CN214843984U - 用于涉氢高压管阀件综合测试的气路结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于涉氢高压管阀件综合测试的气路结构。其主要包括主管路、阀门测试管路，主管路包括氢气进口、过滤器、调压阀、第一气动阀、第一压力表、第一压力变送器、第二气动阀、放散口B，阀门测试管路包括前截止阀、第二压力表、第二压力变送器、测试连接出口C、测试连接入口D、后截止阀；利用含该气路结构可进行不同规格品牌、各类管阀件（如过滤器、气动球阀、安全阀、单向阀等）的多变、复杂工况下的安全性、可靠性、耐用性的综合模拟测试，也可用于氢用类产品在生产使用过程中的质量检定、国家合格认证、定期校准测试，适用范围广、测试成本低。

Description

用于涉氢高压管阀件综合测试的气路结构

技术领域

本实用新型涉及新能源管阀件测试技术领域，具体涉及一种用于涉氢高压管阀件综合测试的气路结构。

背景技术

随着人口数量基数的增长及生活水平的提高，针对化石燃料、煤炭、天然气等不可再生资源的消耗快速增长，这导致了自然环境污染的日渐加剧。当前研究开发可持续的、清洁的能源，业已成为人类社会可持续发展的迫切需要。而氢能源是现今可被开发的一种极其丰富，取之不尽、用之不竭的新能源；氢是一种理想洁净能源载体，它是被人们所公认的、最有希望成为21世纪人类所企求的清洁新能源。人们对氢能源的开发、应用寄于极大的热忱和希望，由此加氢站、氢能源汽车、氢燃料电池等各种设备，及衍生产品也应运而生。

由于氢气自身的物理、化学特性和高压氢气介质自身易燃易爆的特性，对氢用类管阀件的安全性、稳定性、连接密封性、使用寿命等等数据指标有严苛技术要求。因此，现阶段管阀件生产商、整机加注设备生产商为保证不同品牌氢用类管阀件的安全性，满足多次、重复使用时，需要有专业的氢用类管阀件检测装置对其进行专业化测试，常规加氢口出厂性能检验过程中依然存在以下不足之处：

1. 现有氢能阀门测试管路结构复杂多样、且适检项目单一、操作复杂多样且测试成本高，难以满足现实使用工况的问题。

2. 现有常规氢能阀门测试管路大都是针对特定产品而设置，仅适用于单一型号产品、单一加氢类产品测试，应用范围较小、系统化较差。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种用于涉氢高压管阀件的综合测试气路结构，以解决现有氢能阀门测试气路结构复杂、适用测试项目单一、测试成本高、不能满足多工况试验检测需求的问题。

为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：

设计一种用于涉氢高压管阀件综合测试的气路结构，包括：

主管路，包括由对应管道依次连接的氢气进口、过滤器、自动调压阀、第一气动阀、第一压力表、第一压力变送器、第二气动阀、用以连接对应的集中放散管路的放散口B，所述氢气进口用以连接对应的氢气源；

阀门测试管路，以与所述第二气动阀并联的方式接入所述主管路，其包括由对应的管道连接的前端截止阀、第二压力表、第二压力变送器、阀门测试连接出口C、阀门测试连接入口D、后端截止阀；所述C或/和D用于对接安装待测阀门管件。

优选的，所述第一气动阀并联有对应的旁通支路，且该旁通支路中安装有对应的截止阀。

优选的，所述第二气动阀并联有对应的旁通支路，且该旁通支路中安装有对应的截止阀。

优选的，所述气路结构还包括吹扫置换管路，用以向所述主管路及阀门测试管路中放送吹扫气体，其包括由对应管道依次连接的吹扫入口F 、第三气动阀、单向阀，所述吹扫入口用于连通对应的吹扫气源。

优选的，所述第三气动阀并联有对应的旁通支路，且该旁通支路中设有对应的截止阀。

优选的，在所述氢气进口处设有对应的单向阀。

优选的，所述第一气动阀、第二气动阀或/和第三气动阀的气动执行机构分别经对应的电磁阀及气动三联件接通至对应的仪表风气源，用以实现对应的气动阀阀门的启、闭控制。

与现有技术相比，本实用新型的主要有益技术效果在于：

1. 能够针对不同氢用类品牌产品、不同氢用类管阀件（如过滤器、气动球阀、安全阀、单向阀等）在现实使用环境中的不同要求、复杂工况下的安全性、可靠性、耐用性的进行综合性模拟测试；能够适用于现有氢用类产品的性能质量进行检定测试、国家合格认证测试、定期校准测试。

2. 管路系统安装操作使用简便，安全可靠，测试成本低，可广泛用于加氢机、加气机等其它种类高、中、低压气体化工原料加注设备的管阀件的综合检测或测试。

附图说明

图1为一种用于涉氢高压管阀件综合测试的气路原理图。

图2为一种用于涉氢高压管阀件综合测试的气路结构示意图。

以上各图中，1为过滤器，2为第一气动阀，3为第二气动阀，4为第三气动阀，5为自动调压阀，6为单向阀，7为第一压力变送器，8为第二压力传感器，9、10、11、12、13依次为截止阀HNV101、HNV102、HNV103、HNV104、HNV105，14为第一压力表，15为第二压力表，A为氢气入口，B为放散口，C为阀门测试连接出口，D为阀门测试连接入口，F 为氮气吹扫入口。

