CN219937094U - 一种燃料电池空气***的泄漏检测工装 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及燃料电池技术领域，具体公开了一种燃料电池空气***的泄漏检测工装，用于检测三通阀和增湿器的泄漏情况，包括：三通阀检测管路和增湿器检测管路，三通阀检测管路和增湿器检测管路通过气体管路并联设置，气体管路包括气体入口、第一截止阀、第一减压阀和第二截止阀，通过第二截止阀控制气体的流向；通过该泄漏检测工装可对电控三通阀、增湿器的泄漏情况进行检测，还能检测出压降与气体泄漏量的关系；能够有效防止存在问题的三通阀和增湿器用在燃料电池***上，避免燃料电池***的入堆空气流量和压力不达标的情况。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种燃料电池技术领域，具体涉及一种燃料电池空气***的泄漏检测工装。
背景技术
燃料电池***是一种氢气和氧气在电堆内发生电化学反应将化学能转化为电能的装置，其中氧气由空压机提供，由于目前的离心式两级增压空压机存在喘振现象，故在空压机后设置一个电控三通阀，利用其旁通路泄压以缓解空压机的喘振现象，另外该三通阀旁通路排出的空气还可以稀释尾排多余的氢气，然而在三通阀主路开度全开时其旁通路仍会由于自身密封不严存在泄漏的问题，这将导致进入电堆的空气流量和压力达不到某一电流密度下的要求；另外在电堆中氢气、氧气反应的场所为膜电极，质子传导率与质子交换膜水含量密切相关，膜干会影响传质能力，严重时可能导致质子交换膜局部过热而干化破裂，良好的输出性能对应于充分湿润的质子交换膜，因此，需要对进行反应的空气进行一定程度的增湿，目前由于膜管增湿器的膜管自身存在一定的孔隙率，干气被湿气增湿时在干湿侧压差的推动下会向湿气侧泄漏，这将进一步导致入堆空气流量和压力不达标，最终会导致阴极欠气，严重时会出现电堆反极和膜穿孔现象。
现有技术中存在对燃料电池空气***中单个增湿器的泄漏检测装置及方法，但是缺少对燃料电池空气***中电控三通阀的泄漏检测功能，另外均需配置额外的空压机及其散热装置，这不仅无法保证空气压力和流量的稳定性，还会造成大量的功耗，同时还需配置电堆、电堆模拟装置或电磁蒸汽发生器来对增湿器的膜管进行预增湿，这也将带来大量的氢气消耗或电能损耗。
实用新型内容
为了克服现有技术的不足，本实用新型的目的在于：提供一种燃料电池空气***的泄漏检测工装，该泄漏检测工装不仅可以检测增湿器的泄漏情况，还能检测三通阀的泄漏情况。
本实用新型采用以下技术方案：
一种燃料电池空气***的泄漏检测工装，用于检测三通阀和增湿器的泄漏情况，包括：三通阀检测管路、增湿器检测管路和气体管路，所述三通阀检测管路和所述增湿器检测管路通过气体管路并联设置，所述气体管路包括气体入口、第一截止阀、第一减压阀和第二截止阀。
进一步的，所述三通阀检测管路包括依次连接的第三截止阀、第一压力传感器、待测三通阀、第四截止阀、流量计，所述待测三通阀的入口与第一压力传感器连接，所述待测三通阀的一个出口与第四截止阀连接，所述待测三通阀的另一个出口与流量计连接，所述待测三通阀至第四截止阀为主路，所述待测三通阀至流量计为旁通路。
进一步的，所述增湿器检测管路包括干入管路、干出管路、湿入管路、湿出管路以及待测增湿器，所述待测增湿器的干气入口与干入管路连接，所述待测增湿器的干气出口与干出管路连接，所述待测增湿器的湿气入口与湿入管路连接，所述待测增湿器的湿气出口与湿出管路连接。
进一步的，所述干入管路和湿入管路通过第五截止阀并联设置，所述第五截止阀能控制气源进入增湿器检测管路。
