一种岩土实验加热装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种试样加热装置，特别是涉及一直用于岩土实验室切削破碎试验的加热装置。
【背景技术】
[0002]在许多关系国家经济命脉和国家安全的重大建(如西气东输，高速铁路，城市地铁，矿山开采等在很多科学研究)中大量使用切削、凿岩、爆破等方式对岩石进行破碎，而实际切削破碎工况是复杂多变的，而高低热，乃至切削产生的热量就是这些复杂条件的一部分。随着作业深度不断增加，地热梯度以每100米3摄氏度的增加时，地层深处岩土本身温度必然是高于常温的，其力学特性与常温下差别很大。这时候就需要掌握岩石在不同温度下的力学特性，这些力学性能通常是通过一系列的不同温度下的切削破岩试验获得。
[0003]在现阶段一般的岩土切削破碎实验以及对岩土力学特性的研究或者是在常温下进行的，或者是小块岩土在加热炉内进行的，而前者不能获得温度对岩土力学特性的影响，后者则不能反映实际工况。本发明所要解决的技术问题是提供一种可自由移动加热大块岩土任意位置表面的岩土实验加热装置，使实验中能尽可能在接近实际工况的情况下研究岩土在不同温度下的力学特性。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于提供一种岩土实验加热装置，该加热装置可自由移动以对大块岩土任意位置加热，同时加热功率可根据需要选择。
[0005]本发明主要是通过以下技术方案实现的，本发明主要由一顶板，一加热板，一隔热层，若干加热棒，四个手柄构成。其特征在于，隔热层由两层隔热棉组成，设置于加热板和顶板之间，用螺钉使三者稳固连接，确保加热棒产生的热量尽可能少的传递到顶板上，尽可能多的传递到加热板上，以充分利用能源；加热板上钻有在宽度方向上贯穿两侧的通孔，通孔直径等于电阻加热棒直径，通孔数量与电阻加热棒数量相等，加热棒插在加热板的通孔内，与孔壁紧密接触，以确保加热棒产生的热量较快的传递到加热板上，延长加热棒的使用寿命；通孔沿加热板长度方向均匀分布，使被加热岩土能够被均匀加热；可以根据被加热岩土温度的需要选择合适的加热功率，选择相应数量的加热棒连通电源。四个手柄焊接在顶板上，手柄上套有木质保护外圈，使加热装置可以自由移动，同时保证操作安全性。
[0006]本发明装置结构简单、使用方便、可重复多次使用，热传导效率高，节约能源，可加热温度范围较广，加热完直接通过手柄即可移开装置，能够对岩石进行加热从而模拟高温下岩石切削实验，从而得到不同温度下三向力变化，以及破岩状况的不同。
【附图说明】
[0007]图1为本发明示意图；
[0008]图2为图一中的加热板。具体实施方案
[0009]如图1所示，本装置包括有加热板1、若干加热棒2、隔热层4、顶板5、手柄6、木制保护圈7 ;隔热层位于加热板与顶板之间，阻止热量传递给顶板，三者由螺钉连接，上述加热板上钻有在宽度方向贯穿两侧的的通孔，电阻加热棒插在加热板通孔内，手柄焊接于顶板上，手柄上套有木质保护外圈。如图2所示，加热板上开有沿宽度方向贯穿两侧的通孔，通孔直径与加热棒相等，通孔数量与最大功率时加热棒数量相等，加热板上通孔沿长度方向均匀分布。
[0010]具体工作过程是:
[0011]工作时，加热棒连接电源后，产生的热量经加热棒与加热板的紧密接触快速传递给加热板，并在加热板上较均匀分布，由于加热板直接置于岩石块之上，故可以直接进行热传递，加热棒数量η可根据加热预期所需总功率Q除以每根加热棒功率P获得，并可根据加热棒数量沿长度方向均匀排布；上板与加热板之间隔了一层隔热层，有效的阻止了加热板的热量导致上板升温，螺栓会被加热板传递热量之后再传给上板，再在上板上焊接四个手柄，手柄上套有木制保护圈，防止温升较高时温度烫手不方便一走。如需要加热岩石其他位置或者需要对被加热位置进行某些调整时，可提住手柄移动加热装置。
【主权项】
1.一种岩土实验加热装置，主要由铝制加热板(I)、加热棒(2)、隔热层(4)、铁制上板(5)、手柄(6)、木制保护圈(7)组成，其特征在于:岩土实验加热装置加热时放置于岩土上，使加热板与岩土直接接触，铝制加热板中挖有小孔，加热棒为圆柱状，加热棒直接插于小孔当中，通电后产生热量通过加热板进行传递；铁制上板置于加热板上方，通过螺栓与加热板进行相连，隔热层置于两者中间，通过铁制上板和铝制下板之间位置固定来进行夹紧，阻止热量往铁板传递；手柄置于铁制上板左右两端，通过焊接方式与铁制上板进行相连，木制保护圈套在手柄之上，可以通过提手柄抬起整个实验加热装置。
2.如权利要求1所述的岩土实验加热装置，其特征在于四个保护手柄焊接在顶板四个角上，手柄上套有木质保护外圈，防止高温下人被烫伤。
3.如权利要求1所述的岩土实验加热装置，加热板与顶板之间铺有两层隔热棉的隔热层、顶板隔热层和加热板通过螺钉连接。
4.如权利要求1所述的岩土实验加热装置，其特征在于加热板上钻有在宽度方向上贯穿两侧的通孔，通孔数量与电阻加热棒数量相等，通孔直径等于电阻加热棒直径。
5.如权利要求1和权利要求3所述岩土实验加热装置，其特征在于加热板上通孔沿加热板长度方向均匀布置。
6.如权利要求4所述的岩土实验加热装置，其特征在于电阻加热棒插在加热板上通孔内，电阻加热棒表面与孔壁紧密接触。
7.如权利要求5所述的岩土实验加热装置，其特征在于每根电阻加热棒单独与电源相连，加热板上可插入与预期功率相应的数量的加热棒。
【专利摘要】本发明提供一种岩土实验加热装置，主要用于岩土切削破碎等实验的岩土加热装置，属于岩土力学研究领域。装置由一顶板(5)，一加热板(1)，一隔热层(4)，若干电阻加热棒(2)和四个手柄(6)构成。加热板与顶板之间设有隔热层，三者由螺钉连接。上述加热板上钻有在宽度方向贯穿两侧的通孔，加热棒插在加热板上通孔内。上述手柄焊接于顶板上，手柄上套有木质保护外圈。电阻加热棒通电产热，与加热板上通孔接触传导给加热板，加热板与被加热物直接接触加热。
【IPC分类】G01N3-18
【公开号】CN104729926
【申请号】CN201310719943
【发明人】谭青, 谢吕坚, 夏毅敏, 孙鑫键, 朱震寰, 李建芳
【申请人】中南大学
【公开日】2015年6月24日
【申请日】2013年12月24日