CN109556960B - 一种水力稳压相似材料压制装置及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于机械领域，具体涉及一种水力稳压相似材料压制装置及其使用方法。技术方案如下：包括小推车、电动机、液压泵、水箱、水平液压缸、水平液压缸柱、水缸套、水缸柱、蓄能器和压制机构，所述电动机、液压泵、水箱、水平液压缸、水缸套、蓄能器和压制机构固定设置在小推车上；水平液压缸柱安装在水平液压缸中，水缸柱安装在水缸套中，水平液压缸柱与水缸柱连接在一起；所述液压泵通过进油管一及进油管二分别与水平液压缸的前腔及后腔连通；水缸套通过给水管与所述水箱连通，水缸套通过排水压力水管与所述蓄能器连通；所述蓄能器通过进水压力水管为压制机构提供压力。本发明能够压制出相似材料模型，也能够为需压装置提供稳定压力。

Description

一种水力稳压相似材料压制装置及其使用方法

技术领域

本发明属于机械领域，具体涉及一种水力稳压相似材料压制装置及其使用方法。

背景技术

在进行岩石力学研究过程中需要进行相似模型试验，需要压制相似材料模型，在这种情况下需要一种可以在较长时间内提供稳定压力的压制装置。此外，在进行蠕变实验、锚杆测试过程中中均需要提供稳定压力，该装置可以在较长时间内提供稳定压力，可以较好的解决上述需求。现有技术中没有适用装置。

发明内容

本发明提供一种水力稳压相似材料压制装置及其使用方法，能够压制出相似材料模型，也能够为需压装置提供稳定压力。

本发明的技术方案如下：

一种水力稳压相似材料压制装置，包括小推车、电动机、液压泵、水箱、水平液压缸、水平液压缸柱、水缸套、水缸柱、蓄能器和压制机构，所述电动机、液压泵、水箱、水平液压缸、水缸套、蓄能器和压制机构固定设置在小推车上；水平液压缸柱安装在水平液压缸中，水缸柱安装在水缸套中，水平液压缸柱与水缸柱连接在一起；所述电动机用于驱动所述液压泵，所述液压泵通过进油管一及进油管二分别与水平液压缸的前腔及后腔连通；水缸套通过给水管与所述水箱连通，所述给水管设有单向阀一；水缸套通过排水压力水管与所述蓄能器连通，排水压力水管设有单向阀二；所述蓄能器通过进水压力水管为压制机构提供压力。

所述的水力稳压相似材料压制装置，其中所述压制机构包括底板、支杆、固定板、伸缩板、压制缸体、竖直液压缸、竖直液压缸柱、调高螺栓和圆压板，所述底板固定设置在小推车上，竖直液压缸和两个支杆固定设置在所述底板上，所述伸缩板套装在两个支杆上，所述固定板固定设置在两个支杆的端头；压制缸体固定设置在所述伸缩板上，调高螺栓与所述固定板螺接在一起，圆压板固定设置在调高螺栓的端头，圆压板与压制缸体的内腔尺寸配合；竖直液压缸柱安装在竖直液压缸中，所述蓄能器通过进水压力水管与竖直液压缸连通，进水压力水管设有减压阀。

所述的水力稳压相似材料压制装置，其中所述蓄能器包括壳体、弹簧和蓄能气囊，蓄能气囊设置在所述壳体内，所述弹簧设置在蓄能气囊与所述壳体之间。

所述的水力稳压相似材料压制装置，其中所述水缸套与单向阀二之间设有压力表；单向阀二与所述蓄能器之间设有进水阀。

所述的水力稳压相似材料压制装置，其中所述水缸套设有排气阀。

所述的水力稳压相似材料压制装置，其中所述水缸套设有抽水管，所述抽水管的端头与单向阀二及进水阀之间的排水压力水管连通，所述抽水管设有抽水阀。

所述的水力稳压相似材料压制装置，还包括电控箱，所述电控箱安装在小推车上，所述电控箱用于控制所述电动机。

上述的水力稳压相似材料压制装置的使用方法，包括如下步骤：

1)所述电控箱控制所述电动机运转，所述电动机为所述液压泵提供动力，所述液压泵通过进油管一或进油管二分别向水平液压缸的前腔或后腔供油，驱动水平液压缸柱伸缩，进而带动水缸柱在水缸套内做往返运动，进行重复吸水、排水；水缸柱缩回时水缸套内为负压，在外部大气压的作用下所述水箱内的水通过单向阀一进入水缸套内；在水缸套内充满水的情况下，水缸柱伸出，将水通过单向阀二压入蓄能器内；

