CN109752252A - 一种三轴仪高围压压力室密封的装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种三轴仪高围压压力室密封的装置，该装置主要包括：固定底板(1)、固定顶板(2)、围圈(3)、连接螺栓(4)、进水管(6)、出气管(7)和异形橡胶圈(8)；所述固定底板(1)、固定顶板(2)、围圈(3)和异形橡胶圈(8)组成压力室；所述异形橡胶圈(8)分别设有使所述进水管(6)和出气管(7)与所述压力室连通的预留孔道。本发明实施例提供的一种三轴仪高围压压力室密封的装置，能够很好地向大型三轴仪提供可控的围压，并在围压室输入水压的过程中保证大型三轴仪高围压下的密封性。

Description

一种三轴仪高围压压力室密封的装置

技术领域

本发明涉及岩土工程测试设备技术领域，尤其涉及一种三轴仪高围压压力室密封的装置。

背景技术

随着土力学和其他相关专业的发展，对于土的力学特性的测试要求越来越多样化。传统测试土力学特性的仪器受尺寸和形状等限制，已不能满足科研和工程领域更广泛参数的测试要求。为了得到自身所需的更加精准、全面和真实的土单元受力和破坏状态，传统的真三轴仪不断被国内外的学者和工程师进行改造，例如清华大学、同济大学、吉林大学等对真三轴仪加载方式的各种改造。另一方面，为了尽量避免尺寸效应，克服现有土力学特性测试仪器的尺度局限，研制更大型的三轴仪也是目前主要的趋势之一，一般测试试样直径大于30cm的大型三轴仪在进行高围压测试时，压力室的密封性由于装置尺寸较大而难以保障。为了在高围压下顺利地利用大型三轴仪对试样进行测试，保证压力室良好的密封性是必须要解决的关键问题。

现有的三轴仪一般采用圆形橡皮圈和橡皮垫片等解决压力室的密封问题，但是对于目前研制的大型三轴仪来说，较高的围压压力下橡胶垫片会产生过大的变形，不能保障压力室的密封性。因此解决大型三轴仪高围压压力室的密封问题，是进行更大尺寸土样高围压三轴试验的关键。

发明内容

本发明的实施例提供了一种三轴仪高围压压力室密封的装置，以克服现有技术的缺陷。

为了实现上述目的，本发明采取了如下技术方案。

一种三轴仪高围压压力室密封的装置，包括：固定底板1、固定顶板2、围圈3、连接螺栓4、进水管6、出气管7和异形橡胶圈(8)；

所述固定底板1位于所述围圈3下方，所述固定底板1设有进水管6；

所述固定顶板2位于所述围圈3上方，所述固定顶板1设有出气管7；

所述固定底板1和固定顶板2通过所述连接螺栓4连接，将所述围圈3压紧固定；

所述异形橡胶圈8置于所述装置内部，紧贴于所述围圈内3壁，覆盖所述围圈3与固定底板1、固定顶板2的连接处；

所述固定底板1、固定顶板2、围圈3和异形橡胶圈8组成压力室；

所述异形橡胶圈8分别设有使所述进水管6和出气管7与所述压力室连通的预留孔道。

优选地，所述异形橡胶圈8截面为一边开口的中空矩形框，所述开口的一边为所述异形橡胶圈8的外壁，所述外壁紧贴于所述围圈3内侧，所述异形橡胶圈8开口两侧的外壁与围圈3紧贴的长度不小于围圈3高度的20％，异形橡胶圈8壁的厚度不小于20mm。

优选地，所述异形橡胶圈8外壁开口处的两个边缘做倒角处理。

优选地，所述装置还包括轴压杆5，所述轴压杆5为倒T型，包括竖直杆，以及与所述竖直杆下端垂直连接的水平平板。

优选地，所述固定顶板2设有使所述轴压杆5的竖直杆通过的通孔；

所述轴压杆5的竖直杆穿过所述固定顶板2，使所述轴压杆5下端的平板位于所述固定顶板2下方；

所述轴压杆5下端平板与异形橡胶圈8内壁和固定底板1形成试样室。

优选地，所述进水管6和出气管7均设有开关阀。

优选地，所述围圈3为圆筒有机玻璃围圈。

优选地，所述装置至少包含2个对称设置的连接螺栓。

优选地，所述高围压不大于20MPa。

由上述本发明的实施例提供的技术方案可以看出，本发明实施例提供的一种三轴仪高围压压力室密封的装置，能够很好地向大型三轴仪提供可控的围压，并在围压室输入水压的过程中，随着水压的增加异形橡胶圈能够与上下板面和圆筒有机玻璃围圈等很好地贴合，水压力越大贴合地越紧密，以保证大型三轴仪高围压下的密封性，同时本发明提供的密封装置简单易行，操作方便。

本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，这些将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，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，下面描述中的附图仅仅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为本发明实施例提供的一种三轴仪高围压压力室密封的装置；

附图标记：

1、固定底板

2、固定顶板

3、圆筒有机玻璃围圈

4、连接螺栓

5、轴压杆

6、进水管

7、出气管

8、异形橡胶圈

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。

本技术领域技术人员可以理解，除非特意声明，这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是，本发明的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。应该理解，当我们称元件被“连接”或“耦接”到另一元件时，它可以直接连接或耦接到其他元件，或者也可以存在中间元件。此外，这里使用的“连接”或“耦接”可以包括无线连接或耦接。这里使用的措辞“和/或”包括一个或更多个相关联的列出项的任一单元和全部组合。

