一种膜管疲劳性能测试装置的制作方法

本申请涉及膜增湿器，特别是涉及一种膜管疲劳性能测试装置。

背景技术：

1、氢燃料电池大多为质子交换膜燃料电池，质子交换膜的水合状态对于燃料电池的性能和寿命具有决定作用。因此，必须对进入燃料电池电堆的反应气体进行加湿处理，膜增湿器成为当前氢燃料电池汽车采用的主流方案。目前，市场上的主流膜增湿器是适配80-110 kw燃料电池系统，该系统主要是以城市市政、短途物流为主。然而针对中长距离运输场景，通常需要采用更大功率的燃料电池系统（200 kw以上）才能满足其对速度、运营强度、续航以及全生命周期经济性的要求。

2、增湿膜是燃料电池膜增湿器的核心材料，其性能直接影响着氢燃料电池的推广应用。原则上，理想的增湿膜材料不仅应具有高的水分传输效率以保证增湿性能，还应具有高力学强度与高温耐受性以抵御应用过程中的结构不利演变，赋予增湿膜长期的使用寿命。随着燃料电池应用场景的不断拓展，对膜增湿器集成化、大功率化、长寿命的需求越来越强烈，增湿膜作为膜增湿器的最核心的材料，其性能决定了增湿器的产品质量。

3、然而当今对增湿膜管进行性能测试的类型很多，却没有对增湿膜管的疲劳性能进行测试的装置。对增湿膜管在不同工况下的疲劳性能测试进行检测，可快速验证膜管在不同环境下的性能变化和疲劳损伤，进而保证膜增湿器的耐久性和可靠性，因此有必要提出一种专门用于测试膜管疲劳性能的装置。

技术实现思路

1、针对上述问题，本实用新型提供了一种膜管疲劳性能测试装置，能够快速验证膜管在不同环境下的性能变化和疲劳损伤，进而保证膜增湿器的耐久性和可靠性。

2、本实用新型的技术方案是：

3、一种膜管疲劳性能测试装置，所述测试装置包括：

4、干气输入机构和湿气输入机构，所述干气输入机构和所述湿气输入机构均用于与被测膜组件的相应输入端连通；其中，

5、所述干气输入机构包括空压机，所述空压机被配置为向所述被测膜组件内提供干气；所述湿气输入机构包括循环水浴锅，所述循环水浴锅被配置为向所述被测膜组件内提供湿气；其中，

6、所述循环水浴锅的入口与所述被测膜组件的输出端连通，以接收从所述被测膜组件内输出的经过湿度交换后的湿气。

7、可选地，所述干气输入机构还包括：

8、空气加热器，与所述空压机连通，用于加热从所述空压机输出的所述干气；

9、温度传感器，分别与所述空气加热器和所述被测膜组件连通，用于监测输送至所述被测膜组件内的加热后的所述干气的温度。

10、可选地，所述干气输入机构还包括：

11、压力传感器，分别与所述空压机和所述被测膜组件连通，用于监测输送至所述被测膜组件内的所述干气的压力。

12、可选地，所述干气输入机构还包括：

13、压力表，与所述压力传感器相邻设置，用于辅助监测输送至所述被测膜组件内的所述干气的压力。

14、可选地，所述干气输入机构还包括：

15、高温吸止阀，分别与所述空压机和所述压力传感器连通，当所述干气的压力达到预设阈值时，所述高温吸止阀阻止所述干气向所述被测膜组件输送；

16、高温泄压阀，分别与所述高温吸止阀和所述被测膜组件连通，当所述高温吸止阀阻止所述干气向所述被测膜组件输送的情况下，所述高温泄压阀允许所述干气排出，以将所述干气的压力降至所述预设阈值之下。