2)单向阀二将水单向压入所述蓄能器，所述蓄能器内水面不断上升，进而压缩蓄能气囊与弹簧，储存能量；在整个过程中注意所述压力表示数的变化，防止压力超限使所述蓄能器受损；

3)所述蓄能器中储存的高压水，通过所述减压阀后压力趋于平稳，观察压力表的示数对减压阀进行调整，使输出压力达到目标值；高压水通过进水压力水管作用于竖直液压缸，使得竖直液压缸柱升起，带动所述伸缩板上移，对放入压制缸体内的相似材料进行压制作业；当需要将压制材料取出时，将进水压力水管从竖直液压缸上拆除，向下转动调高螺栓，使所述伸缩板下移，竖直液压缸内的高压水溢出；向上转动调高螺栓，使所述圆压板上移，将压制后的相似材料取出；

4)当水缸套内进入空气时，将所述排气阀打开，使水缸柱伸到尽头，排出空气，然后将所述排气阀关闭，即可进行正常作业；

5)当所述蓄能器内的压力过大时，将所述进水阀、抽水阀打开，使水缸柱缩到尽头，将所述蓄能器内的高压水抽到水缸套内，降低所述蓄能器内的水压力；随后在关闭所述进水阀、抽水阀的条件下，打开排气阀，使水缸柱伸到尽头，将水缸套内的水排出，最后关闭排气阀即可进行正常作业。

本发明的有益效果为：

1、本发明将电动电磁阀液压泵与水压装置进行结合，构成水压力泵，液压油的使用量得到大幅度减少，改善了工作环境，降低了成本，操作简单省力。

2、本发明安装了两个单向阀，提高了自动化程度，避免了手动调节阀门的步骤。

3、蓄能器由弹簧和蓄能气囊构成，一方面降低了气囊的做工要求，延长了蓄能气囊的使用寿命，增长了加气周期，另一方面提高了单位体积蓄能器的蓄能能力，在蓄能气囊损坏的情况下蓄能器依然可以正常工作，提高了装置运行的可靠性。

4、本发明包括加压、蓄能、压制系统，将进水压力水管从竖直液压缸上摘除后可以与锚杆测试装置相结合，提供实验过程中需要的稳定围压，也可以为蠕变试验机提供稳定压力。

附图说明

图1为水力稳压相似材料压制装置结构示意图；

图2为水力稳压相似材料压制装置俯视图。

具体实施方式

如图1、2所示，一种水力稳压相似材料压制装置，包括小推车18、电动机3、液压泵1、水箱17、水平液压缸19、水平液压缸柱23、水缸套21、水缸柱22、蓄能器、电控箱29和压制机构，所述电动机3、液压泵1、水箱17、水平液压缸19、水缸套21、蓄能器和压制机构固定设置在小推车18上；水平液压缸柱23安装在水平液压缸19中，水缸柱22安装在水缸套21中，水平液压缸柱23与水缸柱22连接在一起；所述电动机3用于驱动所述液压泵1，所述液压泵1通过进油管一2及进油管二28分别与水平液压缸19的前腔及后腔连通；水缸套21通过给水管16与所述水箱17连通，所述给水管16设有单向阀一25；水缸套21通过排水压力水管11与所述蓄能器连通，排水压力水管11设有单向阀二9；

