CN215767254U - 一种测量静态致裂剂膨胀过程中体积变化的装置 - Google Patents

Abstract

一种测量静态致裂剂膨胀过程中体积变化的装置，包括电脑、恒温箱、塑料桶、储料袋、电子天平和接水杯，电脑通过数据线与电子天平连接，接水杯放置在电子天平上，塑料桶放置在恒温箱内，塑料桶内盛装有清水，储料袋放置在塑料桶内的清水液面下，塑料桶上侧部连接有排水管，排水管的出水口穿过恒温箱伸入到接水杯内。本发明实验测量的数据结果具有更高的精确性，能够对其体积变化进行定量分析，可对进一步认识静态致裂剂整个反应过程的特点提供方法；实验结果减少人为参与带来的误差影响，试验装置和方法简单有效。

Description

一种测量静态致裂剂膨胀过程中体积变化的装置

技术领域

本实用新型涉属于静态致裂剂测试技术领域，具体涉及一种测量静态致裂剂膨胀过程中体积变化的装置。

背景技术

静态致裂剂又叫无声破碎剂，它是一种具有高膨胀性能的粉末状物料，用水调成浆体灌入岩体或者混凝土钻孔中，随着水化反应的发生，膨胀与硬化同时进行，生成新的膨胀物质。其反应生成的固相体积变大，从而于钻孔中在一定的时间内产生较大的膨胀压力，当产生的膨胀压力大于钻孔的抗拉强度时，破碎体出现裂纹甚至破裂。静态致裂剂相对于传统的***破碎技术，具有低爆速、慢加载的特点，既能达到破碎的效果，又能在无振动、无噪音、无飞石、无有害气体、无污染的情况下安全破碎，对***技术是一项重要的补充和发展。在许多不适合使用******的场合中得到越来越多的应用。

从1968年静态致裂剂在日本的诞生，到如今静态致裂剂在各个工程的广泛应用，众多学者对其进行了大量的研究，目前针对静态致裂剂膨胀后体积的测量大多使用高度测量法，即将搅拌均匀的试剂倒入立方体铁盒内，用钢尺测量反应过程中静态致裂剂的体积的变化，通过高度的变化反应体积膨胀率的变化规律，例如盛宏钊等在静态致裂剂体积膨胀率变化的试验分析中，采用高度测量法，分析了不同水剂比对静态致裂剂体积膨胀率及其反应温度的影响；李阳阳等在水温与水剂比对静态致裂剂性能影响的实验研究中，利用高度测量法，测定了不同拌合水温和水剂比条件下的致裂剂体积膨胀率。在中国专利申请号为201710371562.0中公布一种测量静态致裂剂膨胀过程中体积变化的装置和方法，包括主箱体、量高开口圆筒、标高浮球、颗粒导向装置、鼓风机，通过读取标高浮球对应于量高开口圆筒内壁上的刻度线数值，结合几何运算，可根据高度的变化算出静态致裂剂膨胀后颗粒体积随时间的变化关系。此种设置和方法相较于铁盒高度测量法，获得的数据较为精确，能定量的分析静态致裂剂膨胀过程中的体积变化，但是由于无法提供反应过程完整的曲线，不能精确反映膨胀过程中体积的变化，另外所需试验设备多，试验较为复杂，试验成本也较高，试验过程中，需要试验人员定时记录数据，数据采集比较频繁。鉴于此，需要实用新型一种更为简单有效的实验设置和方法，能更清晰的得到静态致裂剂在膨胀过程中的体积变化，便于研究者定量的分析和研究其中的规律。

实用新型内容

本实用新型为了解决现有技术中的不足之处，提供一种结构简单、操作方便的测量静态致裂剂膨胀过程中体积变化的装置，该装置能够完整连续的记录整个反应过程、便于定量计算静态致裂剂膨胀时体积变化的规律和膨胀率的大小。

为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：一种测量静态致裂剂膨胀过程中体积变化的装置，包括电脑、恒温箱、塑料桶、储料袋、电子天平和接水杯，电脑通过数据线与电子天平连接，接水杯放置在电子天平上，塑料桶放置在恒温箱内，塑料桶内盛装有清水，储料袋放置在塑料桶内的清水液面下，塑料桶上侧部连接有排水管，排水管的出水口穿过恒温箱伸入到接水杯内。

储料袋下部通过不锈钢夹子连接有配重块，储料袋上端螺纹连接有旋盖。

塑料桶上侧部开设有溢水孔，溢水孔内设有易拆装管接头，易拆装管接头包括螺纹连接有一根外螺纹管，外螺纹管内端一体设有环形压板，外螺纹管上套设有位于环形压板与塑料桶内壁之间的密封垫，外螺纹管上螺纹连接有紧固螺母，紧固螺母压紧塑料桶外壁使得环形压板通过密封垫与塑料桶内壁压接密封，外螺纹管外端部插设在排水管的进口端内部。

