CN203908877U - 超高压气瓶爆破测试系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种超高压气瓶爆破测试系统，包括被试气瓶和监测控制系统，被试气瓶连接有气动水压增压系统，气动水压增压系统包括气动液压泵，气动水压增压系统分别连接有驱动气输入系统和供水计量系统，驱动气输入系统的储气罐连接有空压机，空压机内设有冷干机，驱动气输入系统与气动水压增压系统间设有过滤器一，供水计量系统的计量水箱连接有高精度液位传感器、进水电磁阀和供水气动阀。本实用新型的有益效果为：采用多气动泵组合，保障不同压力不同流量的需求和所需的增压速率可调；将专用承压气瓶爆破所需的所有参数测试功能进行整合，实现系统化和标准化；多种安全防护措施，安全可靠。

Description

超高压气瓶爆破测试系统

技术领域

本实用新型涉及一种超高压气瓶爆破测试系统。

背景技术

承压气瓶用以贮运气体，液化气体和溶解气体的一次性或可重复充气的移动式的压力容器，属于高压承压容器。鉴于承压气瓶属于高压承压容器，高安全性、可靠性的技术要求毋庸置疑。承压气瓶的材质、加工、承压等性能直接决定了其整体性能是否合格，爆破测试则是抽检验证手段之一。这种承压气瓶进行爆破试验时的耗水量大、压力高，爆破威力大，曾经计算，爆破瞬间对底座产生的冲击力将达到18吨，所以为保证足够安全一般将承压气瓶置放在地坑内进行，同时配置摄像头监视现场。另外，为科学验证承压气瓶的材料性能还需测量进水量、周向变形和应变。

传统的气瓶爆破测试系统采用电动柱塞泵对专用承压气瓶实施增压爆破，存在的问题和缺点：1、只是简单地将零散设备连接和启动，没有系统化，功能单一，控制简单，劳动量大；2、单个电动泵能够提供的压力和流量都非常有限，不能用于多种压力的爆破，不能按所希望的增压速率进行；3、没有专用检测软件相支持，不能参数设定，没有实时压力曲线，没有爆破前的预警，不能存储爆破试验过程中大量用于研究的数据；4、不能检测屈服压力、进水量，多点应变、周向变形量等参数，仅仅能够测量爆破压力。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种超高压气瓶爆破测试系统，以克服目前现有技术存在的上述不足。

本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现：

一种超高压气瓶爆破测试系统，包括被试气瓶和监测控制系统，所述被试气瓶连接有气动水压增压系统，所述气动水压增压系统包括气动液压泵，所述气动水压增压系统的进气口和进水口分别连接有驱动气输入系统和供水计量系统，所述驱动气输入系统包括储气罐，所述储气罐的输入端连接有空压机，所述空压机内设有冷干机，所述驱动气输入系统与气动水压增压系统之间设有过滤器一，所述供水计量系统包括计量水箱，所述计量水箱连接有高精度液位传感器、进水电磁阀和供水气动阀，所述高精度液位传感器、进水电磁阀和供水气动阀均与监测控制系统相连。

进一步的，所述过滤器一与气动液压泵之间通过四通接头分别连接有管路一、管路二和管路三，所述管路一上依次设有气控减压阀、三通阀和压力表一；所述管路二上设有精密减压阀，所述精密减压阀的输入口与四通接头连接，所述精密减压阀的输出口与三通阀连接；所述管路三上依次设有减压阀和三个电磁阀，所述气控减压阀的上部进气口与管路三之间还连接有电气比例阀。

进一步的，所述气动液压泵的输出管路上依次设有单向阀、气动阀一和保压阀和高压输出口，所述高压输出口与被试气瓶相连，所述单向阀和高压输出口之间并联有一条支路，所述支路上依次设有爆破片和泄压阀，所述爆破片与泄压阀之间设有一条支路，所述支路连接泄压输出口，所述泄压阀并联有一个气动阀二，所述保压阀与高压输出口之间设有压力表二、传感器一和传感器二所述压力表二、传感器一和传感器二连接到同一个节点上，所述传感器一的输入端连接有一个截止阀。

