CN209231791U - 一种400MPa超高压气体加载装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种400MPa超高压气体加载装置，包括依次通过管道连接的气源口，入口阀、单向阀一和单向阀二，单向阀二连接到待加压设备的压力口，单向阀一与单向阀二间连接有高压增压缸、高压增压缸通过管道连接有液体增压泵，液体增压泵的进液管连接到液体箱，液体增压泵的进气管上连接有进气阀、电气比例阀和空气过滤器以及压缩空气口。本实用新型的加载装置，能够实现高温超高压的固体电导率测量或固体孔隙率测量过程所需要的400MPa的气体加压，结构简单，控制容易，成本低。

Description

一种400MPa超高压气体加载装置

技术领域

本实用新型属于高温高压实验装置技术领域，具体涉及一种400MPa超高压气体加载装置。

背景技术

在高温超高压的固体电导率测量或固体孔隙率测量过程中，需要给固体材料提供一个高达400MPa的围压，而由于在实验过程中，存在高温（>400℃）的条件，普通的矿物油不能长期在高于400℃的条件下工作，如果采用水作为传压介质，存在因水流体导电而无法测量固体电导率的问题，因此需要采用惰性气体给固体材料提供围压。而目前超高压气体增压泵可直接将气体增压的超高压泵为隔膜泵，仅能将压力增加到300MPa，并且普通的超高压泵结构较复杂，控制比较困难，且维护成本较高。

发明内容

本实用新型要解决的技术问题是：提供一种400MPa超高压气体加载装置，以解决现有技术中存在的问题。

本实用新型采取的技术方案为：一种400MPa超高压气体加载装置，包括依次通过管道连接的气源口、入口阀、单向阀一和单向阀二，单向阀二连接到待加压设备的压力口，单向阀一与单向阀二间连接有高压增压缸、高压增压缸通过管道连接有液体增压泵，液体增压泵的进液管连接到液体箱，液体增压泵的进气管上连接有进气阀、电气比例阀和空气过滤器以及压缩空气口。

优选的，上述压力口与单向阀二间的管道上连接有泄压分支管道，泄压分支管道上安装有泄压阀和计量阀。

优选的，上述压力口与单向阀二间的管道上安装有压力传感器一。

优选的，上述压力口与单向阀二间的管道上安装有压力传感器二，压力传感器二的量程小于压力传感器一的量程，压力传感器二连接压力口与单向阀二间的管道前安装有截止阀。

优选的，上述高压增压缸与液体增压泵间连接的管道上连接有驱动泄压分支管，驱动泄压分支管连接有液体箱，驱动泄压分支管上安装有驱动泄压阀。

优选的，上述驱动泄压阀的驱动口通过管道连接到电磁阀，电磁阀通过管道连接到单向阀三，单向阀三通过管道连接到空气过滤器与电气比例阀间的管道上。

优选的，上述高压增压缸与液体增压泵间连接的管道上安装有驱动压力传感器。

优选的，上述进气阀和电气比例阀连接到控制器，控制器还连接有电磁阀、驱动压力传感器、压力传感器一和压力传感器二。

本实用新型的有益效果：与现有技术相比，本实用新型的加载装置，能够实现高温超高压的固体电导率测量或固体孔隙率测量过程所需要的400MPa的气体加压，结构简单，控制容易，成本低。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图及具体的实施例对本实用新型进行进一步介绍。

实施例1：如图1所示，一种400MPa超高压气体加载装置，包括依次通过管道连接的气源口1（气源口1连接到氩气瓶）、入口阀2、单向阀一3和单向阀二4，单向阀二4连接到待加压设备的压力口5，单向阀一3与单向阀二4间连接有高压增压缸6、高压增压缸6通过管道连接有液体增压泵7，液体增压泵7的进液管连接到液体箱12，液体增压泵7的进气管上连接有进气阀8、电气比例阀9和空气过滤器10以及压缩空气口11。

优选的，上述压力口5与单向阀二4间的管道上连接有泄压分支管道，泄压分支管道上安装有泄压阀13和计量阀14，计量阀14出来的管道连接到回收瓶或通过回收管道连接到气源口，通过泄压阀和计量阀的配合使用，一方面，通过调节计量阀开口的大小来控制泄压快慢，能够精确控制泄压过程，使得待测数据更精确，另一方面，泄压阀在计量阀前端并保持常闭状态，能够起到保护计量阀阀针的作用。

优选的，上述压力口5与单向阀二4间的管道上安装有压力传感器一15，能够实时监测加压的压力大小，实现精确测量和精确控制。

优选的，上述压力口5与单向阀二4间的管道上安装有压力传感器二16，压力传感器二16的量程小于压力传感器一15的量程，压力传感器二16连接压力口5与单向阀二4间的管道前安装有截止阀17，采用相同精度的不同量程的压力传感器，因量程小的压力传感器绝对精度更高，因此在较低压力范围内的测量更精确。当压力传感器二达到200MPa时，关闭截止阀17，起到保护压力传感器二16的作用。

优选的，上述高压增压缸6与液体增压泵7间连接的管道上连接有驱动泄压分支管，驱动泄压分支管连接有液体箱12，驱动泄压分支管上安装有驱动泄压阀18，能够对液驱的高压增压缸6进行泄压回位，防止加压过程中出现超压现象。

