气瓶低温试验系统技术领域
本发明属于压力试验技术，具体涉及一种气瓶液氮温区压力试验系统。
背景技术
为验证高压气瓶的强度安全性，在正式投入使用之前一般需要进行压力试
验，用于低温环境的高压气瓶则需要在低温环境下进行压力试验。由于气体具
有可压缩性，因此为安全起见以及提高试验效率，一般使用液体作为增压介质
进行压力试验，低温环境下压力试验也是如此。
在低温环境下进行压力试验，对管路接口的密封、各种阀门等性能要求大
大提高，系统成本大幅提高。另外，试验过程中需保证气瓶内增压介质保持液
态，以降低试验危险性，并可提高试验的效率。
因此，需要设计一种性能优良的气瓶低温试验系统。
发明内容
本发明的目的在于提供一种不需要低温增压泵，且安全可靠、成本较低，
并且易于操作的气瓶低温试验系统。
本发明的技术方案如下：
一种气瓶低温试验系统，包括位于杜瓦内部的试验气瓶和蓄能器，所述的
试验气瓶和蓄能器均竖直放置；所述的蓄能器的液氮缸端在上，氮气缸端在下；
试验气瓶下端和杜瓦的底部分别连接液氮加注管路，所述的液氮加注管路连接
在液氮贮罐上；所述的试验气瓶上端管路和蓄能器液氮缸端管路连通，且连通
后再向上延伸，并在管路出口处设有管路堵塞；所述的蓄能器下端的氮气缸连
接氮气管路，所述的氮气管路连接到高压氮气源。
在上述气瓶低温试验系统中：所述的氮气管路上安装氮气增压阀门、高压
氮气源开关，以及常温压力表A、常温压力表B。
在上述气瓶低温试验系统中：所述的氮气管路上设有泄压支路，泄压支路
上设有卸压阀门。
在上述气瓶低温试验系统中：所述的液氮加注管路上设有加注阀。
在上述气瓶低温试验系统中：所述的液氮加注管路设有泄压支路，泄压支
路上设有泄出阀。
在上述气瓶低温试验系统中：所述的液氮贮罐的出口管路上设有加注阀。
本发明的显著效果在于：试验气瓶上端管路和蓄能器液氮缸端管路连通后，
再向上延伸一段距离，并在管路出口处设计有管路堵塞，以保证试验气瓶和蓄
能器进行液氮加注时排气，并且能够保证试验气瓶和蓄能器能够处于满液氮状
态，待试验气瓶和蓄能器液氮加注满后使用管路堵塞将管路密封好。对于本领
域的技术人员来说，管路低温密封是现有技术，实现并不困难，因此这样的结
构设计，不需要低温增压泵，使用常温氮气作为增压介质，成本较低。可实现
高压气瓶液氮温区(77K)5MPa～70MPa压力、多次试验要求，增压速率可达
到10MPa/min。
附图说明
图1为气瓶低温试验系统示意图；
图中：1.试验气瓶；2.蓄能器；3.低温杜瓦；4.管路堵盖；5.防爆墙；6.常温
压力表A；7.氮气增压阀门；8.常温压力表B；9.高压氮气源开关；10.高压氮气
源；11.氮气卸压阀门；12.液氮泄出阀A；13.液氮加注阀A；14.液氮加注阀B；
15.液氮泄出阀B；16.液氮加注阀C；17.液氮贮罐；
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步详细说明。
如图1所示，试验气瓶1和蓄能器2竖置安装于杜瓦3内部，蓄能器2的
液氮缸端在上，氮气缸端在下。试验气瓶1下端和杜瓦3的底部分别连接液氮
加注管路，试验气瓶1上端管路连通蓄能器2液氮缸端，以在试验气瓶1液氮
加注满后继续将液氮注入蓄能器2的液氮缸内。试验气瓶1上端管路和蓄能器2
液氮缸端管路连通后，再向上延伸，并在管路出口处设计有管路堵塞4，以保证
试验气瓶1和蓄能器2进行液氮加注时排气，以及保证试验气瓶1和蓄能器2
能够处于满液氮状态，待试验气瓶1和蓄能器2液氮加注满后使用管路堵塞4
