【技术实现步骤摘要】
本申请属于低温流体往复泵、低温密封、制冷与低温，具体涉及一种低温区活塞及气缸静态密封性能测试系统。
技术介绍
1、液氢作为一种高能、超低温液体清洁燃料，是未来能源的发展方向之一。在液氢工质的输送、转注及增压等场合中，需要低温泵来驱动流体流动。通常使用往复泵对液氢进行增压和输运，比如航天领域液氢推进剂的输送和加注过程，氢能源汽车中液氢的加压与传输，液氢加氢站内液氢的转注和增压，均需要液氢往复泵。因此，在大流量和高压条件下，活塞与气缸之间的密封性能至关重要，能极大程度地影响往复泵的容积效率和运行效率。定量测量液氢通过活塞气缸间隙处的泄漏量对改进活塞气缸的机械结构及配合方式提供了方向和数据支撑，进而提高往复泵的效率，进一步地还可设计泄漏回收装置提高整个低温系统的能量利用率。
2、当前的活塞气缸静态泄漏测量装置只能在环境温度、最低至液氮温区(-196℃)工作，且仅能测试单一工况下特定活塞型式的密封性能，而对工作在液氢(-253℃)乃至液氦(-269℃)温区，可实现多种工况下不同型式活塞密封性能的测量系统则几乎没有。
技术实现思路
1、鉴于此，有必要针对现有技术存在的缺陷提供一种低温区活塞及气缸静态密封性能测试系统，可以实现低温区不同来流压力下的多种型式活塞与气缸之间密封性能的测试和性能评估，这对于有效提高液氢往复泵的容积效率具有重要意义。
2、为解决上述问题，本申请采用下述技术方案：
3、一种低温区活塞及气缸静态密封性能测试系统，包括：低温测试端组件、进
4、所述低温测试端组件包括液氢储罐、法兰盖板、待测气缸、待测气缸上盖板、低温控温单元、压力表、液氢液位计，所述法兰盖板固定设置在所述液氢储罐上方，所述待测气缸、所述低温控温单元设置在所述液氢储罐内，所述待测气缸上盖板固定设置在所述待测气缸上，所述待测气缸的活塞将所述待测气缸分为上腔和下腔，
5、所述上腔通过穿过所述待测气缸上盖板的管路与所述低温控温单元的一端连接，所述下腔通过穿过所述法兰盖板的管路与所述回收端组件连接，所述低温控温单元的另一端与所述进气端组件连接，
6、所述法兰盖板和所述待测气缸上盖板上设置有供引线管路通过的孔道，所述压力表、所述液氢液位计的引线从所述引线管路中引出。
7、在一些实施例中，所述低温控温单元通过拉杆吊装在所述法兰盖板上。
8、在一些实施例中，所述进气端组件包括高压储氢罐、减压阀、进气端压力表、氢气流量计和高压氢气管路，所述高压储氢罐与所述低温控温单元通过所述高压氢气管路连接，所述减压阀、所述进气端压力表、所述氢气流量计分别设置在所述高压氢气管路上，所述减压阀与所述高压储氢罐连接，所述氢气流量计与所述低温控温单元连接，所述进气端压力表设置在所述减压阀与所述氢气流量计之间。
9、在一些实施例中，所述回收端组件包括氢气管路、加热器、氢气截止阀、氢气流量计和氢气回收罐，所述氢气回收罐与所述回收端组件通过所述氢气管路连接，所述加热器、所述氢气截止阀、所述氢气流量计分别设置在所述氢气管路上，所述加热器与所述待测气缸的下腔连接，所述氢气流量计与所述氢气回收罐连接，所述氢气截止阀设置在所述加热器和所述氢气流量计之间。
10、在一些实施例中，所述液氢储罐采用高真空多层绝热方式保冷，在所述液氢储罐内容器外部包扎多层绝热材料，并在内外夹层之间抽真空，真空度要求优于10-4pa，所述液氢储罐与所述法兰盖板之间采用多组螺栓连接，并在接触面设置密封圈。
11、在一些实施例中，所述待测气缸与所述待测气缸上盖板通过多组螺栓连接，并在接触面设置有垫片或密封圈，所述待测气缸上盖板通过拉杆吊装在所述法兰盖板上。
12、在一些实施例中，所述待测气缸上盖板与所述待测气缸的活塞杆连接，且所述待测气缸上盖板开设盲孔对所述活塞杆进行固定限位，所述活塞杆上套有活塞杆密封件，所述活塞杆密封件安装在所述待测气缸上盖板的密封沟槽内。
13、在一些实施例中，所述设置在待测气缸内的活塞与所述活塞杆之间采用螺纹连接，所述活塞的外圆柱面与所述待测气缸之间设有活塞密封件，所述活塞密封件贴合在所述活塞的外圆柱面上。
14、在一些实施例中，所述低温控温单元采用光管型或外翅片型绕管式低温换热器，并内置加热控温元件，实现所述待测气缸进口的氢气20k～120k范围内的精确连续控温。
15、在一些实施例中，所述加热器可采用铝板式汽化器或绕管换热器。
16、本申请采用上述技术方案具备下述效果：本申请的一种低温区活塞及气缸静态密封性能测试系统，可以实现压力在0.1～100mpa，温度在20～120k的氢气通过实际液氢往复泵(活塞泵或柱塞泵)活塞及气缸配合间隙的泄漏量测量，从而有效评估液氢往复泵的容积效率损失。
17、附图说明
18、为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对本申请实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
