[發(fā)明專利]高壓低溫凍土壓力加載系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710274137.X
• 申請日: 2017-04-25
• 公開（公告）號: CN107084883B
• 公開（公告）日: 2020-06-16
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉恩龍;賴遠(yuǎn)明;陳世杰;張革;劉星炎;張德;宋丙堂
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院寒區(qū)旱區(qū)環(huán)境與工程研究所
• 主分類號: G01N3/12
• 分類號: G01N3/12
• 代理公司: 成都點睛專利代理事務(wù)所(普通合伙) 51232
• 代理人: 葛啟函

1.高壓低溫凍土壓力加載系統(tǒng)，其特征在于，包括計算機控制采集裝置、液壓電氣控制柜及高壓低溫凍土壓力室，計算機控制采集裝置作為上位機，計算機控制采集裝置分別與液壓電氣控制柜及高壓低溫凍土壓力室相連，液壓電氣控制柜又與高壓低溫凍土壓力室相連，高壓低溫凍土壓力室包括軸壓穩(wěn)壓跟蹤裝置、圍壓穩(wěn)壓跟蹤裝置及壓力室單元，

液壓電氣控制柜包括控制操作單元與油液單元，油液單元包括供油口與回油口，

軸壓穩(wěn)壓跟蹤裝置包括油缸模塊及荷載傳感器模塊，油缸模塊包括液壓缸端蓋(3)、缸筒(4)及液壓缸后蓋(6)，三者圍繞而成的筒體內(nèi)設(shè)置有活塞組件，活塞組件與活塞桿(1)相連，活塞桿(1)通過液壓缸端蓋(3)延伸到筒體外部，活塞組件底部與連接部相連，液壓缸后蓋(6)上設(shè)置有M油口(100)，液壓缸后蓋(6)后端連接有荷載傳感器模塊，荷載傳感器模塊包括傳感器護(hù)筒(9)，傳感器護(hù)筒(9)尾部與護(hù)筒座(10)相連，液壓缸后蓋(6)、傳感器護(hù)筒(9)與護(hù)筒座(10)之間形成放置容置腔，容置腔內(nèi)放置有荷載傳感器(8)與承載該傳感器的傳感器座(7)，荷載傳感器(8)后端連接有第一壓頭(44)，油缸模塊與液壓電氣控制柜的供油口及回油口相連；

壓力室單元包括壓力室件(14)，壓力室件(14)上設(shè)有排氣孔(107)，排氣孔(107)處設(shè)置有排氣閥，通過緊固板(13)將壓力室件(14)前端固定在隔熱板(11)上，隔熱板(11)的另一側(cè)與護(hù)筒座(10)后側(cè)相連，壓力室件(14)外側(cè)設(shè)置有外缸(15)，壓力室件(14)后端設(shè)置有壓力室底板(18)，壓力室底板(18)上貫通設(shè)置有試樣裝夾輔助桿(19)，壓力室件(14)內(nèi)部設(shè)置有試樣容腔(21)，試樣容腔(21)兩端各設(shè)置有一個壓頭，試樣容腔(21)前端的壓頭與推力桿(45)相連，推力桿(45)與第一壓頭(44)相作用，試樣容腔(21)外依次設(shè)置有油液層和冷凍液通道層，油液層與圍壓穩(wěn)壓跟蹤裝置的圍壓加載裝置相連，圍壓穩(wěn)壓跟蹤裝置還包括用于探測圍壓的圍壓傳感器，冷凍液通道層內(nèi)設(shè)置有用于保持試樣溫度的冷凍液通道，壓力室單元還設(shè)置有溫度傳感器，圍繞壓力室單元外側(cè)設(shè)置有保溫單元(48)，

高壓低溫凍土壓力室中溫度傳感器、荷載傳感器和圍壓傳感器的相應(yīng)數(shù)據(jù)分別傳送給計算機控制采集裝置，計算機采集系統(tǒng)對相應(yīng)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理及顯示，圍壓穩(wěn)壓跟蹤裝置采用數(shù)字式伺服穩(wěn)壓油源對圍壓進(jìn)行自動跟蹤穩(wěn)壓；軸壓穩(wěn)壓跟蹤裝置采用數(shù)字式伺服穩(wěn)壓油源控制高精度油缸對軸壓進(jìn)行加載自動跟蹤穩(wěn)壓，并通過液壓電氣控制柜對高壓低溫凍土壓力室的軸壓及圍壓進(jìn)行自動控制，實現(xiàn)高達(dá)10MPa的圍壓。

2.如權(quán)利要求1所述的高壓低溫凍土壓力加載系統(tǒng)，其特征在于，液壓缸端蓋(3)上沿其前端延伸設(shè)置有用于承載固定位移傳感器的位移傳感器座(37)，位移傳感器為光柵位移計，還包括與位移傳感器連接的位移傳感器顯示表，光柵位移計的相應(yīng)數(shù)據(jù)能夠傳送給計算機控制采集裝置。

3.如權(quán)利要求2所述的高壓低溫凍土壓力加載系統(tǒng)，其特征在于，高壓低溫凍土壓力室內(nèi)設(shè)置有處理器，處理器包括無線通信模塊，處理器分別與位移傳感器、溫度傳感器、荷載傳感器和圍壓傳感器相連，并通過無線通信模塊將相應(yīng)數(shù)據(jù)發(fā)送給計算機控制采集裝置。

4.如權(quán)利要求1所述的高壓低溫凍土壓力加載系統(tǒng)，其特征在于，液壓缸端蓋(3)內(nèi)側(cè)與活塞間及液壓缸后蓋(6)內(nèi)側(cè)與連接部間設(shè)置有密封圈(22)，液壓缸端蓋(3)外側(cè)與活塞間及液壓缸后蓋(6)外側(cè)與連接部間還設(shè)置有防塵圈(39)。

5.如權(quán)利要求3所述的高壓低溫凍土壓力加載系統(tǒng)，其特征在于，還包括支撐體，支撐體包括底座(26)，底座(26)上設(shè)置有前支撐座(30)和后支撐座(27)，荷載傳感器模塊通過圓柱銷(28)固定在前支撐座(30)和后支撐座(27)上。

6.如權(quán)利要求1所述的高壓低溫凍土壓力加載系統(tǒng)，其特征在于，冷凍液通道包括依次連接的進(jìn)水口、循環(huán)通道、過水道、螺旋槽、回水道及出水口，螺旋槽(104)圍繞壓力室件(14)外壁設(shè)置，進(jìn)水口及出水口分別與壓力室單元外部連通，壓力室單元還設(shè)置有用于排布過線的過線口。