CN102967611A - 用于工业ct实验台的加载套筒 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于工业CT实验台的加载套筒，所述加载套筒包括加载箱、加载柱、加压部件和加温部件，所述加温部件和加压部件设置在加载箱的内部，所述加载柱可上下运动地连接在加载箱上，实验试样设置在加温部件的内部，加载柱通过加压部件连接于加温部件，所述加压部件具有一试液通道，泵将试液通过试液通道可进入实验试样中进行加压渗流；另一泵将另一管路试液加入到导热环中进行环绕压力加载；当在加载柱上施加外力时，加载柱通过端部加压部件给实验试样加载，同时可以进行对试样加温，对试样加环压力及对试样加渗流压力。本发明可满足对实验试样的多环境场的模拟。

Description

用于工业CT实验台的加载套筒

技术领域

本发明涉及工业计算机断层扫描成像技术，尤其是涉及一种用于工业CT实验台的加载套筒，具体是一种用于工业CT实验台的可加温加压的加载套筒。

背景技术

ICT(Industrial Computed Tomography)技术即工业计算机层析照相或称工业计算机断层扫描成像，作为一类先进的无损检测技术，在工业生产中的应用越来越广泛。按射线源CT机可分为γ射线机和X射线机，它的基本原理是：发射射线束对被测工件的某一选定断层层面进行扫描，探测器阵列测定透过工件的射线束强度，并转换成电信号，数据采集系统对电信号经过一系列处理后，获取与扫描透射射线强度成比例的数字化像素阵列数据，最后经过图像重建系统以二维灰度图像形式再现工件扫描断层层面内部结构状况。

目前，工业CT扫描运动控制系统的加载装置一般为手动千斤顶类加载，其加载套筒采用有机玻璃材料，其他部件采用钢材，两种材质以螺纹形式紧固，这种加载套筒具有如下缺陷：由于X射线能够穿过的有机玻璃材料的套筒，因此，螺纹连接方式容易导致两种材料中强度较小的一方较易失效，而螺纹紧固处强度失效进而将会使有机材料筒壁出现裂纹以致断裂。近年来发明的加载套筒通过结构改进避免了两种材质较易失效的问题。

但是一般加载套筒只能单纯加载，不能满足对试样的多环境场模拟。

发明内容

本发明的目的是，提供一种用于工业CT实验台的加载套筒，其可满足对实验试样的多环境场模拟。

本发明的上述目的可采用下列技术方案来实现：

一种用于工业CT实验台的加载套筒，所述加载套筒包括加载箱、加载柱、加压部件和加温部件，所述加温部件和加压部件设置在加载箱的内部，所述加载柱可上下运动地连接在加载箱上，实验试样设置在加温部件的内部，加载柱通过加压部件连接于加温部件，所述加压部件具有试液通道，试液通过试液通道可进入实验试样中渗流；当在加载柱上施加外力时，加载柱通过加压部件给实验试样加载。

如上所述的用于工业CT实验台的加载套筒，所述加温部件上围设了一圈的围压深槽，所述围压深槽环绕在所述实验试样的外部，且所述围压深槽的高度大于所述实验试样的高度。

如上所述的用于工业CT实验台的加载套筒，所述加压部件包括：承压端柱，其上部连接所述加载柱，承压端柱的下部呈环形，承压端柱的下部的环形壁部具有侧孔；上端塞，其上部连接于承压端柱的下端，上端塞的下部连接于所述实验试样的上端，上端塞的轴向设有第一通孔；以及，下端塞，其上部连接于实验试样的下端，下端塞的轴向设有第二通孔；当在加载柱上施加外力时，加载柱推动承压端柱和上端塞给实验试样加载、受压，带有压力的试液通过由侧孔、第一通孔和第二通孔组成的所述试液通道在实验试样渗流。

如上所述的用于工业CT实验台的加载套筒，所述加压部件还包括：固定环套，其连接在所述承压端柱的下端；驱动环，其套设在所述上端塞的外部，且驱动环与上端塞在轴向上相对固定，驱动环连接在固定环套的下端。

如上所述的用于工业CT实验台的加载套筒，所述上端塞的下部向侧面延伸有第一凸块，所述驱动环的下部向侧面延伸有第二凸块，第一凸块的宽度小于第二凸块，第二凸块的底部具有内凹的台阶，上端塞的第一凸块顶抵在驱动环的台阶上。

