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CN109900612B - 一种多孔材料透水压测试装置 - Google Patents

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CN109900612B CN201711305204.6A CN201711305204A CN109900612B CN 109900612 B CN109900612 B CN 109900612B CN 201711305204 A CN201711305204 A CN 201711305204A CN 109900612 B CN109900612 B CN 109900612B
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孙公权
燕召
王二东
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Abstract

一种多孔材料透水压测试装置，包括气体注入装置、气体缓冲腔、多孔材料夹具及压力表；气体注入装置与气体缓冲腔实现了测试压力的缓慢增加，提高了测试的准确性。

Description

一种多孔材料透水压测试装置
技术领域：
本发明涉及一种透水压测量装置。
背景技术：
多孔气体扩散电极在燃料电池、金属空气电池中应用广泛。多孔电极在工作时既要允许气体(如氧气、氢气等)透过，又要阻止电解液渗漏。多孔材料的透水压是反映材料防止电解液渗漏的重要参数，测量透水压时，需要使多孔材料一侧浸入水或电解液中，并逐渐增大液体压力，当液滴由多孔材料另一侧渗出时的液体压力值即为多孔材料的透水压。
发明内容
为了准确测量多孔材料的透水压，需要缓慢增大液体压力，本发明专利提出一种透水压测量装置，通过蠕动泵或其他能够缓慢注入气体的装置给液体增压，并通过气体缓冲腔降低压力升高速率。
本发明通过以下技术方案解决上述问题，具体如下：
一种多孔材料透水压测试装置，包括气体注入装置、气体缓冲腔、多孔材料夹具及压力测量装置；
多孔材料夹具为包括密闭的液体室和中空环形平板，于液体室的上端面设有通孔A，中空环形平板置于通孔A上方，且通孔A处于中空环形平板的中空区域内；于通孔A外侧的液体室上端面放置环形密封垫片，且通孔A处于环形密封垫片所围绕的中空区域内；待测多孔材料置于中空环形平板和环形密封垫片之间，待测多孔材料的下表面四周边缘与环形密封垫片、环形密封垫片与通孔A外侧的液体室上端面贴接，待测多孔材料的上表面四周边缘与中空区域外侧的中空环形平板下端面贴接；
于中空环形平板上施加向液体室上端面的推力，可使待测多孔材料的下表面四周边缘与环形密封垫片、环形密封垫片与通孔A外侧的液体室上端面密封；
气体缓冲腔的下部与液体室下部通过管路相连通；于气体缓冲腔的上部通过管路与气体注入装置的出气口相连；于气体缓冲腔上部设有压力测量装置。
所述测试装置，所述气体注入装置可以采用蠕动泵、隔膜泵或齿轮泵。
所述测试装置，所述气体缓冲腔的作用为进一步降低气体压力增大速率，提
高透水压测量准确性。
所述测试装置，于中空环形平板四周边缘处均布有3个以上的通孔，对应的于液体室上壁面上开设有3个以上的螺纹孔，3个以上的螺杆分别穿过通孔后与对应的螺纹孔螺合。
所述测试装置，于液体室的下端面设有透明观察窗；所述观察窗的作用是在注入水或电解液后，观察多孔电极表面是否有气泡。
所述测试装置，于液体室的下端面设有通孔B，于通孔B处设有透明材料板，透明材料板与通孔B的上端面、下端面或内壁面的四周边缘密闭连接，构成透明观察窗。
本专利所述多孔材料透水压测试装置，能够显著降低液体增压速率，提高多孔材料透水压的测量准确性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面对实施例所需使用的附图作简要的介绍。显然，下面描述中附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域的普通技术人员，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附图。
图1为多孔材料透水压测试装置示意图，包括气体注入装置(1)、气体缓冲腔(2)、压力测量装置(3)、多孔材料夹具(4)，其中多孔材料夹具(4)包括中空环形平板(5)、螺栓(6)、多孔材料(7)、环形密封垫片(8)、液体室(9)、观察窗(10)。
具体实施方式
下面结合本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域的普通技术人员在没有创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。
实施例
如图1所示，将多孔材料裁剪成一定大小后，使用多孔材料夹具将材料固定，多孔材料与夹具之间有环形密封垫片防止液体渗漏。在夹具液体腔内注满水，并通过观察窗确认多孔材料表面无气泡。气体缓冲腔剩余空气腔体积约为200mL，连接气体管路，使用蠕动泵作为气体注入装置，蠕动泵转速为20rpm，此时压力增加速率约为0.1kPa/min。通过液滴观察室观察多孔材料，当第一个液体渗透出来时，立即读取压力读数，即为该多孔材料的透水压。
对比例1
将多孔材料裁剪成一定大小后，使用多孔材料夹具将材料固定，多孔材料与夹具之间有环形密封垫片防止液体渗漏。在夹具液体腔内注满水，并通过观察窗确认多孔材料表面无气泡。
缩小气体缓冲腔体积至剩余约10mL空气腔，连接气体管路，将使用蠕动泵作为气体注入装置，蠕动泵转速为20rpm，此时压力增加速率约为20kPa/min。此时压力升高速率过快，不容易观察液体渗透。
对比例2
将多孔材料裁剪成一定大小后，使用多孔材料夹具将材料固定，多孔材料与夹具之间有环形密封垫片防止液体渗漏。在夹具液体腔内注满水，并通过观察窗确认多孔材料表面无气泡。连接气体管路，使用离心式液泵作为增压装置，此时压力增加速率过快，现有设备无法准确测量压力升高速率，也无法准备测量多孔材料的透水压。

Claims (6)

1.一种多孔材料透水压测试装置，其特征在于：包括气体注入装置、气体缓冲腔、多孔材料夹具及压力测量装置；
多孔材料夹具为包括密闭的液体室和中空环形平板，于液体室的上端面设有通孔A，中空环形平板置于通孔A上方，且通孔A处于中空环形平板的中空区域内；于通孔A外侧的液体室上端面放置环形密封垫片，且通孔A处于环形密封垫片所围绕的中空区域内；待测多孔材料置于中空环形平板和环形密封垫片之间，待测多孔材料的下表面四周边缘与环形密封垫片、环形密封垫片与通孔A外侧的液体室上端面贴接，待测多孔材料的上表面四周边缘与中空区域外侧的中空环形平板下端面贴接；
于中空环形平板上施加向液体室上端面的推力，可使待测多孔材料的下表面四周边缘与环形密封垫片、环形密封垫片与通孔A外侧的液体室上端面密封；
气体缓冲腔的下部与液体室下部通过管路相连通；于气体缓冲腔的上部通过管路与气体注入装置的出气口相连；于气体缓冲腔上部设有压力测量装置。
2.如权利要求1所述装置，其特征在于：所述气体注入装置可以采用蠕动泵、隔膜泵或齿轮泵。
3.如权利要求1所述装置，其特征在于：所述气体缓冲腔的作用为进一步降低气体压力增大速率，提高透水压测量准确性。
4.如权利要求1所述装置，其特征在于：于中空环形平板四周边缘处均布有3个以上的通孔，对应的于液体室上壁面上开设有3个以上的螺纹孔，3个以上的螺杆分别穿过通孔后与对应的螺纹孔螺合。
5.如权利要求1所述装置，其特征在于：于液体室的下端面设有透明观察窗；所述观察窗的作用是在注入水或电解液后，观察多孔电极表面是否有气泡。
6.如权利要求5所述装置，其特征在于：于液体室的下端面设有通孔B，于通孔B处设有透明材料板，透明材料板与通孔B的上端面、下端面或内壁面的四周边缘密闭连接，构成透明观察窗。
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