本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。

为便于对本发明实施例的理解，下面将结合附图以几个具体实施例为例做进一步的解释说明，且各个实施例并不构成对本发明实施例的限定。

本发明实施例提供了一种三轴仪高围压压力室密封的装置，如图1所示，包括：固定底板1、固定顶板2、圆筒有机玻璃围圈3、连接螺栓4、轴压杆5、进水管6、出气管7和异形橡胶圈8。

固定底板1、固定顶板2、圆筒有机玻璃围圈3和异形橡胶圈8组成密封压力室；圆筒有机玻璃围圈3置于固定底板1和固定顶板2之间，作为压力室的外壁；异形橡胶圈8紧贴圆筒有机玻璃围圈3的内壁，覆盖圆筒有机玻璃围圈3与固定底板1、固定顶板2连接处，起密封水压作用；连接螺栓4将固定底板1、固定顶板2、圆筒有机玻璃围圈3压紧固定，对压力室结构起固定作用。固定底板1设有进水管6，固定顶板2设有出气管7，形成压力室进水排气通道，进水管6和出气管7均设有开关阀。

异形橡胶圈8分别设有使所述进水管6和出气管7与压力室连通的预留孔道。

异形橡胶圈8截面为一边开口的中空矩形框，该开口的一边为异形橡胶圈8的外壁，外壁紧贴于圆筒有机玻璃围圈3内侧，异形橡胶圈8开口两侧的外壁与圆筒有机玻璃围圈3紧贴的长度不小于圆筒有机玻璃围圈3高度的20％，并对外壁开口处的两个边缘做倒角处理，利于异形橡胶圈8的外壁与圆筒有机玻璃围圈3内壁贴合，异形橡胶圈8壁的厚度不小于20mm。异形橡胶圈8还分别设有使进水管6和出气管7与压力室连通的预留孔道。

轴压杆5为倒T型，包括竖直杆，以及与竖直杆下端垂直连接的水平平板，固定顶板2设有使轴压杆5的竖直杆通过的通孔，轴压杆5的竖直杆穿过固定顶板2，使轴压杆5下端的平板位于固定顶板2下方；轴压杆5下端平板与异形橡胶圈8内壁和固定底板1形成试样室。

上述装置能够保证围压室20MPa水压下的密封性。

本发明的装置的工作过程如下：

1)试验时，首先固定底板1放置在稳定的位置，然后将异形橡胶圈8按照为进水管6预留孔位放置在固定底板1上，使进水管6的一端通过异形橡胶圈8的预留孔进入压力室；

2)在异形橡胶圈8中部的试样室放置测试土样；

3)将圆筒有机玻璃围圈3放置到对应位置，再将固定顶板2按异形橡胶圈8为出气管预留位置放置在最顶端，使出气管7一端通过异形橡胶圈8的预留孔进入压力室；

4)拧紧连接螺栓4将整个装置固定成一个整体；

5)将进水管6和出气管7的阀门打开向压力室注水，直到水充满整个压力室，将压力室空气排空后关闭出气管7的阀门，通过进气管6提供持续恒定的水压，向最中部土样可以提供最高20MPa的围压。

综上所述，本发明实施例通过固定底板、固定顶板、圆筒有机玻璃围圈和异形橡胶圈组成密封压力室，能够很好地向大型三轴仪提供可控的围压，并在围压室输入水压的过程中，随着水压的增加异形橡胶圈能够与上下板面和圆筒有机玻璃围圈等很好地贴合，水压力越大贴合地越紧密，以保证大型三轴仪高围压下的密封性。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (9)

1.一种三轴仪高围压压力室密封的装置，其特征在于，包括：固定底板(1)、固定顶板(2)、围圈(3)、连接螺栓(4)、进水管(6)、出气管(7)和异形橡胶圈(8)；

所述固定底板(1)位于所述围圈(3)下方，所述固定底板(1)设有进水管(6)；

所述固定顶板(2)位于所述围圈(3)上方，所述固定顶板(1)设有出气管(7)；

所述固定底板(1)和固定顶板(2)通过所述连接螺栓(4)连接，将所述围圈(3)压紧固定；

所述异形橡胶圈(8)置于所述装置内部，紧贴于所述围圈内(3)壁，覆盖所述围圈(3)与固定底板(1)、固定顶板(2)的连接处；

所述固定底板(1)、固定顶板(2)、围圈(3)和异形橡胶圈(8)组成压力室；

所述异形橡胶圈(8)分别设有使所述进水管(6)和出气管(7)与所述压力室连通的预留孔道。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述异形橡胶圈(8)截面为一边开口的中空矩形框，所述开口的一边为所述异形橡胶圈(8)的外壁，所述外壁紧贴于所述围圈(3)内侧，所述异形橡胶圈(8)开口两侧的外壁与围圈(3)紧贴的长度不小于围圈(3)高度的20％，异形橡胶圈8壁的厚度不小于20mm。

3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述异形橡胶圈(8)外壁开口处的两个边缘做倒角处理。

4.根据权利要求1或2或3所述的装置，其特征在于，所述装置还包括轴压杆(5)，所述轴压杆(5)为倒T型，包括竖直杆，以及与所述竖直杆下端垂直连接的水平平板。

5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述固定顶板(2)设有使所述轴压杆(5)的竖直杆通过的通孔；

所述轴压杆(5)的竖直杆穿过所述固定顶板(2)，使所述轴压杆(5)下端的平板位于所述固定顶板(2)下方；

所述轴压杆(5)下端平板与异形橡胶圈(8)内壁和固定底板(1)形成试样室。

6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述进水管(6)和出气管(7)均设有开关阀。

7.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述围圈(3)为圆筒有机玻璃围圈。

8.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置至少包含2个对称设置的连接螺栓。

9.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述高围压不大于20MPa。