CN110173565B - 一种真三轴试验的多测点试样的密封结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种真三轴试验的多测点试样的密封结构，包括用于包裹试样的密封胶套，密封胶套在密封座所在的一端设有注入井密封组件和压力探头密封组件，在所述密封胶套的前后左右侧面上设有电极触点密封组件。其能够满足试样测点的密封要求，且能够重复使用。

Description

一种真三轴试验的多测点试样的密封结构

技术领域

本发明涉及真三轴试验系统，具体涉及一种真三轴试验的多测点试样的密封结构。

背景技术

在模拟真实地层条件下，对试样进行三轴压缩试验时，需要通过压力点和金属测点引出测量，这就要求试样在高压条件下且设置有多个测点的条件下实现密封。现有的设计方案是将探头、注入井或探针穿插进安装孔内，探头、注入井或探针与安装孔之间的间隙通过树脂胶灌铸的形式实现密封。采用这种密封方式的话，安装过程的成型周期较长，拆卸困难，且探头、注入井或探针仅能作为一次性物品使用，不能重复利用。因此需要开发一种新型密封结构，实现多测点试样的密封要求。

发明内容

本发明的目的是提供一种真三轴试验的多测点试样的密封结构，其能够满足试样测点的密封要求，且能够重复使用。

本发明所述的真三轴试验的多测点试样的密封结构，包括用于包裹试样的密封胶套，所述密封胶套一端开口，开口内设有密封堵头，密封胶套与开口相对的一端外侧设有密封座；密封胶套在密封座所在的一端装有注入井密封组件和压力探头密封组件，在所述密封胶套的前后左右侧面上设有电极触点密封组件；所述注入井密封组件包括第一密封接头，第一密封接头轴向中部设有与注入井管间隙配合的通孔，第一密封接头一端可拆卸地装配于密封胶套上，另一端设有第一沉台，所述第一沉台内设有第一密封环，内侧壁上设有与第一压紧螺母配合的螺纹，第一压紧螺母沿第一沉台内侧壁旋入挤压第一密封环，第一密封环受挤压力变形与注入井管紧贴，实现密封；所述压力探头密封组件包括第二密封接头，第二密封接头轴向中部设有与压力探头间隙配合的通孔，第二密封接头一端可拆卸地装配于密封胶套上，另一端设有第二沉台，所述第二沉台内设有第二密封环，内侧壁上设有与第二压紧螺母配合的螺纹，第二压紧螺母沿第二沉台内侧壁旋入挤压第二密封环，第二密封环受挤压力变形与压力探头紧贴，实现密封；所述电极触点密封组件包括第三密封接头，第三密封接头轴向中部设有与触点插针对应配合的螺纹孔。

进一步，所述密封胶套在密封座所在的一端设有第一圆柱凸台和第二圆柱凸台，另外四个侧面上设有第三圆柱凸台，所述第一圆柱凸台上设有与第一密封接头外周过度配合的第一安装孔，所述的第二圆柱凸台上设有与第二密封接头外周过度配合的第二安装孔，所述第三圆柱凸台上设有与第三密封接头外周过度配合的第三安装孔。

进一步，所述第一密封接头外周设有密封环槽，密封环槽内设有密封圈。

进一步，所述第二密封接头和第三密封接头外周设有多个弧形凸起。

进一步，所述第一密封接头、第二密封接头和第三密封接头的材质为聚醚醚酮。

进一步，所述密封胶套前后左右四个方向错位布置有加载板，所述加载板之间形成用于放置密封胶套的加载腔。

进一步，所述密封堵头的斜度为2°。

本发明与现有技术相比具有如下有益效果：

1、本发明通过设置注入井密封组件、压力探头密封组件和电极触点密封组件，实现多测点试样的高压密封，并且密封组件安装便捷，密封效果稳定。

2、本发明的密封组件取代了现有的树脂胶灌铸，能够重复使用，减少了试验前期的准备工作，缩短了多测点试样模型的制造周期，提高了试验效率。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明的密封胶套与加载板的配合示意图；

图3是本发明的电极触点密封组件的结构示意图；

图4是本发明的注入井密封组件的结构示意图；

图5是本发明的压力探头密封组件的结构示意图；

图6是本发明的密封胶套的结构示意图。

图中，1—试样，2—密封胶套，21—第一圆柱凸台，22—第二圆柱凸台，23—第三圆柱凸台，24—第一安装孔，25—第二安装孔，26—第三安装孔，3—密封堵头，4—电极触点密封组件，41—第三密封接头，42—第三密封环，43—螺纹孔，44—触点插针，5—注入井密封组件，51—注入井管，52—第一密封接头，53—第一沉台，54—第一密封环，55—第一压紧螺母，56—密封圈，6—压力探头密封组件，61—压力探头，62—第二密封接头，63—第二沉台，64—第二密封环，65—第二压紧螺母，7—加载板，8—底板，9—滑块，10—第一螺栓，11—第二螺栓，12—密封座。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作详细说明。

