間隙可調的巖石徑向裂隙水沙流滲透試驗裝置製造方法

2023-12-10 06:53:42 2

間隙可調的巖石徑向裂隙水沙流滲透試驗裝置製造方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種間隙可調的巖石徑向裂隙水沙流滲透試驗裝置，包括支撐架以及安裝在支撐架上的缸筒；所述缸筒包括缸筒本體，與缸筒本體活動連接的底座，設在缸筒本體內的支柱和活塞，所述活塞和支柱均對應缸筒本體的中軸設置；所述支撐架下部的固定座上設有兩根豎向的梯形絲槓，所述梯形絲槓的頂部設有上支撐板；所述活塞的頂部中心連接有調節杆，調節杆的頂端設有承壓板，承壓板上連接軸承座；該試驗裝置還包括可控間隙調節裝置，可控間隙調節裝置包括渦輪蝸杆，主動齒輪和從動齒輪，渦輪蝸杆輸出軸的底端與軸承座旋轉連接，該裝置具有加載和控制精度方面的優越性能，其結構簡單，使用方便，效果好，具有廣泛實用性。
【專利說明】間隙可調的巖石徑向裂隙水沙流滲透試驗裝置
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及間隙可調的巖石徑向裂隙水沙流滲透試驗裝置，尤其適用於巖石力學性質的試驗。
【背景技術】
[0002]為了模擬巖石真實的力學性質，採用巖石力學試驗系統，配套使用巖石破壞過程滲透特性的試驗裝置，通過巖石力學試驗系統進行巖石裂隙水沙流滲透試驗，來擴充巖石力學試驗系統的功能。目前能夠進行的滲透試驗是:巖樣在徑向裂隙通過固液二相流(水沙混合)下的滲透試驗。巖石力學試驗系統的含天然或人工製作的裂隙的巖石滲流(無論是徑向滲流還是平行滲流)試驗尚無成熟的技術和設備。
實用新型內容
[0003]本實用新型的目的是提供一種結構簡單、易操作、效果好的間隙可調的巖石徑向裂隙水沙流滲透試驗裝置，以滿足裂隙的巖石滲流試驗需求，實現巖樣間隙精確調節，保證試驗的精確性。
[0004]本實用新型是解決其技術問題所採用的技術方案是:一種間隙可調的巖石徑向裂隙水沙流滲透試驗裝置，包括支撐架以及安裝在支撐架上的缸筒；所述缸筒包括缸筒本體，與缸筒本體活動連接的底座，設在缸筒本體內用來放置巖樣的支柱和活塞，所述活塞和支柱均對應缸筒本體的中軸設置；所述支撐架下部的固定座上設有兩根豎向的梯形絲槓，所述梯形絲槓的頂部設有能夠沿絲槓上下滑動的上支撐板；所述活塞的頂部中心連接有豎向調節杆，所述調節杆的頂端設有承壓板，承壓板上連接軸承座；該試驗裝置還包括能夠調節上巖樣和下巖樣之間間隙的可控間隙調節裝置，所述可控間隙調節裝置包括安裝在上支撐板上的渦輪蝸杆，與所述渦輪蝸杆的輸出軸固定連接的主動齒輪，與所述梯形絲槓分別旋轉連接且與主動齒輪減速嚙合連接的從動齒輪；所述輸出軸的底端與軸承座旋轉連接。
[0005]所述支柱安裝在底座上，所述活塞位於支柱上部，且活塞與缸筒本體內壁之間由密封圈密封；所述活塞和支柱的相對面分別對應設有巖樣嵌入槽，巖樣嵌入槽內能夠嵌入固定巖樣；所述底座、支柱、活塞的中軸對應設有進水管道，所述底座上還設有排水管道。
[0006]所述活塞的頂面設有凹槽，所述調節杆的底端設有能夠與凹槽吻合插接的插塊；所述調節杆由螺栓與活塞固定。
[0007]所述支柱與缸筒本體內壁之間留有間隙。
[0008]所述缸筒本體和底座的邊緣分別對應設有螺栓孔，並由螺栓固定連接，兩者的相接面設有密封圈。
[0009]所述固定座上設有壓板，所述壓板能夠壓住缸筒的邊緣並由螺栓及螺母壓緊，將缸筒與固定座固定。
[0010]所述支撐板由滑套與梯形絲槓連接。
[0011]所述從動齒輪的軸孔設有內螺紋，與梯形絲槓螺紋連接。[0012]所述設上巖樣和下巖樣的由密封膠料與所述巖樣嵌入槽連接。
