CN216566842U - 一种基于霍普金森杆的抽出式围压加载装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开一种基于霍普金森杆的抽出式围压加载装置，包括围压加载装置主体、两端带有密封槽的橡胶套筒、可移动装置，所述围压加载装置主体在试验过程中与可移动装置、橡胶套筒组合，轴向两端半圆环体贴合橡胶套筒两侧密封槽形成密封加载空间，接触部分设有密封橡胶条，保证加载空间的气密性，所述可移动装置和两端带有密封槽的橡胶套筒与底座连接，实验结束后可随滑轨抽出围压加载装置主体。本实用新型改善了三维SHPB试验中试块更换和试块破碎后处理的问题，且简化了套筒损坏后的更换步骤，提高了试验效率。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种围压装置，特别涉及一种基于霍普金森杆的抽出式围压加载装置。
背景技术
近年来，由于地震频发，其带来的动态荷载极大程度影响了岩体、建筑的内部结构，导致岩体崩坏、桥梁崩塌等事故，因此迫切需要探究岩石混凝土类材料在动态荷载下的力学特性。尤其是处于深部的岩石，通常处于复杂的三维受力状态，而三维SHPB试验机可以通过轴压、围压、子弹冲击的方式来模拟深部岩石的受力状态，从而研究岩石等材料在高应变率的动态荷载下的破坏特性。
现有的霍普金森杆围压加载装置存在诸多问题，例如一组试验完成后，更换试块的步骤过于复杂，需要在轴压、围压卸去后将透射杆移出，移动整个围压加载装置将入射杆移出后，通过细铁棍等辅助工具才能将试件取出；试件冲碎在套筒内，试件很难取出，需将围压装置拆开后取出橡胶套筒才能取出试件；橡胶套筒在取出后重新安装很困难，需要先安装好一侧后放装置内部，用另一侧的密封头去对准橡胶套筒后合上，而密封头在角度不对的情况下很难合上，安装起来浪费大量时间；原套筒边缘无密封设计，导致漏油频繁，漏出的油难以清理和回收。一系列问题导致试验效率非常低。
发明内容
为了克服现有技术的上述缺陷，本实用新型的目的在于提供一种基于霍普金森杆的抽出式围压加载装置，包括围压加载装置主体6、可移动装置19、橡胶套筒11、储油室10、试块15、辅助杆16，在试验过程中所述围压加载装置主体6、可移动装置19、橡胶套筒11组合形成封闭的围压加载室4；
所述围压加载装置主体6包括密封头1、环状密封盘5、半圆环体Ⅱ3、进液口7、密封孔8、入射杆17、透射杆18；围压加载装置主体6的内部结构为空心圆柱体，两端设有密封头1，密封头1与围压加载装置主体6的内壁紧密贴合，通过环状密封盘5固定；所述密封头1内部直径与入射杆17、透射杆18一致，密封头1用于固定入射杆17和透射杆18；围压加载装置主体6顶部中心设有密封孔8，底部中心设有进液口7；围压加载室4正下方设有储油室10，两者通过进液口7连通；可移动装置19位于围压加载装置主体6的中部；
所述可移动装置19包括半圆环体Ⅰ2、可移动壳体20、底座21、移动杆23、定位孔24，可移动壳体20下方的底座21上设有移动杆23，在围压加载装置主体6上设有相应的移动轨道，通过移动杆23可以使可移动装置19沿着移动轨道抽出或者滑入；定位孔24位于可移动装置19的顶部，与密封孔8在一条直线上；可移动装置19的两侧设有半圆环体Ⅰ2，在围压加载装置主体6的中部对应设有两个半圆环体Ⅱ3，半圆环体Ⅰ2与半圆环体Ⅱ3结构相同，两部分连接以后形成圆环体；
所述橡胶套筒11包括密封槽12、圆环状钢圈14，橡胶套筒11内部设有试块15和辅助杆16，试块15位于中间，辅助杆16位于试块15的两侧，入射杆17和透射杆18穿过两端密封头1与辅助杆16连接；橡胶套筒11的两侧外部设有密封槽12，密封槽12卡在可移动装置19两侧的半圆环体Ⅰ2上，当可移动装置19移动到围压加载装置主体6内部时，密封槽12卡在半圆环体Ⅰ2与半圆环体Ⅱ3组合后形成的圆环体上，实现对橡胶套筒11的固定。
