【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于储氢容器性能测试的，具体公开了一种ⅳ型储氢容器内胆多级压力氢气渗透测试装备及方法。
技术介绍
1、氢能由于具有易获取、热值高、燃烧产物无污染的优势得到了极大的发展，氢能储运作为氢能应用的关键，是影响氢能向大规模方向发展的重要环节。ⅳ型储氢容器与传统储氢容器相比，在相同外径、容积和压力条件下，储氢密度大幅提升，重量也得到了大幅度的减轻，且ⅳ型储氢容器内胆为聚合物，常用的材料有高密度聚乙烯、聚酰胺基聚合物等，与铝合金内胆相比不易疲劳失效，使用寿命较长。
2、ⅳ型储氢容器内胆主要起密封作用，但与铝合金内胆相比，高分子材料存在自由体积，不能完全阻碍氢分子的迁移，导致在压差条件下氢气会发生渗透，氢气渗透现象只能减少而不能避免，长期使用会导致内胆产生塌陷、起泡现象，影响实际的安全使用，因此有必要在使用前对内胆的氢气渗透进行测量，达到安全标准后，方可投入使用。
3、ⅳ型储氢容器内胆的氢气渗透还发生在封头与内胆的结合面间，由于储氢容器在工作时要面临-40℃~85℃的极端温度和循环充放气的温度压力变化，对二者在该服役环境下的密封性提出了较大挑战，因此对金属和塑料之间的结合也需要进行校核。
4、cn111307382a公开了一种储氢气瓶氢渗透率测定装置及方法，可实现ⅳ型储氢容器内胆整体氢渗透率的测试，但是无法实现不同结构形式的内胆在不同温度和压力下氢气渗透量的测试。因此，开发一种能够克服内胆尺寸和几何因素的影响，在不同温度和压力下对整体内胆结构进行全面测试的装备，形成一套基于该装备的完善测试方法，对
技术实现思路
1、为了能全面测量不同结构形式的ⅳ型储氢容器内胆整体在不同温度和压力下的氢气渗透，本专利技术提供了一种ⅳ型储氢容器内胆多级压力氢气渗透测试装备及方法，有助于对容器内胆的氢气渗透进行更精确的测试，对内胆的整体氢气泄漏量有更全面的评估，为ⅳ型储氢容器的实际使用提供更安全的体验。
2、上述ⅳ型储氢容器内胆多级压力氢气渗透测试装备，包括密封箱式氢气渗透系统、多级压力氢气供应系统和氢气浓度检测系统；
3、密封箱式氢气渗透系统包括密封箱式氢气渗透系统ⅰ和密封箱式氢气渗透系统ⅱ；密封箱式氢气渗透系统ⅰ用于安装单封头ⅳ型储氢容器内胆，包括密封箱ⅰ、一号密封连接件、通气管件、二号温度传感器、三号温度传感器、可拆卸内胆保护壳、加热组件和冷却组件；密封箱式氢气渗透系统ⅱ用于安装双封头ⅳ型储氢容器内胆，包括密封箱ⅱ、二号密封连接件、可伸缩套件、伸缩驱动件以及与密封箱式氢气渗透系统ⅰ中结构相同的一号密封连接件、通气管件、二号温度传感器、三号温度传感器、可拆卸内胆保护壳、加热组件和冷却组件；密封箱ⅰ和密封箱ⅱ的箱壁上均设置有密封箱连接盘和气体连接口；密封箱连接盘位于箱壁内侧，设置有气体通路；气体连接口贯穿箱壁，内侧安装有三号温度传感器；一号密封连接件包括一号连接盘以及与一号连接盘相接的一号连接轴，一号连接盘和一号连接轴上设置有贯通的气体通路，一号连接盘与密封箱连接盘密封连接，一号连接轴与通气管件的第一端密封连接；密封箱连接盘的气体通路、一号密封连接件的气体通路以及通气管件依次连通；通气管件的第二端安装有二号温度传感器；密封箱式氢气渗透系统ⅰ中，一号连接轴和通气管件穿过单封头ⅳ型储氢容器内胆的封头且与封头密封连接，二号温度传感器位于单封头ⅳ型储氢容器内胆内；密封箱式氢气渗透系统ⅱ中，一号连接轴和通气管件穿过双封头ⅳ型储氢容器内胆的第一侧封头且与第一侧封头密封连接，二号温度传感器位于双封头ⅳ型储氢容器内胆内；可拆卸内胆保护壳用于安装在未缠绕纤维的ⅳ型储氢容器内胆外；加热组件用于对密封箱和ⅳ型储