CN106813987A - 气瓶低温试验系统 - Google Patents

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Abstract

本发明属于压力试验技术，具体公开了一种气瓶低温试验系统，包括位于杜瓦内部的试验气瓶和蓄能器，试验气瓶下端和杜瓦的底部分别连接液氮加注管路，所述的液氮加注管路连接在液氮贮罐上；试验气瓶上端管路和蓄能器液氮缸端管路连通，且连通后再向上延伸，并在管路出口处设有管路堵塞。试验气瓶上端管路和蓄能器液氮缸端管路连通后，再向上延伸一段距离，并在管路出口处设计有管路堵塞，以保证试验气瓶和蓄能器进行液氮加注时排气，并且能够保证试验气瓶和蓄能器能够处于满液氮状态，待试验气瓶和蓄能器液氮加注满后使用管路堵塞将管路密封好。

Description

气瓶低温试验系统
技术领域
本发明属于压力试验技术，具体涉及一种气瓶液氮温区压力试验系统。
背景技术
为验证高压气瓶的强度安全性，在正式投入使用之前一般需要进行压力试验，用于低温环境的高压气瓶则需要在低温环境下进行压力试验。由于气体具有可压缩性，因此为安全起见以及提高试验效率，一般使用液体作为增压介质进行压力试验，低温环境下压力试验也是如此。
在低温环境下进行压力试验，对管路接口的密封、各种阀门等性能要求大大提高，系统成本大幅提高。另外，试验过程中需保证气瓶内增压介质保持液态，以降低试验危险性，并可提高试验的效率。
因此，需要设计一种性能优良的气瓶低温试验系统。
发明内容
本发明的目的在于提供一种不需要低温增压泵，且安全可靠、成本较低，并且易于操作的气瓶低温试验系统。
本发明的技术方案如下：
一种气瓶低温试验系统，包括位于杜瓦内部的试验气瓶和蓄能器，所述的试验气瓶和蓄能器均竖直放置；所述的蓄能器的液氮缸端在上，氮气缸端在下；试验气瓶下端和杜瓦的底部分别连接液氮加注管路，所述的液氮加注管路连接在液氮贮罐上；所述的试验气瓶上端管路和蓄能器液氮缸端管路连通，且连通后再向上延伸，并在管路出口处设有管路堵塞；所述的蓄能器下端的氮气缸连接氮气管路，所述的氮气管路连接到高压氮气源。
在上述气瓶低温试验系统中：所述的氮气管路上安装氮气增压阀门、高压氮气源开关，以及常温压力表A、常温压力表B。
在上述气瓶低温试验系统中：所述的氮气管路上设有泄压支路，泄压支路上设有卸压阀门。
在上述气瓶低温试验系统中：所述的液氮加注管路上设有加注阀。
在上述气瓶低温试验系统中：所述的液氮加注管路设有泄压支路，泄压支路上设有泄出阀。
在上述气瓶低温试验系统中：所述的液氮贮罐的出口管路上设有加注阀。
本发明的显著效果在于：试验气瓶上端管路和蓄能器液氮缸端管路连通后，再向上延伸一段距离，并在管路出口处设计有管路堵塞，以保证试验气瓶和蓄能器进行液氮加注时排气，并且能够保证试验气瓶和蓄能器能够处于满液氮状态，待试验气瓶和蓄能器液氮加注满后使用管路堵塞将管路密封好。对于本领域的技术人员来说，管路低温密封是现有技术，实现并不困难，因此这样的结构设计，不需要低温增压泵，使用常温氮气作为增压介质，成本较低。可实现高压气瓶液氮温区(77K)5MPa～70MPa压力、多次试验要求，增压速率可达到10MPa/min。
附图说明
图1为气瓶低温试验系统示意图；
图中：1.试验气瓶；2.蓄能器；3.低温杜瓦；4.管路堵盖；5.防爆墙；6.常温压力表A；7.氮气增压阀门；8.常温压力表B；9.高压氮气源开关；10.高压氮气源；11.氮气卸压阀门；12.液氮泄出阀A；13.液氮加注阀A；14.液氮加注阀B；15.液氮泄出阀B；16.液氮加注阀C；17.液氮贮罐；
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步详细说明。
如图1所示，试验气瓶1和蓄能器2竖置安装于杜瓦3内部，蓄能器2的液氮缸端在上，氮气缸端在下。试验气瓶1下端和杜瓦3的底部分别连接液氮加注管路，试验气瓶1上端管路连通蓄能器2液氮缸端，以在试验气瓶1液氮加注满后继续将液氮注入蓄能器2的液氮缸内。试验气瓶1上端管路和蓄能器2液氮缸端管路连通后，再向上延伸，并在管路出口处设计有管路堵塞4，以保证试验气瓶1和蓄能器2进行液氮加注时排气，以及保证试验气瓶1和蓄能器2能够处于满液氮状态，待试验气瓶1和蓄能器2液氮加注满后使用管路堵塞4将管路密封好。对于本领域的技术人员来说，管路低温密封是现有技术，实现并不困难，因此这样的结构设计，采用管路堵塞4密封形式易于设计。
蓄能器2下端的氮气缸连接氮气管路。所述的氮气管路连接到高压氮气源10，在氮气管路上安装氮气增压阀门7、高压氮气源开关9，以及常温压力表A6、常温压力表B8。
在氮气管路上再安装一条泄压支路，泄压支路上安装氮气卸压阀门11。
液氮加注管路有两条，一条与试验气瓶1下端连接，另一条连接杜瓦3的底部连接。两条液氮加注管路并联，并且都与液氮贮罐17连接。
每条液氮加注管路上安装加注阀，即如图1所示的液氮加注阀A13和液氮加注阀B14。并且每条液氮加注管路上都安装泄压支路，支路上安装泄出阀，即图1中所示的液氮泄出阀A12和液氮泄出阀B15。
在两条并联的液氮加注管路的总管路上安装液氮加注阀C16，其也位于液氮贮罐17的出口管路上。
为保证试验人员安全，将杜瓦3使用防爆墙5进行隔离，使其与上述的各种阀门、压力表及液氮贮罐17和高压氮气源10隔离开来。
工作时，将试验气瓶1安装好，连接好试验系统后，可进行试验。加注前检查各阀门均应处于关闭状态。
首先进行液氮加注。取下管路堵塞4使试验气瓶1和蓄能器2连通大气。开始进行液氮加注，首先对杜瓦3进行液氮加注，先后打开液氮加注阀C 16和液氮加注阀B 14进行加注，待杜瓦3中液氮液面高于试验气瓶1和蓄能器2并将试验气瓶1、蓄能器2及杜瓦3中管路冷透后，关闭液氮加注阀B 14，完成杜瓦3液氮加注。然后对试验气瓶1和蓄能器2进行液氮加注，打开液氮加注阀A13进行加注，待试验气瓶1和蓄能器2中液氮加注满并从其上端管路中溢出，关闭液氮加注阀A 13，完成试验气瓶1和蓄能器2液氮加注，然后使用管路堵塞4将管路出口堵住。再次打开液氮加注阀B 14，对杜瓦3中继续加注液氮，使液氮液面高于管路堵塞4，以保证试验气瓶1、蓄能器2及管路中液氮一直处于液态，然后先后关闭液氮加注阀B 14和液氮加注阀C 16，完成试验液氮加注。
然后对试验气瓶1和蓄能器2增压进行压力试验。先后打开高压氮气源开关9和氮气增压阀门7，进行增压，待常温压力表A 6显示压力达到要求压力后，先后关闭氮气增压阀门7和高压氮气源开关9，完成试验气瓶增压。增压过程中，对杜瓦3中液氮量情况进行监测，应保持液氮液面始终高于管路堵塞4，如杜瓦液氮挥发减少使得管路堵塞露出液面，可通过先后打开液氮加注阀C 16和液氮加注阀B 14进行补加，补加后应先后关闭液氮加注阀B 14和液氮加注阀C 16。
完成增压后，可进行卸压。打开氮气卸压阀门11进行放气卸压，通过观察常温压力表A 6，将试验气瓶1和蓄能器2的压力降为零，如需重复进行增压试验，则关闭卸压阀门11，重复上述增压、卸压过程。完成最后一次卸压后氮气卸压阀门11暂不关闭。
最后进行液氮泄出，卸下试验气瓶1，完成试验。首先依次打开液氮加注阀B 14和液氮泄出阀A 12将杜瓦3中液氮泄出部分，以露出管路堵塞4，再以相反顺序依次关闭阀门，然后取下管路堵塞4使试验气瓶1和蓄能器2连通大气。首先泄出试验气瓶1和蓄能器2中的液氮，先后打开液氮加注阀A 13和液氮泄出阀B 15进行液氮泄出。待试验气瓶1和蓄能器2中液氮泄出完成后，进行杜瓦3中液氮全部泄出，先后打开液氮加注阀B 14和液氮泄出阀A 12进行液氮泄出。待全部液氮泄出，试验气瓶1恢复常温后，卸下试验气瓶1，并将全部阀门关闭，完成试验。

