通过排气口5排出管内的氮气。

进行连接件常温的气密性测试时，将连接件放入接入区41中，打开连接氮气气瓶111的截止阀113，关闭连接自配气气瓶111的截止阀113，关闭截止水汽阀23和截止导出阀42，打开氮气气瓶111通入一定量的氮气后关闭连接氮气气瓶111的截止阀113，从而对样品进行常温气密性检测，通过记录器33记录第一压力表31在一段时间内的压力变化得以获知连接件的气密性。

进行连接件的水蒸汽气密性测试时，将连接件放入接入区41中，打开截止水汽阀23和伴热带6，防止水蒸汽冷凝的同时加热主管路3内的气体，关闭两组气瓶组件11的截止阀113和截止导出阀42，打开水蒸汽发生器22通入一定量的水蒸汽后关闭截止水汽阀23，从而对样品进行的水蒸汽气密性检测，通过记录器33记录第一压力表31在一段时间内的压力变化得以获知连接件的水蒸汽气密性，此外还需对比第一压力表31和第二压力表24之间的数值是否保持一致，如若压力变小则可知悉管内温度降低，进而获知伴热带6出现故障而导致的压力数值不一致，由此可以避免因水蒸汽压力变小而误判是气密性不足。

可以根据测试的需要，单独或相互组合通入氮气、自配气和水蒸汽，再通过加热炉411提供的温度对样品进行不同组合的测试。

本实用新型的有益效果在于：通过阀门组件12、截止水汽阀23、截止导出阀42均关闭的时候，在接入区41内形成的密闭的空间，由第一压力表31探测该密闭空间的内部压力，并通过第一压力表31的数据记录，则可以实现对接入区41内的连接件进行气密性测试，再经由不同气瓶组件11和水蒸汽发生器22分别提供的氮气、自配气和水蒸汽，再通过加热炉411提供的温度，进行单独或者不同组合之间混合进行对连接件的不同状态下的气密性测试，通过记录第一压力表31的数值变化来计算出连接件的泄漏率，从而更好地研究陶瓷与金属连接件的稳定性及寿命，通过第一压力表31和第二压力表24之间的数值比对，如若压力变小则可知悉管内温度降低，进而获知伴热带6出现故障而导致的压力数值不一致，由此可以避免因水蒸汽压力变小而误判是气密性不足。

以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。

Claims (7)

1.一种用于检测SOFC中陶瓷与金属连接件气密性的测试装置，其特征在于：所述测试装置包括气体管路、水蒸汽管路、主管路、测试部和排气口；

所述气体管路包括气瓶组件和阀门组件，所述气瓶组件与阀门组件依次连接；

所述水蒸汽管路包括水箱、蒸汽发生器和截止水汽阀，所述水箱、蒸汽发生器和截止水汽阀依次连接；

所述主管路包括第一压力表和混合罐，所述第一压力表、阀门组件和截止水汽阀同时接入混合罐；

所述测试部包括接入区和截止导出阀，所述混合罐、接入区、截止导出阀和排气口依次连接。

2.根据权利要求1所述的用于检测SOFC中陶瓷与金属连接件气密性的测试装置，其特征在于：所述气瓶组件包括气瓶、调压阀、截止阀、流量计和第一单向阀，所述气瓶、调压阀、截止阀、流量计和第一单向阀依次连接，所述第一单向阀接入阀门组件。

3.根据权利要求2所述的用于检测SOFC中陶瓷与金属连接件气密性的测试装置，其特征在于：所述气瓶组件包括两组，所述阀门组件为三通阀，所述两组气瓶组件的气瓶分别为氮气和自配气。

4.根据权利要求1所述的用于检测SOFC中陶瓷与金属连接件气密性的测试装置，其特征在于：所述水蒸汽管路还包括第二压力表和第二单向阀，所述第二压力表和第二单向阀设置在蒸汽发生器和截止水汽阀之间。

5.根据权利要求1所述的用于检测SOFC中陶瓷与金属连接件气密性的测试装置，其特征在于：所述主管路还包括记录器，所述记录器与第一压力表电连接。

6.根据权利要求1所述的用于检测SOFC中陶瓷与金属连接件气密性的测试装置，其特征在于：所述接入区内设有加热炉和温度传感器。

7.根据权利要求1所述的用于检测SOFC中陶瓷与金属连接件气密性的测试装置，其特征在于：所述测试装置还包括若干伴热带。