间隙可调的岩石径向裂隙水沙流渗透试验装置制造方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种间隙可调的岩石径向裂隙水沙流渗透试验装置，包括支撑架以及安装在支撑架上的缸筒；所述缸筒包括缸筒本体，与缸筒本体活动连接的底座，设在缸筒本体内的支柱和活塞，所述活塞和支柱均对应缸筒本体的中轴设置；所述支撑架下部的固定座上设有两根竖向的梯形丝杠，所述梯形丝杠的顶部设有上支撑板；所述活塞的顶部中心连接有调节杆，调节杆的顶端设有承压板，承压板上连接轴承座；该试验装置还包括可控间隙调节装置，可控间隙调节装置包括涡轮蜗杆，主动齿轮和从动齿轮，涡轮蜗杆输出轴的底端与轴承座旋转连接，该装置具有加载和控制精度方面的优越性能，其结构简单，使用方便，效果好，具有广泛实用性。
【专利说明】间隙可调的岩石径向裂隙水沙流渗透试验装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及间隙可调的岩石径向裂隙水沙流渗透试验装置，尤其适用于岩石力学性质的试验。
【背景技术】
[0002]为了模拟岩石真实的力学性质，采用岩石力学试验系统，配套使用岩石破坏过程渗透特性的试验装置，通过岩石力学试验系统进行岩石裂隙水沙流渗透试验，来扩充岩石力学试验系统的功能。目前能够进行的渗透试验是:岩样在径向裂隙通过固液二相流(水沙混合)下的渗透试验。岩石力学试验系统的含天然或人工制作的裂隙的岩石渗流(无论是径向渗流还是平行渗流)试验尚无成熟的技术和设备。
实用新型内容
[0003]本实用新型的目的是提供一种结构简单、易操作、效果好的间隙可调的岩石径向裂隙水沙流渗透试验装置，以满足裂隙的岩石渗流试验需求，实现岩样间隙精确调节，保证试验的精确性。
[0004]本实用新型是解决其技术问题所采用的技术方案是:一种间隙可调的岩石径向裂隙水沙流渗透试验装置，包括支撑架以及安装在支撑架上的缸筒；所述缸筒包括缸筒本体，与缸筒本体活动连接的底座，设在缸筒本体内用来放置岩样的支柱和活塞，所述活塞和支柱均对应缸筒本体的中轴设置；所述支撑架下部的固定座上设有两根竖向的梯形丝杠，所述梯形丝杠的顶部设有能够沿丝杠上下滑动的上支撑板；所述活塞的顶部中心连接有竖向调节杆，所述调节杆的顶端设有承压板，承压板上连接轴承座；该试验装置还包括能够调节上岩样和下岩样之间间隙的可控间隙调节装置，所述可控间隙调节装置包括安装在上支撑板上的涡轮蜗杆，与所述涡轮蜗杆的输出轴固定连接的主动齿轮，与所述梯形丝杠分别旋转连接且与主动齿轮减速啮合连接的从动齿轮；所述输出轴的底端与轴承座旋转连接。
[0005]所述支柱安装在底座上，所述活塞位于支柱上部，且活塞与缸筒本体内壁之间由密封圈密封；所述活塞和支柱的相对面分别对应设有岩样嵌入槽，岩样嵌入槽内能够嵌入固定岩样；所述底座、支柱、活塞的中轴对应设有进水管道，所述底座上还设有排水管道。
[0006]所述活塞的顶面设有凹槽，所述调节杆的底端设有能够与凹槽吻合插接的插块；所述调节杆由螺栓与活塞固定。
[0007]所述支柱与缸筒本体内壁之间留有间隙。
[0008]所述缸筒本体和底座的边缘分别对应设有螺栓孔，并由螺栓固定连接，两者的相接面设有密封圈。
[0009]所述固定座上设有压板，所述压板能够压住缸筒的边缘并由螺栓及螺母压紧，将缸筒与固定座固定。
[0010]所述支撑板由滑套与梯形丝杠连接。
[0011]所述从动齿轮的轴孔设有内螺纹，与梯形丝杠螺纹连接。[0012]所述设上岩样和下岩样的由密封胶料与所述岩样嵌入槽连接。
