CN213651743U - 一种三轴仪压力室低摩擦阻力活塞杆的密封装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种三轴仪压力室低摩擦阻力活塞杆的密封装置，包括底座，底座上放置试样，该试样由一压力室罩住密封；底座上安装升降架，升降架顶部的横梁上安装液压缸；液压缸上安装垂直载荷传感器和压杆，压杆由液压缸驱动而伸入压力室内挤压试样；压力室包括顶盖和室壁，顶盖沿水平方向凸出于室壁而形成室檐；横梁上安装气缸，气缸上安装提升件，提升件具有可支撑室檐的支撑部；还包括滚动隔膜，顶盖的底部安装压环，压杆的底部安装球头螺栓，滚动隔膜由压环和球头螺栓压紧于顶盖和压杆上。本实用新型解决因压杆动作时与压力室之间的摩擦阻力大而降低设备的测试精度问题，以及压力室移动时费时费力而影响设备使用的便利性问题。

Description

一种三轴仪压力室低摩擦阻力活塞杆的密封装置

技术领域

本实用新型属于土力测试设备技术领域，具体涉及一种三轴仪压力室低摩擦阻力活塞杆的密封装置。

背景技术

三轴测试仪由轴压系统和围压系统组成，工作原理是通过轴向系统对试样施加轴向压力，通过压力室对试样施加围压，同时可通过温度控制系统使试样的上、下端面、试样中部分别处在不同的温度环境下，从而模拟试样的冻结、冻融等多种实际工况。其中，围压系统包括施压机构、压力室和围压控制机构。传统压力室的活塞杆采用圆形橡皮圈密封，在中低围压的试验中，其摩擦阻力大小对于试验结果的影响是一个不可忽视的问题，无法满足土力学的测试精度，因此需要改善活塞杆在压力室内的密封机构。此外，在对试样的测试前后过程中，需要抬起压力室才能取放试样，而压力室重量大且有一定的高度，其移动过程费时费力且容易晃动而碰撞试样，降低了设备使用的便利性。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种三轴仪压力室低摩擦阻力活塞杆的密封装置，以解决因活塞杆动作时与压力室之间的摩擦阻力大而降低设备的测试精度问题，以及压力室移动时费时费力而影响设备使用的便利性问题。

本实用新型提供了如下的技术方案：

一种三轴仪压力室低摩擦阻力活塞杆的密封装置，包括底座，所述底座上放置试样，该试样可由一压力室罩住密封，所述试样的顶部放置一承压板；所述底座上安装升降架，所述升降架的顶部固定有横梁，所述横梁上固定安装液压缸；所述液压缸底部的输出杆上安装垂直载荷传感器，所述垂直载荷传感器的底部连接压杆，所述压杆的底端由所述液压缸驱动而伸入压力室内挤压所述承压板；所述压力室设有向外凸出的室檐，所述升降架的横梁上安装气缸，所述气缸的活塞杆上安装提升件，所述提升件具有可支撑所述室檐的支撑部，所述提升件由所述气缸驱动上行而提升所述压力室；还包括用于密封压杆的滚动隔膜，所述顶盖的底部安装压环，所述压杆的底部安装球头螺栓，所述滚动隔膜由所述压环和所述球头螺栓压紧于所述顶盖和所述压杆上。

优选的，所述升降架具有至少两根导柱，所述横梁安装于所述导柱上，所述横梁上安装至少两个气缸，所述气缸与所述导柱错开设置；所述提升件包括导向筒和安装于所述导向筒上的提升杆，所述导向筒的内孔与所述导柱适配，所述导向筒可沿所述导柱升降；所述提升杆的末端设置所述支撑部。

