CN112326147B - 一种可调节释压方式的高压气体密封检测用测试系统 - Google Patents

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Abstract

一种可调节释压方式的高压气体密封检测用测试系统，包括带有筒盖的高压筒，待测密封件设置于筒盖的外侧壁与高压筒的内侧壁之间，高压筒的底部开孔并连接有压力表，氢气进气口一连通该开孔且在连通管路上设置有用于氢气增压的增压处理模块，卸荷口一连通该开孔且在连通管路上设置有用于调节高压筒内测试气体卸荷方式的调节释压模块。本发明通过气控通路使空气源成为控制介质和压缩用气体，并构建了可靠且安全的增压处理模块以实现高压氢环境服役工况的真实模拟；基于容积可调节的气容，通过释压调节通路，控制高压筒内测试气体先释压再以较低压力卸荷的方式，避免突然卸荷所产生的高气压冲击，实现高压气体的安全卸荷，间接地保护测试系统。

Description

一种可调节释压方式的高压气体密封检测用测试系统
技术领域
本发明属于高压气体密封技术领域，特别涉及一种可调节释压方式的高压气体密封检测用测试系统。
背景技术
过度依赖化石燃料造成的能源资源短缺和环境恶化是世界各国面临的严重而紧迫的问题，世界各国均在积极推进清洁、环保、高效能源的开发。氢能以其来源多种多样、能量转化率高、无污染、零排放、可储存、可再生等优点，成为极具发展前景的二次能源，利用氢能作为下一代能源载体有望解决能源供应、安全、清洁的关键问题。鉴于此，世界各国都在加紧规划和发展氢能，致力于氢能领域关键技术的攻关和氢能产品商业应用的开发。
氢能产品的氢气补给需要通过加氢站实现。加氢站主要利用储氢容器和氢能产品间的压力差进行氢气加注，因此加氢站储氢容器的压力应当高于氢能产品的储氢系统压力。而目前一些氢能产品，如氢燃料电池汽车储氢压力最高可达70MPa，为进一步提高储氢系统单位体积氢气能量密度，提升氢燃料电池汽车的单次行驶里程，增大加氢站储氢容器的储氢压力、发展更高压力下的储氢技术将成为未来发展的一大趋势。而密封部件是加氢站储氢容器不可缺少的重要组成部分，受储氢介质压力高、环境温度波动等因素影响，密封部件往往又是最薄弱环节，一旦密封部件失效，将造成火灾甚至爆炸等无法估量的严重后果。因此，有必要对高压氢气密封部件进行研究。
高压氢气密封部件的研究涉及材料性能劣化分析、产品密封性能检测等方面，需要构建能真实反映密封件或密封材料在高压氢环境服役工况的测试系统，来检测和评价高压氢气系统中的密封材料，是确保高压储氢容器长期安全、可靠运行的关键。进一步地，考虑高压储氢介质压力高、储存氢气易燃易爆的特点，测试系统除了配置满足要求的增压系统外，还需从安全性、使用寿命等方面考虑高压下的卸荷设计。而目前国内已有的测试系统不够成熟，无法综合实现高压氢环境服役工况的真实模拟与高压气体的安全卸荷。
发明内容
为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种可调节释压方式的高压气体密封检测用测试系统，可以综合实现高压氢环境服役工况的真实模拟与高压气体的安全卸荷。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种可调节释压方式的高压气体密封检测用测试系统，包括带有筒盖10的高压筒3，待测密封件9设置于筒盖10的外侧壁与高压筒3的内侧壁之间，所述高压筒3的底部开孔并连接有压力表4，氢气进气口一8连通该开孔且在连通管路上设置有用于氢气增压的增压处理模块7，卸荷口一5连通该开孔且在连通管路上设置有用于调节高压筒3内测试气体卸荷方式的调节释压模块6。
所述筒盖10和高压筒3通过螺栓连接件2连接，在筒盖10的顶端面和高压筒3的底端面之间设置有密封件一11，所述压力表4用于压力检测、压力反馈和超压/欠压报警，所述卸荷口一5用于卸荷，所述筒盖10加工有气孔，所述筒盖10气孔位于待测密封件9和高压筒3之间的泄漏通道处，所述筒盖10气孔连接泄漏检测点1。
所述增压处理模块7包括：
增压控制系统，包括气缸709及其活塞杆7010，气缸709包括左右缸体，活塞杆7010包括杆身和圆盘状的左右端头，所述左右端头分别位于左右缸体中，右端头的左壁与右缸体左壁之间连接有活塞杆弹簧7018，气缸709的进出气口位于其右缸体上；
