一种液化石油气气瓶疲劳试验系统及其试验方法与流程

本发明涉及一种液化石油气气瓶疲劳试验系统及其试验方法，属于液化石油气气瓶的疲劳试验技术领域。

背景技术：

随着科技的发展，人们对资源的需求不断加大，而且相应对资源利用的方式在不断改善。气体燃料作为高效的能源，越来越普遍的应用在生活当中，于是对气体燃料的存储、运输及使用提出了不同的要求。尤其是日常生活生产中对液化石油气（lpg）的频繁使用，相应要考虑其气瓶安全。

气瓶作为燃料气体的日常频繁使用的重要容器，有不同的要求。在满足其压力条件，强度条件等特点的同时，也要重视安全问题。其中不仅包含对燃料易燃易爆特性的考虑，也需要对气瓶频繁重复使用，气体反复充放对气瓶安全造成的安全隐患。因此对气瓶安全性检验必不可少的需要引入疲劳试验，对试件承受周期性气体作用有一个可以相对比较可靠的直观衡量数据。所以引入疲劳试验对气瓶进行测试，从而模拟日常对气瓶重复使用，确定气瓶的使用寿命，保证对人身及财产的安全十分重要。

专利cn102798570a的高压疲劳试验机，介绍了一种用于高压气瓶疲劳试验的高压疲劳试验机，包括液压系统、冷却循环系统、电气控制系统、显示系统、以及增压缸。该专利采用液压油作为试验介质，在高压下对气瓶进行疲劳测试。增压过程采用增压器进行增压。此专利无法完成以液化气体为介质的疲劳试验。

专利200820083900.7的储氢容器氢环境疲劳试验系统，介绍了一种储氢容器氢环境疲劳试验系统。该专利采用控制平台完成循环，试验介质为纯气态介质，无法适应液化气体的疲劳试验要求；泄压仅仅靠低压储罐，极有可能无法顺利泄压；且未考虑到气体压缩膨胀过程中的热效应，这对易燃易爆气体的测试产生很大隐患。

技术实现要素：

为了克服现有技术中存在的问题，本发明提供一种液化石油气气瓶疲劳试验系统及其试验方法。该试验系统不仅重复利用测试气体，而且通过自动控制实现充放气，可以模拟试件在工作环境下的疲劳试验。

本发明采用的技术方案是：一种液化石油气气瓶疲劳试验系统，试验系统包括高压储罐、第一压缩机和控制器，试验系统还包括低压缓冲罐和第二压缩机，所述高压储罐上设有第一压力传感器、液位计、充放电磁阀和安全阀，高压储罐采用管道依次经换热器、单向阀、第一压缩机和第一过滤器连接设有第二压力传感器的低压缓冲罐，低压缓冲罐采用管道经第三电磁阀连接设有第三压力传感器的试件，试件采用管道经第一电磁阀连接高压储罐；在低压缓冲罐与第三电磁阀之间采用管道经第二电磁阀、第二压缩机和第二过滤器连接在第三电磁阀与试件之间的管道上；所述控制器采用plc控制器，所述三个压力传感器、四个电磁阀和两个压缩机的控制继电器与控制器电连接。

