CN205103113U - 一种霍普金森压杆试验用围压加载装置 - Google Patents

Abstract

一种霍普金森压杆试验用围压加载装置，包括围压加载筒和端盖，端盖上设有油压加载孔，围压加载筒上开设有缺口，且缺口的两个侧缘设有向围压加载筒外侧延伸设置的延伸板，端盖与该延伸板固定连接；围压加载筒的内壁上设有两个相对设置且互不接触的承载环，两个承载环通过橡胶密封套连接在一起，且橡胶密封套外周面上套设有螺纹卡环，螺纹卡环由弯环、销轴和螺母组成，销轴穿设在弯环的开口端，螺母与销轴的一端螺纹连接，通过调整螺母旋入销轴的深度，调整螺纹卡环箍在橡胶密封套上的力度。本实用新型只需保证端盖密封性和橡胶密封套的密封性，前者与围压加载筒的配合面为轴向设置的整个平面，加工误差容易控制，保证了围压加载装置的气密性。

Description

一种霍普金森压杆试验用围压加载装置

技术领域

本实用新型涉及材料力学性能测试技术领域，具体涉及一种霍普金森压杆试验用围压加载装置。

背景技术

在岩石力学中，通常需要进行深部岩石在冲击荷载作用下的力学性能测试，进而获得围压荷载条件下岩石的冲击力学特性。反映在岩土工程试验中，就是要设计相应的围压加载装置，通过霍普金森压杆冲击试验获得岩石的动态力学性能。因此，设计一套模拟深部岩石覆存环境的围压加载装置是很有必要的。

目前，利用霍普金森压杆和围压加载装置进行深部岩石冲击力学性能的研究较多。由于现有的主动围压装置采用左右两部分或上下两部分开合的方式，密封配合面为凹凸圆面或两翼平面，加工误差难以控制，往往造成装置的密封不严、升压缓慢和漏油等现象，造成围压荷载不稳定；且橡胶隔层更换困难，导致需要密封的部位较多，增加了密封难度。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种气密性良好、围压荷载温度的霍普金森压杆试验用围压加载装置。

本实用新型为实现上述目的所采用的技术方案为：一种霍普金森压杆试验用围压加载装置，包括围压加载筒和端盖，端盖上设有油压加载孔，所述的端盖呈平板状，围压加载筒上开设有缺口，且缺口的两个侧缘设有向围压加载筒外侧延伸设置的延伸板，端盖与该延伸板固定连接；围压加载筒的内壁上设有两个相对设置且互不接触的承载环，两个承载环通过一个橡胶密封套连接在一起，且橡胶密封套外周面上套设有螺纹卡环，所述的螺纹卡环由弯环、销轴和螺母组成，销轴穿设在弯环的开口端，螺母与销轴的一端螺纹连接，通过调整螺母旋入销轴的深度，调整螺纹卡环箍在橡胶密封套上的力度。

本实用新型中，围压加载试样及其附属加载部分均位于围压加载筒内，根据实验实际需求的不同，围压加载筒具有两种不同的设置形式：其一、围压加载筒呈圆柱形，缺口开设在沿围压加载筒的一侧，缺口和两个承载环均沿围压加载筒的轴线方向分布；

其二、围压加载筒呈圆柱形，缺口开设在围压加载筒的一端部，两个承载环与围压加载筒的轴线方向垂直设置。

进一步地，围压加载筒和端盖通过螺栓连接，且围压加载筒中与端盖的配合面上设有密封圈。

本实用新型中，橡胶密封套的中部装载有围压加载试样，且承载环与试样之间为间隙配合。

本实用新型的工作原理：采用霍普金森压杆冲击加载技术，对围压条件下试件的力学性能进行试验测试。首先，将围压加载试样放置在橡胶密封套内的中部位置，橡胶密封套的两端分别圈套在两侧的两个承载环上，并用螺纹卡环固定；然后，在围压加载筒上放置密封圈，放下端盖，并以螺栓通过周边的螺纹孔连接；最后，通过端盖上的油压加载孔，完成围压加载试样的围压加载。

