[實用新型]一種真三軸多功能大型深部礦井巷道模型試驗機

有效

• 申請號: 201720444512.6
• 申請日: 2017-04-26
• 公開（公告）號: CN207263548U
• 公開（公告）日: 2018-04-20
• 發明（設計）人: 朱桂華;徐洪威;王建業;柳穎嬌;朱天宏;洪小波
• 申請（專利權）人: 中南大學
• 主分類號: G01N3/12
• 分類號: G01N3/12
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種真三軸多功能大型深部礦井巷道模型試驗機，包括回形框架系統、液壓加載與保壓系統、壓力水系統、設備基礎系統、模型拆裝系統和控制系統；其特征在于：（1）所述回形框架系統包括回字形主框架、前網格板、后網格板和防干涉框；所述防干涉框由8根方柱焊接組成，包括周向4根方柱、縱向4根方柱，用于防止相鄰加載板同時加載時的相互干涉；所述縱向4根方柱，中部穿過所述回字形主框架，前端為螺桿，用于連接所述前、后網格板，承受前后方向模型反力；所述后網格板四周筋板與所述回字形主框架以及所述周向4根方柱焊接成整體；所述回字形主框架、所述前網格板和所述后網格板形成所述模型的試驗空腔；所述前網格板中心部位預留有基礎觀察孔，用三級大小不同的法蘭端蓋組合裝配到所述基礎觀察孔上得到三級不同尺寸的觀察孔，實現所述三種尺寸下對試驗模型的開挖、監測與觀察；所述三級大小不同的法蘭端蓋的安裝螺孔交錯布置，實現所述組合裝配；（2）所述液壓加載與保壓系統包括加載板、液壓作動器、液壓管路、液壓閥門、液壓泵、蓄能器和油箱；所述液壓作動器鑲嵌布置在所述回字形主框架的上、下、左、右網格梁柱內以及所述后網格板網格內，實現五面三向的真三軸加載；所述液壓作動器進出油口統一布置在所述液壓作動器尾部，在設備外面連接液壓管路，使得拆裝簡單，檢修方便；所述液壓加載與保壓系統能實現同步或獨立加載深部地壓應力下的任意梯度表面壓力；所述任意梯度表面壓力和保壓時間由所述控制系統控制；所述液壓泵分為大功率主泵與小功率補油泵，所述大功率主泵和所述小功率補油泵配合所述蓄能器作用，實現長時間、高精度、壓力自補償保壓，且保壓過程能耗低；（3）所述壓力水系統包括高壓水泵、水閥、水管、水箱和密封件；所述密封件設置在連通所述試驗空腔與外界的各部件的安裝面，形成全密封空腔，用于對所述高壓水泵提供的壓力水進行保壓；所述高壓水泵為多級高壓離心水泵，可提供深部地壓應力下的高壓水，用于對所述全密封空腔注水，進行滲水、突水、涌水等富水試驗；所述水閥為電比例閥，可精準控制水壓；（4）所述設備基礎系統設置有水槽，所述水槽使水回流，回流水經沉淀后重復利用，進而實現節能降耗；（5）所述模型拆裝系統包括平板車、軌道、行走裝置、起蓋油缸和卸料油缸；所述起蓋油缸，分為左右兩個，鑲嵌布置在所述前網格板兩側，試驗完畢時，松開所述前網格板與所述回形框架之間的連接后，所述起蓋油缸活塞桿伸出，推動所述前網格板與所述回形框架分離，實現自動起蓋；（6）所述卸料油缸為上下兩個大行程油缸，鑲嵌布置在所述后網格板上，試驗完畢后，所述卸料油缸將模型試樣從所述試驗空腔推出至所述平板車上，實現自動卸料；所述軌道包括橫向軌道和縱向軌道；所述行走裝置包括前網格板行走裝置和平板車行走裝置，由電動馬達驅動，使所述前網格板在所述縱向軌道上行走，使所述平板車在所述縱向軌道和所述橫向軌道上行走，實現自動輸送；（7）所述控制系統能把試驗時施加給試驗對象的激勵信號以及試驗對象的響應信號實時生成曲線。