[0013]本實用新型的有益效果是:一種間隙可調的巖石徑向裂隙水沙流滲透試驗裝置，適用於巖石力學性質的試驗。採用渦輪蝸杆帶動主動齒輪轉動，從而帶動從動齒輪轉動，使從動齒輪沿梯形絲槓上下運動，即可調節活塞高度，進而實現巖樣間的間隙可調。利用巖石力學試驗系統在加載和控制精度方面的優越性能，採用活塞使上下巖樣的節理面接近平行，控制活塞與缸筒之間有很小間隙，在水壓作用下，自動調整節理面的相對位置，使得節理面平行度達到理想狀態。裂隙面的平行度可自動調整、距離可人工調整；採用造價低廉的膠料實現巖樣的快速、可靠密封。其結構簡單，使用方便，效果好，具有廣泛實用性。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]下面結合附圖及實施例對本實用新型作進一步說明。
[0015]附圖1是間隙可調的巖石徑向裂隙水沙流滲透試驗裝置的結構圖。
[0016]圖中，1.支撐架，1-1.固定座，1-2.壓板，1-3.上支撐板，1_4.梯形絲槓，2.缸筒，
2-1.缸筒本體，2-2.活塞，2-3.支柱，2-4.底座，2-5.排水管道，2-6.進水管道，2-7.調節杆，2-8.承壓板，2-9.軸承座，3.可控間隙調節裝置，3-1.渦輪蝸杆，3-2.主動齒輪，3-3.從動齒輪，4.巖樣,4-1.上巖樣,4-2.下巖樣。
【具體實施方式】
[0017]在附圖中，一種間隙可調的巖石徑向裂隙水沙流滲透試驗裝置，包括支撐架I以及安裝在支撐架I上的缸筒2 ;所述缸筒2包括缸筒本體2-1，與缸筒本體2-1活動連接的底座2-4，設在缸筒本體2-1內用來放置巖樣4的支柱2-3和活塞2-2，所述活塞2_2和支柱2-3均對應缸筒本體2-1的中軸設置；所述支撐架I下部的固定座1-1上設有兩根豎向的梯形絲槓1-4，所述梯形絲槓1-4的頂部設有能夠沿絲槓上下移動的上支撐板1-3 ;所述活塞2-2的頂部中心連接有豎向調節杆2-7，所述調節杆2-7的頂端設有承壓板2-8，承壓板2-8上連接軸承座2-9 ;該試驗裝置還包括能夠調節上巖樣4-1和下巖樣4-2之間間隙的可控間隙調節裝置3，所述可控間隙調節裝置3包括安裝在上支撐板1-3上的渦輪蝸杆
3-1，與所述渦輪蝸杆3-1的輸出軸固定連接的主動齒輪3-2，與所述梯形絲槓1-4分別旋轉連接且與主動齒輪3-2減速嚙合連接的從動齒輪3-3 ;所述輸出軸的底端與軸承座2-9鍵連接。
[0018]所述支柱2-3安裝在底座2-4上，所述活塞2-2位於支柱2_3上方，且活塞2_2與缸筒本體2-1內壁之間由密封圈密封；所述活塞2-2和支柱2-3的相對面分別對應設有巖樣嵌入槽，巖樣嵌入槽內能夠嵌入固定巖樣4 ;所述底座2-4、支柱2-3、活塞2-2的中軸對應設有進水管道2-6，所述底座2-4上還設有排水管道2-5。
[0019]所述活塞2-2的頂面設有凹槽，所述調節杆2-7的底端設有能夠與凹槽吻合插接的插塊；所述調節杆2-7由螺栓與活塞2-2固定。
[0020]所述支柱2-3與缸筒本體2-1內壁之間留有間隙。
[0021]所述缸筒本體2-1和底座2-4的邊緣分別對應設有螺栓孔，並由螺栓固定連接，兩者的相接面設有密封圈。
[0022]所述固定座1-1上設有壓板1-2，所述壓板1-2能夠壓住缸筒I的邊緣並由螺栓及螺母壓緊，將缸筒I與固定座1-1固定。
[0023]所述支撐板1-3由滑套與梯形絲槓1-4連接。
[0024]所述從動齒輪3-3的軸孔設有內螺紋，與梯形絲槓1-4螺紋連接。
[0025]所述上巖樣4-1和下巖樣4-2的由密封膠料與所述巖樣嵌入槽連接。
