一种煤岩样取芯固定装置的制作方法

本实用新型涉及岩石力学试验领域，具体地说是涉及一种煤岩样取芯固定装置。

背景技术：

在岩石力学试验前，需要将现场采集的块状煤样、岩样在实验室取芯，制作成符合要求的试件。根据相关标准要求，通常会制作成直径50mm、高度100mm的圆柱形试件，或者高径比为2的圆柱形试件。在煤岩样取芯过程中需要用到取芯固定装置，传统的取芯固定装置主要为台虎钳，或与台虎钳相近的改进装置，台虎钳由两块平行的平板状夹具通过人力转动螺栓将煤岩样夹紧。但现场采集的煤岩样均为不规则形状，上述平板状夹具与煤岩样接触面积较小，固定不牢固；此外，现有平板状夹具均为硬质材料，夹紧力过大会导致煤岩样破损，夹紧力过小会导致取芯过程中煤岩样晃动，从而取芯失败。

公告号为cn207528492u的中国专利文献公开了一种不规则形状软岩岩块取芯固定装置，其通过立体布置众多的螺纹杆，实现对不规则形状煤岩样的夹紧固定，夹紧较牢固，但其螺纹杆也为硬质材料，在螺纹杆的末端设置护套以减少硬质材料带来的问题，但改善效果欠佳；此外，该装置夹紧固定操作较繁琐，且为手动操作，费时费力。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种煤岩样取芯固定装置，实现对不规则形状煤岩样的夹紧固定，夹紧牢固，夹紧固定过程避免煤岩样破损，夹紧固定操作省时省力。

为了达到上述目的，本实用新型所采用的技术解决方案如下：

一种煤岩样取芯固定装置，包括环形槽、环形囊、流体管路和流体打压单元；

环形槽的开口朝向内侧；

环形槽内设置环形囊，环形囊膨胀后，环形囊从环形槽的开口处露出；

环形槽的底部设置有用于与取芯机底座装配连接的装配部；

环形囊经流体管路连接流体打压单元，流体打压单元驱动环形囊膨胀或收缩。

进一步的，所述装配部包括设置于环形槽底部的底座，底座上设置有若干个装配座，所述装配座与取芯机底座装配连接。

进一步的，所述底座设置为环形支撑圈，环形支撑圈上沿圆周方向等间距布置若干个装配座。

进一步的，所述环形槽的横截面为c形。

进一步的，所述环形囊的横截面扁平比为70％。

进一步的，所述环形囊由橡胶材料制成。

进一步的，所述橡胶材料设置为丁基橡胶。

进一步的，所述流体打压单元包括双向液压泵和油箱，双向液压泵的一端经供回油管路连接油箱，双向液压泵的另一端经流体管路连接环形囊。

进一步的，所述流体管路上设置有液压表和阀门。

进一步的，所述双向液压泵为电动液压泵。

本实用新型的有益技术效果是：

本实用新型的煤岩样取芯固定装置，适合用于对不规则形状煤岩样的夹紧固定，通过流体打压单元打压流体使环形囊膨胀，环形囊较大面积接触不规则形状煤岩样，对煤岩样夹紧牢固，通过环形囊与煤岩样接触，夹紧力过大也不会导致煤岩样破损；夹紧固定操作省时省力，煤岩样取芯效率、成功率较高。

附图说明

图1为本实用新型实施例煤岩样取芯固定装置的结构示意图；

图2为本实用新型实施例煤岩样取芯固定装置中环形槽、环形囊及底座部分的仰视图；

图3为本实用新型实施例煤岩样取芯固定装置中环形槽、环形囊及底座部分的剖视图，此时环形囊处于膨胀状态。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本实用新型进一步详细说明。

本实用新型某些实施例于后方将参照所附附图做更全面性地描述，其中一些但并非全部的实施例将被示出。实际上，本实用新型的各种实施例可以许多不同形式实现，而不应被解释为限于此数所阐述的实施例；相对地，提供这些实施例使得本实用新型满足适用的法律要求。

在本实用新型实施例中，提供了一种煤岩样取芯固定装置，请参考图1至图3所示，包括环形槽1、环形囊2、流体管路3和流体打压单元等。

环形槽1采用金属材料制成，环形槽1的开口朝向内侧，优选环形槽1的横截面为c形。横截面为c形的环形槽1，在环形囊2膨胀夹紧煤岩样时，可以支撑并半包裹环形囊2，避免环形囊2从环形槽1脱落。

环形槽1内设置环形囊2，环形囊2膨胀后，环形囊2从环形槽1的开口处露出，环形囊2的中间空间用于夹紧不规则形状的煤岩样。环形囊2在非膨胀状态下，环形囊2与煤岩样之间存在间隙，煤岩样与环形囊2脱离。

其中，环形囊2最大承压5mpa，环形囊2的横截面扁平比为70％，使环形囊2在膨胀状态下，在纵向与环形槽1内壁贴合即可，而在横向延伸较大的尺寸，以夹紧煤岩样。环形囊2由丁基橡胶材料制成，经疲劳测试使用寿命较长。