进一步的，所述干入管路上依次设置有干入截止阀、干入流量计、干入压力传感器，所述干出管路上设置有干出截止阀，所述湿入管路依次设置有第二减压阀、湿入湿度传感器、湿入截止阀、湿入压力传感器，所述湿出管路依次设置有湿出湿度传感器、湿出截止阀。
进一步的，所述湿入管路上还并联设置有增湿管路，所述增湿管路设置在第二减压阀和湿入湿度传感器之间包括第六截止阀和增湿罐，用于对湿入管路上的气体进行加湿。
本实用新型还提供另一种技术方案：
一种燃料电池***，包括三通阀和增湿器，所述三通阀和增湿器为经上述所述的泄漏检测工装检测合格的三通阀和增湿器。
本实用新型至少具有以下有益效果：
1、本实用新型提供的一种燃料电池***的泄漏检测工装，不仅能够检测增湿器是否存在泄漏，还能检测三通阀是否存在泄漏，实现一件工装两种作用功能，能够有效防止存在问题的三通阀和增湿器用在燃料电池***上，避免燃料电池***的入堆空气流量和压力不达标的情况；
2、本实用新型提供的一种燃料电池***的泄漏检测工装，不仅能够检测出增湿器膜管干态下的泄漏情况，还能检测出增湿器膜管湿态下的泄漏情况，具体分析出增湿器的泄漏问题，能够对症解决；
3、本实用新型提供的一种燃料电池***的泄漏检测工装，管路布置简单灵活，无需配置空压机等设备，保证了空气的稳定性。
附图说明
图1为本实用新型提供的一种燃料电池***的泄漏检测工装的结构示意图。
标号说明：1、第一截止阀；2、第一减压阀；3、第二截止阀；4、第三截止阀；5、第一压力传感器；6、待测三通阀；7第四截止阀；8、流量计；9、第五截止阀；10、干入截止阀；11、干入流量计；12、干入压力传感器；13、待测增湿器；14、湿出湿度传感器；15、湿出截止阀；16、第二减压阀；17、第六截止阀；18、增湿罐；19、湿入湿度传感器；20、湿入截止阀；21、湿入压力传感器；22、干出截止阀。
具体实施方式
为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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。
实施例一
本实用新型公开了一种燃料电池***的泄漏检测工装，包括三通阀检测管路、增湿器检测管路和气体管路，三通阀检测管路和增湿器检测管路通过气体管路并联设置，气体管路包括气体入口、第一截止阀1、第一减压阀2和第二截止阀3，通过第二截止阀3控制气体流入三通阀检测管路和增湿器检测管路；
其中，三通阀检测管路包括依次连接的第三截止阀4、第一压力传感器5、待测三通阀6、第四截止阀7、流量计8，待测三通阀6的入口与第一压力传感器5连接，待测三通阀6的一个出口与第四截止阀7连接，待测三通阀6的另一个出口与流量计8连接；
其中，增湿器检测管路包括干入管路、干出管路、湿入管路、湿出管路以及待测增湿器13，待测增湿器13的干气入口与干入管路连接，待测增湿器13的干气出口与干出管路连接，待测增湿器13的湿气入口与湿入管路连接，待测增湿器13的湿气出口与湿出管路连接，干入管路和湿入管路通过第五截止阀9并联设置；干入管路上依次设置有干入截止阀10、干入流量计11、干入压力传感器12；干出管路上设置有干出截止阀22；湿入管路依次设置有第二减压阀16、湿入湿度传感器19、湿入截止阀20、湿入压力传感器21；湿出管路上依次设置有湿出湿度传感器14、湿出截止阀15，湿入管路上还并联设置有增湿管路，增湿管路设置在第二减压阀16和湿入湿度传感器19之间包括第六截止阀17和增湿罐18。