具体实施方式

下面结合附图和实施例来说明本实用新型的具体实施方式，但以下实施例只是用来详细说明本实用新型，并不以任何方式限制本实用新型的范围。

在本实用新型技术方案的描述中，需要理解的是，如涉及术语 “前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制；本申请如涉及“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而非是限定特定的顺序或先后次序。

以下实施例中所涉及的单元模块、管阀件、及传感器等零部件未特别说明的，则均为常规市售产品。

实施例一：一种用于涉氢高压管阀件综合测试的气路结构，参见图1、图2，主要包括：

1.主管路，包括由对应管道依次连接的氢气进口A、过滤器（F101）1、自动调压阀（FV101）5、第一气动阀(XV101)2、第一压力表（PI101）14、第一压力变送器（PT101）7、第二气动阀(XV102)3、用以连接对应的集中放散管路的放散口B，氢气进口A用以连接对应的氢气源；第一气动阀(XV101) 2、第二气动阀(XV102)3分别并联有对应的旁通支路，且各旁通支路中设有对应的截止阀（HNV103、HNV104）11、12；若第一气动阀（XV101）2、第二气动阀（XV102）3开启功能失效后，手动打开截止阀（HNV103）11，可实现第一气动阀（XV101）2旁通支路开启；同理，手动打开截止阀（HNV104）12,可实现第二气动阀（XV102）3旁通支路的开启，以实现手动测试操作流程；

第一气动阀、第二气动阀、自动调压阀FV101、的气动执行机构分别经对应的电磁阀（SV101、SV102、SV104）及对应的气动三联件接通至对应的仪表风气源，用以实现对应的气动阀、自动调压阀阀门的启、闭控制。

氢气从氢气进口A进入主管路入口端，经过滤器（F101）1，电磁阀（SV104）通电，仪表风气源经过气动三联件，进入自动调压阀（FV101）5气动执行机构，自动调压阀5阀门开启，将氢气压力调定到设定压力；电磁阀（SV101）通电，仪表风气源经过气动三联件 ，进入第一气动阀（XV101）2气动执行机构，气动阀2阀门开启，氢气流经第一压力表（PI101，压力表实时测量、显示主管路压力数值）14、第一压力变送器 (PT101，实时采集主管路压力数据，并传送到后台中央处理器，可实现与自动调压阀FV101压力数据的相互校验、补偿)7。

电磁阀SV101断电，阀门关闭，切断该支路仪表风气源，第一气动阀（XV101）2阀门关闭；电磁阀SV102通电，仪表风气源经过气动三联件进入第二气动阀（XV102）3的气动执行机构，第二气动阀3阀门开启，氢气流经第二气动阀3、“放散口B”，排出主管路，进入集中放散管路，主管路泄压。

2.阀门测试管路，以与所述第二气动阀(XV102)3并联的方式接入所述主管路，其包括压力表、压力变送器安装支路和手动放散支路；

所述压力表、压力变送器安装支路主要由对应的管道连接的变径三通阀块、前端截止阀（HNV101）9、第二压力表（PI102）15、第二压力变送器（PT102）8、阀门测试连接出口C处的连接接头、3/8"钢管等管阀件组成；该安装支路与主管路相连接，“阀门测试连接出口C”与“待测阀门入口”相连接。手动打开截止阀（HNV101）9，氢气由主管路流经第二压力表（PI102）15、第二压力变送器（PT102）8。

所述手动放散支路主要由变径三通阀块、后端截止阀（HNV102）10、阀门测试连接入口D处转接头等管阀件组成；手动放散支路位于“阀门测试连接入口D”与“放散口B”之间；“阀门测试连接入口D”与“被待测阀门出口”相连接，“放散口B” 与集中放散管路相连接。待被测阀门测试完成后，打开截止阀（HNV102）10,氢气流经手动放散支路，进入放散口B，实现高压测试“氢气介质”进入集中放散管路，实现阀门测试管路的泄压功能。

3.氮气吹扫置换管路，用以向所述主管路及阀门测试管路中放送吹扫氮气，其包括由对应管道依次连接的吹扫入口F 、第三气动阀（XV103）4、单向阀（CV101）6，第三气动阀4并联有对应的旁通支路，且旁通支路中设有截止阀(HNV105)13。所述吹扫入口F 用于连通对应的吹扫气源。

