[发明专利]一种高温三轴试验传压固体预装机构及方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种高温三轴试验传压固体预装机构及方法，尤其适用于高温高压的三轴试验。

背景技术

岩石力学的发展始终是伴随着试验机的发展而逐渐与材料力学独立，并发展、成长和成熟的。早期，岩石力学的试验完全采用普通材料试验机，之后，随着各种大型刚性试验机的研制成功进行了大量相关的试验研究，揭示了岩石、岩体的许多鲜为人知的特性，大大推动了岩石力学学科的发展，成为对国民经济中有重要影响的新兴学科。围压三轴试验机作为大型刚性试验机的一种，发挥了不可替代的作用，其试件尺寸大、功能多样化，但是其传压固体的预装过程却十分困难，尤其是在需要绝缘与隔热情况下。

发明内容

技术问题：本发明的目的是克服已有技术中的不足之处，提供一种结构简单、预装方便、绝缘与隔热效果好的高温三轴试验传压固体预装机构及方法。

技术方案：本发明高温三轴试验传压固体预装机构，它包括高温压力室、轴压头、 围压套、下压头、上压头，所述的高温压力室内部设有贯穿高温压力室的圆柱形空腔，高温压力室的底部位于圆柱形空腔下孔口处设有与圆柱形空腔动滑动配合的底缸压头，底缸压头行程可贯穿整个高温压力室；高温压力室的顶部位于高温压力室圆柱形空腔上孔口处设有与圆柱形空腔滑动配合的中空侧缸压头，中空侧缸压头的中空直径内间隙设有中心缸压头；所述的高温压力室下方侧面开有径向限位孔。

所述的中空侧缸压头由环形压头、4条肋片构成，环形压头的圆周上设有多个导槽；所述的中空侧缸压头的中空直径为220mm；所述的围压套侧壁上开有与高温压力室下方侧面径向限位孔直径相同的固定孔。

本发明的高温三轴试验传压固体预装方法，包括如下步骤：

a、将在底缸压头降至高温压力室圆柱形空腔下孔口处，在高温压力室内的空腔内壁上均匀涂抹高温润滑脂；

b、将底缸压头升至高温压力室圆柱形空腔上孔口下方20cm处，先向内装入围压套，在围压套内装入轴压头；

c、控制底缸压头下降，使轴压头上表面与高温压力室上表面平行，将下压头放在轴压头上，再次下降底缸压头，使下压头上表面与高温压力室的上表面平行，将试验样品放在下压头上，然后再次下降底缸压头，使试验样品的上表面与高温压力室的上表面平行，之后，在试验样品上安放上压头；

d、上升底缸压头，使实验样品全部露出高温压力室空腔外部；

e、下降中心缸压头，并通过肋片之间的间隙处观察中心缸压头的运动位置，当中心缸压头接近上压头时，改用缓慢下降中心缸压头，直至压紧固定试验样品，使其不晃动；

f、在试验样品外部包裹合金电阻片和绝缘隔热层；

g、先上升中心缸压头，再将底缸压头上升至高温压力室圆柱形空腔上孔口下方20cm处；

h、重复步骤e ；

i、在高温压力室空腔与围压套、轴压头、下压头、试验样品、上压头所围成的空间内多次填入叶腊石粉，每填入一次叶腊石粉通过侧压缸施加10MPa的压力，保压30分钟 ，直至所围成的空间内充满侧压固体；

j、使侧缸压头压住侧压固体，底缸压头、中心缸压头、侧压缸联动下行，使围压套、轴压头、下压头、试验样品、上压头及已经装好的侧压固体整体下降，让出预装空间，在高温压力室内壁上设置加隔热绝缘材料，重复步骤i ；

k、当侧压固体充填至实验样品下方2cm处时，将叶腊石粉换成食盐继续填装，预装过程中，当侧压固体充填至实验样品的下边缘、中部和上边缘时，分别设置一只铠装热电偶，直到充填超出实验样品上边缘2cm后，将食盐再换成叶腊石粉继续充填，直至充填到上压头的上边缘；

m、将底缸压头下降到使围压套上的固定孔与高温压力室上的限位孔对齐，用柱销从外部穿入限位孔和固定孔，使围压套固定，完成传压固体的安装。

有益效果：由于采用了上述技术方案，本发明有效地减小了人员劳动量，提高了传压固体预装速度，通过预装的传压固体致密、坚实，减小了可压缩量，大大提高了实验精度。其结构紧凑简单，易操作，预装方便、绝缘与隔热效果好，具有广泛的实用性。

附图说明

    图1是本发明侧压预装机构结构示意图；

    图2是本发明的侧压缸结构示意图；

图3是图2的A—A剖面结构图；

图4是本发明的围压套结构示意图。