CN203299197U

CN203299197U - 饱水岩块高低温循环试验机

Info

Publication number: CN203299197U
Application number: CN2013203619584U
Authority: CN
Inventors: 申艳军
Original assignee: Xian University of Science and Technology
Current assignee: Xian University of Science and Technology
Priority date: 2013-06-21
Filing date: 2013-06-21
Publication date: 2013-11-20
Anticipated expiration: 2023-06-21

Abstract

本实用新型公开了一种饱水岩块高低温循环试验机，包括保温饱水室和储水箱，保温饱水室和储水箱通过注水管连通，注水管上设置有进水阀，保温饱水室上设置有气管和用于对保温饱水室内的气体进行冷却处理的冷却装置，气管与空气输入管和用于对保温饱水室进行抽真空处理的真空泵连接，空气输入管上安装有进气阀，保温饱水室内设置有用于悬空固定岩块试件的试件夹具，保温饱水室底部连接有排水管，排水管上设置有排水阀，储水箱内设置有用于对储水箱内的水进行加热的加热装置。该饱水岩块高低温循环试验机既可以实现饱水又可以实时补水，无需移动岩块试件，其结构简单、使用方便、生产成本低，便于推广使用。

Description

饱水岩块高低温循环试验机

技术领域

本实用新型涉及一种试验机，特别是涉及一种饱水岩块高低温循环试验机。

背景技术

饱水岩石在高低温循环作用下其力学性能特征变化一直是岩石力学研究难点所在（此处最低温为-30°C，最高温为80°C），其主要原因在于：室内试验条件达不到实际要求，无法确保岩石试样在充分饱水同时，又可进行高低温循环试验。传统实验方法往往是：首先，在饱水试验装置中完成试样饱水，而后将试样取出放入温度循环试验机中，因涉及饱水取样、更换试验仪器，其试验效果必然存在较大误差。而且，目前的高低温循环试验机不具备补水功能，在反复高低温循环条件下，试样水分流失现象显著，试验效果不甚理想。因此，如何开发一种既可饱水及实时补水，又能够高低温循环试验的装置是相关领域技术人员亟待解决的技术问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服上述现有技术中的不足，提供一种饱水岩块高低温循环试验机。该饱水岩块高低温循环试验机既可以实现饱水又可以实时补水，无需移动岩块试件即可完成高低温循环试验，其结构简单、使用方便、生产成本低，便于推广使用。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：饱水岩块高低温循环试验机，其特征在于：包括保温饱水室和储水箱，所述保温饱水室和储水箱通过注水管连通，所述注水管上设置有进水阀，所述保温饱水室上设置有气管和用于对保温饱水室内的气体进行冷却处理的冷却装置，所述气管与空气输入管和用于对保温饱水室进行抽真空处理的真空泵连接，所述空气输入管上安装有进气阀，所述保温饱水室内设置有用于悬空固定岩块试件的试件夹具，所述保温饱水室底部连接有排水管，所述排水管上设置有排水阀，所述储水箱内设置有用于对储水箱内的水进行加热的加热装置。

上述的饱水岩块高低温循环试验机，其特征在于：所述注水管为倒“U”型管，所述注水管的一端伸入到储水箱的内底部，所述注水管的另一端伸入到保温饱水室的内底部，所述进水阀设置在注水管的顶部。

上述的饱水岩块高低温循环试验机，其特征在于：所述储水箱为绕保温饱水室设置的环形储水箱，所述注水管的数量为多个，多个注水管绕保温饱水室设置。

上述的饱水岩块高低温循环试验机，其特征在于：所述固定夹具包括两个卡套，两个所述卡套的中部均具有与岩块试样形状相适配的弧形夹紧部，两个所述卡套通过螺栓连接，所述卡套的上端和下端均设置有用于与保温饱水室连接的螺杆。

上述的饱水岩块高低温循环试验机，其特征在于：所述保温饱水室包括饱水室本体和设置在饱水室本体顶部的压盖，所述饱水室本体和压盖之间设置有密封圈。

上述的饱水岩块高低温循环试验机，其特征在于：所述饱水室本体和压盖均由双层耐高温有机玻璃制成，双层耐高温有机玻璃之间设置有聚氨酯泡沫材料。

上述的饱水岩块高低温循环试验机，其特征在于：包括用于测试保温饱水室内部温度的温度计。

上述的饱水岩块高低温循环试验机，其特征在于：所述储水箱的高度大于保温饱水室的高度。

本实用新型与现有技术相比具有以下优点：

1、本实用新型的结构简单，设计新颖合理，易于安装。

2、本实用新型通过设置保温饱水室、储水箱、加热装置、冷却装置和真空泵，能够实现岩块试件在低温环境下以及在高温环境下的饱水试验，并可以进行及时的补水，还可以在低温环境和高温环境下进行循环，无需移动岩块试件，减少了试验误差。

