低温三轴围压室液体预降温装置制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种低温三轴围压室液体预降温装置，属室内土工低温试验【技术领域】。装置包括顶板、底板以及有机玻璃筒，有机玻璃筒内设有冷冻液循环管、温度传感器以及低温三轴围压室液体进出口，冷冻液循环管的进液口和出液口设于顶板上，温度传感器设于底板上，顶板上设有高压气体进气口。使用时首先将围压室液体提前注入该装置，通过低温恒温冷浴和冷冻液循环管将液体降至设定温度，气泵连接高压气体进气口将低温液体快速注入围压室内；待试验结束后，气泵连接三轴围压室顶端进气口将液体快速回注至该装置中，继续降温。本实用新型可大大地缩短低温三轴试验的降温时间，提高试验的温控精度，降低低温三轴仪的耗损率。
【专利说明】低温三轴围压室液体预降温装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种低温三轴围压室液体预降温装置，属室内土工低温试验【技术领域】。
【背景技术】
[0002]冻土是由土颗粒、水、冰晶和气体组成的4相结构体，温度的变化会导致水和冰晶之间发生持续的相位变化，从而改变土体的微观结构，影响土体的工程特性。因此，在室内土工低温试验中，能否精确控温是试验成功与否的关键。
[0003]—直以来,低温三轴围压室内液体温度控制有两种方式:一是米用与低温三轴围压室连接的低温恒温冷浴对液体进行直接降温；二是采用将低温三轴围压室置于高低温环境箱中对液体进行降温。两种降温方式均需要较长时间的降温过程，且在进行多个试样的低温三轴剪切试验时，低温三轴围压室内液体的初始温度不一致，降温时间长短不一。这些都导致在进行低温三轴剪切试验时温度精度控制不精确，对试样的扰动较大，不同试样的可比性降低，试验工作效率降低，同时也大大加快了低温三轴仪的耗损。
实用新型内容
[0004]本实用新型要解决的技术问题是提供一种结构简单、高效方便、精确控温的低温三轴围压室液体预降温装置。
[0005]为解决上述技术问题，本实用新型所采取的技术方案是:一种低温三轴围压室液体预降温装置，其关键技术在于:其包括顶板、底板以及设于顶板与底板之间的有机玻璃筒，所述顶板和底板借助螺栓连接，所述有机玻璃筒内设有冷冻液循环管、温度传感器以及低温三轴围压室液体进出口，所述冷冻液循环管的进液口和出液口设于顶板上，所述温度传感器设于底板上，所述低温三轴围压室液体进出口设于底板上；所述顶板上设有高压气体进气口。
[0006]所述冷冻液循环管为蛇形弯管。
[0007]所述低温三轴围压室液体进出口、冷冻液循环管的进液口和出液口和高压气体进气口均采用插入式气动接头。
[0008]所述底板上的三轴围压室液体进出口高于底板底面。
[0009]上述低温三轴围压室液体预降温装置的处理方法，其首先将三轴围压室液体提前注入该预降温装置，通过低温恒温冷浴和冷冻液循环管对液体降温，期间通过温度传感器监测装置内液体温度；达到设定温度后，用气泵连接高压气体进气口将低温液体快速注入三轴围压室内；待试验结束后，气泵连接三轴围压室顶端进气口将液体快速回注至该预降温装置中，继续降温。
[0010]该预降温处理早于低温三轴试验3h进行，并可连续不间断运转。所述有机玻璃筒内可承受气压控制在0.2MPa之内。当液体注入低温三轴围压室达到一半时，停止注入高压气体。
[0011]采用上述技术方案所产生的有益效果在于:
[0012]本实用新型结构简单，操作方便，使用效果良好，有效降低了低温三轴仪的耗损率。由于采用该装置对低温三轴围压室内液体进行预先降温，降温过程先于低温三轴试验，大大缩短了三轴试验的操作时间，提高了试验工作效率，减少了对试样的扰动；同时也保证了每次试验时的围压室内液体具有相同的初始温度，能够精确控制每个试样的试验温度，有效提高了试验数据了的可比性；由于采用高压气体快速压注低温液体至低温三轴围压室，大大缩短了低温三轴围压室内液体的注入时间，减少了低温液体的热量损失；由于采用温度传感器监控装置内液体温度，提高了液体温度的可控性；由于采用插入式气动接头，方便了接口原件的插拔；由于采用底板上的三轴围压室液体进出口高于底板底面，试验过程中产生的杂质沉积在装置底部，有效地保证了三轴围压室内液体的纯净。