有益效果：1、本实用新型中，围压加载试样及其附属加载部分均位于围压加载筒内，整个装置只需要保证端盖密封性和橡胶密封套的密封性，前者与围压加载筒的配合面为轴向设置的整个平面，加工误差容易控制，保证了围压加载装置的气密性，避免了因渗油造成升压困难的问题，具有气室密闭性能好，围压荷载稳定等优点。

2、本实用新型中，试样放置在橡胶密封套内，橡胶密封套别圈套在承载环上，且端盖与围压加载筒通过螺栓连接，在冲击试验完成后，可将油压卸载、装配螺栓卸下，实现该装置的重复利用。

附图说明

图1为本实用新型中实施例1的示意图；

图2为图1的仰视图；

图3为图2的局部剖视图；

图4为本实用新型中实施例2的示意图；

图5为图4仰视图的局部剖视图；

图6为本实用新型中螺纹卡环的示意图。

附图标记：1、围压加载筒，10、缺口，11、延伸板，2、端盖，20、油压加载孔，3、承载环，4、橡胶密封套，5、螺纹卡环，50、弯环，51、销轴，52、螺母，6、螺栓连接孔，7、密封圈，8、密封塞。

具体实施方式

结合附图，说明本实用新型的具体实施例，以使本领域的技术人员可以更好的理解本实用新型并能予以实施，但所举实施例不作为对本实用新型的限定。

一种霍普金森压杆试验用围压加载装置，包括围压加载筒1和端盖2，端盖2上设有油压加载孔20以及用于密封油压加载孔20的密封塞8。围压加载筒1上开设有缺口10，且缺口10的两个侧缘设有向围压加载筒1外侧延伸设置的延伸板11，端盖2与该延伸板11固定连接；围压加载筒1的内壁上设有两个相对设置且互不接触的承载环3，两个承载环3通过一个橡胶密封套4连接在一起，橡胶密封套4的两端通过螺纹卡环5套设在承载环3上。

在霍普金森冲击加载试验前，应完成试件的围压加载。首先，将试件放置在橡胶密封套4中部，橡胶密封套4两端分别圈套在两侧的承载环3上，并用螺纹卡环5固定；然后，在围压加载筒1上放置密封圈7，放下端盖2，并以螺栓通过延伸板11周边设置的螺纹连接孔6连接；最后，通过端盖2上的油压加载孔20，完成试件的围压加载。试验完成后，将油压卸载，卸除螺纹卡环5和端盖2周边的螺栓，取出冲击后的试件，分析其破坏特征。卸下的围压加载装置部件，可以回收重复利用。

实施例1

一种霍普金森压杆试验用围压加载装置，如图1所示，包括围压加载筒1和端盖2，围压加载筒1呈圆柱形，围压加载筒1的一侧开设有沿其轴线方向分布的缺口10，且缺口10的两个侧缘设有向围压加载筒1外侧延伸设置的延伸板11，端盖2与该延伸板11通过螺栓连接，端盖2呈平板状，如图2所示，延伸板11上均布有螺栓连接孔6，且围压加载筒1中与端盖2的配合面上设有密封圈7；端盖2上设有油压加载孔20以及用于密封油压加载孔20的密封塞8。

其中，如图3所示，围压加载筒1的内壁沿其轴线方向设有两个承载环3，两个承载环3相对设置且互不接触，两个承载环3通过一个橡胶密封套4连接在一起，且橡胶密封套4外周面上套设有螺纹卡环5，如图6所示的螺纹卡环5，由弯环50、销轴51和螺母52组成，销轴51穿设在弯环的开口端，螺母52与销轴51的一端螺纹连接，通过调整螺母52旋入销轴51的深度，调整螺纹卡环5箍在橡胶密封套5上的力度，橡胶密封套4的中部装载有围压加载试样，且承载环3与试样之间为间隙配合。

实施例2

一种霍普金森压杆试验用围压加载装置，如图4所示，包括围压加载筒1和端盖2，围压加载筒1呈圆柱形，围压加载筒1上横截面为圆形一端部开设有缺口10，且缺口10的两个侧缘设有向围压加载筒1外侧延伸设置的延伸板11，端盖2与该延伸板11通过螺栓连接，端盖2呈平板状，如图5所示，延伸板11上均布有螺栓连接孔6，且围压加载筒1中与端盖2的配合面上设有密封圈7；端盖2上设有油压加载孔20以及用于密封油压加载孔20的密封塞8。

