[發(fā)明專利]一種混合氣體條件下的等溫吸附變形試驗(yàn)裝置及試驗(yàn)方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910262807.5
• 申請(qǐng)日: 2019-04-02
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN109870397A
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-06-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李波波;王斌;高政
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 貴州大學(xué)
• 主分類號(hào): G01N15/08
• 分類號(hào): G01N15/08
• 代理公司: 貴陽(yáng)中新專利商標(biāo)事務(wù)所 52100
• 代理人: 商小川

1.一種混合氣體條件下的等溫吸附變形試驗(yàn)裝置，它包括混合氣體供給系統(tǒng)和抽真空系統(tǒng)，其特征在于：混合氣體供給系統(tǒng)與恒溫吸附系統(tǒng)通過(guò)管路連接；恒溫吸附系統(tǒng)與抽真空系統(tǒng)通過(guò)管路連接；恒溫吸附系統(tǒng)與應(yīng)變測(cè)量系統(tǒng)連接；應(yīng)變測(cè)量系統(tǒng)與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)通過(guò)導(dǎo)線連接。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種混合氣體條件下的等溫吸附變形試驗(yàn)裝置，其特征在于：所述混合氣體供給系統(tǒng)包括第一儲(chǔ)氣罐（1）和第二儲(chǔ)氣罐（6），第一儲(chǔ)氣罐（1）與氣體混合裝置（7）通過(guò)管路連接，第一儲(chǔ)氣罐（1）與氣體混合裝置（7）的管路上依次安裝有第一減壓閥（2）、第一壓力表（3）和第一開(kāi)關(guān)閥（9）；第二儲(chǔ)氣罐（6）與氣體混合裝置（7）通過(guò)管路連接，第二儲(chǔ)氣罐（6）與氣體混合裝置（7）的管路上連接有第二減壓閥（5）、第二壓力表（4）和第二開(kāi)關(guān)閥（8）。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種混合氣體條件下的等溫吸附變形試驗(yàn)裝置，其特征在于：等溫吸附系統(tǒng)包括參考釜（21）和樣品釜（24）；參考釜（21）上設(shè)置有第四壓力表（22）和第四開(kāi)關(guān)閥（23）；樣品釜（24）上設(shè)置有第五壓力表（14）和第五開(kāi)關(guān)閥（13）；樣品釜（24）內(nèi)部裝有煤樣（28）；兩個(gè)參考釜通過(guò)管路連接；所述管路上裝有第六開(kāi)關(guān)閥（12）；等溫吸附系統(tǒng)通過(guò)管路與抽真空系統(tǒng)連接且管路上安裝有第七開(kāi)關(guān)閥（15）。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種混合氣體條件下的等溫吸附變形試驗(yàn)裝置，其特征在于：混合氣體供給系統(tǒng)與恒溫吸附系統(tǒng)的管路上依次安裝有第三壓力表（10）和第三開(kāi)關(guān)閥（11）。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種混合氣體條件下的等溫吸附變形試驗(yàn)裝置，其特征在于：抽真空系統(tǒng)包括真空容積（25）和真空泵（18），真空容積（25）和真空泵（18）通過(guò)管路連接；管路上裝有第六壓力表（16）和第八開(kāi)關(guān)閥（17）。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種混合氣體條件下的等溫吸附變形試驗(yàn)裝置，其特征在于：應(yīng)變測(cè)量系統(tǒng)包括平行層理方向應(yīng)變片（29）和垂直層理方向應(yīng)變片（27）；平行層理方向應(yīng)變片（29）和垂直層理方向應(yīng)變片（27）安裝在煤樣（28）上；平行層理方向應(yīng)變片（29）和垂直層理方向應(yīng)變片（27）與應(yīng)變儀（19）導(dǎo)線連接。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種混合氣體條件下的等溫吸附變形試驗(yàn)裝置，其特征在于：數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)包括計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)與應(yīng)變測(cè)量系統(tǒng)的應(yīng)變儀（19）導(dǎo)線連接。

8.如權(quán)利要求1所述的一種混合氣體條件下的等溫吸附變形試驗(yàn)裝置的試驗(yàn)方式，其特征在于：它包括：步驟1、將標(biāo)準(zhǔn)尺寸的煤樣試件安裝在等溫吸附系統(tǒng)的樣品釜（24）內(nèi)，并進(jìn)行氣密性檢查；通過(guò)真空泵（18）對(duì)整個(gè)實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行抽真空；將恒溫水浴（26）的溫度設(shè)定到實(shí)驗(yàn)所需值以模擬地底溫度情況；步驟2、首先通入無(wú)吸附性的氦氣，打開(kāi)第三開(kāi)關(guān)閥（11），關(guān)閉第六開(kāi)關(guān)閥（12），使氣體只進(jìn)入?yún)⒖几?1）中；隨后關(guān)閉儲(chǔ)氣罐（1）、第二開(kāi)關(guān)閥（9）和第七開(kāi)關(guān)閥（15），使得原本在參考釜（21）的氣體進(jìn)入樣品釜（24），并達(dá)到氣體平衡；根據(jù)理想狀態(tài)氣體方程測(cè)算自由空間體積；之后再進(jìn)行吸附氣體的吸附試驗(yàn)；吸附試驗(yàn)氣體由第一儲(chǔ)氣罐（1）和第二儲(chǔ)氣罐（6）進(jìn)行混合后提供，進(jìn)行混合氣體的等溫吸附實(shí)驗(yàn)；通入吸附氣體的步驟與之前通入氦氣的一樣，等氣體吸附平衡后，根據(jù)連接垂直應(yīng)變片（27）和平行應(yīng)變片（29）的應(yīng)變儀（19）和計(jì)算機(jī)（20）觀測(cè)試件的吸附變形量，最后根據(jù)理想狀態(tài)氣體方程計(jì)算試件吸附氣體的量。