一种燃料电池电堆气密性检测设备及其工作方法与流程

本发明涉及检测装置领域，具体为一种燃料电池电堆气密性检测设备及其工作方法。

背景技术：

燃料电池其原理是一种电化学装置，其组成与一般电池相同。其单体电池是由正负两个电极(负极即燃料电极和正极即氧化剂电极)以及电解质组成，电池工作时，燃料和氧化剂由外部供给，进行反应。

双极板是燃料电池的核心部件之一，燃料电池在使用前需要将双极板与膜电极进行间隔安装形成电堆，以使燃料电池能够实现电化学反应，电堆在投入使用之前需要对其气密性进行检测，以保证氢气、氧气和水的通道能够在电推内形成循环，以使燃料电池能够正常工作，目前尚没有对电堆的气密性进行检测的专用设置，因此需要对电堆气密性检测设备进行开发研究。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种燃料电池电堆气密性检测设备及其工作方法，以解决上述技术问题。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种燃料电池电堆气密性检测设备，包括第一直线导轨、平移板、第二直线导轨、第一滑块、移动块、马达、电堆、支撑块、支撑机构和检测机构，机架的顶端以中心线通过螺栓对称安装有第一直线导轨，第一直线导轨上滑动连接有平移块，平移块的顶端通过螺栓固定安装有平移板，第一直线导轨的一端通过螺栓水平安装有第二直线导轨，且第二直线导轨上滑动连接有第一滑块，第一滑块的顶端通过螺栓固定安装有移动块，移动块通过螺栓与平移板固定连接，平移板的上端安装有待检测的电堆，电堆的一端安装有支撑机构；

支撑机构包括第一气缸、第一伸缩杆、推板、第三直线导轨、第二滑块和挡板，第一支撑板的底端通过螺栓与机架固定连接，第一支撑板的上端通过螺栓固定安装有第一气缸，第一气缸的一端设置有第一伸缩杆，第一伸缩杆的一端贯穿第一支撑板向电堆的一端延伸，第一支撑板远离第一气缸的一端通过螺栓对称安装有第三直线导轨，第三直线导轨上滑动连接有第二滑块，第二滑块的一端通过螺栓固定有推杆，推杆的底端设置有第三气缸，第三气缸通过螺栓与第一支撑板固定连接，第二滑块的顶端通过螺栓固定安装有挡板，挡板的一端设置有推板，推板通过螺栓与平移板固定连接，且推板与电堆为可拆卸式安装；

电堆的另一端安装有检测机构，检测机构包括第二气缸、第二伸缩杆、第二支撑板、支撑柱、第四直线导轨和第三滑块，安装板通过螺栓与平移板固定连接，安装板的一端通过螺栓固定安装有第二气缸，第二气缸的一端安装有第二伸缩杆，第二伸缩杆的一端卡扣连接有固定块，固定块的一端通过螺栓固定安装有第二支撑板，第二支撑板的底端通过螺栓固定安装有第三滑块，第三滑块的底端滑动连接有第四直线导轨，第四直线导轨通过螺栓与平移板固定连接，第二支撑板的一端通过螺栓固定安装有若干支撑柱，且若干支撑柱与电堆上设置的氢气、氧气和水的通道相适配。

机架为内部中空的l型结构，第二直线导轨为内部中空的方形结构，第二直线导轨的一端通过螺栓固定安装有马达，马达的一端安装有螺杆，螺杆的一端贯穿第二直线导轨内延伸，且螺杆的一端通过螺纹孔活动连接有活动块，活动块的顶端通过螺栓固定安装有第一滑块。

电堆的两端以中心线对称安装有若干支撑块，支撑块通过螺栓与平移板固定连接，且支撑块的一端通过螺栓固定安装有筋条。

第一支撑板为l形结构，第二滑块的数量为两个，两个第二滑块之间通过螺栓固定安装有连杆，连杆的底端通过螺栓固定安装有推杆。

固定块的一端向内凹陷设置有凹槽，凹槽与第二伸缩杆的一端卡扣连接。

若干支撑柱的数量为三个，且若干支撑柱为中心设置有圆形通孔的圆柱状结构，圆形通孔内安装有气管，若干支撑柱上安装有弹簧。

机架的顶端内壁上通过螺栓固定安装有支架，支架上通过螺栓固定安装有气腔，气腔通过气管与分气阀连通，分气阀通过螺栓与支架固定连接，气腔将气体经分气阀、支撑柱输送至电堆的相应通道内以检测电堆的气密性。