【专利附图】
【附图说明】
[0013]图1是本实用新型的示意图；
[0014]其中，1-1为顶板,1-2为冷冻液循环管进液口，1-3为冷冻液循环管出液口，1-4高压气体进气口 ； 2-1为低温三轴围压室液体进出口，2-2为底板；3、密封圈；4、有机玻璃筒；5、固定螺杆；6、冷冻液循环管；7、温度传感器。
【具体实施方式】
[0015]下面结合附图和【具体实施方式】对本实用新型作进一步详细的说明。
[0016]参见附图1，本低温三轴围压室液体预降温装置的结构为:其包括圆形的顶板1-1、圆形的底板2-2以及设于顶板1-1与底板2-2之间的有机玻璃筒4，所述顶板1-1和底板2-2借助螺栓5固定连接，所述有机玻璃筒4内设有冷冻液循环管6、温度传感器7以及低温三轴围压室液体进出口 2-1，所述冷冻液循环管的进液口 1-2、冷冻液循环管的出液口
1-3设于顶板1-1上，所述温度传感器7设于底板2-2上，所述低温三轴围压室液体进出口
2-1设于底板2-2上；所述顶板1-1上设有高压气体进气口1-4。
[0017]所述冷冻液循环管6为蛇形弯管。所述低温三轴围压室液体进出口 2-1、冷冻液循环管的进液口 1-2和出液口 1-3和高压气体进气口 1-4均采用插入式气动接头。所述底板2-2上的三轴围压室液体进出口 2-1高于底板底面。所述有机玻璃筒4上下端面与顶板1-1和底板2-2之间设有密封圈3。
[0018]采用本新型在某负温下土试样的三轴剪切特性测试的降温实施过程为:首先将液体由低温三轴围压室液体进出口 2-1注入有机玻璃筒4内，直至注满，然后将低温三轴围压室液体进出口 2-1由导管连接至低温三轴围压室；低温恒温冷浴分别连接顶板1-1的冷冻液循环管进液口 1-2和冷冻液循环管出液口 1-3，并设定负温，开始对低温三轴围压室液体进行预降温，期间通过温度传感器7监测液体温度变化；待达到设定温度后，将气泵接口连接至高压气体进气口 1-4，并打开围压室进液口阀门，打开气泵将低温液体快速注入三轴围压室内，当液体注入低温三轴围压室达到一半时，关闭气泵。待低温三轴剪切试验结束后，将气泵接口连接至围压室排气口，打开围压室进液口阀门，打开气泵将低温液体通过低温三轴围压室液体进出口 2-1回注至有机玻璃筒内，继续对液体进行降温。
【权利要求】
1.一种低温三轴围压室液体预降温装置，其特征在于:其包括顶板(1-1)、底板(2-2)以及设于顶板(1-1)与底板(2-2)之间的有机玻璃筒(4)，所述顶板(1-1)和底板(2-2)借助固定螺杆(5)连接，所述有机玻璃筒(4)内设有冷冻液循环管(6)、温度传感器(7)以及低温三轴围压室液体进出口(2-1)，所述冷冻液循环管的进液口(1-2)和出液口(1-3)设于顶板(1-1)上，所述温度传感器(7)设于底板(2-2)上，所述低温三轴围压室液体进出口(2-1)设于底板(2-2 )上；所述顶板(1-1)上设有高压气体进气口( 1-4)。
2.根据权利要求1所述的低温三轴围压室液体预降温装置，其特征在于:所述冷冻液循环管(6)为蛇形弯管。
3.根据权利要求1所述的低温三轴围压室液体预降温装置，其特征在于:所述低温三轴围压室液体进出口(2-1)、冷冻液循环管的进液口(1-2)和出液口(1-3)和高压气体进气口( 1-4)均采用插入式气动接头。
4.根据权利要求3所述的低温三轴围压室液体预降温装置，其特征在于:所述底板(2-2)上的三轴围压室液体进出口(2-1)高于底板底面。
5.根据权利要求4所述的低温三轴围压室液体预降温装置，其特征在于:所述有机玻璃筒(4)上下端面与顶板(1-1)和底板(2-2)之间设有密封圈(3)。
【文档编号】G01N3/02GK204101368SQ201420616479
【公开日】2015年1月14日 申请日期:2014年10月23日 优先权日:2014年10月23日
【发明者】王天亮, 刘佳兴, 程佳, 赵得杰, 林永清, 郎海鹏, 席鹏博, 李楠 申请人:石家庄铁道大学