氢容器内胆加热直至预设温度；冷却组件用于对密封箱和ⅳ型储氢容器内胆冷却直至预设温度；二号密封连接件位于密封箱ⅱ内，包括二号连接盘以及与二号连接盘相接的二号连接轴，二号连接轴穿过双封头ⅳ型储氢容器内胆的第二侧封头且与第二侧封头密封连接；可伸缩套件包括固定套和伸缩杆件；固定套固定在密封箱ⅱ的箱壁上，且与箱壁密封连接；伸缩杆件穿过固定套和密封箱ⅱ的箱壁，伸缩杆件的第一端与二号连接盘连接，伸缩杆件的第二端由伸缩驱动件驱动沿固定套伸缩，调节二号密封连接件与一号密封连接件间的距离；
4、多级压力氢气供应系统通过不同的供气管路向ⅳ型储氢容器内胆提供不同等级压力；
5、氢气浓度检测系统用于检测密封箱内的氢气浓度。
6、上述装备中，可伸缩套件还包括密封缓冲盘；固定套的两端开口，第二端安装有密封缓冲盘且与箱壁密封连接；伸缩杆件包括伸缩柱连接盘、伸缩柱、限位柱、推动活塞、滚动球体、球体保持架；伸缩柱穿过固定套的第一端，伸缩柱的第一端位于固定套外，伸缩柱的第二端位于固定套内；伸缩柱连接盘固定在伸缩柱的第一端，与二号连接盘连接；限位柱包括第一限位柱以及与第一限位柱连接的第二限位柱，第一限位柱固定在伸缩柱的第二端且与固定套的内壁相接；推动活塞包括活塞盘以及与活塞盘连接的活塞杆；活塞盘位于固定套内与第二限位柱连接，且与固定套的内壁相接，与第一限位柱、固定套围合成环形空腔；活塞杆穿过密封缓冲盘，由伸缩驱动件驱动沿固定套伸缩；滚动球体和球体保持架位于环形空腔内，球体保持架的两端分别与第一限位柱和活塞盘连接，滚动球体转动安装在球体保持架上且与固定套、第二限位柱滚动接触。
7、上述装备中，伸缩驱动件为伸缩缸，缸体通过伸缩缸支架安装在密封箱ⅱ的箱壁外侧；可伸缩套件设置单组时，活塞杆的第二端与伸缩缸的杆体连接；可伸缩套件设置多组时，密封箱式氢气渗透系统ⅱ还包括活塞推动盘，活塞杆的第二端设置有螺纹段，螺纹段穿过活塞推动盘通过螺母紧固，活塞推动盘与伸缩缸的杆体连接。
8、上述装备中，密封箱ⅰ包括上箱盖、下箱体ⅰ、箱内保温层和箱体支撑板，上箱盖与下箱体ⅰ的顶部开口密封连接，上箱盖内安装有冷却组件，下箱体ⅰ的箱壁上设置有密封箱连接盘和气体连接口，下箱体ⅰ的底板上和箱体支撑板上均设置有加热组件安装槽，箱内保温层上设置有加热组件安装孔，下箱体ⅰ、箱内保温层和箱体支撑板连接围合成加热组件安装腔，加热组件安装在加热组件安装腔内；密封箱ⅱ包括上箱盖、下箱体ⅱ、箱内保温层和箱体支撑板，上箱盖与下箱体ⅱ的顶部开口密封连接，上箱盖内安装有冷却组件，下箱体ⅱ的箱壁上设置有密封箱连接盘、气体连接口、固定套、伸缩杆件，下箱体ⅱ的底板上和箱体支撑板上均设置有加热组件安装槽，箱内保温层上设置有加热组件安装孔，下箱体ⅱ、箱内保温层和箱体支撑板连接围合成加热组件安装腔，加热组件安装在加热组件安装腔内；密封箱式氢气渗透系统ⅰ和密封箱式氢气渗透系统ⅱ还包括内胆支撑座和箱外保温层；内胆支撑座设置在密封箱内；箱外保温层围合在密封箱外。
9、上述装备中，上箱盖与下箱体ⅰ之间以及上箱盖与下箱体ⅱ之间安装有密封圈；一号连接盘与密封箱连接盘之间采用凹凸咬合面连接，凹凸咬合面上安装有多个密封圈；气体连接口上安装有密封隔热圈；密封箱式氢气渗透系统ⅰ中，一号连接盘抵靠在单封头ⅳ型储氢容器本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种Ⅳ型储氢容器内胆多级压力氢气渗透测试装备，其特征在于，包括密封箱式氢气渗透系统、多级压力氢气供应系统和氢气浓度检测系统；
2.根据权利要求1所述的Ⅳ型储氢容器内胆多级压力氢气渗透测试装备，其特征在于，所述可伸缩套件还包括密封缓冲盘；
