間隙可調(diào)的巖石徑向裂隙水沙流滲透試驗裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種間隙可調(diào)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(shè)在缸筒本體內(nèi)的支柱和活塞，所述活塞和支柱均對應(yīng)缸筒本體的中軸設(shè)置；所述支撐架下部的固定座上設(shè)有兩根豎向的梯形絲杠，所述梯形絲杠的頂部設(shè)有上支撐板；所述活塞的頂部中心連接有調(diào)節(jié)桿，調(diào)節(jié)桿的頂端設(shè)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(diào)節(jié)裝置，可控間隙調(diào)節(jié)裝置包括渦輪蝸桿，主動齒輪和從動齒輪，渦輪蝸桿輸出軸的底端與軸承座旋轉(zhuǎn)連接，該裝置具有加載和控制精度方面的優(yōu)越性能，其結(jié)構(gòu)簡單，使用方便，效果好，具有廣泛實用性。
【專利說明】間隙可調(diào)的巖石徑向裂隙水沙流滲透試驗裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及間隙可調(diào)的巖石徑向裂隙水沙流滲透試驗裝置，尤其適用于巖石力學(xué)性質(zhì)的試驗。
【背景技術(shù)】
[0002]為了模擬巖石真實的力學(xué)性質(zhì)，采用巖石力學(xué)試驗系統(tǒng)，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(xué)試驗系統(tǒng)進行巖石裂隙水沙流滲透試驗，來擴充巖石力學(xué)試驗系統(tǒng)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(xué)試驗系統(tǒng)的含天然或人工制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(shù)和設(shè)備。
實用新型內(nèi)容
[0003]本實用新型的目的是提供一種結(jié)構(gòu)簡單、易操作、效果好的間隙可調(diào)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(xiàn)巖樣間隙精確調(diào)節(jié)，保證試驗的精確性。
[0004]本實用新型是解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:一種間隙可調(diào)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(shè)在缸筒本體內(nèi)用來放置巖樣的支柱和活塞，所述活塞和支柱均對應(yīng)缸筒本體的中軸設(shè)置；所述支撐架下部的固定座上設(shè)有兩根豎向的梯形絲杠，所述梯形絲杠的頂部設(shè)有能夠沿絲杠上下滑動的上支撐板；所述活塞的頂部中心連接有豎向調(diào)節(jié)桿，所述調(diào)節(jié)桿的頂端設(shè)有承壓板，承壓板上連接軸承座；該試驗裝置還包括能夠調(diào)節(jié)上巖樣和下巖樣之間間隙的可控間隙調(diào)節(jié)裝置，所述可控間隙調(diào)節(jié)裝置包括安裝在上支撐板上的渦輪蝸桿，與所述渦輪蝸桿的輸出軸固定連接的主動齒輪，與所述梯形絲杠分別旋轉(zhuǎn)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(zhuǎn)連接。
[0005]所述支柱安裝在底座上，所述活塞位于支柱上部，且活塞與缸筒本體內(nèi)壁之間由密封圈密封；所述活塞和支柱的相對面分別對應(yīng)設(shè)有巖樣嵌入槽，巖樣嵌入槽內(nèi)能夠嵌入固定巖樣；所述底座、支柱、活塞的中軸對應(yīng)設(shè)有進水管道，所述底座上還設(shè)有排水管道。
[0006]所述活塞的頂面設(shè)有凹槽，所述調(diào)節(jié)桿的底端設(shè)有能夠與凹槽吻合插接的插塊；所述調(diào)節(jié)桿由螺栓與活塞固定。
[0007]所述支柱與缸筒本體內(nèi)壁之間留有間隙。
[0008]所述缸筒本體和底座的邊緣分別對應(yīng)設(shè)有螺栓孔，并由螺栓固定連接，兩者的相接面設(shè)有密封圈。
[0009]所述固定座上設(shè)有壓板，所述壓板能夠壓住缸筒的邊緣并由螺栓及螺母壓緊，將缸筒與固定座固定。
[0010]所述支撐板由滑套與梯形絲杠連接。
