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原文传递用于相似模拟材料圆柱标准试件的制备装置及制备方法

专利名称：	用于相似模拟材料圆柱标准试件的制备装置及制备方法
摘要：	本发明公开了一种用于相似模拟材料圆柱标准试件的制备装置及制备方法，属于矿业工程领域。该制备装置包括模具、模具紧固机构、压力机构、试件升降机构、压力感应机构、支撑架及底座，压力机构包括手轮、滚珠丝杆、上压头及下压头，滚珠丝杆穿过上横梁的中部，其上端与手轮连接，其下端与上压头连接，下压头靠近模具的底部，在下压头与底座之间设置有弹簧和试件升降机构。本发明将下压头放置在弹簧上，试件平衡时由于弹簧弹力使下压头同时可以给予试件相同的向上的压力，使得试件在制备时可以对试件施加上下双向均匀的压力，使得试件按压更加密实整体密度更加均匀。本发明制备装置极大地提高了实验效率，减少了实验误差和工作量。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	山东;37
申请人：	山东科技大学
发明人：	李杨杨;董国良;陈男;杨维弘;张士川;周升范;邵珠娟;赵猛;周海军;李宗凯;孙健
专利状态：	有效
申请日期：	2019-09-06T00:00:00+0800
发布日期：	2019-12-27T00:00:00+0800
申请号：	CN201910839635.3
公开号：	CN110618005A
代理机构：	青岛智地领创专利代理有限公司
代理人：	张红凤
分类号：	G01N1/28(2006.01);G;G01;G01N;G01N1
申请人地址：	266590 山东省青岛市黄岛区前湾港路579号
主权项：	1.一种用于相似模拟材料圆柱标准试件的制备装置，其包括模具、模具紧固机构、压力机构、试件升降机构、压力感应机构、支撑架及底座，所述的模具为内部中空的圆柱形筒体，其用于制备相似模拟材料圆柱标准试件，其特征在于：所述的支撑架包括上横梁、底板及支撑杆，所述的上横梁和底板平行设置，所述的支撑杆的两端分别连接在所述的上横梁和所述的底板上，所述的模具位于所述的支撑架内部，且所述的模具与所述的底板之间设置有底座，所述的模具卡接在所述的底座内；所述的模具紧固机构用于对所述的模具进行紧固；所述的压力机构包括手轮、滚珠丝杆、上压头及下压头，所述的滚珠丝杆穿过所述的上横梁的中部，其上端与所述的手轮连接，其下端与所述的上压头连接，所述的下压头靠近所述模具的底部，在所述的下压头与所述的底座之间形成一腔体，在所述腔体的中部设置有弹簧，在所述的弹簧的两端设置所述试件升降机构，所述的试件升降机构通过上升/下降来达到对相似模拟材料圆柱标准试件的高度的控制，在所述的底座中设置所述压力感应机构，通过所述压力感应机构感应所述弹簧受到的压力。 2.根据权利要求1所述的一种用于相似模拟材料圆柱标准试件的制备装置，其特征在于：所述的模具是由两块钢块拼接而成，两块钢块的端面均呈半圆形，二者对接形成内部中空的圆柱形筒体。 3.根据权利要求2所述的一种用于相似模拟材料圆柱标准试件的制备装置，其特征在于：所述模具的高度为130mm，内径为50mm，外径为60mm，壁厚10mm。 4.根据权利要求1所述的一种用于相似模拟材料圆柱标准试件的制备装置，其特征在于：所述的上横梁的中部设置有用于限制所述滚珠丝杆的上下运动的滚珠丝杆限位器。 5.根据权利要求1所述的一种用于相似模拟材料圆柱标准试件的制备装置，其特征在于：所述的试件升降机构包括电动升降杆，电动升降杆的顶端为所述的下压头，底端位于所述的底座上，所述的电动升降杆连接有显示调节器，所述的显示调节器位于所述支撑架的外面。 6.根据权利要求5所述的一种用于相似模拟材料圆柱标准试件的制备装置，其特征在于：所述的压力感应机构为压力传感器，所述的压力传感器与所述的显示调节器连接，通过显示调节器来显示弹簧的压力大小。 7.根据权利要求1所述的一种用于相似模拟材料圆柱标准试件的制备装置，其特征在于：所述的支撑杆为圆柱形，所述的底座为圆柱体。 8.根据权利要求2所述的一种用于相似模拟材料圆柱标准试件的制备装置，其特征在于：所述的模具紧固机构包括圆形钢圈，所述圆形钢圈的内径为62mm，外径为65mm，壁厚为3mm，宽度为30mm。 9.根据权利要求1所述的一种用于相似模拟材料圆柱标准试件的制备装置，其特征在于：位于一侧的支撑杆与上横梁连接处通过插销连接。 10.一种用于相似模拟材料圆柱标准试件的制备方法，其特征在于，其采用权利要求1-9任一项所述的一种用于相似模拟材料圆柱标准试件的制备装置，所述的制备方法依次包括以下步骤： a、依据实验研究要求及实际地质条件，选择合适的相似模拟材料，清洁模具，模具内部及上下压头表面涂抹一层润滑油，将模具放置到底座的卡槽内，调节模具紧固机构，紧固模具； b、打开支撑架一侧的插梢，将压力机构中的加压单元沿另一侧支撑杆转动至一定角度，称量所需质量的材料，倒入模具中，在将加压单元转回原处，插上插梢并固定加压单元； c、将显示调节器通电，转动手轮使下压头不断下降，接触模具中的材料后，继续转动施加压力，同时观测显示调节器压力示数； d、当显示器示数达到要求时，停止转动手轮，回转手轮，抬升上压头至最高处，打开显示调节器上的按钮，通过控制试件升降机构使试件抬升至指定高度，将试件多出模具的部分刮除； e、将试件升降机构的电动升降杆下降到底，继续转动手轮使下压头继续按压试件至需要的压力，稳定一段时间后，待试件成型，回转手轮，提升上压头； f、调节模具紧固机构，松开模具，打开电动升降杆开关抬升试件，当试件完全露出时，从侧面取出试件，放置到指定位置进行养护。
所属类别：	发明专利