3、本实用新型通过将注水管设计为倒“U”型管，使得在对保温饱水室进行抽真空处理时，能够避免注水管内的空气排放不干净，影响保温饱水室的真空效果。

4、本实用新型的实现成本低，使用效果好，便于推广使用。

综上所述，本实用新型结构简单，设计新颖合理，工作可靠性高，使用寿命长，使用效果好，便于推广使用。

下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图2为本实用新型保温饱水室的结构示意图。

图3为本实用新型试件夹具的结构示意图。

附图标记说明:

1—储水箱； 2—进水阀； 3—保温饱水室；

3-1—饱水室本体； 3-2—压盖； 3-3—夹具连接孔；

3-4—进水阀安装孔； 3-5—注水管穿入孔； 3-6—温度计安装孔；

4—冷却装置； 4-1—冷凝器； 4-2—蒸发器；

4-3—制冷剂存储盒； 4-4—压缩机； 5—锁紧螺母；

6—空气输入管； 7—进气阀； 8—真空泵；

9—气管； 10—注水管； 10-1—上升段；

10-2—下降段； 11—加热装置； 11-1—电加热元件；

11-2—温控器二； 12—排水阀； 13—排水管；

14—试件夹具； 14-1—卡套； 14-2—弧形夹紧部；

14-3—螺栓； 14-4—螺杆； 15—岩块试件；

16—冷却管道； 17—三通接头。

具体实施方式

如图1所示的一种饱水岩块高低温循环试验机，包括保温饱水室3和储水箱1，所述保温饱水室3和储水箱1通过注水管10连通，所述注水管10上设置有进水阀2，所述保温饱水室3上设置有气管9和用于对保温饱水室3内的气体进行冷却处理的冷却装置4，所述气管9与空气输入管6和用于对保温饱水室3进行抽真空处理的真空泵8连接，所述空气输入管6上安装有进气阀7，所述保温饱水室3内设置有用于悬空固定岩块试件15的试件夹具14，所述保温饱水室3底部连接有排水管13，所述排水管13上设置有排水阀12，所述储水箱1内设置有用于对储水箱1内的水进行加热的加热装置11。

本实施例中，使用时，第一步：首先在常温条件下对岩块试件15进行饱水，先密封保温饱水室3，打开外接真空泵8通过气管9对保温饱水室3进行抽气完成真空处理，而后，打开注水管10上的进水阀2，对保温饱水室3进行注水，待水位完全没过岩块试件15，关闭进水阀2停止注水；然后对岩块试件15进行浸泡，完成试样饱水；第二步：在低温冷凝条件下对岩块试件15进行饱水，首先打开进气阀7，空气通过空气输入管6进入保温饱水室3内，使得保温饱水室3内恢复常压状态，开启排水管13对保温饱水室3进行排水，确保保温饱水室3内的自由水排干，最后，依冷却装置4对保温饱水室3进行降温处理，产生低温冷凝效果，并通过冷却装置4上的温控器一设定冷凝温度，此处温度的范围为室温（约20°C左右）～-30℃，完成不同温度状况下的试样冷凝。本实施例中，所述冷却装置4包括冷凝器4-1、蒸发器4-2、制冷剂存储盒4-3、压缩机4-4以及温控器一，所述温控器一通过测温热电偶一探测保温饱水室3内的温度，当然冷却装置4也可以采用其它形式的冷却结构。第三步：在高温加热条件下对岩块试件15进行饱水，首先，打开加热装置11中的温控器二11-2，设置预定加热温度，此处的温度的范围为室温（约20°C左右）～80℃，对储水箱1中的水直接加热，待达到预设加热温度后，通过温控器二11-2控制以保持固定温度，接下来，对保温饱水室3进行抽气真空处理，打开注水管10上进水阀2对保温饱水室3进行注水，通过注入的热水对岩块试件15进行长时间的加热浸泡。然后反复进行第二步和第三步的操作，大约进行50～100次，然后对岩块试件15进行单轴加压破坏试验。其中，所述加热装置11包括电加热元件11-1和温控器二11-2，当然加热装置11也可以采用其它方式的加热结构。

本实施例通过设置保温饱水室3、储水箱1、加热装置11、冷却装置4和真空泵8，能够实现岩块试件15在低温环境下以及在高温环境下的饱水试验，并可以进行及时的补水，还可以在低温环境和高温环境下进行循环，无需移动岩块试件15，减少了试验误差。

如图1所示，所述注水管10为倒“U”型管，所述注水管10的一端伸入到储水箱1的内底部，所述注水管10的另一端伸入到保温饱水室3的内底部，所述进水阀2设置在注水管10的顶部。

本实施例中，将注水管10设计为倒“U”型管，使得在对保温饱水室3进行抽真空处理时，能够避免注水管10内的空气排放不干净，影响保温饱水室3的真空效果。其具体操作步骤是：首先同时打开真空泵8和进水阀2，当注水管10内的水流上升到最高位置时，由于上升的水流在注水管10上升段10-1内是充满水管上升的，从而将注水管10上升段10-1的空气推到注水管10下降段10-2内，此时关闭进水阀2，真空泵8继续对保温饱水室3进行抽真空处理，从而将注水管10下降段10-2内的空气抽走，保证了注水管10内的真空状态，进一步保证了试验效果。

