CN220188452U - 一种高聚物膨胀特性试验装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提出一种高聚物膨胀特性试验装置，所述高聚物膨胀特性试验装置包括中空的缸体和在所述缸体内滑动的移动组件；所述移动组件包括丝杆和与所述丝杆两端分别连接的托盘与活塞，所述丝杆上还套设有具有预设间距的两个丝杆螺母；所述缸体的上下表面均设置有对应的上封板、下封板，所述丝杆一端贯穿所述上封板且伸入至缸体内，所述两个丝杆螺母分别位于所述上封板的上下方，所述活塞位于所述缸体内且与所述缸体内腔表面贴合；所述下封板贯通设置有注入孔，靠近所述下封板的缸体侧壁贯通设置有多个预留螺纹孔，各螺纹孔用于放置相应的传感器。本实用新型旨在实现获取高聚物膨胀过程中的各类相关参数。

Description

一种高聚物膨胀特性试验装置

技术领域

本实用新型涉及高聚物注浆领域，尤其涉及一种高聚物膨胀特性试验装置。

背景技术

基于高聚物材料具有化学反应迅速、体积膨胀率大、耐久性好且环保安全的特性，且高聚物注浆技术因其对结构物损伤小、反应快等特定被广泛用于公路、隧道、大坝以及桥梁工程等土木水利工程，以及高聚物的膨胀特性与浆液周围介质约束条件密切相关，现有的高聚物膨胀力研究中的膨胀力检测装置均在体积不可变的密闭容器中进行，试验结果表现为体积一定时，膨胀力随时间变化曲线，只能进行一种试验，不能够实现仪器的多用途，并且在试验过程中测得的参数比较单一，不能同时获得多种参数，从而无法更好了解高聚物膨胀特性。现有专利公开号为CN113777276A的实用新型专利公开了一种测试高聚物注浆材料对土体膨胀作用力的装置及方法，其通过空气加湿雾化模块和温度调节控制模块对空腔内的湿度和温度进行调节，模拟真实的注浆环境条件，可研究不同环境条件对高聚物注浆材料与土体间膨胀作用力的影响规律，但针对高聚物自身膨胀特性并未给出相应的数据支持，进而亟需研制出一种可实现了解高聚物膨胀特性的装置。

实用新型内容

本实用新型的主要目的在于提出一种高聚物膨胀特性试验装置，旨在解决现有高聚物膨胀试验装置获得的参数比较单一的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供一种高聚物膨胀特性试验装置，所述高聚物膨胀特性试验装置包括中空的缸体和在所述缸体内滑动的移动组件；

所述移动组件包括丝杆和与所述丝杆两端分别连接的托盘与活塞，所述丝杆上还套设有具有预设间距的两个丝杆螺母；

所述缸体的上下表面均设置有对应的上封板、下封板，所述丝杆一端贯穿所述上封板且伸入至缸体内，所述两个丝杆螺母分别位于所述上封板的上下方，所述活塞位于所述缸体内且与所述缸体内腔表面贴合；

