CN204405440U - 一种微波照射下单轴压缩试验装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种微波照射下单轴压缩试验装置，包括反力架、微波照射装置和单轴加压装置，反力架侧壁上安装有百分表，微波照射装置包括微波屏蔽罩和微波产生装置，微波屏蔽罩安装在反力架内，微波产生装置包括磁控管、波导管和微波天线，波导管一端与磁控管连接，波导管另一端与微波天线连接，微波天线安装在微波屏蔽罩内壁上；单轴加压装置包括液压缸和电动泵站，电动泵站与电动泵站连接，液压缸安装在反力架顶部，液压缸的活塞杆端部伸入微波屏蔽罩内，液压缸的活塞杆上连接有位移杆，位移杆位于百分表的上方且与百分表的测头接触。本实用新型可实现在微波场中直接测定岩石、混凝土等材料强度的问题，测定精度高，效率高，安全可靠。

Description

一种微波照射下单轴压缩试验装置

技术领域

本实用新型涉及一种单轴压缩试验装置，尤其是涉及一种微波照射下单轴压缩试验装置。

背景技术

微波加热有别于传统加热，具有选择性加热、内部加热、快速加热等许多优点。微波加热不仅可以用于食品加工、木材干燥等，还可以用于混凝土和岩石的辅助破碎、矿石的辅助磨矿和碎矿、混凝土再生骨料的辅助提选。微波辅助破岩属于热能破岩的一种，其过程是先利用微波照射岩石，然后再利用机械进行破碎。该方法的实质是利用微波加热的选择性，使得岩石不同成分产生差异膨胀，在岩石内部形成微裂纹，增加岩石的节理面，降低岩石的硬度和强度，从而有效地提高后期机械破岩的效率，降低破岩的能耗和设备的磨损。该技术可以广泛的用于隧道开挖、巷道掘进、采矿冶金等各个领域。同样对于混凝土建筑物及构筑物的拆除和再生骨料的提选，也可以利用微波辅助加热技术，其原理是利用混凝土中骨料和胶结材料的吸波材料的不同，在微波照射下发生差异膨胀，从而减低混凝土强度，而使混凝土易于拆除和再生混凝土骨料的提选。因此，测定岩石、混凝土等材料在微波照射下的抗压强度变化具有重要的意义。

目前，无法实现在微波场中直接测定岩石、混凝土等材料的强度。而主要是先通过微波发生装置将待测定的岩石和混凝土照射加热后，经冷却至可操作温度后在单轴压缩仪上抗压强度测定。这样存在的缺点是：(1)由于岩石或混凝土等材料是微波场加热后，通常经冷却至可操作温度后从微波场中拿出来才进行测定，由于试样经过了冷却过程，测定结果并不能准确反应微波照射条件对岩石或混凝土的强度变化影响；(2)因需要冷却至可操作温度，但是有时候可操作温度值不能满足试验需要，导致无法得到测定所需结果；(3)需要冷却后拿出来测定，操作不方便，效率低，安全性差。

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，提供一种微波照射下单轴压缩试验装置，其结构简单、设计新颖合理且使用操作方便，有效解决了目前无法实现在微波场中直接测定岩石、混凝土等材料强度的问题，测定精度高，效率高，安全可靠，可很好的用于微波场中材料力学强度的变化研究中。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：一种微波照射下单轴压缩试验装置，其特征在于：包括反力架以及安装在反力架上的微波照射装置和单轴加压装置，所述反力架的侧壁上安装有百分表，所述微波照射装置包括微波屏蔽罩和微波产生装置，所述微波屏蔽罩安装在反力架内，所述微波产生装置包括磁控管、波导管和微波天线，所述波导管的一端与磁控管连接，所述波导管的另一端与微波天线连接，所述微波天线安装在微波屏蔽罩的内壁上；所述单轴加压装置包括液压缸和电动泵站，所述电动泵站通过油管与电动泵站连接，所述液压缸安装在反力架的顶部，所述液压缸的活塞杆端部伸入微波屏蔽罩内，所述液压缸的活塞杆上连接有位移杆，所述位移杆设置在微波屏蔽罩外，所述位移杆位于百分表的上方且与百分表的测头接触。