[0013]本实用新型的有益效果是:一种间隙可调的岩石径向裂隙水沙流渗透试验装置，适用于岩石力学性质的试验。采用涡轮蜗杆带动主动齿轮转动，从而带动从动齿轮转动，使从动齿轮沿梯形丝杠上下运动，即可调节活塞高度，进而实现岩样间的间隙可调。利用岩石力学试验系统在加载和控制精度方面的优越性能，采用活塞使上下岩样的节理面接近平行，控制活塞与缸筒之间有很小间隙，在水压作用下，自动调整节理面的相对位置，使得节理面平行度达到理想状态。裂隙面的平行度可自动调整、距离可人工调整；采用造价低廉的胶料实现岩样的快速、可靠密封。其结构简单，使用方便，效果好，具有广泛实用性。
【专利附图】
【附图说明】
[0014]下面结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明。
[0015]附图1是间隙可调的岩石径向裂隙水沙流渗透试验装置的结构图。
[0016]图中，1.支撑架，1-1.固定座，1-2.压板，1-3.上支撑板，1_4.梯形丝杠，2.缸筒，
2-1.缸筒本体，2-2.活塞，2-3.支柱，2-4.底座，2-5.排水管道，2-6.进水管道，2-7.调节杆，2-8.承压板，2-9.轴承座，3.可控间隙调节装置，3-1.涡轮蜗杆，3-2.主动齿轮，3-3.从动齿轮，4.岩样,4-1.上岩样,4-2.下岩样。
【具体实施方式】
[0017]在附图中，一种间隙可调的岩石径向裂隙水沙流渗透试验装置，包括支撑架I以及安装在支撑架I上的缸筒2 ;所述缸筒2包括缸筒本体2-1，与缸筒本体2-1活动连接的底座2-4，设在缸筒本体2-1内用来放置岩样4的支柱2-3和活塞2-2，所述活塞2_2和支柱2-3均对应缸筒本体2-1的中轴设置；所述支撑架I下部的固定座1-1上设有两根竖向的梯形丝杠1-4，所述梯形丝杠1-4的顶部设有能够沿丝杠上下移动的上支撑板1-3 ;所述活塞2-2的顶部中心连接有竖向调节杆2-7，所述调节杆2-7的顶端设有承压板2-8，承压板2-8上连接轴承座2-9 ;该试验装置还包括能够调节上岩样4-1和下岩样4-2之间间隙的可控间隙调节装置3，所述可控间隙调节装置3包括安装在上支撑板1-3上的涡轮蜗杆
3-1，与所述涡轮蜗杆3-1的输出轴固定连接的主动齿轮3-2，与所述梯形丝杠1-4分别旋转连接且与主动齿轮3-2减速啮合连接的从动齿轮3-3 ;所述输出轴的底端与轴承座2-9键连接。
[0018]所述支柱2-3安装在底座2-4上，所述活塞2-2位于支柱2_3上方，且活塞2_2与缸筒本体2-1内壁之间由密封圈密封；所述活塞2-2和支柱2-3的相对面分别对应设有岩样嵌入槽，岩样嵌入槽内能够嵌入固定岩样4 ;所述底座2-4、支柱2-3、活塞2-2的中轴对应设有进水管道2-6，所述底座2-4上还设有排水管道2-5。
[0019]所述活塞2-2的顶面设有凹槽，所述调节杆2-7的底端设有能够与凹槽吻合插接的插块；所述调节杆2-7由螺栓与活塞2-2固定。
[0020]所述支柱2-3与缸筒本体2-1内壁之间留有间隙。
[0021]所述缸筒本体2-1和底座2-4的边缘分别对应设有螺栓孔，并由螺栓固定连接，两者的相接面设有密封圈。
[0022]所述固定座1-1上设有压板1-2，所述压板1-2能够压住缸筒I的边缘并由螺栓及螺母压紧，将缸筒I与固定座1-1固定。
[0023]所述支撑板1-3由滑套与梯形丝杠1-4连接。
[0024]所述从动齿轮3-3的轴孔设有内螺纹，与梯形丝杠1-4螺纹连接。
[0025]所述上岩样4-1和下岩样4-2的由密封胶料与所述岩样嵌入槽连接。
