[发明专利]一种高压环境中岩块掉样自动输出的新型压力室

说明书

技术领域：

本发明涉及一种高压环境中岩块掉样自动输出的新型压力室，属于岩土力学实验仪器制造技术领域。适用于在高压环境中对岩样进行压力试验时，需要及时自动输出脱落在压力室内的岩块掉样的情况。

背景技术：

三轴压缩试验是测定岩样强度的一种常用方法，可测得岩样轴向和径向形变。研究岩样的应力应变关系，得到岩样的本构关系。三轴压缩仪由压力室、轴向加荷系统、围压加载系统、孔隙水压力量测系统等组成。常规的三轴压缩仪是实验岩石力学领域最常见的设备之一。

岩石在进行物理、化学和力学性质的试验过程中，岩石的离散性是导致同一组样品里测得的数据出现离散性结果的主要原因之一，这给岩石试验带来很大的不便。针对这一问题，应尽可能对同一个岩块完成物理、化学和力学性质的测试，本发明设计的一种高压环境中岩块掉样自动输出的新型压力室，通过改进现有压力室的结构，可在对岩样进行压力试验过程中，及时自动输出岩块掉样，为跟踪测量同一岩块的物理、化学等性质提供试验条件，从而减少岩样测试过程中参数的离散性。

发明内容：

本发明设计的一种高压环境中岩块掉样自动输出的新型压力室，由同步升降系统、输出系统、合拢装置、外部框架和高性能计算系统组成。

A.同步升降系统

同步升降系统由加载装置、驱动装置、同步升降平台和压力室上腔体组成，如图2所示，加载装置、驱动装置与压力室上腔体分别上下固定于同步升降平台成为一整体，加载装置、同步升降平台、压力室上腔体为上下同轴心布置，如图3所示；其中，驱动装置包括电机、转向器和滑块，转向器改变电机的驱动方向，与滑块一起带动同步升降系统沿着框架立柱升降；压力室上腔体包括高强度透明玻璃桶和压力室上腔体下盖，上部与同步升降平台连接，压力室上腔体下盖内开有2个对称分布的水平板槽，槽内布置了2个半月形隔板，如图2、图4所示，半月形隔板上有探测器(图中未示出)用于感知其上的岩块掉样重量，探测器的数据通过传输与控制导线实时反馈至高性能计算机，由高性能计算机控制2个半月形隔板的活动，使半月形隔板上的岩块掉样分批自动掉落至压力室下腔体内。压力室上腔体内有注水孔、排水孔、压力传感器和气密性检查装置(图中未示出)，用于加载和卸载围压。

B.输出系统

如图2、图5所示，输出系统包括夹持柱、压力室下腔体和收集装置；其中，压力室下腔体内是底面为下斜面的圆柱桶状中空腔体，下斜面最低处有一出样口，岩块掉样可沿着下斜面自动滑落至出样口附近，下斜面上有探测器(图中未示出)用于感知其上的岩块掉样重量，压力室下腔体壁身的凸形滑槽内有一凸形挡板，凸形挡板的升降可实现出样口的打开和关闭；收集装置包括转盘、装样桶和环形导轨，转盘上可均匀放置12个装样桶，每完成一次岩块掉样收集，高性能计算机控制转盘沿着环形导轨顺时针旋转30°，自动更换装样桶继续下一次岩块掉样的收集。压力室下腔体内有注水孔、排水孔、压力传感器和气密性检查装置(图中未示出)，用于加载和卸载围压。

C.合拢装置

如图6所示，合拢装置由卡箍件和合拢承台组成，合拢承台上有4道呈90°分布的滑槽，其中有4个卡箍件，当压力室上腔体和压力室下腔体连接时，高性能计算机自动控制4个卡箍件咬合固定其连接。

本发明与现有的压力室相比较，有如下优点：

(1)采用同一块岩样，在高压条件下开展力学试验，并自动输出测试过程中岩块的掉样，同步跟踪测量岩块的物理、化学等性质，减少岩样测试过程中参数的离散性。

(2)方便在试验过程中压力室内岩块掉样的自动清理，避免岩块掉样在压力室内堆积，有利于保持压力室内的整洁，优化试验环境，保证精度。

附图说明：

图1为本发明的三维视图；

图2为本发明的I-I剖面图；

图3为本发明的同步升降系统三维视图；

图4为本发明的半月形隔板三维视图；

图5为本发明的输出系统三维视图；

图6为本发明的合拢装置三维视图；

图7为本发明的外部框架三维视图；

附图标记为：

A.同步升降系统：A1.加载装置，A2.驱动装置，A3.同步升降平台，A4.压力室上腔体。