一种用于全自动岩石干湿循环与渗透仪的多功能承样台的制作方法
【技术领域】：
[0001] 本发明属于岩石试验机开发领域，特别涉及一种用于全自动岩石干湿循环与渗透 仪的多功能承样台，适用于干湿循环与渗透仪中岩样渗透试验水量、岩样本身质量的自动 检测以及岩样烘干等工作。 技术背景：
[0002] 在重大工程建设中经常会开挖遇到一类性质较为特殊的软岩，他们在开挖暴露 后，遍历干湿交替的循环作用，导致岩体内部结构松散，强度迅速降低，使得边坡、隧道、基 坑等工程灾变频繁产生。因此研宄其在干湿循环作用下的灾变机制已经成为岩石力学的 重要课题之一，具有重要的工程意义。室内实验是研宄软岩干湿循环灾变机制的重要手段 之一。而岩石干湿循环仪是研宄软岩经过多次干湿循环后物理力学特性变化的重要的室 内试验设备。但是现有的干湿循环与渗透试验仪器一方面功能比较单一，只能通过独立进 行的烘干或浸水等过程的重复开展岩样干湿循环实验，效率低，成本高；另一方面自动化程 度低，量测数据靠人工完成，造成的人为误差也较大。而为了实现该仪器设备的全自动化 取样、检测、放样等多功能的核心技术，提高干湿循环与渗透仪的自动化水平与试验精度， 发明了一种用于全自动岩石干湿循环与渗透仪的多功能承样台，该多功能承样台可通过螺 纹配合协助干湿循环与渗透仪各个工作室自动取放岩样，并在试验过程中自动检测试验数 据。
【发明内容】
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[0003] 本发明的目的是设计一种用于全自动岩石干湿循环与渗透仪的多功能承样台。针 对干湿循环仪功能需求，本多功能承样台的设计提出以下方案：通过设计外钢套螺纹，配合 干湿循环与渗透仪各个工作室，在环形电机的驱动下实现岩样的自动装取；通过在承样台 上部设计安装压力传感器，实时量测干湿循环与渗透仪在岩样干燥过程中质量变化数据； 通过在陶瓷内芯上设计加热线圈、通风加热孔道，为干湿循环与渗透仪在干燥岩样过程中 提供高温气流；通过在陶瓷内芯侧壁上设计安装变阻式水量量测传感器实时量测干湿循环 与渗透仪在渗透试验过程中的渗透水量。本设计发明能提高干湿循环仪的自动化与智能化 水平，并提高工作效率，与试验精度，降低试验误差。
[0004] 多功能承样台的设计包括外钢套与陶瓷内芯两大部分组成。外钢套为向下U型空 心形状。陶瓷内芯为向上U型空心形状，陶瓷内芯套于外钢套内。
[0005] 外钢套外侧设计有螺纹（3)，螺纹（3)可与外部干湿循环仪配合，通过旋转动作将 置于承样台上的岩样放取至干湿循环仪的工作室中。外钢套顶部设计安装有重力传感器
[6] ，时刻检测岩样烘干过程中岩样质量的变化，同时顶部开有水气通孔（7)，渗透实验时渗 透的水量经过水气通孔（7)流入蓄水槽内经变阻式水量测量仪（5)量测，而水气通孔（7) 在岩样烘干过程中则起到气流的导入功能，使得整个岩样在烘干过程中保持每个面均匀受 热。
[0006] 陶瓷内芯设计有两层加热线圈（2)，两层加热线圈（2)中间开设有单向通孔（1)， 在烘干试验时加热线圈（2)通电加热使得单向通孔（1)内气体温度升高，通过外部烘干工 作室内抽气风扇的作用将高温气体通过水气通孔送入烘干室对岩样进行烘干。陶瓷内芯内 蓄水槽一侧设计安装有变阻式水量测量仪（5)，进行渗透试验时，可实时测量岩样渗透的水 量，单向通孔（1)中单向阀（8)作用是阻止渗透水流出，避免影响测量准确度。
[0007] 本发明具有以下优点：
[0008] 1、本发明为一种用于全自动岩石干湿循环与渗透仪的多功能承样台，承样台与干 湿循环仪配合可自动取放岩样，无需人工操作提高工作人员工作效率。
[0009] 2、本发明为一种用于全自动岩石干湿循环与渗透仪的多功能承样台，承样台可自 动获取岩样在试验过程中渗透水水量以及质量的变化，无需人工检测，降低实验误差。
[0010] 3、本发明为一种用于全自动岩石干湿循环与渗透仪的多功能承样台，可配合烘干 工作室共同为烘干试验提供高温气流，提高烘干效率。
[0011] 4、本发明为一种用于全自动岩石干湿循环与渗透仪的多功能承样台，结构紧凑， 占用空间小。
【附图说明】
[0012] 图1承样台主剖视图
[0013] 图2承样台俯视图
[0014] 图3承样台仰视图
[0015] 图4承台架三维视图
[0016] 1-单向通孔；2-加热线圈；3-螺纹；4-外钢套电源触点；5-变阻式水量测量仪； 6-重力传感器；7-水气透孔；8-单向阀；9-外钢套；10-陶瓷内芯；11-陶瓷内芯电源触点； 12-承台架；13-正方形槽
