[发明专利]自清洁式岩石冻融自动化试验装置

说明书

本发明公开了一种自清洁式岩石冻融自动化试验装置，包括设置有冻融试验箱、制冷系统、加热系统和控制系统的箱体，箱内设置有温度传感器，制冷系统的冷风出口位于冻融试验箱上方，加热系统包括位于冻融试验箱下方设置有第一加热器的储水箱，设置在储水箱和冻融试验箱之间的进出水管路上分别对应连通有注水泵和排水泵，冻融试验箱的底部设置有自清洁过水装置。本发明结构简单，使用方便，箱体内的冻结‑融化实验条件采用自动化控制，减少了人为误差；升温和降温迅速，大大降低了实验能耗，提高了实验精确度；同时，设置了自清洁式过水装置，可以提高热水水质洁净度，防止水泵堵塞和损坏，提高设备使用寿命。

技术领域

本发明涉及岩土测试设备技术领域，尤其是涉及一种自清洁式岩石冻融自动化试验装置。

背景技术

岩石冻融试验主要用于判定岩石性能，通常是将岩石试件置于模拟外界环境的“冻结-融化”温度循环变化模式下，在试验结束后通过测试试件质量损失率、单轴抗压强度、冻融系数等评定岩石性能。冻融实验的具体步骤为：将装有试件的铁皮容器在-20±2℃下冻结，持续四个小时后，然后取出铁皮容器，向铁皮容器内注水浸没试件，水温保持在20±2℃，持续融解四个小时为一个冻融循环；每进行一个循环，检查试件有无掉块、裂缝，观察其破坏过程，上述循环次数不低于20次，严寒地区不应少于25次。早期实验采用独立的冷冻设备和融化设备，试件需要在上述设备间反复搬运，不仅费时费力，而且不易精确控制冷冻和加热时间，严重影响实验结果的准确性。目前出现了一种冻融一体化试验箱，将试件置于其中，不需要再来回搬运，然而试验箱升温、降温耗时较长（升温耗时40分钟左右，降温耗时长达几小时），且由于融化过程使用的热水中存在大量杂物和杂质，通过水泵抽排加热水时，易引起泵路堵塞，甚至损坏泵体。

发明内容

本发明提供一种自清洁式岩石冻融自动化试验装置，目的在于解决现有一体化试验箱温度转变耗时较长、能耗较大和抽排水泵容易堵塞的问题。

为实现上述目的，本发明可采取下述技术方案：

本发明所述的自清洁式岩石冻融自动化试验装置，包括箱体，所述箱体内设置有冻融试验箱、制冷系统、加热系统和控制系统，所述冻融试验箱内设置有温度传感器，所述制冷系统的冷风出口位于冻融试验箱上方，所述加热系统包括位于冻融试验箱下方的储水箱，所述储水箱内设置有第一加热器，设置在储水箱和冻融试验箱之间的进出水管路上分别对应连通有注水泵和排水泵，所述冻融试验箱的底部设置有自清洁过水装置，所述自清洁装置过水的壳体内腔通过竖向分隔板分为污水腔和净水腔，所述污水腔的底板低于净水腔的底板，污水腔的进口与冻融试验箱相连通，净水腔通过开设在竖向分隔板下部的过水孔与污水腔相连通，所述过水孔最低点以下的污水腔区域形成杂物收纳盒，过水孔最高点以下的净水腔区域内填充有过滤介质，靠近所述过滤介质以上的净水腔与所述排水泵的进水管相连通。

为了减缓污水区进口水流速对底部沉淀杂物的冲击，避免杂物上翻堵塞过水孔，将所述竖向分隔板位于污水腔进口处，且进口位置处沿水流向倾斜设置。

为了精确控制冻融试验箱的温度变化，所述温度传感器包括岩石试件温度传感器、冻融试验箱空间温度传感器和冻融试验箱箱壁温度传感器。

为了便于控制液位，所述储水箱内设置有第一液位传感器。

为了便于加热和控制液位，所述冻融试验箱内设置有第二加热器和第二液位传感器。

本发明提供的自清洁式岩石冻融自动化试验装置，结构简单，使用方便，箱体内的冻结-融化实验条件采用自动化控制，减少了人为误差；升温和降温迅速，大大降低了实验能耗，提高了实验精确度；同时，设置了自清洁式过水装置，可以提高热水水质洁净度，防止水泵堵塞和损坏，提高设备使用寿命。

附图说明

图1是本发明的外观结构示意图。

图2是图1的内部结构示意图。

图3是图2中自清洁过水装置的结构示意图。