其中，如图5所示，围压加载筒1的内壁上设有两个相对设置且互不接触的承载环3，两个承载环3与围压加载筒1的轴线方向垂直设置，两个承载环3通过一个橡胶密封套4连接在一起，且橡胶密封套4外周面上套设有螺纹卡环5，所述的螺纹卡环5由弯环50、销轴51和螺母52组成，销轴51穿设在弯环的开口端，螺母52与销轴51的一端螺纹连接，通过调整螺母52旋入销轴51的深度，调整螺纹卡环5箍在橡胶密封套5上的力度；橡胶密封套4的中部装载有围压加载试样，且承载环3与试样之间为间隙配合。

经试验验证，实施例1和实施例2设置的两种不同形式，均能够满足实验要求，保证装置的气密性和围压荷载的稳定性。

本实用新型公布的围压加载装置，包括围压加载筒1、端盖2和密封圈7三大主要部件，该装置在围压加载筒1内部沿轴线方向设置了承载油压的承载环3，承载环3之间为包裹试样的橡胶密封套4，所述橡胶密封套4由螺纹卡环5固定在承载环3上，围压加载筒1四周设置了与端盖2连接的螺栓连接孔。本实用新型具有结构简单、油压加载稳定和密封性能良好的优点。

由于现有的主动围压装置采用左右两部分或上下两部分开合的方式，密封配合面为凹凸圆面或两翼平面，加工误差难以控制，往往造成装置的密封不严、升压缓慢和漏油等现象，造成围压荷载不稳定；且橡胶隔层更换困难，导致需要密封的部位较多，增加了密封难度；本实用新型克服了现有装置的缺点，密封配合面为整个平面，加工误差容易控制，保证了围压加载装置的气密性，避免了因渗油造成升压困难的问题，通过对装置的使用发现，具有气室密闭性能好，围压荷载稳定等优点。

Claims (4)

1.一种霍普金森压杆试验用围压加载装置，包括围压加载筒（1）和端盖（2），端盖（2）上设有油压加载孔（20），其特征在于：所述的端盖（2）呈平板状，围压加载筒（1）上开设有缺口（10），且缺口（10）的两个侧缘设有向围压加载筒（1）外侧延伸设置的延伸板（11），端盖（2）与该延伸板（11）固定连接；围压加载筒（1）的内壁上设有两个相对设置且互不接触的承载环（3），两个承载环（3）通过一个橡胶密封套（4）连接在一起，且橡胶密封套（4）外周面上套设有螺纹卡环（5），所述的螺纹卡环（5）由弯环（50）、销轴（51）和螺母（52）组成，销轴（51）穿设在弯环的开口端，螺母（52）与销轴（51）的一端螺纹连接，通过调整螺母（52）旋入销轴（51）的深度，调整螺纹卡环（5）箍在橡胶密封套（4）上的力度。

2.根据权利要求1所述的一种霍普金森压杆试验用围压加载装置，其特征在于：围压加载筒（1）呈圆柱形，缺口（10）开设在沿围压加载筒（1）的一侧，缺口（10）和两个承载环（3）均沿围压加载筒（1）的轴线方向分布；

根据权利要求1所述的一种霍普金森压杆试验用围压加载装置，其特征在于：围压加载筒（1）呈圆柱形，缺口（10）开设在围压加载筒（1）的一端部，两个承载环（3）与围压加载筒（1）的轴线方向垂直设置。

3.根据权利要求1所述的一种霍普金森压杆试验用围压加载装置，其特征在于：围压加载筒（1）和端盖（2）通过螺栓连接，且围压加载筒（1）中与端盖（2）的配合面上设有密封圈（7）。

4.根据权利要求1所述的一种霍普金森压杆试验用围压加载装置，其特征在于：橡胶密封套（4）的中部装载有围压加载试样，且承载环（3）与试样之间为间隙配合。