一种用于常规三轴压缩试验的恒温装置的制作方法

本实用新型属于围压三轴试验领域，特别是一种用于常规三轴压缩试验的恒温装置。

背景技术：

三轴试验机由轴压系统、围压系统和温度控制系统组成，工作原理是通过轴向系统对试样施加轴向试样力，通过压力室对试样施加围压，同时通过温度控制系统使试样的上、下端面、试样中部分别处在不同的温度环境下，从而模拟试样的冻结、冻融等多种实际工况。让围压试验在恒温下进行，已经有了很多比较成熟的试验装置。特别是高温的三轴测试系统，早在1979年就已经有学者进行了开发。在这方面也有较多的研究成果。如Martin进行了凝灰岩250℃下的恒温围压蠕变试验，Prame研究橄榄岩1100-1300℃下围压瞬态蠕变试验，张宁研究了高温和围压下的渗透蠕变试验；但是现有技术中的温度控制系统都是直接给试样施加不同的温度，或者是在压力室的四周围绕加温设备，然后进行温度试验，因为压力室内部有压力油，空间小，所以在压力室内部加装温度控制装置效果并不理想；同时，由于压力室壁厚较厚，温度传递慢，热量损失大，在压力室的四周围绕加温设备效率很低，现有的常温的恒温试验也是在压力室的四周围绕加温设备，然后进行试验，效率低，温度波动范围大，试验效果不好。

技术实现要素：

本实用新型所要解决是现有技术中的温度控制系统都是直接给试样施加不同的温度，或者是在压力室的四周围绕加温设备，然后进行温度试验，因为压力室内部有压力油，空间小，所以在压力室内部加装温度控制装置效果并不理想；同时，由于压力室壁厚较厚，温度传递慢，热量损失大，在压力室的四周围绕加温设备效率很低，现有的常温的恒温试验也是在压力室的四周围绕加温设备，然后进行试验，效率低，温度波动范围大，试验效果不好的技术问题，克服现有技术的缺点，提供一种用于常规三轴压缩试验的恒温装置，针对常温范围的恒温保持，利用实验室现有的设备设计了一个简易的装置，装置由三部分组成，分别是恒温水浴锅、水泵和加热片；其中恒温水浴锅提供恒温的水流；水泵将水抽出导入加热片，水流经过加热片之后回流入水浴加热锅，形成水循环系统。在实验中，加热片贴于围压试验机的油箱外侧。具有能够满足在试验常规三轴实验过程中，保持试验的温度在预定值，温度波动范围小，温度控制效率高的效果。

为了解决以上技术问题，本实用新型提供一种用于常规三轴压缩试验的恒温装置，包括：恒温水浴锅、设置在恒温水浴锅内的水泵，以及若干片竖直设置的矩形加热片，加热片组成上端和下端开口的半封闭型外罩，水泵的进水口置于恒温水浴锅内，水泵的出水口与出水管的一端连接，出水管的另一端与加热管的进水口连接，加热管的回水口与回水管的一端连接，回水管的另一端置于恒温水浴锅内，加热管呈S型分布，并粘接在加热片内部，外罩的内部形状与油箱的外部形状契合，加热片套合在油箱外壁，油箱通过油管与压力室连接，压力室安装在三轴框架内。

本实用新型进一步限定的技术方案是：加热管处设有进排水阀。

进一步的，加热管的材料为铜管。

进一步的，加热管的进水口与出水管通过PU软管连接，加热管的回水口与回水管通过PU软管连接。

进一步的，加热片的材料为不锈钢板。

进一步的，水泵的流量大于4L/min。

本实用新型的有益效果是：

恒温水浴锅提供恒温的水流；水泵将水抽出导入加热片，水流经过加热片之后回流入水浴加热锅，形成水循环系统。在实验中，加热片贴于围压试验机的油箱外侧，对油箱内的液压油进行加热。

