稳压机构、机械式流变实验系统的制作方法

本实用新型涉及三轴试验设备技术领域，具体而言，涉及一种稳压机构、机械式流变实验系统。

背景技术：

在使用传统的三轴试验机做三轴实验时，当电压不稳定时，会使得三轴缸(围压缸)及底座缸(轴压缸)内油液压力产生波动，即围压和轴压会波动，导致实验不准确。现在加载力主要靠压力泵通过向缸内注入油液加压控制加载力，在用电高峰期，实验室有时会出现电压不稳定，会影响压力泵的功率从而影响其注入油液的量，从而影响加载力。岩石蠕变试验是长时间不间断的试验，一般要连续很长一段时间，所以电压波动对实验的影响是很大的，会直接影响实验的效果，故需要一种能够保持稳定加载力的试验仪器来改良电压波动对实验结果的影响。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种稳压机构，其结构简单，能够避免由电控来实现稳压所带来的弊端，保证加载力的稳定性，同时利用该稳压机构的机械式流变实验系统，能够消除传统电控时存在电压不稳定而引起的加载力不稳定的问题，能够在试验时使得试验结果更加精确。

本实用新型的实施例是这样实现的：

其一，本实用新型提供一种稳压机构，包括压杆和活塞，所述活塞的端部滑设于所述压杆上，所述压杆一端设有底座铰接部以实现所述压杆上下转动，所述压杆另一端设有施力部。

进一步地，所述施力部为悬挂于所述压杆端部的砝码。

其二，本实用新型提供一种机械式流变实验系统，包括上述所述的稳压机构，还包括用于向被测试件施加围压的围压系统和用于向被测试件施加轴压的轴压系统，所述围压系统包括围压缸筒体、试件压杆、围压泵、围压进油管路和围压控油管路，所述轴压系统包括轴压缸筒体、试件底座、轴压泵、轴压进油管路和轴压控油管路，所述围压缸筒体底部为开口结构，且可升降的设于所述轴压缸筒体的上方，所述试件压杆设于所述围压缸筒体内顶部，所述轴压缸筒体的顶部开设有通孔，所述试件底座插设于所述通孔内，且与所述试件压杆相对应，所述围压泵通过所述围压进油管路与所述围压缸筒体连通，所述轴压泵通过所述轴压进油管路与所述轴压缸筒体连通；

所述围压控油管路一端与所述围压缸筒体的侧壁连通，其另一端与一所述稳压机构的活塞连接，所述轴压控油管路一端与所述轴压缸筒体的侧壁连通，其另一端与一所述稳压机构的活塞连接。

进一步地，所述围压系统还包括围压油箱，所述围压泵的输入端与所述围压油箱连通，所述轴压系统还包括轴压油箱，所述轴压泵的输入端与所述轴压油箱连通。

进一步地，与所述围压系统对应的所述稳压机构位于所述围压缸筒体上方，与所述轴压系统对应的所述稳压机构位于所述轴压缸筒体上方。

上述的机械式流变实验系统的试验方法，包括以下步骤：

s1.将被测试件放置于所述试件底座上，下降所述围压缸筒体使其与所述轴压缸筒体配合形成密闭空腔；

s2.将与所述围压系统对应的所述稳压机构的活塞插入所述围压控油管路内以形成密闭结构，随后利用该所述稳压机构的压杆的施力部施加力，打开所述围压泵向所述围压缸筒体内充入油液，待所述围压缸筒体内充满油液后，观察所述围压控油管路内的油液高度，当所述活塞上移时关闭所述围压泵，此时被测试件的围压为：б2＝б3＝f1l1/x1/a1；

其中：б2，б3为被测试件的围压，f1为施力部施加在压杆端部的力，l1为压杆的长度，x1为活塞与施力部的距离，a1为活塞的底面积；

s3.得出被测试件的围压后，将与所述轴压系统对应的所述稳压机构的活塞插入所述轴压控油管路内以形成密闭结构，随后利用该所述稳压机构的压杆的施力部施加力，打开所述轴压泵向所述轴压缸筒体内充入油液，待所述轴压缸筒体内充满油液后，观察所述轴压控油管路内的油液高度，当所述活塞上移时关闭所述轴压泵，此时被测试件的轴压为：б1＝f2l2/x2/a2；

其中，б1为被测试件的轴压，f2为施力部施加在压杆端部的力，l2为压杆的长度，x2为活塞与施力部的距离，a2为活塞的底面积；

s4.待试验结束后，记录试验测得的围压和轴压，打开所述围压泵并抽走所述围压缸筒体内的油液，卸载施加于所述压杆端部的力，随后提升所述围压缸筒体并观察被测试件。

本实用新型的有益效果是：

本实用新型提供的稳压机构，其结构简单，操作快捷方便，能够避免由电控来实现稳压所带来的弊端，保证加载力的稳定性，同时利用该稳压机构的机械式流变实验系统，能够消除传统电控时存在电压不稳定而引起的加载力不稳定的问题，使得试验结果更加稳定且精确，并能够适用于各种三轴试验中。

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为本实用新型实施例提供的机械式流变实验系统的结构示意图。

图标：1-压杆，2-活塞，3-底座铰接部，4-施力部，5-围压缸筒体，6-试件压杆，7-围压泵，8-围压进油管路，9-围压控油管路，10-轴压缸筒体，11-试件底座，12-轴压泵，13-轴压进油管路，14-轴压控油管路，15-围压油箱，16-轴压油箱，17-被测试件。

