[發明專利]一種自動控壓式內壓蠕變爆破試驗裝置及方法

在審

• 申請號: 202010582666.8
• 申請日: 2020-06-23
• 公開（公告）號: CN111678800A
• 公開（公告）日: 2020-09-18
• 發明（設計）人: 李江;唐麗英;詹英杰;王慶武;徐安;李季;劉雪峰;何曉東;王博涵;侯淑芳;寧娜;周榮燦
• 申請（專利權）人: 西安熱工研究院有限公司;華能集團技術創新中心有限公司
• 主分類號: G01N3/18
• 分類號: G01N3/18;G01N3/12;G01N3/02
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 閔岳峰

1.一種自動控壓式內壓蠕變爆破試驗裝置，其特征在于，包括循環回路系統、加熱系統和壓力自動控制系統；其中，

循環回路系統包括用管路依次連接的氣源(1)、手動針閥(2)、過濾器(3)、超高壓氣泵(4)、穩壓器(5)、高壓爆破閥A(6)、高壓單向閥A(7)、電控進氣針閥(8)、緩沖罐(9)、壓力測點(10)、高壓單向閥B(11)、高壓爆破閥B(12)、螺旋盤管(13)、電控背壓閥(14)、低壓單向閥(15)和尾氣回收裝置(16)；

加熱系統包括預熱器(17)、加熱電爐(18)、爐管(19)和管狀試樣(20)；其中管狀試樣(20)置于加熱電爐(18)內的爐管(19)內，試樣入口端通過預熱器(17)與低溫進氣管路相連；

壓力自動控制系統包括壓力控制柜(21)及其控制電腦(22)，其中壓力控制柜(22)通過信號導線連接超高壓氣泵(4)、電控進氣針閥(8)、壓力測點(10)和電控背壓閥(14)，試驗時，控制電腦(22)通過控制上述部件的啟停狀態及其閥門的開度來達到自動控壓的目標。

2.根據權利要求1所述的一種自動控壓式內壓蠕變爆破試驗裝置，其特征在于，所述超高壓氣泵(4)為高揚程低流量氣泵，打開所述高壓氣泵(4)用氣泵最小流量將回路加壓至目標壓力P₀所用時間應≥20分鐘。

3.根據權利要求1所述的一種自動控壓式內壓蠕變爆破試驗裝置，其特征在于，所述緩沖罐(9)設置在高壓低溫段，其體積≥4倍高壓管路體積，用于減緩壓力波動。

4.根據權利要求1所述的一種自動控壓式內壓蠕變爆破試驗裝置，其特征在于，整套設備壓力控制精度為±1％以內，還設置有超溫、超壓自動保護功能，斷電保護功能。

5.根據權利要求1所述的一種自動控壓式內壓蠕變爆破試驗裝置，其特征在于，在低壓單向閥(15)和電控背壓閥(14)之間設有抽真空支路，該抽真空支路上設有真空泵針閥(23)和真空泵(24)。

6.根據權利要求1所述的一種自動控壓式內壓蠕變爆破試驗裝置，其特征在于，電控背壓閥(14)前設有一定長度的螺旋盤管(13)，用于空冷管內工質，保證工質在進入電控背壓閥(14)之前已降溫至電控背壓閥(13)的適用溫度范圍內。

7.根據權利要求1所述的一種自動控壓式內壓蠕變爆破試驗裝置，其特征在于，目標試驗壓力值P₀設有上下限值，分別為P₂和P₁，整套設備正常試驗階段自動控壓原理為，當壓力測點(10)的壓力P略低于下限值P₁時，則控制電腦(22)打開超高壓氣泵(4)和電控進氣針閥(8)，向回路中打氣，直到P＝P₀，關閉超高壓氣泵(4)和電控進氣針閥(8)，新打入的氣體會在回路高溫段受熱膨脹，導致P略有增大，當P＞上限值P₂時，則控制電腦(22)調節電控背壓閥(14)的開度，釋放部分氣體，保證P₀＜P＜P₂。

8.一種自動控壓式內壓蠕變爆破試驗裝置的使用方法，其特征在于，該使用方法基于權利要求1至7中任一項所述的一種自動控壓式內壓蠕變爆破試驗裝置，包括如下步驟：

第一步，對整個循環回路進行抽真空，依次打開電控進氣針閥(8)、電控背壓閥(14)、真空泵針閥(23)和真空泵(24)，對系統進行抽真空，抽真空后，關閉上述閥門；

第二步，通過加熱系統進行升溫，將管狀試樣(20)升溫至目標試驗溫度；

第三步，系統加壓，手動打開手動針閥(2)，電動打開超高壓氣泵(4)和電控進氣針閥(8)，此時電控背壓閥(14)處于關閉狀態，然后向回路中加入試驗用氣體，直至P＝P₀時，關閉超高壓氣泵(4)和電控進氣針閥(8)，試驗氣體流入試驗回路高溫區后，會由于溫度升高而導致體積膨脹，導致P略有增大，當P＞P₂時，則控制電腦(22)調節電控背壓閥(14)的開度，釋放部分氣體，保證P₀＜P＜P₂；

第四步，正常試驗階段，完成上述升溫、加壓步驟后，系統將進入長期正常試驗階段，該階段系統將對溫度和壓力進行實時監測和記錄，當P低于試驗壓力的下限值時P₁，系統將完成自動補壓；

第五步，爆破后停機，當管狀試樣(20)爆破后，壓力測點的壓力P會突降至較低水平，此時控制電腦(22)將自動識別為試驗結束，進行降溫和卸壓操作。