优选的，本实用新型所述围压加载装置主体6外部结构为六棱柱，下面设有支架。
优选的，本实用新型橡胶套筒11内部两端设有圆环状钢圈14，位置与密封槽12位置对应，圆环状钢圈14的直径与橡胶套筒内直径一致。
优选的，本实用新型所述密封头1为T形结构，密封头1与围压缸体之间形成区域用于储存漏油，底部设有出油辅孔9，出油辅孔9上对应设有油盖26；打开油盖26通过出油辅孔9回收漏油。
优选的，本实用新型所述可移动装置19外面设有拉杆22。
优选的，本实用新型当可移动装置19移入围压加载装置主体6内部，密封孔8与定位孔24重合后用螺栓25拴紧。
优选的，本实用新型半圆环体Ⅰ2、半圆环体Ⅱ3与密封槽12贴合部分设有密封橡胶条13。
本实用新型所述装置的使用过程：
在加载过程前，将试块、辅助杆放入两端带有密封槽的橡胶套筒内部，橡胶套筒整体固定后，随可移动装置通过滑轨移入围压加载装置主体，螺栓将围压加载装置主体顶部密封孔和可移动装置顶部定位孔栓紧，使橡胶套筒处于密封紧密的加载空间，给试块施加轴压、围压后进行冲击试验。试验结束，卸去轴压、围压后，取出螺栓，两端带有密封槽的橡胶套筒随可移动装置通过滑轨移出围压加载装置主体，取出橡胶套筒内辅助杆后更换试件，继续试验；加载空间发生漏油后，可流入两边储油辅区，通过出油辅孔重新回收利用。
本实用新型所述紧密加载空间由轴向两端半圆环体贴合橡胶套筒两侧密封槽，与缸体内壁形成密封加载空间，接触部分设有密封橡胶条。可移动装置推入围压加载装置主体后，通过顶部螺栓将密封孔和定位孔拧紧带动两装置接触部分的密封橡胶条贴合紧密，底部导轨在定位孔与密封孔重合拧紧后，可通过自带开关实现固定不动的效果，保证整体加载空间的密封性。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果有：
（1）试件加载完成后，可通过拉杆将橡胶套筒随可移动装置一起抽出，有效解决了试件更换步骤复杂、橡胶套筒安装困难的问题。
（2）橡胶套筒两端带有密封槽，围压加载室轴向两端半圆环体与密封槽结合部分设有密封橡胶条，有效改善了现有装置密封性不好，经常漏油的问题。
（3）装置顶部设有密封孔和可移动壳体顶部的定位孔重合后可有效判断试件与入射杆、透射杆是否在同一水平，螺栓拴紧两孔后保证了各密封部分紧密不漏。
（4）加载空间发生漏油后，漏油可流入两边储油辅区，通过出油辅孔重新回收，避免造成浪费。
附图说明
图1为本实用新型正视的剖面结构示意图；
图2为本实用新型俯视的结构示意图；
图3为本实用新型抽出式结构示意图；
图4为本实用新型抽出式结构左视的结构示意图。
图中：1-密封头；2-半圆环体Ⅰ；3-半圆环体Ⅱ；4-围压加载室；5-环状密封盘；6-围压加载装置主体；7-进液口；8-密封孔；9-出油辅孔；10-储油室；11-橡胶套筒；12-密封槽；13-密封橡胶条；14-圆环状钢圈；15-试块；16-辅助杆；17-入射杆；18-透射杆；19-可移动装置；20-可移动壳体；21-底座；22-拉杆；23-移动杆；24-定位孔；25-螺栓；26-油盖。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案作进一步描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。
在本实用新型的描述中,需要理解的是,术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本实用新型和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本实用新型的限制。
实施例1
