[實(shí)用新型]一種注漿試樣制備裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201020200285.0
• 申請日: 2010-05-18
• 公開（公告）號: CN201716221U
• 公開（公告）日: 2011-01-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張改玲;隋旺華;呂明俊;梁艷坤;吳慧蕾
• 申請（專利權(quán)）人: 中國礦業(yè)大學(xué)
• 主分類號: G01N1/28
• 分類號: G01N1/28
• 代理公司: 南京經(jīng)緯專利商標(biāo)代理有限公司 32200
• 代理人: 唐惠芬

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種注漿試樣制備裝置，尤其適用于實(shí)驗(yàn)室模擬實(shí)際化學(xué)注漿過程、并進(jìn)行化學(xué)注漿體物理性質(zhì)、高圍壓下力學(xué)性質(zhì)、高圍壓下滲透特性、微觀分析等試驗(yàn)必須的氣壓控制注漿試驗(yàn)。

背景技術(shù)

近年來，華東、華北和西北地區(qū)許多我國重要的煤炭基地的多個(gè)井筒遭受了嚴(yán)重的破裂變形和突水突砂災(zāi)害，給國家造成數(shù)百億元的巨大經(jīng)濟(jì)損失，形成重大安全隱患。礦井潰砂災(zāi)害是煤礦建設(shè)和生產(chǎn)中的重大地質(zhì)災(zāi)害，注漿堵水是礦井水砂災(zāi)害預(yù)防和治理的重要舉措和有效途徑，但水泥漿或者水泥水玻璃雙液漿在封堵破裂井壁出水點(diǎn)時(shí)短期效果比較明顯，長期防滲效果差，其原因是壁后土層中常含有較多的粉粒和粘粒成分，水泥漿液在其中擴(kuò)散性極差難以形成帷幕，同時(shí)對于經(jīng)過重復(fù)或多次破壞的井壁來說，水泥漿較高的注漿壓力對井壁的安全和穩(wěn)定性也構(gòu)成了嚴(yán)重威脅?；瘜W(xué)注漿是解決難灌注松散層和限壓條件下的礦井水砂災(zāi)害防治的有效手段，其中的一些關(guān)鍵科學(xué)問題急待研究解決，如深厚松散層(深部土層)化學(xué)注漿后性質(zhì)的變化，特別是注漿固結(jié)體的高壓條件下力學(xué)性質(zhì)、水理性質(zhì)的研究，而研究的前提是試驗(yàn)樣品的制備亟待解決。

發(fā)明內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的是針對已有技術(shù)中存在的問題，提供一種結(jié)構(gòu)簡單，效果好，能研究深厚松散層注漿性質(zhì)的注漿試樣制備裝置。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型的氣壓控制注漿試樣制備裝置，包括空氣壓縮機(jī)，經(jīng)三通管路分別與空氣壓縮機(jī)相連接的氣壓注漿裝置和制樣裝置，氣壓注漿裝置和制樣裝置與空氣壓縮機(jī)相連的通氣管路上均設(shè)有氣壓開關(guān)控制閥和壓力閥，氣壓注漿裝置的出漿口經(jīng)管路與制樣裝置的入漿口相連，其間設(shè)有開關(guān)控制閥；所述的氣壓注漿裝置包括氣壓注漿罐，氣壓注漿罐的頂部分別設(shè)有氣壓表、側(cè)面設(shè)有液面顯示計(jì)、底部設(shè)有流量控制閥；所述的制樣裝置包括設(shè)在固定架上的加壓氣缸、連接加壓氣缸的手動(dòng)換向閥和固定在固定架內(nèi)的土樣制樣器。

所述的氣壓注漿裝置為一個(gè)或兩個(gè)并列組合；所述的制樣裝置為一個(gè)、兩個(gè)或多個(gè)并列組合；所述的土樣制樣器由桶體、設(shè)在桶體底部的注漿轉(zhuǎn)換模板和設(shè)在桶體上端口內(nèi)的壓板構(gòu)成；所述的桶體由楔合套裝在一起的內(nèi)外桶構(gòu)成，內(nèi)桶為三個(gè)帶錐度的三瓣膜構(gòu)成；所述的注漿轉(zhuǎn)換模板上布有多個(gè)小孔。

有益效果：本實(shí)用新型將氣缸與土樣制樣器結(jié)合起來，通過氣缸活塞來對土樣施加壓力，氣壓控制注漿試樣制備裝置中氣壓活塞加壓裝置通過手動(dòng)控制閥方向轉(zhuǎn)化，通過加壓或卸壓，來模擬不同深度土的注漿實(shí)驗(yàn)，可以進(jìn)行雙液注漿或單液注漿，并在氣壓注漿罐的下部設(shè)置流量控制閥來控制漿液的不同配比，可以方便地模擬不同深部土層的化學(xué)注漿過程并制備實(shí)驗(yàn)室內(nèi)高壓力學(xué)性質(zhì)試驗(yàn)、水理性質(zhì)試驗(yàn)所需要的試樣樣品，擴(kuò)展應(yīng)用于淋濾試驗(yàn)、滲透試驗(yàn)等，能克服大的模型實(shí)驗(yàn)裝置注漿后制備三軸、滲透等試驗(yàn)樣品難的問題，內(nèi)層采用三個(gè)上薄下厚帶錐度的三瓣膜，可方便注漿后土樣取出；其結(jié)構(gòu)合理，方便拆裝，密封效果好，直觀，檢測方便，實(shí)驗(yàn)室操作方便，易于實(shí)現(xiàn)，在本領(lǐng)域內(nèi)具有廣泛的實(shí)用性。

