CN208751945U - 一种三轴仪压力室 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种三轴仪压力室，包括底座、压力罩、滑杆，试样座、试样帽和活塞杆，在压力室已安装的情况下，如需放置土样或者调整已放置的土样的角度又或者需纠正活塞杆的压偏情况时，仅需在解除外部加载装置对活塞杆的压力的情况下，通过驱动机构驱动滑杆沿垂向通孔上行并带动试样座向上伸出垂向导孔后，即可进行土样的放置或者调整已放置的土样的角度又或者纠正活塞杆压偏情况的操作，操作过程较为方便且无须拆装压力室，可大幅度节省相应的操作时间，同时，由于无须频繁拆装压力室，就能大幅度降低垫圈损坏并导致压力室漏水的概率；另外，将通连试样帽的排水管道开设于活塞杆中，就无须再过多考虑橡皮膜的扎紧位置，扎紧操作更为方便。

Description

一种三轴仪压力室

技术领域

本实用新型涉及三轴仪技术领域，特别涉及一种三轴仪的压力室。

背景技术

三轴仪（或称三轴实验仪）是进行土样剪切试验的设备，用于测定例如黏土、粉土和砂类土以及岩土等土样的抗剪强度。三轴仪一般包括加压设备、升降台、压力室、测力装置以及测压装置等部件，试验前，将预先制作的土样套设橡皮膜后装于压力室中，并通过橡胶圈将橡皮膜的上下两端与试样座和试样帽扎紧固定（应当说明的是，土样具体如何装入压力室中，为现有技术，这里不再进行赘述）。试验时，由升降台驱动压力室上移，使活塞杆和底座在轴向方向上对压力室中的土样施予压力，以使土样在活塞杆和底座的压力作用下变形直至破坏，并对相应的压力数据进行分析以得到相应的土样抗剪强度。

作为三轴仪的重要部件之一，压力室是影响整个三轴仪试验效率以及精度的重要因素。现有技术也有多种结构形式的三轴仪压力室，例如中国专利申请公布号为“CN107991170 A”以及中国专利申请公布号为“CN 102121883 A”的发明专利申请就相应公开了压力室。现有的这些压力室，虽能基本满足试验需求，但仍在不足之处，例如：1、每一次实验都需要拧动螺栓以拆装压力室（即拧动螺栓将底座和压力罩锁紧或者解除锁定），若进行多次实验需要耗费较多时间，影响试验效率；2、压力罩与底座1的结合处通过设置橡胶垫圈密封，频繁拆装压力室，容易导致垫圈损坏，若垫圈损坏会导致压力室漏水，无法进行试验或影响试验精度；3、如出现土样位置不正或者活塞杆压偏时，需拆卸压力室后才通进行调整，操作较为不便，并影响试验效率；4、试样帽的排水管是一端接于底座的出水口，另一端绕至试样帽顶部的，因而，在用橡皮圈扎紧橡皮膜和试样帽时要考虑扎紧位置，稍不注意就会导致橡皮圈与试样帽的扎紧固定操作失败，操作较为困难，并影响试验效率。

实用新型内容

本实用新型的主要目的是提出一种三轴仪压力室，旨在提高试验效率以及试验精度。

为实现上述目的，本实用新型提出一种三轴仪压力室，包括：

底座，所述底座的中部开设有垂向通孔；

压力罩，所述压力罩限定有底部敞开的腔室，底座与压力罩固连并将压力罩敞开的底部封闭，压力罩的顶壁对应垂向通孔的位置开设有垂向导孔；

滑杆，所述滑杆活动插装于垂向通孔，滑杆与垂向通孔的结合处设有第一密封结构，滑杆的下部与驱动机构相连，并可在驱动机构的驱动下沿垂向通孔垂向移动；

试样座，所述试样座设于滑杆的顶部，用于承托土样，并可在滑杆的驱动下，带动土样在向下进入腔室和向上伸出垂向导孔的位置之间运动；

试样帽，所述试样帽用于放置在土样顶部；以及

活塞杆，所述活塞杆活动插装于垂向导孔，并可沿垂向导孔在与位于所述腔室内的试样帽相抵和退出所述腔室的位置之间移动；活塞杆与垂向导孔的结合处设有第二密封结构，活塞杆开设有排水通道，排水通道的入水口位于其底壁并与试样帽出水孔通连，排水通道的排水口位于腔室外。