增压通路，自氢气进气口二7024至氢气出气口7013，通路上依次设置气控阀C①7023、单向阀一701、气缸709、单向阀二7021、氢气出气管7015、冷却箱7016和气控阀C③7014，其中氢气进气口二7024连接氢气进气口一8；
气控通路，自压缩空气进气口一704起，通路上依次设置有气控阀C②703和气控阀一707，在气控阀C②703出口与气控阀一707之间还设置有行程阀706；
其中，所述气控阀C①7023、气控阀C②703、气控阀C③7014的换向和复位由空气控源C7022控制；
所述气控阀C①7023、气控阀C②703、气控阀C③7014、行程阀706、气控阀一707用于使阀体相连的各通道之间实现接通或断开来改变气体流动方向；
所述单向阀一701、单向阀二7021用于控制气体流动方向，防止气体回流。
所述活塞杆7010的右端头周向与右缸体之间设置有密封件二7017，杆身周向与杆身通道内壁之间设置有密封件三7019，左端头周向与左缸体之间设置有密封件四7020，所述冷却箱7016连接卸荷口二7011且在连接管路上有节流阀一7012，所述行程阀706连接有消声器702和行程阀弹簧705，所述活塞杆7010的右端头左壁连接有伸出右缸体左壁外部的活塞杆凸块杆708；所述消声器702用于降低排气速度和功率，达到降低噪声的目的，所述压缩空气进气口一704用于提供压缩空气，所述行程阀弹簧705用于控制行程阀706的复位时间，所述行程阀弹簧705、活塞杆弹簧7018为碳素弹簧钢丝，所述活塞杆凸块杆708用于实现行程阀706的换向，所述节流阀一7012用于控制气缸709压缩空气排出的流量，所述氢气出气管7015用于氢气的排放，所述冷却箱7016提供冷却气体流动环境，所述冷却箱7016内氢气出气管7015加工成螺旋状，所述密封件二7017、密封件三7019、密封件四7020用于实现气缸709、活塞杆7010之间的密封。
所述增压处理模块7使用时，保持接通空气控源C7022，使气控阀C①7023、气控阀C②703、气控阀C③7014换向，压缩空气由压缩空气进气口一704进入气控通路，同时氢气由氢气进气口二7024进入增压通路；对于气控通路，压缩空气经行程阀706使气控阀一707换向；压缩空气进入气缸709使活塞杆7010左行，使活塞杆弹簧7018受压；当活塞杆凸块杆708碰下行程阀706时，行程阀706换向，气控阀一707控制用压缩空气经行程阀706、消声器702排出，气控阀一707复位；在活塞杆弹簧7018弹簧力作用下，活塞杆7010右行，压缩空气从气缸709排出；待行程阀706在行程阀弹簧705作用下复位后，重复上述循环动作，活塞杆7010实现来回运动，并通过活塞杆7010的来回运动对由氢气进气口二7024进入增压通路的氢气进行加压，氢气进气口二7024压力为P1，氢气出气口7013压力为P2；压缩空气从气缸709排出后，流入冷却箱7016；节流阀一7012控制压缩空气从冷却箱7016流出的流量；压缩空气最终流入卸荷口二7011进行卸荷；压缩空气不断在冷却箱7016内流动，对氢气出气管7015内增压后的氢气进行冷却处理。
所述行程阀706在行程阀弹簧705作用下复位的时间为t1；所述活塞杆7010在活塞杆弹簧7018弹簧力作用下右行使压缩空气从气缸709排出的时间为t2；所述行程阀706复位时间t1由行程阀706质量、复位距离，以及行程阀弹簧705弹性系数共同决定；所述气缸709内压缩空气排出时间t2由活塞杆7010质量、移动距离，密封件二7017、密封件三7019、密封件四7020与气缸709摩擦系数，以及活塞杆弹簧7018弹性系数共同决定；所述行程阀706复位时间t1不短于气缸709内压缩空气排出时间t2；所述复位距离为行程阀弹簧705受压恢复长度，所述移动距离为活塞杆弹簧7018受压恢复长度。
所述调节释压模块6包括：
释压通路，在通路上，气控阀D①601和节流阀二603串联后，再与手控阀602和气控阀二604并联在氢气进气口三6015与卸荷口三605之间，所述卸荷口三605连接卸荷口一5；
释压调节通路，自压缩空气进气口二6013至可调气容系统，通路上依次设置有气控阀D②6011和单向节流阀6010；
其中所述气控阀D①601、气控阀D②6011的换向和复位由空气控源D6014控制，所述气控阀二604由出单向节流阀6010的压缩空气控制；