3.根据权利要求2所述的Ⅳ型储氢容器内胆多级压力氢气渗透测试装备，其特征在于，所述伸缩驱动件为伸缩缸，缸体通过伸缩缸支架安装在密封箱Ⅱ的箱壁外侧；
4.根据权利要求1-3任一项所述的Ⅳ型储氢容器内胆多级压力氢气渗透测试装备，其特征在于，密封箱Ⅰ包括上箱盖、下箱体Ⅰ、箱内保温层和箱体支撑板，上箱盖与下箱体Ⅰ的顶部开口密封连接，上箱盖内安装有冷却组件，下箱体Ⅰ的箱壁上设置有密封箱连接盘和气体连接口，下箱体Ⅰ的底板上和箱体支撑板上均设置有加热组件安装槽，箱内保温层上设置有加热组件安装孔，下箱体Ⅰ、箱内保温层和箱体支撑板连接围合成加热组件安装腔，加热组件安装在加热组件安装腔内；
5.根据权利要求4所述的Ⅳ型储氢容器内胆多级压力氢气渗透测试装备，其特征在于，上箱盖与下箱体Ⅰ之间以及上箱盖与下箱体Ⅱ之间安装
6.根据权利要求1-3任一项所述的Ⅳ型储氢容器内胆多级压力氢气渗透测试装备，其特征在于，多级压力氢气供应系统包括氢气气源、一号开关阀、多级活塞式压缩机、一号冷却器、一号温度传感器、一号过滤器、一号干燥器、一号压力传感器、一号控制阀、一号减压阀、一号压力表、一号单向阀、二号单向阀、二号控制阀、气罐、二号压力表、二号减压阀、三号单向阀、一号流量调节阀、四号单向阀、二号压力传感器、五号单向阀、三号控制阀、二号流量调节阀；
7.根据权利要求6所述的Ⅳ型储氢容器内胆多级压力氢气渗透测试装备，其特征在于，还包括氮气清洁吹扫系统、真空抽取系统以及废气排出和氢气回收利用系统；
8.根据权利要求7所述的Ⅳ型储氢容器内胆多级压力氢气渗透测试装备，其特征在于，还包括加热冷却控制系统、氢气浓度报警器和人机交互系统；
9.一种Ⅳ型储氢容器内胆多级压力氢气渗透测试方法，其特征在于，采用权利要求8所述的Ⅳ型储氢容器内胆多级压力氢气渗透测试装备进行恒定压力下氢渗透率的测试，包括下述步骤：
10.一种Ⅳ型储氢容器内胆多级压力氢气渗透测试方法，其特征在于，采用权利要求8所述的Ⅳ型储氢容器内胆多级压力氢气渗透测试装备进行循环压力下Ⅳ型储氢容器内胆屈曲与鼓泡的测试，包括下述步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种ⅳ型储氢容器内胆多级压力氢气渗透测试装备，其特征在于，包括密封箱式氢气渗透系统、多级压力氢气供应系统和氢气浓度检测系统；
2.根据权利要求1所述的ⅳ型储氢容器内胆多级压力氢气渗透测试装备，其特征在于，所述可伸缩套件还包括密封缓冲盘；
3.根据权利要求2所述的ⅳ型储氢容器内胆多级压力氢气渗透测试装备，其特征在于，所述伸缩驱动件为伸缩缸，缸体通过伸缩缸支架安装在密封箱ⅱ的箱壁外侧；
4.根据权利要求1-3任一项所述的ⅳ型储氢容器内胆多级压力氢气渗透测试装备，其特征在于，密封箱ⅰ包括上箱盖、下箱体ⅰ、箱内保温层和箱体支撑板，上箱盖与下箱体ⅰ的顶部开口密封连接，上箱盖内安装有冷却组件，下箱体ⅰ的箱壁上设置有密封箱连接盘和气体连接口，下箱体ⅰ的底板上和箱体支撑板上均设置有加热组件安装槽，箱内保温层上设置有加热组件安装孔，下箱体ⅰ、箱内保温层和箱体支撑板连接围合成加热组件安装腔，加热组件安装在加热组件安装腔内；
5.根据权利要求4所述的ⅳ型储氢容器内胆多级压力氢气渗透测试装备，其特征在于，上箱盖与下箱体ⅰ之间以及上箱盖与下箱体ⅱ之间安装有密封圈；
6.根据权利要求1-3任一项所述的ⅳ型储氢容...
【专利技术属性】
技术研发人员：武愉棋，梁建国，陈占春，刘江林，李银辉，武婷，高海峰，李文政，杜昊霏，赵晓冬，李辉，
申请(专利权)人：太原理工大学，
类型：发明
国别省市：
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