本实用新型技术方案在底座的中部开设垂向通孔以活动安装滑杆，并将试样座设于滑杆顶部，同时，将滑杆的下部与驱动机构相连，在压力室已安装的情况下，如需要放置土样或者调整已放置的土样的角度又或者需纠正活塞杆的压偏情况时，仅需在解除外部加载装置对活塞杆的压力的情况下，通过驱动机构驱动滑杆沿垂向通孔上行并带动试样座向上伸出垂向导孔后，即可进行土样的放置或者调整已放置的土样的角度又或者纠正活塞杆压偏情况的操作，操作过程较为方便且无须拆装压力室，可大幅度节省相应的操作时间，并提高试验效率，同时，由于无须频繁拆装压力室，就能大幅度降低垫圈损坏并导致压力室漏水的概率；另外，将通连试样帽的排水管道开设于活塞杆中，在用橡皮圈扎紧橡皮膜和试样帽时就无须再过多考虑扎紧位置，扎紧操作更为方便，可提高试验效率。

附图说明

图1为将土样放置于试验空间后的示意图；

图2为在试验空间外放置土样时的示意图；

图3为图2的A部分的放大详图。

具体实施方式

下面将结合附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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例，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明，若本实用新型实施例中有涉及方向性指示（诸如上、下、左、右、前、后、顶、底、内、外、垂向、横向、纵向，逆时针、顺时针、周向、径向、轴向……），则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态（如附图所示）下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，若本实用新型实施例中有涉及“第一”或者“第二”等的描述，则该“第一”或者“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其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至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。

本实用新型提出一种三轴仪压力室。

本实用新型实施例中，如图1至3所示，该三轴仪压力室，包括底座1、压力罩2、滑杆3、试样座4、试样帽5以及活塞杆6。

底座1的中部开设有垂向通孔，以起导向作用；压力罩2限定有底部敞开的腔室20，底座1与压力罩2固连并将压力罩2敞开的底部封闭，以形成将垂向通孔围于其内的试验空间，压力罩2的顶壁对应垂向通孔的位置开设有垂向导孔；滑杆3活动插装于垂向通孔，滑杆3与垂向通孔的结合处设有第一密封结构11（以防止渗漏），滑杆3的下部与驱动机构（例如气缸、直线电机等，未图示）相连，并可在驱动机构的驱动下沿垂向通孔垂向移动；试样座4设于滑杆3的顶部，用于承托土样100，并可在滑杆3的驱动下，带动土样100在向下进入腔室20和向上伸出垂向导孔的位置之间运动；试样帽5用于放置在土样100顶部，以将活塞杆6的反作用力传递给土样100；所述活塞杆6活动插装于垂向导孔，并可沿垂向导孔在与位于所述腔室20内的试样帽5相抵和退出所述腔室20的位置之间移动；活塞杆6与垂向导孔的结合处设有第二密封结构21，活塞杆6开设有排水通道63，排水通道63的入水口位于其底壁并与试样帽5的出水孔51通连，排水通道63的排水口位于腔室20外。在压力室已安装（即底座1和压力罩2已固连）的情况下，如需要放置土样100或者调整已放置的土样100的角度又或者需纠正活塞杆6的压偏情况时，仅需在解除外部加载装置对活塞杆6的压力的情况下，通过驱动机构驱动滑杆3沿垂向通孔上行并带动试样座4向上伸出垂向导孔后，即可进行土样100的放置或者调整已放置的土样100的角度又或者纠正活塞杆6压偏情况的操作，操作过程较为方便且无须拆装压力室，可大幅度节省相应的操作时间，并提高试验效率，同时，由于无须频繁拆装压力室，就能大幅度降低垫圈损坏并导致压力室漏水的概率；另外，将通连试样帽5的排水管道开设于活塞杆6中，在用橡皮圈扎紧橡皮膜（未图示）和试样帽5时就无须再过多考虑扎紧位置，扎紧操作更为方便，可提高试验效率。

