[实用新型]一种多功能固气耦合测试装置

说明书

本实用新型涉及一种多功能固气耦合测试装置，包括气压釜，气压釜前后两侧的开口内均设置有用于观察试样变化的法兰式透明视窗组件；气压釜上、下两端分别插接有上活塞和下压块；气压釜上部开设有活塞孔，上活塞从气压釜内部穿过活塞孔，上压板通过紧固件连接在上活塞顶部；下压块底部通过紧固件连接有下压板；气压釜左右两侧的厚壁上同轴开设有同轴信号转换口，同轴信号转换口内部设置有同轴信号转换器，同轴信号转换器两侧连接有带插头的同轴线缆，带插头的同轴线缆外部通过密封方形法兰固定密封；气压釜侧面厚壁上开设有抽气及注气孔。本实用新型丰富了监测手段，设置了双侧透明视窗和多功能信号转换装置，可与多种测量设备、观测设备配合使用。

技术领域

本实用新型属于瓦斯灾害防治技术领域，尤其涉及一种多功能固气耦合测试装置。

背景技术

随着矿井开采深度的增加，高瓦斯煤层开采逐渐成为常态。因此研究煤与瓦斯的作用机理，对动力灾害预测与防治具有重要意义。煤岩力学特性实验是研究动力灾害发生机理的重要途径。中国专利(公开号：CN109187760A，公开日：2019年01月11日)公开了一种真三轴气固耦合煤样滞弹性各向异性探测装置，中国专利(公开号：CN112763329A，公开日：2021年05月07日)公开了一种气固耦合煤岩三轴力学损伤实时探测装置、系统及方法，这两种装置均可实现常规三轴应力及气体充填条件下煤岩试件受压全过程损伤度的实时测试，从而得出不同物理力学性质的煤样在不同瓦斯压力及不同三轴加载应力共同影响下不同层理方向上超声波衰减系数各向异性的特征，但以上发明均为三轴条件下的固气耦合装置。中国专利(公开号：CN101354356，公开日：2009年01月28日)公开了一种煤岩固气耦合细观力学加载装置，既可进行固气祸合环境下单轴力学试验，也可进行固气耦合环境下平面应变力学试验，但该装置试件尺寸的可选择性较少且只有单侧可观察透明视窗。

实用新型内容

针对现有技术存在的不足，本实用新型提供一种多功能固气耦合测试装置，能够在实验室深入研究煤岩体在不同瓦斯压力作用下的力学性质变化规律和变形破坏特征。本实用新型在满足固气耦合实验条件下，进一步丰富了监测手段，弥补了已有仪器在观测手段上的不足，设置了双侧透明视窗和同轴信号转换器，可与多种测量设备、观测设备配合使用，实现了压力仓内试件力学变化过程和能量积累过程的采集，同时外部能够通过高透明视窗对试件变形破坏过程进行实时观测与记录。

一种多功能固气耦合测试装置，包括气压釜，气压釜前后两侧的开口内均设置有用于观察试样的变化的法兰式透明视窗组件；气压釜上、下两端分别插接有上活塞和下压块，气压釜、气压釜前后两侧的法兰式视窗组件、上活塞、下压块形成压力仓；所述气压釜上部开设有活塞孔，上活塞从气压釜内部穿过活塞孔，上压板通过紧固件连接在上活塞顶部；下压块底部通过紧固件连接有下压板；所述气压釜左右两侧的厚壁上同轴开设有同轴信号转换口，与压力仓相通，同轴信号转换口内部设置有同轴信号转换器，同轴信号转换器两侧连接有带插头的同轴线缆，带插头的同轴线缆外部通过密封方形法兰固定密封；所述气压釜侧面厚壁上开设有抽气及注气孔，用于连接外部管路。

所述法兰式透明视窗组件包括密封法兰、透明视窗、受力法兰，密封法兰通过紧固件连接在气压釜的侧面，密封法兰上开有卡槽，透明视窗安装在密封法兰内部，透明视窗外侧通过受力法兰固定。

所述上活塞与气压釜之间设置密封圈。

所述密封法兰上设置有顶丝。

所述同轴信号转换器为自带密封圈的转换器。

所述密封法兰与压力仓间、密封法兰与受力法兰间、受力法兰与透明视窗间均设置有密封圈，保证装置的气密性。

所述气压釜、密封法兰、受力法兰均使用高强度不锈钢材料制作而成。

所述下压块、上活塞、上压板、下压板、密封方形法兰均使用40Cr高强合金材料。

所述透明视窗为至少承受15MPa高压的耐冲击透明材料制作而成，外形为圆形，通透度为90％。