УСТАНОВКА ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЧНОСТНЫХ Советский патент 1970 года по МПК E21C39/00 

Известные установки для исследования механических характеристик материалов в режиме динамического нагружения в условиях постоянно действующего высокого гидростатического давления, в которых динамическая нагрузка передается по оси образца, не нозволяют достичь достаточно точных измерений.

Предлагаемая установка отличается тем, что для повышения надежности и точности измерений она выполнена с ударным блоком, поршневая полость которого соединена с испытательной гидрокамерой трубопроводом и снабжена фиксирующим манометром, служащим для передачи импульса ударному блоку.

На чертеже изображена схема предлагаемой установки.

В гидрокамере / установки расположен образец 2, заключенный в герметичную оболочку. В верхней части гидрокамеры имеется нагрузочный поршень 3, опирающийся при испытаниях одним концом на торец цилиндрического образца, а другим закрепленный на траверсе 4 (нагружающего устройства). Гидрокамера / и поршень 3 размещены в корпусе 5, заполняемом жидкостью под давлением через трубопровод 6. Корпус 5 снабжен съемной крышкой 7 с унлотнительным кольцом 8, предназначенным для уплотнения нагрузочного поршня 5. 5 имеет также предохранительный клапан 9, тепзоманометр 10, нанример, с проволочными тензодатчиками, присоединенный к тензоблоку 11, и клиновое уплотнение 12 для вывода проводов от тензодатчиков 13, закрепленных на испытуемом образце. Корпус с испытательной камерой жестко закреплен на раме 14, которая люжет перемещаться по направляющим траверсам 15, снабл енной указателем 16 для фиксации величины перемещения нагрузочного поршня 3.

Лчидкость в корпус и испытательную камеру подается от насосной станции 17 по трубопроводу 18, снабл- енному обратным клапаном 19, через поршневую полость 20 ударного блока 21, создающего заданные величины динамического нагруження образцов. Поршневая полость ударного блока снабжена трубопроводом 22, на котором установлен фиксирующий манометр 23, например тензоманометр, датчики которого присоединены к тензоусилителю 24. Вы.ходной сигнал с тензоусилителя подается на реле 25, управляющего работой электромагнитного механизма 26, подающего начальный импульс, например, на воспламенение заряда энергоносителя 27, заключенного в зарядной камере 28, соединенной с нагрузочным двусторонним поршнем 29 ударного блока. Вентили 30 для перекрытия трубопроводов 6 и /S.

Действие установки при проведении исследований прочностных характеристик горных пород заключается в следующем. В начальном положении образец породы 5 установлен в испытательной гидрокамере и пригружен нагрузочным поршнем 3, установленным в некотором положении, определяемом указателем 16. Провода от тензодатчиков 13, смонтированных на образце и предназпачепных для определения прочностных или упругих его характеристик, присоединены к регистрирующему тепзоблоку //. К пему же присоединеп проводами тензоманометр 10. Вентили 30 открыты.

С помощью насосной станции 17 жидкость по трубопроводу 18 через обратный клапан 19 подается в штоковую полость 20 ударного блока 21, полость корпуса 5 и в полость фиксирующего манометра 23. По мере повышения статического давления двусторонний поршень 29 ударного блока 21 перемещается к зарядной камере 28. При давлении срабатывания, определяемом и задаваемом фиксирующим манометром 23 и выходным сигналом тензоусилителя 24, которые предварительно проходят статическую тарировку, управляющее реле 25 подает команду на срабатывание электромагнитного механизма 26, который, в свою очередь, подает импульс на воспламенение заряда энергоносителя 27, заключенного в зарядной камере 28, и заряд срабатывает. Одиночный импульс энергии образовавщихся в зарядной камере газов (величина этой энергии может регулироваться по амплитуде и длительности передачи) передается двустороннему поршню 29, а от него в гидросистему и жидкости, заключенной испытательной гидрокамере / и корпусе 5, и испытуемому образцу породы 2. Под действием этого импульса образец породы будет деформирован. Деформации образца при различных уровнях динамического нагружения фиксируются тензоблоком П также, как и величина импульсного давления в гидросистеме (тензоманометром 10). На этом цикл испытаний заканчивается.

Для производства следующего цикла нагружения крышка 7 корпуса 5 снимается (вентили 30 перекрыты), рама 14 опускается по

траверсам 15. При этом нагрузочный поршень 5 с крышкой остается в верхней части установки. Образец породы извлекают из испытательной гидрокамеры /, а на его место устанавливают новый образец с тензодатчиками, провод от которых присоединяют к выводным проводам, проходящим через клиновое уплотнение 12 и частично находящимся в корпусе 5.

После этого рама 14 поднимается, на корпусе 5 закрепляют крышку 7, а величину поджатия поршня 3 контролируют по указателю 16. После закрепления крышки 7 открывают вентили 30, перезаряжают ударное устройство, и установка готова к следующему

циклу испытаний.

Предмет изобретения

Установка для исследования прочностных характеристик образцов горных пород в условиях объемного нагружения, включающая раму с испытательной гидрокамерой для образцов, насосную станцию и регистрирующий тензоблок, отличающаяся тем, что, с целью повышения надежности и точности измерений, она выполнена с ударным блоком, поршневая полость которого соединена с испытательной гидрокамерой трубопроводом и снабжена фиксирующим манометром, служащим для передачи импульса ударному блоку.