[0026]本实用新型进行岩石径向裂隙二相流渗透试验时，在岩石的裂隙(节理)面上下截取上下两块圆板状岩样4,下岩样4-2的中心处钻有细孔,上岩样16和下岩样17都用密封胶料粘结在相应的岩样嵌入槽内，粘结中注意岩样的节理面分别与底座2-4、活塞2-2的轴线垂直，下岩样4-2中心的细孔对应进水管道2-6 ;将调节杆2-7和活塞2-2联接在一起，放入缸筒本体2-1内，并使涡轮蜗杆3-1的输出轴与轴承座2-9连接，通过摇动手柄使涡轮蜗杆3-1带动主动齿轮3-2转动，从而带动从动齿轮3-3沿丝杠上下移动，实现调节杆2-7带动活塞2-2上下移动，从而精确调节上岩样4-1和下岩样4-2之间的间隙大小；水沙混合物由进水管道2-6进入上、下两块岩样之间的裂隙，并沿径向流动，最后由排水管道2-5流出。在进行二相流渗透试验时，改变两块岩样4节理面之间的间隙，可以得到不同间隙下对应的岩样4渗透特性。
【权利要求】
1.一种间隙可调的岩石径向裂隙水沙流渗透试验装置，包括支撑架(I)以及安装在支撑架(I)上的缸筒(2);所述缸筒(2)包括缸筒本体(2-1)，与缸筒本体(2-1)活动连接的底座(2-4 )，设在缸筒本体(2-1)内用来放置岩样(4 )的支柱(2-3 )和活塞(2-2 )，所述活塞(2-2)和支柱(2-3)均对应缸筒本体(2-1)的中轴设置；其特征是，所述支撑架(I)下部的固定座(1-1)上设有两根竖向的梯形丝杠(1-4)，所述梯形丝杠(1-4)的顶部设有能够沿丝杠上下移动的上支撑板(1-3);所述活塞(2-2)的顶部中心连接有竖向调节杆(2-7)，所述调节杆(2-7 )的顶端设有承压板(2-8 )，承压板(2-8 )上连接轴承座(2-9 );该试验装置还包括能够调节上岩样(4-1)和下岩样(4-2)之间间隙的可控间隙调节装置(3)，所述可控间隙调节装置(3 )包括安装在上支撑板(1-3 )上的涡轮蜗杆(3-1)，与所述涡轮蜗杆(3-1)的输出轴固定连接的主动齿轮(3-2)，与所述梯形丝杠(1-4)分别旋转连接且与主动齿轮(3-2)减速啮合连接的从动齿轮(3-3);所述输出轴的底端与轴承座(2-9)键连接。
2.根据权利要求1所述一种间隙可调的岩石径向裂隙水沙流渗透试验装置，其特征是，所述支柱(2-3 )安装在底座(2-4 )上，所述活塞(2-2 )位于支柱(2-3 )上方，且活塞(2-2 )与缸筒本体(2-1)内壁之间由密封圈密封；所述活塞(2-2)和支柱(2-3)的相对面分别对应设有岩样嵌入槽；所述底座(2-4)、支柱(2-3)、活塞(2-2)的中轴对应设有进水管道(2-6)，所述底座(2-4 )上还设有排水管道(2-5 )。
3.根据权利要求1或2所述一种间隙可调的岩石径向裂隙水沙流渗透试验装置，其特征是，所述活塞(2-2)的顶面设有凹槽，所述调节杆(2-7)的底端设有能够与凹槽吻合插接的插块；所述调节杆(2-7)由螺栓与活塞(2-2)固定。
4.根据权利要求1或2所述一种间隙可调的岩石径向裂隙水沙流渗透试验装置，其特征是，所述支柱(2-3)与缸筒本体(2-1)内壁之间留有间隙。
5.根据权利要求1所述一种间隙可调的岩石径向裂隙水沙流渗透试验装置，其特征是，所述缸筒本体(2-1)和底座(2-4)的边缘分别对应设有螺栓孔，并由螺栓固定连接，两者的相接面设有密封圈。
6.根据权利要求1所述一种间隙可调的岩石径向裂隙水沙流渗透试验装置，其特征是，所述固定座(1-1)上设有压板(1-2)，所述压板(1-2)能够压住缸筒(I)的边缘并由螺栓及螺母压紧。
7.根据权利要求1所述一种间隙可调的岩石径向裂隙水沙流渗透试验装置，其特征是，所述支撑板(1-3)由滑套与梯形丝杠(1-4)连接。
8.根据权利要求1所述一种间隙可调的岩石径向裂隙水沙流渗透试验装置，其特征是，所述从动齿轮(3-3)的轴孔设有内螺纹，与梯形丝杠(1-4)螺纹连接。
【文档编号】G01N15/08GK203572750SQ201320750439
【公开日】2014年4月30日 申请日期:2013年11月25日 优先权日:2013年11月25日
【发明者】张公一, 周牧, 王志飞, 刘玉, 蒋玉波 申请人:中国矿业大学