所述可调气容系统包括通过气容螺栓连接件608连接的气容腔606和气容盖607，气容腔606和气容盖607之间有气容密封件609；
所述手控阀602用于气控阀D①601无法动作下的手动卸荷，所述气控阀D①601、气控阀D②6011、气控阀二604用于使阀体相连的各通道之间实现接通或断开来改变气体流动方向，所述节流阀二603用于控制高压筒3内测试气体排出的流量，所述可调气容系统用于气容容积的调节，所述单向节流阀6010用于控制气体流动方向或气体流量。
所述气容盖607为中空结构，其外部两侧加工有活动导轨，所述气容腔606内部两侧加工有活动槽，外部两侧加工有凸起，所述活动导轨截面与活动槽截面均为扇形，所述外部凸起加工有螺栓连接槽，所述气容盖607通过外部活动导轨和气容腔606内部活动槽的配合实现气容盖607的移动，并通过气容腔606外部凸起螺栓连接槽、气容螺栓连接件608的连接实现气容盖607不同位置下的固定，从而改变可调气容系统的气容容积。
所述调节释压模块6使用时，保持接通空气控源D6014，使气控阀D①601、气控阀D②6011同时换向，氢气由氢气进气口三6015进入释压通路，同时压缩空气由压缩空气进气口二6013进入释压调节通路；对于释压通路，高压筒3内测试气体先通过节流阀二603、卸荷口三605进行释压，释压快慢由节流阀二603进行调节；同时压缩空气由压缩空气进气口二6013经单向节流阀6010内节流阀向可调气容系统缓慢充气，经一段时间t3后，可调气容系统内压力升高到预定值，使气控阀二604换向；此时高压筒3内压力已下降的测试气体改由气控阀二604流出，以较低压力流入卸荷口三605进行卸荷；当压力表4检测反馈出的高压筒3内压力为零时，断开空气控源D6014，使气控阀D①601、气控阀D②6011同时复位；可调气容系统中的压缩空气、气控阀二604的控制用压缩空气(空气源)经单向节流阀6010内单向阀、消声器6012迅速排出，气控阀二604复位，从而控制高压筒3内测试气体先释压再以较低压力卸荷的方式。
所述高压筒3内测试气体通过节流阀1403进行释压的总时长为可调气容系统充气时间t3，可调气容系统充气时间t3由可调气容系统的气容容积和单向节流阀14010内节流阀节流口过流面积共同决定。使用时，根据高压筒3内测试气体压力、高压筒3内部容积、节流阀1403节流口过流面积、调低压力计算出高压筒3内测试气体压力释压到调低压力的时间t4，出于安全考虑，t3时间不短于t4时间。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、通过消声器702、气控阀C②703、压缩空气进气口一704、行程阀弹簧705、行程阀706、气控阀一707、活塞杆凸块杆708所构成的气控通路使空气源成为控制介质和压缩用气体；并通过气缸709、活塞杆7010、密封件二7017、活塞杆弹簧7018、密封件三7019、密封件四7020所构成的增压处理模块增压控制系统实现活塞杆7010的往复运动，从而构建了可靠且安全的增压处理模块以实现高压氢环境服役工况的真实模拟。
2、基于容积可调节的气容，通过压缩空气进气口二6013、消声器6012、气控阀D②6011、单向节流阀6010、气容密封件609、气容螺栓连接件608、气容盖607、气容腔606所构成的释压调节通路，控制高压筒3内测试气体先释压再以较低压力卸荷的方式，避免突然卸荷所产生的高气压冲击，实现高压气体的安全卸荷，间接地保护测试系统。
附图说明
图1为本发明总体控制线路部分示意图。
图2为增压处理模块控制线路示意图。
图3为调节释压模块控制线路示意图。
图4为可调气容结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例详细说明本发明的实施方式。
如图1所示，一种可调节释压方式的高压气体密封检测用测试系统，包括高压筒3，高压筒3与其筒盖10通过螺栓连接件2连接，在筒盖10的顶端面和高压筒3的底端面之间设置有密封件一11，待测密封件9设置于筒盖10的外侧壁与高压筒3的内侧壁之间。所述高压筒3的底部开孔并连接有压力表4，压力表4用于压力检测、压力反馈和超压/欠压报警，氢气进气口一8连通该开孔且在连通管路上设置有用于氢气增压的增压处理模块7，卸荷口一5连通该开孔且在连通管路上设置有用于调节高压筒3内测试气体卸荷方式的调节释压模块6，卸荷口一5用于卸荷。筒盖10加工有气孔，筒盖10气孔位于待测密封件9和高压筒3之间的泄漏通道处，所述筒盖10气孔连接泄漏检测点1，泄漏检测点1用于待测密封件9的泄漏量检测。
