[发明专利]一种岩土实验加热装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种试样加热装置，特别是涉及一直用于岩土实验室切削破碎试验的加热装置。

背景技术

在许多关系国家经济命脉和国家安全的重大建(如西气东输，高速铁路，城市地铁，矿山开采等在很多科学研究)中大量使用切削、凿岩、爆破等方式对岩石进行破碎，而实际切削破碎工况是复杂多变的，而高低热，乃至切削产生的热量就是这些复杂条件的一部分。随着作业深度不断增加，地热梯度以每100米3摄氏度的增加时，地层深处岩土本身温度必然是高于常温的，其力学特性与常温下差别很大。这时候就需要掌握岩石在不同温度下的力学特性，这些力学性能通常是通过一系列的不同温度下的切削破岩试验获得。

在现阶段一般的岩土切削破碎实验以及对岩土力学特性的研究或者是在常温下进行的，或者是小块岩土在加热炉内进行的，而前者不能获得温度对岩土力学特性的影响，后者则不能反映实际工况。本发明所要解决的技术问题是提供一种可自由移动加热大块岩土任意位置表面的岩土实验加热装置，使实验中能尽可能在接近实际工况的情况下研究岩土在不同温度下的力学特性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种岩土实验加热装置，该加热装置可自由移动以对大块岩土任意位置加热，同时加热功率可根据需要选择。

本发明主要是通过以下技术方案实现的，本发明主要由一顶板，一加热板，一隔热层，若干加热棒，四个手柄构成。其特征在于，隔热层由两层隔热棉组成，设置于加热板和顶板之间，用螺钉使三者稳固连接，确保加热棒产生的热量尽可能少的传递到顶板上，尽可能多的传递到加热板上，以充分利用能源；加热板上钻有在宽度方向上贯穿两侧的通孔，通孔直径等于电阻加热棒直径，通孔数量与电阻加热棒数量相等，加热棒插在加热板的通孔内，与孔壁紧密接触，以确保加热棒产生的热量较快的传递到加热板上，延长加热棒的使用寿命；通孔沿加热板长度方向均匀分布，使被加热岩土能够被均匀加热；可以根据被加热岩土温度的需要选择合适的加热功率，选择相应数量的加热棒连通电源。四个手柄焊接在顶板上，手柄上套有木质保护外圈，使加热装置可以自由移动，同时保证操作安全性。

本发明装置结构简单、使用方便、可重复多次使用，热传导效率高，节约能源，可加热温度范围较广，加热完直接通过手柄即可移开装置，能够对岩石进行加热从而模拟高温下岩石切削实验，从而得到不同温度下三向力变化，以及破岩状况的不同。

附图说明

图1为本发明示意图；

图2为图一中的加热板。

具体实施方案

如图1所示，本装置包括有加热板1、若干加热棒2、隔热层4、顶板5、手柄6、木制保护圈7；隔热层位于加热板与顶板之间，阻止热量传递给顶板，三者由螺钉连接，上述加热板上钻有在宽度方向贯穿两侧的的通孔，电阻加热棒插在加热板通孔内，手柄焊接于顶板上，手柄上套有木质保护外圈。如图2所示，加热板上开有沿宽度方向贯穿两侧的通孔，通孔直径与加热棒相等，通孔数量与最大功率时加热棒数量相等，加热板上通孔沿长度方向均匀分布。

具体工作过程是：

工作时，加热棒连接电源后，产生的热量经加热棒与加热板的紧密接触快速传递给加热板，并在加热板上较均匀分布，由于加热板直接置于岩石块之上，故可以直接进行热传递，加热棒数量n可根据加热预期所需总功率Q除以每根加热棒功率P获得，并可根据加热棒数量沿长度方向均匀排布；上板与加热板之间隔了一层隔热层，有效的阻止了加热板的热量导致上板升温，螺栓会被加热板传递热量之后再传给上板，再在上板上焊接四个手柄，手柄上套有木制保护圈，防止温升较高时温度烫手不方便一走。如需要加热岩石其他位置或者需要对被加热位置进行某些调整时，可提住手柄移动加热装置。