一种用于铝合金储氢瓶的疲劳测试装置及方法与流程

本发明涉及铝合金储氢瓶测试，具体为一种用于铝合金储氢瓶的疲劳测试装置及方法。

背景技术：

1、铝合金储氢瓶作为氢能储存的关键设备，以其轻便、耐腐蚀、高强度和安全性等特点，在氢燃料电池汽车和加氢站等领域得到了广泛应用，然而，值得注意的是，铝合金储氢瓶在频繁充放气过程中可能出现疲劳裂纹扩展的风险，因此需要利用疲劳测试装置对铝合金储氢瓶进行疲劳性能的测试，以确保氢能应用的安全性，并为储氢瓶的设计优化和性能提升提供可靠依据。

2、参考公开号为cn216594538u的专利申请所公开的一种液化石油气瓶疲劳试验装置，当装置开始工作后，将液化石油气瓶放置在放置块上，通过电机控制模块控制电机启动，电机带动螺杆转动，螺杆带动两个螺纹块同时向中间移动，螺纹块带动夹持柱同时移动，对液化石油气瓶的底部进行夹持固定，随后通过液压器控制模块控制液压器启动，带动第一活动块向下移动，随后再通过第二电动伸缩杆控制模块控制第二电动伸缩杆启动，推动夹持弧形块对液化石油气瓶的顶部进行夹持固定，开始进行疲劳试验，可以对不同尺寸的液化石油气瓶进行疲劳试验，提高装置的实用性。

3、综合分析以上参考专利，可得出以下缺陷：

4、现有的用于铝合金储氢瓶的疲劳测试装置及方法，难以模拟实际工况下向铝合金储氢瓶内反复充放气体的过程，无法评估铝合金储氢瓶在不同压强下的性能表现，并且难以同时对多个铝合金储氢瓶进行疲劳测试，测试效率偏低，因此，有必要提供一种用于铝合金储氢瓶的疲劳测试装置及方法解决上述技术问题。

技术实现思路

1、针对现有技术的不足，本发明提供了一种用于铝合金储氢瓶的疲劳测试装置及方法，解决了难以模拟实际工况下向铝合金储氢瓶内反复充放气体的过程，无法评估铝合金储氢瓶在不同压强下的性能表现，并且难以同时对多个铝合金储氢瓶进行疲劳测试，测试效率偏低的问题。

2、为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种用于铝合金储氢瓶的疲劳测试装置，包括：

3、支撑架，置于地面上，所述支撑架的顶部中间转动设置有支撑轴，所述支撑轴的顶部固定设置有工作盘，所述支撑轴的外部固定套设有齿环，所述工作盘的顶部一圈均匀固定设置有若干竖板，所述支撑架的内腔顶部固定设置有伺服电机，所述伺服电机的输出端贯穿支撑架的顶部且固定设置有第一齿轮，所述第一齿轮与齿环相啮合，所述支撑架的内腔底部固定设置有气泵，所述气泵的排气端固定设置有多气路控制器，所述多气路控制器的顶部与通气机构的底部固定连通，所述支撑架前端上部的右侧固定设置有智能面板，所述工作盘的底部且位于每个容纳筒机构的正下方均开设有若干通气孔；

4、若干容纳筒机构，用于放置铝合金储氢瓶，并对铝合金储氢瓶进行自动夹持限位，若干所述容纳筒机构均匀设置在工作盘的顶部外部一圈；

5、通气机构，用于间歇的向容纳筒机构中的铝合金储氢瓶内输送不同量的气体，以改变不同时间段内铝合金储氢瓶中的压强大小，所述通气机构贯穿支撑轴的内部。

6、优选的，每个所述容纳筒机构均包括防护外筒，所述防护外筒固定连接在工作盘的顶部，所述防护外筒的内腔底部固定设置有防爆内筒，所述防爆内筒的两侧下部均开设有竖槽，所述防爆内筒的两侧上部外壁均开设有滑槽，所述防爆内筒的外壁且位于相邻两个滑槽之间从上到下均匀开设有若干排气口，所述防爆内筒的内腔底部均匀固定设置有若干弹簧，若干所述弹簧的顶部之间设置有限位组件，所述防护外筒和防爆内筒的顶部之间设置有密封盖组件，所述防护外筒的底部且位于防爆内筒的外部均匀开设有若干与对应通气孔相连通的出气口，所述防护外筒与密封盖组件的外壁之间通过若干锁扣相连接。

7、优选的，所述限位组件包括底盘，所述底盘的底部与若干弹簧的顶部之间固定连接，所述底盘的两侧均固定设置有t型块，两个所述t型块分别滑动贯穿对应竖槽内，两个所述t型块的顶部后端均固定设置有齿条，两个所述齿条相互靠近的一侧顶部均固定设置有滑块。

