一种模拟注浆压力环境的实验装置和方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种模拟注浆压力环境的实验装置和方法，属于煤矿注浆室内试验领域；所述装置包括试件密封成型装置，进浆装置和封堵装置三部分。试件密封成型装置由钢铁件通过螺栓组合而成，侧方钢铁件与隔离钢铁件形成注浆空间，由螺栓螺母与钢铁件和橡胶密封垫配合形成密封环境。试件密封成型装置通过其右侧的接口与进浆装置的进浆阀相接，通过其上方的接口与封堵装置相接，进浆阀防治浆液倒流。工作时，由恒压泵提供带压浆液，由注浆装置注入浆液，待上方接口有稳定上升浆液后停止注浆，并封堵，卸下并清洗连接管，静置后，可选择拆卸或者往其他空间继续注浆试验。解决了目前室内注浆试验缺乏的压力环境问题。验缺乏的压力环境问题。验缺乏的压力环境问题。

【技术实现步骤摘要】
一种模拟注浆压力环境的实验装置和方法


[0001]本专利技术属于煤矿注浆实验室模拟试验领域，具体涉及一种模拟注浆压力环境的实验装置和方法。

技术介绍

[0002]注浆是一项工程活动，它利用机械设备，采取合理的注浆工艺，将合适的注浆材料注入工程对象，以达到填充，加固，堵水等目的。注浆试验一般分为现场试验和实验室试验，注浆实验室试验是在实验室条件下，检测材料性能，确定配比，选定注浆材料等，而进行的试验，可以做到对材料各项指标的全面了解，但实际工程应用效果如何，还需要现场试验验证。
[0003]对于注浆方面的科学研究而言， 想要获得合理的注浆参数就必须进行大量的试验。而现场试验与实验室试验获得的数据存在差异，其中一个原因是，现场的注浆环境是处在压力下的，而实验室的环境没有这种压力环境。因此，如果创造出这种压力环境，实验室获得的成果将可以更好地指导工程实际，并且实验室试验的成果将更加可靠。故需要研究一种室内模拟现场注浆压力环境的实验装置，来更好地进行实验室试验。

