岩石试样制备装置及岩石破碎试样生产线的制作方法

本实用新型涉及标准试样制备设备技术领域，具体而言，涉及一种岩石试样制备装置及岩石破碎试样生产线。

背景技术：

破碎岩石力学性能的研究一直是岩石力学的前沿领域，也是采矿、能源、水利、交通、地震等众多工程领域不可或缺的理论基拙。在研究破碎岩石的力学性能时，传统意义上都会进行强度试验，包括单轴抗压试验、剪切试验和三轴抗压试验等，而且进行岩石强度试验所选用的必须是整体岩块，那就需要研究人员制作由破碎岩石构成的标准试样，来模拟破碎岩石的强度性能测试。

然而，目前的破碎岩石试样制作方法存在一些缺陷：

(1)不少试样在制作完成之后，还需要重新测量高度，然后再二次切割加工成标准试样；

(2)现有的制作方式并不能做到均匀捣实，会使得试样中的部分区域存在大的裂隙，影响试验结果；

(3)现有的制作方法制作的试样两端面与试样的轴线方向不垂直，可能存在倾角。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种岩石试样制备装置，其能够可靠地制备用于破碎岩石强度试验的标准试样。

本实用新型的另外一个目的在于提供一种岩石破碎试样生产线，其包括上述岩石试样制备装置，其能够提高用于破碎岩石强度试验的标准试样的制备效率。

本实用新型的实施例是这样实现的：

本实用新型的实施例提供了一种岩石试样制备装置，包括模型缸筒、盖板、加载装置和控制装置；

所述模型缸筒的内部具有用于装载破碎岩石混合料的腔室，所述盖板可拆卸地设置于所述模型缸筒且能够封闭所述腔室，所述加载装置设置于所述盖板的远离所述腔室的一侧，所述控制装置能够控制所述加载装置工作并使所述盖板沿着所述模型缸筒的轴线方向均匀移动。

另外，根据本实用新型的实施例提供的岩石试样制备装置，还可以具有如下附加的技术特征：

在本实用新型的可选实施例中，所述加载装置包括加载圆盘和沿着所述模型缸筒的轴线方向设置的螺栓，所述螺栓的一端连接于所述盖板的中央，所述螺栓的另外一端连接于所述加载圆盘的中央。

在本实用新型的可选实施例中，所述岩石试样制备装置还包括固定支架，所述模型缸筒设置于所述固定支架，所述螺栓可转动地设置于所述固定支架。

在本实用新型的可选实施例中，所述固定支架包括底架、支撑架和导向架，所述所述底架用于支撑所述模型缸筒，所述支撑架设置于所述底架，所述模型缸筒设置于所述支撑架之间，所述导向架设置于所述支撑架的远离所述底架的一端且用于安装所述加载装置并使所述加载装置的加载方向与所述模型缸筒的轴线方向共线。

在本实用新型的可选实施例中，所述加载装置还包括加载位移控制尺，所述加载位移控制尺沿所述螺栓的轴线方向设置于所述盖板且位于所述螺栓的附近。

在本实用新型的可选实施例中，所述控制装置包括用于根据所述加载位移控制尺指示所述盖板的位移量的指针。

在本实用新型的可选实施例中，所述模型缸筒包括底板，所述底板位于所述模型缸筒的端部，所述底板能够与所述盖板共同封闭所述腔室。

在本实用新型的可选实施例中，所述模型缸筒的轴线垂直于所述底板的靠近所述腔室的一侧的面

本实用新型的实施例提供了一种岩石破碎试样生产线，包括动力装置和上述任一项的岩石试样制备装置，所述动力装置用于驱动所述加载装置。

在本实用新型的可选实施例中，所述岩石破碎试样生产线还包括传动连接件，所述岩石试样制备装置的数量为多个，多个所述岩石试样制备装置各自的所述加载装置通过所述传动连接件连接，所述动力装置能够通过所述传动连接件同步驱动所述加载装置。

