一种三轴煤样模型及煤样吸附解析测试装置的制作方法

本实用新型涉及煤样放散特征测试装置的技术领域，具体的是一种三轴煤样模型及煤样吸附解析测试装置。

背景技术：

完善的煤样吸附解析热效应测试应该是在三维应力状态下采用正交试验法，模拟原位状态，分别开展不同吸附平衡压力等条件下，不同放热温度恒温热源激励时煤样吸附解析实验。这就要求煤样吸附解析热效应测试的三轴煤样模型需要具有围压加压机构、轴向加压机构以及煤样温度控制机构，现有的三轴煤样模型达不到上述要求。这就是现有技术的不足之处。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题，就是针对现有技术所存在的不足，而提供一种三轴煤样模型及煤样吸附解析测试装置，具有围压加压机构、轴压加压机构以及温度控制机构，满足了煤样吸附解析热效应测试的要求。

本方案是通过如下技术措施来实现的：一种三轴煤样模型，包括围压筒，所述围压筒内由下至上设置有煤样下支撑机构、煤样以及煤样上压机构，所述围压筒与煤样之间设置有间隙，所述围压筒上设置有与间隙连通的围压加压接头，所述煤样下支撑机构连接有轴向加压机构，所述煤样上压机构在轴向上固定设置，所述轴向加压机构可通过煤样下支撑机构对煤样轴向加压，所述煤样连接有温度控制机构。采用本技术方案，将制作好的煤样放至三轴煤样模型中，通过围压加压接头和轴向加压机构将煤样加压至所需要的围压和轴压，通过温度控制机构来调整煤样的温度，进而开展不同吸附平衡压力等条件下，不同放热温度恒温热源激励时煤样吸附解析实验。

优选的，所述温度控制机构包括设置在煤样中的导热管，所述导热管的上部贯穿煤样上压机构，所述导热管内可放置对煤样加热的加热材料，所述煤样内还设置有温度传感器。采用本技术方案，通过向导热管内注入加热材料对煤样进行加热，煤样中的温度传感器检测煤样的温度，所述温度传感器连接的导线从导热管中引出。

优选的，所述煤样上压机构包括上压帽、上堵头以及上锥度套，所述上压帽设置在上堵头上部的外围，所述上锥度套设置在上堵头下部的外围。

优选的，所述煤样下支撑装置包括下压帽、下堵头以及下锥度套，所述下压帽设置在下堵头下部的外围，所述下锥度套设置在下堵头上部的外围，所述煤样设置在上堵头和下堵头之间。

优选的，所述上锥度套和下锥度套之间设置有胶套，所述胶套设置在围压筒与煤样之间，所述胶套连接有与外界连通的气体接头。采用本技术方案，设置有胶套有效的保证加围压均匀、稳定，所述上锥度套和下锥度套用于对胶套定位。

优选的，所述轴向加压机构包括轴向加压油缸，所述轴向加压油缸包括缸体以及与缸体固定连接的缸盖，所述缸体内滑动设置有活塞，所述活塞的上部贯穿缸盖，所述活塞与缸体之间设置有密封机构，所述缸体上连接有轴向加压接头。采用本技术方案，通过加压接头向轴向加压油缸内注入液压油，推动活塞向上移动，进而活塞向上推动下堵头，所述下堵头向上挤压煤样进行轴向加压。

优选的，所述缸盖与围压筒的下端通过卡箍固定连接。

优选的，所述上压帽与围压筒固定连接，所述上锥度套与围压筒密封连接，所述导热管的上部贯穿上堵头，所述导热管与上堵头密封连接，进一步地，所述上压帽与围压筒为螺纹连接，所述上锥度套与围压筒螺纹连接，所述导热管与上堵头之间设置有密封机构，所述密封机构为密封圈。

优选的，所述上压帽与上堵头固定连接，进一步地，所述上压帽与上堵头通过螺栓固定连接。

优选的，所述上堵头与上锥度套密封连接或者所述上堵头与上压帽密封连接，进一步地，所述上堵头与上锥度套之间设置有密封机构或者所述上堵头与上压帽之间设置有密封机构，所述密封机构为密封圈。

优选的，所述下压帽与围压筒固定连接或者所述下压帽设置在缸盖上，所述下锥度套与围压筒密封连接，所述下堵头与下压帽、下锥度套均滑动配合，所述下堵头与下压帽之间设置有密封机构或者所述下堵头与下锥度套之间设置有密封机构，进一步地，所述下压帽与围压筒螺纹连接，所述下锥度套与围压筒螺纹连接，所述密封机构为密封圈。

一种煤样吸附解析测试装置，包括上述的三轴煤样模型，所述围压加压接头连接有围压加压气泵，所述轴向加压接头连接有轴向加压油泵，所述气体接头连接有充气机构、抽气机构和出气机构。采用本技术方案，通过围压加压气泵对煤样加围压，通过轴向加压油泵推动活塞向上移动，活塞向上推动下堵头对煤样进行轴向加压，设置有充气机构和抽气机构是为了标定围压筒内围成空间以及连接管线的体积。

优选的，所述充气机构包括充气管以及与充气管连接的气源，所述充气管上设置有充气阀以及参考罐，所述参考罐与充气管之间设置有控制阀；所述抽气机构包括抽气管以及与抽气管连接的真空泵，所述抽气管上设置有抽气阀；所述出气机构包括出气管，所述出气管上设置有出气阀和流量计。

