[其他]巖土三軸試驗(yàn)圍壓力、反壓力裝置

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 87206481
• 申請(qǐng)日: 1987-04-15
• 公開（公告）號(hào): CN87206481U
• 公開（公告）日: 1988-05-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 黃煒;張彭壽;朱愛華;卞又新;陳東民
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 水利電力部南京自動(dòng)化研究所
• 主分類號(hào): G01N3/10
• 分類號(hào): G01N3/10;G01L1/02
• 代理公司: 江蘇省專利服務(wù)中心
• 代理人: 牛莉莉

本實(shí)用新型是一種巖土三軸試驗(yàn)圍壓力、反壓力裝置，特別是圍壓力穩(wěn)定、反壓力自動(dòng)跟蹤圍壓力的裝置，屬于土工三軸儀中應(yīng)用液壓加壓的裝置。

對(duì)巖土試樣進(jìn)行三軸試驗(yàn)，先要對(duì)試樣進(jìn)行反壓力飽和，在這個(gè)過程中，要求反壓力始終小于圍壓力。然后，在對(duì)試樣施加試驗(yàn)所需的圍壓力時(shí)，要求圍壓力、反壓力保持穩(wěn)定。目前三軸儀中常用的加壓裝置有：水銀加壓、空氣調(diào)壓閥加壓、油壓泵加壓、電動(dòng)調(diào)壓筒－壓力傳感器電路控制加壓等。水銀加壓裝置產(chǎn)生壓力低，常發(fā)生試驗(yàn)人員汞中毒。空氣調(diào)壓閥裝置耗氣大，空氣壓縮機(jī)工作噪聲大，國(guó)內(nèi)研制的高壓力空氣調(diào)壓閥裝置，最大壓力2.5MPa（1MPa≈10公斤力／（厘米）²），在使用中發(fā)現(xiàn)，如果裝置的出口壓力高于試驗(yàn)所需壓力，則不能將其調(diào)回到試驗(yàn)壓力，因此不適用于三軸試驗(yàn)。油壓泵裝置雖然產(chǎn)生壓力高且可調(diào)，但構(gòu)造復(fù)雜，輸出壓力有抖動(dòng)現(xiàn)象。英國(guó)GEOSESTEM公司生產(chǎn)的與三軸儀主機(jī)配套的電動(dòng)調(diào)壓筒——壓力傳感器電路控制加壓裝置，由于壓力傳感器受溫度影響很大，輸出壓力的穩(wěn)定性仍不理想。還需要說明一點(diǎn)，對(duì)試樣進(jìn)行反壓力飽和時(shí)，要求反壓力跟蹤圍壓力，如果采用微機(jī)系統(tǒng)控制，可以實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)，但是這樣的裝置構(gòu)造很復(fù)雜，造價(jià)很高。

本實(shí)用新型的任務(wù)是給出一種應(yīng)用液壓加壓、不采用微機(jī)控制、構(gòu)造比較簡(jiǎn)單的三軸試驗(yàn)圍壓力、反壓力裝置，根據(jù)試驗(yàn)需要，圍壓力足夠高并且可作大幅度調(diào)整，在對(duì)試樣進(jìn)行反壓力飽和過程中，反壓力能自動(dòng)跟蹤圍壓力、始終小于圍壓力一個(gè)固定值，當(dāng)需要施加一定的圍壓力時(shí)，圍壓力、反壓力均能保持穩(wěn)定。

本實(shí)用新型的關(guān)鍵在于選取理想的壓力源、調(diào)壓裝置和實(shí)現(xiàn)反壓力自動(dòng)跟蹤的裝置。

本實(shí)用新型由壓力室、油水交換器、圍壓力系統(tǒng)和反壓力系統(tǒng)組成，壓力系統(tǒng)除包括壓力源和調(diào)壓裝置外，還包括控制電路、油壓輸出管路、閥門等，所產(chǎn)生的圍壓力和反壓力經(jīng)過各自的油水交換器，將油壓轉(zhuǎn)換為水壓，作用于壓力室內(nèi)的試樣，其特征是圍壓力系統(tǒng)以砝碼壓力計(jì)作為壓力源，以電動(dòng)調(diào)壓筒調(diào)節(jié)壓力，反壓力系統(tǒng)包括電動(dòng)調(diào)壓筒和壓力傳感器，在圍壓力、反壓力兩系統(tǒng)的油壓輸出管路之間連接一個(gè)壓差傳感器，經(jīng)過相應(yīng)的電路控制，實(shí)現(xiàn)反壓力自動(dòng)跟蹤圍壓力。

下面參照附圖并結(jié)合一個(gè)實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)描述。

圖1為本實(shí)用新型構(gòu)成示意圖。

圖2為圍壓力系統(tǒng)電路框圖。

圖3為反壓力系統(tǒng)及反壓力自動(dòng)跟蹤圍壓力電路框圖。

如圖1所示，圍壓力系統(tǒng)包括砝碼壓力計(jì)（26）和電動(dòng)調(diào)壓筒（27），反壓力系統(tǒng)包括電動(dòng)調(diào)壓筒（31）和壓力傳感器（24）。砝碼壓力計(jì)（26）和電動(dòng)調(diào)壓筒（27）之間油壓管路（通過閥門）是連通的，電動(dòng)調(diào)壓筒（31）和壓力傳感器（24）之間油壓管路（通過閥門）也是連通的。產(chǎn)生的圍壓力由油壓管路經(jīng)油水交換器（28）進(jìn)入壓力室（30），作用在包裹巖土試樣（20）的乳膠膜（21）上，而反壓力則由油壓管路經(jīng)油水交換器（29）進(jìn)入壓力室，作用在巖土試樣內(nèi)。設(shè)置了三個(gè)標(biāo)準(zhǔn)壓力表（12、13、14）來測(cè)試實(shí)際施加的圍壓力、反壓力值。表（13）與表（14）量程相同，表（12）量程大。

下面描述圍壓力系統(tǒng)的具體設(shè)計(jì)。在砝碼壓力計(jì)的砝碼框架（7）上掛砝碼（8），就產(chǎn)生一定的圍壓力。砝碼壓力計(jì)活塞（5）上連接一觸桿（2），觸桿隨活塞升降分別與上、中、下三只微動(dòng)開關(guān)（1）碰觸，通過繼電器控制電動(dòng)調(diào)壓筒（27）的驅(qū)動(dòng)電機(jī)（11）正、反運(yùn)轉(zhuǎn)或停止，得到穩(wěn)定的圍壓力。圍壓力系統(tǒng)微動(dòng)開關(guān)閉環(huán)控制電路框圖如圖2所示。為了減小圍壓力的誤差，采取以下三個(gè)措施：a、由電機(jī)（4）通過圓柱直齒輪付（3）帶動(dòng)砝碼壓力計(jì)活塞（5）以一定速度（例如20～30轉(zhuǎn)／分鐘）旋轉(zhuǎn)，使活塞與活塞套（6）之間為動(dòng)摩擦。整個(gè)試驗(yàn)過程中，電機(jī)（4）一直運(yùn)轉(zhuǎn)，以減小活塞運(yùn)動(dòng)的摩擦力。b、選用碰觸力小于20克的微動(dòng)開關(guān)（1）。c、設(shè)置平衡塊（9），用以克服活塞（5）和砝碼框架（7）的自重，使圍壓力起始值為零。