CN206648975U - 一种加载套筒以及扫描试验系统 - Google Patents
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Abstract
一种加载套筒以及扫描试验系统,涉及试验装置领域,该加载套筒包括壳体以及位于述壳体内部的活动腔,活动腔内可滑动的设置有两个压力部件,两个压力部件将活动腔分隔出一个压力室和两个样品室。两个样品室分别位于压力室的两侧且相对设置。壳体对应压力室的位置设有供加压介质进出压力室的进液口,加压介质进入压力室后,对压力部件进行挤压,并推动两个压力部件朝着相反的方向同时对两个样品室进行压缩。压力室对试验样品施加的压力为加载套筒的内力,将该加载套筒与CT扫描仪合用时,该加载套筒对CT扫描仪的负荷小,能够很好的兼容使用,能够对试验样品的变形情况进行实时监测。
Description
技术领域
本实用新型涉及实验装置领域,具体而言,涉及一种加载套筒以及扫描试验系统。
背景技术
瓦斯储存在煤岩体中,并且主要是以腐蚀性有机物质为主的成煤物质,瓦斯气体在生成煤的过程中,是一种可以自动生成生和储存的非常规天然气体。我国很大一部分的富煤盆地基本上都经历了很多周期很多次的地质构造作用的叠加改造,这种多期次的叠加改造促使煤的结构遭受到了不同程度的变形。构造应力促进煤的裂隙及孔隙的发展,随着煤体所受到的形变强度的逐渐增加,构造煤中的孔隙裂隙结构变得更加复杂,甚至对纳米级的孔隙裂隙结构造成了很大的影响。在构造煤岩体发育的区域中经常伴随着煤与瓦斯突出的发生,使开采的难度和危险度增加,而已有资料表明,这种问题经常与其孔隙结构密切相关。
煤储层孔隙裂隙结构及其特征主要可以运用毛细管压力法、扫描电镜法、原子力显微镜及CT扫描法等方法进行深入分析与研究。其中,CT扫描法能给出与试验样品的扫描断面各个层面的图像,具有能够很直观的观察到其成像状态、对煤式样成像分辨率高、对试件结构要求不高的特点,受到人们的广泛关注。
但现有的试验过程中,通常采用将试验样品先通过单轴或多轴压缩仪进行一定负荷的加载后,再将样品移至CT扫描仪中进行扫描。这种方式并不能对试验样品的变形情况进行动态观测。同时,现有的工业CT的试验台难以承受单轴或多轴压缩试验中产生的轴向压力,将单轴或多轴压缩仪放到工业CT上使用变得极为困难,即使勉强移至,对试验所负载的压力的大小也有这很大的限制。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种加载套筒,其能够在CT扫描仪器中直接使用,从而实现对试验样品的动态观测。
本实用新型的另一目的在于提供一种扫描试验系统,其包含工业CT扫描仪和上述加载套筒,其能在对试验样品进行负载的同时,对试验样品的变化情况进行动态观测。
本实用新型的实施例是这样实现的:
一种加载套筒,包括:壳体以及位于壳体内部的活动腔,活动腔内可滑动的设置有两个压力部件,两个压力部件将活动腔分隔出一个压力室和两个样品室。两个样品室分别位于压力室的两侧且相对设置。壳体对应压力室的位置设有供加压介质进出压力室的进液口,加压介质进入压力室后,对压力部件进行挤压,并推动两个压力部件朝着相反的方向同时对两个样品室进行压缩。
进一步地,在本实用新型其它较佳实施例中,样品室和压力室之间由隔板隔开,隔板的中部设有通孔,压力部件活动套设于通孔内。
进一步地,在本实用新型其它较佳实施例中,压力部件包括位于压力室内的第一塞体、位于样品室内的第二塞体、以及连接第一塞体和第二塞体的连杆,连杆套设于通孔内。
进一步地,在本实用新型其它较佳实施例中,第一塞体与壳体之间设有密封件,以阻止加压介质通过第一塞体。
进一步地,在本实用新型其它较佳实施例中,第二塞体包括相对设置的受力面和施力面,受力面面向压力室,且与连杆连接,施力面面向样品室,施力面与连杆的轴线垂直。
进一步地,在本实用新型其它较佳实施例中,施力面为一光滑平面。
进一步地,在本实用新型其它较佳实施例中,对应样品室的壳体设有进料口,进料口处设有用于控制进料口开闭的盖体。
进一步地,在本实用新型其它较佳实施例中,壳体与盖体之间可拆卸连接。
进一步地,在本实用新型其它较佳实施例中,压力部件靠近样品室的一侧设置有压力传感器和位移传感器。
一种扫描试验系统,包括工业CT扫描仪和上述加载套筒,工业CT扫描仪包括试验基座以及支撑于试验基座的转台、射线发生装置和图像采集装置,加载套筒安装于转台。