一种基于霍普金森杆的抽出式围压加载装置，如图1-4所示，包括围压加载装置主体6、可移动装置19、橡胶套筒11、储油室10、试块15、辅助杆16，在试验过程中所述围压加载装置主体6、可移动装置19、橡胶套筒11组合形成封闭的围压加载室4；所述围压加载装置主体6外部结构为六棱柱，内部结构为空心圆柱体，下面设有支架，包括密封头1、环状密封盘5、半圆环体Ⅱ3、进液口7、密封孔8、入射杆17、透射杆18；围压加载装置主体6的内部结构为空心圆柱体，两端设有密封头1，密封头1与围压加载装置主体6的内壁紧密贴合，通过环状密封盘5固定，环状密封盘5内部设有螺纹，围压加载装置主体6的外壁设有对应的螺纹，两者通过螺纹拧紧后连接；所述密封头1内部直径与入射杆17、透射杆18一致，密封头1用于固定入射杆17和透射杆18；围压加载装置主体6顶部中心设有密封孔8，底部中心设有进液口7；围压加载室4正下方设有储油室10，两者通过进液口7连通；可移动装置19位于围压加载装置主体6的中部；所述可移动装置19包括半圆环体Ⅰ2、可移动壳体20、底座21、移动杆23、定位孔24，可移动壳体20下方的底座21上设有移动杆23，在围压加载装置主体6上设有相应的移动轨道，通过移动杆23可以使可移动装置19沿着移动轨道抽出或者滑入，可移动装置19外面设有拉杆22，方便抽拉；定位孔24位于可移动装置19的顶部，与密封孔8在一条直线上，当可移动装置19移入围压加载装置主体6内部，密封孔8与定位孔24重合后用螺栓25拴紧；可移动装置19的两侧设有半圆环体Ⅰ2，在围压加载装置主体6的中部对应设有两个半圆环体Ⅱ3，半圆环体Ⅰ2与半圆环体Ⅱ3结构相同，两部分连接以后形成圆环体；所述橡胶套筒11包括密封槽12、圆环状钢圈14，橡胶套筒11内部设有试块15和辅助杆16，试块15位于中间，辅助杆16位于试块15的两侧，入射杆17和透射杆18穿过两端密封头1与辅助杆16连接；橡胶套筒11的两侧外部设有密封槽12，密封槽12卡在可移动装置19两侧的半圆环体Ⅰ2上，当可移动装置19移动到围压加载装置主体6内部时，密封槽12卡在半圆环体Ⅰ2与半圆环体Ⅱ3组合后形成的圆环体上，实现对橡胶套筒11的固定。
作为本实用新型的一种优选实施方案：橡胶套筒11内部两端设有圆环状钢圈14，位置与密封槽12位置，用于固定橡胶套筒11，同时不会使橡胶套筒11与半圆环体2贴合部分发生形变，圆环状钢圈14的直径与橡胶套筒内直径一致，且不会对辅助杆的放入取出造成影响。
作为本实用新型的一种优选实施方案：所述密封头1为T形结构，密封头1与围压缸体之间形成区域用于储存漏油，底部设有出油辅孔9，出油辅孔9上对应设有油盖26；打开油盖26通过出油辅孔9回收漏油；方便直接清理露出的油。
作为本实用新型的一种优选实施方案：所述半圆环体Ⅰ2、半圆环体Ⅱ3与密封槽12贴合部分设有密封橡胶条13，可以使密封性能更好。
本实用新型的工作原理为：
该装置在加载过程前，橡胶套筒11内装好试块15和辅助杆16，两端密封槽12贴合可移动装置19的半圆环体2，通过拉杆22将可移动装置19移入围压加载装置主体6内部，密封孔8与定位孔24重合后用螺栓25拴紧，使入射杆17、透射杆18、辅助杆16、试块15处于同一水平位置；橡胶套筒11外部与半圆环体2、围压缸体内壁形成封闭围压加载室4；轴压加载后，入射杆17、透射杆18与辅助杆16相互作用，试块15受轴压作用，在水平位置固定，通过加压使油从储油室10通过进液口7进入围压加载室4，排出空气后拴紧螺栓25，进行围压加载。
试验结束，卸去轴压、围压，取出螺栓25后，抽出可移动装置19，取出辅助杆17，实现试块15的更换；试块15破碎可直接取下橡胶套筒11进行处理；装置漏油后可直接更换橡胶套筒11，打开油盖26，漏油可通过出油辅孔9进行回收。
在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
