专利名称：三轴压力室的压力自补偿柱塞结构的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及压力试验装置，尤其涉及三轴压力室。
背景技术：
在岩石力学室内测试中，三轴压力室已经广泛应用于岩石力学室内测试。常规的三轴压力室用的柱塞结构是一个等直径柱体和柱腔，施加轴向压力时通常会受到压力室内围压反力作用。当围压大于压力机施加给柱塞的压力后，出现柱塞被顶出压力室的现象。反之，当压力室施加在柱塞的压力大于围压后，由于柱塞不断位移，使压力室内流体体积减少，在一定程度上又增加围压。因此，有必要设计一种能抵消围压，自动补偿不平衡力的柱塞结构。
发明内容本实用新型的目的在于设计一种在三轴压力室内消除围压对柱塞反力的柱塞结构，称为压力自补偿柱塞结构。一种三轴压力室的压力自补偿柱塞结构，它是在压力室的上部设有柱腔，柱腔内设有柱塞，其特征在于，上述的柱塞为三个变截面的圆柱体，圆柱体的中段部分的直径大于上段和下段的直径，其中，柱塞下段的横截面积等于中段截面积减去上段截面积后剩余的环形截面积，中段部分在柱腔中形成活塞，柱腔的下部直径和上部直径分别与圆柱体的下段直径和上段直径配合，装配后使柱腔形成上、下两个环状空间，简称上环腔和下环腔；在压力室上设有与上环腔相通的通气通道，在圆柱体上设有使圆柱体的底面与上环腔相通的通气通道。为了保证密封，在活塞上和柱腔上下部均设有密封圈。为了便于安装，首先将柱腔上部加工成与柱腔中部等直径的柱腔，装入柱塞后在柱腔上部安装一个环套。下面根据本实用新型的工作原理来说明其优点。当启动油压泵对压力室内部液压油增压后，因为压力室与上部空腔连通，两者压强相等，这就使柱塞底面所受压力与活塞顶面承受压力等值反向，这就保证柱塞处于受力平衡状态，既不会出现将柱塞顶出，也满足样品施加轴向压力。当柱塞不断位移时，压力室内的气压通过通气通道与大气相通，不会出现柱塞被顶出压力室的现象。
以下结合附
图1和2对本实用新型具体实施方式
做进一步详细说明。图1是本实用新型实施例的结构示意图；图2是本实用新型实施例中柱塞结构示意图。图中:1_柱塞，2-柱塞上段，3-柱塞中段，4-柱塞下段，5-环套，6-下环腔，7-通气通道，8-第一密封圈，9-第二密封圈，10-第三密封圈，11-第四密封圈，12-压力室，13-注油管线，14-底盘，15-上环腔。
具体实施方式
如图1和图2所示，一种三轴压力室的压力自补偿柱塞结构，它是在压力室12的上部设有柱腔，柱腔内设有柱塞1，上述的柱塞I为三个变截面的圆柱体，柱塞中段3的直径大于柱塞上段2和柱塞下段4的直径，其中，柱塞下段4的横截面积等于柱塞中段3截面积减去柱塞上段2截面积后剩余的环形截面积，柱塞中段3在柱腔中形成活塞，柱腔的下部直径和上部直径分别与柱塞下段4直径和柱塞上段2直径配合，装配后使柱腔形成上、下两个环状空间，简称上环腔15和下环腔6 ;在压力室12上设有与上环腔15相通的通气通道7，在柱塞I上也设有使柱塞I的底面与上环腔15相通的通气通道7。在柱塞中段3上设有第二密封圈9，柱腔上下部分别设有第一密封圈8和第三密封圈10，压力室12的底盘14设有第四密封圈11和注油管线13。为了便于安装，首先将柱腔上部加工成与中部等直径的柱腔，装入柱塞I后在柱腔上部安装一个环套5。
权利要求1.一种三轴压力室的压力自补偿柱塞结构，它是在压力室的上部设有柱腔，柱腔内设有柱塞，其特征在于，上述的柱塞为三个变截面的圆柱体，圆柱体的中段部分的直径大于上段和下段的直径，其中，柱塞下段的横截面积等于中段截面积减去上段截面积后剩余的环形截面积，中段部分在柱腔中形成活塞，柱腔的下部直径和上部直径分别与圆柱体的下段直径和上段直径配合，装配后使柱腔形成上、下两个环状空间，简称上环腔和下环腔；在压力室上设有与上环腔相通的通气通道，在圆柱体上设有使圆柱体的底面与上环腔相通的通气通道。
2.如权利要求1所述的压力自补偿柱塞结构，其特征在于，在活塞上以及柱腔上、下部均设有密封圈。
3.如权利要求1或2所述的压力自补偿柱塞结构，其特征在于，柱腔上部加工成与柱腔中部等直径的柱腔，装入柱塞后在柱腔上部安装有一个环套。
专利摘要本实用新型公开了一种三轴压力室的压力自补偿柱塞结构，它是在压力室的上部设有柱腔，柱腔内设有柱塞，上述的柱塞为三个变截面的圆柱体，圆柱体的中段部分的直径大于上段和下段的直径，其中，柱塞下段的横截面积等于中段截面积减去上段截面积后剩余的环形截面积，中段部分在柱腔中形成活塞，柱腔的下部直径和上部直径分别与圆柱体的下段直径和上段直径配合，装配后使柱腔形成上、下两个环状空间，简称上环腔和下环腔；在压力室上设有与上环腔相通的通气通道，在圆柱体上设有使圆柱体的底面与上环腔相通的通气通道。本实用新型能抵消三轴压力室内的围压，自动补偿不平衡力的柱塞结构，保证岩石力学室内测试的顺利进行。
文档编号G01N3/02GK202956307SQ201220365930
公开日2013年5月29日 申请日期2012年7月18日 优先权日2012年7月18日
发明者王春光, 蒋宇静, 王刚, 陈连军, 文志杰, 展晓元 申请人:山东科技大学