CN209559662U - 一种气压式三轴仪注排水装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种气压式三轴仪注排水装置，包括顶部敞开的壳体、铁架、容器、水箱；所述铁架悬浮于壳体内部，且与壳体形成密闭的储气容器，储气容器上设有进气阀；所述水箱设于容器上方，且通过进水软管与容器相通；所述容器的底部通有注水软管，注水软管通至壳体外部，并与三轴仪中的压力室相通。本实用新型一种气压式三轴仪注排水装置，只需在储气容器中通入气体，结合阀门构件，即可对容器内的水进行排放实现压力室注水功能，而结合壳体内竖直对应设置的减压阀和顶块时，即可实现气体的排放，完成对容器的注水，且便于重复下一次注水，从而可通过控制通气与否，来实现三轴仪的注水功能，使用更加灵活方便。

Description

一种气压式三轴仪注排水装置

技术领域

本实用新型涉及三轴试验装置技术领域，具体为一种气压式三轴仪注排水装置。

背景技术

三轴仪在使用过程前需对其内部设有的压力室注水、排水以便正常使用。但是如今的操作过程为，注水时：将水箱搬至三轴仪的上方，通过重力将水箱内的水压入压力室，实现注水；排水时：将上方的水箱搬至三轴仪的下方，水通过重力由压力室流入水箱，完成排水。由操作过程可知，三轴仪中的压力室需通过人工往复搬运水箱，来实现压力室的注水、排水工作，这样的方式较为繁琐，导致使用三轴仪的使用尤为不便。

目前也有些操作的方式是：根据三轴仪所需注水和排水的过程，通过升降装置，将水箱的高度进行相应升降调整，从而通过水的重力实现注水、排水，然而升降装置的成本相对较高，且能够摆放水箱的升降装置占地面积大；同时，升降装置无法根据三轴仪的不断使用而灵活变动。

为了解决上述问题，本案由此而生。

实用新型内容

(一)解决的技术问题

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供了一种通过控制充放气即可灵活、方便地实现三轴仪注水、排水功能的气压式三轴仪注排水装置。

(二)技术方案

为实现以上目的，本实用新型通过以下技术方案予以实现：一种气压式三轴仪注排水装置，包括顶部敞开的壳体、铁架、容器、水箱；所述铁架悬浮于壳体内部，且与壳体形成密闭的储气容器，储气容器上设有进气阀；所述水箱设于容器上方，且通过进水软管与容器相通；所述容器的底部通有注水软管，注水软管通至壳体外部，并与三轴仪中的压力室相通；所述壳体的开口处设有固定架，固定架上设有竖直布置的支撑杆；还包括活塞构件，常态下活塞构件设于容器的开口处，在储气容器通气后，活塞构件能够将容器密封并对容器进行压缩。

优选的，所述活塞构件包括压板、密封构件；所述支撑杆的下端与压板之间通过密封构件相连接；所述压板的直径小于容器的直径；所述压板的外缘设有环形密封圈，环形密封圈可通过密封构件将压板与容器之间的间隙密封。

优选的，所述密封构件包括连杆、推块、弹簧；所述弹簧设于压板与支撑杆之间；所述连杆与支杆设有多个，连杆的一端与支撑杆铰接，另一端与推块铰接；常态下，多个所述连杆构成上小下大的锥形结构；多个所述推块绕压板轴心等角度分布，且可沿压板径向活动；所述推块位于环形密封圈的内侧。