本实用新型实施例的有益效果是:本实用新型提供了一种加载套筒,该加载套筒具有一个压力室和两个相对设置的样品室,当向压力室中充入加压介质时,加压介质会对压力部件造成挤压,从而推动压力部件向着两个相反的方向运动,来对两个样品室中的试验样品进行同步加载。从整体上看,压力室对试验样品施加的压力为加载套筒的内力,不会给工业CT扫描仪的试验台带来额外的压力,工业CT扫描仪的试验台只需要承受加载套筒自身的重量,相比于传统用机械单轴向加压的方式来说,对试验台的压力更小。同时,该加载套筒的设计本身比较简单,采用液压的方式,省去了很多复杂机械结构,自身重量本来就很轻,对试验台的承重要求并不高,其适用性更为广泛。另外,对于以MPa为单位的负载量来算,加压结构的重量可以忽略不计,对于两个样品室的试验样品来说,承受的是方向相反,大小相当的力,在扫描过程中可以互为参照,减少随机因素造成的试验误差,让试验结果更加准确。
本实用新型还提供了一种扫描试验系统,其将上述加载套筒与CT扫描仪合用,该加载套筒对CT扫描仪的负荷小,能够很好的兼容使用,能够对试验样品的变形情况进行实时监测。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,应当理解,以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例,因此不应被看作是对范围的限定,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相关的附图。
图1为本实用新型第一实施例所提供的一种加载套筒的示意图;
图2为本实用新型第一实施例所提供的一种加载套筒的剖视图;
图3为本实用新型第一实施例所提供的一种加载套筒的压力部件的示意图;
图4为本实用新型第一实施例所提供的一种加载套筒与试验样品配合后的剖视图。
图标:100-加载套筒;110-壳体;111-进料口;112-盖体;113-螺纹件;120-活动腔;121-压力室;122-样品室;123-进液口;130-压力部件;131-第一塞体;132-第二塞体;1321-施力面;1322-受力面;133-连杆;134-隔板;200-试验样品。
具体实施方式
为使本实用新型实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本实用新型实施方式中的附图,对本实用新型实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施方式是本实用新型一部分实施方式,而不是全部的实施方式。基于本实用新型中的实施方式,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式,都属于本实用新型保护的范围。因此,以下对在附图中提供的本实用新型的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围,而是仅仅表示本实用新型的选定实施方式。基于本实用新型中的实施方式,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式,都属于本实用新型保护的范围。
在本实用新型的描述中,需要理解的是,术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本实用新型和简化描述,而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本实用新型的限制。
此外,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中,“多个”的含义是两个或两个以上,除非另有明确具体的限定。
在本实用新型中,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或成一体;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
在本实用新型中,除非另有明确的规定和限定,第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触,也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且,第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方,或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方,或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