Claims (6)

1.一种气瓶低温试验系统，包括位于杜瓦(3)内部的试验气瓶(1)和蓄能器(2)，其特征在于：所述的试验气瓶(1)和蓄能器(2)均竖直放置；所述的蓄能器(2)的液氮缸端在上，氮气缸端在下；试验气瓶(1)下端和杜瓦(3)的底部分别连接液氮加注管路，所述的液氮加注管路连接在液氮贮罐(17)上；所述的试验气瓶(1)上端管路和蓄能器(2)液氮缸端管路连通，且连通后再向上延伸，并在管路出口处设有管路堵塞(4)；所述的蓄能器(2)下端的氮气缸连接氮气管路，所述的氮气管路连接到高压氮气源(10)。
2.如权利要求1所述的一种气瓶低温试验系统，其特征在于：所述的氮气管路上安装氮气增压阀门(7)、高压氮气源开关(9)，以及常温压力表A(6)、常温压力表B(8)。
3.如权利要求1所述的一种气瓶低温试验系统，其特征在于：所述的氮气管路上设有泄压支路，泄压支路上设有卸压阀门。
4.如权利要求1所述的一种气瓶低温试验系统，其特征在于：所述的液氮加注管路上设有加注阀。
5.如权利要求1所述的一种气瓶低温试验系统，其特征在于：所述的液氮加注管路设有泄压支路，泄压支路上设有泄出阀。
6.如权利要求1所述的一种气瓶低温试验系统，其特征在于：所述的液氮贮罐(17)的出口管路上设有加注阀。
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