本發(fā)明涉及一種用于在生產(chǎn)線末端檢驗(yàn)高壓容器的密封性的檢驗(yàn)方法，尤其用于機(jī)動(dòng)車輛，以及一種用于在生產(chǎn)線末端檢驗(yàn)所述高壓容器的密封性的設(shè)施。

背景技術(shù)：

1、所有高壓容器在投入使用之前都必須檢驗(yàn)密封性(氣密性)。該密封性檢驗(yàn)室在生產(chǎn)線末端，在氣體泄漏測試(即“gas?leak?test”)期間進(jìn)行。在該測試期間，容器被放置在實(shí)施腔室中，以被充裝氣體直至測試壓強(qiáng)。測試壓強(qiáng)，即用于進(jìn)行檢驗(yàn)的容器內(nèi)的壓強(qiáng)，一般高于或等于容器的最大使用壓強(qiáng)(其也稱作標(biāo)稱壓強(qiáng))。實(shí)施腔室配備有傳感器，以檢測可能的氣體泄漏。泄漏測試應(yīng)在低于85℃但高于-40℃的充裝溫度下進(jìn)行。所用氣體一般是包括5重量％的h2(二氫，通常稱作氫氣)和95重量％的n2(二氮，通常稱作氮?dú)?的混合物，其中的氫氣用作示蹤氣體?？捎煤獯鏆錃?。示蹤氣體用于借助于光譜儀檢測泄漏。

2、在現(xiàn)有技術(shù)中已知使用氮?dú)鈿庠春蜌錃鈿庠吹臍怏w泄漏測試。此類測試要求使用一系列氣體壓縮器、用于控制壓縮器輸入溫度的一系列熱交換器，和用于控制壓縮器輸入壓強(qiáng)的閥門。此類測試因此消耗很多能量，成本非常高。而且，由于它涉及眾多步驟，管理起來是復(fù)雜的。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的尤其在于提出一種更不耗能的用于檢驗(yàn)高壓容器的密封性的方法。

2、為此，本發(fā)明的主題在于一種用于檢驗(yàn)高壓容器的密封性的檢驗(yàn)方法。該方法包括以下步驟：

3、a)通過泵，從液化氣體源，泵送并壓縮液化氣體，以獲得處于500至1000巴的壓強(qiáng)下的壓縮液化氣體；然后

4、b)將在步驟a)中獲得的壓縮液化氣體進(jìn)行汽化，以獲得汽化液化氣體；

5、c)壓縮示蹤氣體，以獲得處于500至1000巴的壓強(qiáng)下的壓縮示蹤氣體；

6、d)在緩沖容器中，將在步驟b)中獲得的汽化液化氣體與在步驟c)中獲得的壓縮示蹤氣體混合，以獲得氣體混合物；

7、e)用在步驟d)中獲得的氣體混合物，充裝待檢驗(yàn)的高壓容器；然后

8、f)檢查待檢驗(yàn)的高壓容器是否有示蹤氣體的泄漏。

9、由于氣體以液化(液態(tài))形式而不是氣態(tài)形式被泵送和汽化，因而能夠避免使用一系列氣體壓縮機(jī)、一系列熱交換器和用于控制壓強(qiáng)的一系列閥門。由此，提出了一種消耗更少能源且成本更低的方法。

10、應(yīng)指出的是，有利地使用緩沖容器來進(jìn)行汽化的液化氣體與壓縮的示蹤氣體的混合，然而仍可設(shè)想直接將示蹤氣體輸入待檢驗(yàn)容器并使得汽化的液化氣體在待檢驗(yàn)容器中與示蹤氣體混合。然而，盡管示蹤氣體的壓縮并不是必需的，并且使用緩沖容器也不是必需的，但是所提出的方法特別安全。

11、優(yōu)選地，“緩沖容器”是指其體積能夠充裝多個(gè)待檢驗(yàn)的高壓容器的這樣的容器。由此，通過緩沖容器，能夠僅混合一次氣體來檢驗(yàn)多個(gè)高壓容器。如果沒有緩沖容器，則有多少個(gè)容器，就必須混合多少次氣體，這更有限制性。