恒温箱的箱壁上开设有穿孔，穿孔内设有保温密封圈，排水管穿过保温密封圈，排水管外圆与保温密封圈内圆密封连接。

塑料桶上端口、接水杯上端口均设有用于封口的塑料薄膜，排水管穿过塑料薄膜伸入到接水杯内。

采用上述技术方案，本实用新型各部分具有以下技术效果：电脑用于获取电子天平测得从塑料桶内溢流水的重量等参数。配重块确保整个储料袋全部浸没在水面下。恒温箱为测试提供恒温的环境，确保测试数据的可靠性。塑料桶上的溢水孔处安装的外螺纹管，通过紧固螺母固定在塑料桶上，不仅方便紧固螺母对塑料桶的紧固力使环形压板将密封垫对溢水孔密封，而且外螺纹管外圆的螺纹可与排水管（塑料管）连接牢靠。塑料桶和接水杯（烧杯）需要盖上塑料薄膜，避免水分的蒸发影响最终实验结果的准确性。

一种测量静态致裂剂膨胀过程中体积变化的方法，包括以下步骤：

第一步，准备好上述测量静态致裂剂膨胀过程中体积变化的装置，将电子天平通过数据线与电脑连接，将塑料桶放入恒温箱，将接水杯放在天平上端，再将排水管的另一端穿过恒温箱箱壁上的保温密封圈，然后在保温箱内一端的排水管与内螺纹管连接，排水管另一端放入接水杯中；

第二步，在塑料桶中倒入纯净的自来水，加水淹没至外螺纹套管内端口下边沿，然后在塑料桶和接水杯盖上塑料薄膜，将底部夹持有配重铁块并排出袋内气体的储料袋放入塑料桶中的水内直至完全浸没，关上恒温箱箱盖，塑料桶内的水由外螺纹套管、排水管流入到接水杯内，这样就可测得储料袋的排水体积；

第三步，打开电脑，设置好试验数据名称、保存路径和数据采集周期；

第四步，待第二步中排出水的体积不再变化，电子天平将测得排出水的重量的数据传输到电脑，然后打开恒温箱箱盖取出塑料桶中的储料袋空袋，放置旁边待用，天平清零；按照不同水剂比分别称取所需静态致裂剂和水的质量，然后将称取好的静态致裂剂加水搅拌，搅拌均匀后，将搅拌好的浆体迅速倒入储料袋中，排出袋内空气，拧紧旋盖，将储料袋放入塑料桶中至水浸没，关上恒温箱；

第五步，在电脑上按照设置的数据采集周期采集实验数据。根据反应开始前排出的初始排水重量、充入储料袋内时浆体的体积和反应过程中排水体积，按照1g水的体积等于1ml计算，可根据排水重量的变化得到静态致裂剂膨胀后颗粒体积随时间的变化关系。

综上所述，与现有技术相比，本实用新型的有益效果：

1.通过把装入静态致裂剂浆体的储料袋浸没在水中，整个反应过程都在袋中反应，膨胀后的体积变化通过排入烧杯的纯净的自来水的重量表示，实验测量的数据结果具有更高的精确性，能够对其体积变化进行定量分析；

2.通过电脑设置的数据采集周期，定时采集数据，通过实时排水重量曲线，能动态的掌握整个反应过程的状态，对进一步认识静态致裂剂整个反应过程的特点提供方法；

3.整个反应过程不需要研究者的人为参与，实验结果减少人为参与带来的误差影响，试验装置和方法简单有效。

附图说明

图1为本实用新型的整体结构示意图；

图2为图1中易拆装管接头的剖视放大图。

具体实施方式

如图1和图2所示，本实用新型的一种测量静态致裂剂膨胀过程中体积变化的装置，包括电脑1、恒温箱2、塑料桶3、储料袋4、电子天平5和接水杯6，电脑1通过数据线与电子天平5连接，接水杯6放置在电子天平5上，塑料桶3放置在恒温箱2内，塑料桶3内盛装有清水，储料袋4放置在塑料桶3内的清水液面下，塑料桶3上侧部连接有排水管7，排水管7的出水口穿过恒温箱2伸入到接水杯6内。

储料袋4下部通过不锈钢夹子连接有配重块8，储料袋4上端螺纹连接有旋盖9。

塑料桶3上侧部开设有溢水孔，溢水孔内设有易拆装管接头16，易拆装管接头16包括螺纹连接有一根外螺纹管10，外螺纹管10内端一体设有环形压板11，外螺纹管10上套设有位于环形压板11与塑料桶3内壁之间的密封垫12，外螺纹管10上螺纹连接有紧固螺母13，紧固螺母13压紧塑料桶3外壁使得环形压板11通过密封垫12与塑料桶3内壁压接密封，外螺纹管10外端部插设在排水管7的进口端内部。