所述压制机构包括底板、支杆、固定板5、伸缩板6、压制缸体7、竖直液压缸8、竖直液压缸柱、调高螺栓4和圆压板，所述底板固定设置在小推车18上，竖直液压缸8和两个支杆固定设置在所述底板上，所述伸缩板6套装在两个支杆上，所述固定板5固定设置在两个支杆的端头；压制缸体7固定设置在所述伸缩板6上，调高螺栓4与所述固定板5螺接在一起，圆压板固定设置在调高螺栓4的端头，圆压板与压制缸体7的内腔尺寸配合；竖直液压缸柱安装在竖直液压缸8中，所述蓄能器通过进水压力水管10与竖直液压缸8连通，进水压力水管10设有减压阀13；

所述蓄能器包括壳体、弹簧14和蓄能气囊15，蓄能气囊15设置在所述壳体内，所述弹簧14设置在蓄能气囊15与所述壳体之间；所述水缸套21与单向阀二9之间设有压力表20；单向阀二9与所述蓄能器之间设有进水阀12；所述水缸套21设有排气阀24；所述水缸套21设有抽水管26，所述抽水管26的端头与单向阀二9及进水阀12之间的排水压力水管11连通，所述抽水管26设有抽水阀27；所述电控箱29安装在小推车18上，所述电控箱29用于控制所述电动机3。

上述的水力稳压相似材料压制装置的使用方法，包括如下步骤：

1)所述电控箱29控制所述电动机3运转，所述电动机3为所述液压泵1提供动力，所述液压泵1通过进油管一2或进油管二28分别向水平液压缸19的前腔或后腔供油，驱动水平液压缸柱23伸缩，进而带动水缸柱22在水缸套21内做往返运动，进行重复吸水、排水；水缸柱22缩回时水缸套21内为负压，在外部大气压的作用下所述水箱17内的水通过单向阀一25进入水缸套21内；在水缸套21内充满水的情况下，水缸柱22伸出，将水通过单向阀二9压入蓄能器内；

2)单向阀二9将水单向压入所述蓄能器，所述蓄能器内水面不断上升，进而压缩蓄能气囊15与弹簧14，储存能量；在整个过程中注意所述压力表20示数的变化，防止压力超限使所述蓄能器受损；

3)所述蓄能器中储存的高压水，通过所述减压阀13后压力趋于平稳，观察压力表20的示数对减压阀13进行调整，使输出压力达到目标值；高压水通过进水压力水管10作用于竖直液压缸8，使得竖直液压缸柱升起，带动所述伸缩板6上移，对放入压制缸体7内的相似材料进行压制作业；当需要将压制材料取出时，将进水压力水管10从竖直液压缸8上拆除，向下转动调高螺栓4，使所述伸缩板6下移，竖直液压缸8内的高压水溢出；向上转动调高螺栓4，使所述圆压板上移，将压制后的相似材料取出；

4)当水缸套21内进入空气时，将所述排气阀24打开，使水缸柱22伸到尽头，排出空气，然后将所述排气阀24关闭，即可进行正常作业；

5)当所述蓄能器内的压力过大时，将所述进水阀12、抽水阀27打开，使水缸柱22缩到尽头，将所述蓄能器内的高压水抽到水缸套21内，降低所述蓄能器内的水压力；随后在关闭所述进水阀12、抽水阀27的条件下，打开排气阀24，使水缸柱22伸到尽头，将水缸套21内的水排出，最后关闭排气阀24即可进行正常作业。

此外将进水压力水管10与竖直液压缸8分离以后，该装置可以与锚杆测试装置相结合，提供实验过程中需要的稳定围压，也可以为蠕变试验机提供稳定压力。

Claims (8)

1.一种水力稳压相似材料压制装置，其特征在于，包括小推车、电动机、液压泵、水箱、水平液压缸、水平液压缸柱、水缸套、水缸柱、蓄能器和压制机构，所述电动机、液压泵、水箱、水平液压缸、水缸套、蓄能器和压制机构固定设置在小推车上；水平液压缸柱安装在水平液压缸中，水缸柱安装在水缸套中，水平液压缸柱与水缸柱连接在一起；所述电动机用于驱动所述液压泵，所述液压泵通过进油管一及进油管二分别与水平液压缸的前腔及后腔连通；水缸套通过给水管与所述水箱连通，所述给水管设有单向阀一；水缸套通过排水压力水管与所述蓄能器连通，排水压力水管设有单向阀二；所述蓄能器通过进水压力水管为压制机构提供压力。

