一种双臂同向式动态水压力补偿装置的制作方法

本发明属于土工试验领域，涉及一种在压力状态下对岩石和砂砾料进行力学性能三轴试验的装置，具体涉及一种用于对压力室内的压力加以补偿的装置。

背景技术：

岩石和砂砾料在自然界和工程中的真实受力状态和这种状态下的力学性能是岩体工程涉及的重要参数，通常的做法是将试样放在压力室中加压，然后施加轴向力对其进行力学性能试验。

已知结构的试验装置中，试样放在充满压力水的压力室中，压力室上部装有透盖，圆柱形压力活塞穿过透盖孔对试样加力。活塞在透盖中运动会使压力室的容积发生变化，由于压力水可压缩性小，导致压力室的压力发生变化。因而这种结构的试验装置精度很低。

技术实现要素：

为了克服已有技术的缺陷，本发明提供一种带有补偿机构的压力试验装置，可以确保加力活塞不受压力室中压力的影响，同时也使压力室的容积不因活塞运动而变化，有效地提高试验精度。

为了达到上述目的，本发明的技术方案为：

一种双臂同向式动态水压力补偿装置，包括加力活塞1，上轴套2，单向阀a3、b3，下轴套4，锁紧螺母5，活塞a6、b6，平衡活塞杆a7、b7，透盖8，密封装置a9、b9，密封圈10，螺母a11、b11，连接板12，传感器连接杆13以及若干密封圈。

所述的压力室外壳17安装在底座18上，压力室外壳17顶端设有透盖8，透盖8与底座18之间设有导柱，导柱顶端与透盖8之间通过锁紧螺母5锁紧固定。试样15通过试样底座16安装在底座18上，位于压力室内；试样15上方安装传感器14，传感器14通传感器连接杆13与压力室内的连接板12连接。

所述的透盖8中部设有加力活塞1，加力活塞1与上下轴套之间间隙配合、滑动连接，并且在加力活塞1和上轴套2、加力活塞1和下轴套4之间安装有密封圈以防止压力水泄露，加力活塞1通过上下轴套及透盖8与连接板12中部通过螺纹连接。所述加力活塞1两侧对称安装活塞a6、b6，活塞a6、b6的上端分别安装有单向阀a3、b3，用于将活塞a6、b6内的空气全部排放出去；活塞a6、b6的内部设有补偿活塞杆a7、补偿活塞杆b7。所述的补偿活塞杆a7、补偿活塞杆b7的下端与连接板12两端分别通过螺母a11、b11连接。所述的加力活塞1、补偿活塞杆a7、补偿活塞杆b7三者通过连接板12连接在一起，且三者的轴线在同一平面内。

所述的压力室外壳17与透盖8之间安有密封圈10以防止压力水泄露。所述的补偿活塞a6与透盖8之间、补偿活塞b6与透盖8之间安装的密封装置a9、b9。所述的透盖8与压力室外壳17之间安装有密封圈10。所述的螺母a11、b11，连接板12，传感器连接杆13以及在加力活塞1与上轴套2之间、加力活塞1与下轴套4之间安装有密封圈。

所述的加力活塞1、补偿活塞杆a7下端与补偿活塞杆b7下端的截面积之和，与补偿活塞杆a7上端和补偿活塞杆b7上端的截面积之和相等。加力活塞1向下(上)运动时，并通过连接板12使补偿活塞杆a7与补偿活塞杆b7也同时向下(上)运动，进而补偿活塞a6、b6容腔内压力增大，将压力室中的压力水通过活塞a6、活塞b6外壳内通道引入活塞a6、活塞b6的上端，进而压力补偿。这样，由加力活塞1运动引起的压力室的容积变化部分被活塞a6和活塞b6的容腔所补偿，使得加力活塞1的运动对压力室压力完全没有影响。