技术实现思路

[0004]为了克服现有技术的不足，本专利技术提出一种模拟注浆压力环境的实验装置和方法。
[0005]为了达到上述目的，本专利技术是通过如下技术方案实现的。
[0006]一种模拟注浆压力环境的实验装置，包括试件密封成型装置，进浆装置和封堵装置三部分。所述试件密封成型装置通过其侧接口与进浆装置相接，试件密封成型装置通过其顶接口与封堵装置相接；同时连接处设有环形密封圈。
[0007]所述试件密封成型装置由钢铁件通过螺栓组合而成。所述钢铁件包括四个侧方钢铁件与四个完全相同的隔离钢铁件；隔离钢铁件位于侧方钢铁件内部且垂直于侧方钢铁件。所述侧方钢铁件包括上侧钢铁件，下侧钢铁件，左侧钢铁件和右侧钢铁件四部分。所述上侧钢铁件有三个间隔相同的正方形定位突起和三个顶接口，所述顶接口设外螺纹，所述顶接口与正方形定位突起分别位于所述上侧钢铁件的两侧，并且有螺栓孔于正方形定位突起的中心处贯穿，此外所述上侧钢铁件两端还有两个螺栓孔。所述左侧钢铁件内侧设有有四个侧槽（U型槽），侧槽用于与侧橡胶密封垫和隔离钢铁件配合；在上下方与侧槽同侧设有端槽（L型槽），端槽与上侧钢铁件、下侧钢铁件和端橡胶密封垫相配合；此外所述左侧钢铁件两端还有两个螺栓孔。所述下侧钢铁件为一个倒U型结构，下侧钢铁件的上部有三个间隔相同的正方形定位突起，此外所述下侧钢铁件两端还有两个螺栓孔。所述右侧钢铁件有四个用于与侧橡胶密封垫和隔离钢铁件配合的侧槽，在上下方与侧槽同侧设有端槽，端槽与上侧钢铁件、下侧钢铁件和端橡胶密封垫相配合；右侧钢铁件两端还有两个螺栓孔。
[0008]在右侧钢铁件的外侧设有三个侧接口，每个侧接口连接一个由侧方钢铁件与隔离
钢铁件构成的注浆空间；所述侧接口设外螺纹；在四个侧方钢铁件的连接处设有橡胶密封垫，所述橡胶密封垫有侧橡胶密封垫和端橡胶密封垫两部分。侧槽与隔离钢铁件配合处设有侧橡胶密封垫；端槽与上侧钢铁件、下侧钢铁件配合处设有端橡胶密封垫；所述侧橡胶密封垫为与侧槽平面尺寸完全匹配的条状橡胶垫。所述端橡胶密封垫为与所述端槽和正方向定位突起平面尺寸完全匹配的中间有掏孔的橡胶垫。
[0009]所述进浆装置包括连接管和进浆阀两部分。所述连接管为特制钢管。所述连接管两端设有外螺纹，一端通过外螺纹与进浆阀连接，另一端通过外螺纹与恒压泵连接。所述进浆阀为单向阀，并且进浆阀的两端有内螺纹，进液一侧的内螺纹与连接管的外螺纹匹配，出液一侧的内螺纹与所述侧接口的外螺纹匹配。所述进浆装置与恒压泵相连以提供注浆压力，恒压泵的压力表侧出口与连接管相连，恒压泵的入口应通过管与盛放浆液的容器相连。
[0010]所述封堵装置为封口盖。所述封口盖应有与所述顶接口匹配的内螺纹。
[0011]进一步的，为更好地实现密封，所述侧方钢铁件上的各部分应与各自的部件保持一体，所述橡胶密封垫的厚度应超出所述端槽，所述侧槽的20%左右，最大不超出5mm。
[0012]进一步的，所述钢铁件的厚度应为10
‑
20mm。
[0013]进一步的，所述进浆阀为不锈钢阀门。
[0014]进一步的，所述螺栓孔在横、竖两方向上应错开一定距离，保证不会影响横、竖两个方向的螺栓插入。
[0015]进一步的，所述进浆装置的连接管内部、以及试件密封成型装置内与浆液直接接触的面上都应浸润或涂抹脱模剂。
[0016]本专利技术提供了一种模拟注浆压力环境的实验方法，包括下述步骤：第一步，连接管浸润脱模剂，将连接管、进浆阀连接，组成进浆装置，并加装环形密封圈将其与右侧钢铁件的侧接口连接；第二步，按左侧钢铁件、侧橡胶密封垫、隔离钢铁件、侧橡胶密封垫、右侧钢铁件组合，使用螺栓夹住但不锁紧；第三步，通过端橡胶密封垫以及下侧钢铁件的正方形定位突起相插接，并将下侧钢铁件上的螺栓安装好；内侧壁涂抹脱模剂；同时接口内侧也需要涂抹；第四步，将上侧钢铁件涂抹脱模剂后，将其通过端橡胶密封垫插接于第三步组装好的结构上，拧上螺母但不拧紧；第五步，将第四步组装好的整个装置的所有螺母拧紧，实现密封，密封完成后，将在装置内部形成三个由侧方钢铁件与隔离钢铁件构成的注浆空间；第六步，将恒压泵与连接管相连，开始工作，恒压泵从浆液的盛放容器吸浆，将带压浆液由恒压泵的出口推入进浆装置，由进浆装置注浆，当注入至上侧钢铁件的接口稳定出浆液时，加装环形密封圈，安装封堵装置，停止注浆，卸下连接管，并清洗连接管，静置一段时间后，选择继续往形成的另外两个注浆或者拆卸装置取件。
