[實(shí)用新型]凍融變形離心模擬系統(tǒng)中的凍融離心模型箱

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201420351687.9
• 申請(qǐng)日: 2014-06-26
• 公開（公告）號(hào): CN203981667U
• 公開（公告）日: 2014-12-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 趙寶忠;張鳴雷;羅昭宇;蔡正銀;黃英豪;徐光明;張晨;吳志強(qiáng);洪建忠;栗慶
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)工程物理研究院總體工程研究所;水利部交通運(yùn)輸部國(guó)家能源局南京水利科學(xué)研究院
• 主分類號(hào): G01N33/24
• 分類號(hào): G01N33/24
• 代理公司: 江蘇致邦律師事務(wù)所 32230
• 代理人: 樊文紅

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及凍融變形離心模型試驗(yàn)系統(tǒng)，具體涉及凍融變形離心模擬系統(tǒng)中的凍融離心模型箱。

背景技術(shù)

離心模擬試驗(yàn)技術(shù)在不同的行業(yè)如國(guó)防、醫(yī)療、土工等方面研究中得到廣泛應(yīng)用，并快速發(fā)展。離心試驗(yàn)設(shè)備則是實(shí)現(xiàn)這一技術(shù)的重要環(huán)節(jié)。

凍融離心模型試驗(yàn)系統(tǒng)是用來研究?jī)鐾恋貐^(qū)相關(guān)建筑物或設(shè)施，因溫度變化大產(chǎn)生凍脹融沉現(xiàn)象的離心試驗(yàn)設(shè)備。該種試驗(yàn)設(shè)備在國(guó)內(nèi)研制應(yīng)用極少，目前屬于起步階段。該凍融離心模型試驗(yàn)系統(tǒng)主要有凍融模型箱、循環(huán)冷卻水系統(tǒng)和控制系統(tǒng)等主要部分組成。其中凍融模型箱主要是將土壤模型裝盛在具有保溫作用的模型箱內(nèi)，在箱體上方覆蓋著熱交換系統(tǒng)，熱交換系統(tǒng)是利用多塊半導(dǎo)體器件來制冷熱實(shí)現(xiàn)溫度變化，通過直流電能轉(zhuǎn)換成冷熱能向下方土壤模型表面?zhèn)鬟f冷熱能，使土壤模型由外向內(nèi)產(chǎn)生升/降溫效果，從而實(shí)現(xiàn)模擬土壤凍脹融沉現(xiàn)象。

凍融離心試驗(yàn)需要對(duì)土壤模型進(jìn)行位移測(cè)試，故需根據(jù)所用傳感器在凍融模型箱中安裝一種位移傳感器，以滿足試驗(yàn)需求。凍融離心模型試驗(yàn)在國(guó)內(nèi)研制應(yīng)用極少，未見有位移傳感器支撐裝置的報(bào)道，在凍融離心模型箱內(nèi)的如何安裝位移傳感器是需要解決的問題。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的就在于提供一種凍融離心模型箱，解決凍融離心試驗(yàn)中，直流回彈式傳感器在凍融離心模型箱內(nèi)的如何安裝問題，該凍融離心模型箱在離心場(chǎng)下，使傳感器承載離心載荷并相對(duì)與土壤位置可靈活調(diào)整，同時(shí)避免模型箱內(nèi)溫度通過傳感器流失，滿足試驗(yàn)測(cè)量需求。

為了達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型采用了以下技術(shù)方案：凍融變形離心模擬系統(tǒng)中的凍融離心模型箱，包括熱交換系統(tǒng)和模型箱，所述熱交換系統(tǒng)覆蓋模型箱的箱口，熱交換系統(tǒng)由密封箱體和設(shè)置在密封箱體內(nèi)的多塊半導(dǎo)體器件組成，多塊半導(dǎo)體器件間隔排列于熱交換底板上，并與熱交換底板聯(lián)接；在多塊半導(dǎo)體器件間隔處的密封箱體上設(shè)有若干傳感器安裝孔，傳感器安裝孔由熱交換頂蓋上的上孔和熱交換底板相對(duì)應(yīng)的下孔組成，下孔為螺紋孔，每個(gè)傳感器安裝孔內(nèi)設(shè)有傳感器安裝套，傳感器安裝套內(nèi)為一通孔，通孔尺寸略大于熱交換底板上的下孔，傳感器安裝套上端穿過上孔，并固定在熱交換頂蓋上，底端固定在下孔周邊的熱交換底板上表面。

作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，所述傳感器安裝套上端穿出頂蓋部分設(shè)置有外螺紋，第一鎖緊螺母將頂蓋與傳感器安裝套鎖緊固定。

作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，所述傳感器安裝套底端設(shè)有法蘭，法蘭用螺釘與下孔對(duì)中聯(lián)接在換熱底板上。

作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，一個(gè)或以上的傳感器安裝套內(nèi)設(shè)有傳感器裝置，傳感器裝置包括位移傳感器和調(diào)整套，調(diào)整套主體為外螺紋圓柱體，外螺紋尺寸與下孔螺紋相匹配，調(diào)整套頂端為長(zhǎng)盲孔，底端設(shè)有中心通孔，長(zhǎng)度大于位移傳感器長(zhǎng)度，位移傳感器設(shè)置在調(diào)整套內(nèi)，位移傳感器探頭伸出中心通孔，調(diào)整套底部旋入下孔內(nèi)，調(diào)整套頂端伸出所述傳感器安裝套上端，第二鎖緊螺母與傳感器調(diào)整套外螺紋配合，鎖緊傳感器調(diào)整套主體。

作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，所述傳感器調(diào)整套上端側(cè)壁設(shè)有緊定螺釘螺紋孔，緊定螺釘旋入螺紋孔頂住傳感器，防止傳感器在調(diào)整套內(nèi)移動(dòng)。

作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，一個(gè)或以上的所述傳感器安裝套內(nèi)設(shè)有填塞柱，填塞柱底部設(shè)有和下孔相應(yīng)的螺紋。對(duì)應(yīng)沒有安裝傳感器的傳感器安裝套，中心通孔使熱交換底板與外界空氣接觸，會(huì)產(chǎn)生溫度流失，在這些傳感器安裝套放置填塞柱，填塞柱底部螺紋與下孔配合旋入傳感器安裝套內(nèi)，阻礙溫度流失。

作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，所述傳感器調(diào)整套上端長(zhǎng)出傳感器的空間內(nèi)填充有聚氨酯海綿保溫材料。為防止溫度通過傳感器傳導(dǎo)。

作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，所述密封箱體由聚甲醛板材與鋁合金材料的熱交換底板組成。

作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，所述第一鎖緊螺母、第二鎖緊螺母和填塞柱采用聚甲醛材料或有機(jī)玻璃制成。選擇聚甲醛和有機(jī)玻璃均是因?yàn)檫@兩種材料熱傳導(dǎo)率低，可有效阻止與之接觸零部件溫度傳導(dǎo)流失。

本實(shí)用新型的有益效果在于：

1.通過在熱交換系統(tǒng)底板與蓋板開孔，并安裝傳感器安裝套，為位移傳感器在熱交換系統(tǒng)密閉的箱體內(nèi)提供了安裝通道。

2.?利用傳感器調(diào)整套外螺紋與下孔的旋入旋出，靈活調(diào)整傳感器在模型箱內(nèi)的伸出長(zhǎng)度，方便傳感器安裝。

3.選擇傳導(dǎo)率低的材料有效的阻礙熱交換系統(tǒng)內(nèi)溫度通過傳感器安裝而流失。