本发明专利技术公开了一种气体保压分离式霍普金森压杆围压装置，包括金属外壳，所述金属外壳的内部设置有腔体，且两侧分别设置有贯穿的通孔；橡胶套筒，设置在所述金属外壳内，用于放置待测试的煤块试样；霍普金森压杆，包括分别穿过两侧通孔和所述橡胶套筒用于与待测试的煤块的两侧抵接的入射杆和透射杆。本发明专利技术通过设置围压组件，通过将液压油注入腔体内，能够作用于橡胶套筒上对试样形成围压效应，并通过设置的金属管能够将油压与气压隔开，充入的气体进入橡胶套筒内能够被煤块试样逐渐吸附并且可以实现稳定保压的效果，从而能够方便实验的进行。进行。进行。
【技术实现步骤摘要】
一种气体保压分离式霍普金森压杆围压装置及其使用方法
[0001]本专利技术涉及煤岩材料的动态力学行为的冲击加载试验
，具体涉及一种气体保压分离式霍普金森压杆围压装置及其使用方法。
技术介绍
[0002]伴随着煤矿开采深度的增加，煤矿冲击地压和煤与瓦斯突出灾害危险越来越大，已严重威胁我国煤矿安全高效生产。因此，研究并掌握复杂应力状态下含瓦斯煤的动态力学特性对深部煤炭资源的安全、高效开采有着十分重要的意义。复杂应力状态下煤岩体动态力学性能也越来越引起众多学者的重视，霍普金森压杆试验装置是目前研究不同应变率作用下煤岩材料动态力学性能的重要实验装置。然而，煤岩体赋存环境复杂多样可简化为三向受力状态，因此人们提出了一系列专用于煤岩材料三向应力状态下的冲击加载装置。此外，煤体作为一种特殊岩石是典型的多孔介质，非均质性和各向异性表现的更为明显，原始的煤体中瓦斯则以吸附的形态赋存于煤体孔隙中，并不同程度的影响煤体的渗透性和冲击倾向性。因此，研究含瓦斯煤体在围压作用下的动态力学行为是非常必要的。目前以霍普金森压杆实验中实现围压和试件气体吸附的实验装置得到了创新性的应用，但实际实验情况下气体保压稳定性一直无法得到有效改善。如何克服上述缺陷，实现同时围压效应和煤样气体吸附保压稳定性是我们亟需解决的问题。
[0003]针对现有技术的技术的局限和不足，本专利技术专利提出了一种气体保压分离式霍普金森压杆围压装置，结构简单可靠、密封性较好，能同时解决霍普金森压杆实验试样受到围压效应的同时可以吸附气体并且达到稳定保压的效果。
技术实现思路
[0004]本专利技术的目的是解决上述的不足，提供一种能够改善气体密封系统的密封性，实验围压效应和煤体吸附气体保持稳定性的气体保压分离式霍普金森压杆围压装置及其使用方法。
[0005]为了解决上述技术问题，本专利技术采用如下技术方案：一种气体保压分离式霍普金森压杆围压装置，包括：
[0006]金属外壳，所述金属外壳的内部设置有腔体，且两侧分别设置有贯穿的通孔；
[0007]橡胶套筒，设置在所述金属外壳内，用于放置待测试的煤块试样；
[0008]霍普金森压杆，包括分别穿过两侧通孔和所述橡胶套筒用于与待测试的煤块的两侧抵接的入射杆和透射杆；
[0009]围压组件，设置在所述金属外壳上，用于对所述腔体内注入液压油；
[0010]气压组件，包括一端设置在所述橡胶套筒上的金属管和与所述金属管连接的用于通过所述金属管对位于所述橡胶套筒内的待测试的煤块试样进行充气的充气机构。
[0011]进一步的，所述橡胶套筒上设置有凹槽，所述金属管的一端与所述凹槽连接。
[0012]进一步的，所述充气机构包括设置在所述金属外壳上的与所述金属管的另一端连
接的进气口、与所述进气口连接的进气管和用于通过所述进气管经进气口和金属管对待测试的煤块试样进行充气的气瓶。
[0013]进一步的，所述进气管上设置有进气阀门、泄压阀门和用于对压力进行测试的气压压力表。
[0014]进一步的，所述围压组件包括设置在所述金属外壳上的进液口和与所述进液口相连的用于注入液压油的输液管。
[0015]进一步的，所述橡胶套筒上设置有压力传感器，所述金属外壳上设置有通过导线与所述压力传感器连接的围压压力表。
[0016]进一步的，所述金属外壳的两侧分别设置有密封件，所述密封件包括法兰和用于将所述法兰固定在所述金属外壳上的紧固螺栓。
[0017]进一步的，所述法兰的内部设置有密封垫圈。
[0018]进一步的，还包括设置在所述金属外壳底部的支撑组件，所述支撑组件包括底板和多个均匀分布设置在所述底板上的支柱，所述金属外壳设置在所述支柱上。
[0019]一种气体保压分离式霍普金森压杆围压装置的使用方法，包括如下步骤：
[0020]S1、将两个断面涂抹耦合剂的待测试的煤块试样经通孔放置橡胶套筒内；
[0021]S2、向内推动位于两侧的霍普金森压杆的入射杆和透射杆各自穿过密封件进入金属外壳内部的橡胶套筒中，且入射杆与透射杆分别与待测试的煤块试样的两个断面紧密贴合，之后对入射杆和透射杆的位置进行固定；
[0022]S3、向输液管内注入液压油，液压油通过进液口进入腔体内部，当围压压力表上油压示数为实验设定参数时，停止注入液压油，此时围压加载完毕；