8、优选的，两个所述滑块分别滑动连接在对应滑槽内，所述防爆内筒的外壁两侧与防护外筒的内壁之间均转动设置有丝杆，两个所述丝杆上的螺纹方向相反，两个所述丝杆的外部均固定套设有第二齿轮，两个所述第二齿轮分别与对应齿条相啮合，两个所述丝杆的外部均螺纹套设有内螺纹套。

9、优选的，两个所述内螺纹套的上下部均固定设置有l型杆，四个所述l型杆相互靠近的一端均滑动贯穿至防爆内筒的内部且固定设置有弧形夹板，四个所述弧形夹板相互靠近的一侧均固定设置有若干橡胶防滑条。

10、优选的，所述密封盖组件包括密封盖，所述密封盖的顶部中间固定设置有衔接套，所述衔接套与密封盖的内部之间螺纹贯穿有外螺纹管，所述外螺纹管的内壁固定设置有密封套，所述外螺纹管的顶部固定设置有调节盘，所述衔接套的一侧螺纹贯穿有紧固螺栓，所述调节盘的顶部中间转动设置有竖管。

11、优选的，所述竖管的内部与外螺纹管的内部相连通，所述竖管的下部固定设置有压力传感器，所述竖管的上部固定设置有电磁阀，所述竖管的顶部固定连通有软管，所述软管远离密封盖的一端固定连接在对应竖板的侧壁上。

12、优选的，所述通气机构包括中空杆，所述中空杆固定连接在多气路控制器的顶部且贯穿支撑轴和工作盘的内部之间，所述中空杆的内部贯穿有四个支管，四个所述支管的底部分别与多气路控制器的四个出气通道固定连通，所述中空杆和四个支管的顶部之间固定设置有导气盘组件，所述导气盘组件的顶部转动套设有衔接盘，所述衔接盘的内部一圈均匀开设有若干通孔，所述衔接盘的顶部一圈均匀固定设置有若干l型管，若干所述l型管的内部分别与对应通孔相连通，若干所述l型管相互远离的一端分别固定连接在对应竖板的侧壁上且与对应软管相连通。

13、优选的，所述导气盘组件包括导气盘，所述导气盘的内部均匀开设有四个供气腔，四个所述供气腔的底部分别与对应支管的顶部相连通，所述导气盘的内部均匀开设有四个排气腔，所述排气腔与供气腔依次交替分布。

14、本发明还提供了一种用于铝合金储氢瓶的疲劳测试方法，采用用于铝合金储氢瓶的疲劳测试装置，具体方法包括以下步骤：

15、步骤一、打开最前方容纳筒机构上的锁扣，将密封盖组件从防护外筒上取下，然后将待测试的铝合金储氢瓶放置在防爆内筒内，铝合金储氢瓶在防爆内筒中下移的过程中，下压限位组件，弹簧被压缩，限位组件被下压的过程中，逐渐将铝合金储氢瓶的两侧进行夹紧，直至铝合金储氢瓶无法下移，限位组件将其自动夹持限位住，然后将密封盖组件重新放置在防护外筒和防爆内筒的顶部之间，关闭锁扣，将密封盖组件锁定在防护外筒的顶部，接着调节密封盖组件，使密封盖组件与铝合金储氢瓶的瓶嘴相连通；

16、步骤二、然后启动伺服电机，驱动第一齿轮转动，齿环、支撑轴、工作盘以及容纳筒机构随之旋转，将容纳筒机构逆时针转动四十五度后暂停设定的时间，气泵工作，通过多气路控制器、通气机构以及密封盖组件向铝合金储氢瓶内供气，当铝合金储氢瓶内的压强大小达到设定值时，关闭电磁阀，伺服电机再次工作，驱动工作盘和容纳筒机构转动，容纳筒机构转动的过程中，压力传感器实时监测铝合金储氢瓶内的压强变化，将容纳筒机构继续逆时针转动四十五度后再次暂停设定的时间，然后打开电磁阀，使铝合金储氢瓶内的气体完全排出；

17、步骤三、接着再次启动伺服电机，将容纳筒机构继续逆时针转动四十五度后再次暂停设定的时间，气泵通过多气路控制器、通气机构以及密封盖组件向铝合金储氢瓶内再次供气，当铝合金储氢瓶内的压强大小达到设定值时，关闭电磁阀，伺服电机再次工作；

