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原文传递一种循环吸附膨胀变形对煤体疲劳损伤增透的测试装置

专利名称：	一种循环吸附膨胀变形对煤体疲劳损伤增透的测试装置
摘要：	一种循环吸附膨胀变形对煤体疲劳损伤增透的测试装置，通过轴压柱塞加载泵和环压柱塞加载泵对煤岩心施加压力；由气压控制系统对煤岩心前端产生特定频率、波形和压力的循环进气端压力，由监测系统实现对样品前后端气体压力、样品基质应变和轴向位移数据的采集；本发明密封性好，可以避免长期试验过程中液体和气体发生泄漏；采用计算机程序控制前端进气端压力，能够实现复杂类型和特定时长的进气端压力，压力控制精度高，无需人工操作，实现对长期试验的自动测量和记录，有效的测量不同方案的循环吸附膨胀变形对煤体的增透规律；通过对样品基质应变和轴向位移的实时测量，实现对循环吸附膨胀变形造成的样品损伤程度的定量计算。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	江苏;32
申请人：	中国矿业大学
发明人：	魏明尧;刘应科;康建宏;刘春
专利状态：	有效
申请日期：	2019-09-02T00:00:00+0800
发布日期：	2019-12-31T00:00:00+0800
申请号：	CN201910823251.2
公开号：	CN110631937A
代理机构：	北京淮海知识产权代理事务所(普通合伙)
代理人：	周淑淑
分类号：	G01N3/36(2006.01);G;G01;G01N;G01N3
申请人地址：	221000 江苏省徐州市大学路1号
主权项：	1.一种循环吸附膨胀变形对煤体疲劳损伤增透的测试装置，包括承压腔(12)、橡胶套筒(13)，煤岩心侧面由橡胶套筒(13)包裹后置于承压腔(12)内，其特征在于，还包括轴向活塞(23)、电子压力控制器(7)、气瓶(3)、真空泵(4)、压力传感器Ⅰ(8)、压力传感器Ⅱ(9)、标准容器(11)、位移传感器(24)，承压腔(12)的侧面通过管路连接环压柱塞加载泵(2)；在承压腔(12)的一端密封连接有与其内壁螺纹适配的堵头Ⅰ(22)，在堵头Ⅰ(22)的内部密封滑动连接有与其内壁适配的轴向活塞(23)，且轴向活塞(23)与煤岩心的一端紧密贴合；压帽Ⅰ(25)的外壁与堵头Ⅰ(22)的内壁螺纹适配连接，且压帽Ⅰ(25)的内壁与轴向活塞(23)的一端密封滑动连接；轴向活塞(23)通过管路与轴压柱塞加载泵(1)连接；在承压腔(12)的另一端密封连接有与其内壁螺纹适配的堵头Ⅱ(18)，来固定煤岩心的轴向位移；压帽Ⅱ(20)的外壁与承压腔(12)的内壁螺纹适配连接，在压帽Ⅱ(20)与堵头Ⅱ(18)之间安装密封垫圈(19)，将堵头密封固定；气瓶(3)通过管路与电子压力控制器(7)的进气端连接，并在管路上安装阀门Ⅱ(6)；电子压力控制器(7)的出气端管路贯穿轴向活塞(23)后与煤岩心的一端连接，安装有阀门Ⅰ(5)的真空泵(4)连接在电子压力控制器(7)的出气端与煤岩心连接的管路上；煤岩心另一端的流体通道通过管路与标准容器(11)连接，并在管路上安装阀门Ⅲ(10)；在煤岩心的表面贴装应变片(14)，应变片(14)由应变片引线(15)穿过堵头Ⅱ(18)表面后接入应变采集仪(21)；压力传感器Ⅰ(8)安装在电子压力控制器(7)的出气端与煤岩心连接的管路上，压力传感器Ⅱ(9)安装在煤岩心与标准容器(11)连接的管路上；位移传感器(24)轴向放置，并固定在堵头Ⅰ(22)上，探头抵于轴向活塞(23)的延长杆上，通过测量轴向活塞的移动距离来得出煤岩心的轴向位移量；控制计算机(26)分别通过电缆与电子压力控制器(7)、压力传感器Ⅰ(8)、压力传感器Ⅱ(9)、应变采集仪(21)、位移传感器(24)连接，用来控制电子压力控制器(7)的数据信号、采集压力传感器Ⅰ(8)、压力传感器Ⅱ(9)、应变采集仪(21)、位移传感器(24)的数据。 2.根据权利要求1所述的一种循环吸附膨胀变形对煤体疲劳损伤增透的测试装置，其特征在于，在橡胶套筒(13)的两端内径大于橡胶套筒(13)与煤岩心的侧面包裹处的内径，堵头Ⅰ(22)与承压腔(12)连接的一端嵌入橡胶套筒(13)、轴向活塞(23)之间。 3.根据权利要求2所述的一种循环吸附膨胀变形对煤体疲劳损伤增透的测试装置，其特征在于，在橡胶套筒(13)与堵头Ⅱ(18)的连接处套装卡头(16)，在承压腔(12)与堵头Ⅱ(18)的连接处套装环形卡环(17)，环形卡环(17)与卡头(16)的连接处采用凹凸结构相接。 4.根据权利要求3所述的一种循环吸附膨胀变形对煤体疲劳损伤增透的测试装置，其特征在于，电子压力控制器(7)由电动气动控制器ER5000和调压阀26-2065V24A181组成，调压阀的更新率25ms/s，1立方英尺体积由0.7bar到6.2bar的升压时间为350ms，压力范围0.07～10MPa，压力精度±0.05％FSO。 5.根据权利要求3所述的一种循环吸附膨胀变形对煤体疲劳损伤增透的测试装置，其特征在于，应变片引线(15)为扁片型。 6.根据权利要求3所述的一种循环吸附膨胀变形对煤体疲劳损伤增透的测试装置，其特征在于，应变采集仪(21)采用TST3820静态信号测试系统，共16个通道，最高采样频率为5Hz，分辨率1με，零漂小于等于3με/24h。 7.根据权利要求3所述的一种循环吸附膨胀变形对煤体疲劳损伤增透的测试装置，其特征在于，位移传感器(24)采用SPNL12A回弹式短小尺寸LVDT位移传感器，量程为0-10mm，精度为1μm，动态特性为10Hz。 8.根据权利要求3所述的一种循环吸附膨胀变形对煤体疲劳损伤增透的测试装置，其特征在于，应变片(14)的型号为BX120-0.5AA，基底尺寸3.63.6mm，丝栅尺寸0.50.5mm，灵敏系数2.0±1％。 9.根据权利要求3所述的一种循环吸附膨胀变形对煤体疲劳损伤增透的测试装置，其特征在于，压力传感器Ⅰ(8)、压力传感器Ⅱ(9)为UNIK5000系列通用型工业用压力传感器，型号为PTX5072，量程为0.1～10MPa，测量精度为0.1％FS，可以对样品前后端的压力实现精确测量。 10.根据权利要求3所述的一种循环吸附膨胀变形对煤体疲劳损伤增透的测试装置，其特征在于，轴压柱塞加载泵(1)和环压柱塞加载泵(2)采用的均是计量泵；气瓶(3)为试验用甲烷气体储存容器；真空泵(4)为普通活塞式气体真空泵；阀门Ⅰ(5)、阀门Ⅱ(6)和阀门Ⅲ(10)为高压气体针形阀。
所属类别：	发明专利