参照图2，所述增压处理模块7包括：
增压控制系统，包括气缸709及其活塞杆7010，气缸709包括左右缸体，活塞杆7010包括杆身和圆盘状的左右端头，所述左右端头分别位于左右缸体中，右端头的左壁与右缸体左壁之间连接有活塞杆弹簧7018，气缸709的进出气口位于其右缸体上；活塞杆7010的右端头周向与右缸体之间设置有密封件二7017，杆身周向与杆身通道内壁之间设置有密封件三7019，左端头周向与左缸体之间设置有密封件四7020；
增压通路，自氢气进气口二7024至氢气出气口7013，通路上依次设置气控阀C①7023、单向阀一701、气缸709、单向阀二7021、氢气出气管7015、冷却箱7016和气控阀C③7014，其中氢气进气口二7024连接氢气进气口一8，氢气出气口7013连接压力表4；冷却箱7016连接卸荷口二7011且在连接管路上有节流阀一7012；
气控通路，自压缩空气进气口一704起，通路上依次设置有气控阀C②703和气控阀一707，在气控阀C②703出口与气控阀一707之间还设置有行程阀706；行程阀706连接有消声器702和行程阀弹簧705，所述活塞杆7010的右端头左壁连接有伸出右缸体左壁外部的活塞杆凸块杆708；
其中，气控阀C①7023、气控阀C②703、气控阀C③7014的换向和复位由空气控源C7022控制。
所述单向阀一701、单向阀二7021用于控制气体流动方向，防止气体回流。所述消声器702用于降低排气速度和功率，达到降低噪声的目的。所述气控阀C①7023、气控阀C②703、气控阀C③7014、行程阀706、气控阀一707用于使阀体相连的各通道之间实现接通或断开来改变气体流动方向。所述压缩空气进气口一704用于提供压缩空气。所述行程阀弹簧705用于控制行程阀706的复位时间。所述行程阀弹簧705、活塞杆弹簧7018为碳素弹簧钢丝，但不限于碳素弹簧钢丝，也可以为具有低可塑性和强弹性的其他材料。所述活塞杆凸块杆708用于实现行程阀706的换向。所述节流阀一7012用于控制气缸709压缩空气排出的流量。所述氢气出气管7015用于氢气的排放。所述冷却箱7016提供冷却气体流动环境。所述冷却箱7016内氢气出气管7015加工成螺旋状。所述密封件二7017、密封件三7019、密封件四7020用于实现气缸709、活塞杆7010之间的密封。所述空气控源C7022用于控制气控阀C①7023、气控阀C②703、气控阀C③7014的换向和复位。
所述增压处理模块7使用时，保持接通空气控源C7022，使气控阀C①7023、气控阀C②703、气控阀C③7014换向，压缩空气由压缩空气进气口一704进入气控通路，同时氢气由氢气进气口二7024进入增压通路；对于气控通路，压缩空气(空气源)经行程阀706使气控阀一707换向；压缩空气进入气缸709使活塞杆7010左行，使活塞杆弹簧7018受压；当活塞杆凸块杆708碰下行程阀706时，行程阀706换向，气控阀一707控制用压缩空气(空气源)经行程阀706、消声器702排出，气控阀一707复位；在活塞杆弹簧7018弹簧力作用下，活塞杆7010右行，压缩空气从气缸709排出；待行程阀706在行程阀弹簧705作用下复位后，重复上述循环动作，活塞杆7010实现来回运动，并通过活塞杆7010的来回运动对由氢气进气口二7024进入增压通路的氢气进行加压，氢气进气口二7024压力为P1，氢气出气口7013压力为P2。
进一步地，所述压缩空气从气缸709排出后，流入冷却箱7016；节流阀一7012控制了压缩空气从冷却箱7016流出的流量；压缩空气最终流入卸荷口二7011进行卸荷；压缩空气不断在冷却箱7016内流动，对氢气出气管7015内增压后的氢气进行冷却处理；冷却箱7016内氢气出气管7015加工成螺旋状，增加了冷却处理面积，有效地降低出气温度，有利于保护增压处理模块7和相关管路及阀件，从而构建了可靠且安全的增压处理模块以实现高压氢环境服役工况的真实模拟。
