[實用新型]氣瓶低溫疲勞爆破實驗裝置

有效

• 申請號: 201620045191.8
• 申請日: 2016-01-18
• 公開（公告）號: CN205374179U
• 公開（公告）日: 2016-07-06
• 發明（設計）人: 不公告發明人
• 申請（專利權）人: 沈陽歐施盾新材料科技有限公司
• 主分類號: G01N3/12
• 分類號: G01N3/12;G01N3/36
• 代理公司: 沈陽杰克知識產權代理有限公司 21207
• 代理人: 金春華

技術領域

本發明創造涉及一種應用于壓力容器(氣瓶)領域中，可以對壓力容器在低溫環境下(-196℃)進行疲勞試驗和爆破試驗的試驗裝置。

背景技術

目前，在一些特殊的領域需要使用低溫氣瓶，這些氣瓶疲勞性能、爆破性能多采用室溫環境下進行疲勞試驗和爆破試驗，但用室溫環境對壓力容器進行疲勞性能和爆破試驗，與壓力容器在使用工況下存在差距，并且不能驗證壓力容器在低溫環境下是否出現變化。因此，研制開發一種在低溫環境下對壓力容器進行疲勞性能、爆破性能試驗是亟待解決的新課題。

發明內容

本發明創造的目的是提供一種應用于壓力容器領域中，可以對壓力容器在低溫環境下(-196℃)進行疲勞試驗和爆破試驗的實驗裝置。

本發明創造采用的技術方案是：一種氣瓶低溫疲勞爆破實驗裝置，設有用于提供氣態氮的氣態氮源、用于提供液態氮的液態氮源、緩沖瓶和上端設有上蓋的液氮保溫儲箱；氣態氮源經瓶閥、三通Ⅰ和管道與緩沖瓶連通；液態氮源經三通Ⅰ和管道與緩沖瓶連通；緩沖瓶經管道和三通Ⅱ連接；低溫壓力傳感器與三通Ⅱ連接；充氮管一端與三通Ⅱ連接，另一端伸入待檢測氣瓶內。

上述的一種氣瓶低溫疲勞爆破實驗裝置，所述的瓶閥由截止閥和調壓閥構成。

上述的一種氣瓶低溫疲勞爆破實驗裝置，氣態氮源和三通Ⅰ之間設有增壓泵和截止閥Ⅱ。

上述的一種氣瓶低溫疲勞爆破實驗裝置，液態氮源和三通Ⅰ之間設有截止閥Ⅲ。

上述的一種氣瓶低溫疲勞爆破實驗裝置，設有安全閥，安全閥與三通Ⅲ連接，三通Ⅲ設置在緩沖瓶和三通Ⅱ之間的管道上。

上述的一種氣瓶低溫疲勞爆破實驗裝置，設有電磁閥，電磁閥經管道與待檢測氣瓶連通。

上述的一種氣瓶低溫疲勞爆破實驗裝置，設有控制系統和攝像頭，攝像頭的攝像范圍對應于液氮保溫儲箱；控制系統用于控制瓶閥、增壓泵、截止閥Ⅱ、截止閥Ⅲ；攝像頭和低溫壓力傳感器與控制系統連接。

上述的一種氣瓶低溫疲勞爆破實驗裝置，液氮保溫儲箱內設有支撐待檢測氣瓶的支座Ⅰ。

一種氣瓶低溫疲勞爆破實驗方法，采用上述的實驗裝置包括如下步驟：

1)將待檢測氣瓶置于液氮保溫儲箱內，將與緩沖瓶連通的充氮管一端伸入待檢測氣瓶內，將液氮保溫儲箱充滿液態氮；

2)爆破試驗：關閉瓶閥，打開截止閥Ⅲ，給待檢測氣瓶內填充液氮，當達到0.15MPa后，關閉截止閥Ⅲ，打開瓶閥中的截止閥Ⅰ，通過氣態氮源給緩沖瓶增壓，進而給待檢測氣瓶增壓，增壓至規定爆破壓力后，關閉瓶閥，觀察待檢測氣瓶；

3)疲勞試驗：打開電磁閥，將氣瓶泄壓，再打開瓶閥，通過氣態氮源給緩沖瓶增壓，進而給待檢測氣瓶增壓，增壓至規定爆破壓力后，關閉瓶閥，觀察待檢測氣瓶，反復進行爆破試驗至氣瓶爆破，記錄疲勞次數。

上述的氣瓶低溫疲勞爆破實驗方法，步驟2)中，當氣瓶的規定爆破壓力≤15MPa時，通過調節瓶閥中的調壓閥向待檢測氣瓶充壓；當氣瓶的規定爆破壓力≥15MPa時，打開增壓泵向待檢測氣瓶充壓。

本發明創造的有益效果是：

1.本發明創造，將待檢測氣瓶置于充滿液氮的液氮保溫儲箱內，可以實現在低溫環境(-196℃)下，氣瓶進行爆破和疲勞試驗。

2.本發明創造，低溫疲勞試驗、爆破試驗裝置結構安全，通過控制系統即可控制疲勞爆破系統。

3.本發明創造，可以保證壓力容器在低溫環境下試驗，系統內基本都是液氮，充液比例幾乎達到100％，氣化比例幾乎沒有。

4.本發明創造，采用先向氣瓶內充液氮，然后再向氣瓶內充氣態氮的方法，進行爆破試驗。首先，實現了氣瓶內外部均為液氮環境，保證了氣瓶在低溫環境下進行試驗。其次，在常溫環境對氣瓶填充液氮，需要低溫增壓泵，而低溫增壓泵需要耐-196℃低溫，對增壓泵使用環境要求較高，而且難以達到增壓到高壓力；而先充填液氮，保證試驗工件填充滿，達到較低壓力下，通過氣體增壓泵打氮氣，對緩沖連通器中液氮增壓，可以實現高壓循環及爆破壓力。第三，直接使用液氮充填試驗工件，試驗管路較長，即使對管路進行保溫隔熱處理，但是也會存在部分液氮氣化，液氮氣化比為1:696，導致試驗設備增壓不穩定，甚至會瞬時增壓到較高壓力，增加試驗管路及試驗設備安全風險。而先充填液氮，保證試驗工件填充滿，達到較低壓力下，通過氣體增壓泵打氮氣，對緩沖連通器中液氮增壓，可以實現高壓循環及爆破壓力，降低試驗管路及試驗設備風險，而且氣體增壓泵保證試驗設備增壓穩定。第四，經濟效益明顯，可以有效減少液氮使用量，而且氣體增壓泵較低溫增壓泵價格更便宜。

附圖說明