上述的一种微波照射下单轴压缩试验装置，其特征在于：所述电动泵站包括液压油箱、液压泵、三位四通电磁换向阀和溢流节流阀，所述液压泵的进油口通过过滤器与液压油箱连接，所述液压泵的出油口与三位四通电磁换向阀的进油口连接，所述液压泵与三位四通电磁换向阀之间并联有溢流阀，所述三位四通电磁换向阀的第一工作口与溢流节流阀的进油口连接，所述溢流节流阀的出油口与液压缸的无杆腔连接，所述液压缸的有杆腔与三位四通电磁换向阀的第二工作口连接，所述三位四通电磁换向阀的回油口与液压油箱连接，所述液压缸与溢流节流阀之间的分路上连接有压力表。

上述的一种微波照射下单轴压缩试验装置，其特征在于：所述微波产生装置的数量为两个，两个微波产生装置对称设置在微波屏蔽罩的两侧。

上述的一种微波照射下单轴压缩试验装置，其特征在于：所述液压缸的活塞杆端部固定有垫块。

上述的一种微波照射下单轴压缩试验装置，其特征在于：所述反力架的下部固定有凸块，所述凸块位于微波屏蔽罩内，所述凸块的顶部连接有下隔热垫，所述垫块的底部连接有上隔热垫。

本实用新型与现有技术相比具有以下优点：

1、本实用新型结构简单、设计新颖合理且使用操作方便。

2、本实用新型可以在微波照射下直接进行单轴压缩试验，有效解决了目前无法实现在微波场中直接测定岩石、混凝土等材料强度的问题，外界环境对岩石和混凝土无影响，能准确测定不同的照射条件下岩石和混凝土的强度变化。

3、本实用新型测定精度高，效率高，无需对岩石、混凝土等材料冷却；可以有效防止微波泄漏，保护操作人员的安全，使用安全可靠，能很好的用于微波场中材料力学强度的变化研究中。

下面通过附图和实施例，对本实用新型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为本实用新型电动泵站的结构示意图。

附图标记说明:

1—材料试样；     2-1—上隔热垫；      2-2—下隔热垫；

3—微波天线；     4—微波屏蔽罩；      5—波导管；

6—磁控管；               7—位移杆；           8—百分表；

9—反力架；               10—液压缸；          11—油管；

12—三位四通电磁换向阀；  13—溢流节流阀；      14—溢流阀；

15—液压油箱；            16—过滤器；          17—液压泵；

18—压力表；              19—垫块；            20—电动泵站；

21—凸块。

具体实施方式

如图1所示，本实用新型包括反力架9以及安装在反力架9上的微波照射装置和单轴加压装置，所述反力架9的侧壁上安装有百分表8，所述微波照射装置包括微波屏蔽罩4和微波产生装置，所述微波屏蔽罩4安装在反力架9内，所述微波产生装置包括磁控管6、波导管5和微波天线3，所述波导管5的一端与磁控管6连接，所述波导管5的另一端与微波天线3连接，所述微波天线3安装在微波屏蔽罩4的内壁上；  所述单轴加压装置包括液压缸10和电动泵站20，所述电动泵站20通过油管11与电动泵站20连接，所述液压缸10安装在反力架9的顶部，所述液压缸10的活塞杆端部伸入微波屏蔽罩4内，所述液压缸10的活塞杆上连接有位移杆7，所述位移杆7设置在微波屏蔽罩4外，所述位移杆7位于百分表8的上方且与百分表8的测头接触。

如图2所示，所述电动泵站20包括液压油箱15、液压泵17、三位四通电磁换向阀12和溢流节流阀13，所述液压泵17的进油口通过过滤器16与液压油箱15连接，所述液压泵17的出油口与三位四通电磁换向阀12的进油口连接，所述液压泵17与三位四通电磁换向阀12之间并联有溢流阀14，所述三位四通电磁换向阀12的第一工作口与溢流节流阀13的进油口连接，所述溢流节流阀13的出油口与液压缸10的无杆腔连接，所述液压缸10的有杆腔与三位四通电磁换向阀12的第二工作口连接，所述三位四通电磁换向阀12的回油口与液压油箱15连接，所述液压缸10与溢流节流阀13之间的分路上连接有压力表18。工作时，液压泵17启动，液压系统开始工作，液压系统中的液压油依次经液压泵17、过滤器16、三位四通电磁换向阀12和溢流节流阀13流向液压缸10的有杆腔，推动液压缸10动作，溢流阀14对整个系统起保护作用，压力表18用于测定所加压力。