所述行程阀706在行程阀弹簧705作用下复位的时间为t1。所述活塞杆7010在活塞杆弹簧7018弹簧力作用下右行使压缩空气从气缸709排出的时间为t2。所述行程阀706复位时间t1由行程阀706质量、复位距离(行程阀弹簧705受压恢复长度)，以及行程阀弹簧705弹性系数共同决定。所述气缸709内压缩空气排出时间t2由活塞杆7010质量、移动距离(活塞杆弹簧7018受压恢复长度)，密封件二7017、密封件三7019、密封件四7020与气缸709摩擦系数，以及活塞杆弹簧7018弹性系数共同决定。所述行程阀706复位时间t1不短于气缸709内压缩空气排出时间t2，以使活塞杆7010右行到气缸709端部，压缩空气从气缸709完全排出，从而使增压通路的加压效果达到最优。
参照图3，所述调节释压模块6包括：
释压通路，在通路上，气控阀D①601和节流阀二603串联后，再与手控阀602和气控阀二604并联在氢气进气口三6015与卸荷口三605之间，所述卸荷口三605连接卸荷口一5；
释压调节通路，自压缩空气进气口二6013至可调气容系统，通路上依次设置有气控阀D②6011和单向节流阀6010，气控阀D②6011上设置有消声器6012；
其中所述气控阀D①601、气控阀D②6011的换向和复位由空气控源D6014控制，所述气控阀二604由出单向节流阀6010的压缩空气控制；
所述可调气容系统包括通过气容螺栓连接件608连接的气容腔606和气容盖607，气容腔606和气容盖607之间有气容密封件609；
所述手控阀602用于气控阀D①601无法动作下的手动卸荷，所述气控阀D①601、气控阀D②6011、气控阀二604用于使阀体相连的各通道之间实现接通或断开来改变气体流动方向，所述节流阀二603用于控制高压筒3内测试气体排出的流量，所述可调气容系统用于气容容积的调节，所述单向节流阀6010用于控制气体流动方向或气体流量。所述消声器6012用于降低排气速度和功率，达到降低噪声的目的。所述压缩空气进气口二6013用于提供压缩空气。
参照图4，所述气容盖607为中空结构。所述气容盖607外部两侧加工有活动导轨。所述气容腔606内部两侧加工有活动槽。所述气容盖607的外部活动导轨截面与气容腔606的内部活动槽截面均为扇形，但不局限于扇形，也可以为具有导向、连接能力的其他形状。所述气容腔606外部两侧加工有凸起。所述气容腔606外部凸起加工有螺栓连接槽。
所述气容盖607通过外部活动导轨和气容腔606内部活动槽的配合实现气容盖607的移动，并通过气容腔606外部凸起螺栓连接槽、气容螺栓连接件608的连接实现气容盖607不同位置下的固定，从而改变可调气容系统的气容容积。
参照图3、图4，所述调节释压模块6使用时，保持接通空气控源D6014，使气控阀D①601、气控阀D②6011同时换向，氢气由氢气进气口三6015进入释压通路，同时压缩空气由压缩空气进气口二6013进入释压调节通路；对于释压通路，高压筒3内测试气体先通过节流阀二603、卸荷口三605进行释压，释压快慢由节流阀二603进行调节；同时压缩空气由压缩空气进气口二6013经单向节流阀6010内节流阀向可调气容系统缓慢充气，经一段时间t3后，可调气容系统内压力升高到预定值后，使气控阀二604换向；此时高压筒3内压力已下降的测试气体改由气控阀二604流出，以较低压力流入卸荷口三605进行卸荷；当压力表4检测反馈出的高压筒3内压力为零时，断开空气控源D6014，使气控阀D①601、气控阀D②6011同时复位；可调气容系统中的压缩空气、气控阀二604的控制用压缩空气(空气源)经单向节流阀6010内单向阀、消声器6012迅速排出，气控阀二604复位，从而控制高压筒3内测试气体先释压再以较低压力卸荷的方式，避免突然卸荷所产生的高气压冲击，实现高压气体的安全卸荷，间接地保护测试系统。
所述高压筒3内测试气体通过节流阀二603进行释压的总时长为可调气容系统充气时间t3，可调气容系统充气时间t3由可调气容系统的气容容积和单向节流阀6010内节流阀节流口过流面积共同决定。使用时，根据高压筒3内测试气体压力、高压筒3内部容积、节流阀二603节流口过流面积、调低压力计算出高压筒3内测试气体压力释压到调低压力的时间t4，出于安全考虑，t3时间不短于t4时间，再根据t3选择相匹配的单向节流阀6010内节流阀、并调节可调气容系统的气容容积。
本发明的工作原理为：