所述下封板贯通设置有注入孔，靠近所述下封板的缸体侧壁贯通设置有多个预留螺纹孔，各螺纹孔用于放置相应的传感器。

可选地，所述上封板、下封板通过至少三根固定杆连接。

可选地，各固定杆包括螺纹端和底座端，各螺纹端、底座端分别穿过对应上封板、下封板的预设区域。

可选地，所述缸体由至少两个气缸片组成，相邻的两个气缸片分别通过至少两个固定板与对应的固定螺栓、第一固定螺母连接。

可选地，所述上封板与各固定杆的螺纹端通过对应的第二固定螺母连接。

可选地，所述下封板表面设有用于放置缸体的安装槽，所述注入孔与所述安装槽连通。

可选地，所述注入孔内安装有注入阀。

可选地，所述缸体由两个气缸片组成，各固定板位于各气缸片边缘的1/3、2/3气缸片长度区域。

可选地，各预留螺纹孔内放置有对应的压力传感器与温度传感器。

可选地，所述缸体与移动组件均可拆卸，所述上封板、下封板与缸体之间可拆卸。

本实用新型提出的一种高聚物膨胀特性试验装置，所述高聚物膨胀特性试验装置包括中空的缸体和在所述缸体内滑动的移动组件；所述移动组件包括丝杆和与所述丝杆两端分别连接的托盘与活塞，所述丝杆上还套设有具有一定间距的两个丝杆螺母；所述缸体的上下表面均设置有对应的上封板、下封板，所述丝杆一端贯穿所述上封板且伸入至缸体内，所述两个丝杆螺母分别位于所述上封板的上下方，所述活塞位于所述缸体内且与所述缸体内腔表面贴合；所述下封板贯通设置有注入孔，靠近所述下封板的缸体侧壁贯通设置有多个预留螺纹孔，各螺纹孔用于放置相应的传感器。其中，所述装置各都可以拆卸、组装，并且缸体采用分离式，方便对缸体内部的高聚物进行清理，从而可以更好的进行下一次试验，同时在试验过程中可以获得高聚物反应的温度、膨胀力这些重要参数，既可以在恒定外压情况下测高聚物密度，也可以在固定体积情况下测高聚物膨胀力，进而实现了获取高聚物膨胀过程中的各类相关参数。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本实用新型一种高聚物膨胀特性试验装置的结构示意图；

图2为图1所示的可移动组件的细化结构示意图；

图3为图1所示的下封板的细化结构示意图；

图4为图1所述的上封板的细化结构示意图；

图5为图1所示的缸体的细化结构示意图；

图6为图1所示的压力传感器的细化结构示意图；

图7为图1所示的温度传感器的细化结构示意图；

图8为图1所示的固定杆的细化结构示意图；

图9为图1所示的注入阀的细化结构示意图；

图10为图1所示的传感器布置位置的细化结构示意图。

本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

附图标号说明：

具体实施方式

应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

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，本实用新型实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后......)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，在本实用新型中涉及“第一”、“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。

参见图1至图10，为本实用新型一种高聚物膨胀特性试验装置一实施例的结构示意图，其中，所述装置包括中空的缸体1和在所述缸体1内滑动的移动组件，一般地，所述缸体1由至少两个气缸片101组成，相邻的两个气缸片101分别通过至少两个固定板102与对应的固定螺栓103、第二固定螺母104连接；优选地，如图5所示，所述缸体1由两个气缸片101组成，各固定板102位于对应气缸片101边缘的1/3、2/3气缸片长度区域，且相邻的两个气缸片101通过固定螺栓103穿过对应固定板102的螺栓孔并通过对应的第一固定螺母104进行固定，可见，本装置中的缸体1是可拆卸的。

进一步地，如图2所示，所述移动组件包括丝杆3和与所述丝杆3两端分别可拆卸连接的托盘2与活塞4，优选地，所述丝杆3两端分别与托盘2、活塞4之间是螺纹连接；同时，所述丝杆3上还套设有具有一定间距的两个丝杆螺母301，并且所述两个丝杆螺母301的间距与位置是可调节的，进而所述丝杆3表面布设有与丝杆螺母301相匹配的螺纹，以及移动组件的各部件之间也是可拆卸的。

同时，如图1所示，所述缸体1的上下表面均设置有对应的上封板5、下封板6，所述丝杆3一端贯穿所述上封板5且伸入至缸体1内，所述两个丝杆螺母301分别位于所述上封板5的上下方，以及所述活塞4位于所述缸体1内且与所述缸体1内腔表面贴合，并且在实际应用中，需要固定体积情况下测缸体1内高聚物膨胀压力时需要安装丝杆螺母301来进行控制。以及如图5所示，所述上封板5设置有对应的丝杆预留孔501用于丝杆3穿过。

进一步地，如图3所示，所述下封板6贯通设置有注入孔602，靠近所述下封板6的缸体侧壁贯通设置有多个预留螺纹孔，各螺纹孔用于放置相应的传感器。一般地，注入孔602居中穿过下封板6。