18、步骤四、重复步骤二和步骤三向铝合金储氢瓶内反复充气和排气的操作，总共进行四次充气和四次排气，在四次充气的过程中，每次充气量依次增加，模拟实际工况下向铝合金储氢瓶内反复充放气体的操作，对铝合金储氢瓶进行疲劳测试，利用压力传感器监测铝合金储氢瓶内每次完成充气之后的压强变化，若压强变小，说明铝合金储氢瓶发生漏气，则铝合金储氢瓶不合格。

19、有益效果

20、本发明提供了一种用于铝合金储氢瓶的疲劳测试装置及方法。与现有技术相比具备以下有益效果：

21、1、一种用于铝合金储氢瓶的疲劳测试装置及方法，通过工作盘、容纳筒机构、通气机构、伺服电机、气泵以及多气路控制器之间的相互配合，能够快速将铝合金储氢瓶定位在容纳筒机构内，启动伺服电机使容纳筒机构转动，过程中便能模拟实际工况下向铝合金储氢瓶内反复充放气体的过程，实现同时对多个铝合金储氢瓶进行疲劳测试的目的，提高测试效率。

22、2、一种用于铝合金储氢瓶的疲劳测试装置及方法，通过防护外筒、防爆内筒、弹簧、限位组件以及密封盖组件之间的相互配合，将铝合金储氢瓶向防爆内筒内放入的过程中，利用铝合金储氢瓶的自身重力，便能带动限位组件工作，自动将铝合金储氢瓶快速夹固定位在防爆内筒内，简化操作流程，并且在测试过程中，能够防止爆炸产生的碎片四处飞溅，降低事故风险。

23、3、一种用于铝合金储氢瓶的疲劳测试装置及方法，通过多气路控制器、支管、导气盘组件、衔接盘、l型管以及压力传感器之间的相互配合，气泵工作通过多气路控制器将气体排出，多气路控制器对气泵输入进来的气体进行分流处理，能够精确控制气体的流动方向和流量，使气体通过四个支管分别流出，并且每个支管中的流量不同，使得在不同阶段，能够向铝合金储氢瓶内充入不同量的气体，铝合金储氢瓶随着工作盘转动的过程中，与四个支管依次相连通，能够模拟实际工况下向储氢瓶内逐步增加充气量的过程，测试储氢瓶在不同压强下的性能表现。

24、4、一种用于铝合金储氢瓶的疲劳测试装置及方法，通过外螺纹管、底盘、齿条、第二齿轮、内螺纹套以及弧形夹板之间的相互配合，将铝合金储氢瓶放置在底盘上，利用铝合金储氢瓶自身的重力，将底盘向下压动，齿条随之下移，从而使第二齿轮和丝杆转动，内螺纹套和弧形夹板随之向储氢瓶的一侧靠近，四个弧形夹板相互配合，能够对不同瓶身大小的铝合金储氢瓶进行自动夹持限位，适用范围较广。

技术特征：

1.一种用于铝合金储氢瓶的疲劳测试装置，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的一种用于铝合金储氢瓶的疲劳测试装置，其特征在于：每个所述容纳筒机构(5)均包括防护外筒(51)，所述防护外筒(51)固定连接在工作盘(3)的顶部，所述防护外筒(51)的内腔底部固定设置有防爆内筒(52)，所述防爆内筒(52)的两侧下部均开设有竖槽(53)，所述防爆内筒(52)的两侧上部外壁均开设有滑槽(54)，所述防爆内筒(52)的外壁且位于相邻两个滑槽(54)之间从上到下均匀开设有若干排气口(55)，所述防爆内筒(52)的内腔底部均匀固定设置有若干弹簧(56)，若干所述弹簧(56)的顶部之间设置有限位组件(57)，所述防护外筒(51)和防爆内筒(52)的顶部之间设置有密封盖组件(58)，所述防护外筒(51)的底部且位于防爆内筒(52)的外部均匀开设有若干与对应通气孔(13)相连通的出气口(59)，所述防护外筒(51)与密封盖组件(58)的外壁之间通过若干锁扣(510)相连接。

3.根据权利要求2所述的一种用于铝合金储氢瓶的疲劳测试装置，其特征在于：所述限位组件(57)包括底盘(571)，所述底盘(571)的底部与若干弹簧(56)的顶部之间固定连接，所述底盘(571)的两侧均固定设置有t型块(572)，两个所述t型块(572)分别滑动贯穿对应竖槽(53)内，两个所述t型块(572)的顶部后端均固定设置有齿条(573)，两个所述齿条(573)相互靠近的一侧顶部均固定设置有滑块(574)。

