一种静态破碎剂轴向膨胀压测试装置

本实用新型涉及一种静态破碎剂膨胀压测试装置，特别是一种静态破碎剂轴向膨胀压测试装置。

背景技术：

静态破碎技术以静态破碎剂为载体，静态破碎剂是一种通过与水按一定比例混合后发生反应产生固体膨胀的膨胀性粉末，自问世以来广泛用于岩石破碎、珍贵石材开采和建筑物拆除等领域中，其中膨胀压是衡量静态破碎剂性能的最主要的指标，静态破碎剂破碎效果好坏的直接影响因素就是膨胀压，但是目前大部分学者对静态破碎剂膨胀压的研究主要集中在径向膨胀压，对于静态破碎剂的轴向膨胀力学性能的研究和利用较少。

目前对于静态破碎剂膨胀压的测试方法主要有外管法、内管法和压力传感器法，都是利用电阻应变片测量静态破碎剂在限容状态下产生的应变值，并通过相应的公式计算得出静态破碎剂的膨胀压。上述三种膨胀压测试方法存在以下问题：

(1)基本上都是用来测量其径向膨胀压，对于轴向膨胀压的测量没有很好的测试方法；

(2)静态破碎剂与水反应放出的热量对电阻应变片测量结果影响很大，存在较大的测量误差；

(3)静态破碎剂水化反应产生的高温可能造成喷孔，导致测量失败，甚至可能对测试人员造成伤害；

(4)静态破碎剂产生的高温可导致粘贴电阻应变片的胶水失效引起其脱落，导致测量失败。

总之，上述测试方法整个测试工艺复杂、误差较大且成功率不高。

为解决上述问题，相关技术人员也对新的静态破碎剂膨胀压测试方法进行了研究，其中包括：液压平衡测压仪测试方法、液压传压测试方法及测力环压力测试方法等。但是经过使用发现都存在误差较大，精度不高，使用不便等问题。

技术实现要素：

本实用新型的主要目的是克服现有技术的缺点，提供一种可减小测量误差，抑制喷孔现象发生，减少安全隐患，提高测试成功率，且组装方便，测试方便，便于清理的静态破碎剂轴向膨胀压测试装置。

本实用新型采用如下技术方案：

一种静态破碎剂轴向膨胀压测试装置，包括有刚性固定框架、用于容置静态破碎剂的测试筒体、分别封堵测试筒体两端开口且相对测试筒体可移动设置的第一活塞及第二活塞、压力机、压力传感器及用于降低测试筒体温度的温度控制系统，测试筒体沿轴向固定安装于刚性固定框架内，压力传感器及压力机固定安装于刚性固定框架上，第一、第二活塞外端分别与压力传感器及压力机压头连接或抵接，第一活塞可拆卸连接于测试筒体且压力传感器相对于固定框架可拆卸连接，和/或第二活塞可拆卸连接于测试筒体且压力机相对于刚性固定框架可拆卸连接，以使测试筒体至少一端开口可开合。

进一步地，所述压力机包括压力机油缸及压力机压头，压力机油缸通过第一支架可拆卸连接于刚性固定框架上。

进一步地，所述第一支架与压力机油缸可拆卸连接，和/或第一支架与刚性固定框架可拆卸连接。

进一步地，所述压力传感器通过第二支架可拆卸连接于刚性固定框架上。

进一步地，所述第二支架与压力传感器可拆卸连接，和/或第二支架与刚性固定框架可拆卸连接。

进一步地，所述压力机压头上连接有位移传感器。

进一步地，所述静态破碎剂轴向膨胀压测试装置还包括有轴向膨胀压显示器，与压力传感器通信连接。

进一步地，所述测试筒体为圆柱形金属筒体。

进一步地，所述刚性固定框架与测试筒体外壁之间形成封闭空间，所述温度控制系统安装于刚性固定框架上，且其温度控制输出端与刚性固定框架和测试筒体外壁之间的封闭空间相连通。

进一步地，所述温度控制系统包括温度检测单元、控制单元及降温设备，温度检测单元通信连接控制单元，控制单元连接控制降温设备。

由上述对本实用新型的描述可知，与现有技术相比，本实用新型具有如下有益效果：

第一，通过设置温度控制系统，可吸收静态破碎剂水化反应放热产生的热量，使得静态破碎剂正常发生水化反应，减小测量误差，且可抑制喷孔现象的发生，消除喷孔现象对静态破碎剂轴向膨胀压测量的影响，可避免对测试人员造成伤害，减少安全隐患，提高测试成功率；

第二，通过设置轴向膨胀压显示器，可将压力传感器测得的静态破碎剂轴向膨胀压力值进行显示，直观方便记录；

第三，测试筒体至少一端开口可开合，且可开合的一端对应的第一活塞或第二活塞与测试筒体可拆卸连接，压力传感器或压力机相对于刚性固定框架可拆卸连接，且压力机和压力传感器分别通过第一支架和第二支架与刚性固定支架可拆卸连接，装置组装方便，测试方便，也更便于清理。同时，结构紧凑、简洁，使用安全环保，更贴合生产实际。

附图说明

图1是本实用新型实施例1的静态破碎剂轴向膨胀压测试装置的整体结构剖视图。

图中：1.刚性固定框架，11.空心圆柱形框架，12.锥筒形顶部平台，13.底部平台，2.测试筒体，3.第一活塞，4.第二活塞，5.压力机，51.压力机油缸，52.压力机压头，53.位移传感器，6.压力传感器，7.温度控制系统，8.第一支架，81.刚性支架ⅰ，82.刚性支架ⅱ，9.第二支架，91.刚性支架ⅲ，92.刚性支架ⅳ，10.轴向膨胀压显示器。