【具体实施方式】：
[0017] 如图1-4所示，本发明是一种用于全自动岩石干湿循环与渗透仪的多功能承样 台。一种用于全自动岩石干湿循环与渗透仪的多功能承样台，试验前，将承样台放置于承台 架（12)上正方形槽（13)中。承样台置于正方形槽（13)中后，将岩样放置于承样台正上方 处，后承样台上螺纹与干湿循环与渗透仪上螺纹配合，旋转将岩样送至干湿循环仪工作室 内做干湿交替试验。
[0018] 试验过程中：
[0019] 1、承样台与干湿循环仪螺纹配合，并通过螺纹的自锁作用将承样台紧密固定于干 湿循环仪室内，与工作室形成密闭空间，电源触点接通，各个量测元件启动工作。
[0020] 2、渗透室，渗透试验时岩样渗透出来的水流经水气通孔到达陶瓷内芯蓄水槽，槽 内变阻式水量测量仪通过电阻的变化自动检测渗透出来的水量，并将数据传回中控中心。
[0021] 3、烘干室，进行岩样烘干时，承样台上电源触点接通，加热线圈加热，单向通孔内 气体温度升高，随着气流运动至岩样表面进行岩样烘干干燥。此时，承样台上的重力传感器 实时检测岩样的重量变化，并将数据传回中控中心。
[0022] 4、膨胀测试室，进行岩样遇水膨胀测试试验时。承样台的单向阀自动阻止用于使 岩样膨胀的水从膨胀工作室底部溢出。
【主权项】
1. 一种用于全自动岩石干湿循环与渗透仪的多功能承样台，其特征在于由单向通孔 (1)、加热线圈（2)、螺纹（3)、外钢套电源触点（4)、变阻式水量测量仪（5)、重力感应器（6)、 水气透孔（7)、单向阀（8)、外钢套（9)、陶瓷内芯（10)、陶瓷内芯电源触点（11)组成。所述 陶瓷内芯（10)套于外钢套（9)里面，并通过陶瓷内芯电源触点（11)链接。陶瓷内芯（10) 与外钢套（9)配合形成整个多功能承样台。一种用于全自动岩石干湿循环与渗透仪的多功 能承样台，通过与干湿循环仪的试验室配合可测量渗透试验室里岩样渗透水量数据，获取 岩样在烘干过程中岩样质量变化数据，提供高温气流加速岩样烘干。
2. 根据权利要求1所述的一种用于全自动岩石干湿循环与渗透仪的多功能承样台，其 特征在于：所述陶瓷内芯（10)与外钢套（9)属于两个不同部件，两个部件共同组成整个多 功能承样台。所述陶瓷内芯（10)主要材质为陶瓷，两层加热线圈（2)分别绕于陶瓷内芯 (10)内部，所述两层加热线圈⑵中间开设有单向通孔（1)，所述单向通孔⑴总共12个， 均匀分布于陶瓷内芯（10)的外侧。所述单向通孔（1)内设计安装有单向阀（8)，所述单向 通孔（1)的功能在于阻隔水气从陶瓷内芯（10)溢出，在做烘干试验时作为气体流通孔，烘 干室内气流交换，加速烘干过程。所述陶瓷内芯（10)蓄水槽一侧设计安装有变阻式水量测 量仪（5)，动态检测渗透试验时水经岩样渗透后流到槽内水量。所述陶瓷内芯（1)顶部设计 有陶瓷内芯电源触点（11)与外钢套（9)衔接并传递电能。
3. 根据权利要求2所述的外钢套（9)，其特征在于其内中空，用于安装陶瓷内芯（10)， 外部上侧设计有螺纹（3)，通过与丁湿循环仪上的试验室螺纹配合，起到将岩样抬起至试验 区的作用。所述外钢套（9)顶端中心位置设计安装有重力感应器（6)，所述重力感应器（6) 周围均匀分布多个水气透孔（7)，用于渗透水与烘干热气流的流通。所述重力感应器（6)在 与试验室配合时实时量测烘干过程中岩样质量变化数据。
4. 根据权利要求2所述的外钢套（9)顶端设计有两个外钢套电源触点（4)，所述外钢 套电源触点（4)与外部相配合的干湿循环仪的试验室链接，并将干湿循环仪的试验室电源 接通至承样台，通过内部电线接通至陶瓷内芯电源触点（11)再由陶瓷内芯电源触点（11) 将电能由电线送至变阻式水量测量仪（5)与加热线圈（2)处供其工作。
【专利摘要】本发明涉及的一种用于全自动岩石干湿循环与渗透仪的多功能承样台，其特征在于由陶瓷内芯及外钢套组成。外钢套螺纹设计配合干湿循环与渗透仪与承台架可实现岩样自动提取。两大部件中设计安装有质量、水量传感器以及温度控制器等元件，在自动烘干以及渗透时自动获取岩样质量变化与渗透水水量数据，能为烘干试验智能提供高温气流。本发明减少了在使用干湿循环仪实验过程中人工操作，提高了干湿循环与渗透仪的自动化程度与仪器的测量精度。
【IPC分类】G01N15-08, G01N17-00
【公开号】CN104833629
【申请号】CN201510224679
【发明人】周翠英, 莫有堂, 刘镇
【申请人】中山大学
【公开日】2015年8月12日
【申请日】2015年4月28日