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。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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”、“安装”、“相连”、“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

参照图1所示，本实施例提供一种稳压机构，包括压杆1和活塞2，活塞2的端部滑设于压杆1上，压杆1一端设有底座铰接部3以实现压杆1上下转动，压杆1另一端设有施力部4，其中施力部4为悬挂于压杆1端部的砝码，实际使用时随着活塞2的上下移动，活塞2可在压杆1上滑动，进而使得整个稳压机构维持平衡状态。

在此基础上，本实施例提供一种包括上述稳压机构的机械式流变实验系统，该机械式流变实验系统还包括用于向被测试件17施加围压的围压系统和用于向被测试件17施加轴压的轴压系统，其中围压系统包括围压缸筒体5、试件压杆6、围压泵7、围压进油管路8和围压控油管路9，轴压系统包括轴压缸筒体10、试件底座11、轴压泵12、轴压进油管路13和轴压控油管路14，围压缸筒体5底部为开口结构，且可升降的设于轴压缸筒体10的上方，在试验时，可将围压缸筒体5下降至轴压缸筒体10的顶面，使得围压缸筒体5内形成一个密闭的空腔，试件压杆6设于围压缸筒体5内顶部，轴压缸筒体10的顶部开设有通孔，试件底座11插设于通孔内，且与试件压杆6相对应，试件压杆6和试件底座11相互配合以夹紧被测试件17，围压泵7通过围压进油管路8与围压缸筒体5连通以向围压缸筒体5内输入油液，轴压泵12通过轴压进油管路13与轴压缸筒体10连通以向轴压缸筒体10内输入油液；

围压控油管路9一端与围压缸筒体5的侧壁连通，其另一端与一稳压机构的活塞2连接，轴压控油管路14一端与轴压缸筒体10的侧壁连通，其另一端与一稳压机构的活塞2连接，即围压系统和轴压系统分别单独对应一个稳压机构，且与围压系统对应的稳压机构位于围压缸筒体5上方，与轴压系统对应的稳压机构位于轴压缸筒体10上方，以保证在试验时当围压缸筒体5和轴压缸筒体10内充满油液时围压控油管路9和轴压控油管路14内的液位变化情况更加准确。

同时，上述机械式流变实验系统中的围压系统还包括围压油箱15，围压泵7的输入端与围压油箱15连通，轴压系统还包括轴压油箱16，轴压泵12的输入端与轴压油箱16连通，通过设置单独油箱供油，实现围压系统与轴压系统相对独立，两个系统之间互不干扰。

采用上述的机械式流变实验系统进行试验时的试验方法，包括以下步骤：

s1.将被测试件17放置于试件底座11上，下降围压缸筒体5使其与轴压缸筒体10配合形成密闭空腔，同时试件压杆6与试件底座11牢牢夹紧被测试件17；

s2.将与围压系统对应的稳压机构的活塞2插入围压控油管路9内以形成密闭结构，随后利用该稳压机构的压杆1的施力部4施加力，其中施加的力为试验时实际所需的应力，具体的，可通过在该稳压机构的压杆1的端部悬挂砝码来施加力，当然在实际试验时也可采用其它方式在压杆1的端部施加力，打开围压泵7向围压缸筒体5内充入油液，随着油液不断增多，油液在被测试件17的四周形成围压，待围压缸筒体5内充满油液后，观察围压控油管路9内的油液高度，当活塞2上移时关闭围压泵7，此时被测试件17的围压为：б2＝б3＝f1l1/x1/a1；

其中：б2，б3为被测试件17的围压，f1为施力部4施加在压杆1端部的力，l1为压杆1的长度，x1为活塞2与施力部4的距离，a1为活塞2的底面积；

s3.得出被测试件17的围压后，将与轴压系统对应的稳压机构的活塞2插入轴压控油管路14内以形成密闭结构，随后利用该稳压机构的压杆1的施力部4施加力，其中施加的力为试验时实际所需的应力，具体的，可通过在该稳压机构的压杆1的端部悬挂砝码来施加力，当然在实际试验时也可采用其它方式在压杆1的端部施加力，打开轴压泵12向轴压缸筒体10内充入油液，随着油液的不断增多，油液在被测试件17的上下端面形成轴压，待轴压缸筒体10内充满油液后，观察轴压控油管路14内的油液高度，当活塞2上移时关闭轴压泵12，此时被测试件17的轴压为：б1＝f2l2/x2/a2；

其中，б1为被测试件17的轴压，f2为施力部4施加在压杆1端部的力，l2为压杆1的长度，x2为活塞2与施力部4的距离，a2为活塞2的底面积；

s5.待试验结束后，记录试验测得的围压和轴压，打开所述围压泵7并抽走所述围压缸筒体5内的油液，卸载施加于所述压杆1端部的力，随后提升所述围压缸筒体5并观察被测试件，以岩石试件为例，则是观察岩石试件的破裂纹理等情况，得出试验结果。

综上所述，本实用新型提供的稳压机构，其结构简单，操作快捷方便，能够避免由电控来实现稳压所带来的弊端，保证加载力的稳定性，同时利用该稳压机构的机械式流变实验系统，能够消除传统电控时存在电压不稳定而引起的加载力不稳定的问题，使得试验结果更加稳定且精确，并能够适用于各种三轴试验中。

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。