[0026]本實用新型進行巖石徑向裂隙二相流滲透試驗時，在巖石的裂隙(節理)面上下截取上下兩塊圓板狀巖樣4,下巖樣4-2的中心處鑽有細孔,上巖樣16和下巖樣17都用密封膠料粘結在相應的巖樣嵌入槽內，粘結中注意巖樣的節理面分別與底座2-4、活塞2-2的軸線垂直，下巖樣4-2中心的細孔對應進水管道2-6 ;將調節杆2-7和活塞2-2聯接在一起，放入缸筒本體2-1內，並使渦輪蝸杆3-1的輸出軸與軸承座2-9連接，通過搖動手柄使渦輪蝸杆3-1帶動主動齒輪3-2轉動，從而帶動從動齒輪3-3沿絲槓上下移動，實現調節杆2-7帶動活塞2-2上下移動，從而精確調節上巖樣4-1和下巖樣4-2之間的間隙大小；水沙混合物由進水管道2-6進入上、下兩塊巖樣之間的裂隙，並沿徑向流動，最後由排水管道2-5流出。在進行二相流滲透試驗時，改變兩塊巖樣4節理面之間的間隙，可以得到不同間隙下對應的巖樣4滲透特性。
【權利要求】
1.一種間隙可調的巖石徑向裂隙水沙流滲透試驗裝置，包括支撐架(I)以及安裝在支撐架(I)上的缸筒(2);所述缸筒(2)包括缸筒本體(2-1)，與缸筒本體(2-1)活動連接的底座(2-4 )，設在缸筒本體(2-1)內用來放置巖樣(4 )的支柱(2-3 )和活塞(2-2 )，所述活塞(2-2)和支柱(2-3)均對應缸筒本體(2-1)的中軸設置；其特徵是，所述支撐架(I)下部的固定座(1-1)上設有兩根豎向的梯形絲槓(1-4)，所述梯形絲槓(1-4)的頂部設有能夠沿絲槓上下移動的上支撐板(1-3);所述活塞(2-2)的頂部中心連接有豎向調節杆(2-7)，所述調節杆(2-7 )的頂端設有承壓板(2-8 )，承壓板(2-8 )上連接軸承座(2-9 );該試驗裝置還包括能夠調節上巖樣(4-1)和下巖樣(4-2)之間間隙的可控間隙調節裝置(3)，所述可控間隙調節裝置(3 )包括安裝在上支撐板(1-3 )上的渦輪蝸杆(3-1)，與所述渦輪蝸杆(3-1)的輸出軸固定連接的主動齒輪(3-2)，與所述梯形絲槓(1-4)分別旋轉連接且與主動齒輪(3-2)減速嚙合連接的從動齒輪(3-3);所述輸出軸的底端與軸承座(2-9)鍵連接。
2.根據權利要求1所述一種間隙可調的巖石徑向裂隙水沙流滲透試驗裝置，其特徵是，所述支柱(2-3 )安裝在底座(2-4 )上，所述活塞(2-2 )位於支柱(2-3 )上方，且活塞(2-2 )與缸筒本體(2-1)內壁之間由密封圈密封；所述活塞(2-2)和支柱(2-3)的相對面分別對應設有巖樣嵌入槽；所述底座(2-4)、支柱(2-3)、活塞(2-2)的中軸對應設有進水管道(2-6)，所述底座(2-4 )上還設有排水管道(2-5 )。
3.根據權利要求1或2所述一種間隙可調的巖石徑向裂隙水沙流滲透試驗裝置，其特徵是，所述活塞(2-2)的頂面設有凹槽，所述調節杆(2-7)的底端設有能夠與凹槽吻合插接的插塊；所述調節杆(2-7)由螺栓與活塞(2-2)固定。
4.根據權利要求1或2所述一種間隙可調的巖石徑向裂隙水沙流滲透試驗裝置，其特徵是，所述支柱(2-3)與缸筒本體(2-1)內壁之間留有間隙。
5.根據權利要求1所述一種間隙可調的巖石徑向裂隙水沙流滲透試驗裝置，其特徵是，所述缸筒本體(2-1)和底座(2-4)的邊緣分別對應設有螺栓孔，並由螺栓固定連接，兩者的相接面設有密封圈。
6.根據權利要求1所述一種間隙可調的巖石徑向裂隙水沙流滲透試驗裝置，其特徵是，所述固定座(1-1)上設有壓板(1-2)，所述壓板(1-2)能夠壓住缸筒(I)的邊緣並由螺栓及螺母壓緊。
7.根據權利要求1所述一種間隙可調的巖石徑向裂隙水沙流滲透試驗裝置，其特徵是，所述支撐板(1-3)由滑套與梯形絲槓(1-4)連接。
8.根據權利要求1所述一種間隙可調的巖石徑向裂隙水沙流滲透試驗裝置，其特徵是，所述從動齒輪(3-3)的軸孔設有內螺紋，與梯形絲槓(1-4)螺紋連接。
【文檔編號】G01N15/08GK203572750SQ201320750439
【公開日】2014年4月30日 申請日期:2013年11月25日 優先權日:2013年11月25日
【發明者】張公一, 周牧, 王志飛, 劉玉, 蔣玉波 申請人:中國礦業大學