[发明专利]一种面向长方体边界高压密封需求的自动注胶装置及方法

权利要求书

1.一种面向长方体边界高压密封需求的自动注胶装置，其特征在于：包括盒体、盒盖、密封压板、注射式胶筒及注胶与抽真空控制系统；所述盒体采用敞口矩形结构，在盒体的底板中部开设有注胶孔，在注胶孔的外端密封连接有注胶接头；所述盒体内部用于放置试样压块组合体；在所述盒体的四面侧壁板上均开设有压块锁紧工装孔，每个压块锁紧工装孔内均配装有拉环式密封塞；所述盒体的其中一组相邻侧壁板作为试样压块组合体的基准限位板，与基准限位板正对的另一组相邻侧壁板作为试样压块组合体的压紧定位板，且在压紧定位板上开设有压紧定位孔，每个压紧定位孔内均配置有密封式压紧定位螺栓；所述密封压板位于试样压块组合体的正上方且位于盒体内部，密封压板与盒体底板之间连接有压板紧固螺栓，在密封压板的中部开设有排胶孔；所述盒盖位于密封压板正上方且密封扣合在盒体敞口处，在盒盖与盒体敞口之间设置有硅胶密封垫，在盒盖与盒体敞口之间连接有盒盖紧固螺栓；在所述排胶孔正上方的盒体上设置有透明观察窗，在透明观察窗侧方的盒体上开设有真空抽气孔和真空抽气备用孔，在真空抽气孔内配置有真空抽气接头，在真空抽气备用孔内配置有沉头柱塞；在所述盒体底板上表面铺设有第一聚四氟乙烯薄膜，在所述密封压板下表面贴覆有第二聚四氟乙烯薄膜；所述注胶与抽真空控制系统包括气源、气动三联件、真空发生器、双作用气缸、两位两通控制阀及三位四通控制阀；所述气动三联件的进气端与气源相连通，气动三联件的出气端分两路输出，一路通过两位两通控制阀与真空发生器的驱动端相连通，另一路通过三位四通控制阀与双作用气缸相连通；所述真空发生器的抽气端与盒盖上的真空抽气接头相连通；所述三位四通控制阀的A气口与气动三联件的出气端相连通，三位四通控制阀的B气口外接消声器，三位四通控制阀的T气口与双作用气缸的无杆腔相连通，三位四通控制阀的P气口与双作用气缸的有杆腔相连通；所述注射式胶筒内充填有密封胶，注射式胶筒的活塞端与双作用气缸的活塞杆同轴固连，注射式胶筒的排胶口通过管路与盒体底板上的注胶接头相连通；所述气动三联件用于对气源进行过滤水分、调节压力及添加油雾。

2.一种面向长方体边界高压密封需求的自动注胶方法，采用了权利要求1所述的面向长方体边界高压密封需求的自动注胶装置，其特征在于包括如下步骤：

步骤一：在空置的盒体底板上表面涂抹一层凡士林，然后将第一聚四氟乙烯薄膜铺设到盒体底板上表面，并且在与注胶孔正对的第一聚四氟乙烯薄膜上开设有预留孔，第一聚四氟乙烯薄膜铺设时要保证其上预留孔与注胶孔同心分布；

步骤二：在盒体内部组装岩石试样与金属压块；先准备两个调整垫块，调整垫块的厚度等于岩石试样与金属压块厚度差值的一半，将调整垫块粘贴到岩石试样的一个设定暴露面上且均匀分布，在调整垫块处于朝下状态时将岩石试样放置在盒体底板上，而四块金属压块以首尾相连方式将岩石试样夹持在中间，同时在每个金属压块的阶梯槽内插入一根密封档条；

步骤三：旋拧密封式压紧定位螺栓，通过密封式压紧定位螺栓推动金属压块，用以调整金属压块和岩石试样的位置，直到满足压块紧固螺栓的安装条件，之后通过压块锁紧工装孔将压块紧固螺栓送入盒体内，并由压块紧固螺栓对金属压块进行松连接，然后依次旋紧四根压块紧固螺栓以完成金属压块的紧连接，此时构成了试样压块组合体；最后通过旋紧密封式压紧定位螺栓将试样压块组合体顶紧在盒体上作为基准限位板的侧壁板内表面，之后利用拉环式密封塞封堵住压块锁紧工装孔；

步骤四：在密封压板下表面涂抹一层凡士林，然后将第二聚四氟乙烯薄膜贴装在密封压板下表面，并且在与排胶孔正对的第二聚四氟乙烯薄膜上开设有预留孔，第二聚四氟乙烯薄膜贴装时要保证其上预留孔与排胶孔同心分布；在第二聚四氟乙烯薄膜处于朝下状态时将密封压板放置到试样压块组合体上，然后在密封压板与盒体底板之间连接上压板紧固螺栓，最后通过旋紧压板紧固螺栓完成密封压板对试样压块组合体的压紧；

步骤五：将盒盖扣合在盒体敞口上方，保证硅胶密封垫准确夹持在盒盖与盒体敞口之间，然后在盒盖与盒体敞口之间连接上盒盖紧固螺栓，最后通过旋紧盒盖紧固螺栓完成盒盖与盒体敞口的密封连接；

步骤六：通过管路将盒盖上的真空抽气接头与真空发生器的抽气端连接在一起，同时通过管路将盒体底板上的注胶接头与注射式胶筒的排胶口连接在一起；

步骤七：开启气源，然后开启两位两通控制阀，使气源与真空发生器之间的气路导通，真空发生器在气源的驱动下开始工作，在真空抽气作用下使盒体内部形成真空负压；

步骤八：开启三位四通控制阀，使气源与双作用气缸无杆腔之间的气路导通，在气源的驱动下，双作用气缸的活塞杆伸出，进而驱动注射式胶筒的活塞端移动，用以推挤注射式胶筒内部的密封胶进行排胶，而排出的密封胶会在推挤压力以及真空负压的双重作用下通过注胶接头进入盒体内，密封胶会首先充满岩石试样下表面与盒体底板之间的间隙，之后会沿着由密封档条与阶梯槽围成的竖直通道继续上升，直到进入岩石试样上表面与密封压板之间的间隙；

步骤九：通过透明观察窗实时查看密封压板上排胶孔的排胶情况，当有密封胶从排胶孔中溢出后，说明岩石试样上表面与密封压板之间的间隙也被充满，此时关闭两位两通控制阀，使气源与真空发生器之间的气路断开，抽真空作业结束；同时控制三位四通控制阀换位，使气源与双作用气缸有杆腔之间的气路导通，在气源的驱动下，双作用气缸的活塞杆回缩，注射式胶筒的排胶作业结束；

步骤十：当密封胶固化后，先拆除盒盖紧固螺栓，然后取下盒盖，再拆除压板紧固螺栓，然后取下密封压板，之后松开密封式压紧定位螺栓，以解除试样压块组合体的限位，最后将涂胶完成后的试样压块组合体从盒体内取出。