通过消声器702、气控阀C②703、压缩空气进气口一704、行程阀弹簧705、行程阀706、气控阀一707、活塞杆凸块杆708所构成的气控通路使空气源成为控制介质和压缩用气体；并通过气缸709、活塞杆7010、密封件二7017、活塞杆弹簧7018、密封件三7019、密封件四7020所构成的增压处理模块增压控制系统实现活塞杆7010的往复运动，从而构建了可靠且安全的增压处理模块以实现高压氢环境服役工况的真实模拟；进一步地，可将橡胶材料、金属材料、非金属材料等置于高压筒3内，研究不同压力、保压时间下材料的性能劣化规律。基于容积可调节的气容，通过压缩空气进气口二6013、消声器6012、气控阀D②6011、单向节流阀6010、气容密封件609、气容螺栓连接件608、气容盖607、气容腔606所构成的释压调节通路，控制高压筒3内测试气体先释压再以较低压力卸荷的方式，避免突然卸荷所产生的高气压冲击，实现高压气体的安全卸荷，间接地保护测试系统。
本发明的工作流程为：
步骤一，装配与检查。安装待测密封件9与放置性能劣化规律研究用材料于高压筒3内后，检查测试系统各部件的连接。
步骤二，气体增压。保持接通空气控源C7022，使气控阀C①7023、气控阀C②703、气控阀C③7014换向；实现高压筒3内测试气体测试压力(140MPa及以上)的构建，构建终压力由压力表4控制。
步骤三，保压测试。压力表4测试到高压筒3内测试压力达到设定值后，断开空气控源C7022，使气控阀C①7023、气控阀C②703、气控阀C③7014复位；保压时间可根据需求自行设定，此时待测密封件9密封情况由泄漏检测点1是否检测到泄漏进行判断。
步骤四，释压。保持接通空气控源D6014，使气控阀D①601、气控阀D②6011同时换向；当压力表4检测反馈出的高压筒3内压力为零时，断开空气控源D6014，使气控阀D①601、气控阀D②6011同时复位。
步骤五，压力循环测试。重复步骤三和步骤四实现压力循环，压力循环次数可根据需求自行设定；此时待测密封件9密封情况由泄漏检测点1是否检测到泄漏进行判断。
步骤六，系统关闭。确认压力表4检测反馈出压力为“零”；确认手控阀602为关闭状态；确认空气控源C7022、空气控源D6014、为断开状态；关闭测试系统的总电源。
步骤七、性能测试。取出待测密封件9和高压筒3内性能劣化规律研究用材料，通过力学性能测试、化学结构分析、微观形貌观察等方式研究不同压力、压力循环、保压时间下材料的性能劣化规律。
本发明待测密封件9不局限于橡胶材料，也可以为金属材料、非金属材料等特征尺寸满足密封槽结构的密封件。进一步地，可将橡胶材料、金属材料、非金属材料等置于高压筒3内，研究不同压力、压力循环、保压时间下材料的性能劣化规律。
本发明测试系统用模块、检测点、空气控源通断、压力表、气控阀、安全阀等均反馈到远程计算机，并可通过远程计算机实现远程操作。
本发明所述高压一般指理论上通过控制电/气路设计、部件选型、强度校核等，使系统可承受140MPa及以上的测试压力，因此系统内所有零部件防爆等级(140MPa及以上)均满足高压要求。
所述测试系统内所有零部件压力等级均高于所在区域的气体使用压力值，并有一定安全系数，可以保证不存在超压危险。
所述测试系统内所有零部件在正常工作期间都处于地电位，与接地柱间的电阻值<10Ω。
本发明测试的高压气体不限于氢气，也可以为氮气、氦气、空气等气体。

Claims (9)

1.一种可调节释压方式的高压气体密封检测用测试系统，包括带有筒盖(10)的高压筒(3)，待测密封件(9)设置于筒盖(10)的外侧壁与高压筒(3)的内侧壁之间，所述高压筒(3)的底部开孔并连接有压力表(4)，氢气进气口一(8)连通该开孔且在连通管路上设置有用于氢气增压的增压处理模块(7)，卸荷口一(5)连通该开孔且在连通管路上设置有用于调节高压筒(3)内测试气体卸荷方式的调节释压模块(6)；
其特征在于，所述增压处理模块(7)包括：
增压控制系统，包括气缸(709)及其活塞杆(7010)，气缸(709)包括左右缸体，活塞杆(7010)包括杆身和圆盘状的左右端头，所述左右端头分别位于左右缸体中，右端头的左壁与右缸体左壁之间连接有活塞杆弹簧(7018)，气缸(709)的进出气口位于其右缸体上；
增压通路，自氢气进气口二(7024)至氢气出气口(7013)，通路上依次设置气控阀C①(7023)、单向阀一(701)、气缸(709)、单向阀二(7021)、氢气出气管(7015)、冷却箱(7016)和气控阀C③(7014)，其中氢气进气口二(7024)连接氢气进气口一(8)；