优选的，所述密封构件还包括与连杆数量等同的支杆，支杆的一端与连杆的中部铰接，另一端与压板的中部铰接。

优选的，所述进水软管从其中一根连杆下方的一侧穿过从另一侧穿出，并贯穿压板，通至容器的内部；所述进水软管的表面紧贴压板和对应的连杆。

优选的，所述铁架上设有凹口，容器设于凹口内。

优选的，所述铁架上设有与储气容器相连的减压阀，固定架内壁的底部设有顶块，减压阀与顶块竖直相应。

优选的，所述水箱与三轴仪中的压力室连通。

优选的，所述铁架的底部通过支撑杆设有滑轮，壳体的内壁相应位置设有与滑轮相适配的滑槽。

优选的，所述壳体内壁的底端为中空的隔层，隔层的上部通有多个支管，多个支管均布于隔层上，隔层与进气阀相通。

(三)有益效果

采用上述技术方案后，本实用新型与现有技术相比，具备以下优点：本实用新型一种气压式三轴仪注排水装置，只需在储气容器中通入气体，结合阀门构件，即可对容器内的水进行排放而实现压力室注水功能，而结合壳体内竖直对应设置的减压阀和顶块时，即可实现气体的排放，完成对容器的注水，便于重复下一次注水，从而可通过控制通气与否，来实现三轴仪的注水功能；且装置设于三轴仪的下方，可在放气时完成排水功能，避免将水箱通过升降装置进行上下升降，装置成本更低，使用更加灵活方便。

附图说明

图1为本实用新型常态下剖面正视图；

图2为本实用新型使用状态下剖面正视图；

图3为本实用新型图1中A处局部放大图；

图4为本实用新型图2中B处局部放大图；

图5为本实用新型中活塞构件结构常态下剖面结构示意图；

图6为本实用新型图6中C处局部放大图；

图7为本实用新型中活塞构件结构使用状态下结构示意图；

图8为本实用新型中壳体与铁架结构俯视剖面图。

图中：1壳体、2铁架、3容器、4水箱、5储气容器、6进气阀、7减压阀、8凹口、9进水软管、10注水软管、11活塞构件、111压板、112支撑杆、113密封构件、1131连杆、1132推块、1133弹簧、1134支杆、12顶块、13出气阀、14环形密封圈、15固定架、16连接套一、17连接套二、18滑轮、19滑槽、20压力室、21排水管道、22隔层、23支管、24三通阀。

具体实施方式

下面通过附图和实施例对本实用新型作进一步详细阐述。

如图1-8所示：一种气压式三轴仪注排水装置，包括顶部敞开的壳体1、铁架2、容器3、水箱4。铁架2悬浮于壳体1内部，且与壳体1形成密闭的储气容器5，储气容器5上设有进气阀6。铁架2上设有与储气容器5相连的减压阀7，固定架15内壁的底部设有顶块12，减压阀7与顶块12竖直相应。储气容器5上还设有出气阀13。

其中铁架2的端部搭接在容器3的内壁，铁架2与容器3内壁形成储气容器5，而储气容器5内可通气体，使得铁架2呈悬浮状态。在铁架2上升至减压阀7与顶块12接触时，储气容器5内的气体放出，铁架2会慢慢下降。

由于铁架2在储气容器5中通、放气体时，会上下移动，使得注水软管10的位置不能固定在一处，即采用软管，便于在扭曲变形，本实施例采用硅胶材质，市场易购得。

铁架2上设有凹口8，容器3设于凹口8内，相比较没有凹口8的设置，压缩过程所具有的行程更大，使得容器3的容积更大，所存储的水更多，一次性向压力室20注水量更大，注水效率更高。

壳体1的开口处设有固定架15，固定架15上设有竖直布置的支撑杆112。固定架15固定在壳体1开口处，并起到固定支撑杆112的作用。

装置还包括活塞构件11，常态下活塞构件11设于容器3的开口处，在储气容器5通气后，活塞构件11配合支撑112杆的作用，能够将容器3密封并对容器3进行压缩。支撑杆112起到对活塞构件11支撑的作用，使得活塞构件11在上移过程中始终受到一个竖直向下的作用力。

活塞构件11包括压板111、密封构件113。支撑杆112的下端与压板111之间通过密封构件113相连接。压板111的直径小于容器3的直径，使得在容器3与压板111之间留有间隙，便于压板111的上下移动。

密封构件113包括连杆1131、推块1132、弹簧1133。弹簧1133设于压板111与支撑杆112之间。连杆1131与支杆1134设有多个，连杆1131的一端与支撑杆112铰接，另一端与推块1132铰接。具体的支撑杆112的底端套有连接套一16，连杆1131铰接在连接套一16上。压板111上侧的中部设有连接套二17，支杆1134铰接在连接套二17上。