如图1所示，所述储水箱1为绕保温饱水室3设置的环形储水箱，所述注水管10的数量为多个，多个注水管10绕保温饱水室3设置。本实施例中，通过将储水箱1设置为环形储水箱，增加了储水箱1的储水量，且通过多个注水管10，加快了注水时间。所述储水箱1的高度大于保温饱水室3的高度，从而方便水进入保温饱水室3内。

如图2所示，所述保温饱水室3包括饱水室本体3-1和设置在饱水室本体3-1顶部的压盖3-2，所述饱水室本体3-1和压盖3-2之间设置有密封圈。

本实施例中，所述饱水室本体3-1和压盖3-2均由双层耐高温有机玻璃制成，双层耐高温有机玻璃之间设置有聚氨酯泡沫材料。通过设置双层耐高温有机玻璃和聚氨酯泡沫材料实现对保温饱水室3的保温，所述压盖3-2上开设有用于安装进水阀2的进水阀安装孔3-4、温度计安装孔3-6以及用于连接冷却装置4上冷凝器4-1、蒸发器4-2、制冷剂存储盒4-3和压缩机4-4的冷却管道16，所述饱水室本体3-1侧壁开设有注水管穿入孔3-5，所述气管9穿过压盖3-2伸入到保温饱水室3内部，所述气管9的上端安装有用于与真空泵8和空气输入管6的三通接头17。所述压盖3-2和饱水室本体3-1底部均设置用于与固定夹具14连接的夹具连接孔3-3。温度计通过温度计安装孔3-6伸入保温饱水室3，通过温度计对保温饱水室3内部温度进行测试，且方便观察。

如图3所示，所述固定夹具14包括两个卡套14-1，两个所述卡套14-1的中部均具有与岩块试样15形状相适配的弧形夹紧部14-2，两个所述卡套14-1通过螺栓14-3连接，所述卡套14-1的上端和下端均设置有用于与保温饱水室3连接的螺杆14-4。使用时，将岩块试样15夹在两个弧形夹紧部14-2之间，所述螺杆14-4穿过夹具连接孔3-3，并通过锁紧螺母5将螺杆14-4固定。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型作任何限制，凡是根据本实用新型技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变换，均仍属于本实用新型技术方案的保护范围内。

Claims

1.饱水岩块高低温循环试验机，其特征在于：包括保温饱水室（3）和储水箱（1），所述保温饱水室（3）和储水箱（1）通过注水管（10）连通，所述注水管（10）上设置有进水阀（2），所述保温饱水室（3）上设置有气管（9）和用于对保温饱水室（3）内的气体进行冷却处理的冷却装置（4），所述气管（9）与空气输入管（6）和用于对保温饱水室（3）进行抽真空处理的真空泵（8）连接，所述空气输入管（6）上安装有进气阀（7），所述保温饱水室（3）内设置有用于悬空固定岩块试件（15）的试件夹具（14），所述保温饱水室（3）底部连接有排水管（13），所述排水管（13）上设置有排水阀（12），所述储水箱（1）内设置有用于对储水箱（1）内的水进行加热的加热装置（11）。

2.根据权利要求1所述的饱水岩块高低温循环试验机，其特征在于：所述注水管（10）为倒“U”型管，所述注水管（10）的一端伸入到储水箱（1）的内底部，所述注水管（10）的另一端伸入到保温饱水室（3）的内底部，所述进水阀（2）设置在注水管（10）的顶部。

3.根据权利要求1所述的饱水岩块高低温循环试验机，其特征在于：所述储水箱（1）为绕保温饱水室（3）设置的环形储水箱，所述注水管（10）的数量为多个，多个注水管（10）绕保温饱水室（3）设置。

4.根据权利要求1所述的饱水岩块高低温循环试验机，其特征在于：所述固定夹具（14）包括两个卡套（14-1），两个所述卡套（14-1）的中部均具有与岩块试样（15）形状相适配的弧形夹紧部（14-2），两个所述卡套（14-1）通过螺栓（14-3）连接，所述卡套（14-1）的上端和下端均设置有用于与保温饱水室（3）连接的螺杆（14-4）。

5.根据权利要求1所述的饱水岩块高低温循环试验机，其特征在于：所述保温饱水室（3）包括饱水室本体（3-1）和设置在饱水室本体（3-1）顶部的压盖（3-2），所述饱水室本体（3-1）和压盖（3-2）之间设置有密封圈。

6.根据权利要求5所述的饱水岩块高低温循环试验机，其特征在于：所述饱水室本体（3-1）和压盖（3-2）均由双层耐高温有机玻璃制成，双层耐高温有机玻璃之间设置有聚氨酯泡沫材料。

7.根据权利要求1所述的饱水岩块高低温循环试验机，其特征在于：包括用于测试保温饱水室（3）内部温度的温度计。

8.根据权利要求1所述的饱水岩块高低温循环试验机，其特征在于：所述储水箱（1）的高度大于保温饱水室（3）的高度。