4.根据权利要求3所述的一种用于铝合金储氢瓶的疲劳测试装置，其特征在于：两个所述滑块(574)分别滑动连接在对应滑槽(54)内，所述防爆内筒(52)的外壁两侧与防护外筒(51)的内壁之间均转动设置有丝杆(575)，两个所述丝杆(575)上的螺纹方向相反，两个所述丝杆(575)的外部均固定套设有第二齿轮(576)，两个所述第二齿轮(576)分别与对应齿条(573)相啮合，两个所述丝杆(575)的外部均螺纹套设有内螺纹套(577)。

5.根据权利要求4所述的一种用于铝合金储氢瓶的疲劳测试装置，其特征在于：两个所述内螺纹套(577)的上下部均固定设置有l型杆(578)，四个所述l型杆(578)相互靠近的一端均滑动贯穿至防爆内筒(52)的内部且固定设置有弧形夹板(579)，四个所述弧形夹板(579)相互靠近的一侧均固定设置有若干橡胶防滑条。

6.根据权利要求2所述的一种用于铝合金储氢瓶的疲劳测试装置，其特征在于：所述密封盖组件(58)包括密封盖(581)，所述密封盖(581)的顶部中间固定设置有衔接套(582)，所述衔接套(582)与密封盖(581)的内部之间螺纹贯穿有外螺纹管(583)，所述外螺纹管(583)的内壁固定设置有密封套，所述外螺纹管(583)的顶部固定设置有调节盘(584)，所述衔接套(582)的一侧螺纹贯穿有紧固螺栓(585)，所述调节盘(584)的顶部中间转动设置有竖管(586)。

7.根据权利要求6所述的一种用于铝合金储氢瓶的疲劳测试装置，其特征在于：所述竖管(586)的内部与外螺纹管(583)的内部相连通，所述竖管(586)的下部固定设置有压力传感器(587)，所述竖管(586)的上部固定设置有电磁阀(588)，所述竖管(586)的顶部固定连通有软管(589)，所述软管(589)远离密封盖(581)的一端固定连接在对应竖板(6)的侧壁上。

8.根据权利要求7所述的一种用于铝合金储氢瓶的疲劳测试装置，其特征在于：所述通气机构(7)包括中空杆(71)，所述中空杆(71)固定连接在多气路控制器(11)的顶部且贯穿支撑轴(2)和工作盘(3)的内部之间，所述中空杆(71)的内部贯穿有四个支管(72)，四个所述支管(72)的底部分别与多气路控制器(11)的四个出气通道固定连通，所述中空杆(71)和四个支管(72)的顶部之间固定设置有导气盘组件(73)，所述导气盘组件(73)的顶部转动套设有衔接盘(74)，所述衔接盘(74)的内部一圈均匀开设有若干通孔(75)，所述衔接盘(74)的顶部一圈均匀固定设置有若干l型管(76)，若干所述l型管(76)的内部分别与对应通孔(75)相连通，若干所述l型管(76)相互远离的一端分别固定连接在对应竖板(6)的侧壁上且与对应软管(589)相连通。

9.根据权利要求8所述的一种用于铝合金储氢瓶的疲劳测试装置，其特征在于：所述导气盘组件(73)包括导气盘(731)，所述导气盘(731)的内部均匀开设有四个供气腔(732)，四个所述供气腔(732)的底部分别与对应支管(72)的顶部相连通，所述导气盘(731)的内部均匀开设有四个排气腔(733)，所述排气腔(733)与供气腔(732)依次交替分布。

10.一种用于铝合金储氢瓶的疲劳测试方法，其特征在于：采用如权利要求7所述的用于铝合金储氢瓶的疲劳测试装置，该方法包括以下步骤：

技术总结
本发明公开了一种用于铝合金储氢瓶的疲劳测试装置及方法，支撑轴的外部固定套设有齿环，本发明涉及铝合金储氢瓶测试技术领域。该用于铝合金储氢瓶的疲劳测试装置及方法，通过工作盘、容纳筒机构、通气机构、伺服电机、气泵以及多气路控制器的配合，能模拟实际工况下向铝合金储氢瓶内反复充放气体的过程，实现同时对多个铝合金储氢瓶进行疲劳测试的目的，提高测试效率，通过防护外筒、防爆内筒、弹簧、限位组件以及密封盖组件的配合，利用铝合金储氢瓶的自身重力，便能带动限位组件工作，自动将铝合金储氢瓶快速夹固定位在防爆内筒内，简化操作流程，并且在测试过程中，能够防止爆炸产生的碎片四处飞溅，降低事故风险。

技术研发人员：陈玉祥,刘新锋,李晓伟,赵蕾,薄成
受保护的技术使用者：河南中力明新材料有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/9/23