一种多功能固气耦合测试装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及一种多功能固气耦合测试装置，包括气压釜，气压釜前后两侧的开口内均设置有用于观察试样变化的法兰式透明视窗组件；气压釜上、下两端分别插接有上活塞和下压块；气压釜上部开设有活塞孔，上活塞从气压釜内部穿过活塞孔，上压板通过紧固件连接在上活塞顶部；下压块底部通过紧固件连接有下压板；气压釜左右两侧的厚壁上同轴开设有同轴信号转换口，同轴信号转换口内部设置有同轴信号转换器，同轴信号转换器两侧连接有带插头的同轴线缆，带插头的同轴线缆外部通过密封方形法兰固定密封；气压釜侧面厚壁上开设有抽气及注气孔。本实用新型专利技术丰富了监测手段，设置了双侧透明视窗和多功能信号转换装置，可与多种测量设备、观测设备配合使用。观测设备配合使用。观测设备配合使用。

【技术实现步骤摘要】
一种多功能固气耦合测试装置


[0001]本技术属于瓦斯灾害防治
，尤其涉及一种多功能固气耦合测试装置。

技术介绍

[0002]随着矿井开采深度的增加，高瓦斯煤层开采逐渐成为常态。因此研究煤与瓦斯的作用机理，对动力灾害预测与防治具有重要意义。煤岩力学特性实验是研究动力灾害发生机理的重要途径。中国专利(公开号：CN109187760A，公开日：2019年01月11日)公开了一种真三轴气固耦合煤样滞弹性各向异性探测装置，中国专利(公开号：CN112763329A，公开日：2021年05月07日)公开了一种气固耦合煤岩三轴力学损伤实时探测装置、系统及方法，这两种装置均可实现常规三轴应力及气体充填条件下煤岩试件受压全过程损伤度的实时测试，从而得出不同物理力学性质的煤样在不同瓦斯压力及不同三轴加载应力共同影响下不同层理方向上超声波衰减系数各向异性的特征，但以上专利技术均为三轴条件下的固气耦合装置。中国专利(公开号：CN101354356，公开日：2009年01月28日)公开了一种煤岩固气耦合细观力学加载装置，既可进行固气祸合环境下单轴力学试验，也可进行固气耦合环境下平面应变力学试验，但该装置试件尺寸的可选择性较少且只有单侧可观察透明视窗。