如上所述的用于工业CT实验台的加载套筒，所述加温部件包括加热件、密封套和导热环，所述导热环套设在加热件的外部，所述密封套设置在加热件的内部，所述实验试样连接在密封套的内部，加热件和密封套的上端均为开口设置，所述驱动环的下端外部连接在加热件的上端内部。

如上所述的用于工业CT实验台的加载套筒，所述围压深槽位于所述导热环与密封套之间，所述加液管穿过所述加载箱和导热环而连通于围压深槽。

如上所述的用于工业CT实验台的加载套筒，所述下端塞的下部具有柱体，所述加热件的下部设有第三通孔，所述柱体连接在第三通孔内，且柱体的底端高于加热件的底端；所述加载箱的底部对应第三通孔的位置设有导出孔，出液管的一端穿过所述加载箱而位于导出孔内，出液管的另一端位于加载箱的外部。

如上所述的用于工业CT实验台的加载套筒，所述加载箱具有箱体和顶盖，所述顶盖通过螺钉与箱体连接在一起。

如上所述的用于工业CT实验台的加载套筒，所述加载箱采用钛合金材料制成；所述导热环采用多层碳纤维材料制成；所述上、下端塞分别采用钢材料；所述承压端柱，固定环套、驱动环分别采用硬铝LY12材料制成。

本发明的用于工业CT实验台的加载套筒的特点和优点是：

1、通过外力使加载柱上下活动，加载柱通过加压部件给实验试样端面加载，从而模拟在不同作用力下，实验试样变形情况。

2、通过外接泵提供压力压强使实验试样受环围压，一定压力的试液通过承压端柱的侧孔进入，试液通过上端塞通孔流入试样，在实验试样加压渗流，以模拟受到高压时实验试样的变形和渗透率的变化。此外，还可对加热件通电，产生高温，模拟实验试样在加热加围压加载及渗流加压时的变形和孔隙变化，从而满足对实验试样的多环境场的模拟。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图权权是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明的用于工业CT实验台的加载套筒的剖面示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例权权是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，本发明实施例的用于工业CT实验台的加载套筒，其包括加载箱1、加载柱2、加压部件3和加温部件4，所述加温部件4和加压部件3设置在加载箱1的内部，所述加载柱2可上下运动地连接在加载箱1上，实验试样5设置在加温部件4的内部，加载柱2通过加压部件3连接于加温部件4，所述加压部件3具有试液通道，试液通过试液通道可进入实验试样5中渗流；当在加载柱2上施加外力时，加载柱2通过加压部件3给实验试样5加载。

本实施中，通过外力可使加载柱2上下活动，加载柱2通过加压部件3给实验试样5加载，从而模拟在不同作用力下的实验试样5变形情况。

当需要模拟实验试样5受压状态下的加载情况时，通过外力使加载柱2上下活动，加载柱2通过加压部件3给实验试样5加载，且将带有一定压力的试液例如通过管道进入加载箱1中，并通过试液通道流入实验试样5，在实验试样5中渗流，以模拟受到高压时实验试样5的变形和渗透率的变化。此外，还可启动加温部件4，产生高温，由对温度变化的控制实现不同温度下实验试样5的变化反应。当然，单独对实验试样5加压时，加温部件4不工作，以实现单独对实验试样5加压的情况。

因此，本实施例的加载套筒可放置在工业CT实验台上进行观测，能够同时或单独对实验试样进行加温、加压、加载，从而解决了常规装置不能同时加温加液加载并保持一段时间的问题。

根据本发明的一个实施方式，所述加温部件4上围设了一圈的围压深槽4a2，所述围压深槽4a2环绕在所述实验试样5的外部，且所述围压深槽4a2的高度大于所述实验试样5的高度，加液管6的一端穿入所述加载箱1和加温部件4而连通于围压深槽4a2内，加液管6的另一端位于加载箱外。本实施例中，一泵将试液通过试液通道可进入实验试样5中进行加压渗流，给实验试样5的端面加载；另一泵将通过加液管6将试液加入到围压深槽4a2中进行环绕压力加载；当在加载柱上施加外力时，加载柱通过端部加压部件给实验试样加载，同时可以进行对试样加温，对实验试样加环压力及对实验试样加渗流压力。