19、图1为本申请实施例提供的一种低温区活塞及气缸静态密封性能测试系统具体实施例示意图；
20、图2为本申请实施例提供的一种低温区双活塞及气缸静态密封性能测试系统的具体实施例示意图。
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1.一种低温区活塞及气缸静态密封性能测试系统，其特征在于，包括：低温测试端组件、进气端组件、回收端组件，所述低温测试端组件一端与所述进气端组件连接，另一端与所述回收端组件连接，
2.根据权利要求1所述的一种低温区活塞及气缸静态密封性能测试系统，其特征在于，所述低温控温单元通过拉杆吊装在所述法兰盖板上。
3.根据权利要求1所述的一种低温区活塞及气缸静态密封性能测试系统，其特征在于，所述进气端组件包括高压储氢罐、减压阀、进气端压力表、氢气流量计和高压氢气管路，所述高压储氢罐与所述低温控温单元通过所述高压氢气管路连接，所述减压阀、所述进气端压力表、所述氢气流量计分别设置在所述高压氢气管路上，所述减压阀与所述高压储氢罐连接，所述氢气流量计与所述低温控温单元连接，所述进气端压力表设置在所述减压阀与所述氢气流量计之间。
4.根据权利要求1所述的一种低温区活塞及气缸静态密封性能测试系统，其特征在于，所述回收端组件包括氢气管路、加热器、氢气截止阀、氢气流量计和氢气回收罐，所述氢气回收罐与所述回收端组件通过所述氢气管路连接，所述加热器、所述氢气截止阀、所述氢气流
5.根据权利要求1所述的一种低温区活塞及气缸静态密封性能测试系统，其特征在于，所述液氢储罐采用高真空多层绝热方式保冷，在所述液氢储罐内容器外部包扎多层绝热材料，并在内外夹层之间抽真空，真空度要求优于10-4Pa，所述液氢储罐与所述法兰盖板之间采用多组螺栓连接，并在接触面设置密封圈。
6.根据权利要求1所述的一种低温区活塞及气缸静态密封性能测试系统，其特征在于，所述待测气缸与所述待测气缸上盖板通过多组螺栓连接，并在接触面设置有垫片或密封圈，所述待测气缸上盖板通过拉杆吊装在所述法兰盖板上。
7.根据权利要求6所述的一种低温区活塞及气缸静态密封性能测试系统，其特征在于，所述待测气缸上盖板与所述待测气缸的活塞杆连接，且所述待测气缸上盖板开设盲孔对所述活塞杆进行固定限位，所述活塞杆上套有活塞杆密封件，所述活塞杆密封件安装在所述待测气缸上盖板的密封沟槽内。
8.根据权利要求7所述的一种低温区活塞及气缸静态密封性能测试系统，其特征在于，所述待测气缸的活塞与所述活塞杆之间采用螺纹连接，所述活塞的外圆柱面与所述待测气缸之间设有活塞密封件，所述活塞密封件贴合在所述活塞的外圆柱面上。
9.根据权利要求1所述的一种低温区活塞及气缸静态密封性能测试系统，其特征在于，所述低温控温单元采用光管型或外翅片型绕管式低温换热器，并内置加热控温元件，实现所述待测气缸进口的氢气20K～120K范围内的精确连续控温。
10.根据权利要求3所述的一种低温区活塞及气缸静态密封性能测试系统，其特征在于，所述加热器可采用铝板式汽化器或绕管换热器。
...【技术特征摘要】
1.一种低温区活塞及气缸静态密封性能测试系统，其特征在于，包括：低温测试端组件、进气端组件、回收端组件，所述低温测试端组件一端与所述进气端组件连接，另一端与所述回收端组件连接，
2.根据权利要求1所述的一种低温区活塞及气缸静态密封性能测试系统，其特征在于，所述低温控温单元通过拉杆吊装在所述法兰盖板上。
3.根据权利要求1所述的一种低温区活塞及气缸静态密封性能测试系统，其特征在于，所述进气端组件包括高压储氢罐、减压阀、进气端压力表、氢气流量计和高压氢气管路，所述高压储氢罐与所述低温控温单元通过所述高压氢气管路连接，所述减压阀、所述进气端压力表、所述氢气流量计分别设置在所述高压氢气管路上，所述减压阀与所述高压储氢罐连接，所述氢气流量计与所述低温控温单元连接，所述进气端压力表设置在所述减压阀与所述氢气流量计之间。
4.根据权利要求1所述的一种低温区活塞及气缸静态密封性能测试系统，其特征在于，所述回收端组件包括氢气管路、加热器、氢气截止阀、氢气流量计和氢气回收罐，所述氢气回收罐与所述回收端组件通过所述氢气管路连接，所述加热器、所述氢气截止阀、所述氢气流量计分别设置在所述氢气管路上，所述加热器与所述待测气缸的下腔连接，所述氢气流量计与所述氢气回收罐连接，所述氢气截止阀设置在所述加热器和所述氢气流量计之间。
5.根据权利要求1所述的一种低温区活塞及气缸静态密封性能测试系统，其特征在于，所述液氢储罐采用高真空多层绝热...
【专利技术属性】
技术研发人员：谢秀娟，吴畏，杨少柒，
申请(专利权)人：中国科学院理化技术研究所，
类型：发明
国别省市：
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