应当说明的，土样100的放置操作为现有技术，简单地讲，土样100套装有所述橡皮膜（未图示），土样100的底部由试样座4承托，顶部放置试样帽5，以通过试样帽5与活塞杆6相抵，橡皮膜的上部套于试样帽5上，并通过橡皮圈（未图示）扎紧于试样帽5，橡皮膜的下部套于试样座4上，并通过橡皮圈扎紧试样座4，另外，土样100的底部与和试样座4以及土样100的顶部和试样帽5之间还分别设置有透水石101。

在本实用新型实施例中，试样座4可以为与滑杆3一体成型的结构，也可以是固定在滑杆3顶部的分体式结构，其中，一体成型的结构具有制作方便，结构强度高的特点。试样座4和滑杆3共同开设有进水管道（未图示），进水管道的出水口位于试样座4的顶壁并与土样100相对，进水管道的进水口设于滑杆3位于腔室20外的位置，试验过程中，水从进水管道的进入水口进入后，从进水管道的出水口流入橡皮膜，并流经透水石101、土样100和试样帽5后，经排水管道流出腔室20外，以对土样100进行饱和操作。

可以理解地，所述试样帽5顶部的中心位置设有内凹的定位槽，活塞杆6的底部与定位槽对应的位置设有与定位槽相适的定位凸块，试验过程中，定位凸块插入定位槽中，以起定位作用并提供反作用力。

进一步地，所述底座1对应滑杆3的位置固设有第一导向座7，第一导向座7开设有与滑杆3相适的第一引导孔（未标示），以对滑杆3的垂向运动进行导向。具体地，第一密封结构11为密封圈，第一密封结构设于第一导向座7和底座1的顶壁之间，第一密封结构的内径与滑杆3相适，并与滑杆3的周壁密封弹性相抵，以防止渗漏。

可以理解地，压力罩2的顶部对应垂向导孔的位置固设有第二导向座8，第二导向座8开设有与活塞杆6相适的第二引导孔，以对活塞杆6的垂向运动进行导向。具体地，所述第二密封结构21为密封圈，第二密封结构设于第二导向座8和压力罩2的顶壁之间，第二密封结构的内径与活塞杆6相适，并与活塞杆6的周壁密封弹性相抵，以防止渗漏。

进一步地，所述滑杆3或者试样座4位于第一导向座7上方的位置设有限位块41，限位块41的水平尺寸（如外径、宽度或者长度）大于第一引导孔的孔径，以对试样座4的下移进行限位。

可以理解地，垂向导孔的内径大于土样100、试样座4以及试样帽5的外径，以使滑杆3能驱动土样100、试样座4以及试样帽5顺利穿过垂向导孔，当第二密封结构21为密封圈时，土样100、试样座4以及试样帽5的外径最好还应当小于第二密封结构的内径，以防止第二密封结构阻挡土样100、试样座4以及试样帽5穿过。

在本实用新型实施例中，所述活塞杆6为下段61小上段61大的台阶杆，其中，下段62的外径小于垂向导孔和/或第二密封结构的内径，上段61的外径与垂向导孔和/或第二密封结构的内径相适，以便于将活塞杆6活动插装于垂向导孔，下段62的外径优选与试样帽5的外径相同，以使试样帽5在试验过程中均匀受承活塞杆6的反作用力，进而使土样100的顶部受力。