恒温箱2的箱壁上开设有穿孔，穿孔内设有保温密封圈14，排水管7穿过保温密封圈14，排水管7外圆与保温密封圈14内圆密封连接。

塑料桶3上端口、接水杯6上端口均设有用于封口的塑料薄膜15，排水管7穿过塑料薄膜15伸入到接水杯6内。

本实用新型各部分具有以下技术效果：电脑1用于获取电子天平5测得从塑料桶3内溢流水的重量等参数。配重块8确保整个储料袋4全部浸没在水面下。恒温箱2为测试提供恒温的环境，确保测试数据的可靠性。塑料桶3上的溢水孔处安装的外螺纹管10，通过紧固螺母13固定在塑料桶3上，不仅方便紧固螺母13对塑料桶3的紧固力使环形压板11将密封垫12对溢水孔密封，而且外螺纹管10外圆的螺纹可与排水管7（塑料管）连接牢靠。塑料桶3和接水杯6（烧杯）需要盖上塑料薄膜15，避免水分的蒸发影响最终实验结果的准确性。

一种测量静态致裂剂膨胀过程中体积变化的方法，包括以下步骤：

第一步，准备好上述测量静态致裂剂膨胀过程中体积变化的装置，将电子天平5通过数据线与电脑1连接，将塑料桶3放入恒温箱2，将接水杯6放在天平上端，再将排水管7的另一端穿过恒温箱2箱壁上的保温密封圈14，然后在保温箱内一端的排水管7与内螺纹管连接，排水管7另一端放入接水杯6中；

第二步，在塑料桶3中倒入纯净的自来水，加水淹没至外螺纹套管内端口下边沿，然后在塑料桶3和接水杯6盖上塑料薄膜15，将底部夹持有配重铁块并排出袋内气体的储料袋4放入塑料桶3中的水内直至完全浸没，关上恒温箱2箱盖，塑料桶3内的水由外螺纹套管、排水管7流入到接水杯6内，这样就可测得储料袋4的排水体积；

第三步，打开电脑1，设置好试验数据名称、保存路径和数据采集周期；

第四步，待第二步中排出水的体积不再变化，电子天平5将测得排出水的重量的数据传输到电脑1，然后打开恒温箱2箱盖取出塑料桶3中的储料袋4空袋，放置旁边待用，天平清零；按照不同水剂比分别称取所需静态致裂剂和水的质量，然后将称取好的静态致裂剂加水搅拌，搅拌均匀后，将搅拌好的浆体迅速倒入储料袋4中，排出袋内空气，拧紧旋盖9，将储料袋4放入塑料桶3中至水浸没，关上恒温箱2；

第五步，在电脑1上按照设置的数据采集周期采集实验数据。根据反应开始前排出的初始排水重量、充入储料袋4内时浆体的体积和反应过程中排水体积，按照1g水的体积等于1ml计算，可根据排水重量的变化得到静态致裂剂膨胀后颗粒体积随时间的变化关系。

本实用新型中的恒温箱、电脑、不锈钢夹子等部件均为现有产品，市场可购置；本实用新型电脑采集的数据、测试的过程也不涉及新的计算机软件。

本实施例并非对本实用新型的形状、材料、结构等作任何形式上的限制，凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均属于本实用新型技术方案的保护范围。

Claims (5)

1.一种测量静态致裂剂膨胀过程中体积变化的装置，其特征在于：包括电脑、恒温箱、塑料桶、储料袋、电子天平和接水杯，电脑通过数据线与电子天平连接，接水杯放置在电子天平上，塑料桶放置在恒温箱内，塑料桶内盛装有清水，储料袋放置在塑料桶内的清水液面下，塑料桶上侧部连接有排水管，排水管的出水口穿过恒温箱伸入到接水杯内。

2.根据权利要求1所述的一种测量静态致裂剂膨胀过程中体积变化的装置，其特征在于：储料袋下部通过不锈钢夹子连接有配重块，储料袋上端螺纹连接有旋盖。

3.根据权利要求1或2所述的一种测量静态致裂剂膨胀过程中体积变化的装置，其特征在于：塑料桶上侧部开设有溢水孔，溢水孔内设有易拆装管接头，易拆装管接头螺纹连接有一根外螺纹管，外螺纹管内端一体设有环形压板，外螺纹管上套设有位于环形压板与塑料桶内壁之间的密封垫，外螺纹管上螺纹连接有紧固螺母，紧固螺母压紧塑料桶外壁使得环形压板通过密封垫与塑料桶内壁压接密封，外螺纹管外端部插设在排水管的进口端内部。

4.根据权利要求3所述的一种测量静态致裂剂膨胀过程中体积变化的装置，其特征在于：恒温箱的箱壁上开设有穿孔，穿孔内设有保温密封圈，排水管穿过保温密封圈，排水管外圆与保温密封圈内圆密封连接。

5.根据权利要求1或2所述的一种测量静态致裂剂膨胀过程中体积变化的装置，其特征在于：塑料桶上端口、接水杯上端口均设有用于封口的塑料薄膜，排水管穿过塑料薄膜伸入到接水杯内。

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