优选的，所述提升杆铰接于所述导向筒上，所述提升杆为弯折的刚性结构体，所述支撑部沿水平方向向所述室檐的底部延伸。

优选的，所述压力室包括顶盖和室壁，所述顶盖固定于所述室壁的顶部且沿水平方向凸出于所述室壁而形成所述室檐。

优选的，所述底座上设有限位槽，所述室壁由所述限位槽定位于所述底座上。

优选的，所述底座上还安装导杆，所述导杆的顶部贯穿所述横梁；所述顶盖内设有与所述导杆匹配的导向孔，所述导杆由所述导向孔贯穿所述顶盖而对所述顶盖的升降动作导向。

优选的，所述顶盖的顶面安装直线轴承，所述压杆安装于所述直线轴承内且与该直线轴承滚动摩擦。

进一步的，所述直线轴承的顶部螺接或者紧配合有防尘罩，所述防尘罩覆盖所述直线轴承，所述压杆贯穿所述防尘罩。

本实用新型的有益效果是：

本实用新型在压力室内安装滚动隔膜对压杆的动作进行密封，在压力室的顶盖上安装直线轴承，减少了压杆活动时的摩擦阻力，提高了对试样承压的测试精度。

本实用新型在升降架的横梁上安装气缸，气缸的活塞杆上安装提升件，压力室设有向外凸出的室檐，提升件具有可支撑室檐的支撑部，完成对试样的加压测试后，由气缸驱动提升件向上移动，从而将压力室抬起，方便取走试样，不需要人工抬起压力室，操作轻松省力。

附图说明

附图用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本实用新型的实施例一起用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的限制。在附图中：

图1是本实用新型在压杆对试样施压前的整体结构示意图；

图2是本实用新型在压杆对试样施压后压力室内的部件结构示意图；

图中标记为：1.底座；2.试样座；3.试样；4.承压板；5.压力室；6.限位槽；7.导柱；8.横梁；9.液压缸；10.垂直载荷传感器；11.压杆；12.顶盖；13.室壁；14.室檐；15.气缸；16.提升件；17.支撑部；18.滚动隔膜；19.压环；20.球头螺栓；21.直线轴承；22.防尘罩；23.导向筒；24.提升杆；25.导杆。

具体实施方式

如图1和图2所示，一种三轴仪压力室低摩擦阻力活塞杆的密封装置，包括底座1，底座1上的中央位置安装试样座2，试样3放置于试样座2上，试样3的顶部由一承压板4压住，该试样3可由一压力室5罩住密封，底座1上设有限位槽6，压力室5的室壁13由限位槽6定位于底座1上。底座1上安装升降架，升降架包括两根导柱7和固定于导柱7顶部的横梁8，横梁8上固定安装液压缸9，液压缸9连接到液压站。液压缸9底部的输出杆上安装垂直载荷传感器10，垂直载荷传感器10的底部连接压杆11，垂直载荷传感器10连接控制器，其用于检测压杆11对试样3施加的轴向压力。压杆11由液压缸9驱动而伸入压力室5内挤压承压板4和试样3。其中，压力室5包括顶盖12和室壁13，顶盖12固定于室壁13的顶部且沿水平方向凸出于室壁而形成室檐14。升降架的横梁8上安装气缸15，气缸15的活塞杆上安装提升件16，提升件16具有可支撑室檐14的支撑部17，完成对试样3的测试后，提升件16由气缸15驱动上行而提升压力室5，便于取走试样。

本装置还包括用于密封压杆11的滚动隔膜18；顶盖12的底部由螺栓紧固安装压环19，压杆11的底部安装球头螺栓20，滚动隔膜18由压环19和球头螺栓20压紧于顶盖12和压杆11上，滚动隔膜18在密封压杆11与压力室5的同时，减小了压杆11与顶盖12之间的摩擦阻力，降低了由于该摩擦阻力的存在而对试样的压力产生的影响，提高了检测精度。顶盖12的顶面安装直线轴承21，压杆11安装于直线轴承21内且与该直线轴承21滚动摩擦，进一步降低压杆11与顶盖之间的摩擦阻力。直线轴承21的顶部螺接或者紧配合有防尘罩22，防尘罩22覆盖直线轴承21，压杆11贯穿防尘罩22。

横梁8上安装至少两个气缸15，气缸15与导柱7错开设置，本实施例中气缸15位于导柱7的前侧，但是气缸15不应仅限于在导柱的前侧，也可以位于导柱的后侧、左侧、右侧等方位，只要与导柱错开即可。提升件16包括导向筒23和铰接于导向筒23上的提升杆24，导向筒23的内孔与导柱7适配，导向筒23可沿导柱7升降，提高提升件对压力室5提升方向的精度，防止其偏离或者晃动。提升杆24为弯折的刚性结构体，提升杆24的末端设置支撑部17，支撑部17沿水平方向向室檐14的底部延伸。提升压力室之前，可翻转提升杆24，使其支撑部17避开顶盖的室檐14后转入室檐14的下方，然后呈自由垂落状态，再启动气缸15，使提升杆抬起压力室的室檐14。