技术实现思路

[0003]针对现有技术存在的不足，本技术提供一种多功能固气耦合测试装置，能够在实验室深入研究煤岩体在不同瓦斯压力作用下的力学性质变化规律和变形破坏特征。本技术在满足固气耦合实验条件下，进一步丰富了监测手段，弥补了已有仪器在观测手段上的不足，设置了双侧透明视窗和同轴信号转换器，可与多种测量设备、观测设备配合使用，实现了压力仓内试件力学变化过程和能量积累过程的采集，同时外部能够通过高透明视窗对试件变形破坏过程进行实时观测与记录。
[0004]一种多功能固气耦合测试装置，包括气压釜，气压釜前后两侧的开口内均设置有用于观察试样的变化的法兰式透明视窗组件；气压釜上、下两端分别插接有上活塞和下压块，气压釜、气压釜前后两侧的法兰式视窗组件、上活塞、下压块形成压力仓；所述气压釜上部开设有活塞孔，上活塞从气压釜内部穿过活塞孔，上压板通过紧固件连接在上活塞顶部；下压块底部通过紧固件连接有下压板；所述气压釜左右两侧的厚壁上同轴开设有同轴信号转换口，与压力仓相通，同轴信号转换口内部设置有同轴信号转换器，同轴信号转换器两侧连接有带插头的同轴线缆，带插头的同轴线缆外部通过密封方形法兰固定密封；所述气压釜侧面厚壁上开设有抽气及注气孔，用于连接外部管路。
[0005]所述法兰式透明视窗组件包括密封法兰、透明视窗、受力法兰，密封法兰通过紧固件连接在气压釜的侧面，密封法兰上开有卡槽，透明视窗安装在密封法兰内部，透明视窗外侧通过受力法兰固定。
[0006]所述上活塞与气压釜之间设置密封圈。
[0007]所述密封法兰上设置有顶丝。
[0008]所述同轴信号转换器为自带密封圈的转换器。
[0009]所述密封法兰与压力仓间、密封法兰与受力法兰间、受力法兰与透明视窗间均设置有密封圈，保证装置的气密性。
[0010]所述气压釜、密封法兰、受力法兰均使用高强度不锈钢材料制作而成。
[0011]所述下压块、上活塞、上压板、下压板、密封方形法兰均使用40Cr高强合金材料。
[0012]所述透明视窗为至少承受15MPa高压的耐冲击透明材料制作而成，外形为圆形，通透度为90％。
[0013]本技术的有益效果是：采用本技术提供的测试装置可在实验室完成气体压力与轴向载荷对试件的耦合作用实验。
[0014]1、本装置前后两侧设置了采用耐高压耐冲击的高透明度材料制作的透明视窗，可多角度对内部试件进行观测；且前后两侧的透明视窗均可拆卸，增大了放置试件的操作空间。
[0015]2、本装置设置了同轴信号转换口，作为装置自配的信号输入及输出装置，带插头的同轴线缆可根据具体的实验条件进行配备，降低了实验数据采集的局限性。
[0016]3、本装置可根据实验需要连接声发射放大器及声发射数据采集仪器，可观察煤体破坏和能量积累的力学过程。
[0017]4、本装置安装拆卸简单、便于操作，装置采用高强度材料、安全性能高；该装置中的各连接处设有密封圈，具有良好的密封性。
附图说明
[0018]图1为本技术的外部结构示意图；
[0019]图2为本技术的主视图；
[0020]图3为本技术的主视结构剖视图；
[0021]图4为本技术的侧视图；
[0022]图5为本技术的侧视结构剖视图；
[0023]图6为本技术的俯视结构剖视图；
[0024]其中，
[0025]1‑
气压釜，2
‑
密封法兰，3
‑
透明视窗，4
‑
受力法兰，5
‑
下压块，6
‑
上活塞，7
‑
试件，8
‑
上压板，9
‑
下压板，10
‑
内六角螺栓，13
‑
密封方形法兰，14
‑
同轴信号转换口，15
‑
带插头的同轴线缆，16
‑
压力仓，17
‑
抽气及注气孔，18
‑
顶丝。
具体实施方式
[0026]为了更好的解释本技术，以便于理解，下面结合附图，通过具体实施方式，对本技术的技术方案和效果作详细描述。
[0027]实施例1
[0028]如图1所示，一种多功能固气耦合测试装置，包括气压釜1，气压釜1前后两侧的开口内均设置有法兰式透明视窗组件，用于观察试样的变化情况；如图2
‑
6所示，所述气压釜1上、下两端分别插接有上活塞6和下压块5，用于分别从上下两端夹持试件7；气压釜1、气压
釜1前后两侧的法兰式视窗组件、上活塞6、下压块5形成压力仓；所述气压釜1上部开设有活塞孔，上活塞6从气压釜1内部穿过活塞孔，上压板通过紧固件连接在上活塞6顶部，压力机通过上压板与上活塞6施加力于试件7上；下压块5底部通过紧固件连接有下压板，下压块5和下压板为该测试装置的底座。所述气压釜1左右两侧的厚壁上同轴开设有同轴信号转换口，与压力仓相通，同轴信号转换口内部设置有同轴信号转换器作为多功能信号转换装置，同轴信号转换器两侧连接有带插头的同轴线缆，带插头的同轴线缆外部通过密封方形法兰固定密封；带插头的同轴线缆的使用根据实验所需进行更换，内外两侧分别用于连接内部探头和外部仪器，将压力仓内的信号传输到压力仓外部，以便实时监测试件7变化特征。所述气压釜1侧面厚壁上开设有抽气及注气孔，具有良好的密封性，用于连接外部管路即外部注气增压管路和抽气管路，外部注气增压管路和抽气管路上连接有压力传感器和气体阀门，可对压力仓进行抽真空处理。
[0029]所述上活塞6与气压釜1之间设置密封圈。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多功能固气耦合测试装置，其特征在于：包括气压釜，气压釜前后两侧的开口内均设置有用于观察试样的变化的法兰式透明视窗组件；气压釜上、下两端分别插接有上活塞和下压块，气压釜、气压釜前后两侧的法兰式视窗组件、上活塞、下压块形成压力仓；所述气压釜上部开设有活塞孔，上活塞从气压釜内部穿过活塞孔，上压板通过紧固件连接在上活塞顶部；下压块底部通过紧固件连接有下压板；所述气压釜左右两侧的厚壁上同轴开设有同轴信号转换口，与压力仓相通，同轴信号转换口内部设置有同轴信号转换器，同轴信号转换器两侧连接有带插头的同轴线缆，带插头的同轴线缆外部通过密封方形法兰固定密封；所述气压釜侧面厚壁上开设有抽气及注气孔，用于连接外部管路。2.根据权利要求1所述的一种多功能固气耦合测试装置，其特征在于：所述法兰式透明视窗组件包括密封法兰、透明视窗、受力法兰，密封法兰通过紧固件连接在气压釜的侧面，密封法兰上开有卡槽，透明视窗安装在密封法兰内部，透明视窗外侧通过受力法兰固定。3.根据权利要求2所...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈蓥，王志文，朱志洁，张兆举，贾丰硕，宋卫华，韩军，霍丙杰，
申请(专利权)人：辽宁工程技术大学，
类型：新型
国别省市：