实际使用时，按照管路设置将待测三通阀安装好，高压空气作为气源从气体入口通入，首先打开第一截止阀，调节第一减压阀至合适的压力，再打开第二截止阀，然后把待测三通阀的主路开度设置为全开，即打开第三截止阀和第四截止阀，并调节第三截止阀和第四截止阀至第一压力传感器显示合适的压力，此时旁通路上流量计的示数即为该压力条件下的旁通路气体泄漏速率，另外在第一压力传感器达到合适的压力后依次关闭第四截止阀和第三截止阀，一段时间后即可验证压降与旁通路气体泄漏量的关系，由此完成待测三通阀的泄漏检测情况；
按照管路设置将待测增湿器安装好，首先进行膜管干态下的泄漏量检测，打开第五截止阀，关闭第六截止阀、干出截止阀和湿入截止阀，然后依次打开湿出截止阀、干入截止阀，调节第二减压阀至合适的压力，使得干入压力传感器的压力示数比湿入压力传感器的压力示数高出一定的值，干入流量计的示数即为膜管干态状态下膜管两侧的气体泄漏速率；
另外还可进行膜管湿态下两侧气体泄漏量的检测，对湿入管路的气体先进行加湿处理，打开第五截止阀和湿入截止阀，打开并调节第六截止阀的开度使湿入管路的气体经过增湿罐进行增湿，直至湿入湿度传感器和湿出湿度传感器均达到合适的示数，然后打开湿出截止阀并关闭干出截止阀，调节干入截止阀、湿入截止阀，调节第二减压阀至合适的压力，使得干入压力传感器的压力示数比湿入压力传感器的压力示数高出一定的值，在湿出侧气体的湿度未达到指定值前控制湿出管路的气体均从湿出截止阀排空，当湿出湿度传感器的示数达到指定值后，干入流量计的示数即为膜管增湿一定程度后膜管两侧的气体泄漏速率；
另外，在膜管增湿前后进行泄漏检测的过程中均可在干入压力传感器和湿入压力传感器达到指定的压力示数后将干入截止阀和干出截止阀关闭，在干入压力传感器处于不同压力时记录干入流量计的示数即可得到压降与气体泄漏量之间的关系，至此可完成增湿器的泄漏检测，还能检测出压降与气体泄漏量之间的关系。
由此可见，本实用新型提供的一种燃料电池***的泄漏检测工装，可完成三通阀和增湿器的泄漏检测。
以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。
Claims (5)
1.一种燃料电池空气***的泄漏检测工装，用于检测三通阀和增湿器的泄漏情况，其特征在于，包括：三通阀检测管路和增湿器检测管路，所述三通阀检测管路和所述增湿器检测管路通过气体管路并联设置，
所述气体管路包括气体入口、第一截止阀、第一减压阀和第二截止阀，
所述增湿器检测管路包括干入管路、干出管路、湿入管路、湿出管路以及待测增湿器，所述待测增湿器的干气入口与干入管路连接，所述待测增湿器的干气出口与干出管路连接，所述待测增湿器的湿气入口与湿入管路连接，所述待测增湿器的湿气出口与湿出管路连接。
2.根据权利要求1所述的燃料电池空气***的泄漏检测工装，其特征在于，所述三通阀检测管路包括依次连接的第三截止阀、第一压力传感器、待测三通阀、第四截止阀、流量计，所述待测三通阀的入口与第一压力传感器连接，所述待测三通阀的一个出口与第四截止阀连接，所述待测三通阀的另一个出口与流量计连接。
3.根据权利要求2所述的燃料电池空气***的泄漏检测工装，其特征在于，所述干入管路和湿入管路通过第五截止阀并联连接，所述干入管路上依次设置有干入截止阀、干入流量计、干入压力传感器，所述干出管路上设置有干出截止阀，所述湿入管路依次设置有第二减压阀、湿入湿度传感器、湿入截止阀、湿入压力传感器，所述湿出管路依次设置有湿出湿度传感器、湿出截止阀。
4.根据权利要求3所述的燃料电池空气***的泄漏检测工装，其特征在于，所述湿入管路上还并联设置有增湿管路，所述增湿管路设置在第二减压阀和湿入湿度传感器之间包括第六截止阀和增湿罐。
5.一种燃料电池***，包括三通阀和增湿器，其特征在于，所述三通阀和增湿器为经权利要求1-4任意一项所述的泄漏检测工装检测合格的三通阀和增湿器。
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