一种燃料电池双极板测量用夹紧装置 |
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| 申请号 | CN201611031933.2 | 申请日 | 2016-11-22 | 公开(公告)号 | CN107421694A | 公开(公告)日 | 2017-12-01 |
| 申请人 | 中国科学院大连化学物理研究所; | 发明人 | 孙树成; 韦世慧; 刘晓平; 邵志刚; | ||||
| 摘要 | 本 发明 涉及一种 燃料 电池 双极板测量用夹紧装置，该装置主要由 支撑 框架 、 手柄 、 丝杠 、承压件、悬梁等组件构成，通过旋转手柄可以调节承压件或悬梁距双极板的距离，实现双极板的安装、测量及拆卸。由于夹紧装置采用悬梁结构，替代传统的金属上面板结构，不仅可以直观看到双极板内部状态，还可以显著降低装置重量。本发明的夹紧装置操作简单、小巧、轻便，适合于双极板的批量化测量。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种燃料电池双极板测量用夹紧装置，其特征在于：所述的夹紧装置由支撑框架、丝杠、承压件、悬梁、轴承、轴承盒连接而成； |
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| 说明书全文 | 一种燃料电池双极板测量用夹紧装置技术领域背景技术[0002] 双极板是固体聚合物电解质燃料电池电池组的关键部件，在燃料电池电堆中主要起导电、集流、分隔氧化剂和还原剂、引导氧化剂和还原剂在电池内的流动以及引导冷却水在电池内的流动等作用。不同类型质子交换膜燃料电池堆所采用的双极板的材料和结构有重大差异，比如有金属双极板、石墨双极板、复合双极板等等。双极板是质子交换膜燃料电池(PEMFC)电池组的关键部件，在燃料电池电堆中主要起导电、集流、分隔氧化剂和还原剂、引导氧化剂和还原剂在电池内的流动以及引导冷却水在电池内的流动等作用。 [0003] 目前普通类型的燃料电池双极板的测量装置及测量方法已有报道。专利CN 102087161A和CN102507105A均提出了一种燃料电池双极板水腔气密性检测装置及检测方法。这两篇专利所提及的测量装置包括气源、减压阀、压力表、测试端板、压机及隔离夹板，其装置所用压机由旋转手柄和上下压膜组成；上模为左右两端相互对称的小平面板，下模为一固定不动的大平面板，通过旋转手柄使上模向下移动给端板两端施力。 [0004] 对于具有静态排水功能的燃料电池双极板的检测，尤其是泡点压力的检测，急需发明一种快速、易于实施的夹紧装置。通过观察导水板板面，是否有气泡冒出以及哪个地方有气泡冒出，能快速准确定位漏点，并为双极板的回收再利用提供有力帮助。 [0005] 本专利提出了一种针对具有静态排水功能的双极板的夹紧装置，能够快速、简便、准确、可靠的测量双极板的泡点，并且能够迅速找出导水板漏点。这种装置还可以适用于固体聚合物电解质燃料电池传统动态排水方式的双极板测量，或聚合物电解质水电解池双极板的测量。 发明内容[0006] 本发明的目的是提供一种快速、简便、准确、可靠的固体聚合物电解质燃料电池双极板测量用夹紧装置。 [0007] 为实现上述目的，本发明采用的技术方案为： [0009] 其中，支撑框架包括底板、以及固定于底板上方的支撑架，支撑架上设有与底板上表面平行的横梁，于横梁上设有与底板上表面垂直的通孔；于横梁上固接有螺母，丝杠穿过通孔和螺母，并与螺母相螺合；或于通孔内壁面上设有内螺纹，丝杠穿过通孔、并与通孔相螺合；轴承置于轴承盒内，轴承穿套于丝杠下端、并与丝杠固接；轴承盒下方连接有悬梁，悬梁与丝杠通过轴承和轴承盒动连接；悬梁下方设有承压件，悬梁下端与承压件动连接。 [0011] 所述的悬梁在底板上表面的投影为一字形、十字形或环型，悬梁下端设有2个以上的承压件，2个以上承压件下表面面向底板上表面。 [0012] 所述轴承盒与悬梁上端动连接，悬梁下端与承压件动连接；所述动连接可以是销、键的一种或二种以上。 [0013] 所述的悬梁和承压件为动连接，或悬梁和承压件为一体加工而成的一体化部件。 [0014] 所述的承压件可以是方管、矩形管或圆管，置于悬梁下方，承压件的数量为1～4个；承压件可以柱状、棒状或环状结构的至少一种。 [0015] 所述的承压件使用的方管、矩形管或圆管最好两端封闭。 [0016] 使用时，将被测双极板置于二个夹板间，然后置于底板上，通过旋转丝杠，控制悬梁向下前进或向上后退，进而控制承压件与被测双极板间的夹紧力，能够测量双极板的气密性及阻力降。 [0017] 本发明具有如下特点： [0018] 1.装卸简单、迅速。本发明只需旋转手柄即可迅速安装或拆卸双极板。 [0019] 2.气密性好。本发明的夹紧装置夹紧力大，可确保双极板在压力0.4MPa不漏气。 [0021] 图1一字形悬梁单横梁结构的夹紧装置侧视图。1承压件，2悬梁，3内螺纹通孔，4手柄，5丝杠，6横梁，7轴承盒，8支撑架，9支撑框架底板。 [0022] 图2十字形悬梁双横梁结构的夹紧装置侧视图。1承压件，2悬梁，3螺母，4手柄，5丝杠，6支撑架，7轴承盒，8支撑框架底板，9通孔，10上横梁，11下横梁。 具体实施方式[0023] 实施例1 [0024] 实施例1给出了一字形悬梁单横梁结构的夹紧装置侧视图。该夹紧装置的支撑框架采用厚度为4.0mm、型号20mm×20mm的铝合金型材，用螺丝固定成支撑框架，其结构如图1所示。其中，支撑框架的底板和底板上方的支撑架用螺丝固定在一起，支撑架上有一层横梁与底板上表面平行。其中，横梁中部有一个与底板上表面垂直的内螺纹通孔，用螺丝固定在横梁上。丝杠外径为35mm，长度400mm，丝杠上端用插销连接手柄，丝杠下端依次垂直穿过横梁上的内螺纹通孔和轴承，轴承置于轴承座内。装置采用一个悬梁的结构，悬梁在底板上表面的投影为一字形。悬梁下部与承压件采用键连接，悬梁顶端与轴承盒下端通过插销连接。悬梁下部共有二个承压件，为壁厚3mm、长8cm、两头封闭的方管。将待测双极板放置于二个夹板间，然后置于底板上，顺时针旋紧手柄，丝杠向下前进，通过端板使极板保持良好的密封性，加压到0.4MPa气体不外漏。逆时针旋转手柄，即可松开夹板拆卸双极板。 [0025] 实施例2 [0026] 实施例2给出了十字形悬梁双横梁结构的夹紧装置侧视图。该夹紧装置的支撑框架采用厚度为2.0mm、型号20mm×30mm的不锈钢矩形管，其结构如图2所示。支撑框架底板和底板上方的支撑架焊接在一起，支撑架上有两层横梁均与底板上表面平行。其中，上层横梁中部有一个与底板上表面垂直的通孔，用螺丝固定在横梁上；下层横梁中部有一个与底板上表面垂直的螺母，也用螺丝固定在横梁上。丝杠外径为25mm，长度300mm，丝杠上端用插销连接手柄，丝杠下端垂直依次穿过上层横梁上的通孔、下层横梁上的内螺纹通孔和轴承，轴承置于轴承座内。装置采用2个悬梁结构，悬梁在底板上表面的投影为十字形。悬梁下部与承压件采用插销连接，悬梁顶端与轴承盒下端通过插销连接。总共有四个承压件，为壁厚2mm、长5cm的圆管。将待测双极板放置于二个夹板间，然后置于底板上，顺时针旋紧手柄，丝杠向下前进，通过端板使极板保持良好的密封性，加压到0.35MPa气体不外漏。逆时针旋转手柄，即可松开夹板拆卸双极板。 [0027] 以上实例说明，使用本发明的夹紧装置操作简单，体积小巧，可以便携使用，且装卸双极板速度快，适合于双极板的批量化测量。 |
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