CN207351798U - 一种直剪仪 - Google Patents

Abstract

目前，室内进行的固体颗粒体系剪切试验都在室温条件下进行，而实际工程中，很多固体颗粒都处于高温环境中，所以需要一种在高温条件下测量固体颗粒体系抗剪切特性的装置。为此，本实用新型提供的一种直剪仪，包括推动杆、底座、下剪切盒、上剪切盒、百分表、垂直载荷杆、滚珠、连接杆、量力环、高温电加热炉、炉墙、加热元件、测温元件、温控装置、炉门、基座、试样等，能够在高温条件下进行固体颗粒体系的直剪试验，准确测量高温状态时固体颗粒的抗剪切特性。

Description

一种直剪仪

技术领域

本实用新型涉及一种直剪仪，具体涉及高温下的固体颗粒体系的直剪试验。

背景技术

固体颗粒体系的抗剪切强度是固体颗粒抵抗剪切破坏的极限能力，是固体力学中重要的指标之一。直剪试验是测量试样抗剪切强度的主要试验手段，由于操作简单、适用范围广，已广泛用于国内外工程设计施工及其他领域中的固体颗粒体系抗剪切强度的测试。

目前，室内进行的固体颗粒体系剪切试验都在常温条件下进行，也有研究人员提出在变温条件下进行剪切试验，如专利号CN106442103A(申请日2016.07.06)所述专利中提出的一种变温的直剪仪，但该专利是为了研究垃圾填埋场衬垫系统的界面强度，其温度范围仅为-20℃~80℃，适用温度范围较低。而在实际工程中，很多固体颗粒都处于高温环境中，如在电站锅炉的燃烧过程中，由于灰颗粒的熔点较低，很容易在受热面管壁上结渣，降低锅炉效率，必须采用蒸汽吹灰器清除受热面上的渣块，对于结渣特性较为严重的区域甚至需要采用水力吹灰才可以清除。因此，测量高温下渣体的抗剪切特性，对精确地选择蒸汽或水力吹灰的工质参数，进而提高锅炉机组的经济性和安全性具有重要的指导意义。而目前对于高温下渣体的抗剪切性能试验还未见有相关测量装置。

此外，火灾现场的混凝土建筑在高温下的力学特性很容易劣化，对于建筑结构的安全具有重要影响，而目前还未有能够测量高温条件下固体颗粒体系的抗剪切强度装置。

实用新型内容

为了解决现有技术中存在的问题，本实用新型的目的在于：提供一种直剪仪，能够实现在400-900℃的高温条件下测试不同固体颗粒体系的力学物理性能。

为了达到上述目的，本实用新型所采用的技术方案是：

本实用新型提供的一种直剪仪，包括推动杆1、底座2、下剪切盒3、上剪切盒4、百分表5、垂直载荷杆6、滚珠7、连接杆8、量力环9、高温电加热炉10、炉墙11、加热元件12、测温元件13、温控装置14、炉门15、基座16、试样17等，所述底座2、下剪切盒3、上剪切盒4、滚珠7置于所述高温电加热炉10的炉膛内，所述推动杆1、底座2、下剪切盒3、上剪切盒4、垂直载荷杆6、滚珠7、连接杆8采用刚玉材料浇注而成，所述炉墙11采用高强度耐火砖材料。

所述高温电加热炉10在炉墙11两侧、上方及后方开孔，所述推动杆1通过高温电加热炉10左侧的开孔连接至底座2。

所述高温电加热炉10的炉膛底部放置滚珠7，底座2的中间开设可固定下剪切盒3的凹槽，底座2可在滚珠7上自由移动。

所述垂直载荷杆6通过高温电加热炉10上方的开孔连接百分表5和上剪切盒4。

所述连接杆8通过高温电加热炉10右侧的开孔连接上剪切盒4和量力环9，所述量力环9固定在高温电加热炉10外侧的基座16上。

所述加热元件12在炉膛两侧对称布置，测温元件13通过炉墙11后方的开孔布置在靠近下剪切盒3和上剪切盒4的中心线位置，与两侧的加热元件12等距布置。

所述加热元件12和测温元件13通过炉墙后方的开孔连接至温控装置14，可准确调节炉内温度至设定值。

和现有技术相比，本实用新型具有以下优点。

1、本实用新型的直剪仪能够根据不同温度需要，实现400-900℃高温条件下的直剪试验，获得高温环境下固体颗粒体系的抗剪切性能，对诸如火灾现场等建筑结构的安全、电站锅炉安全高效的运行具有重要指导意义。