机架的底端通过螺栓固定安装有用于显示气密性检测的数据的显示屏。

该检测设备的具体使用和工作过程为：

第一步，在机架的顶端以中心线通过螺栓对称安装有第一直线导轨，第一直线导轨上滑动连接平移块，平移块的顶端通过螺栓固定安装平移板，第一直线导轨的一端通过螺栓水平安装第二直线导轨，第二直线导轨上滑动连接第一滑块，第一滑块的顶端通过螺栓固定安装移动块，移动块通过螺栓与平移板固定连接，第二直线导轨的一端通过螺栓固定安装马达；

第二步，电堆的两端以中心线对称安装有若干支撑块，若干支撑块均通过螺栓与平移板固定连接，安装板的一端通过螺栓固定安装第二气缸，第二伸缩杆的一端与固定块卡扣连接，固定块的一端通过螺栓固定安装第二支撑板，第二支撑板的底端通过螺栓固定安装第三滑块，第三滑块的底端滑动连接第四直线导轨，第四直线导轨通过螺栓与平移板固定连接，第二支撑板的一端通过螺栓固定安装有若干支撑柱，使得且若干支撑柱与电堆上设置的氢气、氧气和水的通道相适配；

第三步，第一支撑板的底端通过螺栓与机架固定连接，第一支撑板的上端通过螺栓固定安装第一气缸，使得第一伸缩杆的一端贯穿第一支撑板向电堆的一端延伸，第一支撑板远离第一气缸的一端通过螺栓对称安装第三直线导轨，第三直线导轨上滑动连接第二滑块，第三气缸通过螺栓与第一支撑板固定连接，第二滑块的顶端通过螺栓固定安装挡板，推板通过螺栓与平移板固定连接，推板与电堆为可拆卸式安装；

第四步，开启马达，马达带动螺杆转动，进而带动活动块沿螺杆的方向移动，进而通过第一滑块带动移动块沿第二直线导轨的方向移动，进而通过移动块带动平移板沿第一直线导轨移动，进而通过马达的驱动力完成电堆的上料；

第五步，开启第三气缸，第三气缸带动推杆移动，进而通过推杆带动第二滑块沿第三直线导轨向上移动，进而带动挡板沿第三直线导轨向上移动，开启第一气缸，第一气缸带动第一伸缩杆移动，进而使得第一伸缩杆对推板进行固定支撑；

第六步，开启第二气缸，第二气缸带动第二伸缩杆移动，进而通过固定块推动第二支撑板沿第四直线导轨移动，进而将若干支撑柱分别与对应的氢气、氧气和水通道连通，进而通过气管输送气体以检测电堆的气密性。

本发明的有益效果：

1、本发明一种燃料电池电堆气密性检测设备，第二支撑板的一端通过螺栓固定安装有若干支撑柱，若干支撑柱的数量为三个，且若干支撑柱为中心设置有圆形通孔的圆柱状结构，圆形通孔内安装有气管，若干支撑柱上安装有弹簧，且若干支撑柱与电堆上设置的氢气、氧气和水的通道相适配，通过开启第二气缸，第二气缸带动第二伸缩杆移动，进而通过固定块推动第二支撑板沿第四直线导轨移动，进而将若干支撑柱分别与对应的氢气、氧气和水通道连通，进而通过输送气体以检测电堆的气密性，弹簧能够缓冲支撑柱对电堆的冲击力，防止对电堆造成损伤。

2、本发明一种燃料电池电堆气密性检测设备，推板通过螺栓与平移板固定连接，且推板与电堆为可拆卸式安装，通过设置第三气缸，通过开启第三气缸，第三气缸带动推杆移动，进而通过推杆带动第二滑块沿第三直线导轨上下移动，进而带动挡板沿第三直线导轨上下移动，挡板能够辅助第一伸缩杆对推板提供支撑力，防止第二气缸施加的推动力过大，对第一伸缩杆和电堆造成损伤，通过开启第一气缸，第一气缸带动第一伸缩杆移动，进而使得第一伸缩杆在气密性检测时对推板提供支撑力，进而为电堆提供支撑力。

