[发明专利]一种用于液氧环境的压力容器爆破试验系统及方法

权利要求书

1.一种用于液氧环境的压力容器爆破试验系统，其特征在于主要由以下部分构成：低温环境箱、液氧加注系统、待测压力容器充压系统以及控制系统；

所述低温环境箱的上部设有支柱(12)，所述支柱(12)将低温环境箱顶盖(8)架起；所述低温环境箱内部底部安装有多条导轨(13)，导轨上装有用于支撑和固定待测压力容器的鞍座(10)，鞍座(10)上部设有固定装置；所述低温环境箱装有可控长度的温度传感器(6)、光电传感器(7)；所述低温环境箱四周留有观察孔(24)，所述的观察孔(24)嵌有高强防爆玻璃；

所述的液氧加注系统由液氧储罐(17)、液氧管路、电磁阀(16)组成；所述的液氧储罐，通过液氧管路(15)与低温环境箱连接，所述液氧管路在低温环境箱内部管口处带有喷嘴(14)，所述的液氧管路(15)上带有电磁阀(16)；

所述待测压力容器充压系统包含充压介质储罐(1)、增压泵组(3)、截止阀(4)、压力传感器(5)；所述待测压力容器充压系统通过管路(2)将充压介质储罐(1)、增压泵组(3)、压力表、截止阀(4)、待测压力容器连接起来；待测压力容器里添加与液氧相容且耐低温的填料，所述的填料为沙土、玻璃球、氟塑料球；

还包括闭路监控系统，所述闭路监控系统中的红外摄像头(23)安装于低温环境箱的高强防爆玻璃处；

所述的控制系统(19)包括增压泵组(3)、压力传感器(5)、温度传感器(6)、光电传感器(7)、电磁阀(16)、红外摄像头(23)以及相应的控制器；

所述的低温环境箱(9)箱体一端的纵向一周设有铝合金波纹管，所述铝合金波纹管两端与箱体密闭连接。

2.根据权利要求1所述用于液氧环境的压力容器爆破试验系统，其特征在于：所述试验系统中，除待测压力容器外，所有直接接触液氧环境的材料，都采用液氧相容的材料。

3.根据权利要求1所述用于液氧环境的压力容器爆破试验系统，其特征在于：所述的低温环境箱(9)外部依次设有阻燃层和混凝土强化层。

4.采用权利要求1～3任意一项所述系统进行液氧环境的压力容器爆破试验的方法，其特征在于：

第一步：准备过程；将待测压力容器安装在低温环境箱中鞍座(10)上；将待测压力容器充压系统中管路(2)与待测压力容器相连；

第二步：预增压，打开截止阀(4)和增压泵组(3)，开始向待测压力容器充压，充压至设计压力的10％-30％，预增压结束后，反向增压，泄去待测压力容器内部压力，关闭截止阀(4)，关闭增压泵组(3)；

第三步：注入液氧，开启红外摄像头(23)，光电传感器(7)调零，温度传感器(6)校准，并调整高度到待测压力容器上方5cm处，开启电磁阀(16)，向环境箱里加注液氧；待温度传感器(6)温度达到90K时液氧加注系统停止工作，温度传感器(6)温度高于90K时，液氧加注系统自动开始工作加注液氧，保证环境箱中的液氧处在一个稳定的高度，液氧加注箱始终处于开启状态；

第四步：打压，温度传感器(6)达到90K时，截止阀(4)和增压泵组(3)打开，向待测压力容器(11)里充压，并实时通过控制系统在线监测压力传感器、光电传感器(7)、闭路监控系统的压力信号、光信号、图像信息的变化；如果在实验过程中，发现压力信号突然降低或光电信号突然出现峰值或闭路监控系统观察到火花、爆炸等其他现象，液氧加注系统和待测压力容器充压系统立即自动关闭；

第五步：测试，若打压过程中没有出现异常信号，则继续打压，直至压力传感器示数达到设计压力，保压，通过压力传感器测试其低温密闭性；继续打压直至其爆破，测试其低温爆破压力。

5.根据权利要求4所述系统进行液氧环境的压力容器爆破试验的方法，其特征在于所述第一步中，预先在待测压力容器里添加与液氧相容且耐低温的填料，所述的填料选自沙土、玻璃球、氟塑料球。

6.根据权利要求4所述系统进行液氧环境的压力容器爆破试验的方法，其特征在于：所述的步骤二中，增压介质为高纯氦气、高纯氮气、高纯氩气以及液氮、液氦。