2、本实用新型直剪仪的高温受热元件都采用刚玉材料，高温条件下高强度及良好的化学稳定性使材料在剪切过程中不发生热变形，可充分保证试验数据的准确性。

3、本实用新型直剪仪的加热元件12在炉膛两侧对称布置，使炉内的温度分布更加均匀，测温元件13与两侧加热元件12等距布置的方式可以精确测量直剪试验时的温度。

4、本实用新型的炉墙11采用高强度的耐火砖材料，一方面确保炉膛内部的温度维持在设定值，另一方面避免量力环9在测量过程中受到高温环境的影响，可保证仪器测量的准确性。

附图说明

图1为本实用新型一种直剪仪的正视图。

图2为本实用新型一种直剪仪的俯视图。

图中，1-推动杆，2-底座，3-下剪切盒，4-上剪切盒，5-百分表，6-垂直载荷杆，7-滚珠，8-连接杆，9-量力环，10-高温电加热炉，11-炉墙，12-加热元件，13-测温元件，14-温控装置，15-炉门,16-基座，17-试样。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细说明。

如图1，本实用新型一种直剪仪，包括推动杆1、底座2、下剪切盒3、上剪切盒4、百分表5、垂直载荷杆6、滚珠7、连接杆8、量力环9、高温电加热炉10、炉墙11、加热元件12、测温元件13、温控装置14、炉门15、基座16、试样17等，所述高温电加热炉10分别在炉墙11两侧、上方及后方开孔，所述推动杆1通过高温电加热炉10左侧的开孔连接至底座2；所述高温电加热炉10的炉膛底部放置滚珠7，所述底座2的中间开设可固定下剪切盒3的凹槽，所述底座2可在滚珠7上自由移动；所述垂直载荷杆6通过高温电加热炉10上方的开孔连接百分表5和上剪切盒4；所述连接杆8通过高温电加热炉右侧的开孔连接上剪切盒4和量力环9，所述量力环9固定在高温电加热炉10外侧的基座16上。

所述推动杆1、底座2、下剪切盒3、上剪切盒4、垂直载荷杆6、滚珠7、连接杆8采用耐高温的刚玉材料浇注而成，刚玉材料具有高强度及良好的化学稳定性，在连续升温或降温的过程中，不会随温度发生膨胀或变形，从而通过量力环9准确获取固体颗粒体系的抗剪切强度。

所述高温电加热炉10内部炉墙11的两侧对称布置加热元件12，从而使炉内的温度分布更加均匀，加热元件12可使炉内的温度升高至900℃；所述测温元件13通过炉墙后方的开孔设置在靠近下直剪盒3和上直剪盒4的中心线位置，与两侧的加热元件12等距布置，从而准确测量直剪试验时的温度，所述炉墙11采用高强度耐火砖材料，一方面，确保试验过程中炉内的温度维持在恒定值，另一方面避免了量力环9在测量过程中受到高温环境的影响。

所述加热元件12和测温元件13通过炉墙后方的开孔连接至温控装置14，所述测温元件13测量的温度反馈至温控装置14，通过温控装置14控制加热元件12，可准确调节炉内温度至设定值。

所述推动杆1、垂直载荷杆6、连接杆8都是通过炉墙11的开孔连接外部及内部装置，而固体颗粒体系的抗剪切试验是一个微观的过程，为了准确获取固体颗粒体系的抗剪切特性，所述推动杆1、垂直载荷杆6、连接杆8都不与炉墙11开孔处的壁面接触。

Claims (2)

1.一种直剪仪，包括推动杆（1）、底座（2）、下剪切盒（3）、上剪切盒（4）、百分表（5）、垂直载荷杆（6）、滚珠（7）、连接杆（8）、量力环（9）、高温电加热炉（10）、炉墙（11）、加热元件（12）、测温元件（13）、温控装置（14）、炉门（15）、基座（16）、试样（17），所述高温电加热炉（10）分别在炉墙（11）两侧、上方及后方开孔，所述推动杆（1）通过高温电加热炉（10）左侧的开孔连接至底座（2）；所述高温电加热炉（10）的炉膛底部放置滚珠（7），所述底座（2）的中间开设可固定下剪切盒（3）的凹槽，所述底座（2）可在滚珠（7）上自由移动；所述垂直载荷杆（6）通过高温电加热炉（10）上方的开孔连接百分表（5）和上剪切盒（4）；所述连接杆（8）通过高温电加热炉（10）右侧的开孔连接上剪切盒（4）和量力环（9）；所述测温元件（13）通过炉墙后方的开孔设置在靠近下剪切盒（3）和上剪切盒（4）的中心线位置，与两侧的加热元件（12）等距布置；所述加热元件（12）和测温元件（13）通过炉墙后方的开孔连接至温控装置（14）。

2.根据权利要求1所述的一种直剪仪，其特征在于：所述推动杆（1）、底座（2）、下剪切盒（3）、上剪切盒（4）、垂直载荷杆（6）、滚珠（7）、连接杆（8）都采用刚玉材料制成；所述炉墙（11）采用高强度耐火砖材料。