附图说明

为了便于本领域技术人员理解，下面结合附图对本发明作进一步的说明。

图1为本发明一种燃料电池电堆气密性检测设备结构示意图。

图2为本发明一种燃料电池电堆气密性检测设备俯视图。

图3为本发明检测机构结构示意图。

图4为本发明图1中a部分放大图。

图5为本发明图2中b部分放大图

图中：1、机架；2、第一直线导轨；3、平移板；4、第二直线导轨；5、第一滑块；6、移动块；7、马达；8、电堆；9、支撑块；10、支撑机构；101、第一支撑板；102、第一气缸；103、第一伸缩杆；104、推板；105、第三直线导轨；106、第二滑块；107、挡板；11、检测机构；111、安装板；112、第二气缸；113、第二伸缩杆；114、固定块；115、第二支撑板；116、支撑柱；117、弹簧；118、第四直线导轨；119、第三滑块；12、气腔；13、分气阀；14、显示屏。

具体实施方式

下面将结合实施例对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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它实施例，都属于本发明保护的范围。

请参见图1-5，一种燃料电池电堆气密性检测设备，包括第一直线导轨2、平移板3、第二直线导轨4、第一滑块5、移动块6、马达7、电堆8、支撑块9、支撑机构10和检测机构11，其中，机架1为内部中空的l型结构，机架1的顶端以中心线通过螺栓对称安装有第一直线导轨2，第一直线导轨2上滑动连接有平移块，平移块的顶端通过螺栓固定安装有平移板3，第一直线导轨2的一端通过螺栓水平安装有第二直线导轨4，第二直线导轨4为内部中空的方形结构，且第二直线导轨4上滑动连接有第一滑块5，第一滑块5的顶端通过螺栓固定安装有移动块6，移动块6通过螺栓与平移板3固定连接，第二直线导轨4的一端通过螺栓固定安装有马达7，马达7的一端安装有螺杆，螺杆的一端贯穿第二直线导轨4内延伸，且螺杆的一端通过螺纹孔活动连接有活动块，活动块的顶端通过螺栓固定安装有第一滑块5，通过开启马达7，马达7带动螺杆转动，进而带动活动块沿螺杆的方向移动，进而通过第一滑块5带动移动块6沿第二直线导轨4的方向移动，进而通过移动块6带动平移板3沿第一直线导轨2移动，进而通过马达7的驱动力完成电堆8的气密性检测上料和下料动作。

平移板3的上端安装有待检测的电堆8，电堆8的两端以中心线对称安装有若干支撑块9，支撑块9通过螺栓与平移板3固定连接，且支撑块9的一端通过螺栓固定安装有筋条，筋条能够辅助支撑块9对电堆8起到支撑和限位功能。

电堆8的一端安装有支撑机构10，支撑机构10包括第一气缸102、第一伸缩杆103、推板104、第三直线导轨105、第二滑块106和挡板107，其中，第一支撑板101为l形结构，且第一支撑板101的底端通过螺栓与机架1固定连接，第一支撑板101的上端通过螺栓固定安装有第一气缸102，第一气缸102的一端设置有第一伸缩杆103，第一伸缩杆103的一端贯穿第一支撑板101向电堆8的一端延伸，第一支撑板101远离第一气缸102的一端通过螺栓对称安装有第三直线导轨105，第三直线导轨105上滑动连接有第二滑块106，第二滑块106的数量为两个，两个第二滑块106之间通过螺栓固定安装有连杆，连杆的底端通过螺栓固定安装有推杆，推杆的底端设置有第三气缸，第三气缸通过螺栓与第一支撑板101固定连接，第二滑块106的顶端通过螺栓固定安装有挡板107，挡板107的一端设置有推板104，推板104通过螺栓与平移板3固定连接，且推板104与电堆8为可拆卸式安装，通过设置第三气缸，通过开启第三气缸，第三气缸带动推杆移动，进而通过推杆带动第二滑块106沿第三直线导轨105上下移动，进而带动挡板107沿第三直线导轨105上下移动，挡板107能够辅助第一伸缩杆103对推板104提供支撑力，防止第二气缸112施加的推动力过大，对第一伸缩杆103和电堆8造成损伤，通过开启第一气缸102，第一气缸102带动第一伸缩杆103移动，进而使得第一伸缩杆103在气密性检测时对推板104提供支撑力，进而为电堆8提供支撑力。