进一步的，所述三个电磁阀依次分别与气动液压泵、气动阀一和气动阀二相连接。

进一步的，所述被试气瓶外径上缠绕有拉线传感器，所述拉线传感器与监测控制系统相连。

进一步的，所述监测控制系统上连接有3个或4个摄像头。

进一步的，所述供水计量系统与气动水压增压系统之间设有过滤器二。

优选的，所述过滤器一为两级过滤器。

优选的，所述空压机为喷油双螺杆式空压机。

进一步的，所述气动液压泵内设有两个单向阀。

本实用新型的有益效果为：摒弃了传统的电动柱塞泵而采用多气动泵组合，从根本上为既满足不同压力又满足不同流量的需求提供了保障，也保证了所需的增压速率可调；将专用承压气瓶爆破所需的所有参数的测试功能进行整合，实现了系统化和标准化；多种安全、防护措施，提高了安全可靠性；研发了专用测控软件，提供了自动和手动两种控制模式，提供了交互式友好界面，实时显示各种参数数据和曲线，数据能够存储、调用和打印，自动形成测试报告。。

附图说明

下面根据附图对本实用新型作进一步详细说明。

图1是本实用新型实施例所述的超高压气瓶爆破测试系统的流程图；

图2是本实用新型实施例所述的气动水压增压系统的结构原理图。

图中：

1、被试气瓶；2、监测控制系统；3、气动水压增压系统；4、气动液压泵；5、驱动气输入系统；6、供水计量系统；7、储气罐；8、空压机；9、冷干机；10、过滤器一；11、计量水箱；12、管路一；13、管路二；14、管路三；15、气控减压阀；16、三通阀；17、压力表一；18、精密减压阀；19、减压阀；20、电磁阀；21、电气比例阀；22、单向阀；23、气动阀一；24、保压阀；25、高压输出口； 26、爆破片；27、泄压阀；28、泄压输出口；29、气动阀二；30、压力表二；31、传感器一；32、传感器二；33、截止阀；34、拉线传感器；35、摄像头；36、过滤器二。

具体实施方式

如图1-2所示，本实用新型实施例所述的一种超高压气瓶爆破测试系统，包括被试气瓶1和监测控制系统2，所述被试气瓶1连接有气动水压增压系统3，所述气动水压增压系统3包括气动液压泵4，所述气动水压增压系统3的进气口和进水口分别连接有驱动气输入系统5和供水计量系统6，所述驱动气输入系统5包括储气罐7，所述储气罐7的输入端连接有空压机8，储气罐7的作用是既储存空压机产生的压缩空气，又能保证下游用气设备有效稳定地使用，也降低空压机开停机次数、延长寿命等，两级过滤器高效过滤掉空气中的杂质和水分，最终将固体杂质过滤到0.01μm、含油量过滤到0.01ppm，大大改善了气动液泵的工况；所述空压机8为喷油双螺杆式空压机；所述空压机8内设有冷干机9，螺杆式空压机具有性能稳定、能耗相对低、寿命长等优点，冷干机通过冷冻干燥的方法能有效去除大部分水分，能够使压缩空气的压力露点控制在+1~+4℃之间，保证了气动液泵排出的空气不会结霜；所述驱动气输入系统5与气动水压增压系统3之间设有过滤器一10，所述供水计量系统包括计量水箱11，所述计量水箱11连接有高精度液位传感器、进水电磁阀和供水气动阀，所述高精度液位传感器、进水电磁阀和供水气动阀均与监测控制系统2相连，供水计量系统,配置高精度液位传感器、进水电磁阀和供水气动阀，受测控系统的控制，液位数据采集进电脑，经处理后显示进水量实时数据、进水量和时间的关系曲线，水量的测量精度由于1%；

所述过滤器一10与气动液压泵4之间通过四通接头分别连接有管路一12、管路二13和管路三14，所述管路一12上依次设有气控减压阀15、三通阀16和压力表一17；所述管路二13上设有精密减压阀18，所述精密减压阀18的输入口与四通接头连接，所述精密减压阀18的输出口与三通阀16连接；所述管路三14上依次设有减压阀19和三个电磁阀20，所述气控减压阀15的上部进气口与管路三14之间还连接有电气比例阀21；所述气动液压泵4的输出管路上依次设有单向阀22、气动阀一23和保压阀24和高压输出口25，所述高压输出口25与被试气瓶1相连，所述单向阀22和高压输出口25之间并联有一条支路，所述支路上依次设有爆破片26和泄压阀27，所述爆破片26与泄压阀27之间设有一条支路，所述支路连接泄压输出口28，所述泄压阀27并联有一个气动阀二29，所述保压阀24与高压输出口25之间设有压力表二30、传感器一31和传感器二32，所述压力表二30、传感器一31和传感器二32连接到同一个节点上，所述传感器一31的输入端连接有一个截止阀33；所述三个电磁阀20依次分别与气动液压泵4、气动阀一23和气动阀二29相连接；气动水压增压系统3是整个承压气瓶爆破总工程的核心设备，由1台气动液压泵4组成，另外还包括电动调压阀、调速阀、电磁阀、单向阀、压力表、气动阀、不锈钢管路和接头等。在测控系统的控制下自动选择启动相应气动液压泵4，电动调压阀在电信号的控制下自动调节驱动空气压力，从而控制液泵循环速度和输出流量，当复合气瓶被打爆时会自动停机；