优选的，上述驱动泄压阀18的驱动口通过管道连接到电磁阀19，电磁阀19通过管道连接到单向阀三20，单向阀三20通过管道连接到空气过滤器10与电气比例阀9间的管道上，通过压缩空气口连接分支管道实现驱动液压阀的控制，简化管路结构，节约能源，降低能耗。

优选的，上述高压增压缸6与液体增压泵7间连接的管道上安装有驱动压力传感器21，能够实现液体增压泵增压的压力监测，实时控制，能够让加压精度更高。

优选的，上述压力口5之前的管道上安装有压力表一22，液体增压泵7的出液管道上安装有压力表二23，电气比例阀9和进气阀8间管道上安装有压力表三24，能够实时监控各个阶段的压力变化情况。

优选的，上述进气阀8和电气比例阀9连接到控制器，控制器还连接有电磁阀19、驱动压力传感器21、压力传感器一15和压力传感器二16，能够实现自动化加压，提高控制精度。

400MPa气体增压机是利用液压系统推动液驱气体增压缸来间接将氩气增压到400MPa。液驱气体增压缸最大压力可以到60000psi或413MPa，增压比是30:1，所以，液压系统的最大压力为2000psi或13.8MPa，利用电气比例阀，比例输出气压推动液压泵，间接增压气压，利用电气比例阀，可以对液压泵的增压速率进行控制，间接对高压增压缸的增压速率进行控制。

本加载装置的主要技术参数 （1）输出压力：400 MPa； （2）试验介质：氩气 （3）试压工位：1个 （4）压力表一量程：500 MPa （5）压力表一精度：1.6 级 （6）传感器二量程：200MPa （7）传感器二精度：0.5%F.S. （8）传感器一量程：400MPa （9）传感器一精度：0.5%F.S.（10）驱动气压力：4～7 Bar （11）控制方式：自动控制+手动辅助控制 （12）升压速率：可调节（软件自动识别），预计打压时间5 min/400 MPa （13）超压后：可降压（手动控制泄压阀和计量阀进行泄压） （13）介质温度/环境温度：常温。

操作过程：

1、控制器通过与其连接的计算机进行操控；

2、在计算机上设置好实验压力Po、稳压时间等参数，控制器根据增压比Kb=30，自动换算成液压系统的控制压力Pc=Po/kb=Po/30；

3、控制器再根据液压系统的控制压力，再换算到液压系统增压泵的气压上，通过电气比例阀精确控制，根据预设定升压速率，电气比例阀控制气源压力大小和流量自动控制设备打压；

4、通过液压系统的压力传感器压力控制增压缸的反复运动，进行气体增压；

5、同时采集气体压力，控制器的PID闭环控制，精确控制系统打压；

6、如果出现超压现象，通过泄压阀和计量阀这条支路，调节好计量阀开度，打开泄压阀，泄去多余压力，泄压阀用于保护计量阀，平时泄压阀处于常闭状态。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内，因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (8)

1.一种400MPa超高压气体加载装置，其特征在于：包括依次通过管道连接的气源口（1）、入口阀（2）、单向阀一（3）和单向阀二（4），单向阀二（4）连接到待加压设备的压力口（5），单向阀一（3）与单向阀二（4）间连接有高压增压缸（6）、高压增压缸（6）通过管道连接有液体增压泵（7），液体增压泵（7）的进液管连接到液体箱（12），液体增压泵（7）的进气管上连接有进气阀（8）、电气比例阀（9）和空气过滤器（10）以及压缩空气口（11）。

2.根据权利要求1所述的一种400MPa超高压气体加载装置，其特征在于：压力口（5）与单向阀二（4）间的管道上连接有泄压分支管道，泄压分支管道上安装有泄压阀（13）和计量阀（14）。

3.根据权利要求1所述的一种400MPa超高压气体加载装置，其特征在于：压力口（5）与单向阀二（4）间的管道上安装有压力传感器一（15）。

4.根据权利要求3所述的一种400MPa超高压气体加载装置，其特征在于：压力口（5）与单向阀二（4）间的管道上安装有压力传感器二（16），压力传感器二（16）的量程小于压力传感器一（15）的量程，压力传感器二（16）连接压力口（5）与单向阀二（4）间的管道前安装有截止阀（17）。

5.根据权利要求1所述的一种400MPa超高压气体加载装置，其特征在于：高压增压缸（6）与液体增压泵（7）间连接的管道上连接有驱动泄压分支管，驱动泄压分支管连接有液体箱（12），驱动泄压分支管上安装有驱动泄压阀（18）。

6.根据权利要求5所述的一种400MPa超高压气体加载装置，其特征在于：驱动泄压阀（18）的驱动口通过管道连接到电磁阀（19），电磁阀（19）通过管道连接到单向阀三（20），单向阀三（20）通过管道连接到空气过滤器（10）与电气比例阀（9）间的管道上。

7.根据权利要求1所述的一种400MPa超高压气体加载装置，其特征在于：高压增压缸（6）与液体增压泵（7）间连接的管道上安装有驱动压力传感器（21）。

8.根据权利要求1所述的一种400MPa超高压气体加载装置，其特征在于：进气阀（8）和电气比例阀（9）连接到控制器，控制器还连接有电磁阀（19）、驱动压力传感器（21）、压力传感器一（15）和压力传感器二（16）。