1.具有不受空间限制，能够满足在试验常规三轴实验过程中，保持试验的温度在预定值，温度波动范围小，温度控制效率高的效果；

2. 试验结束后围压室的油排出之后的油温，和初始的温度相比较，变化及其微小，围压试验初始油温与结束时的油温相差不超过0.5℃；

3.围压试验的时间缩短，大大提高了试验效率。

附图说明

图1为本实用新型的结构图；

图2为常规三轴压缩恒温试验机的视图；

其中，1-恒温水浴锅，2-水泵，3-出水管，4-回水管，5-加热管，6-加热片，7-进排水阀，8-油箱，9-三轴框架，10-压力室,11-油管。

具体实施方式

实施例1

本实施例提供一种用于常规三轴压缩试验的恒温装置，结构如图1和图2所示，包括：恒温水浴锅1、设置在恒温水浴锅1内的水泵2，水泵2可以为恒温水的循环提供动力，使恒温水一直循环，克服了外界温度的干扰，也克服了因散热而导致的热量损失，以及若干片竖直设置的矩形加热片6，加热片6组成上端和下端开口的半封闭型外罩，水泵2的进水口置于恒温水浴锅1内，水泵2的出水口与出水管3的一端连接，出水管3的另一端与加热管5的进水口连接，加热管5的回水口与回水管4的一端连接，回水管4的另一端置于恒温水浴锅1内，加热管5呈S型分布，并粘接在加热片6内部，将加热管5折成S型，可以使温度均匀的传递至油箱8内，外罩的内部形状与油箱8的外部形状契合，在做恒温控制的试验时，将加热片6套合在油箱8外壁，加热片6通过加热管5给油箱8内部加热，油箱8通过油管11与压力室10连接，油箱8为压力室10提供围压试验所需要的液压油，压力室10安装在三轴框架9内。

具体工作过程为：在恒温水浴锅1上设定所需要温度，然后将加热片6套合在油箱8外壁，启动水泵2，使恒温水通过加热管5一直循环，进而加热管5将热量通过加热片6传递至油箱8内的液压油，给液压油加热到所需温度，通过恒温循环水使液压油的温度保持不变，同时，把即将进行试验的试样用密封袋装好之后浸泡在同一个恒温水浴锅1中，确保在试验开始之前油温和试样都均匀的处于方案所需要的温度；然后将试样放置在压力室10的内部，启动油泵，油泵将油箱8内的达到温度的液压油通过油管传递至压力室10内部，使压力室10内产生一定的压力，进行后续试验。

围压试验的整个过程约为40分钟。压力室10内的高压对液压油有一定的加温的作用，测试了试验结束后压力室10的油排出之后的油温，和初始的温度相比较，变化及其微小，十次测试结果显示，单次围压试验初始油温与结束时的油温相差不超过0.5℃，在可接受的范围之内。

加热管5处设有进排水阀7，在试验结束后，为了便于摆放，会将出水管3和回水管4拆除，加热管5内会有残留的水，通过设置进排水阀7，可以防止加热管5内的残留水流到地面，保证地面卫生的同时，也可以避免水污染其他物品；加热管5的材料为铜管，铜管传热快，热量损失小，同时铜管质软，也方便折成所需要的形状，保证温度传递的快速高效的进行；加热管5的进水口与出水管3通过PU软管连接，加热管5的回水口与回水管4通过PU软管连接，PU软管方便安装和拆卸，同时也有一定的弹性，在给油箱8内的液压油进行加热时，由于试验室内空间限制，难免会有一些刮碰，PU软管有一定的弹性，避免了因为刮碰而导致循环水的接口处损坏，进而避免泄露，保证了加热的正常持续进行；加热片6的材料为不锈钢板，试验室内的液压油和水，对普通的未被处理的铁板会有一定的腐蚀，不锈钢板可以很好的解决腐蚀的问题，同时不锈钢板取材方便，经济实用性好；水泵2的流量大于4L/min，流量过小，循环恒温水的速度就慢，热量浪费的也多，效率低，水泵2的流量大于4L/min在满足恒温水浴锅1的同时，可以提高加热效率，节省资源，提高试验的速度。

以上实施例仅为说明本实用新型的技术思想，不能以此限定本实用新型的保护范围，凡是按照本实用新型提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本实用新型保护范围之内。