监测控制系统2包括测控系统和监控系统，测控系统承担整个工程设备的控制和数据采集、处理、存储等功能，监控系统负责将所需的监控画面传送到显示器，根据需要可配置3~4个摄像头，操作人员可进行远近调整、放大、存储等工作；测控和监控系统一并集成在四联测控台上；测控系统的硬件部分主要包括工控机、19”液晶显示器、PLC、数据采集模块、保险、电源等组成，爆破现场配置高压压力传感器、拉线传感器，计量水箱配置液位传感器，这些模拟量都输送到PLC和工控机，并通过专用数据采集软件进行处理，另外还包括应变的测量和数据处理。

所述被试气瓶1外径上缠绕有拉线传感器34，所述拉线传感器34与监测控制系统2相连，拉线传感器34固定在被试气瓶1两侧，连接缠绕在被试气瓶1外径上的钢丝上，出现变形后拉线传感器34输出电压信号供采集；摄像头用于现场检测，保证安全；所述监测控制系统2上连接有3个或4个摄像头35；所述供水计量系统6与气动水压增压系统3之间设有过滤器二36；所述过滤器一10为两级过滤器；所述气动液压泵4内设有两个单向阀。

气动液泵是无润滑、往复活塞式增压设备，增压器活塞杆两端的活塞面积不同，将驱动气体通入与大活塞相连的腔，通过交替使用吸入和排出气体的两个控制阀，活塞可以往复运动。在活塞往复运动过程中，根据受力平衡，小活塞端产生高压。

气动液泵有以下几个特点：1、空气驱动——无产生热、火星和火花危险；2、输出压力高——最大压力输出值达到10,000psi（700MPa）；3、自润滑设备——独一无二的密封技术可以使增压器在无润滑的条件下工作。在使用非金属轴承和磨损补偿密封的高压工作腔中不需要任何形式的润滑。既节省了运行费用，又避免蒸发石油气体对周围环境造成污染；4、不需冷却系统，噪音低；5体积小、重量轻，方便操作，维修简单；6、易维护——无需额外的润滑与冷却环节，密封件寿命长，产品易维护；7、可以连续停／开无限制，无不利影响，运行可靠，结构紧凑。

本发明所取得的优点体现在以下方面：

1、采用气动液泵增压，巧妙地利用了其输出压力和驱动空气压力成正比这一特点，保证了输出压力流量可调可控的性能，满足承压气瓶的爆破试验要求；

2、功能强大、全面、系统，概况起来主要包括以下功能：

a、 适合静水压试验和爆破承压气瓶爆破，压力可选、可控，流量可调；

b、          测试的参数全面，包括屈服压力、爆破压力、进水量、变形量、应变等；

c、实时显示的曲线全面，包括压力－时间曲线、进水量－时间曲线、变形量－时间曲线、应变量－时间曲线等，所有曲线可放大缩小，随意显示所选位置的数值；

d、          手动和自动可选，灵活性强；

e、 专用测控软件灵活友好，包含多种界面，如数据采集界面、控制状态界面，可自由切换；

f、  所有采集数据都可以存储到指定数据文件，方便调用。每次试验可自动生成word版测试报告，可直接打印，签字盖章生效；

g、安全措施得当，包括安全阀、爆破片、爆破预警、空压机预警、供水预警、不正常停机等多种报警和预警措施，保证了整个系统工程的顺利使用。

在安装时需要注意的是：

气动水压增压系统3内部配置中各级压力均配置安全阀或爆破片，万一超过设定压力会自动泄压到安全区域；被试气瓶1需要放置在地下坑内V型座上，用多道钢丝绳固定；摄像头安装在最需监控地点，如地坑两端、地坑周边、压力表显示等，既用于监视试验情况也用于监视周边是否存在无关人员，确保安全；试验现场拉警戒线戒严；测控系统中的测试软件设计有多项报警预警显示，包括驱动空气压力不足报警、泄露引起的压力上升缓慢报警、接近爆破时的预警等等。