所述放散口B连通对应的集中放散管路、吹扫入口F连通对应的吹扫气源后，若氮气吹扫气前，主管路存在氢气（氢气压力≥0.2MPa）的情况下，需要首先打开电磁阀SV102通电，仪表风气源经过气动三联件F.R.V101,进入第二气动阀（XV102）3气动执行机构，开启所述第二气动阀（XV102）3，使主管路氢气流向集中放散管路。当主管路氢气压力降至0.2MPa时，电磁阀（SV102）断电，关闭所述第二气动阀（XV102）3，实现主管路氢气的自动放散（注：若氮气吹扫气前，主管路不存在氢气的情况下，无需执行主管路氢气的自动放散操作）；电磁阀SV103通电，仪表风气源经过气动三联件F.R.V101,进入第三气动阀（XV103）4气动执行机构，第三气动阀（XV103）4阀门开启，氮气流经单向阀（CV101）6进入主管路, 待氮气压力升至0.8MPa时，电磁阀SV102通电(通电持续时间：5-10s)，仪表风气源经过气动三联件F.R.V101,进入第二气动阀（XV102）2气动执行机构, 第二气动阀（XV102）3阀门开启，此时氮气排入集中放散管路；电磁阀SV102断电，第二气动阀（XV102）3阀门关闭。重复以上动作3次，即实现氮气对整个管路系统的氮气吹扫置换。

利用上述综合测试气路结构可实施的测试项目包括阀门耐久性测试、阀门气密性测试、阀门耐压强度测试、气动阀的启、停使用寿命测试、安全阀起跳工作压力调试等；下面以阀门耐压强度测试为例进行说明：

①放散口B连通对应的集中放散管路、吹扫入口F连通对应的吹扫气源后，若氮气吹扫前，主管路存在氢气（氢气压力≥0.2MPa）的情况下，电磁阀SV102通电，开启所述第二气动阀XV102，使主管路氢气流向集中放散管路，当主管路氢气压力降至0.2MPa时，电磁阀SV102断电，关闭所述第二气动阀XV102，实现主管路氢气的自动放散；电磁阀SV103通电，第三气动阀XV103阀门开启，氮气流经单向阀CV101进入主管路, 待氮气压力升至0.8MPa时，电磁阀SV102通电(通电持续时间：5～10s)，第二气动阀XV102阀门开启，此时氮气排入集中放散管路；电磁阀SV102断电，进第二气动阀XV102阀门关闭，重复以上动作3次，即实现氮气对整个管路系统的氮气吹扫置换；

②吹扫完成后确保所有截止阀HNV101、HNV102、HNV103、HNV104、HNV105为关闭状态，将待测阀门的入口与所述C连接，并使其出口保持密封状态，然后开启所述前端截止阀HNV101接通所述主管路；

③由所述氢气进口引入氢气流，经所述过滤器净化、自动调压阀调压至设定压力，然后开启所述第一气动阀，使氢气流进入阀门测试管路；

④待氢气压力升至待测阀门的最大压力时，关闭所述前端截止阀进行耐压测试，基于所述第二压力表或/和第二压力变送器监测压力变化；当测试时间＝设定时间时，自动开启所述第二气动阀排氢泄压至零，即完成一次阀门耐压强度测试；

⑤重复所述步骤④，使待测试阀门呈周期性承压、泄压状态。

上面结合附图和实施例对本实用新型作了详细的说明，但是，所属技术领域的技术人员能够理解，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以对上述实施例中的各个具体参数进行变更，或者是对相关部件、结构及材料进行等同替代，从而形成多个具体的实施例，均为本实用新型的常见变化范围，在此不再一一详述。

Claims (7)

1.一种用于涉氢高压管阀件综合测试的气路结构，其特征在于，包括：

主管路，包括由对应管道依次连接的氢气进口、过滤器、自动调压阀、第一气动阀、第一压力表、第一压力变送器、第二气动阀、用以连接对应的集中放散管路的放散口B，所述氢气进口用以连接对应的氢气源；

阀门测试管路，以与所述第二气动阀并联的方式接入所述主管路，其包括由对应的管道连接的前端截止阀、第二压力表、第二压力变送器、阀门测试连接出口C、阀门测试连接入口D、后端截止阀；所述连接出口C或/和连接入口D用于对接安装待测阀门管件。

2.根据权利要求1所述的用于涉氢高压管阀件综合测试的气路结构，其特征在于，所述第一气动阀并联有对应的旁通支路，且其旁通支路中安装有对应的截止阀。

3.根据权利要求1所述的用于涉氢高压管阀件综合测试的气路结构，其特征在于，所述第二气动阀并联有对应的旁通支路，且该旁通支路中安装有对应的截止阀。

4.根据权利要求1、2或3所述的用于涉氢高压管阀件综合测试的气路结构，其特征在于，所述气路结构还包括吹扫置换管路，用以向所述主管路及阀门测试管路中放送吹扫气体，其包括由对应管道依次连接的吹扫入口 F、第三气动阀、单向阀，所述吹扫入口用于连通对应的吹扫气源。

5.根据权利要求4所述的用于涉氢高压管阀件综合测试的气路结构，其特征在于，所述第三气动阀并联有对应的旁通支路，且该旁通支路中安装有对应的截止阀。

6.根据权利要求5所述的用于涉氢高压管阀件综合测试的气路结构，其特征在于，在所述氢气进口处设有对应的单向阀。

7.根据权利要求5所述的用于涉氢高压管阀件综合测试的气路结构，其特征在于，所述第一气动阀、第二气动阀或/和第三气动阀的气动执行机构分别经对应的电磁阀及气动三联件接通至对应的仪表风气源，以实现对应的气动阀门的启、闭控制。

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