[發明專利]一種全過程觀測冷沖擊致裂煤體實驗裝置

在審

• 申請號: 202210257924.4
• 申請日: 2022-03-16
• 公開（公告）號: CN114441360A
• 公開（公告）日: 2022-05-06
• 發明（設計）人: 嚴敏;林海飛;羅榮衛;白楊;王裴;丁洋;雙海清;李博濤;劉思博
• 申請（專利權）人: 西安科技大學
• 主分類號: G01N3/60
• 分類號: G01N3/60;G01N3/06;G01J5/12;G01J5/48;G01J5/80;G01N33/22
• 代理公司: 成都九鼎天元知識產權代理有限公司 51214
• 代理人: 牟月萍

1.一種全過程觀測冷沖擊致裂煤體實驗裝置，其特征在于：包括煤樣存放系統、液氮注入系統、液氮冷沖擊系統、超聲波采集處理系統和熱成像采集處理系統。

2.根據權利要求1所述的一種全過程觀測冷沖擊致裂煤體實驗裝置，其特征在于：所述煤樣存放系統由恒溫恒濕箱(22)和煤體(7)組成，所述煤體(7)放置在恒溫恒濕箱(22)內。

3.根據權利要求1所述的一種全過程觀測冷沖擊致裂煤體實驗裝置，其特征在于：所述液氮注入系統由自增壓液氮罐(1)、閥門(2)、壓力表(3)、調壓閥(4)、超低溫流量表(5)、超低溫保溫管(6)、液氮冷沖擊致裂裝置(9)組成，所述自增壓液氮罐(1)的頂部安裝有閥門(2)和壓力表(3)，所述液氮注入系統與液氮冷沖擊系統之間通過超低溫保溫管(6)連接，所述超低溫保溫管(6)上安裝有調壓閥(4)和超低溫流量表(5)。

4.根據權利要求2所述的一種全過程觀測冷沖擊致裂煤體實驗裝置，其特征在于：所述液氮冷沖擊系統包括液氮冷沖擊致裂裝置(9)，所述液氮冷沖擊致裂裝置(9)包括裝置殼體(9-1)，所述裝置殼體(9-1)的頂部焊接有與其內部相通的超低溫保溫管(6)，所述裝置殼體(9-1)的底部開設有廢液出口(9-7)，所述廢液出口(9-7)通過廢液管(9-5)連接有廢液存儲箱(9-4)，所述廢液管(9-5)上安裝有耐超低溫閥門(9-6)；

所述裝置殼體(9-1)包括液氮冷沖擊致裂裝置底面(9-102)、相對的兩個導桿穿透殼面(9-101)和裝置開口煤樣探出面(9-103)；所述裝置開口煤樣探出面(9-103)上設有開口，所述液氮冷沖擊致裂裝置底面(9-102)上安裝有帶孔載物環(9-3)，所述帶孔載物環(9-3)上放置有煤體(7)，所述煤體(7)從裝置開口煤樣探出面(9-103)上的開口探出，所述裝置殼體(9-1)與煤體(7)之間通過密封膠(24)連接；相對的兩個導桿穿透殼面(9-101)上開設有安裝孔，兩個所述安裝孔內安裝有超低溫超聲波導桿(9-2)，所述超低溫超聲波導桿(9-2)的一端為第一平面換能器耦合端(9-201)，所述第一平面換能器耦合端(9-201)與超聲波采集處理系統連接，所述超低溫超聲波導桿(9-2)的另一端為煤樣耦合端(9-202)，所述煤樣耦合端(9-202)與煤體(7)連接。

5.根據權利要求4所述的一種全過程觀測冷沖擊致裂煤體實驗裝置，其特征在于：所述超低溫超聲波導桿(9-2)與導桿穿透殼面(9-101)之間通過螺紋連接。

6.根據權利要求4所述的一種全過程觀測冷沖擊致裂煤體實驗裝置，其特征在于：所述帶孔載物環(9-3)為周身設有孔洞(9-301)的鋼管。

7.根據權利要求4所述的一種全過程觀測冷沖擊致裂煤體實驗裝置，其特征在于所述裝置開口煤樣探出面(9-103)上切有正方形開口，正方形開口將煤體觀測面(7-1)伸出，在裝置開口煤樣探出面(9-103)內外兩側與煤體(7)接觸處涂上密封膠(24)。

8.根據權利要求4所述的一種全過程觀測冷沖擊致裂煤體實驗裝置，其特征在于：所述超聲波采集處理系統由非金屬超聲波測試儀(8)、系統電腦(12)和聲波數據處理器(13)組成，所述非金屬超聲波測試儀(8)和聲波數據處理器(13)之間通過電性連接，所述聲波數據處理器(13)和系統電腦(12)之間通過電性連接，所述非金屬超聲波測試儀(8)通過信號線(10)電性連接有平面換能器(11)，所述平面換能器(11)的端部為第二平面換能器耦合端(11-1)，所述平面換能器(11)有兩個，一個為超聲波發生端、一個為接收端；兩個所述平面換能器(11)的第二平面換能器耦合端(11-1)分別與兩個所述超低溫超聲波導桿(9-2)的第一平面換能器耦合端(9-201)緊密貼合。

9.根據權利要求4所述的一種全過程觀測冷沖擊致裂煤體實驗裝置，其特征在于：所述熱成像采集處理系統由系統顯示屏(14)、熱成像數據處理器(15)、紅外熱成像采集器(16)、紅外探測器(17)、熱電偶溫度處理器(20)和K型熱電偶(21)組成，所述紅外探測器(17)、紅外熱成像采集器(16)、熱成像數據處理器(15)和系統顯示屏(14)之間通過電性連接，所述紅外探測器(17)的底部安裝有紅外探測器起降臺(19)，所述紅外探測器起降臺(19)與熱成像數據處理器(15)之間通過控制線(18)連接，所述紅外探測器(17)的位置與煤體觀測面(7-1)相對應，便于紅外探測器(17)采集煤體觀測面(7-1)數據能量變化情況；

所述K型熱電偶(21)、熱電偶溫度處理器(20)、熱成像數據處理器(15)和系統顯示屏(14)之間通過電性連接，所述K型熱電偶(21)由K型熱電偶感溫端(21-1)和信號輸入端(21-2)組成，所述K型熱電偶感溫端(21-1)貼在煤體觀測面(7-1)上，所述信號輸入端(21-2)與熱電偶溫度處理器(20)連接。