Устройство для исследования трещинообразования в образцах горных пород Советский патент 1992 года по МПК E21C39/00 

выполнены преимущественно коническими. Камера 3 сгорания и подпоршневое пространство в цилиндре 6 могут быть сообщены каналами с камерой высокого давления, например гидравлической системой наружного обжатия образца. В канале 9, сообщающем камеру сгорания с камерой высокого

давления, устанавливается сменная шайба 12с отверстием заданного диаметра, в том числе нулевого. Изобретение позволяет упростить имеющиеся решения подобных установок и в широких пределах регулировать параметры импульса нагружения. 2 з.п. ф- лы, 2 ил.

Изобретение относится к горной механике. Цель изобретения - повышение эффективности исследований за счет расширения диапазона импульсов нагруже- ния. Изобретение включает узел 1 крепления образца, систему его наружного обжатия и узел формирования импульса на- гружения образца. Последний выполнен в виде камеры 3 сгорания с пороховым зарядом 4, в выходном канале камеры установлен сменный патрубок (П) 5, а в полости камеры размещен цилиндр 6 с поршнем 7, который подперт с одного торца, а другим торцом в исходном положении сопряжен по поверхности с торцом П 5, перекрывая вход в него. Диаметр поршня 7 больше наружного диаметра каждого из сменных П 5. Сопрягающиеся1 поверхности поршня 7 и П 5 сл ч OS CJ О фиг. I

Изобретение относится к горной механике, конкретно к устройствам для исследования свойств горных пород.

Известны устройства для исследования условий образования трещин, способные нагружать испытуемые образцы импульсами, амплитуда и скорость нарастания воздействия которых изменяются в широких пределах. При этом используют кинетическую энергию маховика электродвигателя или энергию сжатых газов.

Однако узлы формирования импульсов в обоих случаях громоздки и сложны в эксплуатации.

Известно решение, в котором источни- ком энергии является порох, что позволяет упростить устройство и уменьшить его габариты. Это устройство состоит из узла формирования импульса нагрузки на образец, представляющего собой пороховой заряд, размещенный в камере сгорания с каналом для выхода образующихся газообразных продуктов горения под высоким давлением, К камере сгорания присоединено устройство крепления исследуемого образца.

Основным недостатком данного устройства является сложный способ регулирова- ния параметров импульса нагрузки, особенно скорости его нарастания, так как параметры импульса определяются только характеристиками используемого порохового заряда (составом, величиной поверхности горения, плотностью заряжания и др.). Для импульса с определенными параметрами расчетным путем или экспериментально подбираются характеристики порохового заряда. Во всех случаях изменения формы импульса необходимо менять характеристики порохового заряда.

Цель изобретения - повышение эффек- тивности исследований за счет расширения диапазона импульсов нагружения.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для исследования трещинооб- разования в образцах горных пород, вклю- чающем узел крепления образца,

приспособление его наружного обжатия и узел формирования импульсного нагружения образца, выполненный в виде камеры сгорания с пороховым зарядом, в выходном канале камеры установлен смежный патрубок, а в полости камеры размещен цилиндр с поршнем, который подперт с одного торца, а другим торцом в исходном положении сопряжен по поверхности с торцом патрубка, перекрывая вход в него, причем диаметр поршня больше наружного диаметра каждого из сменных патрубков, а сопрягающиеся торцовые поверхности поршня и патрубка выполнены коническими. Кроме того, камера сгорания и подпоршневое пространство в цилиндре могут быть сообщены каналами с камерой высокого давления, например гидравлической системой наружного обжатия образца. В канале, сообщающем камеру сгорания с камерой высокого давления, может быть установлена сменная шайба с отверстием заданного диаметра, в том числе нулевого.

На фиг. 1 и 2 показано устройство с установленным в нем исследуемым образцом горной породы, разрез.

Узел крепления образца, выполненный в виде фланца 1, с помощью болтов 2 соосно скреплен с корпусом камеры 3 сгорания, в которой находится пороховой заряд 4 (средства воспламенения заряда не показаны). В выходном канале камеры сгорания установлен сменный патрубок 5. В полости камеры 3 соосно с патрубком 5 размещен цилиндр 6 с поршнем 7, подпертым пружиной 8. Своим торцом поршень в исходном положении сопряжен по поверхности с.торцом патрубка 5, перекрывая отверстие в патрубке. Сопряженные поверхности выполняют коническими. Канал 9 в стенке камеры сгорания, соосный с поршнем 7, сообщает под- поршневое пространство с сосудом высокого давления (не показан), обеспечивающим наружное обжатие образца, имитирующее горное давление. В образце 10 выполнен канал 11, соосный выходному каналу п.атрубка 5. Канал 11 заполнен жидкостью разрыва при атмосферном давлении. В стенке (днище) камеры сгорания установлено дроссельное устройство со смеяной шайбой 12, имеющей отверстие расчетной величины. В днище камеры сгорания установлен также игольчатый клапан 13. Канал 11 в образце 10 сообщен с датчиком 14 давления.;

Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я

в виде сквозных каналов.

Фиг. 2

0,01с