CN206762916U - 一种温度应力耦合场盘形滚刀破岩加热实验装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及破岩实验领域，具体涉及一种温度应力耦合场盘形滚刀破岩加热实验装置，包括隔热箱和加热箱；所述隔热箱的端部安装有两个移动吊耳，所述移动吊耳的一端与所述隔热板固定连接，所述移动吊耳的另一端开设有移动吊耳孔；所述加热箱套装于所述隔热箱内，所述隔热箱的内壁与所述加热箱的外壁连接，所述加热箱开设有用以加热实验岩石的加热腔，所述加热箱包括若干加热板，所述加热板开设有安装槽，所述安装槽内设置有加热管。本实用新型结构简单，易操作，易于制造；并且可以在已有的实验台上对岩石进行加热，从而提高破岩效率，增强地质适应性，延长滚刀使用寿命；同时便于对于温度‑应力耦合场作用下进行盘形滚刀的破岩实验研究。

Description

一种温度应力耦合场盘形滚刀破岩加热实验装置

技术领域

本实用新型涉及破岩实验领域，具体涉及一种温度应力耦合场盘形滚刀破岩加热实验装置。

背景技术

随着资源开采的深度越来越大，特别是近几年的隧道和地铁的建筑的迅速发展，关于地下挖掘存在的岩石力学问题变得越来越重要。目前国内研究当中，他们主要是考虑了应力-应变方面岩石的破裂强度的情况，而对于温度对岩石的影响只是停留在了定性的解释上，没有过多的理论实验研究，对于综合考虑温度-压力作用下岩石的破坏强度的研究更加少见。

目前已有的高温加热装置主要是立方体高温加热炉、载荷传感器、电阻应变仪、温度控制器、隔热垫块等。但是不能直接在实验台上进行滚刀破岩实验，只能单纯的研究的对岩石进行加热与测试。国内外已有的滚刀破岩实验台上的加热装置很少见，大多是岩石温度-应力-渗流耦合的实验装置研究。

实用新型内容

针对现有技术中的缺陷，本实用新型提供一种温度应力耦合场盘形滚刀破岩加热实验装置，结构简单，易于制造；并且可以在已有的实验台上对岩石进行加热，从而提高破岩效率，增强地质适应性，延长滚刀使用寿命。

为实现以上技术目的，采用以下方案；

一种温度应力耦合场盘形滚刀破岩加热实验装置，包括隔热箱和加热箱；

所述隔热箱的端部安装有两个移动吊耳，所述移动吊耳的一端与所述隔热板固定连接，所述移动吊耳的另一端开设有移动吊耳孔；

所述加热箱套装于所述隔热箱内，所述隔热箱的内壁与所述加热箱的外壁连接，所述加热箱开设有用以加热实验岩石的加热腔，所述加热箱包括若干加热板，所述加热板开设有安装槽，所述安装槽内设置有加热管。

作为一种改进，所述隔热箱、加热箱均为矩形箱，所述隔热箱包括五块隔热板，所述隔热板之间利用螺栓连接，且所述加热板与所述隔热板一一对应安装；所述隔热板为石棉耐高温板，所述加热板为铝合金加热板。

作为一种改进，所述加热板开设的安装槽直径为十六毫米，且所述加热板开设有二十个用以安装加热管的安装槽。

作为一种改进，所述加热箱的开口处配合安装有载物板，所述载物板的上部设置有实验岩石，且所述载物板为石棉耐高温板。

作为一种改进，作为一种改进，所述加热管设置于加热控制系统中，所述加热控制系统包括一主控电路；所述主控电路包括电源，所述电源的正极端连接熔断器，所述熔断器的另一端连接有并联设置的第一加热电路和第二加热电路，所述第一加热电路和第二加热电路另一端分别连接至所述电源的负极端；

所述第一加热电路包括串接的第一接触器和第一组加热管；

所述第二加热电路包括串接的第二接触器和第二组加热管。

作为一种改进，所述第一组加热管和第二组加热管的线路连接于第一电流节点，所述第一电流节点与所述电源负极端之间的线路上设有保护电阻。

作为一种改进，所述保护电阻与所述电源负极端之间设有开关。

作为一种改进，第一组加热管是由若干个并联的加热管组成；第二组加热管是由若干个并联的加热管组成。

由于采用上述方案，具有以下效果，

一种温度应力耦合场盘形滚刀破岩加热实验装置，包括隔热箱和加热箱；隔热箱的端部安装有两个移动吊耳，移动吊耳的一端与隔热板固定连接，移动吊耳的另一端开设有移动吊耳孔；加热箱套装于隔热箱内，隔热箱的内壁与加热箱的外壁连接，加热箱开设有用以加热实验岩石的加热腔，加热箱包括若干加热板，加热板开设有安装槽，安装槽内设置有加热管；在本实用新型使用时，加热箱与隔热箱的安装便于对防止加热装置外表面的温度过高，这样可以避免热量的流失与大意导致的烫伤，加热箱内设加热管以及加热板围设的加热腔实现了对实验岩石的加热，同时避免了实验岩石对加热管的损坏，增加了实验设备的寿命，吊耳是安装在设备上用于起吊的受力构件，移动吊耳方便加热装置的移动，便于实验台上的其他实验的进行；以上结构实现了结构简单，易于制造；并且可以在已有的实验台上对岩石进行加热，同时对实验岩石的加热能够更好地提高破岩效率，增强地质适应性，延长滚刀使用寿命。