本发明补偿压力试验装置的优点：结构简单、可靠，使用方便，可以消除加力活塞运动对压力的影响。

附图说明

图1为压力室结构图(无外壳)。

图2为压力室结构局部剖面图。

图3为压力补偿装置局部放大图。

图中：1加力活塞，2上轴套，a3、b3单向阀，4下轴套，5锁紧螺母，a6、b6活塞，a7、b7补偿活塞杆，8透盖，a9、b9密封装置，密10封圈，a11、b11螺母，12连接板，13传感器连接杆，14传感器，15试样，16试样底座，17压力室外壳，18底座。

具体实施方式

附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制。

对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。

以下结合附图对本发明进一步详细描述。显然，所描述的实施例仅仅是发明一部分实例。基于本发明的实例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，本装置包括：加力活塞1，上轴套2，单向阀a3、b3，下轴套4，锁紧螺母5，活塞a6、b6，补偿活塞杆a7、b7，透盖8，密封装置a9、b9，密封圈10，螺母a11、b11，连接板12，传感器连接杆13，传感器14，试样15，试样底座16，底座18；此外，如图2所示，压力室外壳17；以及若干密封圈。

其特点是：加力活塞1、补偿活塞杆a7下端与补偿活塞杆b7下端的截面积之和等于两个补偿活塞杆a7上端和补偿活塞杆b7上端的截面积之和，并将压力室中的压力水引入活塞上端，通过连接板12使得补偿活塞杆a7和补偿活塞杆b7的运动方向与加力活塞1的运动方向相同。加力活塞1、补偿活塞杆a7下端、补偿活塞杆b7的轴线在同一平面内，并通过连接板12将三者连接在一起。加力活塞1与连接板12、补偿活塞杆a7下端与连接板12、补偿活塞杆b7下端与连接板12均通过螺纹连接在一起。活塞a6、b6的上端分别安装有单向阀a3、b3，以用于将活塞内的空气全部排放出去。补偿活塞a7、补偿活塞b7与透盖6之间安有密封圈以防止压力水泄露。

具体使用时，压力水通过压力室进油口充油，当压力水充满压力室后，会通过活塞a6、b6的油孔进入活塞腔内，待活塞a6、b6的腔内充满压力水后，关闭单向阀a3、b3，将试样15放在试样底座16上，然后就可以通过加压装置对压力室加压。如图3所示，当加力活塞1向下(上)运动时，由于连接板12的作用，补偿活塞杆a7和补偿活塞杆b7会同方向运动。又因为加力活塞1、补偿活塞杆a7下端与补偿活塞杆b7下端的截面积之和等于两个补偿活塞杆a7上端和补偿活塞杆b7上端的截面积之和，并将压力室中的压力水引入活塞a6、b6的上端，通过连接板12使得补偿活塞杆a7和补偿活塞杆b7的运动方向与加力活塞1的运动方向相同。这样，由加力活塞1运动引起的压力室的容积变化部分被活塞a6和活塞b6的容腔所补偿，使得加力活塞1的运动对压力室压力完全没有影响。

以上是对本发明进行了具体说明，但本发明并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可以做出种种的等同变形或者替换，这些等同的变形或者替换均包含在

本技术：
权利要求所限定的范围内。

技术特征：

技术总结
一种双臂同向式动态水压力补偿装置属于土工试验领域，该装置中的加力活塞通过透盖与压力室内的连接板中部连接，加力活塞两侧设有下端与连接板两端连接的补偿活塞杆A、B。加力活塞、补偿活塞杆A、B三者的轴线在同一平面内。加力活塞、平衡活塞杆A下端与平衡活塞杆B下端的截面积之和等于两个平衡活塞杆A上端和平衡活塞杆B上端的截面积之和，并将压力室中的液压油引入活塞上端，通过连接板使平衡活塞杆A、B运动方向与加力活塞运动方向相同。这样，由加力活塞运动引起的压力室的容积变化部分被活塞A和活塞B的容腔所补偿，使加力活塞的运动对压力室压力完全没有影响。本发明结构简单、可靠，使用方便，可以消除加力活塞运动对压力的影响。

技术研发人员：邹德高;周晨光;桑勇;孙鹏;周扬;刘京茂
受保护的技术使用者：大连理工大学
技术研发日：2018.05.24
技术公布日：2018.10.30