将管路密封好。对于本领域的技术人员来说，管路低温密封是现有技术，实现
并不困难，因此这样的结构设计，采用管路堵塞4密封形式易于设计。
蓄能器2下端的氮气缸连接氮气管路。所述的氮气管路连接到高压氮气源
10，在氮气管路上安装氮气增压阀门7、高压氮气源开关9，以及常温压力表
A6、常温压力表B8。
在氮气管路上再安装一条泄压支路，泄压支路上安装氮气卸压阀门11。
液氮加注管路有两条，一条与试验气瓶1下端连接，另一条连接杜瓦3的
底部连接。两条液氮加注管路并联，并且都与液氮贮罐17连接。
每条液氮加注管路上安装加注阀，即如图1所示的液氮加注阀A13和液氮
加注阀B14。并且每条液氮加注管路上都安装泄压支路，支路上安装泄出阀，即
图1中所示的液氮泄出阀A12和液氮泄出阀B15。
在两条并联的液氮加注管路的总管路上安装液氮加注阀C16，其也位于液
氮贮罐17的出口管路上。
为保证试验人员安全，将杜瓦3使用防爆墙5进行隔离，使其与上述的各
种阀门、压力表及液氮贮罐17和高压氮气源10隔离开来。
工作时，将试验气瓶1安装好，连接好试验系统后，可进行试验。加注前
检查各阀门均应处于关闭状态。
首先进行液氮加注。取下管路堵塞4使试验气瓶1和蓄能器2连通大气。
开始进行液氮加注，首先对杜瓦3进行液氮加注，先后打开液氮加注阀C 16和
液氮加注阀B 14进行加注，待杜瓦3中液氮液面高于试验气瓶1和蓄能器2并
将试验气瓶1、蓄能器2及杜瓦3中管路冷透后，关闭液氮加注阀B 14，完成杜
瓦3液氮加注。然后对试验气瓶1和蓄能器2进行液氮加注，打开液氮加注阀A
13进行加注，待试验气瓶1和蓄能器2中液氮加注满并从其上端管路中溢出，
关闭液氮加注阀A 13，完成试验气瓶1和蓄能器2液氮加注，然后使用管路堵
塞4将管路出口堵住。再次打开液氮加注阀B 14，对杜瓦3中继续加注液氮，
使液氮液面高于管路堵塞4，以保证试验气瓶1、蓄能器2及管路中液氮一直处
于液态，然后先后关闭液氮加注阀B 14和液氮加注阀C 16，完成试验液氮加注。
然后对试验气瓶1和蓄能器2增压进行压力试验。先后打开高压氮气源开
关9和氮气增压阀门7，进行增压，待常温压力表A 6显示压力达到要求压力后，
先后关闭氮气增压阀门7和高压氮气源开关9，完成试验气瓶增压。增压过程中，
对杜瓦3中液氮量情况进行监测，应保持液氮液面始终高于管路堵塞4，如杜瓦
液氮挥发减少使得管路堵塞露出液面，可通过先后打开液氮加注阀C 16和液氮
加注阀B 14进行补加，补加后应先后关闭液氮加注阀B 14和液氮加注阀C 16。
完成增压后，可进行卸压。打开氮气卸压阀门11进行放气卸压，通过观察
常温压力表A 6，将试验气瓶1和蓄能器2的压力降为零，如需重复进行增压试
验，则关闭卸压阀门11，重复上述增压、卸压过程。完成最后一次卸压后氮气
卸压阀门11暂不关闭。
最后进行液氮泄出，卸下试验气瓶1，完成试验。首先依次打开液氮加注阀
B 14和液氮泄出阀A 12将杜瓦3中液氮泄出部分，以露出管路堵塞4，再以相
反顺序依次关闭阀门，然后取下管路堵塞4使试验气瓶1和蓄能器2连通大气。
首先泄出试验气瓶1和蓄能器2中的液氮，先后打开液氮加注阀A 13和液氮泄
出阀B 15进行液氮泄出。待试验气瓶1和蓄能器2中液氮泄出完成后，进行杜
瓦3中液氮全部泄出，先后打开液氮加注阀B 14和液氮泄出阀A 12进行液氮泄
出。待全部液氮泄出，试验气瓶1恢复常温后，卸下试验气瓶1，并将全部阀门
关闭，完成试验。