根据本发明的一个实施方式，所述加压部件3包括承压端柱3a、上端塞3b和下端塞3c。所述承压端柱3a的上部连接加载柱2，承压端柱3a的下部呈环形，承压端柱3a的下部的环形壁部具有侧孔3a1。所述上端塞3b的上部连接于承压端柱3a的下端，上端塞3b的下部连接于实验试样5的上端，上端塞3b的轴向设有第一通孔3b1。所述下端塞3c的上部连接于实验试样5的下端，下端塞3c的轴向设有第二通孔3c1。当在加载柱2上施加外力时，加载柱2推动承压端柱3a和上端塞3b给实验试样5加载、受压，带有压力的试液通过由侧孔3a1、第一通孔3b1和第二通孔3c1组成的试液通道在实验试样5渗流。

进一步而言，所述加压部件3还包括固定环套3d和驱动环3e。所述固定环套3d连接在承压端柱3a的下端；所述驱动环3e套设在上端塞3b的外部，且驱动环3e与上端塞3b在轴向上相对固定，驱动环3e连接在固定环套3d的下端。本实施例中，驱动环3e和固定环套3d均起到驱动机构运行和保持加载准确性的作用。

所述上端塞3b的下部向侧面延伸有第一凸块3b2，所述驱动环3e的下部向侧面延伸有第二凸块3e1，第一凸块3b2的宽度小于第二凸块3e1，第二凸块3e1的底部具有内凹的台阶，上端塞3b的第一凸块3b2顶抵在驱动环2e的台阶上。

本实施例中，当外力驱动加载柱2对承压端柱3a、固定环套3d和驱动环3e受力，从而驱动上端塞3b和实验试样5受力，试液从侧孔3a1存于加压部件3内部，由上端塞3b的第一通孔流入实验试样5，在实验试样5中渗透，并逐渐从下端塞3c的第二通孔3c1流出。

根据本发明的一个实施方式，所述加温部件4包括导热环4a、密封套4b和加热件4c，所述加热件4c套设在导热环4a的外部，所述密封套4b设置在导热环4a的内部，所述实验试样5连接在密封套4b的内部，导热环4a和密封套4b的上端均为开口设置，所述驱动环3e的下端外部连接在导热环4a的上端内部。

本实施例在需要加温时，可对加热件4c通电，使导热环4a加热产生高温，以对实验试样5进行加热，密封套4b 可为橡胶密封套，其可对加热后的实验试样5进行密封，起到维持实验所需温度的作用，当然，当对实验试样5进行加压时，密封套4b也可具有维持实验所需压力的作用。

所述围压深槽4a2位于所述导热环4a与密封套4b之间，所述加液管6穿过所述加载箱1和导热环4a而连通于围压深槽4a2。

所述下端塞3c的下部具有柱体3c2，所述导热环4a的下部设有第三通孔4a1，所述柱体3c2连接在第三通孔4a1内，且柱体3c2的底端高于导热环4a的底端，所述加载箱1的底部对应第三通孔4a1的位置设有导出孔1c，出液管的一端穿过加载箱1而位于导出孔1c内，出液管的另一端位于加载箱1的外部。本实施例中，试液从上端塞3b的第一通孔3b1流入实验试样5中渗流，渗流液从下端塞3c的第二通孔3c1流入第三通孔4a1和导出孔1c，并通过出液管导出加载箱1。

根据本发明的一个实施方式，所述加载箱1具有箱体1a和顶盖1b，所述顶盖1b通过螺钉与箱体1a连接在一起。当实验完毕后，顶盖1b可以卸下，加压部件3可以从箱体1a中取出，从而使得实验试样5以及上、下端塞3b、3c可以方便地取出更换。本实施例的加载套筒能模拟更多不同环境，并具有更高的装配拆卸的灵活性。

其中，所述加载箱1可采用钛合金材料制成，方便射线透射。所述导热环4a可采用多层碳纤维材料制成。所述上、下端塞3b、3c可分别采用钢材料。所述承压端柱3a，固定环套3d、驱动环3e可分别采用硬铝LY12材料制成。

