专利名称：一种气压式样品装样器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于测定岩石样品的物理和力学参数的工具，更具体地涉及一种气压式样品装样器，以方便岩石样品的物理和力学参数测试中橡皮套密封样品的装配。
背景技术：
在工程、能源应用及地球科学研究等领域常常需要测定岩石样品的物理和力学参数。在具有压力环境下岩石样品的物理和力学参数测试实验中，样品需要用密封材料紧密包裹，以防止传压介质进入样品。从方便和经济角度常选用橡皮套为密封材料，实际中使用橡皮套包裹样品时，要碰到以下问题I)装样困难，实验测试要求橡皮套与样品紧贴，所以橡皮套的内径要小于样品的外径，以利用橡皮套的弹性紧密包裹样品。这导致把样品放入橡皮套时需要把橡皮套撑开， 常常通过用力挤入的方式，但这种方式是比较费力的。实际中使用的橡皮套常需要一定的厚度，以达到在温度压力下保持一定物理机械性能的要求，这样把样品用力挤入厚的橡皮套中将更加费力；2)如果样品的结构比较软弱，装样时施加压力过大就容易把样品压坏。
发明内容
本发明的目的在于提供一种气压式样品装样器，以改进公知技术中存在的缺陷。为实现上述目的，本发明提供的气压式样品装样器，主要包括有一气压室，内部装有活塞块，该活塞块上方连接一活塞杆，由活塞杆带动活塞块在气压室内做向下和向上的往复运动；该气压室的下端连接第一固定压帽，该第一固定压帽的下方连接储物室；第一固定压帽设有第一锥度槽和第二锥度槽，其中第一个锥度槽贯通气压室和储物室，所述第一锥度槽的锥度口朝向气压室；第二锥度槽连接一气道，所述第二锥度槽的锥度口朝向储物室；第一锥度槽和第二锥度槽内均设有一弹簧，其中第一锥度槽内的弹簧上方抵顶一钢珠，形成由气压室至储物室的单向气阀；第二锥度槽内的弹簧下方抵顶一钢珠，形成气压室至大气的单向气阀；储物室的下端口设有第二固定压帽，该第二固定压帽与储物室之间夹持一橡皮套。所述的气压式样品装样器，其中，气压室的上端固定有一上压盖，防止活塞块向上运动而从气压室脱离，活塞杆伸延出该上压盖。所述的气压式样品装样器，其中，活塞块的上下两面均设有密封圈，与活塞块一起和活塞杆连接形成一整体。所述的气压式样品装样器，其中，储物室与第一固定压帽之间设有密封圈，使储物室的端面与第一固定压帽之间为密封状态。
所述的气压式样品装样器，其中，第一固定压帽中第一锥度槽和第二锥度槽的弹簧由固定透气螺母固定。所述的气压式样品装样器，其中，储物室夹持橡皮套的一端为一锥度面。所述的气压式样品装样器，其中，橡皮套的出口设有密封卡子。本发明提供的气压式样品装样器，在实际操作中，通过气压把橡皮套内径撑大以方便样品进入橡皮套中，实现样品无损装配，解决橡皮套密封样品的装配问题。
图I是本发明的气压式样品装样器的结构示意图。图2是图I所示方向的左侧视图，显示了本发明的气压式样品装样器进行装样时旋转的示意图。附图中组件名称说明I上压盖，2活塞块，3、7密封圈，4、20钢珠，5、19弹簧，6、18固定透气螺母，8第一固定压帽，9、13探头，10储物室，11样品，12第二固定压帽，14橡皮套，15密封卡子，16活塞杆，17气压室，21紧固手柄，22固定螺栓，23旋转盘，24固定支架，25紧固螺栓，26气道。
具体实施例方式以下结合附图对本发明作详细描述。请参阅图1，本发明的气压式样品装样器基本由气压室17和储物室10两部分组成。气压室17上装设有上压盖I、活塞块2、密封圈3、钢珠4、弹簧5、固定透气螺母6、 第一固定压帽8、活塞杆16、固定透气螺母18、弹簧19、钢珠20。上压盖I紧固在气压室17上，起到防止活塞块2向上运动而从气压室17脱离的作用。活塞块2放在气压室17内，与密封圈3和活塞杆16连接形成整体做向下和向上的往复运动，进行空气的压缩和吸气工作。第一固定压帽8内设有贯通气压室和储物室的第一个锥度槽，钢珠4放在第一固定压帽8的第一锥度槽内，该第一锥度槽的锥度口朝向气压室17，弹簧5放在第一固定压帽8的第一锥度槽内，从下面顶住钢珠4，固定透气螺母6放在第一固定压帽8的第一锥度槽内，在钢珠4和弹簧5的下面顶住弹簧5使它们成为一个整体，起到固定钢珠4和弹簧5的作用。在弹簧5和固定透气螺母6的作用下，可以使钢珠 4上顶封住第一锥度槽的锥度口。当活塞块2与密封圈3及活塞杆16连接形成整体做向下压缩空气时，钢珠4在空气的压力下打开第一锥度槽的锥度口，压缩空气进入储物室10。 当活塞块2与密封圈3及16活塞杆连接形成整体做向上运动时，空气压力降低，弹簧5将钢珠4重新顶住以封住第一锥度槽的锥度口，形成由气压室17至储物室10的单向气阀。第一固定压帽8还设有第二锥度槽，该第二锥度槽通过一气道26与外界大气相通，该第二锥度槽的锥度口朝向储物室10的方向，固定透气螺母18和弹簧19及钢珠20 — 起放在第二锥度槽内，锥度槽的底部朝下呈90度直角通过气道26与向外界贯通。