[发明专利]一种高压氢气安全膜片压力脉冲试验系统和方法

说明书

本发明提供一种高压氢气安全膜片压力脉冲试验系统，包括温度箱、安全膜片夹持器、安全膜片，安全膜片夹持器正向通过高压氢气管线连接气动驱动氢气增压泵的出气端，气动驱动氢气增压泵的进气端设置低压氢气气源接口和驱动气源接口，在高压氢气管线上设置高压储氢容器和压力表，安全膜片夹持器背向连接液体压力循环单元。本系统采用安全膜片正向高压氢气施压、背向施加液体压力循环的方式，对安全膜片进行各种温度下的压力脉冲试验，降低了高压氢气安全膜片压力脉冲试验的成本，提高了试验的安全性。

技术领域

本发明主要涉及检验装备技术领域，具体是一种高压氢气安全膜片压力脉冲试验系统和方法。

背景技术

目前，氢燃料电池行业快速发展，对氢气瓶的使用压力要求也越来越高，现有氢气瓶的压力达到35MPa甚至70MPa，氢气瓶的设计使用年限很长，氢气瓶作为反复充装的压力容器，为了考察其整体安全性能，需要采用压力脉冲的试验方式检验其安全性，氢气瓶的安全装置有一种安全膜片式安全装置，安全膜片同样也要检验其安全性，采用氢气为之介质做压力脉冲试验，试验次数高达上万次。常规的试验方法是将氢气增压充入试验装置，保压一段时间，然后泄压，作为一个压力循环，泄压的氢气将回收再循环利用，整个试验装置需要繁杂和庞大的的系统，试验成本很高，且系统也要承受压力脉冲，系统本身的泄漏点多，存在很大的安全隐患。

发明内容

为解决目前技术的不足，本发明结合现有技术，从实际应用出发，提供一种高压氢气安全膜片压力脉冲试验系统和方法，本系统采用安全膜片正向高压氢气施压、背向施加液体压力循环的方式，对安全膜片进行各种温度下的压力脉冲试验，降低了高压氢气安全膜片压力脉冲试验的成本，提高了试验的安全性。

为实现上述目的，本发明的技术方案如下:

一种高压氢气安全膜片压力脉冲试验系统，包括温度箱、安全膜片夹持器、安全膜片，安全膜片夹持器正向通过高压氢气管线连接气动驱动氢气增压泵的出气端，气动驱动氢气增压泵的进气端设置低压氢气气源接口和驱动气源接口，在高压氢气管线上设置高压储氢容器和压力表，安全膜片夹持器背向连接液体压力循环单元。

所述液体压力循环单元包括液体储罐、控制器、增压管线、主泄压管线、副泄压管线，安全膜片夹持器通过增压管线连通液体储罐，在增压管线上顺序设置电机泵、单向阀、压力传感器，主泄压管线一端连通位于压力传感器和单向阀之间的增加管线，另一端通过电磁阀连通液体储罐，副泄压管线一端连通位于单向阀和电机泵之间的增加管线，另一端通过常开电磁溢流阀连通位于电磁阀和液体储罐之间的主泄压管线，所述控制器与温度箱、压力传感器、电机泵、电磁阀、电磁溢流阀之间电信号连接。

气动驱动氢气增压泵的驱动气源采用空气或氮气。

一种高压氢气安全膜片压力脉冲试验方法，将受试安全膜片安装到安全膜片夹持器上，气动驱动氢气增压泵的低压氢气气源接口通入低压氢气，驱动气源接口通入氮气或空气，将高压储氢容器和高压氢气管线增压到压力试验的设定值，控制器设定好程序后启动，使电机泵持续工作循环进行升压、压力上限值保压、泄压、压力下限值保压。

升压、压力上限值保压、泄压、压力下限值保压具体方法如下：

升压过程：控制器控制电磁阀关闭、常开电磁溢流阀处于关闭，电机泵将液体储罐的液体增压到增压管线中，直至增压管线压力达到设定压力的上限值；

压力上限值保压：当增压管线压力达到设定压力的上限值时，压力传感器将信号传输给控制器，控制器发出指令，打开常开电磁溢流阀，电机泵的液体经过副泄压管线流向有液体储罐，同时单向阀关闭，电磁阀处于关闭状态，实现压力上限值保压；

泄压：压力上限值保压达到规定时间后，控制器发出指令，打开电磁阀，增压管线中的液体经主泄压管线流向液体储罐，同时，常开电磁溢流阀处于打开状态，电机泵输出高压液体直接经副泄压管线、主泄压管线流向液体储罐18，实现增压管线中液体的泄压；