上面对本专利的较佳实施方式作了详细说明，但是本专利并不限于上述实施方式，在本领域的普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本专利宗旨的前提下作出各种变化。
Claims (7)
1.一种基于霍普金森杆的抽出式围压加载装置，其特征在于：包括围压加载装置主体（6）、可移动装置（19）、橡胶套筒（11）、储油室（10）、试块（15）、辅助杆（16），在试验过程中所述围压加载装置主体（6）、可移动装置（19）、橡胶套筒（11）组合形成封闭的围压加载室（4）；
所述围压加载装置主体（6）包括密封头（1）、环状密封盘（5）、半圆环体Ⅱ（3）、进液口（7）、密封孔（8）、入射杆（17）、透射杆（18）；围压加载装置主体（6）的内部结构为空心圆柱体，两端设有密封头（1），密封头（1）与围压加载装置主体（6）的内壁紧密贴合，通过环状密封盘（5）固定；所述密封头（1）内部直径与入射杆（17）、透射杆（18）一致，密封头（1）用于固定入射杆（17）和透射杆（18）；围压加载装置主体（6）顶部中心设有密封孔（8），底部中心设有进液口（7）；围压加载室（4）正下方设有储油室（10），两者通过进液口（7）连通；可移动装置（19）位于围压加载装置主体（6）的中部；
所述可移动装置（19）包括半圆环体Ⅰ（2）、可移动壳体（20）、底座（21）、移动杆（23）、定位孔（24），可移动壳体（20）下方的底座（21）上设有移动杆（23），在围压加载装置主体（6）上设有相应的移动轨道，通过移动杆（23）可以使可移动装置（19）沿着移动轨道抽出或者滑入；定位孔（24）位于可移动装置（19）的顶部，与密封孔（8）在一条直线上；可移动装置（19）的两侧设有半圆环体Ⅰ（2），在围压加载装置主体（6）的中部对应设有两个半圆环体Ⅱ（3），半圆环体Ⅰ（2）与半圆环体Ⅱ（3）结构相同，两部分连接以后形成圆环体；
所述橡胶套筒（11）包括密封槽（12）、圆环状钢圈（14），橡胶套筒（11）内部设有试块（15）和辅助杆（16），试块（15）位于中间，辅助杆（16）位于试块（15）的两侧，入射杆（17）和透射杆(18)穿过两端密封头（1）与辅助杆（16）连接；橡胶套筒（11）的两侧外部设有密封槽（12），密封槽（12）卡在可移动装置（19）两侧的半圆环体Ⅰ（2）上，当可移动装置（19）移动到围压加载装置主体（6）内部时，密封槽（12）卡在半圆环体Ⅰ（2）与半圆环体Ⅱ（3）组合后形成的圆环体上，实现对橡胶套筒（11）的固定。
2.根据权利要求1所述的基于霍普金森杆的抽出式围压加载装置，其特征在于：所述围压加载装置主体（6）外部结构为六棱柱，下面设有支架。
3.根据权利要求1所述基于霍普金森杆的抽出式围压加载装置，其特征在于：橡胶套筒（11）内部两端设有圆环状钢圈（14），位置与密封槽（12）位置对应，圆环状钢圈（14）的直径与橡胶套筒内直径一致。
4.根据权利要求1所述基于霍普金森杆的抽出式围压加载装置，其特征在于：所述密封头（1）为T形结构，密封头（1）与围压缸体之间形成区域用于储存漏油，底部设有出油辅孔（9），出油辅孔（9）上对应设有油盖（26）。
5.根据权利要求1所述基于霍普金森杆的抽出式围压加载装置，其特征在于：所述可移动装置（19）外面设有拉杆（22）。
6.根据权利要求1所述基于霍普金森杆的抽出式围压加载装置，其特征在于：当可移动装置（19）移入围压加载装置主体（6）内部，密封孔（8）与定位孔（24）重合后用螺栓（25）拴紧。
7.根据权利要求1所述基于霍普金森杆的抽出式围压加载装置，其特征在于：半圆环体Ⅰ（2）、半圆环体Ⅱ（3）与密封槽（12）贴合部分设有密封橡胶条（13）。
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