CN107621416A - 一种真三轴大型深部矿井巷道模型试验机的压力水系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种真三轴大型深部矿井巷道模型试验机中的压力水系统，包括，水箱，高压水泵，连接管路，保压装置以及设置在连接管路上的比例流量阀、流量计、单向阀、电磁换向阀组、电液比例溢流阀等。所述水箱，高压水泵，单向阀，比例流量阀和流量计通过连接管路依次相连，单向阀后侧管线旁接溢流回路，电磁换向阀组进口由连接管路接于流量计出口，所述保压装置旁接于流量计后侧管线上。本发明高效节能，可精确控制水压，并实现稳定保压，使安装该发明的真三轴大型深部矿井巷道模型试验机能进行渗流、突水和涌水等试验。
Description
技术领域
本发明涉及一种真三轴大型深部矿井巷道模型试验机的压力水系统。
背景技术
我国有丰富的地下矿产资源，随着采矿开采深度的增加，巷道所处的应力越来越大，在高地应力条件下，深部洞室围岩的结构、力学特性和工程响应出现了一系列新的特征科学现象，已成为岩石力学与工程领域研究的热点问题。
地下土层分布复杂，很多区域有地下富水层，而传统的巷道试验设备没有模拟地下水的试验功能，不能模拟出高压富水地层上的渗流、突水以及涌水等试验。因此提出一种
真三轴大型深部矿井巷道模型试验机的压力水系统（真三轴大型深部矿井巷道模型试验机整机已申请发明专利）。
发明内容
本发明提供一种真三轴大型深部矿井巷道模型试验机的压力水系统（真三轴大型深部矿井巷道模型试验机整机已申请发明专利），可根据试验需要，使真三轴大型深部矿井巷道模型试验机中五面加载腔体内的巷道材料模型处于充水高保压状态或模拟高压富水地层上的渗流、突水以及涌水等试验。
本发明的技术方案是：一种适用于真三轴大型深部矿井巷道模型试验机的压力水系统，包括：水箱，高压水泵，连接管路，密封件，保压装置以及设置在连接管路上的比例流量阀、流量计、单向阀、电磁换向阀组、电液比例溢流阀。所述水箱，高压水泵，单向阀，比例流量阀和流量计通过连接管路依次相连，单向阀后侧管线的旁通路径上安装有由电液比例溢流阀构成的溢流回路；所述密封件设置在连通回形框架腔体（所述回形框架为真三轴大型深部矿井巷道模型试验机整机的一部分，真三轴大型深部矿井巷道模型试验机整机已申请发明专利）与外界的各部件的装配结合面上，形成全密封空腔，用于对所述水泵提供的压力水进行保压。
所述电磁换向阀组由3个二位二通电磁换向组成，电磁换向阀进口都由连接管路接于流量计出口，电磁换向阀出口依次与刚性管，外侧柔性压力管相连，且所述外侧柔性压力管通过连接预置在前网格板的螺孔与内侧柔性压力管相通，内侧柔性压力管出水口的位置由试验要求确定，所述柔性压力管为可承压可适当弯曲的柔性压力管。
所述保压装置由水压表和蓄能器构成，旁接于流量计后侧管线上。水压表达到临界水压时，蓄能器自动补偿，稳定压力。
所述高压水泵为多级高压离心水泵，提供深部地压应力下的高压水，用于对所述全密封空腔注水，进行渗水、突水和涌水等富水试验。
本发明高效节能，可精确控制水压，稳定保压，使安装该发明的真三轴大型深部矿井巷道模型试验机能进行渗流、突水、涌水等试验。
附图说明
附图1为本发明示意图。
图中：A 为回型框架全剖图。
图中：1.电磁换向阀组，2.水箱，3.高压水泵，4.电液比例溢流阀，5.单向阀，6.比例流量阀，7.流量计，8.蓄能器，9.水压表，10.刚性管，11.外侧柔性压力管，12.内侧柔性压力管，a、b、c.螺孔。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明做进一步说明。