常态下，多个连杆1131构成上小下大的锥形结构。多个推块1132绕支撑杆112轴心等角度分布，且可沿压板111径向活动，推块1132在运动过程中始终紧贴压板111。压板111的外缘设有环形密封圈14，推块1132位于环形密封圈14的内侧。

环形密封圈14可通过密封构件113将压板111与容器3之间的间隙密封，具体为：通过推块1132径向向外侧移动时，将环形密封圈14撑开，填补压板111和容器3之间的间隙。

环形密封圈14采用弹性材料制成，如硅胶、橡胶等，使得在密封构件113不对环形密封圈14施加作用力时，又能够恢复原位，即使得压板111与容器3仍能存在空隙。

密封构件113还包括与连杆1131数量等同的支杆1134，支杆1134的一端与连杆1131的中部铰接，另一端与压板111的中部铰接。支杆1134的设置起到稳定的作用：即如果不设置支杆1134，则会存在以下问题：1、推块1132在连杆1131作用下的径向移动过程中会出现翘起的现象；2、由于弹簧1133与支撑杆112、弹簧1133与压板111直接连接，在通气后，使得连杆1131相对压板111会出现转动的现象。这些问题都会影响环形密封圈14的密封效果而影响容器3被压缩的过程，最终导致注水效果不佳，由此，设置支杆1134能够起到对密封构件113密封更佳的效果，从而提高对压力室20注水的效率。

活塞构件11的工作过程为：在储气容器5中通入气体，铁架2上升，由于支撑杆112是固定不动的，使得在容器3上升过程中，结合压板111的作用力，微微将弹簧1133进行挤压，此时连杆1131的内侧结合支杆1134会向下移动，并带动推块1132径向向外移动，从而推块1132将环形密封圈14撑开，与容器3内壁紧密贴合。

水箱4设于壳体1外部，且通过进水软管9与容器3相通。进水软管9从其中一根连杆1131下方的一侧穿过从另一侧穿出，并贯穿压板111，通至容器3的内部。进水软管9的表面紧贴压板111和对应的连杆1131。即在连杆1131带动推块1132撑开的过程中(向储气容器5内通气)，会将进水软管9压紧，使得水箱4中的水无法进入容器3，连杆1131带动推块1132收缩的过程中，连杆1131会将进水软管9松开，水箱4中的水可进入容器3，从而实现进水软管9与活塞构件11联动的效果。如此设计，则无需在进水软管9上设置阀门，减少成本，同时自动化程度更高，注水效率更高。

根据本方案的设计，在制造过程中存在如下问题：进气阀6通气过程的一瞬间，由于气压过大使得铁架2很容易出现倾斜现象，导致与壳体1内壁出现卡死的问题，从而影响注、排水的过程。根据上述问题，本方案的解决方式为两种：其一，铁架2的底部通过支撑杆设有滑轮18，壳体2的内壁相应位置设有与滑轮18相适配的滑槽19，通过给铁架2提供多点支撑来提高来通气一瞬间铁架2的稳定性，避免其发生倾斜。其二，壳体1内壁的底端设为隔层22，隔层22的上部通有多个支管23，多个支管23均布于隔层22上，隔层22与进气阀6相通，使得由进气阀6通入的气体被分散，通过隔层22上的支管23均布于壳体1底部通出，这样不至于通气的一瞬间由于气压过大导致铁架2倾斜卡死。通过上述两个改进的技术点的协同作用，可彻底解决通气一瞬间铁架2因倾斜而卡死的问题。

水箱4设于容器3上方，且通过进水软管9与容器3相通。容器3的底部通有注水软管10，注水软管10通至壳体1外部，并与三轴仪中的压力室20相通。整个装置设于三轴仪压力室20的下方，当打开压力室20的上的三通阀24时，水能够通过重力从压力室20由排水管道21进入水箱4中，通过本方案中的装置，可同时实现注、排水功能。