本发明实施例适用于工业CT实验台的加温加压加载套筒，可以针对工业CT实验台的实际情况进行透射，通过结构设计满足加温加压加载的要求。其中，加温可以加到150度，液体压力在5Mpa，加载8000N范围。该结构可以满足工业CT的X射线透射，在加温加压加载的同时通过CT扫描观测试样的变形情况，得到相关切面状态，用于观测模拟实际状况提供技术手段。

以上所述权为本发明的几个实施例，本领域的技术人员依据申请文件公开的可以对本发明实施例进行各种改动，变型或组合而不脱离本发明的精神和范围。

Claims (10)

1.一种用于工业CT实验台的加载套筒，其特征在于，所述加载套筒包括加载箱、加载柱、加压部件和加温部件，所述加温部件和加压部件设置在加载箱的内部，所述加载柱可上下运动地连接在加载箱上，实验试样设置在加温部件的内部，加载柱通过加压部件连接于加温部件，所述加压部件具有试液通道，试液通过试液通道可进入实验试样中渗流；当在加载柱上施加外力时，加载柱通过加压部件给实验试样加载。

2.根据权利要求1所述的用于工业CT实验台的加载套筒，其特征在于，所述加温部件上围设了一圈的围压深槽，所述围压深槽环绕在所述实验试样的外部，且所述围压深槽的高度大于所述实验试样的高度，加液管的一端穿入所述加载箱和加温部件而连通于围压深槽内，加液管的另一端位于加载箱外。

3.根据权利要求2所述的用于工业CT实验台的加载套筒，其特征在于，所述加压部件包括：

承压端柱，其上部连接所述加载柱，承压端柱的下部呈环形，承压端柱的下部的环形壁部具有侧孔；

上端塞，其上部连接于承压端柱的下端，上端塞的下部连接于所述实验试样的上端，上端塞的轴向设有第一通孔；以及，

下端塞，其上部连接于实验试样的下端，下端塞的轴向设有第二通孔；

当在加载柱上施加外力时，加载柱推动承压端柱和上端塞给实验试样加载、受压，带有压力的试液通过由侧孔、第一通孔和第二通孔组成的所述试液通道在实验试样渗流。

4.根据权利要求3所述的用于工业CT实验台的加载套筒，其特征在于，所述加压部件还包括：

固定环套，其连接在所述承压端柱的下端；

驱动环，其套设在所述上端塞的外部，且驱动环与上端塞在轴向上相对固定，驱动环连接在固定环套的下端。

5.根据权利要求4所述的用于工业CT实验台的加载套筒，其特征在于，所述上端塞的下部向侧面延伸有第一凸块，所述驱动环的下部向侧面延伸有第二凸块，第一凸块的宽度小于第二凸块，第二凸块的底部具有内凹的台阶，上端塞的第一凸块顶抵在驱动环的台阶上。

6.根据权利要求4所述的用于工业CT实验台的加载套筒，其特征在于，所述加温部件包括加热件、密封套和导热环，所述导热环套设在加热件的外部，所述密封套设置在加热件的内部，所述实验试样连接在密封套的内部，加热件和密封套的上端均为开口设置，所述驱动环的下端外部连接在加热件的上端内部。

7.根据权利要求6所述的用于工业CT实验台的加载套筒，其特征在于，所述围压深槽位于所述导热环与密封套之间，所述加液管穿过所述加载箱和导热环而连通于围压深槽。

8.根据权利要求6所述的用于工业CT实验台的加载套筒，其特征在于，所述下端塞的下部具有柱体，所述加热件的下部设有第三通孔，所述柱体连接在第三通孔内，且柱体的底端高于加热件的底端；所述加载箱的底部对应第三通孔的位置设有导出孔，出液管的一端穿过所述加载箱而位于导出孔内，出液管的另一端位于加载箱的外部。

9.根据权利要求1所述的用于工业CT实验台的加载套筒，其特征在于，所述加载箱具有箱体和顶盖，所述顶盖通过螺钉与箱体连接在一起。

10.根据权利要求1所述的用于工业CT实验台的加载套筒，其特征在于，所述加载箱采用钛合金材料制成；所述导热环采用多层碳纤维材料制成；所述上、下端塞分别采用钢材料；所述承压端柱，固定环套、驱动环分别采用硬铝LY12材料制成。

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