[发明专利]一种高压气体密封用接触特性分析系统

说明书

本发明公开了一种高压气体密封用接触特性分析系统，包括泄漏检测点、螺栓连接件、高压筒、压力表、氢气进气/出气口、待测密封件、形状记忆合金检测模块、筒盖、密封件。本发明在待测密封件密封面增设形状记忆合金检测模块，配合使用加热块、上软垫、形状记忆合金、内测距片、下软垫、支撑块、压紧弹簧、外测距片，利用形状记忆合金温度变形记忆效应，记录系统测试过程中待测密封件的变形情况，进而分别通过形状记忆合金和压紧弹簧的变形情况获得待测密封件在高压氢环境下的变形量和接触应力大小，实现待测密封件接触特性的分析。

技术领域

本发明属于高压气体密封技术领域，特别涉及一种高压气体密封用接触特性分析系统。

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。

进一步地，高压氢气密封一般为静密封形式，其密封件在工作过程中接触应力大小和变形情况与密封可靠程度息息相关，测试系统需要实现密封件接触特性的分析。而目前国内已有的测试系统不够成熟，无法有效地实现高压氢环境下密封性能的检测与密封件接触特性的分析。

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高压气体密封用接触特性分析系统，可以实现高压氢环境下密封性能的检测与密封件接触特性的分析。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种高压气体密封用接触特性分析系统，包括高压筒3及其筒盖8，高压筒3的底部有用于氢气加注和释放的氢气进气/出气口5，氢气进气/出气口5连接有用于压力检测、压力反馈和超压/欠压报警的压力表4，筒盖8的外侧壁设有环形密封槽，待测密封件6设置于所述环形密封槽中，环绕所述待测密封件6设置有形状记忆合金检测模块7，所述形状记忆合金检测模块7内壁与待测密封件6外壁接触，外壁与高压筒3内壁接触，用于待测密封件6的接触特性测试。

所述高压筒3和筒盖8通过螺栓连接件2连接，所述高压筒3顶端端面与筒盖8之间有密封件9。

所述筒盖8加工有气孔，气孔位于待测密封件6和高压筒3之间的泄漏通道处，连接用于待测密封件6泄漏量检测的泄漏检测点1。

所述形状记忆合金检测模块7包括形状记忆合金704以及用于加热形状记忆合金704的加热块702，形状记忆合金704的内壁与待测密封件6的外壁接触，外壁与内测距片705连接，内测距片705通过径向的压紧弹簧708与外测距片709连接。

所述形状记忆合金704的截面为梯形，其上底连接内测距片705，下底与待测密封件6的外壁接触，加热块702截面为开口朝向轴心方向的U形，两端面分别作用于形状记忆合金704的上下两斜面，且上端面与上斜面之间设置有上软垫703，下端面与下斜面之间设置有上软垫下软垫706。

所述加热块702内设置有支撑块707，支撑块707截面为开口朝向轴心方向的U形，外测距片709的外壁固定在支撑块707的U形底中。