[0023]S4、打开气瓶和进气阀门，经进气管、进气口和金属管对待测试的煤块试样进行充气，当气体压力表上气压示数为实验设定参数时，停止充气，关闭气瓶和进气阀门；
[0024]S5、静置48小时候，观察气压压力表上参数无变化时，开始霍普金森压杆冲击实验；
[0025]S6、在冲击实验结束后，打开泄压阀门释放气体，之后卸载液压油的围压，取出煤块试样。
[0026]进一步的，所述耦合剂为凡士林或硅脂。
[0027]对比现有技术，本专利技术具有如下的有益效果：
[0028]1、本专利技术通过设置围压组件，通过将液压油注入腔体内，能够作用于橡胶套筒上对试样形成围压效应，并通过设置的金属管能够将油压与气压隔开，充入的气体进入橡胶套筒内能够被煤块试样逐渐吸附并且可以实现稳定保压的效果，从而能够方便实验的进行；
[0029]2、本专利技术方法密封过程易于操作，装卸简单，保证了密封有效性从而提高了实验的成功率，通过在实验过程中先施加围压，围压挤压橡胶套筒使其仅仅包裹住入射杆、透射杆和煤块试样，保证位置固定，并通过充入气体，使得煤块试样处于保压状态，最终在进行冲击荷载实验时能够避免橡胶套筒被击破，延长装置使用寿命。
附图说明
[0030]构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示
意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：
[0031]图1为本专利技术一实施例的主视剖视结构示意图。
[0032]图2为本专利技术一实施例的立体图。
[0033]图3为本专利技术一实施例的密封件的侧视结构示意图。
[0034]图4为图1中A部分的放大示意图。
[0035]图中：1、金属外壳；11、腔体；12、通孔；2、橡胶套筒；3、煤块试样；4、霍普金森压杆；41、入射杆；42、透射杆；5、围压组件；6、气压组件；61、金属管；62、充气机构；21、凹槽；621、进气口；622、进气管；623、气瓶；624、进气阀门；625、泄压阀门；626、气压压力表；51、进液口；52、输液管；53、压力传感器；54、导线；55、围压压力表；13、密封件；131、法兰；132、紧固螺栓；133、密封垫圈；7、支撑组件；71、底板；72、支柱。
具体实施方式
[0036]下面将结合本专利技术实施例，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。基于本专利技术中的实施例，本领域普本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种气体保压分离式霍普金森压杆围压装置，其特征在于：包括：金属外壳(1)，所述金属外壳(1)的内部设置有腔体(11)，且两侧分别设置有贯穿的通孔(12)；橡胶套筒(2)，设置在所述金属外壳(1)内，用于放置待测试的煤块试样(3)；霍普金森压杆(4)，包括分别穿过两侧通孔(12)和所述橡胶套筒(2)用于与待测试的煤块的两侧抵接的入射杆(41)和透射杆(42)；围压组件(5)，设置在所述金属外壳(1)上，用于对所述腔体(11)内注入液压油；气压组件(6)，包括一端设置在所述橡胶套筒(2)上的金属管(61)和与所述金属管(61)连接的用于通过所述金属管(61)对位于所述橡胶套筒(2)内的待测试的煤块试样(3)进行充气的充气机构(62)。2.如权利要求1所述的气体保压分离式霍普金森压杆围压装置，其特征在于：所述橡胶套筒(2)上设置有凹槽(21)，所述金属管(61)的一端与所述凹槽(21)连接。3.如权利要求1或2所述的气体保压分离式霍普金森压杆围压装置，其特征在于：所述充气机构(62)包括设置在所述金属外壳(1)上的与所述金属管(61)的另一端连接的进气口(621)、与所述进气口(621)连接的进气管(622)和用于通过所述进气管(622)经进气口(621)和金属管(61)对待测试的煤块试样(3)进行充气的气瓶(623)。4.如权利要求3所述的气体保压分离式霍普金森压杆围压装置，其特征在于：所述进气管(622)上设置有进气阀门(624)、泄压阀门(625)和用于对压力进行测试的气压压力表(626)。5.如权利要求1或2所述的气体保压分离式霍普金森压杆围压装置，其特征在于：所述围压组件(5)包括设置在所述金属外壳(1)上的进液口(51)和与所述进液口(51)相连的用于注入液压油的输液管(52)。6.如权利要求5所述的气体保压分离式霍普金森压杆围压装置，其特征在于：所述橡胶套筒(2)上设置有压力传感器(53)，所述金属外壳(1)上设置有通过导线(54)与所述压力传感器(53)连接的围压压力...
【专利技术属性】
技术研发人员：郜欣，薛生，李炜煜，韩一丹，刘广成，
申请(专利权)人：安徽理工大学，
类型：发明
国别省市：
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