一种高压储氢罐的加速疲劳爆破试验装置及试验方法制造方法及图纸

本发明专利技术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。本发明专利技术提高了高压储氢罐的爆破试验的质量、效率和安全性。效率和安全性。效率和安全性。

【技术实现步骤摘要】
一种高压储氢罐的加速疲劳爆破试验装置及试验方法


[0001]本专利技术涉及储氢罐试验
，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。

技术介绍

[0002]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。
[0003]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。
[0004]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：
[0005]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；
[0006]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。
[0007]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。

技术实现思路

[0008]为了解决上述问题，本专利技术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：
[0009]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。
[0010]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。
[0011]本专利技术中，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。
[0012]为了提高刚性密闭水压箱耐高压的安全性，所述箱体和箱盖的四周侧边分别设置有楔形凹槽，所述箱体和箱盖的所述楔形凹槽之间连接有双头楔形保险块，所述双头楔形保险块通过楔形面的配合和螺钉的压紧实现保险锁紧。
[0013]优选的，为了改善液压破碎锤对刚性冲击板的冲击效果，所述缓冲室内设置有环型弹性缓冲块，所述环型弹性缓冲块在缓冲室内部水压增加时体积压缩变小、在缓冲室内部水压降低加时体积扩张变大。
[0014]优选的，所述环型弹性缓冲块的内部设置有封闭空隙。
[0015]本专利技术中，所述刚性密闭水压箱上分别设置有用于检测所述刚性密闭水压箱内部水压的第一压力表、用于检测所述缓冲室内部水压的第二压力表。
[0016]作为本专利技术的一种优选方案，所述刚性密闭水压箱安装在机架平台上，所述液压破碎锤的本体安装在所述刚性密闭水压箱的下部箱壁上；所述箱盖的上端设置外螺纹管，所述高压储氢罐立式安装在所述箱盖的外螺纹管上，所述高压储氢罐与所述外螺纹管之间的连接处设置有密封组件。
[0017]作为本专利技术中加压管路的优选设置方案之一，所述试压泵的加压管路连接在所述刚性密闭水压箱的箱体上；所述钎杆的头部端面为平面。
[0018]本专利技术中，所述高压储氢罐为铝内胆高压储氢罐或塑料内胆高压储氢罐。
[0019]优选的，所述高压储氢罐的另一端设置有螺纹堵头。
[0020]作为本专利技术中加压管路的优选设置方案之二，所述试压泵的加压管路连接在所述螺纹堵头上。
[0021]一种高压储氢罐的加速疲劳爆破试验装置的试验方法，其特征在于，包括如下步骤：
[0022](1)安装：将高压储氢罐安装到刚性密闭水压箱上；
[0023](2)预充水：开启试压泵，对高压储氢罐和刚性密闭水压箱进行充水直至加满；
[0024](3)加压：通过试压泵逐步对高压储氢罐和刚性密闭水压箱内部进行缓慢充水加压，观察第一压力表和第二压力表中的压力平衡情况，保持刚性密闭水压箱内部与缓冲室内部压力的平衡；
[0025](4)升压爆破疲劳试验：试压泵的压力继续升高，当刚性密闭水压箱内部与缓冲室内部压力达到预先设定的值时，开启液压破碎锤，液压破碎锤上的钎杆头部发起对刚性冲击板连续往复冲击，往复冲击的能量通过刚性冲击板传递到刚性密闭水压箱上部的压力水，使得刚性密闭水压箱上部的压力水和高压储氢罐内部的压力水压力出现瞬间突然增大又瞬间突然降低的疲劳冲击效应，在试压泵的压力不断增大和疲劳冲击效应的联合作用下，高压储氢罐被加速爆破。
[0026]在液压破碎锤对刚性冲击板的连续往复冲击下，有少量的水从刚性密闭水压箱内
部与缓冲室内部之间节流通过，对于缓冲室起到一定的平衡和缓冲作用，有利于保护波纹管不被损坏。
[0027]本专利技术的有益效果是：
[0028]第一，本专利技术的一种高压储氢罐的加速疲劳爆破试验装置及试验方法，设置有爆破加速器，其在常规加压爆破试验的基础上，利用液压破碎锤与波纹管组件的相互协同作用，使得刚性冲击板对于刚性密闭水压箱内部液体产生连续不断的压力瞬间升高的脉冲冲击，这种往复式脉冲冲击传递至高压储氢罐内部，加速了高压储氢罐的疲劳破坏，提高了高压储氢罐的爆破试验的效率。
[0029]第二，本专利技术的一种高压储氢罐的加速疲劳爆破试验装置及试验方法，采用爆破加速器，试压泵输出的试验压力可适当降低，从而间接提高了试验装置的安全性和可靠性。
[0030]第三，本专利技术的一种高压储氢罐的加速疲劳爆破试验装置及试验方法，刚性密闭水压箱上设置有双头楔形保险块，安全性好。
[0031]第四，本专利技术的一种高压储氢罐的加速疲劳爆破试验装置及试验方法，波纹管组件的刚性冲击板上设置有平衡节本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高压储氢罐的加速疲劳爆破试验装置，其特征在于，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。2.根据权利要求1所述的一种高压储氢罐的加速疲劳爆破试验装置，其特征在于，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。3.根据权利要求1所述的一种高压储氢罐的加速疲劳爆破试验装置，其特征在于，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。4.根据权利要求1所述的一种高压储氢罐的加速疲劳爆破试验装置，其特征在于，所述刚性密闭水压箱上分别设置有用于检测所述刚性密闭水压箱内部水压的第一压力表、用于检测所述缓冲室内部水压的第二压力表。5.根据权利要求3所述的一种高压储氢罐的加速疲劳爆破试验装置，其特征在于，所述刚性密闭水压箱安装在机架平台上，所述液压破碎锤...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄志洪，朱明国，陈凯，梁荣桂，钱丽君，王小军，徐谷，袁君伟，
申请(专利权)人：江阴市富仁高科股份有限公司，
类型：发明
国别省市：