参见图1和图2，所示的真三轴试验的多测点试样的密封结构，包括用于包裹试样1的密封胶套2，所述密封胶套2前后左右方向错位布置有四块加载板7，加载板7两两之间通过第二螺栓11连接，所述加载板7和底板8合围形成用于放置密封胶套2的加载腔。所述底板8底侧设有滑槽，滑槽内设有滑块9，采用第一螺栓10将滑块9与加载板7固定连接，实现加载板7沿底板8滑动，进而能够根据试验需要调整加载腔的位置，以便更好地进行真三轴加载。

所述密封胶套2呈立方体或长方体，其上端开口，通过锥形密封堵头3密封，锥形密封堵头3的斜度为2°，其锥形密封面上设有多个密封凸起，密封凸起的设置加强了密封堵头3和密封胶套2之间的贴合力，保证了密封效果。密封胶套2与开口相对的一端外侧设有密封座12。

密封胶套2在密封座12所在的一端设有注入井密封组件5和压力探头密封组件6，在所述密封胶套2的前后左右侧面上设有电极触点密封组件4。

参见图3，所述电极触点密封组件4包括第三密封接头41，第三密封接头41轴向中部设有与触点插针44对应配合的螺纹孔43，触点插针43与第三密封接头41之间通过第三密封环42密封。

所述注入井密封组件5包括第一密封接头52，第一密封接头52轴向中部设有与注入井管51间隙配合的通孔，第一密封接头52一端可拆卸地装配于密封胶套2上，另一端设有第一沉台53，所述第一沉台53内设有第一密封环54，内侧壁上设有与第一压紧螺母55配合的螺纹，第一压紧螺母55沿第一沉台53内侧壁旋入挤压第一密封环54，第一密封环54受挤压力变形与注入井管51紧贴，实现密封。

所述压力探头密封组件6包括第二密封接头62，第二密封接头62轴向中部设有与压力探头61间隙配合的通孔，第二密封接头62一端可拆卸地装配于密封胶套2上，另一端设有第二沉台63，所述第二沉台63内设有第二密封环64，内侧壁上设有与第二压紧螺母65配合的螺纹，第二压紧螺母65沿第二沉台63内侧壁旋入挤压第二密封环64，第二密封环64受挤压力变形与压力探头61紧贴，实现密封。所述第二密封接头62外周设有多个弧形凸起。

为了保证密封组件的安装稳定性，所述密封胶套2在密封座12所在的一端设有第一圆柱凸台21和第二圆柱凸台22，前后左右方向的侧面上设有第三圆柱凸台23，所述第一圆柱凸台21上设有与第一密封接头52外周过度配合的第一安装孔24，所述第一密封接头52外周环设有密封槽，密封槽内设有密封圈56，通过该密封圈56实现了第一密封接头52和第一安装孔24之间的密封。所述的第二圆柱凸台22上设有与第二密封接头62外周过度配合的第二安装孔25，所述第二密封接头62外周设有多个与第二安装孔25对应配合的弧形凸起，弧形凸起的设计既能够保证第二密封接头62和第二安装孔25之间的密封，同时增加了摩擦力，使得第二密封接头62安装的更加牢固。所述第三圆柱凸台23上设有与第三密封接头41外周过度配合的第三安装孔26，所述第三密封接头41外周设有多个与第三安装孔26对应配合的弧形凸起。

所述第一密封接头52、第二密封接头62和第三密封接头41的材质为聚醚醚酮，使得密封接头具备耐高温的性能。

具体装配时，首先采用第二螺栓11将四块加载板7连接组合形成加载腔，再采用第一螺栓10将左、右方向的加载板7底端与滑块9固定连接。然后将试样1放入密封胶套2内，压入密封堵头3实现密封，在试样1表面预先设有不同类型的测点，所述密封胶套2上一体浇铸成型有密封座12、第一圆柱凸起21、第二圆柱凸起22和第三圆柱凸起23。再分别将电极触点密封组件4的第三密封接头41插入第三安装孔26内，将注入井密封组件5的第一密封接头52插入第一安装孔24内，将压力探头密封组件6的第二密封接头62插入第二安装孔25内，完成密封组件的装配。最后将触点插针44通过螺纹孔43旋入第三密封接头41的轴向通孔内，两者之间通过第三密封环42实现密封；将注入井管51前部套上第一压紧螺母55，其前端穿过第一密封接头52的轴向通孔，沿第一沉台53旋入第一压紧螺母55，随着第一压紧螺母55的旋入，第一密封环54受挤压力变形抱紧注入井管51，实现了注入井管51的密封；将压力探头61前部套上第二压紧螺母65，其前端穿过第二密封接头62的轴向通孔，沿第二沉台63旋入第二压紧螺母65，随着第二压紧螺母65的旋入，第二密封环64受挤压力变形抱紧压力探头61，实现了压力探头61的密封。

