一种相似模拟材料快速成型装置及应用方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种相似模拟材料快速成型装置。所述一种相似模拟材料快速成型装置，包括材料注入机构、抽取管道、均匀混合机构、混合材料流通管道、智能供压机构、智能压缩成型机构，本发明专利技术主要是材料注入机构中的材料在抽取管道提供负压作用下，按照预定的比例进入到均匀混合机构中，材料经过均匀混合后在抽取管道提供负压作用下进入智能压缩成型机构，最终使得预定比例的材料快速成型。整个制作的过程操作简单，重复性强，制作精度高，同时大大地减少人力物力，提高了材料成型的效率。

【技术实现步骤摘要】
一种相似模拟材料快速成型装置及应用方法
本专利技术涉及矿山上覆岩层实验领域，尤其涉及一种相似模拟材料快速成型装置及应用方法。
技术介绍
采场煤层开采后，上覆岩层随着工作面的推进在与采场垂直的方向会形成跨落带，裂隙带和弯曲下沉带，准确地划分“三带”位置对采煤可行性研究与覆岩离层充填技术有着至关重要的意义。然而矿山现场环境复杂，实验难度大，目前在相似原理基础上，应用相似模拟实验研究煤层开采后上覆岩层的破断和跨落规律已经非常普遍。现阶段相似模拟材料在实验室制作周期长，人力物力投入过大，效率低下，针对此问题，本专利技术设计出一种相似模拟材料快速成型装置，该装置使得相似材料快速成型，不但满足实验的要求，重复性强，提高制作的精度，而且大大地减少制作周期，提高了制作的效率。
技术实现思路
本专利技术实施例的目的在于提出一种相似模拟材料快速成型装置，本专利技术主要是材料注入机构中的材料在抽取管道提供负压作用下，按照预定的比例进入到均匀混合机构中，材料经过均匀混合后在抽取管道提供负压作用下进入智能压缩成型机构，最终使得预定比例的材料快速成型。整个制作的过程操作简单，重复性强，制作精度高，同时大大地减少人力物力，提高了材料成型的效率。为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种相似模拟材料快速成型装置，其特征在于：所述一种相似模拟材料快速成型装置装置包括：材料注入机构，包括粗骨料储层、细骨料储层、水储层、粗骨料注入孔、细骨料注入孔、水注入孔，所述粗骨料储层与细骨料储层上下方位进行连接，所述细骨料储层与水储层上下方位进行连接，所述粗骨料注入孔置于粗骨料储层表面，所述细骨料注入孔置于粗骨料储层表面向下延伸至细骨料储层表面，所述水注入孔置于粗骨料储层表面向下延伸至水储层表面。抽取管道，包括材料流通主管道、粗骨料流通次管道、细骨料流通次管道、水流通次管道、粗骨料流量控制阀门、细骨料流量控制阀门、水流量控制阀门，所述粗骨料流量控制阀门置于粗骨料流通次管道中部，所述细骨料流量控制阀门置于细骨料流通次管道中部，所述水流量控制阀门置于水流通次管道中部，所述粗骨料流通次管道、细骨料流通次管道、水流通次管道与材料流通主管道相连接。均匀混合机构，包括混合器、搅拌器、搅拌器加固螺柱，所述搅拌器置于混合器内部，所述搅拌器通过搅拌加固螺柱和混合器相连接。混合材料流通管道，包括混合材料流通管道、混合材料流量控制阀门，所述混合材料流量控制阀门置于混合材料流通管道中部。智能供压机构，包括供压器、压力输出管道，所述供压器与压力输出管道相连，所述压力输出管道与材料流通主管道和混合器相连接。智能压缩成型机构，包括螺柱、螺母、伺压加载系统、注料孔、材料模具轨道、材料模具托轨、铰接结构、成型挡板、底座。所述伺压加载系统通过螺母与螺柱相连接，所述注料孔置于材料模具轨道与加载系统之间，所述材料模具轨道通过铰接结构与材料模具托轨相连接，所述成型挡板置于材料模具托轨与螺柱之间，所述底座置于压缩成型装置最底部。优选地，所述粗骨料储层下部分别置有粗骨料注入孔、细骨料注入孔、水注入孔。优选地，所述搅拌器置于混合器内部，且通过搅拌加固螺柱和混合器相连接。