[发明专利]一种高压储氢罐的加速疲劳爆破试验装置及试验方法

说明书

本发明公开了一种高压储氢罐的加速疲劳爆破试验装置及试验方法。试验装置包括刚性密闭水压箱、试压泵、爆破加速器，爆破加速器包括波纹管组件和液压破碎锤；液压破碎锤的本体固定在刚性密闭水压箱的外部箱壁上，液压破碎锤的钎杆穿过刚性密闭水压箱的箱壁进入到刚性密闭水压箱的内部；波纹管组件包括波纹管、连接在波纹管一端的刚性冲击板、连接在所述波纹管另一端的外法兰，外法兰与刚性密闭水压箱的内壁相连接，在刚性密闭水压箱的内壁与波纹管组件之间形成一封闭的缓冲室，液压破碎锤的钎杆头部位于缓冲室内，液压破碎锤的钎杆头与刚性冲击板相接近，刚性冲击板上开设有平衡节流孔。本发明提高了高压储氢罐的爆破试验的质量、效率和安全性。

技术领域

本发明涉及储氢罐试验技术领域，具体涉及一种高压储氢罐的加速疲劳爆破试验装置及试验方法。

背景技术

高压储氢瓶具有储氢容器结构简单、压缩氢气制备的能耗较少、灌装速度快等优点，已经成为氢能储运的主要方式。目前使用较多的高压储氢瓶复合内胆碳纤维全缠绕高压储氢罐，其是采用金属(常用的为铝合金)或塑料作为内胆，并在金属内胆或塑料内胆外面缠绕一层浸渍有环氧树脂的碳纤维，经固化后形成碳纤维缠绕层。这种结构的高压储氢瓶具有耐压强度、安全性较高等优势。

高压储氢瓶的安全性要求较高。在高压储氢瓶制作完成后需要进行一系列的检测和试验，包括气密性试验、水压试验、充放气循环试验、枪击试验、燃烧试验、爆破试验等。其中，基于安全性考量，爆破试验要求破坏部位首先出现在高压储氢瓶中间部位而不能在两端。

目前，高压储氢瓶的爆破试验是采用水压加压爆破试验，其主要不足是：

一是爆破试验是采用水压压力逐渐加压的静压爆破试验，其与实际工况下的瞬间大冲击爆破情况差异较大；

二是静压爆破试验只能反映高压储氢瓶的静压爆破强度，不能反应映高压储氢瓶在使用一段时间后因疲劳而产生可能的被低当量爆破能量击穿的不安全情况。

三是试验压力较高，对试压泵和试验工装的安全性和可靠性要求较高。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提出一种高压储氢罐的加速疲劳爆破试验装置及试验方法，旨在提高高压储氢罐爆破试验的质量、提高爆破试验的安全性和可靠性。具体的技术方案如下：

一种高压储氢罐的加速疲劳爆破试验装置，包括刚性密闭水压箱、试压泵、爆破加速器，所述爆破加速器包括设置在所述刚性密闭水压箱内部的波纹管组件和连接在所述刚性密闭水压箱上的液压破碎锤；所述高压储氢罐的一端口部连接所述刚性密闭水压箱上的安装接口，从而使得所述高压储氢罐的内腔与所述刚性密闭水压箱的内部相连通；所述试压泵通过加压管路为所述高压储氢罐的内腔和所述刚性密闭水压箱的内部进行加压；所述液压破碎锤的本体固定在所述刚性密闭水压箱的外部箱壁上，所述液压破碎锤的钎杆穿过所述刚性密闭水压箱的箱壁进入到所述刚性密闭水压箱的内部；所述波纹管组件包括波纹管、连接在所述波纹管一端的刚性冲击板、连接在所述波纹管另一端的外法兰，所述外法兰与所述刚性密闭水压箱的内壁相连接，所述波纹管组件的刚性冲击板、波纹管与所述刚性密闭水压箱的内壁之间形成一封闭的缓冲室，所述液压破碎锤的钎杆头部位于所述缓冲室内，所述液压破碎锤的钎杆头部指向所述刚性冲击板并与所述刚性冲击板相接近，所述刚性冲击板上开设有若干数量用于平衡所述缓冲室内外压力的平衡节流孔。

为了实现钎杆与刚性密闭水压箱之间的良好密封，进一步改进的方案是：在所述刚性密闭水压箱的内部箱壁上且位于所述钎杆部位的外围设置有密封止口，所述密封止口内设置有橡胶环形圈，所述橡胶环形圈通过压盖的压紧而将所述钎杆的外圆密封住。

本发明中，所述刚性密闭水压箱包括箱体和箱盖，所述箱体和箱盖之间设置有密封圈，所述箱体和箱盖通过螺栓和所述密封圈实现密封固定连接。