[发明专利]一种基于氮气置换的高压气体密封检测用测试系统

说明书

一种基于氮气置换的高压气体密封检测用测试系统，包括带有压盖的高压腔，测密封件位于压盖外壁与高压腔之间，待测密封件和高压腔之间的泄漏通道通过开在压盖上的气孔连通气管，气管的末端连接水池；氢气进气口一连接高压腔且在连接管路上设置有用于氢气增压的增压处理模块，卸荷口一和氮气进气口一连接高压腔且在连接管路上设置有用于高压腔内氮气置换与测试气体卸荷的氮气置换与卸荷模块。本发明利用氮气置换与卸荷模块实现高压腔内可控时间的氮气置换，并在氮气置换后自动卸荷，保证了氢气密封检测前测试系统的安全性。并可对增压气体冷却处理，在系统增压结束后由额外的空气源对增压通路部件进行逐步冷却处理，保护测试系统，延长使用寿命。

技术领域

本发明属于高压气体密封技术领域，特别涉及一种基于氮气置换的高压气体密封检测用测试系统。

背景技术

过度依赖化石燃料造成的能源资源短缺和环境恶化是世界各国面临的严重而紧迫的问题，世界各国均在积极推进清洁、环保、高效能源的开发。氢能以其来源多种多样、能量转化率高、无污染、零排放、可储存、可再生等优点，成为极具发展前景的二次能源，利用氢能作为下一代能源载体有望解决能源供应、安全、清洁的关键问题。鉴于此，世界各国都在加紧规划和发展氢能，致力于氢能领域关键技术的攻关和氢能产品商业应用的开发。

氢能产品的氢气补给需要通过加氢站实现。加氢站主要利用储氢容器和氢能产品间的压力差进行氢气加注，因此加氢站储氢容器的压力应当高于氢能产品的储氢系统压力。而目前一些氢能产品，如氢燃料电池汽车储氢压力最高可达70MPa，为进一步提高储氢系统单位体积氢气能量密度，提升氢燃料电池汽车的单次行驶里程，增大加氢站储氢容器的储氢压力、发展更高压力下的储氢技术将成为未来发展的一大趋势。而密封部件是加氢站储氢容器不可缺少的重要组成部分，受储氢介质压力高、环境温度波动等因素影响，密封部件往往又是最薄弱环节，一旦密封部件失效，将造成火灾甚至爆炸等无法估量的严重后果。因此，有必要对高压氢气密封部件进行研究。

高压氢气密封部件的研究涉及材料性能劣化分析、产品密封性能检测等方面，需要构建能真实反映密封件或密封材料在高压氢环境服役工况的测试系统，来检测和评价高压氢气系统中的密封材料，是确保高压储氢容器长期安全、可靠运行的关键。进一步地，考虑高压储氢介质压力高、储存氢气易燃易爆的特点，测试系统需有辅助的安全保护设计。而目前国内已有的测试系统不够完善，未充分考虑高压氢环境服役工况下安全保护用辅助模块的设计。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种基于氮气置换的高压气体密封检测用测试系统，可以在高压氢环境服役工况下通过辅助模块的使用起到安全保护的功能。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种基于氮气置换的高压气体密封检测用测试系统，包括带有压盖3的高压腔7，测密封件2位于压盖3外壁与高压腔7之间，其特征在于，所述待测密封件2和高压腔7之间的泄漏通道通过开在压盖3上的气孔连通气管4，气管4的末端连接水池5；氢气进气口一10连接所述高压腔7且在连接管路上设置有用于氢气增压的增压处理模块9，卸荷口一11和氮气进气口一12连接所述高压腔7且在连接管路上设置有用于高压腔7内氮气置换与测试气体卸荷的氮气置换与卸荷模块13。

所述水池5上方设置摄像头6，所述气管4用于将高压腔7产生的泄漏气体引入水池5，所述摄像头6记录高压腔7气体的泄漏情况，采用气泡计数法，通过单位时间内泄漏气体产生的气泡数量及大小计算泄漏量。

所述氮气置换与卸荷模块13包括：

进气通路，自氮气进气口二13014至出气/进气口1306，通路上依次设置气控阀A①1301、过滤器1302和气控阀Ⅰ1305，其中氮气进气口二13014连接所述氮气进气口一12；

卸荷通路，自卸荷口二13010至出气/进气口1306，通路上设置有并联的手控阀一1309和气控阀Ⅱ1308，其中卸荷口二13010连接所述卸荷口一11；