隔热箱、加热箱均为矩形箱，隔热箱包括五块隔热板，隔热板之间利用螺栓连接，且加热板与隔热板一一对应安装；隔热板为石棉耐高温板，加热板为铝合金加热板；在本实用新型使用时，矩形的隔热箱和矩形的加热箱更加容易批量化生产，同时隔热板和加热板的对应安装便于安装和拆卸，螺栓连接使连接更加稳定，同时也便于对加热板和隔热板的更换。

加热板开设的安装槽直径为十六毫米，且加热板开设有二十个用以安装加热管的安装槽；在本实用新型使用时，安装槽的直径符合现阶段市场上常见的加热管的直径，便于加热管的安装以及更换，安装槽数量的确定是通过现有市场上常见的加热管的功率以及实验岩石所需要的热量得出的数量。

加热箱的开口处配合安装有载物板，载物板的上部设置有实验岩石，且载物板为石棉耐高温板；在本实用新型使用时，载物板的设置为了防止热量从实验岩石底下流失，节省了资源，同时也是为了保存热量使实验岩石充分均匀吸收。

加热管设置于加热控制系统中，加热控制系统包括一主控电路；主控电路包括电源，电源的正极端连接熔断器，熔断器的另一端连接有并联设置的第一加热电路和第二加热电路，第一加热电路和第二加热电路另一端分别连接至电源的负极端；第一加热电路包括串接的第一接触器和第一组加热管；第二加热电路包括串接的第二接触器和第二组加热管；第一组加热管和第二组加热管的线路连接于第一电流节点，第一电流节点与电源负极端之间的线路上设有保护电阻；保护电阻与电源负极端之间设有开关；第一组加热管是由若干个并联的加热管组成；第二组加热管是由若干个并联的加热管组成；本实用新型在使用时，熔断器的设置能够有效地保证电路内的电流大小不会超过额定数值，否则熔断器就会熔断，使电路断路，切断电流，两条加热电路的并联使加热电路的电流变小，节省资源，接触器能够控制加热时间以及加热的方式，避免了人工操作带来的误差，使实验数据更加准确，保护电阻能够对加热控制系统的电路进行保护，加热管的并联实现了加热电压的相同，从而节省电力资源实现对实验岩石的加热。

综上所述，本实用新型结构简单，易操作，易于制造；并且可以在已有的实验台上对岩石进行加热，从而提高破岩效率，增强地质适应性，延长滚刀使用寿命；同时便于对于温度-应力耦合场作用下进行盘形滚刀的破岩实验研究。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。

图1为本实用新型提供的立体结构示意图；

图2为图1所示的正视结构示意图；

图3为图1所示的加热控制系统的电路图；

图中：11、隔热板，12、螺栓，13、吊耳，14、载物板，21、加热板，22、安装槽，23、加热管，31、保护电阻，32、熔断器，33、第一接触器，34、第二接触器，35、电源，36、开关。

具体实施方式

下面将结合实施例对本实用新型技术方案进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本实用新型的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本实用新型的保护范围。

如图1-2所示，一种温度应力耦合场盘形滚刀破岩加热实验装置，包括隔热箱和加热箱2；隔热箱的端部安装有两个移动吊耳13，移动吊耳13的一端与隔热板11固定连接，移动吊耳13的另一端开设有移动吊耳13孔；加热箱2套装于隔热箱内，隔热箱的内壁与加热箱2的外壁连接，加热箱2开设有用以加热实验岩石的加热腔，加热箱2包括若干加热板21，加热板21开设有安装槽 22，安装槽22内设置有加热管23。

在本实施例中，隔热箱、加热箱2均为矩形箱，隔热箱包括五块隔热板11，隔热板11之间利用螺栓12连接，且加热板21与隔热板11一一对应安装；隔热板11为石棉耐高温板，加热板21为铝合金加热板21；矩形的隔热箱和矩形的加热箱2更加容易批量化生产，同时隔热板11和加热板21的对应安装便于安装和拆卸，螺栓12连接使连接更加稳定，同时也便于对加热板21和隔热板 11的更换。

在本实施例中，加热板21开设的安装槽22直径为十六毫米，且加热板21 开设有二十个用以安装加热管23的安装槽22；安装槽22的直径符合现阶段市场上常见的加热管23的直径，便于加热管23的安装以及更换，安装槽22数量的确定是通过现有市场上常见的加热管23的功率以及实验岩石所需要的热量得出的数量。