本专利技术还提出了一种相似模拟材料快速成型装置应用方法，应用上述装置，其包括如下实验步骤：a、根据所需要模拟的采场上覆岩层，确定不同岩层各个组分材料之间配比以及所需质量，将所需材料置于材料注入机构，根据实际需要确定材料注入机构、抽取管道、均匀混合机构、智能供压机构、智能压缩成型机构等的尺寸和管道长度；b、根据各零部件空间位置进行有顺序的组装，将粗骨料储层置于细骨料储层上方；将细骨料储层置于水储层上方；粗骨料流通次管道与粗骨料储层左侧相连接；细骨料流通次管道与细骨料储层左侧相连接；水流通次管道与水储层左侧相连接；粗骨料流通次管道、细骨料流通次管道、水流通次管道与材料流通主管道相连接；材料流通主管道、与混合器底部相连接；混合材料流通管道与混合器左侧相连接；混合材料流通管道、材料流通主管道与压力输出管道相连接；混合材料流通管道与注料孔相连接；伺压加载系统通过螺母与螺柱相连接；材料模具轨道通过铰接结构与材料模具托轨相连接；成型挡板置于材料模具托轨与螺柱之间；底座置于压缩成型装置最底部；c、检查各部件的连接及工作情况，确保其正常工作后，将预先准备制作成型的相似模拟材料置于材料注入机构内，开启系统中各个装置，进行材料压缩成型操作；d、通过智能供压机构和均匀混合机构，使得粗骨料均匀地通过粗骨料流通次管道、细骨料均匀地通过细骨料流通次管道、水均匀地通过水流通次管道最终到达材料流通主管道；材料经过搅拌器均匀地到达混合材料流通管道；混合材料进去到注料孔再到达材料模具轨道在材料模具托轨上进行压缩成型；e、材料进入材料模具轨道后，控制伺压加载系统，对混合材料进行加压制作不同高度层位的上覆岩层和煤层，制作完成后按相反顺序拆卸转置，并妥善保存；f、制作下一种材质的人工岩芯时重复步骤a-e。与现有相似模拟材料成型方法相比，本专利技术具有如下优点：本专利技术述及的一种相似模拟材料快速成型装置，本专利技术主要是材料注入机构中的材料在抽取管道提供负压作用下，流量控制阀门可以确定各种材料的比例，按照预定的比例进入到均匀混合机构中，材料经过均匀混合后在抽取管道提供负压作用下进入智能压缩成型机构，最终使得预定比例的材料快速成型。整个制作的过程操作简单，重复性强，制作精度高，同时大大地减少人力物力，提高了材料成型的效率。附图说明图1为本专利技术的工作状态图；图2为本专利技术的材料注入机构图；图3为本专利技术的抽取管道图；图4为本专利技术的均匀混合机构图；图5为本专利技术的混合材料流通管道图图6为本专利技术的智能供压机构图；图7为本专利技术的智能压缩成型机构图；图8为本专利技术的智能压缩成型机构A-A剖面图。图中：1-粗骨料储层；2-细骨料储层；3-水储层；4-粗骨料注入孔；5-细骨料注入孔；6-水注入孔；7-材料流通主管道；8-粗骨料流通次管道；9-细骨料流通次管道；10-水流通次管道，11-粗骨料流量控制阀门；12-细骨料流量控制阀门；13-水流量控制阀门；14-混合器；15-搅拌器；16-搅拌器加固螺柱；17-混合材料流通管道；18-混合材料流量控制阀门；19-供压器；20-压力输出管道；21-螺柱；22-螺母；23-伺压加载系统；24-注料孔；25-材料模具轨道；26-材料模具托轨；27-铰接结构；28-成型挡板；29-底座。具体实施方式结合图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7、图8所示，一种相似模拟材料快速成型装置，包括材料注入机构、抽取管道、均匀混合机构、智能供压机构、智能压缩成型机构。材料注入机构，所述粗骨料储层1与细骨料储层2上下方位进行连接，所述细骨料储层2与水储层3上下方位进行连接，所述粗骨料注入孔4置于粗骨料储层1表面，所述细骨料注入孔5置于粗骨料储层1表面向下延伸至细骨料储层2表面，所述水注入孔6置于粗骨料储层1表面向下延伸至水储层3表面。抽取管道，所述粗骨料流量控制阀门11置于粗骨料流通次管道8中部，所述细骨料流量控制阀门12置于细骨料流通次管道9中部，所述水流量控制阀门13置于水流通次管道10中部，所述粗骨料流通次管道8、细骨料流通次管道9、水流通次管道10与材料流通主管道7相连接。