具体实施方式

以下通过具体实施方式对本实用新型作进一步的描述。

实施例1

参照图1，本实用新型的一种静态破碎剂轴向膨胀压测试装置，包括有刚性固定框架1、用于容置静态破碎剂的测试筒体2、分别封堵测试筒体2两端开口且相对测试筒体可移动设置的第一活塞3及第二活塞4、压力机5、压力传感器6及用于降低测试筒体温度的温度控制系统7。

刚性固定框架1包括空心圆柱形框架11、连接于空心圆柱形框架11顶部的锥筒形顶部平台12及连接于空心圆柱形框架11底部的底部平台13。测试筒体2为圆柱形钢筒。测试筒体2沿轴向固定安装于刚性固定框架1内，其上端外壁与锥筒形顶部平台12的上端口封闭连接，锥筒形顶部平台12上端口的孔径与测试筒体2的外径相同。第一活塞3、第二活塞4的直径与测试筒体2内径相同，第一活塞3、第二活塞4轴向高度之和为测试筒体2长度的一半。

压力机5包括压力机油缸51及连接于压力机油缸51并与压力机油缸51的活塞杆联动的压力机压头52。压力机压头52上连接有位移传感器53。压力机5采用现有技术，还连接有压力机控制台。压力机油缸51通过第一支架8可拆卸连接于刚性固定框架1上，且相对刚性固定框架1固定设置。第一支架8一端与刚性固定框架1的锥筒形顶部平台12通过快速连接组件可拆卸连接、另一端与压力机油缸51固定连接。快速连接组件包括在刚性固定框架1的锥筒形顶部平台12上预设的卡槽和设置于第一支架8上的可与卡槽相配合卡固的卡扣件，卡槽和卡扣件的配合结构采用现有技术。第一支架8包括两分别独立设置的刚性支架ⅰ81和刚性支架ⅱ82，刚性支架ⅰ81与刚性支架ⅱ82对称设置，且长度和直径彼此相同。第二活塞4外端与压力机压头52抵接，且第二活塞4可拆卸连接于测试筒体2，以使测试筒体2上端开口可开合。

压力传感器6通过第二支架9可拆卸连接于刚性固定框架1上，且相对刚性固定框架1固定设置。第二支架9一端与刚性固定框架1的底部平台13通过快速连接组件可拆卸连接、另一端与压力传感器6固定连接。快速连接组件包括在刚性固定框架1的底部平台13上预设的卡槽和设置于第二支架上的可与卡槽相配合卡固的卡扣件，卡槽和卡扣件的配合结构采用现有技术。第二支架9包括两分别独立设置的刚性支架ⅲ91和刚性支架ⅳ92，刚性支架ⅲ91与刚性支架ⅳ92对称设置，且长度和直径彼此相同。第一活塞3外端与压力传感器6抵接，且第一活塞3可拆卸连接于测试筒体2。还包括有通过线缆与压力传感器6通信连接的轴向膨胀压显示器10，轴向膨胀压显示器10设置于刚性固定框架1外部。轴向膨胀压显示器10内置有数据处理单元，可直接将压力传感器6测得的轴向膨胀力转化为轴向膨胀压力值显示出来，数据处理单元及其处理算法为现有技术。

温度控制系统7包括温度检测单元、控制单元及降温设备，温度检测单元通信连接控制单元，控制单元连接控制降温设备，用于降低测试筒体的温度使静态破碎剂反应时的温度始终低于喷孔温度。温度控制系统7采用现有技术。本实施例中，温度检测单元可采用温度传感器，控制单元可采用mcs-51单片机，降温设备可采用风冷装置。刚性固定框架1与测试筒体2外壁之间形成封闭空间，温度控制系统7安装于刚性固定框架1上，且降温设备的冷风出口与刚性固定框架1和测试筒体2外壁之间的封闭空间相连通。

刚性固定框架1上预留有线缆孔。用于连接压力传感器6与膨胀压显示器10的线缆以及温度控制系统7的线缆贯穿线缆孔设置，且与线缆孔之间通过密封圈结构密封。

参照图1，本实用新型一种静态破碎剂轴向膨胀压测试装置安装时，先将压力传感器6通过刚性支架ⅲ91和刚性支架ⅳ92固定在刚性固定框架1内，并将压力传感器6与轴向膨胀压显示器10连接好，将温度控制系统7与刚性固定框架1连接好；待压力传感器6固定好之后，将测试筒体2放置于压力传感器6上，并将第一活塞3放置于测试筒体2内保证与压力传感器6接触；然后将位移传感器53与压力机压头52连接好，再将配置好的静态破碎剂装入测试筒体2内捣实平整，然后将第二活塞4装入测试筒体2内；快速将压力机5通过刚性支架ⅰ81和刚性支架ⅱ82固定于刚性固定框架1上，并通过压力机控制台调整好压力机压头52与第二活塞4的位置保证第二活塞4与压力机压头52接触，即完成整个装置的安装。测试时，开启温度控制系统7，进行静态破碎剂的轴向膨胀压测试。

实施例2

本实施例与实施例1的区别在于：第一支架8一端与刚性固定框架1的锥筒形顶部平台12固定连接、另一端与压力机油缸51通过快速连接组件可拆卸连接。第二支架9一端与刚性固定框架1的底部平台13固定连接、另一端与压力传感器6通过快速连接组件可拆卸连接。

实施例3

本实施例与实施例1的区别在于：第一活塞3外端与压力传感器6固定连接，第二活塞4外端与压力机压头52固定连接。

上述仅为本实用新型的三个具体实施方式，但本实用新型的设计构思并不局限于此，凡利用此构思对本实用新型进行非实质性的改动，均应属于侵犯本实用新型保护范围的行为。