气控通路，自压缩空气进气口一(704)起，通路上依次设置有气控阀C②(703)和气控阀一(707)，在气控阀C②(703)出口与气控阀一(707)之间还设置有行程阀(706)；
其中，所述气控阀C①(7023)、气控阀C②(703)、气控阀C③(7014)的换向和复位由空气控源C(7022)控制；
所述气控阀C①(7023)、气控阀C②(703)、气控阀C③(7014)、行程阀(706)、气控阀一(707)用于使阀体相连的各通道之间实现接通或断开来改变气体流动方向；
所述单向阀一(701)、单向阀二(7021)用于控制气体流动方向，防止气体回流。
2.根据权利要求1所述可调节释压方式的高压气体密封检测用测试系统，其特征在于，所述筒盖(10)和高压筒(3)通过螺栓连接件(2)连接，在筒盖(10)的顶端面和高压筒(3)的底端面之间设置有密封件一(11)，所述压力表(4)用于压力检测、压力反馈和超压/欠压报警，所述卸荷口一(5)用于卸荷，所述筒盖(10)加工有气孔，所述筒盖(10)气孔位于待测密封件(9)和高压筒(3)之间的泄漏通道处，所述筒盖(10)气孔连接泄漏检测点(1)。
3.根据权利要求1所述可调节释压方式的高压气体密封检测用测试系统，其特征在于，所述活塞杆(7010)的右端头周向与右缸体之间设置有密封件二(7017)，杆身周向与杆身通道内壁之间设置有密封件三(7019)，左端头周向与左缸体之间设置有密封件四(7020)，所述冷却箱(7016)连接卸荷口二(7011)且在连接管路上有节流阀一(7012)，所述行程阀(706)连接有消声器(702)和行程阀弹簧(705)，所述活塞杆(7010)的右端头左壁连接有伸出右缸体左壁外部的活塞杆凸块杆(708)；所述消声器(702)用于降低排气速度和功率，达到降低噪声的目的，所述压缩空气进气口一(704)用于提供压缩空气，所述行程阀弹簧(705)用于控制行程阀(706)的复位时间，所述行程阀弹簧(705)、活塞杆弹簧(7018)为碳素弹簧钢丝，所述活塞杆凸块杆(708)用于实现行程阀(706)的换向，所述节流阀一(7012)用于控制气缸(709)压缩空气排出的流量，所述氢气出气管(7015)用于氢气的排放，所述冷却箱(7016)提供冷却气体流动环境，所述冷却箱(7016)内氢气出气管(7015)加工成螺旋状，所述密封件二(7017)、密封件三(7019)、密封件四(7020)用于实现气缸(709)、活塞杆(7010)之间的密封。
4.根据权利要求3所述可调节释压方式的高压气体密封检测用测试系统，其特征在于，所述增压处理模块(7)使用时，保持接通空气控源C(7022)，使气控阀C①(7023)、气控阀C②(703)、气控阀C③(7014)换向，压缩空气由压缩空气进气口一(704)进入气控通路，同时氢气由氢气进气口二(7024) 进入增压通路；对于气控通路，压缩空气经行程阀(706)使气控阀一(707)换向；压缩空气进入气缸(709)使活塞杆(7010)左行，使活塞杆弹簧(7018)受压；当活塞杆凸块杆(708)碰下行程阀(706)时，行程阀(706)换向，气控阀一(707)控制用压缩空气经行程阀(706)、消声器(702)排出，气控阀一(707)复位；在活塞杆弹簧(7018)弹簧力作用下，活塞杆(7010)右行，压缩空气从气缸(709)排出；待行程阀(706)在行程阀弹簧(705)作用下复位后，重复上述循环动作，活塞杆(7010)实现来回运动，并通过活塞杆(7010)的来回运动对由氢气进气口二(7024)进入增压通路的氢气进行加压，氢气进气口二(7024)压力为P1，氢气出气口(7013)压力为P2；压缩空气从气缸(709)排出后，流入冷却箱(7016)；节流阀一(7012)控制压缩空气从冷却箱(7016)流出的流量；压缩空气最终流入卸荷口二(7011)进行卸荷；压缩空气不断在冷却箱(7016)内流动，对氢气出气管(7015)内增压后的氢气进行冷却处理。