在本实施例中，加热箱2的开口处配合安装有载物板14，载物板14的上部设置有实验岩石，且载物板14为石棉耐高温板；载物板14的设置为了防止热量从实验岩石底下流失，节省了资源，同时也是为了保存热量使实验岩石充分均匀吸收。

如图3所示，加热管23设置于加热控制系统中，加热控制系统包括一主控电路；主控电路包括电源35，电源35的正极端连接熔断器32，熔断器32的另一端连接有并联设置的第一加热电路和第二加热电路，第一加热电路和第二加热电路另一端分别连接至电源35的负极端；第一加热电路包括串接的第一接触器33和第一组加热管23；第二加热电路包括串接的第二接触器34和第二组加热管23；第一组加热管23和第二组加热管23的线路连接于第一电流节点，第一电流节点与电源35负极端之间的线路上设有保护电阻31；保护电阻31与电源35负极端之间设有开关36；第一组加热管23是由若干个并联的加热管23组成；第二组加热管23是由若干个并联的加热管23组成；熔断器32的设置能够有效地保证电路内的电流大小不会超过额定数值，否则熔断器32就会熔断，使电路断路，切断电流，两条加热电路的并联使加热电路的电流变小，节省资源，接触器能够控制加热时间以及加热的方式，避免了人工操作带来的误差，使实验数据更加准确，保护电阻31能够对加热控制系统的电路进行保护，加热管23 的并联实现了加热电压的相同，从而节省电力资源实现对实验岩石的加热。

在本实施例中，接触器选取CJX2-38交流接触器，熔断器32具体型号为 KG22。

在本实施例中，加热箱2与隔热箱的安装便于对防止加热装置外表面的温度过高，这样可以避免热量的流失与大意导致的烫伤，加热箱2内设加热管23 以及加热板21围设的加热腔实现了对实验岩石的加热，同时避免了实验岩石对加热管23的损坏，增加了实验设备的寿命，吊耳13是安装在设备上用于起吊的受力构件，移动吊耳13方便加热装置的移动，便于实验台上的其他实验的进行；以上结构实现了结构简单，易于制造；并且可以在已有的实验台上对岩石进行加热，同时对实验岩石的加热能够更好地提高破岩效率，增强地质适应性，延长滚刀使用寿命。

本实用新型的说明书中，说明了大量具体细节。然而，能够理解，本实用新型的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求和说明书的范围当中。

Claims (8)

1.一种温度应力耦合场盘形滚刀破岩加热实验装置，其特征在于：包括隔热箱和加热箱；

所述隔热箱的端部安装有两个移动吊耳，所述移动吊耳的一端与所述隔热板固定连接，所述移动吊耳的另一端开设有移动吊耳孔；

所述加热箱套装于所述隔热箱内，所述隔热箱的内壁与所述加热箱的外壁连接，所述加热箱开设有用以加热实验岩石的加热腔，所述加热箱包括若干加热板，所述加热板开设有安装槽，所述安装槽内设置有加热管。

2.根据权利要求1所述的一种温度应力耦合场盘形滚刀破岩加热实验装置，其特征在于：所述隔热箱、加热箱均为矩形箱，所述隔热箱包括五块隔热板，所述隔热板之间利用螺栓连接，且所述加热板与所述隔热板一一对应安装；所述隔热板为石棉耐高温板，所述加热板为铝合金加热板。

3.根据权利要求2所述的一种温度应力耦合场盘形滚刀破岩加热实验装置，其特征在于：所述加热板开设的安装槽直径为十六毫米，且所述加热板开设有二十个用以安装加热管的安装槽。

4.根据权利要求1所述的一种温度应力耦合场盘形滚刀破岩加热实验装置，其特征在于：所述加热箱的开口处配合安装有载物板，所述载物板的上部设置有实验岩石，且所述载物板为石棉耐高温板。

5.根据权利要求1所述的一种温度应力耦合场盘形滚刀破岩加热实验装置，其特征在于：所述加热管设置于加热控制系统中，所述加热控制系统包括一主控电路；所述主控电路包括电源，所述电源的正极端连接熔断器，所述熔断器的另一端连接有并联设置的第一加热电路和第二加热电路，所述第一加热电路和第二加热电路另一端分别连接至所述电源的负极端；

所述第一加热电路包括串接的第一接触器和第一组加热管；

所述第二加热电路包括串接的第二接触器和第二组加热管。

6.根据权利要求5所述的一种温度应力耦合场盘形滚刀破岩加热实验装置，其特征在于：所述第一组加热管和第二组加热管的线路连接于第一电流节点，所述第一电流节点与所述电源负极端之间的线路上设有保护电阻。

7.根据权利要求6所述的一种温度应力耦合场盘形滚刀破岩加热实验装置，其特征在于：所述保护电阻与所述电源负极端之间设有开关。

8.根据权利要求7所述的一种温度应力耦合场盘形滚刀破岩加热实验装置，其特征在于：第一组加热管是由若干个并联的加热管组成；第二组加热管是由若干个并联的加热管组成。