12、而且，待實(shí)施的分別混合的次數(shù)增多，會(huì)使得更加難以每次都獲得具有密封性檢驗(yàn)所需質(zhì)量的混合物。

13、通過確定存在于氣體混合物中的每種氣體的比例來決定氣體混合物的質(zhì)量。具有所需質(zhì)量的氣體混合物是這樣的氣體混合物：存在于氣體混合物中的每種氣體的比例符合目標(biāo)比例。由此，借助于緩沖容器，而無需給每個(gè)待檢驗(yàn)容器配備用于檢驗(yàn)氣體混合物質(zhì)量的裝置。因此獲得更加簡單的設(shè)施和實(shí)施起來時(shí)間更短的方法。

14、而且，在示蹤氣體是氫氣的情況下，由于該氣體是易燃的，必須管理起火或爆炸風(fēng)險(xiǎn)，這使得密封性測試復(fù)雜。通過在緩沖容器中將氫氣與液化氣體混合，就能夠避免需要在每個(gè)待測試高壓容器處管理這些風(fēng)險(xiǎn)。

15、由此提供了一種需求復(fù)雜度更低但更可靠的設(shè)施的測試。

16、根據(jù)本發(fā)明的密封性檢驗(yàn)方法，可單獨(dú)或組合地采用的可選的其它特征：

17、-泵包括冷頭。泵的冷頭是泵的用作液化氣體入口-出口的部分。

18、-泵是低溫泵(也稱作冷凝泵)。

19、由此，能夠壓縮具有負(fù)溫度(零下)的液化氣體。

20、-低溫泵是活塞式低溫泵。

21、-高壓容器是旨在被充裝875巴的最大充裝壓強(qiáng)下的氣體的容器。它例如是由被加固結(jié)構(gòu)環(huán)繞的稱作“l(fā)iner”的內(nèi)罩構(gòu)成的iv型的高壓容器，其最大使用壓強(qiáng)(也稱作標(biāo)稱壓強(qiáng))為700巴。

22、-高壓容器旨在包含高壓氫氣。

23、-在500至1000巴的壓強(qiáng)下，在緩沖容器中實(shí)施汽化的液化氣體與壓縮的示蹤氣體的混合。

24、-測試壓強(qiáng)為350至700巴。

25、-液化氣體是液態(tài)氮。該氣體的優(yōu)點(diǎn)在于成本不高，并且其使用不涉及與氫氣相同的風(fēng)險(xiǎn)，像例如產(chǎn)生爆炸性氣體環(huán)境的風(fēng)險(xiǎn)。

26、-從壓強(qiáng)約為10巴的液化氮?dú)庠?，例如壓縮在低于15巴(例如10巴)的壓強(qiáng)下的液化氮?dú)獯鎯?chǔ)容器，泵送液化氮?dú)狻?/p>

27、-通過能夠在可降低到直至-253℃的溫度下工作的低溫泵，泵送和壓縮液化氮?dú)狻?/p>

28、-示蹤氣體可以是氫氣或氦氣，與氫氣相比，氦氣成本更高，但危險(xiǎn)性更低。

29、有利地，汽化液化氣體與示蹤氣體的混合物是包含比例為95至96重量％的氮?dú)夂?至5重量％的氫氣的混合物。替代地，氣體混合物是包含比例為95至98重量％的氮?dú)夂?至5重量％的氦氣的混合物。

30、-泵送和壓縮液化氣體，以獲得處于900至1000巴、優(yōu)選地大約1000巴的壓強(qiáng)下的壓縮液化氣體，并且壓縮示蹤氣體，以獲得處于900至1000巴、優(yōu)選地大約1000巴的壓強(qiáng)下的壓縮示蹤氣體。由此，無需在充裝待檢驗(yàn)容器之前，壓縮氣體混合物，它直接處于所期望的壓強(qiáng)。

31、-泵送和壓縮液化氣體，以獲得處于大約500巴的壓強(qiáng)下的壓縮液化氣體，并且壓縮示蹤氣體，以獲得處于大約500巴的壓強(qiáng)下的壓縮示蹤氣體，所述方法在用步驟d)中獲得的氣體混合物充裝待檢驗(yàn)高壓容器的步驟e)之前，包括：