由此可见，本实用新型与现有技术相比，具有实质性特点和进步，其实施的有益效果也是显而易见的。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型的技术方案，下面将对描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为三轴煤样模型的结构示意图；

图2为煤样吸附解析测试装置的结构示意图。

图中：1-围压筒，2-煤样，3-上堵头，4-上压帽，5-上锥度套，6-下堵头，7-下压帽，8-下锥度套，9-导热管，10-温度传感器，11-胶套，12-围压加压接头，13-缸体，14-轴向加压接头，15-活塞，16-缸盖，17-密封机构，18-卡箍，19-气体接头，20-导线，21-围压加压气泵，22-轴向加压油泵，23-充气管，24-充气阀，25-气源，26-参考罐，27-控制阀，28-抽气阀，29-真空泵，30-抽气管，40-出气管，41-出气阀，42-流量计。

具体实施方式

为使得本实用新型的实用新型目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将运用具体的实施例及附图，对本实用新型保护的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而非全部的实施例。基于本专利中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本专利保护的范围。

实施例1

如图1所示，一种三轴煤样模型，包括围压筒1，所述围压筒1内由下至上设置有煤样下支撑机构、煤样2以及煤样上压机构，所述围压筒1与煤样2之间设置有间隙，所述围压筒1上设置有与间隙连通的围压加压接头12，所述煤样下支撑机构连接有轴向加压机构，所述煤样上压机构在轴向上固定设置，所述轴向加压机构可通过煤样下支撑机构对煤样2轴向加压，所述煤样2连接有温度控制机构。

所述温度控制机构包括设置在煤样2中的导热管9，所述导热管9的上部贯穿煤样上压机构，所述导热管9内可放置对煤样2加热的加热材料，所述加热材料优选为由无机相变储热材料制成的热芯，所述煤样2内还设置有温度传感器10。通过向导热管9内注入加热材料对煤样2进行加热，煤样2中的温度传感器10检测煤样2的温度，所述温度传感器10连接的导线20从导热管9中引出。

所述轴向加压机构包括轴向加压油缸，所述轴向加压油缸包括缸体13以及与缸体13固定连接的缸盖16，所述缸体13内滑动设置有活塞15，所述活塞15的上部贯穿缸盖16，所述活塞15与缸体13之间设置有密封机构17，所述缸体13上连接有轴向加压接头14。

所述煤样上压机构包括上压帽4、上堵头3以及上锥度套5，所述上压帽4设置在上堵头3上部的外围，所述上锥度套5设置在上堵头3下部的外围，所述上压帽4与围压筒1固定连接，所述上锥度套5与围压筒1密封连接，所述导热管9的上部贯穿上堵头3，所述导热管9与上堵头3密封连接，进一步地，所述上压帽4与围压筒1为螺纹连接，所述上锥度套5与围压筒1螺纹连接，所述导热管9与上堵头3之间设置有密封机构，所述密封机构为密封圈，所述上压帽4与上堵头3通过螺栓固定连接；所述煤样下支撑装置包括下压帽7、下堵头6以及下锥度套8，所述下压帽7设置在下堵头6下部的外围，所述下锥度套8设置在下堵头6上部的外围，所述煤样2设置在上堵头3和下堵头6之间，所述下压帽7与围压筒1固定连接或者所述下压帽7设置在缸盖16上，所述下锥度套8与围压筒1密封连接，所述下堵头6与下压帽7、下锥度套8均滑动配合，所述下堵头6与下压帽7之间设置有密封机构或者所述下堵头6与下锥度套8之间设置有密封机构，进一步地，所述下压帽7与围压筒1螺纹连接，所述下锥度套8与围压筒1螺纹连接，所述密封机构为密封圈，保证了三轴煤样模型的密闭性。

所述上锥度套5和下锥度套8之间设置有胶套11，所述胶套11设置在围压筒1与煤样2之间，所述胶套11连接有与外界连通的气体接头19。

所述缸盖16与围压筒1的下端通过卡箍18固定连接。

使用时，将煤样2放置在下堵头6上，然后将上堵头3装在煤样2的上方，最后固定安装上压帽4，通过围压加压接头12和轴向加压机构将煤样2加压至所需要的围压和轴压，通过温度控制机构来调整煤样2的温度，进而开展不同吸附平衡压力等条件下，不同放热温度恒温热源激励时煤样吸附解析实验。

实施例2

如图2所示，一种煤样吸附解析测试装置，包括上述的三轴煤样模型，在此不再赘述。所述围压加压接头12连接有围压加压气泵21，所述轴向加压接头14连接有轴向加压油泵22，所述气体接头19连接有充气机构、抽气机构和出气机构，所述充气机构包括充气管23以及与充气管23连接的气源25，所述充气管23上设置有充气阀24以及参考罐26，所述参考罐26与充气管23之间设置有控制阀27；所述抽气机构包括抽气管30以及与抽气管30连接的真空泵29，所述抽气管30上设置有抽气阀28；所述出气机构包括出气管41，所述出气管41上设置有出气阀41以及流量计42。通过围压加压气泵21对煤样2加围压，通过轴向加压油泵22推动活塞15向上移动，活塞15向上推动下堵头6对煤样2进行轴向加压，设置有充气机构和抽气机构是为了标定围压筒1内围成空间以及连接管线的体积。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参考即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点、创造性的特点相一致的最宽的范围。