[发明专利]恒定压力、体积及速率的高压气体注入系统

权利要求书

1.一种恒定压力、体积及速率的高压气体注入系统，其特征在于：它包括氮气罐、截止阀、空气压缩机、增压泵、无限体积控制器、气/液压转换装置、试验腔室、计算机、压力数显表、数据线、三通球阀、单通球阀、减压阀、气体缓冲容器、高精度气压传感器；所述气/液压转换装置上设有进水端底座、进气端底座；

所述氮气罐上设有截止阀并与增压泵连通；

所述空气压缩机连接第二减压阀和第二压力数显表，其出口端通过第二三通球阀分别连接增压泵和第三三通球阀，第三三通球阀后接入四通的压缩空气进口形成与气/液压转换装置的进气端底座的连通；

所述气体缓冲容器连接增压泵、第一减压阀和第一压力数显表，其出口端通过第四三通球阀连接四通的高压氮气进口后接入气/液压转换装置的进气端底座；

所述无限体积控制器的出水端通过第一三通球阀分别连接单通球阀接入气/液压转换装置的进水端底座和第六三通球阀后接入试验腔室；

所述计算机分别通过数据线连接无限体积控制器和高精度气压传感器，形成用于调节气体目标压力的闭合压力反馈，所述高精度气压传感器设置在气/液压转换装置的进气端底座上；

所述试验腔室通过第六三通球阀连接第五三通球阀后接入四通的高压氮气出口形成与气/液压转换装置的进气端底座的连通；

所述气/液压转换装置包括腔室、活塞、Y型密封圈、O型密封圈、高压安全阀、四通、若干内六角螺栓、外壳、活塞位置指示杆；所述腔室由外壳、进水端底座和进气端底座密闭组成，外壳和两个底座间通过若干内六角螺栓连接在一起，所述活塞设置在气/液压转换装置内部并将腔室隔成液体腔室和气体腔室；所述外壳和进水端底座之间、外壳和进气端底座之间分别设有O型密封圈用于密封外壳和两个底座之间的连接间隙；所述活塞位置指示杆固定在活塞表面上，分别穿过进水端底座和进气端底座通向气/液压转换装置外部，用于指示当前活塞在气/液压转换装置内部所处的位置；所述进气端底座上设置有一个高压安全阀；

所述无限体积控制器的工作介质为去离子水，其工作模式可设置为恒定压力、恒定体积以及恒定速率；无限体积控制器的工作压力范围为0~20 MPa，压力控制精度为±0.1kPa；容量无体积限制，体积控制精度为±1 mm³，工作速率最低可设置在0.0001 mL/min，而快速填充/排水速度高达72 mL/min；

氦气罐送来的氦气在增压泵内预增压至较高压力后输送至气体缓冲容器，其输出气压为0～20 MPa；

当所述气/液压转换装置内部的活塞移动到进气端底座位置时，使用所述空气压缩机施加小压力的气体将活塞复位。

2.根据权利要求1所述的恒定压力、体积及速率的高压气体注入系统，其特征在于：所述腔室由高强度不锈钢材料制成。

3.根据权利要求1所述的恒定压力、体积及速率的高压气体注入系统，其特征在于：所述活塞与气/液压转换装置外壳内壁之间采用Y型密封圈密封。

4.根据权利要求1所述的恒定压力、体积及速率的高压气体注入系统，其特征在于：所述活塞位置指示杆与进水端底座、进气端底座之间均设有O型密封圈。

5.根据权利要求1所述的恒定压力、体积及速率的高压气体注入系统，其特征在于：所述空气压缩机采用微型静音无油空气压缩机，其输出压力为0.8-1 MPa。

6.根据权利要求1所述的恒定压力、体积及速率的高压气体注入系统，其特征在于：所述增压泵采用低噪声增压泵，其输出气压为0-20 MPa。

7.根据权利要1所述的恒定压力、体积及速率的高压气体注入系统，其特征在于：所述气/液压转换装置内部的气体恒定压力范围为0~20 MPa，控制精度为±0.1kPa、恒定体积无容量限制，控制精度为±1 mm³、恒定速率范围在0.0001 mL/min~72 mL/min进行输出。