环形槽1的底部设置装配部，装配部用于与取芯机底座装配连接。本实施例中，装配部包括底座41，底座41设置于环形槽底部，底座41设置为环形支撑圈，环形支撑圈上沿圆周方向等间距布置四个装配座42，装配座42上开设螺孔，装配座42通过螺栓与取芯机底座装配连接为一体。

环形囊2经流体管路3连接流体打压单元，流体打压单元驱动环形囊2膨胀或收缩。

流体打压单元可以打压液压油、水、压缩空气以及惰性气体等介质进入环形囊2。

本实施例优选液压油，打压液压油的效率及安全性较高，其对应设置如下：

双向液压泵5的一端经供回油管路7连接油箱6，双向液压泵5的另一端经流体管路3连接环形囊2。流体管路3上设置有液压表8和阀门9。其中，本实施例中的双向液压泵5为电动液压泵，相对于手动液压泵，电动液压泵打压过程更加省时省力。

本实施例的煤岩样取芯固定装置，其操作步骤如下：

使用前，通过装配部与取芯机底座装配连接，环形囊2内部空置，环形囊2体积收缩；

将煤岩样放置环形囊2的中间空间；

通过双向液压泵5给环形囊2注入液压油打压，环形囊2体积膨胀，环形囊2逐渐将煤岩样裹紧；

停止双向液压泵5打压，关闭阀门9，取芯机的取芯单元开始对煤岩样取芯；

取芯结束后，打开阀门9，通过双向液压泵5将环形囊2内液压油抽回油箱6，环形囊2体积收缩，取出煤岩样。

至此，已经结合附图对本实施例进行了详细描述。依据以上描述，本领域技术人员应当对本实用新型一种煤岩样取芯固定装置有了清楚的认识。本实用新型适合用于对不规则形状煤岩样的夹紧固定，通过流体打压单元打压液压油使环形囊2膨胀，环形囊2接触不规则形状煤岩样,且接触面积较大，对煤岩样夹紧牢固，通过环形囊2的橡胶面与煤岩样接触，环形囊2对煤岩样夹紧力过大也不会导致煤岩样破损；夹紧固定操作省时省力，煤岩样取芯效率、成功率较高。

以上所述的具体实施例，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施例而已，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

技术特征：

1.一种煤岩样取芯固定装置，其特征在于：包括环形槽、环形囊、流体管路和流体打压单元；

环形槽的开口朝向内侧；

环形槽内设置环形囊，环形囊膨胀后，环形囊从环形槽的开口处露出；

环形槽的底部设置有用于与取芯机底座装配连接的装配部；

环形囊经流体管路连接流体打压单元，流体打压单元驱动环形囊膨胀或收缩。

2.根据权利要求1所述的一种煤岩样取芯固定装置，其特征在于：所述装配部包括设置于环形槽底部的底座，底座上设置有若干个装配座，所述装配座与取芯机底座装配连接。

3.根据权利要求2所述的一种煤岩样取芯固定装置，其特征在于：所述底座设置为环形支撑圈，环形支撑圈上沿圆周方向等间距布置若干个装配座。

4.根据权利要求1所述的一种煤岩样取芯固定装置，其特征在于：所述环形槽的横截面为c形。

5.根据权利要求1所述的一种煤岩样取芯固定装置，其特征在于：所述环形囊的横截面扁平比为70％。

6.根据权利要求1所述的一种煤岩样取芯固定装置，其特征在于：所述环形囊由橡胶材料制成。

7.根据权利要求6所述的一种煤岩样取芯固定装置，其特征在于：所述橡胶材料设置为丁基橡胶。

8.根据权利要求1所述的一种煤岩样取芯固定装置，其特征在于：所述流体打压单元包括双向液压泵和油箱，双向液压泵的一端经供回油管路连接油箱，双向液压泵的另一端经流体管路连接环形囊。

9.根据权利要求8所述的一种煤岩样取芯固定装置，其特征在于：所述流体管路上设置有液压表和阀门。

10.根据权利要求8所述的一种煤岩样取芯固定装置，其特征在于：所述双向液压泵为电动液压泵。

技术总结
本实用新型提供了一种煤岩样取芯固定装置，属于岩石力学试验领域。该煤岩样取芯固定装置，包括环形槽、环形囊、流体管路和流体打压单元；环形槽的开口朝向内侧；环形槽内设置环形囊，环形囊膨胀后，环形囊从环形槽的开口处露出；环形槽的底部设置有用于与取芯机底座装配连接的装配部；环形囊经流体管路连接流体打压单元，流体打压单元驱动环形囊膨胀或收缩。本实用新型适合用于对不规则形状煤岩样的夹紧固定，通过流体打压单元打压流体使环形囊膨胀，环形囊较大面积接触不规则形状煤岩样，对煤岩样夹紧牢固，通过环形囊与煤岩样接触，夹紧力过大也不会导致煤岩样破损；夹紧固定操作省时省力，煤岩样取芯效率、成功率较高。

技术研发人员：孙中学;李宏艳;莫云龙;蒋军军;郝晋伟;李磊
受保护的技术使用者：煤炭科学技术研究院有限公司
技术研发日：2020.04.26
技术公布日：2020.12.04