本实用新型的有益效果是：

岩石试样制备装置，通过模型缸筒来装载破碎岩石混合料，并通过控制装置来控制加载装置工作，加载装置保障盖板能够均匀而平稳地推挤破碎岩石混合料，并且能够有加载位移控制尺来辅助观测制备的用于破碎岩石强度试验的标准试样的高度是否达到要求，加之模型缸筒其自身结构的可靠性，使得最终制备出来的用于破碎岩石强度试验的标准试样高度合乎规范，无需二次切割加工，内部不存在大的裂隙，两端端面与轴线垂直，不存在倾角，从而保障试验结果可靠性。岩石破碎试样生产线能够提高标准试样的制备效率。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本实用新型的实施例1提供的岩石试样制备装置的结构示意图；

图2为本实用新型的实施例1提供的指针与加载位移控制尺的示意图；

图3为本实用新型的实施例1提供的模型缸筒的结构示意图；

图4为本实用新型的实施例2提供的加载圆盘、传动连接件以及动力装置的传动连接示意图。

图标：100-岩石试样制备装置；10-模型缸筒；11-腔室；12-底板；20-盖板；30-加载装置；31-加载圆盘；33-螺栓；35-加载位移控制尺；41-指针；50-固定支架；51-底架；53-支撑架；55-导向架；101-破碎岩石混合料；210-动力装置；220-传动连接件。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“内”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

实施例1

请参考图1至图3，本实施例提供了一种岩石试样制备装置100，包括模型缸筒10、盖板20、加载装置30和控制装置。

具体的，模型缸筒10的内部具有用于装载破碎岩石混合料101的腔室11，盖板20可拆卸地设置于模型缸筒10且能够封闭腔室11，加载装置30设置于盖板20的远离腔室11的一侧，控制装置能够控制加载装置30工作并使盖板20沿着模型缸筒10的轴线方向均匀移动。

详细的，加载装置30包括加载圆盘31和螺栓33，螺栓33的一端连接于盖板20的中央，螺栓33的另外一端连接于加载圆盘31的中央。

此外，岩石试样制备装置100还包括固定支架50，模型缸筒10设置于固定支架50，螺栓33可转动地设置于固定支架50。

进一步的，固定支架50包括底架51、支撑架53和导向架55，底架51用于支撑模型缸筒10，支撑架53设置于底架51，模型缸筒10设置于支撑架53之间，导向架55设置于支撑架53的远离底架51的一端且用于安装加载装置30并使加载装置30的加载方向与模型缸筒10的轴线方向共线。

加载方向主要是指螺栓33的运动方向，也即是螺栓33的轴线方向。通过导向架55对螺栓33起到导向作用，避免螺栓33在转动过程中发生偏移，也避免加载圆盘31对螺栓33施加加载作用力时导致螺栓33因为负荷而不能平稳地对盖板20进行推进。

同样的，螺栓33的两端分别连接加载圆盘31的中央以及盖板20的中央，也是为了能够保障加载圆盘31在工作时，把促使盖板20移动的作用力平稳而均匀地施加到需要挤压的破碎岩石混合料101上，保障挤压的平稳进行。

加载装置30还包括加载位移控制尺35，加载位移控制尺35沿螺栓33的轴线方向设置于盖板20且位于螺栓33的附近。

相对应的，控制装置包括用于根据加载位移控制尺35指示盖板20的位移量的指针41。

加载位移控制尺35设置在盖板20上之后，能够随着盖板20运动，盖板20移动几分，加载位移控制尺35就移动几分，而控制装置的指针41的位置是不变的，加载位移控制尺35移动后，指针41所指的刻度就会发生变化。

通过读取指针41所指的加载位移控制尺35的读数，就可以知道破碎岩石混合料101被挤压了几分，知道离所需制备的用于破碎岩石强度试验的标准试样的高度还差多少，控制装置也可以据此来判断是否要继续控制加载装置30工作。保障制备的用于破碎岩石强度试验的标准试样的质量，而无需进行二次加工。

