[發(fā)明專利]一種煤巖試樣內(nèi)部任意角度裂縫預(yù)制裝置及方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010466808.4
• 申請日: 2020-05-28
• 公開（公告）號: CN111595646B
• 公開（公告）日: 2021-03-16
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李楠;趙輝;劉貞堂;燕滿月;房柳林
• 申請（專利權(quán)）人: 中國礦業(yè)大學(xué)
• 主分類號: G01N1/28
• 分類號: G01N1/28
• 代理公司: 南京經(jīng)緯專利商標(biāo)代理有限公司 32200
• 代理人: 周敏

1.一種煤巖試樣內(nèi)部任意角度裂縫預(yù)制裝置，其特征在于：包括位置控制模塊（1）、角度調(diào)整模塊（2）、機(jī)械-水力聯(lián)合切割模塊（3）和激光測距模塊；

所述位置控制模塊（1）通過螺紋連接在角度調(diào)整模塊（2）的上端，所述位置控制模塊（1）內(nèi)周向均勻間隔設(shè)置三個螺紋孔（4），每個螺紋孔（4）下部分別連通一個滑動槽（5），所述滑動槽（5）內(nèi)安裝有穩(wěn)固器（6），螺紋孔（4）內(nèi)轉(zhuǎn)動配合有預(yù)緊螺栓（32），且預(yù)緊螺栓（32）的下端與穩(wěn)固器（6）的上端固定，所述位置控制模塊（1）外壁設(shè)有高度刻標(biāo)（7），位置控制模塊（1）內(nèi)部設(shè)置主動轉(zhuǎn)軸（10），所述主動轉(zhuǎn)軸（10）內(nèi)部軸向開設(shè)有一貫穿的通液穿孔（11）；

所述角度調(diào)整模塊（2）外部固定有轉(zhuǎn)向底托（17）和角度擋板（31），角度調(diào)整模塊（2）內(nèi)部為球形空腔（8），所述球形空腔（8）加工出內(nèi)外貫通的弧形滑道（16），所述球形空腔（8）內(nèi)部設(shè)置相互嚙合的主動錐形齒輪（12）、獨立錐形齒輪（13）、被動錐形齒輪（14），所述角度調(diào)整模塊（2）內(nèi)底部設(shè)置被動轉(zhuǎn)軸（15），所述主動錐形齒輪（12）固定在所述主動轉(zhuǎn)軸（10）下端，所述獨立錐形齒輪（13）利用軸承構(gòu)件（47）固定在球形空腔（8）內(nèi)部，所述被動錐形齒輪（14）固定在所述被動轉(zhuǎn)軸（15）上端，所述被動轉(zhuǎn)軸（15）下端分別穿過弧形滑道（16）和轉(zhuǎn)向底托（17）后通過螺紋接軸座（9）與所述機(jī)械-水力聯(lián)合切割模塊（3）連接，所述主動錐形齒輪（12）內(nèi)部設(shè)置上部導(dǎo)水通道（19），所述被動錐形齒輪（14）和被動轉(zhuǎn)軸（15）內(nèi)部設(shè)置下部導(dǎo)水通道（20），上部導(dǎo)水通道（19）和下部導(dǎo)水通道（20）通過導(dǎo)水高壓軟管（21）連接，且上部導(dǎo)水通道（19）與所述通液穿孔（11）連通，所述角度調(diào)整模塊（2）外壁設(shè)有角度刻標(biāo)（45）；

所述機(jī)械-水力聯(lián)合切割模塊（3）內(nèi)部設(shè)置有兩個一端開口的儲水憋壓腔（22），兩個儲水憋壓腔（22）相互連通且開口方向相反，兩個所述儲水憋壓腔（22）的連通處開設(shè)有入水口（23），所述入水口（23）與所述下部導(dǎo)水通道（20）連通，所述儲水憋壓腔（22）內(nèi)部設(shè)有復(fù)位彈簧（25）和高壓噴水刀齒（26），所述復(fù)位彈簧（25）的勁度系數(shù)為K₁，所述高壓噴水刀齒（26）插入復(fù)位彈簧（25）中并由開口伸出儲水憋壓腔（22），所述高壓噴水刀齒（26）底部設(shè)有耐高壓水射流型槽（40），所述耐高壓水射流型槽（40）內(nèi)部設(shè)置頂塞彈簧（29）、T形擋水塞（30），所述擋水塞（30）插入所述頂塞彈簧（29）中，所述頂塞彈簧（29）的勁度系數(shù)為K₂，且K₂大于K₁，所述耐高壓水射流型槽（40）連通高壓噴水刀齒（26）頂端的射流噴嘴（41），所述儲水憋壓腔（22）靠近開口處的內(nèi)壁上還設(shè)有限位環(huán)（24）；

所述激光測距模塊包括激光測距傳感器（43）和激光測距接收器（44），所述激光測距傳感器（43）設(shè)置在所述機(jī)械-水力聯(lián)合切割模塊（3）內(nèi)部，激光測距傳感器（43）與激光測距接收器（44）電性連接。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種煤巖試樣內(nèi)部任意角度裂縫預(yù)制裝置，其特征在于：所述穩(wěn)固器（6）包括連桿器（33）、軸向位移桿（34）、上部徑向位移桿（36）、下部徑向位移桿（37）和抓壁方齒（38），所述連桿器（33）上端插接所述預(yù)緊螺栓（32），連桿器（33）下端插接所述軸向位移桿（34），所述軸向位移桿（34）的另一端與上部徑向位移桿（36）的一端通過活動鉸接件（35）連接，所述下部徑向位移桿（37）的一端與滑動槽（5）的底端通過固定鉸接件（39）連接，所述上部徑向位移桿（36）與下部徑向位移桿（37）共同活動鉸接所述抓壁方齒（38）。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種煤巖試樣內(nèi)部任意角度裂縫預(yù)制裝置，其特征在于：所述轉(zhuǎn)向底托（17）通過緊固螺絲（18）固定在角度調(diào)整模塊（2）外側(cè)。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種煤巖試樣內(nèi)部任意角度裂縫預(yù)制裝置，其特征在于：所述螺紋接軸座內(nèi)部設(shè)置密封墊一（27），所述耐高壓水射流型槽（40）內(nèi)底部設(shè)置密封墊二（28）。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種煤巖試樣內(nèi)部任意角度裂縫預(yù)制裝置，其特征在于：所述高壓噴水刀齒（26）底部外側(cè)設(shè)置密封圈（46）。