[0011]所述從動齒輪的軸孔設(shè)有內(nèi)螺紋，與梯形絲杠螺紋連接。[0012]所述設(shè)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(diào)的巖石徑向裂隙水沙流滲透試驗裝置，適用于巖石力學(xué)性質(zhì)的試驗。采用渦輪蝸桿帶動主動齒輪轉(zhuǎn)動，從而帶動從動齒輪轉(zhuǎn)動，使從動齒輪沿梯形絲杠上下運動，即可調(diào)節(jié)活塞高度，進而實現(xiàn)巖樣間的間隙可調(diào)。利用巖石力學(xué)試驗系統(tǒng)在加載和控制精度方面的優(yōu)越性能，采用活塞使上下巖樣的節(jié)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(diào)整節(jié)理面的相對位置，使得節(jié)理面平行度達到理想狀態(tài)。裂隙面的平行度可自動調(diào)整、距離可人工調(diào)整；采用造價低廉的膠料實現(xiàn)巖樣的快速、可靠密封。其結(jié)構(gòu)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(jié)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(diào)的巖石徑向裂隙水沙流滲透試驗裝置的結(jié)構(gòu)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.梯形絲杠，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(diào)節(jié)桿，2-8.承壓板，2-9.軸承座，3.可控間隙調(diào)節(jié)裝置，3-1.渦輪蝸桿，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(diào)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(shè)在缸筒本體2-1內(nèi)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(yīng)缸筒本體2-1的中軸設(shè)置；所述支撐架I下部的固定座1-1上設(shè)有兩根豎向的梯形絲杠1-4，所述梯形絲杠1-4的頂部設(shè)有能夠沿絲杠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(diào)節(jié)桿2-7，所述調(diào)節(jié)桿2-7的頂端設(shè)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(diào)節(jié)上巖樣4-1和下巖樣4-2之間間隙的可控間隙調(diào)節(jié)裝置3，所述可控間隙調(diào)節(jié)裝置3包括安裝在上支撐板1-3上的渦輪蝸桿
3-1，與所述渦輪蝸桿3-1的輸出軸固定連接的主動齒輪3-2，與所述梯形絲杠1-4分別旋轉(zhuǎn)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位于支柱2_3上方，且活塞2_2與缸筒本體2-1內(nèi)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(yīng)設(shè)有巖樣嵌入槽，巖樣嵌入槽內(nèi)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(yīng)設(shè)有進水管道2-6，所述底座2-4上還設(shè)有排水管道2-5。
[0019]所述活塞2-2的頂面設(shè)有凹槽，所述調(diào)節(jié)桿2-7的底端設(shè)有能夠與凹槽吻合插接的插塊；所述調(diào)節(jié)桿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(nèi)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(yīng)設(shè)有螺栓孔，并由螺栓固定連接，兩者的相接面設(shè)有密封圈。
[0022]所述固定座1-1上設(shè)有壓板1-2，所述壓板1-2能夠壓住缸筒I的邊緣并由螺栓及螺母壓緊，將缸筒I與固定座1-1固定。
[0023]所述支撐板1-3由滑套與梯形絲杠1-4連接。
[0024]所述從動齒輪3-3的軸孔設(shè)有內(nèi)螺紋，與梯形絲杠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(jié)理)面上下截取上下兩塊圓板狀巖樣4,下巖樣4-2的中心處鉆有細孔,上巖樣16和下巖樣17都用密封膠料粘結(jié)在相應(yīng)的巖樣嵌入槽內(nèi)，粘結(jié)中注意巖樣的節(jié)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(yīng)進水管道2-6 ;將調(diào)節(jié)桿2-7和活塞2-2聯(lián)接在一起，放入缸筒本體2-1內(nèi)，并使渦輪蝸桿3-1的輸出軸與軸承座2-9連接，通過搖動手柄使渦輪蝸桿3-1帶動主動齒輪3-2轉(zhuǎn)動，從而帶動從動齒輪3-3沿絲杠上下移動，實現(xiàn)調(diào)節(jié)桿2-7帶動活塞2-2上下移動，從而精確調(diào)節(jié)上巖樣4-1和下巖樣4-2之間的間隙大??；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，并沿徑向流動，最后由排水管道2-5流出。在進行二相流滲透試驗時，改變兩塊巖樣4節(jié)理面之間的間隙，可以得到不同間隙下對應(yīng)的巖樣4滲透特性。