第一实施例
本实施例提供一种加载套筒100,如图1和图2所示,其包括壳体110以及位于壳体110内部的活动腔120。
如图2所示,壳体110整体为圆筒状,并围成一个圆柱形的活动腔120,于活动腔120内可滑动的设置有两个压力部件130,两个压力部件130将活动腔120分隔出沿壳体110轴向排列的一个压力室121和两个样品室122。两个样品室122分别位于压力室121的两侧且相对设置。壳体110对应压力室121的位置设有供加压介质进出压力室121的进液口123,进液口123与加压介质加载装置连接,由加压介质加载装置输送来的加压介质进入压力室121后,对压力部件130进行挤压,并推动两个压力部件130朝着相反的方向同时对两个样品室122进行压缩。
如图2和图3所示,压力部件130包括相对设置的第一塞体131和第二塞体132,第一塞体131塞体位于压力室121内,用于接收压力室121的压力并传到给第二塞体132。第二塞体132位于样品室122内,用于接收由第一塞体131传导而来的压力并将其均匀地分散到试验样品200与第二塞体132的接触面。第一塞体131和第二塞体132均为圆柱状,其外径与壳体110的内径相当,二者之间通过连杆133进行连接。连杆133同样为圆柱状,其外径小于第一塞体131和第二塞体132的外径。第一塞体131、第二塞体132以及连杆133为同轴设置,构成具有近似于“工”字形截面的压力部件130,使其只能沿活动腔120的轴线方向运动,而不会发生翻转。值得注意的是,在本实用新型其它较佳实施例中,第一塞体131和第二塞体132之间也可以不通过连杆133相连,而是直接连接并组合成一个更长的圆柱体,该圆柱体的一个底面与壳体110一起围成压力室121,另一个底面与壳体110一起围成样品室122。
进一步地,如图2所示,在本实施例中,样品室122和压力室121之间由隔板134隔开,隔板134为垂直于壳体110的轴线方向设置的平板,其中部设有通孔(未标示),压力部件130的连杆133活动套设于通孔内。连杆133可以沿通孔的轴线方向滑动,而第一塞体131和第二塞体132则会受到隔板134的阻挡,以限定压力部件130的活动范围。从而防止压力部件130覆盖或者超过进液口123,使压力室121失去应有的功能。
如上文所说,第一塞体131用于接收压力室121的压力并传到给第二塞体132,要保证压力室121产生足够的压力,压力室121的密闭性要求较高。为了防止加压介质由第一塞体131与壳体110之间通过,出现压力不足的情况,于第一塞体131与壳体110之间设有密封件(图未示),该密封件的材质可以是硅胶、橡胶、功能塑料等。
同时,如图3和图4所示,第二塞体132用于接收由第一塞体131传导而来的压力并将其均匀地分散到试验样品200与第二塞体132的接触面。第二塞体132包括相对设置的受力面1322和施力面1321,受力面1322面向压力室121,且与连杆133连接,施力面1321面向样品室122,并与试验样品200接触。因此,为了让压力更好地分散,施力面1321为一光滑平面。
进一步地,如图2和图4所示,对应样品室122的壳体110设有供试验样品200进出的进料口111。在本实施例中,由于试验样品200为固定尺寸的圆柱形固体样,所以进料口111设置于壳体110的两端,且进料口111的口径与壳体110的内径相当,让试验样品200可以方便的安装与拆卸。对应地,进料口111处设有用于控制进料口111开闭的盖体112,在本实施例中,壳体110与盖体112之间为可拆卸连接,二者之间通过螺纹件113进行连接。而在本实用新型的其它较佳实施例中,壳体110与盖体112之间也可以通过一端铰接,另一端卡接或螺纹连接的方式设置,让盖体112在不脱离壳体110的情况下,实现进料口111的开闭。
压力部件130靠近样品室122的一侧设置有压力传感器(图未示)和位移传感器(图未示),能够及时测量试验样品200受到的应力和产生的应变,并反馈给加压介质加载装置,以及时改变压力室121的压力达到试验所需的数值。
本实施例提供的一种加载套筒100在使用时,先通过进料口111装入试验样品200后,关闭盖体112,并用螺纹件113将盖体112锁定。再通过加压介质加载装置向压力室121中充入加压介质,随着加压介质在密闭的加压室内约积越多,加压介质会对第一塞体131造成挤压,从而推动压力部件130向着两个相反的方向运动,并将压力传到至第二塞体132,第二塞体132对两个样品室122中的试验样品200进行同步加载,同时位于压力部件130上的压力传感器和位移传感器会收集试验样品200的应力和应变的信息,并反馈给加压介质加载装置来对压力进行实时调整。为试验样品200负载的压力为加载套筒100的内力,使得该加载套筒100可以方便的应用于各类扫描仪器中,而不会对仪器造成额外的负载。