底座1上还安装导杆25，导杆25的顶部贯穿横梁8；顶盖12内设有与导杆25匹配的导向孔，导杆25由导向孔贯穿顶盖12而对顶盖12的升降动作导向，进一步提高了顶盖12上升或者下降的动作精度，防止其晃动而无法准确地降落至底座上的限位槽6内。

本装置的工作过程为：

提升件的支撑部17支撑压力室的室檐14，气缸15动作而提升压力室5；将试样3放置于试样座2上，承压板4放置于试样3上；气缸15再次动作，将压力室5降落至底座上的限位槽6内，然后对压力室5施加围压；启动液压缸9，驱动压杆11以设定的速率下行挤压试样3，即对试样施加轴向压力，该压力由垂直载荷传感器10实时监测，该过程中滚动隔膜18自然受压变形且密封压力室5与压杆11的连接处；试验完成后气缸15再次提升压力室5，取走试样3。

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，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。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 (7)

1.一种三轴仪压力室低摩擦阻力活塞杆的密封装置，其特征在于，包括底座，所述底座上放置试样，该试样可由一压力室罩住密封，所述试样的顶部放置一承压板；所述底座上安装升降架，所述升降架的顶部设有横梁，所述横梁上固定安装液压缸；所述液压缸底部的输出杆上安装垂直载荷传感器，所述垂直载荷传感器的底部连接压杆，所述压杆的底端由所述液压缸驱动而伸入压力室内挤压所述承压板；所述压力室包括顶盖和室壁，所述顶盖固定于所述室壁的顶部且沿水平方向凸出于所述室壁而形成室檐；所述升降架的横梁上安装气缸，所述气缸的活塞杆上安装提升件，所述提升件具有可支撑所述室檐的支撑部，所述提升件由所述气缸驱动上行而提升所述压力室；还包括用于密封压杆的滚动隔膜，所述顶盖的底部安装压环，所述压杆的底部安装球头螺栓，所述滚动隔膜由所述压环和所述球头螺栓压紧于所述顶盖和所述压杆上。

2.根据权利要求1所述的三轴仪压力室低摩擦阻力活塞杆的密封装置，其特征在于，所述升降架具有至少两根导柱，所述横梁上相应地安装至少两个气缸，所述气缸与所述导柱错开设置；所述提升件包括导向筒和安装于所述导向筒上的提升杆，所述导向筒的内孔与所述导柱适配，所述导向筒可沿所述导柱升降；所述提升杆的末端设置所述支撑部。

3.根据权利要求2所述的三轴仪压力室低摩擦阻力活塞杆的密封装置，其特征在于，所述提升杆铰接于所述导向筒上，所述提升杆为弯折的刚性结构体，所述支撑部沿水平方向向所述室檐的底部延伸。

4.根据权利要求1所述的三轴仪压力室低摩擦阻力活塞杆的密封装置，其特征在于，所述底座上设有限位槽，所述室壁由所述限位槽定位于所述底座上。

5.根据权利要求1所述的三轴仪压力室低摩擦阻力活塞杆的密封装置，其特征在于，所述底座上还安装导杆，所述导杆的顶部贯穿所述横梁；所述顶盖内设有与所述导杆匹配的导向孔，所述导杆由所述导向孔贯穿所述顶盖而对所述顶盖的升降动作导向。

6.根据权利要求1所述的三轴仪压力室低摩擦阻力活塞杆的密封装置，其特征在于，所述顶盖的顶面安装直线轴承，所述压杆安装于所述直线轴承内且与该直线轴承滚动摩擦。

7.根据权利要求6所述的三轴仪压力室低摩擦阻力活塞杆的密封装置，其特征在于，所述直线轴承的顶部螺接或者紧配合有防尘罩，所述防尘罩覆盖所述直线轴承，所述压杆贯穿所述防尘罩。

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