本实用新型所涉及的承压气瓶的爆破属于按生产批次抽检，抽检意义重大，代表的是整批产品的质量，往往一只气瓶爆破后所得到的数据直接影响到对整批产品的质量判断，因此整个爆破设备的可靠性、便利性乃至每次试验的成败都至关重要；功能大大完善，数据更加详实可信，为直缝和螺旋埋弧焊管的检验提供了更加有效的数据支撑，为找出该型焊管不合格因素，找出可能存在的材料、焊接工艺、成型工艺诸多方面的薄弱环节提供了权威的依据，这样才能有的放矢，提高产品合格率，保证出厂质量，当然也大大提高了生产率；本发明集成度高，自动化水平高，一切就绪后操作人员所有操作只需在测控台进行，降低了劳动强度，减少了安全隐患，符合当今对人性化注重的社会要求。

本实用新型不局限于上述最佳实施方式，任何人在本实用新型的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是具有与本申请相同或相近似的技术方案，均落在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种超高压气瓶爆破测试系统，包括被试气瓶（1）和监测控制系统（2），其特征在于：所述被试气瓶（1）连接有气动水压增压系统（3），所述气动水压增压系统（3）包括气动液压泵（4），所述气动水压增压系统（3）的进气口和进水口分别连接有驱动气输入系统（5）和供水计量系统（6），所述驱动气输入系统（5）包括储气罐（7），所述储气罐（7）的输入端连接有空压机（8），所述空压机（8）内设有冷干机（9），所述驱动气输入系统（5）与气动水压增压系统（3）之间设有过滤器一（10），所述供水计量系统包括计量水箱（11），所述计量水箱（11）连接有高精度液位传感器、进水电磁阀和供水气动阀，所述高精度液位传感器、进水电磁阀和供水气动阀均与监测控制系统（2）相连。

2.根据权利要求1所述的一种超高压气瓶爆破测试系统，其特征在于：所述过滤器一（10）与气动液压泵（4）之间通过四通接头分别连接有管路一（12）、管路二（13）和管路三（14），所述管路一（12）上依次设有气控减压阀（15）、三通阀（16）和压力表一（17）；所述管路二（13）上设有精密减压阀（18），所述精密减压阀（18）的输入口与四通接头连接，所述精密减压阀（18）的输出口与三通阀（16）连接；所述管路三（14）上依次设有减压阀（19）和三个电磁阀（20），所述气控减压阀（15）的上部进气口与管路三（14）之间还连接有电气比例阀（21）。

3.根据权利要求2所述的一种超高压气瓶爆破测试系统，其特征在于：所述气动液压泵（4）的输出管路上依次设有单向阀（22）、气动阀一（23）和保压阀（24）和高压输出口（25），所述高压输出口（25）与被试气瓶（1）相连，所述单向阀（22）和高压输出口（25）之间并联有一条支路，所述支路上依次设有爆破片（26）和泄压阀（27），所述爆破片（26）与泄压阀（27）之间设有一条支路，所述支路连接泄压输出口（28），所述泄压阀（27）并联有一个气动阀二（29），所述保压阀（24）与高压输出口（25）之间设有压力表二（30）、传感器一（31）和传感器二（32），所述压力表二（30）、传感器一（31）和传感器二（32）连接到同一个节点上，所述传感器一（31）的输入端连接有一个截止阀（33）。

4.根据权利要求3所述的一种超高压气瓶爆破测试系统，其特征在于：所述三个电磁阀（20）依次分别与气动液压泵（4）、气动阀一（23）和气动阀二（29）相连接。

5.根据权利要求4所述的一种超高压气瓶爆破测试系统，其特征在于：所述被试气瓶（1）外径上缠绕有拉线传感器（34），所述拉线传感器（34）与监测控制系统（2）相连。

6.根据权利要求5所述的一种超高压气瓶爆破测试系统，其特征在于：所述监测控制系统（2）上连接有3个或4个摄像头（35）。

7.根据权利要求6所述的一种超高压气瓶爆破测试系统，其特征在于：所述供水计量系统（6）与气动水压增压系统（3）之间设有过滤器二（36）。

8.根据权利要求1所述的一种超高压气瓶爆破测试系统，其特征在于：所述过滤器一（10）为两级过滤器。

9.根据权利要求1所述的一种超高压气瓶爆破测试系统，其特征在于：所述空压机（8）为喷油双螺杆式空压机。

10.根据权利要求1至9中任一项所述的一种超高压气瓶爆破测试系统，其特征在于：所述气动液压泵（4）内设有两个单向阀。