17、可选地，所述干气输入机构还包括：

18、尾排罐，与所述高温泄压阀连通，用于接收从所述高温泄压阀排出的所述干气。

19、可选地，所述干气输入机构还包括：

20、空气过滤器，分别与所述空压机和所述被测膜组件连通，用于过滤输送至所述被测膜组件内的所述干气的杂质。

21、可选地，所述干气输入机构还包括：

22、缓冲罐，分别与所述空压机和所述被测膜组件连通，用于存储从所述空压机输出的所述干气。

23、可选地，所述干气输入机构还包括：

24、单向阀，位于所述缓冲罐和所述被测膜组件之间，用于调节输送至所述被测膜组件内的干气的流量。

25、可选地，所述湿气输入机构包括：

26、循环泵，分别与所述循环水浴锅和所述被测膜组件连通，用于将所述湿气输送进所述被测膜组件内。

27、与现有技术相比，本申请包括以下优点：

28、本实用新型提出一种膜管疲劳性能测试装置，所述测试装置包括：干气输入机构和湿气输入机构，所述干气输入机构和所述湿气输入机构均用于与被测膜组件的相应输入端连通；其中，所述干气输入机构包括空压机，所述空压机被配置为向所述被测膜组件内提供干气；所述湿气输入机构包括循环水浴锅，所述循环水浴锅被配置为向所述被测膜组件内提供湿气；其中，所述循环水浴锅的入口与所述被测膜组件的输出端连通，以接收从所述被测膜组件内输出的经过湿度交换后的湿气。

29、通过采用本申请的技术方案，通过设置空压机和循环水浴锅分别输送干气和湿气到被测膜组件内，干气和湿气在被测膜组件内进行湿度交换，简易模拟出膜增湿器在实际使用时的高温、高湿、高压环境；其中循环水浴锅独立作为湿气的来源，一方面可以方便快捷地制造出具有温度的恒温水，以增强该湿气输入系统向被测膜组件内输送的湿气的温度；另一方面循环水浴锅的出口与被测膜组件的湿侧输入端连通，入口亦与被测膜组件的湿侧输出端连通，因此只需定量水作为湿气来源，即可模拟出燃料电池膜增湿器的高温高湿环境，整体结构简单，无需布设额外的测试零部件，简化测试流程；并且可以持续稳定地提供湿气，无需频繁的添加或更换湿气源，保证测试的可靠性和一致性。

30、如此本实用新型实施例提供的测试装置可以专用于膜管的疲劳性能测试，创建出准确、可重复持续、可控的测试环境，可以实现对增湿膜管的温度、压力循环测试，快速验证增湿膜管在不同工况下的性能变化和疲劳损伤，进而保证膜增湿器的耐久性和可靠性。

技术特征：

1.一种膜管疲劳性能测试装置，其特征在于，所述测试装置包括：

2.根据权利要求1所述的一种膜管疲劳性能测试装置，其特征在于，所述干气输入机构还包括：

3.根据权利要求1所述的一种膜管疲劳性能测试装置，其特征在于，所述干气输入机构还包括：

4.根据权利要求3所述的一种膜管疲劳性能测试装置，其特征在于，所述干气输入机构还包括：

5.根据权利要求3所述的一种膜管疲劳性能测试装置，其特征在于，所述干气输入机构还包括：

6.根据权利要求5所述的一种膜管疲劳性能测试装置，其特征在于，所述干气输入机构还包括：

7.根据权利要求1所述的一种膜管疲劳性能测试装置，其特征在于，所述干气输入机构还包括：

8.根据权利要求1所述的一种膜管疲劳性能测试装置，其特征在于，所述干气输入机构还包括：

9.根据权利要求8所述的一种膜管疲劳性能测试装置，其特征在于，所述干气输入机构还包括：

10.根据权利要求1所述的一种膜管疲劳性能测试装置，其特征在于，所述湿气输入机构包括：

技术总结
本申请提供了一种膜管疲劳性能测试装置，包括：干气输入机构和湿气输入机构，所述干气输入机构和所述湿气输入机构均用于与被测膜组件的相应输入端连通；其中，所述干气输入机构包括空压机，所述空压机被配置为向所述被测膜组件内提供干气；所述湿气输入机构包括循环水浴锅，所述循环水浴锅被配置为向所述被测膜组件内提供湿气；其中，所述循环水浴锅的入口与所述被测膜组件的输出端连通，以接收从所述被测膜组件内输出的经过湿度交换后的湿气。通过本技术提供的测试装置，能够快速验证膜管在不同环境下的性能变化和疲劳损伤，进而保证膜增湿器的耐久性和可靠性。

技术研发人员：王海霞,李文良,邱柯卫,宋阳阳,王洪建,龙志奇
受保护的技术使用者：有研资源环境技术研究院（北京）有限公司
技术研发日：20230828
技术公布日：2024/1/15