[发明专利]一种液氧温区冷氦直接增压地面试验装置及测试方法

权利要求书

1.一种液氧温区冷氦直接增压地面试验装置，装置包括流体可控连接的氦气钢瓶组(100)、氮气钢瓶组(200)、配气台(300)、换热器(400)、贮箱(500)、扩散器(600)、和液体回收容器(700)，其特征在于：所述氦气钢瓶组(100)和氮气钢瓶组(200)分别通过开关阀和供气支路连接至配气台(300)，具有供气切换和调压功能的配气台(300)下游的减压管路通过稳压管路连接至换热器(400)，常温高压氦气从氦气钢瓶组流出，经配气台减压后流入减压路，然后通过换热器与液氮进行换热，冷却至液氮温区，所述换热器(400)的下游通过二位三通阀门(9)连接至所述贮箱(500)，所述二位三通阀门(9)的一个下游端口为放空端口，另一个下游端口通过增压气体来流管路与置于所述贮箱(500)内的扩散器(600)连接，所述贮箱(500)通过循环液路与所述液体回收容器(700)可控的连接。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：在配气台(300)下游与稳压管路之间的减压管路上设置气体过滤器(1)和气体流量计(2)，且气体过滤器(1)设置在所述气体流量计(2)的上游。

3.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于：带有稳压组件的所述稳压管路包括并联设置的稳压主路和稳压辅路，所述稳压主路上的稳压组件包括依次设置的第一电磁阀(3)、第一压力传感器(P1)、第一温度传感器(T1)、第一节流孔板(5)、第三压力传感器(P3)和第三温度传感器(T3)，所述稳压辅路上的稳压组件包括依次设置的第二电磁阀(4)、第二压力传感器(P2)、第二温度传感器(T2)、第二节流孔板(6)、第四压力传感器(P4)和第四温度传感器(T4)。

4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于：在所述换热器(400)的两端设置换热旁通支路，在换热器(400)的换热主路上设置第一手动阀门(7)，在换热旁通支路上设置第二手动阀门(8)，并在换热器(400)的出口端依次设置第五压力传感器(P5)和第五温度传感器(T5)，通过调节第一手动阀门(7)和第二手动阀门(8)的开度控制冷热流体流量配比以进行供给温度控制。

5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于：所述换热器(400)采用逆流板式换热器。

6.根据权利要求4所述的装置，其特征在于：所述二位三通阀门(9)采用二位三通球阀，在所述二位三通阀门(9)的上游端口依次设置第六压力传感器(P6)和第六温度传感器(T6)，所述二位三通阀门(9)的另一个下游端口的增压气体来流管路穿过所述贮箱(500)的顶盖法兰与扩散器(600)连接。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于：所述贮箱(500)包括罐状容器，在所述容器的顶部设置顶盖法兰，并在容器上设置顶部观察窗和侧壁观察窗，在容器顶部还设置放空支路并在放空支路上设置放空电磁阀(10)，在所述贮箱(500)的容器上部和底部之间设置第七压力传感器(P7)和压差液位计(L1)。

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于：循环液路包括排液流路和回液流路，所述排液流路包括从所述贮箱(500)底部到液体回收容器(700)顶部的排液管路上依次设置的可视管道过滤器(11)、液体流量计(12)、排液电磁阀(13)和回收液手动排液阀门(15)，所述回液流路包括从所述液体回收容器(700)顶部到贮箱(500)底部依次设置的液体过滤器(16)、液泵(17)和加注阀(18)；在所述排液电磁阀(13)和回收液手动排液阀门(15)之间还设置一个向外可控连通的背压调节手动排液阀门(14)，在贮箱(500)底部排液管路上的可视管道过滤器(11)上游还设置一个向外可控开闭的排污阀门(19)。

9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于：装置还包括控制器，所述控制器与各个电磁阀、温度传感器、压力传感器连接，自动记录并保存检测数据。

10.一种采用权利要求9所述的试验装置的测试方法，其特征在于，方法包括：

S1试验准备，包括预增压和吹扫预冷管路；

预增压，配气台(300)气源切换至氦气路，打开配气台(300)下游减压路上的各阀门，向贮箱(500)内通入氦气使之压力达到设计压力，然后关闭各阀门；

吹扫预冷管路，将二位三通阀门(9)调至放空路后打开减压路各阀门，将配气台(300)气源切换至氮气路，使氮气流经减压路最后经二位三通阀门(9)放空路排出，将液氮通入换热器(400)冷却氮气，持续通氮气及液氮直至第六温度传感器(T6)达到设定温度，完成预冷；

S2试验检测，将配气台(300)气源切换至氦气路，将二位三通阀门(9)切换至进箱回路，控制器根据第七压力传感器(P7)自动控制稳压辅路上的第二电磁阀(4)的通断稳定箱压，在氦气切换进入贮箱(500)的同时打开排液电磁阀(13)，使氦气进入贮箱(500)内增压排液，观察并记录排液过程中各测点的温度、压力参数以及透过观察窗观察贮箱(500)内的气体、液体状态；当贮箱(500)的压差液位计(L1)显示液位高度低于液位下限值时停止排液，试验结束。