模型缸筒10包括底板12，底板12位于模型缸筒10的端部，底板12能够与盖板20共同封闭腔室11。

进一步的，模型缸筒10的轴线垂直于底板12的靠近腔室11的一侧的面。

本实施例的原理是：

根据所要加工的用于破碎岩石强度试验的标准试样的尺寸来称取相应重量的破碎岩石混合料101，并将破碎岩石混合料101放入模型缸筒10的腔室11中。

盖上盖板20，通过控制装置控制加载装置30对盖板20进行加载，盖板20均匀而平稳地向下挤压，由于有螺栓33这样的缓慢推进的部件，盖板20能够在承载加载装置30的同时也将这推进力均匀散布到破碎岩石混合料101上，使破碎岩石混合料101被均匀捣实，避免制备出来的用于破碎岩石强度试验的标准试样的部分区域存在大的裂隙，从而保障了使用该破碎岩石强度试验的标准试样在完成试验后的试验结果的可靠性。

模型缸筒10的底板12和模型缸筒10的轴线是相互垂直的。

由于螺栓33是沿着模型缸筒10的轴线方向设置，螺栓33连接的盖板20为了保障工作的稳定性，也是设置成螺栓33与盖板20相互垂直的，所以盖板20与模型缸筒10的轴线也是垂直的。

这样盖板20挤压出来的用于破碎岩石强度试验的标准试样的两端端面与用于破碎岩石强度试验的标准试样的轴线方向是垂直的，也就不存在倾角。

加上有指针41以及加载位移控制尺35作为制备时的尺寸参考，最终制备出来的用于破碎岩石强度试验的标准试样的高度是能够依靠控制装置的指针41来检测是否符合要求，这样才能一次制备成功，保障其质量以及高度的合乎规范。免除二次切割加工的麻烦。

最终，通过这一揽子的部件的相互配合，使得该岩石试样制备装置100制备出来的用于破碎岩石强度试验的标准试样能够一次达到试验所需的形状与尺寸要求，既避免重复加工，又保障试验结果的可靠性。

本实施例的岩石试样制备装置100，通过均匀挤压破碎岩石混合料101，并将模型缸筒10设置成底板12与轴线垂直，并将盖板20也安装成与模型缸筒10的轴线垂直，从而使得最终制备出来的用于破碎岩石强度试验的标准试样无论是形状还是高度尺寸，都能够符合标准试样的标准规范，避免二次加工，提高试样加工的可靠性与加工效率。

实施例2

请参照图4，本实施例提供了一种岩石破碎试样生产线，包括动力装置210和实施例1中的岩石试样制备装置100。

具体的，动力装置210用于驱动加载装置30。

驱动方式如下：

岩石试样制备装置100的数量为多个，相应的加载装置30的数量也为多个，通过传动连接件220来将多个岩石试样制备装置100各自的加载装置30传动连接在一起，并且通过动力装置210来为它们提供驱动力。达到同步驱动的效果。

更细致的，传动连接件220是连接加载圆盘31，类似于带传动一般，绕设于加载圆盘31的周面，从而使得动力装置210提供动力时，加载圆盘31的角速度相同，这样能够对模型缸筒10中的破碎岩石混合料101达到相同的推进位移量，从而实现同时制备多个用于破碎岩石强度试验的标准试样，保障质量的同时，又进一步提高制备用于破碎岩石强度试验的标准试样的效率。

综上所述，本实用新型的岩石试样制备装置100，通过模型缸筒10来装载破碎岩石混合料101，并通过控制装置来控制加载装置30工作，加载装置30保障盖板20能够均匀而平稳地推挤破碎岩石混合料101，并且能够有加载位移控制尺35来辅助观测制备的用于破碎岩石强度试验的标准试样的高度是否达到要求，加之模型缸筒10其自身结构的可靠性，使得最终制备出来的用于破碎岩石强度试验的标准试样高度合乎规范，无需二次切割加工，内部不存在大的裂隙，两端端面与轴线垂直，不存在倾角，从而保障试验结果可靠性。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。