【權(quán)利要求】
1.一種間隙可調(diào)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(shè)在缸筒本體(2-1)內(nèi)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(yīng)缸筒本體(2-1)的中軸設(shè)置；其特征是，所述支撐架(I)下部的固定座(1-1)上設(shè)有兩根豎向的梯形絲杠(1-4)，所述梯形絲杠(1-4)的頂部設(shè)有能夠沿絲杠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(diào)節(jié)桿(2-7)，所述調(diào)節(jié)桿(2-7 )的頂端設(shè)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(diào)節(jié)上巖樣(4-1)和下巖樣(4-2)之間間隙的可控間隙調(diào)節(jié)裝置(3)，所述可控間隙調(diào)節(jié)裝置(3 )包括安裝在上支撐板(1-3 )上的渦輪蝸桿(3-1)，與所述渦輪蝸桿(3-1)的輸出軸固定連接的主動齒輪(3-2)，與所述梯形絲杠(1-4)分別旋轉(zhuǎn)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(jù)權(quán)利要求1所述一種間隙可調(diào)的巖石徑向裂隙水沙流滲透試驗裝置，其特征是，所述支柱(2-3 )安裝在底座(2-4 )上，所述活塞(2-2 )位于支柱(2-3 )上方，且活塞(2-2 )與缸筒本體(2-1)內(nèi)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(yīng)設(shè)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(yīng)設(shè)有進水管道(2-6)，所述底座(2-4 )上還設(shè)有排水管道(2-5 )。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述一種間隙可調(diào)的巖石徑向裂隙水沙流滲透試驗裝置，其特征是，所述活塞(2-2)的頂面設(shè)有凹槽，所述調(diào)節(jié)桿(2-7)的底端設(shè)有能夠與凹槽吻合插接的插塊；所述調(diào)節(jié)桿(2-7)由螺栓與活塞(2-2)固定。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述一種間隙可調(diào)的巖石徑向裂隙水沙流滲透試驗裝置，其特征是，所述支柱(2-3)與缸筒本體(2-1)內(nèi)壁之間留有間隙。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種間隙可調(diào)的巖石徑向裂隙水沙流滲透試驗裝置，其特征是，所述缸筒本體(2-1)和底座(2-4)的邊緣分別對應(yīng)設(shè)有螺栓孔，并由螺栓固定連接，兩者的相接面設(shè)有密封圈。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種間隙可調(diào)的巖石徑向裂隙水沙流滲透試驗裝置，其特征是，所述固定座(1-1)上設(shè)有壓板(1-2)，所述壓板(1-2)能夠壓住缸筒(I)的邊緣并由螺栓及螺母壓緊。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種間隙可調(diào)的巖石徑向裂隙水沙流滲透試驗裝置，其特征是，所述支撐板(1-3)由滑套與梯形絲杠(1-4)連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種間隙可調(diào)的巖石徑向裂隙水沙流滲透試驗裝置，其特征是，所述從動齒輪(3-3)的軸孔設(shè)有內(nèi)螺紋，與梯形絲杠(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(yōu)先權(quán)日:2013年11月25日
【發(fā)明者】張公一, 周牧, 王志飛, 劉玉, 蔣玉波 申請人:中國礦業(yè)大學(xué)