[發(fā)明專利]一種利用超聲波激勵(lì)破碎巖石的實(shí)驗(yàn)裝置及實(shí)驗(yàn)方法

有效

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• 申請日: 2017-03-31
• 公開（公告）號: CN107036919B
• 公開（公告）日: 2020-10-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王旭鋒;王選琳;田仲喜;汪洋;王文強(qiáng);李時(shí)宜;高強(qiáng)強(qiáng)
• 申請（專利權(quán)）人: 中國礦業(yè)大學(xué)
• 主分類號: G01N3/32
• 分類號: G01N3/32;G01N3/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種利用超聲波激勵(lì)破碎巖石的實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于：實(shí)驗(yàn)裝置由超聲波發(fā)生器（6）、振動系統(tǒng)和冷卻系統(tǒng)三部分組成，振動系統(tǒng)包括蘭杰文振子（1）、連接片（2）和固定器（4）；冷卻系統(tǒng)包括冷卻筒（7）、冷卻液（9）和冷卻槽（5）；

所述的超聲波發(fā)生器（6）是可調(diào)頻超聲波發(fā)生器，用導(dǎo)線（11）與蘭杰文振子（1）連接；連接片（2）通過螺釘（8）固定在蘭杰文振子（1）的下端，超聲波發(fā)生器（6）通電后驅(qū)動蘭杰文振子（1）振動，對巖石試件（3）進(jìn)行超聲激勵(lì)；

所述的固定器（4）是一組對稱的“Y”型夾持器，用于限制巖石試件的水平位移，安裝在冷卻槽槽壁上，罩上冷卻筒時(shí)固定器嵌于冷卻筒卡口（10）內(nèi)，通過向槽內(nèi)轉(zhuǎn)動可將巖石試件固定；

所述的冷卻系統(tǒng)是一個(gè)可循環(huán)注入冷卻液（9）的冷卻筒（7），通過向冷卻筒循環(huán)注入冷卻液，對蘭杰文振子（1）進(jìn)行冷卻，防止蘭杰文振子（1）產(chǎn)生高溫而損壞。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用超聲波激勵(lì)破碎巖石的實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于：所述蘭杰文振子（1）采用的換能器為復(fù)合式壓電陶瓷換能器，下端為倒喇叭形；所述的連接片（2）為圓形，其直徑、厚度依據(jù)巖石試件確定。

3.利用權(quán)利要求1所述的一種利用超聲波激勵(lì)破碎巖石的實(shí)驗(yàn)裝置的實(shí)驗(yàn)方法，該方法包括以下步驟：

a、根據(jù)實(shí)驗(yàn)需要預(yù)先制作不同尺寸、不同巖性的巖石試件（3）；

b、將連接片（2）通過螺釘（8）固定在蘭杰文振子（1）的下端；

c、用強(qiáng)力膠水將巖石試件（3）緊密粘結(jié)在連接片（2）的下端；

d、用導(dǎo)線（11）連接超聲波發(fā)生器（6）與蘭杰文振子（1），連接時(shí)采用焊接方式；

e、將巖石試件（3）連同蘭杰文振子（1）放在冷卻槽（5）中，擰緊固定器（4）固定試件，然后罩上冷卻筒（7）；

f、接通冷卻系統(tǒng)電源，向冷卻筒（7）中循環(huán)注入冷卻液（9）對蘭杰文振子（1）冷卻；

g、接通超聲波發(fā)生器（6）的電源，驅(qū)動蘭杰文振子（1）工作；

h、通電實(shí)驗(yàn)并進(jìn)行觀測，結(jié)束后先切斷超聲波發(fā)生器（6）的電源，再切斷冷卻系統(tǒng)的電源；

i、擰下連接片（2），取出巖石試件（3）觀察并進(jìn)行后續(xù)實(shí)驗(yàn)。