电堆8的另一端安装有检测机构11，检测机构11包括第二气缸112、第二伸缩杆113、第二支撑板115、支撑柱116、第四直线导轨118和第三滑块119，安装板111通过螺栓与平移板3固定连接，安装板111的一端通过螺栓固定安装有第二气缸112，第二气缸112的一端安装有第二伸缩杆113，第二伸缩杆113的一端卡扣连接有固定块114，固定块114的一端向内凹陷设置有凹槽，凹槽与第二伸缩杆113的一端卡扣连接，固定块114的一端通过螺栓固定安装有第二支撑板115，第二支撑板115的底端通过螺栓固定安装有第三滑块119，第三滑块119的底端滑动连接有第四直线导轨118，第四直线导轨118通过螺栓与平移板3固定连接，第二支撑板115的一端通过螺栓固定安装有若干支撑柱116，若干支撑柱116的数量为三个，且若干支撑柱116为中心设置有圆形通孔的圆柱状结构，圆形通孔内安装有气管，若干支撑柱116上安装有弹簧117，且若干支撑柱116与电堆8上设置的氢气、氧气和水的通道相适配，通过开启第二气缸112，第二气缸112带动第二伸缩杆113移动，进而通过固定块114推动第二支撑板115沿第四直线导轨118移动，进而将若干支撑柱116分别与对应的氢气、氧气和水通道连通，进而通过输送气体以检测电堆8的气密性。

机架1的顶端内壁上通过螺栓固定安装有支架，支架上通过螺栓固定安装有气腔12，气腔12通过气管与分气阀13连通，分气阀13通过螺栓与支架固定连接，气腔12将气体经分气阀13、支撑柱116输送至电堆8的相应通道内以检测电堆8的气密性。

机架1的底端通过螺栓固定安装有显示屏14，显示屏14用于显示气密性检测的数据。

该检测设备的具体使用和工作过程为：

第一步，在机架1的顶端以中心线通过螺栓对称安装有第一直线导轨2，第一直线导轨2上滑动连接平移块，平移块的顶端通过螺栓固定安装平移板3，第一直线导轨2的一端通过螺栓水平安装第二直线导轨4，第二直线导轨4上滑动连接第一滑块5，第一滑块5的顶端通过螺栓固定安装移动块6，移动块6通过螺栓与平移板3固定连接，第二直线导轨4的一端通过螺栓固定安装马达7；

第二步，电堆8的两端以中心线对称安装有若干支撑块9，若干支撑块9均通过螺栓与平移板3固定连接，安装板111的一端通过螺栓固定安装第二气缸112，第二伸缩杆113的一端与固定块114卡扣连接，固定块114的一端通过螺栓固定安装第二支撑板115，第二支撑板115的底端通过螺栓固定安装第三滑块119，第三滑块119的底端滑动连接第四直线导轨118，第四直线导轨118通过螺栓与平移板3固定连接，第二支撑板115的一端通过螺栓固定安装有若干支撑柱116，使得且若干支撑柱116与电堆8上设置的氢气、氧气和水的通道相适配；

第三步，第一支撑板101的底端通过螺栓与机架1固定连接，第一支撑板101的上端通过螺栓固定安装第一气缸102，使得第一伸缩杆103的一端贯穿第一支撑板101向电堆8的一端延伸，第一支撑板101远离第一气缸102的一端通过螺栓对称安装第三直线导轨105，第三直线导轨105上滑动连接第二滑块106，第三气缸通过螺栓与第一支撑板101固定连接，第二滑块106的顶端通过螺栓固定安装挡板107，推板104通过螺栓与平移板3固定连接，推板104与电堆8为可拆卸式安装；

第四步，开启马达7，马达7带动螺杆转动，进而带动活动块沿螺杆的方向移动，进而通过第一滑块5带动移动块6沿第二直线导轨4的方向移动，进而通过移动块6带动平移板3沿第一直线导轨2移动，进而通过马达7的驱动力完成电堆8的上料；

第五步，开启第三气缸，第三气缸带动推杆移动，进而通过推杆带动第二滑块106沿第三直线导轨105向上移动，进而带动挡板107沿第三直线导轨105向上移动，开启第一气缸102，第一气缸102带动第一伸缩杆103移动，进而使得第一伸缩杆103对推板104进行固定支撑；

第六步，开启第二气缸112，第二气缸112带动第二伸缩杆113移动，进而通过固定块114推动第二支撑板115沿第四直线导轨118移动，进而将若干支撑柱116分别与对应的氢气、氧气和水通道连通，进而通过气管输送气体以检测电堆8的气密性。

以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。