如图1所示，所述微波产生装置的数量为两个，两个微波产生装置对称设置在微波屏蔽罩4的两侧，这样对材料试样岩石、混凝土等材料1的照射加热效果好。

如图1所示，所述液压缸10的活塞杆端部固定有垫块19，可增大对材料试样1的加压面积，提高加压效果。

如图1所示，所述反力架9的下部固定有凸块21，所述凸块21位于微波屏蔽罩4内，所述凸块21的顶部连接有下隔热垫2-2，所述垫块19的底部连接有上隔热垫2-1；上隔热垫2-1和下隔热垫2-2的设置以防止微波加热向试验装置传热。

本实用新型的工作原理为：将材料试样1放入微波屏蔽罩4内的下隔热垫2-2上，通过微波天线3对材料试样1进行照射，待照射一定时间后，打开换向阀13向材料试样1进行加压，加压过程中，通过电动泵站20上的压力表18记录所加压力，通过百分表8记录液压缸10的活塞杆的位移，从而得到材料试样1的压力位移曲线，由压力位移曲线转换为单轴压缩情况下的应力应变曲线，从而可以确定在不同的照射时间下，材料试样的单轴压缩强度变化。

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 (5)

1.一种微波照射下单轴压缩试验装置，其特征在于：包括反力架(9)以及安装在反力架(9)上的微波照射装置和单轴加压装置，所述反力架(9)的侧壁上安装有百分表(8)，所述微波照射装置包括微波屏蔽罩(4)和微波产生装置，所述微波屏蔽罩(4)安装在反力架(9)内，所述微波产生装置包括磁控管(6)、波导管(5)和微波天线(3)，所述波导管(5)的一端与磁控管(6)连接，所述波导管(5)的另一端与微波天线(3)连接，所述微波天线(3)安装在微波屏蔽罩(4)的内壁上；所述单轴加压装置包括液压缸(10)和电动泵站(20)，所述电动泵站(20)通过油管(11)与电动泵站(20)连接，所述液压缸(10)安装在反力架(9)的顶部，所述液压缸(10)的活塞杆端部伸入微波屏蔽罩(4)内，所述液压缸(10)的活塞杆上连接有位移杆(7)，所述位移杆(7)设置在微波屏蔽罩(4)外，所述位移杆(7)位于百分表(8)的上方且与百分表(8)的测头接触。

2.按照权利要求1所述的一种微波照射下单轴压缩试验装置，其特征在于：所述电动泵站(20)包括液压油箱(15)、液压泵(17)、三位四通电磁换向阀(12)和溢流节流阀(13)，所述液压泵(17)的进油口通过过滤器(16)与液压油箱(15)连接，所述液压泵(17)的出油口与三位四通电磁换向阀(12)的进油口连接，所述液压泵(17)与三位四通电磁换向阀(12)之间并联有溢流阀(14)，所述三位四通电磁换向阀(12)的第一工作口与溢流节流阀(13)的进油口连接，所述溢流节流阀(13)的出油口与液压缸(10)的无杆腔连接，所述液压缸(10)的有杆腔与三位四通电磁换向阀(12)的第二工作口连接，所述三位四通电磁换向阀(12)的回油口与液压油箱(15)连接，所述液压缸(10)与溢流节流阀(13)之间的分路上连接有压力表(18)。

3.按照权利要求1或2所述的一种微波照射下单轴压缩试验装置，其特征在于：所述微波产生装置的数量为两个，两个微波产生装置对称设置在微波屏蔽罩(4)的两侧。

4.按照权利要求1或2所述的一种微波照射下单轴压缩试验装置，其特征在于：所述液压缸(10)的活塞杆端部固定有垫块(19)。

5.按照权利要求4所述的一种微波照射下单轴压缩试验装置，其特征在于：所述反力架(9)的下部固定有凸块(21)，所述凸块(21)位于微波屏蔽罩(4)内，所述凸块(21)的顶部连接有下隔热垫(2-2)，所述垫块(19)的底部连接有上隔热垫(2-1)。