Установка для испытания образцов горных пород в условиях трехосного сжатия Советский патент 1991 года по МПК G01N3/10 

Изобретение относится к испытательной технике, в частности к испытаниям на прочность.

Цель изобретения - расширение эксплуатационных возможностей путем обеспечения испытаний как при постоянном, так и при циклически перемещающемся по длине образца участке с повышенным давлением рабочей среды.

На чертеже представлена схема установки, общий вид.

Установка содержит основание 1, установленный на нем гидроцилиндр 2 с крышкой 3, установленные в корпусе гидроцилиндра два поршня 4 и 5 с клапанами 6 и 7, механизм 8 возвратно-поступательных перемещений, соединенный с одним из поршней посредством штока 9. проходящего в отверстие в крышке 3, силовую пружину 10, соединенную с вторым поршнем 5, захваты 11,12 для образца 13 и патрубок 14 с соплом для подвода жидкости к поверхности образца. Установка снабжена полым поршнем 15, размещенным в полости цилиндра 2, вторым механизмом 16 возвратно-поступательных перемещений, соединенным с полым поршнем 15, и двумя клапанами 17 и 18, установленными в отверстии 19. Отверстие выполнено в стен/е полого поршня и соединяет подпоршневую 20 и надпоршневую 21 полости цилиндра. Патрубок 14 установлен на полом поршне 15 и соединен с его отверстием 19. Поршни 4 и 5 с захватами установлены в полости полого поршня 15. Клапаны выполнены односторонними (обратными), например, в виде подпружиненных шариков, перекрывающих вход в отверстие. Из монтажных соображений полый поршень выполнен составным. Перемещение полого поршня осуществляется тягами 22, проходящими через днище цилиндра. Механизмы возвратно-поступательных перемещений выполнены в виде рамок 8 и 16, в прорезях которых установлены эксцентриковые ролики 23. Ролики 23 приводятся во вращение приводами (на чертеже не показаны).

Установка работает следующим образом.

Для испытаний при циклическом нагру- жении образца 13 с перемещением точки

приложения повышенного давления по длине образца включают привод ролика 23 рамки 8 и приводят в действие первый механизм возвратно-поступательных перемещений. При перемещении штока 9 вниз (по

чертежу) в подпоршневой полости 21 создается давление и происходит сжатие пружины 10. Сжатие пружины создает осевую нагрузку на образце 13, а давление жидкости открывает клапан 18. Жидкость под дав5 лением поступает в патрубок 14 и через его сопло нагружает участок поверхности образца давлением, при этом участок нагруже- ния давления смещается по длине образца за счет перемещения самого образца вниз.

0 Избыточное давление в межпоршневой полости открывает клапан 6, и жидкость перетекает в надпоршневую полость. При этом клапаны 7 и 17 закрыты за счет повышенного давления в полости 21 и из-за низкого

5 давления в полости 20 по сравнению с давлением в отверстии 19. При обратном движении штока происходит разгрузка образца и создается давление в полости 20. что приводит к открыванию клапанов 17 и

0 у и запиранию клапанов 6 и 18. Патрубок вновь создает повышенное давление на поверхности образца с перемещением зоны нагружения, но в противоположном направлении.

5

Для испытаний при нагружении без перемещения зоны повышенного давления включают привод 16 и перемещают шток 9 и полый поршень 15 синхронно. Этообеспе0 чивает постоянство расположения сопла патрубка 14 относительно поверхности образца 13.

Для испытаний при перемещениях зоны повышенного давления по поверхности об5 разца без его механического нагружения выключают привод 8 и работают только с приводом 16. При этом избыточное давления в полостях 20 и 21 создаются перемещениями полого поршня.

Величины бокового обжатия всей поверхности образца, кроме зон пригрузки, регулируются усилиями срабатывания клапанов, а также подбором рабочего сечения штока 9 и отверстия крышки 3 и диаметром тяг 22.

Формула изобретения Установка для испытания образцов горных пород в условиях трехосного сжатия, содержащая основание, установленный на нем гидроцилиндр с крышкой и двумя поршнями с обратными клапанами в их торцах, входы которых обращены навстречу друг другу, связанный с одним из поршней посредством штока механизм возвратно-поступательного перемещения поршней, силовую пружину, установленную соосно с корпусом между дном гидроцилиндра и вторым поршнем, установленные на поршнях

соосно с ними захваты для образца и сопло для подачи среды к участку боковой поверхности образца, отличающаяся тем, что, с целью расширения эксплуатационных

возможностей путем обеспечения испытаний как при неподвижном, так и при циклически перемещающемся образце, она снабжена установленным коаксиально корпусу и двум поршням и расположенным

между внутренней боковой поверхностью гидроцилиндра и боковой поверхностью поршней с возможностью возвратно-поступательного перемещения относительно них полым цилиндром, в стенке которого выполнен сквозной продольный канал, и двумя обратными клапанами, установленными в этом канале так, что их входы сообщены с надпоршневой и подпоршневой полостями гидроцилиндра, а патрубок установлен на

внутренней боковой поверхности полого цилиндра и сообщен с частью канала между клапанами.

Изобретение относится к испытательной технике. Цель изобретения - расширение эксплуатационных возможностей путем обеспечения испытаний как при неподвижном так и при циклически перемещающемся образце. Образец 13 устанавливается в захваты 11, 12 на поршнях 4 и 5, которые расположены в полом поршне 15 гидроцилиндра 2. На поршне 15 установлен патрубок 14 для подачи жидкости. В стенке поршня 15 выполнено сквозное отверстие, в котором установлены клапаны 17, 18. Патрубок 14 сообщен с отверстием. Поршень 4, перемещаясь, сжимает силовую пружину 10, которая создает осевую нагрузку на образец 13. В полости 21 давление увеличивается, открывается клапан 18 и жидкость через патрубок 14 подается к образцу. При этом зона локального воздействия изменяется в зависимости от перемещения образца. При обратном движении происходит разгрузка образца. Давление сбрасывается через клапаны 6 и 7 в поршне. 1 ил.