进一步地，所述下封板6表面还设有用于放置缸体1的安装槽603，所述注入孔602与所述安装槽603连通。具体地，所述注入孔602内安装有注入阀8，一般地，所述注入孔602带有螺纹，进而所述注入阀8一端还设有与注入孔602相匹配的对应螺纹。

进一步地，如图9所示，注入阀8包括与注入孔602连接的螺纹段81和用于注入高聚物的注入口82，其中，中部采用六棱柱体，便于安装及拆卸注入阀8，注入阀8下部的注入口82设有凹槽，便于注浆枪注浆。

进一步地，如图1所示，所述上封板5、下封板6通过至少三根固定杆7连接，各固定杆7的两端分别穿过对应上封板5、下封板6的预设区域。具体地，如图3-4所示，所述上封板5、下封板6均设置有对应的多个第一预留孔502、第二预留孔601用于固定杆7穿过，进而固定杆7与上封板5、下封板6之间也是可拆卸的。优选地，上、下密闭板5、6各有三个对应位置的圆形预留孔，用于穿过固定杆7。

进一步地，如图8所示，各固定杆7包括螺纹端71和底座端72，其中所述底座端72的直径略大于底座端72中间部分的直径，具体地，固定杆7下部底座端72的预设长度的杆体半径大于下封板6对应预留孔半径，进而可以当作本装置的底座，以及固定杆上部螺纹端71预设长度的杆体外部具有螺纹，螺纹段半径小于上密板5对应预留孔半径，以便穿过预留孔，进而实现与第二固定螺母701共同作用固定装置。

进一步地，如图3所示，所述下封板6表面设有用于放置缸体1的安装槽603，所述注入孔602与所述安装槽603连通。优选地，在安装槽603上还可铺设有环形的橡胶11，其目的便于安装缸体1的同时可以保证气密性。

进一步地，如图10所示，各预留螺纹孔内放置有对应的压力传感器9与温度传感器10，通过将对应的传感器拧进缸体壁的预留螺纹孔中，线路由传感器尾部引出，并与外部其它仪器连接。

进一步地，为了更好的说明本装置的结构，选择缸体1由两片气缸片101组成，以及固定杆7选用3个为例，进一步说明在实际使用过程中各部件之间的安装与调节。

1、在恒定外压下测高聚物密度，具体操作步骤：

S1.1：首先将丝杆3穿过上封板5的第一预留孔502，因无需固定体积，不安装丝杆螺母301，并组装活塞4与加载托盘2，以及将两块气缸片101贴合，对齐固定板102上的螺栓孔，分别将固定螺栓103穿过固定板102，在另一侧用第一固定螺母104拧紧，固定杆7穿过下封板6对应的三个第二预留孔601，固定杆7下部的底座端72的直径稍大于第二预留孔601的直径，进而用作装置的底座，将缸体1放置于下封板6上，同时将上封板5穿过固定杆7上端的螺纹端71，拧紧第二固定螺母701，并安装对应的传感器元件，安装注入阀8，移动活塞4，检查装置密封性，活塞4推至最下部；

S1.2：在托盘2上放置固定质量的重物，在试验过程中不改变重物的质量，以模拟恒定外压的情况，注浆枪通过对准注入阀8下部的注入口82向缸内注入一定质量的浆液，浆液在反应过程中体积发生膨胀，活塞4发生移动，外部通过激光位移计获得托盘2的位移来计算内部高聚物体积的变化量，当下部浆液固结之后，拿走注浆枪，在整个过程中，利用温度传感器10获得温度数据，从而可以得到高聚物在恒定外压作用下的密度，通过温度传感器还可以获得反应过程中的温度数据及变化规律。