所述电极触点密封组件4、注入井密封组件5和压力探头密封组件6均能够根据需求进行安装拆卸，取代了现有的树脂胶灌铸，能够重复使用，减少了试验前期的准备工作，缩短了多测点试样模型的制造周期，提高了试验效率。并且实现了试样的多压力测点、多温度测点以及多电阻测点的高压密封，安装便捷，密封效果稳定。

最后需要说明的是，以上实施方式仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管通过参照本发明的实施方式已经对本发明进行了描述，但本领域的科研技术人员应当明白，可以在形式上和细节上对其做出各种各样的改变，而不偏离所附权利要求书所限定的本发明的精神和范围。

Claims (7)

1.一种真三轴试验的多测点试样的密封结构，包括用于包裹试样（1）的密封胶套（2），其特征在于：所述密封胶套（2）上端开口，通过锥形密封堵头（3）密封，所述锥形密封堵头（3）的锥形密封面上设有多个密封凸起，密封胶套（2）与开口相对的一端外侧设有密封座（12）；

密封胶套（2）在密封座（12）所在的一端装有注入井密封组件（5）和压力探头密封组件（6），在所述密封胶套（2）的前后左右侧面上装有电极触点密封组件（4）；

所述注入井密封组件（5）包括第一密封接头（52），第一密封接头（52）轴向中部设有与注入井管（51）间隙配合的通孔，第一密封接头（52）一端可拆卸地装配于密封胶套（2）上，另一端设有第一沉台（53），所述第一沉台（53）内设有第一密封环（54），第一沉台（53）的内侧壁上设有与第一压紧螺母（55）配合的螺纹，第一压紧螺母（55）沿第一沉台（53）内侧壁旋入挤压第一密封环（54），第一密封环（54）受挤压力变形与注入井管（51）紧贴，实现密封；

所述压力探头密封组件（6）包括第二密封接头（62），第二密封接头（62）轴向中部设有与压力探头（61）间隙配合的通孔，第二密封接头（62）一端可拆卸地装配于密封胶套（2）上，另一端设有第二沉台（63），所述第二沉台（63）内设有第二密封环（64），第二沉台（63）的内侧壁上设有与第二压紧螺母（65）配合的螺纹，第二压紧螺母（65）沿第二沉台（63）内侧壁旋入挤压第二密封环（64），第二密封环（64）受挤压力变形与压力探头（61）紧贴，实现密封；

所述电极触点密封组件（4）包括第三密封接头（41），第三密封接头（41）轴向中部设有与触点插针（44）对应配合的螺纹孔（43）。

2.根据权利要求1所述的真三轴试验的多测点试样的密封结构，其特征在于：所述密封胶套（2）在密封座（12）所在的一端设有第一圆柱凸台（21）和第二圆柱凸台（22），前后左右的侧面上设有第三圆柱凸台（23），所述第一圆柱凸台（21）上设有与第一密封接头（52）外周过渡配合的第一安装孔（24），所述的第二圆柱凸台（22）上设有与第二密封接头（62）外周过渡配合的第二安装孔（25），所述第三圆柱凸台（23）上设有与第三密封接头（41）外周过渡配合的第三安装孔（26）。

3.根据权利要求1或2所述的真三轴试验的多测点试样的密封结构，其特征在于：所述第一密封接头（52）外周设有密封环槽，密封环槽内设有密封圈（56）。

4.根据权利要求1或2所述的真三轴试验的多测点试样的密封结构，其特征在于：所述第二密封接头（62）和第三密封接头（41）外周设有多个弧形凸起。

5.根据权利要求1或2所述的真三轴试验的多测点试样的密封结构，其特征在于：所述第一密封接头（52）、第二密封接头（62）和第三密封接头（41）的材质为聚醚醚酮。

6.根据权利要求1或2所述的真三轴试验的多测点试样的密封结构，其特征在于：所述密封胶套（2）前后左右四个方向错位布置有加载板（7），所述加载板（7）之间形成用于放置密封胶套（2）的加载腔。

7.根据权利要求1或2所述的真三轴试验的多测点试样的密封结构，其特征在于：所述锥形密封堵头（3）的斜度为2°。

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