可以选择的，所述压力罩2的侧板可采用透明材料制成，例如采用钢化玻璃或者亚克力等强度较高的透明材料制成，以便于观察腔室20内部状况。

应当说明的，上述仅为本实用新型三轴仪压力室的部分结构和部件，压力室一般还包括其他部件和结构，例如，在压力罩2的顶部开孔并安装排气螺钉，在底座1的外壁开设通连试验空间的流道（未图示）以连接外部的进出水管（未图示）、压力传感器以及精密体积控制器，在外部的所述加载装置（未图示）上安装用于测量活塞杆6位移的百分表（未图示），以及在压力罩2顶部设置纵向支杆，并在纵向支杆上设置可沿其纵向升降的用于确定百分表初始位置的承台（未图示），至于具体如何设置以及具体工作原理可参考申请公布号为“CN 107991170 A”的发明专利申请所公开的相应结构或部件，这里不再进行赘述。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是在本实用新型的实用新型构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种三轴仪压力室，其特征在于，包括：

底座，所述底座的中部开设有垂向通孔；

压力罩，所述压力罩限定有底部敞开的腔室，底座与压力罩固连并将压力罩敞开的底部封闭，压力罩的顶壁对应垂向通孔的位置开设有垂向导孔；

滑杆，所述滑杆活动插装于垂向通孔，滑杆与垂向通孔的结合处设有第一密封结构，滑杆的下部与驱动机构相连，并可在驱动机构的驱动下沿垂向通孔垂向移动；

试样座，所述试样座设于滑杆的顶部，用于承托土样，并可在滑杆的驱动下，带动土样在向下进入腔室和向上伸出垂向导孔的位置之间运动；

试样帽，所述试样帽用于放置在土样顶部；以及

活塞杆，所述活塞杆活动插装于垂向导孔，并可沿垂向导孔在与位于所述腔室内的试样帽相抵和退出所述腔室的位置之间移动；活塞杆与垂向导孔的结合处设有第二密封结构，活塞杆开设有排水通道，排水通道的入水口位于其底壁并与试样帽出水孔通连，排水通道的排水口位于腔室外。

2.如权利要求1所述的三轴仪压力室，其特征在于：试样座是与滑杆一体成型的结构，或者是固定在滑杆顶部的分体式结构，试样座和滑杆共同开设有进水管道，进水管道的出水口位于试样座的顶壁并与土样相对，进水管道的进水口设于滑杆位于腔室外的位置。

3.如权利要求1所述的三轴仪压力室，其特征在于：试样帽顶部的中心位置设有内凹的定位槽，活塞杆的底部与定位槽对应的位置设有与定位槽相适的定位凸块。

4.如权利要求1所述的三轴仪压力室，其特征在于：底座对应滑杆的位置固设有第一导向座，第一导向座开设有与滑杆相适的第一引导孔，以对滑杆的垂向运动进行导向。

5.如权利要求4所述的三轴仪压力室，其特征在于：第一密封结构为密封圈，第一密封结构设于第一导向座和底座的顶壁之间，第一密封结构的内径与滑杆相适，并与滑杆的周壁密封弹性相抵。

6.如权利要求1所述的三轴仪压力室，其特征在于：压力罩的顶部对应垂向导孔的位置固设有第二导向座，第二导向座开设有与活塞杆相适的第二引导孔，以对活塞杆的垂向运动进行导向。

7.如权利要求6所述的三轴仪压力室，其特征在于：所述第二密封结构为密封圈，第二密封结构设于第二导向座和压力罩的顶壁之间，第二密封结构的内径与活塞杆相适，并与活塞杆的周壁密封弹性相抵。

8.如权利要求4所述的三轴仪压力室，其特征在于：滑杆或者试样座位于第一导向座上方的位置设有限位块，限位块的水平尺寸大于第一引导孔的孔径。

9.如权利要求1至8中任意一项所述的三轴仪压力室，其特征在于：活塞杆为下段小上段大的台阶杆，下段的外径小于垂向导孔的内径，上段的外径与垂向导孔的内径相适。

10.如权利要求9所述的三轴仪压力室，其特征在于：下段的外径与试样帽的外径相同。