壳体1的侧边还可设置把手，其底部设有万向轮，便于对整个装置进行位置改变，使得整个注排水装置便于拿取。压力室20上安装有三通阀24，可实现压力室13与注水软管10和排水管道21的切换连通。

工作原理：将气压压入密闭的储气容器5中，由于压力大，可移动的铁架2上升，这时，铁架2拖动储水容器3一起上升，而容器3上部的压板111固定，当容器3上升后，压板111和支撑杆112接触，由于支撑杆112的压力，结合密封构件113的作用力，使得压板111通过环形密封圈14与容器3紧贴，这时容器3的压力增大，水就会从注水软管10流出，当气压达到一定程度后，即在铁架2移动到最上部位时，有可能损坏装置，这时，铁架2上的两个减压阀7和壳体1内壁顶部的顶块12相接触，就会有多余的气压流出，这时就认为已经到极限了，不能再充气了，此时，关闭进气阀6，打开出气阀13，铁架2和容器3由于重力作用慢慢下沉，这时进水软管9不受到连杆1131与压板111的压合力，水就流入容器3中，从而完成压力室20的注水工作。

以上所述依据实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项实用新型思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项实用新型的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来定其保护的范围。

Claims (10)

1.一种气压式三轴仪注排水装置，其特征在于：包括顶部敞开的壳体、铁架、容器、水箱；所述铁架悬浮于壳体内部，且与壳体形成密闭的储气容器，储气容器上设有进气阀；所述水箱设于容器上方，且通过进水软管与容器相通；所述容器的底部通有注水软管，注水软管通至壳体外部，并与三轴仪中的压力室相通；所述壳体的开口处设有固定架，固定架上设有竖直布置的支撑杆；还包括活塞构件，活塞构件与支撑杆相连，常态下活塞构件设于容器的开口处，当储气容器通气后，活塞构件配合支撑杆的作用，能够将容器密封并对容器进行压缩。

2.根据权利要求1所述的一种气压式三轴仪注排水装置，其特征在于：所述活塞构件包括压板、密封构件；所述支撑杆的下端与压板之间通过密封构件相连接；所述压板的直径小于容器的直径；所述压板的外缘设有环形密封圈，环形密封圈可通过密封构件将压板与容器之间的间隙密封。

3.根据权利要求2所述的一种气压式三轴仪注排水装置，其特征在于：所述密封构件包括连杆、推块、弹簧；所述弹簧设于压板与支撑杆之间；所述连杆设有多个，连杆的一端与支撑杆铰接，另一端与推块铰接；常态下，多个所述连杆构成上小下大的锥形结构；多个所述推块绕支撑杆轴心等角度分布，且可沿压板径向活动；所述推块位于环形密封圈的内侧。

4.根据权利要求3所述的一种气压式三轴仪注排水装置，其特征在于：所述密封构件还包括与连杆数量等同的支杆，支杆的一端与连杆的中部铰接，另一端与压板的中部铰接。

5.根据权利要求3所述的一种气压式三轴仪注排水装置，其特征在于：所述进水软管从其中一根连杆下方的一侧穿过从另一侧穿出，并贯穿压板，通至容器的内部；所述进水软管的表面紧贴压板和对应的连杆。

6.根据权利要求1所述的一种气压式三轴仪注排水装置，其特征在于：所述铁架上设有凹口，容器设于凹口内。

7.根据权利要求1所述的一种气压式三轴仪注排水装置，其特征在于：所述铁架上设有与储气容器相连的减压阀，固定架内壁的底部设有顶块，减压阀与顶块竖直相应。

8.根据权利要求1所述的一种气压式三轴仪注排水装置，其特征在于：所述水箱与三轴仪中的压力室连通。

9.根据权利要求1所述的一种气压式三轴仪注排水装置，其特征在于：所述铁架的底部通过支撑杆设有滑轮，壳体的内壁相应位置设有与滑轮相适配的滑槽。

10.根据权利要求1所述的一种气压式三轴仪注排水装置，其特征在于：所述壳体内壁的底端为中空的隔层，隔层的上部通有多个支管，多个支管均布于隔层上，隔层与进气阀相通。