[發明專利]一種多觸點的巖石顆粒破碎裝置

有效

• 申請號: 202111194866.7
• 申請日: 2021-10-14
• 公開（公告）號: CN113908953B
• 公開（公告）日: 2022-11-22
• 發明（設計）人: 黃泉水;陸偉剛;周星
• 申請（專利權）人: 揚州大學
• 主分類號: B02C19/00
• 分類號: B02C19/00;B02C23/04;B02C23/00;G01N1/28
• 代理公司: 南京理工大學專利中心 32203
• 代理人: 唐代盛

本發明屬于巖石工程顆粒材料領域，具體涉及一種多觸點的巖石顆粒破碎裝置。包括顆粒放置平臺和加載模塊；顆粒放置平臺上設有用于放置巖石顆粒的梯形凹槽，梯形凹槽的橫截面形狀為倒置的等腰梯形，腰和豎直方向的夾角為∠α和水平方向的夾角為∠β，梯形的上底寬度d1在3?5mm之間，下底寬度d2小于200mm，待加工的巖石顆粒的直徑d在10?200mm之間，使得巖石顆粒落在顆粒放置平臺的梯形凹槽；加載模塊的下部設有與梯形凹槽相匹配的梯形加載頭，通過加載模塊的上下移動實現梯形加載頭對巖石顆粒的破碎。本發明多觸點的巖石顆粒破碎裝置更接近顆粒的真實接觸狀態，有助于對顆粒破碎強度和破碎模式均有更深入的認識和了解。

技術領域

本發明屬于巖石工程顆粒材料領域，具體涉及一種多觸點的巖石顆粒破碎裝置。

背景技術

巖土顆粒材料已在水利水電工程、鐵路工程以及堤壩工程得到了廣泛的應用，這些工程往往承受較大的外部荷載，因此巖土顆粒材料常常發生破碎現象。當顆粒材料發生破碎后，顆粒材料的變形程度加大，若發生的變形程度較大則會影響上述工程的安全性和穩定性。為了測量顆粒材料的破碎性能，常常需要在室內進行顆粒破碎試驗，因此需要開發一種可以考慮多種接觸狀態的顆粒破碎裝置，以便對顆粒破碎強度和破碎模式均有更深入的認識和了解。

現有顆粒破碎試驗方法中，試驗裝置均采用上下加載板對顆粒進行壓縮破碎，這種只有上下接觸點的加載方式與實際工程中顆粒的真實接觸狀態不符合，因此測量獲取的破碎強度和破碎模式均有所誤差，并且現有的裝置無法對顆粒破碎后的碎片進行自動收集。

發明內容

本發明的目的在于提供一種多觸點的巖石顆粒破碎裝置，通過加載平臺的梯形凹槽設計實現巖石顆粒的多接觸點的加載破碎，進而分析顆粒破碎強度和破碎后的尺寸大小分布。

實現本發明目的的技術解決方案為：一種多觸點的巖石顆粒破碎裝置，包括顆粒放置平臺和加載模塊；

所述顆粒放置平臺上設有用于放置巖石顆粒的梯形凹槽，梯形凹槽的橫截面形狀為倒置的等腰梯形，腰和豎直方向的夾角為∠α和水平方向的夾角為∠β，梯形的上底寬度d1在3-5mm之間，下底寬度d2小于200mm，待加工的巖石顆粒的直徑d在10-200mm之間，使得巖石顆粒落在顆粒放置平臺的梯形凹槽；

加載模塊的下部設有與梯形凹槽相匹配的梯形加載頭，通過加載模塊的上下移動實現梯形加載頭對巖石顆粒的破碎。

進一步的，顆粒放置平臺梯形凹槽上表面的兩側設有自動清潔刷，梯形凹槽上表面設有用于自動清潔刷移動的軌道，當巖石顆粒破碎后，自動清潔刷沿軌道移動實現對梯形凹槽的碎片殘渣。

進一步的，所述自動清潔刷包括有機玻璃板和設置在有機玻璃板下表面的用于清掃的軟毛結構。

進一步的，還包括底部固定平臺，頂部固定平臺和聯臂；

所述聯臂整體呈C型，底部固定平臺和頂部固定平臺通過聯臂連接，所述顆粒放置平臺可拆卸固定在底部固定平臺上，所述加載模塊上下可動的可拆卸的設置在頂部固定平臺上。

進一步的，腰部和豎直方向的夾角∠α在30°-60°之間，腰部和水平方向的夾角∠β在30°-60°之間。

進一步，所述頂部固定平臺的下表面設有梯形凸臺，梯形凸臺下通過連接件連接梯形加載頭，連接件上設有用于監測巖石顆粒加載過程中的壓力的壓力傳感器。

進一步的，所述加載模塊兩側靠近邊緣處設有長矩形凹槽導軌，凹槽頂部預留有第一錨固螺栓孔，在加載模塊的長矩形凹槽導軌內將通過錨固螺栓固定長矩形導條；顆粒放置平臺上設有與長矩形導條相匹配的長矩形凹槽導軌。

進一步的，加載模塊靠近梯形凸臺處設有“7”字形凹槽，該“7”字形凹槽貫穿整個加載模塊的厚度方向；“7”字形凹槽放入“7”字形擋板；當加載模塊加載時，“7”字形擋板可在“7”字形凹槽內向上移動。