[0017]本专利技术的有益效果为：本专利技术对于现有的实验室试验技术而言，考察了压力因素，考虑到了工程实际中的真实压力环境对注浆的影响，使实验室试验结果更为可靠。
附图说明
[0018]图1是本专利技术装配成型示意图；图2是本专利技术的爆炸示意图；图3是本专利技术在侧槽处剖开所呈爆炸示意图；图4是侧橡胶密封垫示意图；图5是端橡胶密封垫示意图；图6是上侧钢铁件示意图；图7是左侧钢铁件示意图；图8是下侧钢铁件示意图；图9是右侧钢铁件示意图；图10是隔离钢铁件示意图；其中，1为隔离钢铁件、2为侧槽、3为端槽、4为螺栓孔、5为顶接口、6为正方形定位突起、7为侧橡胶密封垫、8为端橡胶密封垫、9为上侧钢铁件、10为左侧钢铁件、11为下侧钢铁件、12为右侧钢铁件、13为连接管、14为进浆阀、15为封口盖、16为螺栓、17为侧接口。
具体实施方式
[0019]为了使本专利技术所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，结合实施例和附图，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。下面结合实施例及附图详细说明本专利技术的技术方案，但保护范围不被此限制。
[0020]如图1—10所示，本专利技术提供了一种模拟注浆压力环境的实验装置，所述实验装置有试件密封成型装置，进浆装置和封堵装置三部分。所述试件密封成型装置通过其侧方的侧接口17与所述进浆装置相接。所述试件密封成型装置通过其上方的顶接口5与所述封本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种模拟注浆压力环境的实验装置，其特征在于：包括试件密封成型装置，进浆装置和封堵装置三部分；所述试件密封成型装置通过其侧接口与进浆装置相接，试件密封成型装置通过其顶接口与封堵装置相接；在连接处设有环形密封圈；所述试件密封成型装置由钢铁件通过螺栓组合而成，所述钢铁件包括四个侧方钢铁件与四个完全相同的隔离钢铁件；隔离钢铁件位于侧方钢铁件内部且垂直于侧方钢铁件；所述侧方钢铁件包括上侧钢铁件、下侧钢铁件、左侧钢铁件和右侧钢铁件四部分；所述上侧钢铁件有三个间隔相同的正方形定位突起和三个顶接口，所述顶接口设外螺纹，所述顶接口与正方形定位突起分别位于所述上侧钢铁件的两侧，并且有螺栓孔于正方形定位突起的中心处贯穿，此外所述上侧钢铁件两端还有两个螺栓孔；所述左侧钢铁件内侧设有四个U型侧槽，侧槽用于和隔离钢铁件配合；在左侧钢铁件的上、下方与侧槽同侧设有L型端槽，端槽与上侧钢铁件、下侧钢铁件相配合；左侧钢铁件两端设有两个螺栓孔；所述下侧钢铁件为一个倒U型结构，下侧钢铁件的上部有三个间隔相同的正方形定位突起，所述下侧钢铁件两端设有两个螺栓孔；所述右侧钢铁件有四个用于和隔离钢铁件配合的侧槽，在右侧钢铁件的上、下方与侧槽同侧设有端槽，端槽与上侧钢铁件、下侧钢铁件相配合；右侧钢铁件两端设有两个螺栓孔；在右侧钢铁件的外侧设有三个侧接口，每个侧接口连接一个由侧方钢铁件与隔离钢铁件构成的注浆空间；所述侧接口设外螺纹；所述进浆装置包括连接管和进浆阀两部分；所述封堵装置为封口盖，封口盖设有与顶接口匹配的内螺纹。2.根据权利要求1所述的模拟注浆压力环境的实验装置，其特征在于：在四个侧方钢铁件的连接处设有橡胶密封垫，橡胶密封垫包括侧橡胶密封垫和端橡胶密封垫；侧槽与隔离钢铁件配合处设有侧橡胶密封垫；端槽与上侧钢铁件、下侧钢铁件配合处设有端橡胶密封垫；所述侧橡胶密封垫为与侧槽平面尺寸完全匹配的条状橡胶垫，所述端橡胶密封垫为与端槽和正方向定位突起平面尺寸完全匹配的中间有掏孔的橡胶垫。3.根据权利要求1所述的模拟注浆压力环境的实验装置，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：王朋飞，张明璇，陈可夯，董志林，秦志国，张占阳，郑韩，孙中光，刘润，张磊，李绍良，曲越，
申请(专利权)人：太原理工大学，
类型：发明
国别省市：