均匀混合机构本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种相似模拟材料快速成型装置，其特征在于：所述一种相似模拟材料快速成型装置主要包括：材料注入机构，包括粗骨料储层、细骨料储层、水储层、粗骨料注入孔、细骨料注入孔、水注入孔，所述粗骨料储层与细骨料储层上下方位进行连接，所述细骨料储层与水储层上下方位进行连接，所述粗骨料注入孔置于粗骨料储层表面，所述细骨料注入孔置于粗骨料储层表面向下延伸至细骨料储层表面，所述水注入孔置于粗骨料储层表面向下延伸至水储层表面。抽取管道，包括材料流通主管道、粗骨料流通次管道、细骨料流通次管道、水流通次管道、粗骨料流量控制阀门、细骨料流量控制阀门、水流量控制阀门，所述粗骨料流量控制阀门置于粗骨料流通次管道中部，所述细骨料流量控制阀门置于细骨料流通次管道中部，所述水流量控制阀门置于水流通次管道中部，所述粗骨料流通次管道、细骨料流通次管道、水流通次管道与材料流通主管道相连接。均匀混合机构，包括混合器、搅拌器、搅拌器加固螺柱，所述搅拌器置于混合器内部，所述搅拌器通过搅拌加固螺柱和混合器相连接。混合材料流通管道，包括混合材料流通管道、混合材料流量控制阀门，所述混合材料流量控制阀门置于混合材料流通管道中部。智能供压机构，包括供压器、压力输出管道，所述供压器与压力输出管道相连，所述压力输出管道与材料流通主管道和混合器相连接。智能压缩成型机构，包括螺柱、螺母、伺压加载系统、注料孔、材料模具轨道、材料模具托轨、铰接结构、成型挡板、底座。所述伺压加载系统通过螺母与螺柱相连接，所述注料孔置于材料模具轨道与加载系统之间，所述材料模具轨道通过铰接结构与材料模具托轨相连接，所述成型挡板置于材料模具托轨与螺柱之间，所述底座置于压缩成型装置最底部。...

【技术特征摘要】
1.一种相似模拟材料快速成型装置，其特征在于：所述一种相似模拟材料快速成型装置主要包括：材料注入机构，包括粗骨料储层、细骨料储层、水储层、粗骨料注入孔、细骨料注入孔、水注入孔，所述粗骨料储层与细骨料储层上下方位进行连接，所述细骨料储层与水储层上下方位进行连接，所述粗骨料注入孔置于粗骨料储层表面，所述细骨料注入孔置于粗骨料储层表面向下延伸至细骨料储层表面，所述水注入孔置于粗骨料储层表面向下延伸至水储层表面。抽取管道，包括材料流通主管道、粗骨料流通次管道、细骨料流通次管道、水流通次管道、粗骨料流量控制阀门、细骨料流量控制阀门、水流量控制阀门，所述粗骨料流量控制阀门置于粗骨料流通次管道中部，所述细骨料流量控制阀门置于细骨料流通次管道中部，所述水流量控制阀门置于水流通次管道中部，所述粗骨料流通次管道、细骨料流通次管道、水流通次管道与材料流通主管道相连接。均匀混合机构，包括混合器、搅拌器、搅拌器加固螺柱，所述搅拌器置于混合器内部，所述搅拌器通过搅拌加固螺柱和混合器相连接。混合材料流通管道，包括混合材料流通管道、混合材料流量控制阀门，所述混合材料流量控制阀门置于混合材料流通管道中部。智能供压机构，包括供压器、压力输出管道，所述供压器与压力输出管道相连，所述压力输出管道与材料流通主管道和混合器相连接。智能压缩成型机构，包括螺柱、螺母、伺压加载系统、注料孔、材料模具轨道、材料模具托轨、铰接结构、成型挡板、底座。所述伺压加载系统通过螺母与螺柱相连接，所述注料孔置于材料模具轨道与加载系统之间，所述材料模具轨道通过铰接结构与材料模具托轨相连接，所述成型挡板置于材料模具托轨与螺柱之间，所述底座置于压缩成型装置最底部。2.根据权利要求1所述的一种相似模拟材料快速成型装置，其特征在于：所述粗骨料储层下部分别置有粗骨料注入孔、细骨料注入孔、水注入孔。3.根据权利要求1所述的一种相似模拟材料快速成型装...

【专利技术属性】
技术研发人员：张通，曹宝，
申请(专利权)人：中国矿业大学北京，
类型：发明
国别省市：北京,11