(19)国家知识产权局 (12)实用新型专利 (10)授权公告 号 (45)授权公告日 (21)申请 号 20212325 6246.X (22)申请日 2021.12.23 (73)专利权人 上海氢迈工程 技术有限公司 地址 201700 上海市青浦区崧 泽大道6066 弄15号楼1层B区137室上海氢迈工程 技术有限公司 专利权人 张家港氢云新能源研究院有限公 司 (72)发明人 王成　王朝　 (74)专利代理 机构 南京苏科专利代理有限责任 公司 32102 专利代理师 陈颖 (51)Int.Cl. G01M 3/02(2006.01) G01N 33/00(2006.01) (54)实用新型名称 隔膜的气密性检测装置 (57)摘要 本实用新型公开了隔膜的气密性检测装置， 包括： 氧侧检测单元和氢侧检测单元； 对隔膜进 行气密性检测时， 隔膜竖向设置、 且被夹在氧侧 检测单元中的氧侧容器的开口和氢侧检测单元 中的氢侧容器的开口之间， 并且 氧侧容器的开口 和氢侧容器的开口密封对接， 隔膜将氧侧容器的 内腔和氢侧容器的内腔分隔。 该气密性检测装置 能模拟隔膜在水电解制氢装置中的工作条件， 采 用该气密性检测装置对待检测隔膜进行检测， 能 检测出待检测隔膜适用的安全工作压力范围， 且 能够通过平行实验判断在安全工作压力范围内 待检测隔膜和用以比对的隔膜的气密性能的优 劣。 权利要求书1页 说明书6页 附图1页 CN 216925933 U 2022.07.08 CN 216925933 U 1.隔膜的气密性检测装置， 其特征在于： 包括： 氧侧检测单元和氢侧检测单元； 氧侧检 测单元包括： 一端开口、 另一端封闭的氧侧容器,  氧侧容器上设置有氧侧压力检测器以及 和氧侧容器内腔连通的氧侧进气管， 氧侧进气管上设置有氧侧进气阀， 氧侧进气管 的进口 端能连接氧气气源， 氧分离器通过氧气输送管与氧侧 容器连通， 氧分离器上设置有氧侧 排 放管道， 氧侧 排放管道上设置有氧侧压力调节阀， 在氧侧压力调节阀和氧分离器之间的氧 侧排放管道上连通有氧侧检测管， 氧侧检测管上设置有氧检测阀和氢气含量分析仪； 氢侧 检测单元包括： 一端开口、 另一端封闭的氢侧 容器, 氢侧容器上设置有氢侧压力检测 器以 及和氢侧 容器内腔连通的氢侧进气管， 氢侧进气管上设置有氢侧进气阀， 氢侧进气管 的进 口端能连接氢气气源， 氢分离器通过氢气输送管与氢侧 容器连通， 氢分离器上设置有氢侧 排放管道， 氢侧 排放管道上设置有氢侧压力调节阀， 在氢侧压力调节阀和氢分离器之间的 氢侧排放管道上连通有氢侧检测管， 氢侧检测管上设置有氢检测阀和氧气含量分析仪； 对 隔膜进行气密性检测时， 隔膜竖向设置、 且被夹在氧侧容器的开口和氢侧容器的开口之 间， 并且氧侧容器的开口和氢侧容器的开口密封对接， 隔膜将氧侧容器的内腔和氢侧容器的内 腔分隔。 2.根据权利要求1所述的隔膜的气密性检测装置， 其特征在于： 氧侧容器和氢侧容器均 呈卧式水平放置状态。 3.根据权利要求2所述的隔膜的气密性检测装置， 其特征在于： 氧侧容器和氢侧容器均 为一端封闭、 另一端开口 的管材， 氧侧容器和氢侧容器的开口处分别设置有连接法兰。 4.根据权利要求1所述的隔膜的气密性检测装置， 其特征在于： 氧侧压力检测器为氧侧 压力变送器， 氢侧压力检测器为氢侧压力变送器， 氧侧压力调节阀、 氢侧压力调节阀均为电 动调节阀， 氧侧压力变送器、 氢侧压力变送器、 氧侧压力调节阀、 氢侧压力调节阀、 氢气含量 分析仪、 氧气含量分析仪均和控制器电信号连接 。 5.根据权利要求1或2或3或4所述的隔膜的气密性检测装置， 其特征在于： 氧侧进气管 的出口端伸入氧侧容器的内腔底部， 氢侧进气管的出口端伸入氢侧容器的内腔底部 。 6.据权利要求5所述的隔膜的气密性检测装置， 其特征在于： 氢分离器 内腔上端和氧分 离器的内腔上端分别 设置有捕滴网； 氧侧 排放管道连通于捕滴网上方 的氧分离器的顶部， 氢侧排放管道连通于捕滴网上 方的氢分离器的顶部 。 7.