一种压力脉冲测试平台

技术领域

本发明涉及一种测试平台，尤其是涉及一种压力脉冲测试平台。

背景技术

随着氢能产业得日益扩大，在氢能规模化发展得同时，大量得和氢气介质相关得零部件可选择性也大大增加，但是氢气作为一种易燃易爆得物质，如何在大规模使用涉氢零部件及系统的时候保证其安全性就成为了一个不可避免的因素。

在氢能领域内，高压氢气的储存与利用是目前技术状态下最为经济、合理的利用方式，并且得到了大量的使用验证，在每一个单独的零部件在正式用氢气做测试前，需要经过惰性气体的验证以保证其最基本的安全性。如何设计得到氢气疲劳测试系统，保证在使用氢气做脉冲循环测试时候的安全性成为了亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种压力脉冲测试平台。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种压力脉冲测试平台，包括增压单元、缓冲单元、环境设置单元和阀门控制单元，

所述增压单元、缓冲单元及环境设置单元经连接管道依次连接，

所述阀门控制单元经管道与所述缓冲单元的进出口连接，

待测工件设置在所述环境设置单元内。

所述增压单元为液体驱动增压泵，由液压站提供压缩动力，增压泵输出排量和缓冲单元容积通过精确计算，保证在测试过程中可以连续运行，而不会因为气源压力不足导致试验暂停。增压单元采用三级增压结构，这样可以针对高压单元易磨损得工作状态增加备用泵，而不会使测试过程中断。

所述缓冲单元为高压缓冲罐，理想气体状态方程只适用于低压气体，由于高压气体压缩因子的存在，在考虑满足4次/分钟的循环要求，通过质量守恒法则，详细计算出在不同压力和温度下高压气体密度，从而保证所选缓冲结构的准确。

所述高压缓冲罐的最大充气压力为95MPa，容积为28L，在此压力和体积下保证循环所需气体质量满足要求。

所述环境设置单元为带有真空结构的密封舱，舱内设置有密闭式循环风道，通过真空舱外置蒸发器和冷凝器改变舱内的温度，舱内均布4个温度探头，可实时反馈舱内温度情况来进行控制。舱内设置有标准尺寸工装夹具，可适应目前市场上主流零部件的安装型式，并可通过管路抱箍的型式来增加被测零部件的规格。被测零部件与工装紧密安装后，即可达到测试的要求。

所述待测工件的容积最大为28L。

所述阀门控制单元包括连接在管道上的开关控制阀门、压力调节控制阀门及安全阀门，开关阀门采用脉冲式电磁阀，保证使用寿命。压力调节控制阀门采用多级减压结构，满足精度要求，同时根据调压量程区分为100-1200bar调压、10-200bar 调压、0-20bar三个调压区间，在每一级调压区间内均设置有安全泄压装置，保证系统安全。

与现有技术相比，本发明在测试过程中利用增压泵不断给高压缓冲罐补充气体以满足工件连续测试要求，工件充放气通过控制阀门控制单元的通断进行控制，没有节流，系统流量完全可以满足15秒/循环的测试要求。

附图说明

图1为压力脉冲测试平台的结构示意图。

图中，1-增压单元、2-缓冲单元、3-环境设置单元、4-阀门控制单元、5-工件。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。

实施例

一种压力脉冲测试平台，其结构如图1所示，包括增压单元1、缓冲单元2、环境设置单元3和阀门控制单元4，增压单元1、缓冲单元2及环境设置单元3经连接管道依次连接，阀门控制单元4经管道与缓冲单元2的进出口连接，待测的工件5设置在环境设置单元3内。

增压单元1为液体驱动增压泵，由液压站提供压缩动力，增压泵输出排量和缓冲单元容积通过精确计算，保证在测试过程中可以连续运行，而不会因为气源压力不足导致试验暂停。增压单元采用三级增压结构，这样可以针对高压单元易磨损得工作状态增加备用泵，而不会使测试过程中断。使用的缓冲单元2为高压缓冲罐，最大充气压力为95MPa，容积为28L，理想气体状态方程只适用于低压气体，由于高压气体压缩因子的存在，在考虑满足4次/分钟的循环要求，通过质量守恒法则，详细计算出在不同压力和温度下高压气体密度，从而保证所选缓冲结构的准确，并且在本实施例中采用的最大充气压力以及容积下的高压缓冲罐能够保证循环所需气体质量满足要求。

环境设置单元3为带有真空结构的密封舱，舱内设置有密闭式循环风道，通过真空舱外置蒸发器和冷凝器改变舱内的温度，舱内均布4个温度探头，可实时反馈舱内温度情况来进行控制。舱内设置有标准尺寸工装夹具，可适应目前市场上主流零部件的安装型式，并可通过管路抱箍的型式来增加被测零部件的规格。被测零部件与工装紧密安装后，即可达到测试的要求，待测的工件5的容积最大为28L。阀门控制单元4包括连接在管道上的开关控制阀门、压力调节控制阀门及安全阀门，开关阀门采用脉冲式电磁阀，保证使用寿命。压力调节控制阀门采用多级减压结构，满足精度要求，同时根据调压量程区分为100-1200bar调压、10-200bar调压、0-20bar 三个调压区间，在每一级调压区间内均设置有安全泄压装置，保证系统安全。

本测试平台可以使用标准瓶装氮气作为气源，经两级增压泵增压到高压缓冲罐内，然后通过高压缓冲罐放气给工件充气，高压缓冲罐充气压力为95MPa，容积为28L，工件容积最大为150Ml,直接使用高压缓冲罐放气即可将工件充气到最大测试压力值87.5MPa，在测试过程中增压泵不断给高压缓冲罐补充气体以满足工件连续测试要求。工件充放气通过控制阀门控制单元的通断进行控制，没有节流，系统流量完全可以满足15秒/循环的测试要求。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语、“上方”、“底部”、“平行”、“中间”等指示方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的组件或元件必须具有特定的方位，以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本说明书的描述中，参考术语“实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于上述实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。