钢珠20 在弹簧19和固定透气螺母18作用下，向下封住第二锥度槽的锥度口，当活塞块2与密封圈 3和活塞杆16连接形成整体做向下压缩空气时，钢珠4向下打开，压缩气体进入储物室10， 这时钢珠20在弹簧19和固定透气螺母18作用下，封住第二锥度槽与气道26通往外部的通路，形成气压室17至大气的单向气阀。第一固定压帽8是气压室17的基座，同时还是储物室10的固定压帽。第一固定压帽8和气压室17螺纹连接时，须用聚四氟乙烯料带缠在气压室17螺纹上起到密封作用。储物室10装设有第一固定压帽8、探头9和13、样品11、第二固定压帽12、橡皮套 14、15密封卡子。探头9和13放在储物室10内，样品11置于两个控头9和13之间。第二固定压帽12通过自身内螺纹和储物室10下面的外螺纹连接，同时把橡皮套14压在储物室10底部的锥度面上。第二固定压帽12底部和储物室10底部的锥度相同，拧紧第二固定压帽12 将套在10储物室底部锥度面上的橡皮套14压住，起到固定和密封的作用。橡皮套14的出口安装有密封卡15，密封卡15的作用是把有一定长度的橡皮套14的出口密封卡住。随着气压室17的压缩空气不断打进，橡皮套14的内径不断膨胀和延长，为探头9、 样品11和探头13能顺利进入橡皮套14内提供了足够的空间。当探头9、样品11和探头 13进入橡皮套14后，松开第二固定压帽12取下橡皮套14，完成装样过程。本发明的气压式样品装样器还设有旋转盘23，该旋转盘23可旋转地固定在固定支架24上，由该固定支架24固定在工作台上。紧固手柄21拧在固定螺栓22上，固定螺栓22穿过固定支架24上面的槽与旋转盘23拧紧形成一个整体。旋转盘23穿过固定支架24的中心孔，旋转盘23小头的直径与储物室10的外中部位置焊接形成一个整体，当旋转储物室10时带动旋转盘23同步运动， 从图2中可以看到，旋转储物室10时可以用紧固手柄21拧紧在固定支架24面板上。紧固螺栓25穿过固定支架24的底部槽，固定支架24固定在桌子上面时用紧固螺栓25旋转顶住。在进行装样时，松开固定螺栓22，旋转气压式样品装样器呈水平状，将样品装入后再旋转气压式样品装样器呈垂直状，开始加压过程。旋转方向如图2中的箭头所示。
权利要求
1.一种气压式样品装样器，主要包括有一气压室，内部装有活塞块，该活塞块上方连接一活塞杆，由活塞杆带动活塞块在气压室内做向下和向上的往复运动；该气压室的下端连接第一固定压帽，该第一固定压帽的下方连接储物室；第一固定压帽设有第一锥度槽和第二锥度槽，其中第一个锥度槽贯通气压室和储物室，所述第一锥度槽的锥度口朝向气压室；第二锥度槽连接一气道，所述第二锥度槽的锥度口朝向储物室；第一锥度槽和第二锥度槽内均设有一弹簧，其中第一锥度槽内的弹簧上方抵顶一钢珠，形成由气压室至储物室的单向气阀；第二锥度槽内的弹簧下方抵顶一钢珠，形成气压室至大气的单向气阀；储物室的下端口设有第二固定压帽，该第二固定压帽与储物室之间夹持一橡皮套。
2.根据权利要求I所述的气压式样品装样器，其中，气压室的上端固定有一上压盖，防止活塞块向上运动而从气压室脱离，活塞杆伸延出该上压盖。
3.根据权利要求I所述的气压式样品装样器，其中，活塞块的上下两面均设有密封圈， 与活塞块一起和活塞杆连接形成一整体。
4.根据权利要求I所述的气压式样品装样器，其中，储物室与第一固定压帽之间设有密封圈，使储物室的端面与第一固定压帽之间为密封状态。
5.根据权利要求I所述的气压式样品装样器，其中，第一固定压帽中第一锥度槽和第二锥度槽的弹簧由固定透气螺母固定。
6.根据权利要求I所述的气压式样品装样器，其中，储物室夹持橡皮套的一端为一锥度面。
7.根据权利要求I所述的气压式样品装样器，其中，橡皮套的出口设有密封卡子。
全文摘要
一种气压式样品装样器一气压室，内部装有活塞块，该活塞块上方连接一活塞杆，由活塞杆带动活塞块在气压室内做向下和向上的往复运动；该气压室的下端连接第一固定压帽，该第一固定压帽的下方连接储物室；第一固定压帽设有第一锥度槽和第二锥度槽，其中第一个锥度槽贯通气压室和储物室，所述第一锥度槽的锥度口朝向气压室；第二锥度槽连接一气道，所述第二锥度槽的锥度口朝向储物室；第一锥度槽和第二锥度槽内均设有一弹簧，其中第一锥度槽内的弹簧上方抵顶一钢珠，形成由气压室至储物室的单向气阀；第二锥度槽内的弹簧下方抵顶一钢珠，形成气压室至大气的单向气阀；储物室的下端口设有第二固定压帽，该第二固定压帽与储物室之间夹持一橡皮套。
文档编号G01N1/36GK102607929SQ20121005581
公开日2012年7月25日 申请日期2012年3月5日 优先权日2012年3月5日
发明者伍向阳, 杨伟, 郝召兵, 黄卫清 申请人:中国科学院地质与地球物理研究所