如图1所示，本发明公开了一种适用于真三轴大型深部矿井巷道模型试验机的压力水系统，包括：水箱2，高压水泵3，连接管路，密封件，保压装置以及设置在连接管路上的比例流量阀6、流量计7、单向阀5、电磁换向阀组1、电液比例溢流阀4。所述水箱2，高压水泵3，单向阀5，比例流量阀6和流量计7通过连接管路依次相连，单向阀5后侧管线的旁通路径上安装有由电液比例溢流阀4构成的溢流回路；所述密封件设置在连通回形框架腔体（所述回形框架为真三轴大型深部矿井巷道模型试验机整机的一部分，真三轴大型深部矿井巷道模型试验机整机已申请发明专利）与外界的各部件的装配结合面上，形成全密封空腔，用于对所述高压水泵3提供的压力水进行保压；所述电磁换向阀组1由3个二位二通电磁换向组成，电磁换向阀进口由连接管路接于流量计7出口，电磁换向阀出口依次与刚性管10、外侧柔性压力管11相连，且所述外侧柔性压力11管通过连接预置在前网格板的螺孔与内侧柔性压力管12相通，内侧柔性压力管12出水口的位置由试验要求确定，所述内侧柔性压力管12、外侧柔性压力管11为可承压可适当弯曲的柔性压力管；所述保压装置由水压表9和蓄能器8构成，旁接于流量计7后侧管线上，水压表9达到临界水压时，蓄能器8自动补偿，稳定压力；所述高压水泵3为多级高压离心水泵，提供深部地压应力下的高压水，用于对所述全密封空腔注水，进行渗水、突水和涌水等富水试验。
为使真三轴大型深部矿井巷道模型试验机中五面加载腔体内的巷道材料模型处于充水高保压状态。本压力水系统工作，电动机驱动高压水泵3吸出水箱2中的水，压力水流经单向阀5，比例流量阀6，流量计7，电磁换向阀组1，刚性管10，外侧柔性压力管11和内侧柔性压力管12到达回形框架腔体（回形框架为真三轴大型深部矿井巷道模型试验机的一部分）。根据试验要求，控制多路的电磁换向阀组1，进而控制压力水的大小。当水压表9监测到水的压力压达到设定值时，高压水泵3停止工作，水从电液比例溢流阀4流回水箱2。同时蓄能器8补偿泄露，稳定压力。保压装置保压一定时间后，水压表9的数值变小，当水压表9监测到水的压力达到预定下临界值时，高压水泵3开启，使系统和蓄能器8的压力回到设定压力。安装在蓄能器8与高压水泵3之间的单向阀5防止高压水泵3停车时蓄能器8内的压力水倒流。
为模拟出高压富水地层上的渗流、突水以及涌水等试验。本压力水系统工作，回形框架腔体的作动器受到液压系统的推动力推动五个加载板向腔体中心挤压模型，但所有结合部位由于密封件的密封使得压力得到保持（液压系统，作动器为真三轴大型深部矿井巷道模型试验机整机的一部分）。根据试验要求，调节电磁换向阀组1和电液比例溢流阀4改变进水位置，调节比例流量阀6的控制信号进而改变流量。
Claims (4)
1.一种真三轴大型深部矿井巷道模型试验机的压力水系统，其特征在于：包括：水箱，高压水泵，连接管路，密封件，保压装置以及设置在连接管路上的比例流量阀、流量计、单向阀、电磁换向阀组、电液比例溢流阀；所述水箱，高压水泵，单向阀，比例流量阀和流量计通过连接管路依次相连，单向阀后侧管线的旁通路径上安装有由电液比例溢流阀构成的溢流回路。
2.根据权利要求1所述的真三轴大型深部矿井巷道模型试验机的压力水系统，特征在于电磁换向阀组由3个二位二通电磁换向阀组成，所述电磁换向阀进口都由连接管路接于流量计出口，电磁换向阀出口依次与刚性管，外侧柔性压力管相连，且所述外侧柔性压力管通过连接预置在前网格板的螺孔与内侧柔性压力管相通。
3.根据权利要求1所述的真三轴大型深部矿井巷道模型试验机的压力水系统，特征在于保压装置由水压表和蓄能器构成，旁接于流量计后侧管线上。
4.根据权利要求2所述的真三轴大型深部矿井巷道模型试验机的压力水系统，特征在于所述外侧柔性压力管、内侧柔性压力管是可承压可适当弯曲的柔性压力管。
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