5.根据权利要求4所述可调节释压方式的高压气体密封检测用测试系统，其特征在于，所述行程阀(706)在行程阀弹簧(705)作用下复位的时间为t1；所述活塞杆(7010)在活塞杆弹簧(7018)弹簧力作用下右行使压缩空气从气缸(709)排出的时间为t2；所述行程阀(706)复位时间t1由行程阀(706)质量、复位距离，以及行程阀弹簧(705)弹性系数共同决定；所述气缸(709)内压缩空气排出时间t2由活塞杆(7010)质量、移动距离，密封件二(7017)、密封件三(7019)、密封件四(7020)与气缸(709)摩擦系数，以及活塞杆弹簧(7018)弹性系数共同决定；所述行程阀(706)复位时间t1不短于气缸(709)内压缩空气排出时间t2；所述复位距离为行程阀弹簧(705)受压恢复长度，所述移动距离为活塞杆弹簧(7018)受压恢复长度。
6.根据权利要求3所述可调节释压方式的高压气体密封检测用测试系统，其特征在于，所述调节释压模块(6)包括：
释压通路，在通路上，气控阀D①(601)和节流阀二(603)串联后，再与手控阀(602)和气控阀二(604)并联在氢气进气口三(6015)与卸荷口三(605)之间，所述卸荷口三(605)连接卸荷口一(5)；
释压调节通路，自压缩空气进气口二(6013)至可调气容系统，通路上依次设置有气控阀D②(6011)和单向节流阀(6010)；
其中所述气控阀D①(601)、气控阀D②(6011)的换向和复位由空气控源D(6014)控制，所述气控阀二(604)由出单向节流阀(6010)的压缩空气控制；
所述可调气容系统包括通过气容螺栓连接件(608)连接的气容腔(606)和气容盖(607)，气容腔(606)和气容盖(607)之间有气容密封件(609)；
所述手控阀(602)用于气控阀D①(601)无法动作下的手动卸荷，所述气控阀D①(601)、气控阀D②(6011)、气控阀二(604)用于使阀体相连的各通道之间实现接通或断开来改变气体流动方向，所述节流阀二(603)用于控制高压筒(3)内测试气体排出的流量，所述可调气容系统用于气容容积的调节，所述单向节流阀(6010)用于控制气体流动方向或气体流量。
7.根据权利要求6所述可调节释压方式的高压气体密封检测用测试系统，其特征在于，所述气容盖(607)为中空结构，其外部两侧加工有活动导轨，所述气容腔(606)内部两侧加工有活动槽，外部两侧加工有凸起，所述活动导轨截面与活动槽截面均为扇形，外部的所述凸起加工有螺栓连接槽，所述气容盖(607)通过外部活动导轨和气容腔(606)内部活动槽的配合实现气容盖(607)的移动，并通过气容腔(606)外部凸起螺栓连接槽、气容螺栓连接件(608)的连接实现气容盖(607)不同位置下的固定，从而改变可调气容系统的气容容积。
8.根据权利要求6或7所述可调节释压方式的高压气体密封检测用测试系统，其特征在于，所述调节释压模块(6)使用时，保持接通空气控源D(6014)，使气控阀D①(601)、气控阀D②(6011)同时换向，氢气由氢气进气口三(6015)进入释压通路，同时压缩空气由压缩空气进气口二(6013)进入释压调节通路；对于释压通路，高压筒(3)内测试气体先通过节流阀二(603)、卸荷口三(605) 进行释压，释压快慢由节流阀二(603)进行调节；同时压缩空气由压缩空气进气口二(6013)经单向节流阀(6010)内节流阀向可调气容系统缓慢充气，经一段时间t3后，可调气容系统内压力升高到预定值，使气控阀二(604)换向；此时高压筒(3)内压力已下降的测试气体改由气控阀二(604)流出，以较低压力流入卸荷口三(605)进行卸荷；当压力表(4)检测反馈出的高压筒(3)内压力为零时，断开空气控源D(6014)，使气控阀D①(601)、气控阀D②(6011)同时复位；可调气容系统中的压缩空气、气控阀二(604)的控制用压缩空气经单向节流阀(6010)内单向阀、消声器一(6012)迅速排出，气控阀二(604)复位，从而控制高压筒(3)内测试气体先释压再以较低压力卸荷的方式。
9.根据权利要求8所述可调节释压方式的高压气体密封检测用测试系统，其特征在于，所述高压筒(3)内测试气体通过节流阀(1403)进行释压的总时长为可调气容系统充气时间t3，可调气容系统充气时间t3由可调气容系统的气容容积和单向节流阀一内节流阀节流口过流面积共同决定；使用时，根据高压筒(3)内测试气体压力、高压筒(3)内部容积、节流阀(1403)节流口过流面积、调低压力计算出高压筒(3)内测试气体压力释压到调低压力的时间t4，出于安全考虑，t3时间不短于t4时间。
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