第二实施例
本实施例提供一种扫描试验系统,其包括工业CT扫描仪和加载套筒100。
工业CT扫描仪包括试验基座以及支撑于试验基座的转台、射线发生装置和图像采集装置,加载套筒100以及为加载套筒100提供加压介质的加压介质加载装置均安装于转台上。
射线发生装置和图像采集装置相对设置,在实际工作时,射线发生装置产生的X射线透过旋转中的加载套筒100后,由图像采集装置收集,并通过计算机处理,得到加载套筒100的实时扫描图,结合由加载套筒100处收集到的应力、应变数据,即可直观的了解到试验样品200在不同负载下的变形情况。
综上所述,本实用新型提供了一种加载套筒,该加载套筒具有一个压力室和两个相对设置的样品室,当向压力室中充入加压介质时,加压介质会对压力部件造成挤压,从而推动压力部件向着两个相反的方向运动,来对两个样品室中的试验样品进行同步加载。从整体上看,压力室对试验样品施加的压力为加载套筒的内力,不会给工业CT扫描仪的试验台带来额外的压力,工业CT扫描仪的试验台只需要承受加载套筒自身的重量,相比于传统用机械单轴向加压的方式来说,对试验台的压力更小。同时,该加载套筒的设计本身比较简单,采用液压的方式,省去了很多复杂机械结构,自身重量本来就很轻,对试验台的承重要求并不高,其适用性更为广泛。另外,对于以MPa为单位的负载量来算,加压结构的重量可以忽略不计,对于两个样品室的试验样品来说,承受的是方向相反,大小相当的力,在扫描过程中可以互为参照,减少随机因素造成的试验误差,让试验结果更加准确。本实用新型还提供了一种扫描试验系统,其将上述加载套筒与CT扫描仪合用,该加载套筒对CT扫描仪的负荷小,能够很好的兼容使用,能够对试验样品的变形情况进行实时监测。
以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已,并不用于限制本实用新型,对于本领域的技术人员来说,本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种加载套筒,其特征在于,包括:
壳体以及位于所述壳体内部的活动腔,所述活动腔内可滑动的设置有两个压力部件,两个所述压力部件将所述活动腔分隔出一个压力室和两个样品室;两个所述样品室分别位于所述压力室的两侧且相对设置;所述壳体对应所述压力室的位置设有供加压介质进出所述压力室的进液口,所述加压介质进入所述压力室后,对所述压力部件进行挤压,并推动两个所述压力部件朝着相反的方向同时对两个所述样品室进行压缩。
2.根据权利要求1所述的加载套筒,其特征在于,所述样品室和所述压力室之间由隔板隔开,所述隔板的中部设有通孔,所述压力部件活动套设于所述通孔内。
3.根据权利要求2所述的加载套筒,其特征在于,所述压力部件包括位于所述压力室内的第一塞体、位于所述样品室内的第二塞体、以及连接所述第一塞体和所述第二塞体的连杆,所述连杆套设于所述通孔内。
4.根据权利要求3所述的加载套筒,其特征在于,所述第一塞体与所述壳体之间设有密封件,以阻止所述加压介质通过所述第一塞体。
5.根据权利要求3所述的加载套筒,其特征在于,所述第二塞体包括相对设置的受力面和施力面,所述受力面面向所述压力室,且与所述连杆连接,所述施力面面向所述样品室,所述施力面与所述连杆的轴线垂直。
6.根据权利要求5所述的加载套筒,其特征在于,所述施力面为一光滑平面。
7.根据权利要求1所述的加载套筒,其特征在于,对应所述样品室的所述壳体设有进料口,所述进料口处设有用于控制所述进料口开闭的盖体。
8.根据权利要求7所述的加载套筒,其特征在于,所述壳体与所述盖体之间可拆卸连接。
9.根据权利要求1所述的加载套筒,其特征在于,所述压力部件靠近所述样品室的一侧设置有压力传感器和位移传感器。
10.一种扫描试验系统,其特征在于,包括工业CT扫描仪和如权利要求1~9任一项所述的加载套筒,所述工业CT扫描仪包括试验基座以及支撑于所述试验基座的转台、射线发生装置和图像采集装置,所述加载套筒安装于所述转台。
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Legal Events
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Granted publication date: 20171117 |