[发明专利]一种便携式自密封岩石SHPB试验围压加压装置

说明书

技术领域

本发明涉及测量室内岩石力学动力学试验指标领域，特别是一种采用自密封原理使围压达到100MPa以上的围压装置，且岩样可以粘贴应变片，实时监测在动力荷载下变形特征。

背景技术

岩石室内围压下SHPB(霍普金森压杆试验)试验是研究岩石在围压下动力冲击的重要力学指标，随着深部资源的开采，急需研究围压下的岩石动力力学行为。目前国内的SHPB围压装置原理复杂，安装繁琐，且围压值偏小。

本发明基本原理是通过油泵将液压油压入缸体和合成橡胶皮套之间的空间内，通过对合成橡胶皮套加压从而对岩样提供均匀围压，缸体和合成橡胶皮套之间液压油自密封，并且皮套可以自由伸缩来适应岩样变形。此发明操作简便迅速，且成本方面经济，性能方面可靠。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种便携式自密封岩石SHPB试验围压加压装置。

该便携式自密封岩石SHPB试验围压加压装置由缸体、盖板、底座和双U型合成橡胶皮套四部分组成。缸体上设置有一个连接加压系统的进油口和排除舱体与合成橡胶皮套之间的空气的排气口；缸体两端有限制合成橡胶皮套外扩的盖板，盖板上有与橡胶皮套内径相等的同心圆孔；缸体内有双U型合成橡胶皮套，舱体的高度与橡胶皮套的高度一样；所述缸体、盖板、以及橡胶皮套形成一个自密封系统，能够稳定加压到100MPa以上围压。

便携式自密封岩石SHPB试验围压加压装置缸体(2)所用材料为经过调质后的45号钢，调质处理后的45号钢具有良好的综合机械性能。

便携式自密封岩石SHPB试验围压加压装置(2)上有一个与加压系统相连的进油口(3)，进油口是锥形螺纹与液压油管相连，采用锥形螺纹是为了缸体的密封性更好，耐压性更高。另一侧有一个排气口，排气口采用普通高强度螺栓加铜制垫片密封即可。

岩石SHPB试验围压加压装置的盖板(5)，与缸体(2)之间用螺纹连接，且盖板外表面加工成磨砂面，便于装卸。

本发明高压舱舱体、舱盖和双U型合成橡胶之间采用自密封原理，能够稳定加压到100MPa以上围压，并且能够在岩样上粘贴应变片，盖板(5)的直径比皮套(6)的直径略大，以便于岩样(1)上的应变片导线引出，能够实时监测岩样在冲击荷载下变形特征。

所述合成橡胶皮套抗拉强度在30MPa以上，具有伸缩性好，容易制造等优点，且皮套外径大小与舱体内径大小一致。

所述舱体和舱盖舱体(2)和舱盖(5)采用螺纹旋转连接，便于拆卸。

所述舱体(2)上有一个进油口和排气口，加压初期先将排气口打开，待皮套和舱体之间充满液压油之后，排气口关闭。

所述舱体(7)反射杆和(8)入射杆大小尺寸依据霍普金森压杆试验仪器而定。

所述舱体(9)底座是支撑整个发明装置，具体尺寸高度依据霍普金森压杆试验仪器而定。

皮套所用的材料为合成橡胶，其抗拉强度超过30MPa，具有高强度，低蠕变等特征，一定的柔韧度，制造工艺简单等优点。

本发明装置将岩石试样置于双U型合成橡胶皮套内，缸体与皮套之间充满液压油，利用液压油的流动性，使压力能均匀作用在岩石试验上，施加径向方向的围压，操作简便迅速，设备轻便。

附图说明

图1为本发明便携式自密封岩石SHPB试验围压加压装置结构示意图；

图2为本发明便携式自密封岩石SHPB试验围压加压装置合成橡胶皮套设计图；

图3为本发明便携式自密封岩石SHPB试验围压加压装置缸体设计图。

其中：1岩石岩样；2-舱体；3进油口；4-排气口；5舱盖；6-合成橡胶皮套；7-反射杆；8-入射杆；9-底座

具体实施方式

为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。

本发明提供一种便携式自密封岩石SHPB试验围压加压装置由缸体、盖板、底座和合成橡胶皮套四部分组成。缸体上设置有一个连接加压系统的进油口和排除舱体与合成橡胶皮套之间的空气的排气口；缸体两端有限制合成橡胶皮套外扩的舱盖，盖板上有与橡胶皮套内径相等的同心圆孔；缸体内有双U型合成橡胶皮套，缸体的高度与合成橡胶皮套的高度一样；所述缸体、盖板、以及合成橡胶皮套形成一个自密封系统，通过与加压系统相连可达100MPa以上的围压。