所述控制器采用s7-300（cpu314c）plc控制器。

一种液化石油气气瓶疲劳试验系统的工作方法：

a、首先启动第一压缩机，控制器同时开启充放电磁阀，试验介质充入高压储罐，当第一压力传感器及液位计达到设定的上限值时，充放电磁阀关闭；

b、控制器开启第一电磁阀，高压介质流入试件中，当第三压力传感器达到设定的上限值时，第一电磁阀关闭，进行保压；

c、当保压达到设定时间后，第三电磁阀开启，当第二压力传感器与第三压力传感器值相同时，第三电磁阀关闭，与此同时第二电磁阀和第二压缩机迅速开启；

d、待第三压力传感器达到设定下限值，第二电磁阀和第二压缩机关闭；

e、重复b、c、d步骤，完成试件设定的测试次数，或者试件出现失效情形，试验系统自动关闭。

本发明的有益效果是：这种试验系统包括高压储罐、第一压缩机、第二压缩机、低压缓冲罐和控制器，高压储罐经换热器、单向阀、第一压缩机和第一过滤器连接低压缓冲罐，低压缓冲罐经第三电磁阀连接试件，试件经第一电磁阀连接高压储罐；第二电磁阀、第二压缩机与第三电磁阀并联连接；控制器采用plc控制器，压力传感器、电磁阀和压缩机的控制继电器与控制器电连接。该试验系统不仅重复利用测试气体，而且通过自动控制实现充放气，可以模拟试件在工作环境下的疲劳试验。

附图说明

图1是一种液化石油气气瓶疲劳试验系统的工作原理图。

图2是控制器的原理图。

图中：1、液位计，2、第一压力传感器，2a、第二压力传感器，2b、第三压力传感器，3、充放电磁阀，4、安全阀，5、换热器，6、单向阀，7、第一压缩机，7a、第二压缩机，8、第一过滤器，8a、第二过滤器，9、第一电磁阀，9a、第二电磁阀，9b、第三电磁阀，10、高压储罐，11、低压缓冲罐，12、试件，13、控制器。

具体实施方法

图1示出了一种液化石油气气瓶疲劳试验系统原理图。这种液化石油气气瓶疲劳试验系统包括高压储罐10、第一压缩机7、控制器13、低压缓冲罐11和第二压缩机7a。高压储罐10上设有第一压力传感器2、充放电磁阀3和安全阀4，高压储罐10采用管道依次经换热器5、单向阀6、第一压缩机7和第一过滤器8连接设有第二压力传感器2a的低压缓冲罐11，低压缓冲罐11采用管道经第三电磁阀9b连接设有第三压力传感器2b的试件12，试件12采用管道经第一电磁阀9连接高压储罐10。在低压缓冲罐11与第三电磁阀9b之间采用管道经第二电磁阀9a、第二压缩机7a和第二过滤器8a连接在第三电磁阀9b与试件12之间的管道上。控制器13采用plc控制器，三个压力传感器、四个电磁阀和两个压缩机的控制继电器与控制器13电连接。

图2示出了控制器采用s7-300（cpu314c）plc控制器的工作原理图。输入参数为第一压力传感器2、第二压力传感器2a和第三压力传感器2b的压力信号，经cpu314c运算处理后，输出信号控制充放电磁阀3、第一电磁阀9、第二电磁阀9a、第三电磁阀9b、压缩机7和第二压缩机7a工作，循环控制液化石油气气瓶疲劳试验的全过程。

这种液化石油气气瓶疲劳试验系统的工作方法：

a、首先启动第一压缩机7，控制器13同时开启充放电磁阀3，试验介质充入高压储罐10，当第一压力传感器2达到设定的上限值（4.0mpa）、液位计1达到设定液位值时，充放电磁阀3关闭；

b、控制器13开启第一电磁阀9，高压介质流入试件12中，当第三压力传感器2b达到设定的上限值（3.2mpa）时，第一电磁阀9关闭，进行保压；

c、当保压达到设定时间后，第三电磁阀9b开启，当第二压力传感器2a与第三压力传感器2b值相同时，第三电磁阀9b关闭，与此同时第二电磁阀9a和第二压缩机7a迅速开启；

d、待第三压力传感器2b达到设定下限值（0.1mpa），第二电磁阀9a和第二压缩机7a关闭；

e、重复b、c、d步骤，完成试件12设定的测试次数，或者试件12出现失效情形，试验系统自动关闭。

在上述的整个试验过程中，第一压缩机和换热器始络保持运行状态，所有电磁阀和压缩机的动作均由控制器依据压力传感器提供的信号进行控制。当试件完成设定的测试次数或者试件出现失效情形，系统自动关闭。若高压储罐10发生超压，则安全阀4会开启，进行泄压。