2.根据权利要求1所述的水力稳压相似材料压制装置，其特征在于，所述压制机构包括底板、支杆、固定板、伸缩板、压制缸体、竖直液压缸、竖直液压缸柱、调高螺栓和圆压板，所述底板固定设置在小推车上，竖直液压缸和两个支杆固定设置在所述底板上，所述伸缩板套装在两个支杆上，所述固定板固定设置在两个支杆的端头；压制缸体固定设置在所述伸缩板上，调高螺栓与所述固定板螺接在一起，圆压板固定设置在调高螺栓的端头，圆压板与压制缸体的内腔尺寸配合；竖直液压缸柱安装在竖直液压缸中，竖直液压缸柱的端头与所述伸缩板连接在一起，所述蓄能器通过进水压力水管与竖直液压缸连通，进水压力水管设有减压阀。

3.根据权利要求2所述的水力稳压相似材料压制装置，其特征在于，所述蓄能器包括壳体、弹簧和蓄能气囊，蓄能气囊设置在所述壳体内，所述弹簧设置在蓄能气囊与所述壳体之间。

4.根据权利要求3所述的水力稳压相似材料压制装置，其特征在于，所述水缸套与单向阀二之间设有压力表；单向阀二与所述蓄能器之间设有进水阀。

5.根据权利要求4所述的水力稳压相似材料压制装置，其特征在于，所述水缸套设有排气阀。

6.根据权利要求5所述的水力稳压相似材料压制装置，其特征在于，所述水缸套设有抽水管，所述抽水管的端头与单向阀二及进水阀之间的排水压力水管连通，所述抽水管设有抽水阀。

7.根据权利要求6所述的水力稳压相似材料压制装置，其特征在于，还包括电控箱，所述电控箱安装在小推车上，所述电控箱用于控制所述电动机。

8.一种如权利要求7所述的水力稳压相似材料压制装置的使用方法，其特征在于，包括如下步骤：

1)所述电控箱控制所述电动机运转，所述电动机为所述液压泵提供动力，所述液压泵通过进油管一或进油管二分别向水平液压缸的前腔或后腔供油，驱动水平液压缸柱伸缩，进而带动水缸柱在水缸套内做往返运动，进行重复吸水、排水；水缸柱缩回时水缸套内为负压，在外部大气压的作用下所述水箱内的水通过单向阀一进入水缸套内；在水缸套内充满水的情况下，水缸柱伸出，将水通过单向阀二压入蓄能器内；

2)单向阀二将水单向压入所述蓄能器，所述蓄能器内水面不断上升，进而压缩蓄能气囊与弹簧，储存能量；在整个过程中注意所述压力表示数的变化，防止压力超限使所述蓄能器受损；

3)所述蓄能器中储存的高压水，通过所述减压阀后压力趋于平稳，观察压力表的示数对减压阀进行调整，使输出压力达到目标值；高压水通过进水压力水管作用于竖直液压缸，使得竖直液压缸柱升起，带动所述伸缩板上移，对放入压制缸体内的相似材料进行压制作业；当需要将压制材料取出时，将进水压力水管从竖直液压缸上拆除，向下转动调高螺栓，使所述伸缩板下移，竖直液压缸内的高压水溢出；向上转动调高螺栓，使所述圆压板上移，将压制后的相似材料取出；

4)当水缸套内进入空气时，将所述排气阀打开，使水缸柱伸到尽头，排出空气，然后将所述排气阀关闭，即可进行正常作业；

5)当所述蓄能器内的压力过大时，将所述进水阀、抽水阀打开，使水缸柱缩到尽头，将所述蓄能器内的高压水抽到水缸套内，降低所述蓄能器内的水压力；随后在关闭所述进水阀、抽水阀的条件下，打开排气阀，使水缸柱伸到尽头，将水缸套内的水排出，最后关闭排气阀即可进行正常作业。

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