32、-壓縮在步驟d)中獲得的氣體混合物，以使其壓強(qiáng)達(dá)到大約1000巴的步驟。

33、-所述方法在用步驟d)中獲得的氣體混合物充裝待檢驗(yàn)高壓容器的步驟e)之前，包括冷卻所述氣體混合物的步驟，優(yōu)選地通過熱交換器來冷卻，該熱交換器本身被來自液化氣體源的液化氣體流冷卻。

34、由此控制充裝高壓容器所需的氣體混合物溫度，該溫度應(yīng)保持在-40℃與85℃之間。由此有利地將液化氣體源用于冷卻氣體混合物。

35、-所述方法在將液化氣體汽化的步驟b)之后，在緩沖容器中混合氣體的步驟d)之前，包括冷卻汽化液化氣體的步驟，優(yōu)選地通過將來自液化氣體源的液化氣體注入到汽化液化氣體中來冷卻。

36、由此冷卻汽化液化氣體。

37、-液化氣體從液化氣體源向泵的冷頭流通(循環(huán))。

38、由此有利地將液化氣體源用于冷卻泵。

39、可通過熱虹吸系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)液化氣體向泵的冷頭流通。

40、-所述方法在緩沖容器中混合氣體的步驟d)之前，包括給在步驟b)和c)中獲得的每種氣體確定劑量，以控制氣體混合物中的每種氣體的比例的步驟。優(yōu)選地，連續(xù)地實(shí)施該控制。

41、為了獲得具有所需質(zhì)量的氣體混合物，在將每種氣體注入緩沖容器期間，控制每種氣體的比例。優(yōu)選地，通過測量每種氣體在其注入緩沖容器期間的質(zhì)量流率的質(zhì)量流量計(jì)(流率計(jì))，控制每種氣體的比例。還設(shè)置用于給每種氣體確定劑量的設(shè)備。該確定劑量設(shè)備由質(zhì)量流率計(jì)，根據(jù)所獲得的質(zhì)量流率測量值來控制。由此優(yōu)選地連續(xù)地，控制于步驟d)中獲得的氣體混合物中存在的每種氣體的比例。

42、本發(fā)明的主題還在于一種用于實(shí)施高壓容器的密封性檢驗(yàn)方法的設(shè)施，該設(shè)施包括：

43、-實(shí)施腔室；

44、-構(gòu)造為泵送液化氣體和將其壓縮到500至1000巴的壓強(qiáng)下的泵；

45、-汽化器；

46、-構(gòu)造為將示蹤氣體壓縮到500至1000巴的壓強(qiáng)下的壓縮器；

47、-緩沖容器。

48、可理解的是，該設(shè)備包括至少一個(gè)泵、至少一個(gè)汽化器，和至少一個(gè)壓縮器。

49、由此，可無需停止生產(chǎn)線地實(shí)施維護(hù)操作。

50、根據(jù)所述設(shè)施可單獨(dú)或組合地采用的可選的其它特征：

51、-所述設(shè)施包括構(gòu)造為泵送液化氣體并將其壓縮到500至1000巴的壓強(qiáng)下的兩個(gè)泵，和/或包括構(gòu)造為將示蹤氣體壓縮到500至1000巴的壓強(qiáng)下的兩個(gè)壓縮器，和/或包括兩個(gè)汽化器。

52、由此，可無需停止生產(chǎn)線地進(jìn)行維護(hù)操作。

53、-泵的冷頭包括用于使得來自自液化氣體源的液化氣體流通的設(shè)備。

54、-所述設(shè)施還包括布置在緩沖容器的下游、且位于待檢驗(yàn)的高壓容器的上游的氣體分析器。

55、由此，連續(xù)地控制從緩沖容器輸出的氣體混合物中存在的每種氣體的比例。

56、-所述設(shè)施還包括用于將液化氣體從液化氣體源注入到汽化液化氣體的管道，該管道優(yōu)選地是汽化器的旁通管道。

57、由此冷卻汽化液化氣體。因此將經(jīng)過冷卻的液化氣體注入緩沖容器，由此降低要注入待檢驗(yàn)的高壓容器的氣體混合物的溫度。