[發明專利]多功能零部件氣體疲勞試驗系統

有效

• 申請號: 201510412641.2
• 申請日: 2015-07-14
• 公開（公告）號: CN105021389B
• 公開（公告）日: 2017-05-17
• 發明（設計）人: 鄭津洋;崔天成;顧超華;張俊峰;郭進興;劉鵬飛;趙永志;黃改
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: G01M13/00
• 分類號: G01M13/00
• 代理公司: 杭州中成專利事務所有限公司33212
• 代理人: 周世駿

技術領域

本發明是關于試驗系統領域，特別涉及多功能零部件氣體疲勞試驗系統。

背景技術

氫氣、天然氣等氣態能源在工業和生活中有著廣泛應用，其使用壓力從常壓到數十兆帕不等。儲存這些氣體的氣瓶和閥門在使用過程中會因反復充放，導致應力和溫度反復變化，從而產生損傷，使氣瓶和閥門的性能惡化，甚至產生裂紋。此外，在高壓環境下，氫還會導致部分金屬材料力學性能惡化。因此，在UN-GTR 13、ANSI NGV 2-2007等標準中規定需要使用存儲氣體進行循環測試，以保證產品在在設計壽命內安全平穩的運行。

不同于氣瓶，零部件(閥門、壓力釋放裝置、軟管、小型容器等)由于其容積小，循環次數多等原因，其氣體循環測試系統也與氣瓶測試系統不同。不同壓力等級的零部件其測試壓力差別很大，有的僅1MPa，有的甚至高達100MPa；不同類型零部件的測試方法也不盡相同，如截止閥在測試過程中兩端口同時進氣和出氣，單向閥則是一端進氣，一端出氣，且兩端口的壓力控制也不同，因此需要設計一套能夠滿足不同壓力級別、不同類型零部件的氣體循環測試系統。

目前，本領域相關的發明專利：CN201110130887.2-高壓氣體連續沖擊的彈簧疲勞試驗裝置，是針對圓柱螺旋彈簧專門設計的。該裝置除了圓柱形彈簧，不能測試其他零部件，且壓力輸出較為單一，另外還不具有溫控裝置，不能進行高低溫試驗。

發明內容

本發明的主要目的在于克服現有技術中的不足，提供能在不同壓力級別和不同環境溫度下進行不同零部件的氣體循環測試的疲勞試驗系統。為解決上述技術問題，本發明的解決方案是：

提供多功能零部件氣體疲勞試驗系統，能對試驗零部件進行氣密性試驗、疲勞試驗等，所述多功能零部件氣體疲勞試驗系統包括增壓裝置、回收罐、氣瓶、制冷加熱機、高低溫環境箱、防爆風扇、氣體泄漏檢測儀、真空泵、截止閥、控制系統；

所述增壓裝置包括至少兩個增壓單元，每個增壓單元依次串聯，且增壓裝置中設置有閥門，能利用閥門控制接入多功能零部件氣體疲勞試驗系統的增壓單元數量；所述增壓單元包括配套設置的增壓機與緩沖罐，且每個增壓單元中增壓機的輸出壓力不同；所述增壓機用于增加試驗壓力，所述緩沖罐連接在增壓機的后面，用于保證氣體流動的穩定，減少喘振；

所述高低溫環境箱的內部接入試驗管路，用于將試驗零部件安裝在高低溫環境箱內部的試驗管路上，高低溫環境箱作為試驗零部件的實驗環境；高低溫環境箱與制冷加熱機通過管路連接，換熱介質能在高低溫環境箱與制冷加熱機之間循環流動，進而實現高低溫環境箱內部的溫度控制；高低溫環境箱的內部配置有防爆風扇和氣體泄漏檢測儀，所述防爆風扇用于通過風扇的攪動，實現高低溫環境箱內氣體溫度的均勻分布，所述氣體泄漏檢測儀能在試驗零部件發生失效時發出信號；

所述試驗管路從高低溫環境箱接出后的一端依次與回收罐、氣瓶、增壓裝置的一端連接，試驗管路從高低溫環境箱接出后的另一端與增壓裝置的另一端連接，構成試驗回路，且氣瓶連接到增壓裝置中的增壓機；所述回收罐用于回收試驗循環尾氣；所述氣瓶能裝載氣體，用于提供在試驗前氣體置換中的惰性氣體，以及在第一次循環中提供試驗氣體；

試驗管路從高低溫環境箱接出后，在與增壓裝置之間設置有截止閥A；試驗管路從高低溫環境箱接出后，在與回收罐之間設置有依次連接的截止閥C、截止閥D；所述試驗管路還設置有一個支路，支路上設置有截止閥B，支路的一端連接到截止閥C、截止閥D之間，支路的另一端連接到高低溫環境箱與截止閥A之間；

所述真空泵與試驗管路相連，且真空泵設置在高低溫環境箱與截止閥A之間；真空泵還設有用于控制真空泵與試驗管路啟閉的閥門，從而實現對整個多功能零部件氣體疲勞試驗系統或者對截止閥A至截止閥D之間的管路抽真空；

所述控制系統用于控制增壓裝置中增壓單元的接入數量、調節管路壓力、控制閥門啟閉，以及在氣體泄漏檢測儀發出試驗零部件失效的信號時，進行相應的保壓、泄壓、排空等操作。控制系統包括觸摸屏、可編程邏輯控制器、輸入輸出模塊、PC記錄儀，其實現方式可采用硬件、軟件或硬件與軟件的結合，本領域技術人員可根據本發明所述功能，對現有技術手段加以利用以實現相關功能。由于這些內容并非本發明重點，故不再贅述。

作為進一步的改進，所述增壓裝置設置有三個增壓單元，即分別為設有一級增壓機、一級緩沖罐的增壓單元，設有二級增壓機、二級緩沖罐的增壓單元，設有三級增壓機、三級緩沖罐的增壓單元。

作為進一步的改進，所述試驗管路在高低溫環境箱的內部還設置有壓力傳感器。