其中，ρ为高聚物密度，m为注入浆液质量，h为开始注浆后加载托盘上升距离，r为气缸内径。

试验结束后，拧掉第二固定螺母701，拿出活塞4，拧掉传感器原件，拧掉注入阀8，分离缸体1，清理缸体内部的高聚物，拆卸装置，并且把每一个组件进行清理。

2、固定体积情况下测高聚物膨胀压力具体包括以下步骤：

S1：首先将丝杆3穿过上封板5的第一预留孔502，需要固定体积，将两个丝杆螺母301分别由丝杆3上端、下端拧入丝杆，丝杆3上端拧进托盘2上下部螺纹孔，丝杆下部拧进活塞4上部螺纹孔，活塞4移动至指定位置，拧紧丝杆上的上封板5，并固定活塞4的位置，将两块气缸片101贴合，对齐固定板102上的螺栓孔，分别将固定螺栓103穿过固定板102，在另一侧用第一固定螺母104拧紧，固定杆7穿过下封板6对应的三个第二预留孔601，将缸体1放置于下封板6上，同时将上封板5穿过固定杆7上端的螺纹端71，拧紧第二固定螺母701，安装传感器9、10，安装注入阀8；

S2：打开传感器9、10，注浆枪通过对准注入阀8下部的注入口82向缸内注入浆液，待下部浆液固结之后，拿走注浆枪，高聚物在缸体内反应膨胀，压力传感器9感知到压力，外部收集压力数据，温度传感器10感知温度，外部收集温度数据，试验结束后，拧掉第二固定螺母701，拿出活塞4，拧掉传感器9、10，拧掉注入阀8，分离缸体1，对气缸片101及其它部件进行清理。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者系统不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者系统所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个......”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者系统中还存在另外的相同要素。上述本实用新型实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

以上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，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种高聚物膨胀特性试验装置，其特征在于，所述高聚物膨胀特性试验装置包括中空的缸体(1)和在所述缸体(1)内滑动的移动组件；

所述移动组件包括丝杆(3)和与所述丝杆(3)两端分别连接的托盘(2)与活塞(4)，所述丝杆(3)上还套设有具有预设间距的两个丝杆螺母(301)；

所述缸体(1)的上下表面均设置有对应的上封板(5)、下封板(6)，所述丝杆(3)一端贯穿所述上封板(5)且伸入至缸体(1)内，所述两个丝杆螺母(301)分别位于所述上封板(5)的上下方，所述活塞(4)位于所述缸体(1)内且与所述缸体(1)内腔表面贴合；

所述下封板(6)贯通设置有注入孔(602)，靠近所述下封板(6)的缸体侧壁贯通设置有多个预留螺纹孔，各螺纹孔用于放置相应的传感器。

2.根据权利要求1所述的高聚物膨胀特性试验装置，其特征在于，所述上封板(5)、下封板(6)通过至少三根固定杆(7)连接。

3.根据权利要求2所述的高聚物膨胀特性试验装置，其特征在于，各固定杆(7)包括螺纹端(71)和底座端(72)，各螺纹端(71)、底座端(72)分别穿过对应上封板(5)、下封板(6)的预设区域。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的高聚物膨胀特性试验装置，其特征在于，所述缸体(1)由至少两个气缸片(101)组成，相邻的两个气缸片(101)分别通过至少两个固定板(102)与对应的固定螺栓(103)、第一固定螺母(104)连接。

5.根据权利要求3所述的高聚物膨胀特性试验装置，其特征在于，所述上封板(5)与各固定杆(7)的螺纹端(71)通过对应的第二固定螺母(701)连接。

6.根据权利要求5所述的高聚物膨胀特性试验装置，其特征在于，所述下封板(6)表面设有用于放置缸体(1)的安装槽(603)，所述注入孔(602)与所述安装槽(603)连通。

7.根据权利要求5所述的高聚物膨胀特性试验装置，其特征在于，所述注入孔(602)内安装有注入阀(8)。

8.根据权利要求5所述的高聚物膨胀特性试验装置，其特征在于，所述缸体(1)由两个气缸片(101)组成，各固定板(102)位于对应气缸片(101)边缘的1/3、2/3气缸片长度区域。

9.根据权利要求5所述的高聚物膨胀特性试验装置，其特征在于，各预留螺纹孔内放置有对应的压力传感器(9)与温度传感器(10)。

10.根据权利要求6至9中任一项所述的高聚物膨胀特性试验装置，其特征在于，所述缸体(1)与移动组件均可拆卸，所述上封板(5)、下封板(6)与缸体(1)之间可拆卸。