附圖說明

圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是本實(shí)用新型的氣壓注漿罐結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3是本實(shí)用新型的制樣裝置結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中：1-空氣壓縮機(jī)，2-三相接頭，3-加壓氣缸，4-氣缸活塞，5-壓力閥，6-手動(dòng)控制閥，7-精密氣壓表，8-注漿試樣制樣儀，9-氣壓開關(guān)控制閥，10-氣壓注漿罐甲，11-氣壓注漿罐乙，12-流量控制閥，13-開關(guān)控制閥，14-試樣，15-漿液和氣壓進(jìn)口，16-液面顯示計(jì)，17-注漿轉(zhuǎn)換模板，18-固定架，19-壓板。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對本實(shí)用新型的實(shí)施列作進(jìn)一步的描述：

圖1所示，氣壓控制注漿試樣制備裝置主要由空氣壓縮機(jī)1、空氣壓縮機(jī)1、氣壓注漿裝置和制樣裝置構(gòu)成。空氣壓縮機(jī)1通過一個(gè)三相接頭2經(jīng)通管路分別連接氣壓注漿裝置和制樣裝置，氣壓注漿裝置和制樣裝置與空氣壓縮機(jī)1相連的通氣管路上均設(shè)有氣壓開關(guān)控制閥9和壓力閥5，氣壓注漿裝置的出漿口經(jīng)管路與制樣裝置的入漿口相連，其間設(shè)有開關(guān)控制閥13；氣壓注漿裝置可以為一個(gè)，用于只需一種漿液時(shí)；需要配制兩種不同漿液時(shí)，氣壓注漿裝置為兩個(gè)并列組合，它包括兩個(gè)氣壓注漿罐，如圖1中，氣壓注漿罐甲10和氣壓注漿罐乙11，兩個(gè)氣壓注漿罐的頂部分別設(shè)有氣壓表7和與壓力閥5管路相連的漿液和氣壓進(jìn)口15，兩個(gè)氣壓注漿罐側(cè)面設(shè)有液面顯示計(jì)16、其底部設(shè)有流量控制閥12，如圖2所示。當(dāng)打與制樣裝置相連通的開氣壓開關(guān)控制閥9和手動(dòng)控制閥6時(shí)，壓縮的空氣就會(huì)推動(dòng)氣缸活塞4向下運(yùn)動(dòng)，對安裝好的土樣施加壓力，壓力的大小可以通過壓力閥5來調(diào)節(jié)。保持空氣壓縮機(jī)1的壓力恒定，達(dá)到對土樣均勻施加某級壓力某時(shí)段的目的。當(dāng)打開與氣壓注漿裝置相通的氣壓開關(guān)控制閥9時(shí)，氣壓會(huì)從氣壓進(jìn)口15進(jìn)入氣壓注漿罐甲10和氣壓注漿罐乙11，液面顯示計(jì)16顯示氣壓罐中的漿液的多少，精密氣壓表7可以顯示氣壓的大小，打開流量控制閥12里面的漿液會(huì)在氣壓的壓力下順著高壓管流出，通過調(diào)整流量控制閥12可以控制兩種漿液的比例，使得漿液按照要求的比例在開關(guān)控制閥13處進(jìn)行混合。制樣裝置由設(shè)在固定架18上的加壓氣缸3、連接加壓氣缸3的手動(dòng)換向閥6和固定在固定架18內(nèi)的土樣制樣器構(gòu)成，如圖3所示，土樣制樣器由桶體8、設(shè)在桶體8底部的注漿轉(zhuǎn)換模板17和設(shè)在桶體8上端口內(nèi)的壓板19構(gòu)成；桶體8由楔合套裝在一起的內(nèi)外桶構(gòu)成，內(nèi)桶為三個(gè)帶錐度的三瓣膜構(gòu)成。注漿轉(zhuǎn)換模板17上布有多個(gè)小孔。當(dāng)打開氣壓開關(guān)控制閥9和手動(dòng)控制閥6時(shí)，壓縮的空氣就會(huì)推動(dòng)氣缸活塞4向下運(yùn)動(dòng)，對設(shè)安裝在土樣制樣器桶體8內(nèi)的土樣施加壓力，壓力的大小可以通過壓力閥5來調(diào)節(jié)。保持空氣壓縮機(jī)1的壓力恒定，達(dá)到對土樣均勻施加某級壓力某時(shí)段的目的。打開開關(guān)控制閥13，漿液順著高壓管被壓入土樣制樣器中待注漿的土樣14中，實(shí)現(xiàn)土樣14在受某種垂直荷載下自下而上的注漿。