根据权利要求6所述的隔膜的气密性检测装置， 其特征在于： 氧气输送管的出口端从 氧分离器的底部连通氧分离器的内腔， 且氧气输送管的出口位于氧气输送管的入口的上 方， 使得被带入到氧分离器中的液体能通过氧气输送管回流至氧侧 容器中； 氢气输送管 的 出口端从氢分离器的底部连通氢分离器的内腔， 且氢气输送管的出口位于氢气 输送管的入 口的上方， 使得被带入到氢分离器中的液体能通过 氢气输送管回流至氢侧容器中。 8.根据权利要求1或2或3或4所述的隔膜的气密性检测装置， 其特征在于： 氢分离器内 腔上端和氧分离器的内腔上端分别设置有捕滴网； 氧侧排放管道连通于捕滴网上方的氧分 离器的顶部， 氢侧排 放管道连通于捕滴网上 方的氢分离器的顶部 。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 216925933 U 2隔膜的气密性检测装 置 技术领域 [0001]本实用新型属于隔膜气密性检测技术领域， 具体涉及用于水电解制氢装置中的隔 膜的气密性检测装置 。 背景技术 [0002]隔膜通常用在制氢装置或过滤装置中。 用于水电解制氢装置中的隔膜的材质通常 为石棉布， 这种材质的隔膜的气密性目前采用中华人民共和国建材行业标准JC/T211 ‑2009  隔膜石棉布中的气密性测定装置来测定。 该装置包括： 上下两端开口、 底端设有底部 法兰的 上部圆筒， 顶端开口并设有顶部 法兰、 底端封闭的下部圆筒， 下部圆筒的下端侧壁上设置有 进水管和出水管， 进 水管上设有进水阀、 出水管上设有 出水阀， 下部圆筒的上端侧壁上设置 有一个U形的压力指示管。 当需检测新研发出的隔膜的气密性能的好坏时， 将待检测的隔膜 夹在上部圆筒的底部法兰和下部圆筒的顶部法兰之 间， 并且上部圆筒和下部圆筒通过底部 法兰和顶部法兰密封对接， 隔膜将上部圆筒和下部圆筒的内腔分隔。 进水阀、 出水阀均关 闭， 在待检测的隔膜和上部圆筒 形成的上部空间中加入定量的水， 打开进 水阀， 水进入下部 圆筒与待检测的隔膜形成的下部空间中， 随着下部空间中的气体的体积逐渐减少， 下部空 间中的压力逐渐变大， U 形的压力指示管中也会出现液位差， 当上部空间的水中出现第一个 气泡时， 记录此时的U形的压力指示管中的液位差为H1； 然后再做平行实验， 将已知气密性 能的隔膜夹在上部圆筒的底部法兰和下部圆筒的顶部法兰之间， 重复上述的检测步骤， 当 上部空间的水中出现第一个气泡时， 记录此时的U形的压力指示管中的液位差为H2， 当H1大 于H2时， 判断待检测隔膜的气密性能比已知气密性能的隔膜好， 反之， 当H1小于H2时， 判断 待检测隔膜的气密性能比已知气密性能的隔膜差 。 [0003]目前， 工业上常用的水电解制氢装置包括： 两端连接电源的制氢电解槽， 制氢电解 槽中安装有： 将制氢电解槽 分成阳极区域和阴极区域的隔膜， 阳极区域中安装有电极阳极， 阴极区域中安装有电极阴极， 制氢电解槽工作时， 槽中装有电解液， 电解液通常为氢氧化钾 溶液或氢氧化钠溶液。 接通电源后， 阳极区域中产生氧气， 阴极区域中产生氢气， 水电解制 氢装置工作的过程中， 制氢电解槽中的隔膜需要满足水电解制氢装置的气密性要求， 防止 阴极区域中的氢气和阳极区域中的氧气互串 而造成危险。 [0004]水电解制 氢装置工作时， 是将电解液中的水电解成氧气和氢气， 氢气的产量是氧 气产量的2 倍， 隔膜竖向放置并且始终浸没在制氢电解槽中的电解液中。 根据水电解制氢装 置采用的电源不同， 制氢装置中的压力有额定压力和可变压力两种。 若水电解制氢装置采 用稳定电压的电源， 则制氢装置中的压力有1.6  MPa和3.2  MPa两种额定压力； 如电源是由 可再生能源如风能、 太阳能提供， 由于可再生能源产生的电能一直在发生变化， 制氢装置中 电功率因此需要高频可调， 则水电解制氢装置中的压力在0.1～3.2MPa的压力范围内变化， 而且水电解制氢装置 工作时， 隔膜两侧的阴极区域和阳极区域的压 差不超过0.1kPa。 [0005]由上可知， 水电解制氢装置中隔膜的工作条件和JC/T211 ‑2009标准中的气密性测 定装置的工作条件不同： 一、 水电解制氢装置工作的压力范围在0.1～3.2MPa之间， 隔膜两说　明　书 1/6 页 3 CN 216925933 U 3