Устройство для полевых испытаний горных пород

Изобретение относится к испытательной технике, к испытаниям горных пород, грунтов в полевых условиях. Устройство содержит цилиндрический корпус, пуансон с датчиком усилия, установленный в корпусе перпендикулярно его оси, шарнирный двухзвенник, центральный шарнир которого соединен с пуансоном, два ползуна, на которых установлены крайние шарниры двухзвенника, штангу с двумя ограничителями, между которыми установлены ползуны, направляющую для перемещения штанги и подпружиненный инерционный груз. Оно снабжено тремя электромагнитами, первый электромагнит закреплен на цилиндрическом корпусе. Второй и третий электромагниты закреплены на штанге с возможностью взаимодействия с инерционным грузом. Последний выполнен из электромагнитного материала и расположен между вторым и третьим электромагнитами. Технический результат - увеличение объема информации путем чередования постоянных длительно действующих нагрузок с незатухающими циклическими нагрузками и с затухающими циклическими нагрузками с началом колебаний с наибольшей или нулевой начальной нагрузкой. 1 ил.

 

Изобретение относится к испытательной технике, к испытаниям горных пород, грунтов в полевых условиях.

Известно устройство для полевых испытаний горных пород (патент РФ №2015328, кл. Е21С 39/00, 1993). Устройство содержит цилиндрический корпус, пуансон с датчиком усилия, установленный в корпусе перпендикулярно его оси, шарнирный двухзвенник, центральный шарнир которого соединен с пуансоном, два ползуна, на которых установлены крайние шарниры двухзвенника, штангу с двумя ограничителями, между которыми установлены ползуны, направляющую для перемещения штанги и подпружиненный инерционный груз.

Недостаток устройства состоит в отсутствии возможности чередования постоянных длительно действующих нагрузок с незатухающими циклическими нагрузками и с затухающими циклическими нагрузками с началом колебаний с наибольшей или нулевой начальной нагрузкой.

Известно устройство для полевых испытаний горных пород (патент РФ №1629535, кл. Е21С 39/00, 1989). Устройство содержит цилиндрический корпус, пуансон с датчиком усилия, установленный в корпусе перпендикулярно его оси, шарнирный двухзвенник, центральный шарнир которого соединен с пуансоном, два ползуна, на которых установлены крайние шарниры двухзвенника, штангу с двумя ограничителями, между которыми установлены ползуны, направляющую для перемещения штанги и подпружиненный инерционный груз.

Недостаток устройства состоит в отсутствии возможности чередования постоянных длительно действующих нагрузок с незатухающими циклическими нагрузками и с затухающими циклическими нагрузками с началом колебаний с наибольшей или нулевой начальной нагрузкой.

Известно устройство для полевых испытаний горных пород (патент РФ №2012802, кл. Е21С 39/00, 1993), принимаемое за прототип. Устройство содержит цилиндрический корпус, пуансон с датчиком усилия, установленный в корпусе перпендикулярно его оси, шарнирный двухзвенник, центральный шарнир которого соединен с пуансоном, два ползуна, на которых установлены крайние шарниры двухзвенника, штангу с двумя ограничителями, между которыми установлены ползуны, направляющую для перемещения штанги и подпружиненный инерционный груз.

Недостаток устройства состоит в отсутствии возможности чередования постоянных длительно действующих нагрузок с незатухающими циклическими нагрузками и с затухающими циклическими нагрузками с началом колебаний с наибольшей или нулевой начальной нагрузкой.

Техническим результатом изобретения является увеличение объема информации путем чередования постоянных длительно действующих нагрузок с незатухающими циклическими нагрузками и с затухающими циклическими нагрузками с началом колебаний с наибольшей или нулевой начальной нагрузкой.

Технический результат достигается тем, что устройство для полевых испытаний горных пород, содержащее цилиндрический корпус, пуансон с датчиком усилия, установленный в корпусе перпендикулярно его оси, шарнирный двухзвенник, центральный шарнир которого соединен с пуансоном, два ползуна, на которых установлены крайние шарниры двухзвенника, штангу с двумя ограничителями, между которыми установлены ползуны, направляющую для перемещения штанги и подпружиненный инерционный груз, согласно изобретению снабжено тремя электромагнитами, при этом первый электромагнит закреплен на цилиндрическом корпусе, второй и третий электромагниты закреплены на штанге с возможностью взаимодействия с инерционным грузом, который выполнен из электромагнитного материала и расположен между вторым и третьим электромагнитами.

На чертеже представлена схема устройства.

Устройство для полевых испытаний горных пород включает цилиндрический корпус 1 для размещения в скважине 2, пуансон 3 с датчиком усилия 4, установленный в корпусе 1 перпендикулярно его оси, шарнирный двухзвенник 5, центральный шарнир 6 которого соединен с пуансоном 3, два ползуна 7, 8, на которых установлены крайние шарниры 9, 10 двухзвенника, штангу 11 с двумя ограничителями 12, 13, между которыми установлены ползуны 7, 8, направляющую 14 для перемещения штанги 11 и подпружиненный подвижный инерционный груз 15.

Устройство снабжено тремя электромагнитами 16, 17, 18. Первый электромагнит 16 закреплен на корпусе 1, второй электромагнит 17 и третий электромагнит 18 закреплены на штанге 11 с возможностью взаимодействия с инерционным грузом 15.

Инерционный груз подпружинен пружиной 19.

Устройство работает следующим образом.

Размещают корпус 1 устройства в скважине 2. Для испытаний при постоянной длительно действующей нагрузке включают электромагнит 16, отчего груз 15 притягивается к электромагниту 16 и через пружину 19, штангу 11, ограничитель 13, ползун 8 и двухзвенник 5 перемещает пуансон 3 в направлении стенки скважины 2 и нагружает породу под пуансоном 3 постоянной длительно действующей нагрузкой. Для перехода к нагружению затухающими колебаниями, когда начальная нагрузка является наибольшей, выключают электромагнит 16. Груз 15 под действием пружины 19 совершает возвратно-поступательные перемещения вдоль штанга 11 с затухающей амплитудой и через пружину 19, штангу 11, двухзвенник 5 нагружает пуансон затухающими нагрузками, начальная из которых равна постоянной нагрузке предыдущего цикла и является наибольшей в серии колебаний. Для нагружения затухающими колебаниями, когда начальная нагрузка должна быть нулевой, включают один из электромагнитов 17 или 18 и притягивают груз 15 к одному из этих электромагнитов. В этом положении груза нагрузка на пуансоне 3 отсутствует. Для инициирования нагружений выключают соответствующий электромагнит 17 или 18, груз 15 начинает перемещения под действием пружины 19 и нагружает пуансон 3 затухающими колебаниями по описанной выше силовой схеме. Для испытаний при незатухающих колебаниях нагрузки поочередно переключают электромагниты 17 и 18 и перемещают инерционный груз 15 вдоль штанги 11. Частота циклов задается частотой переключений электромагнитов. Режимы нагружений задаются программой испытаний. Все силовые изменения в процессе испытаний регистрируются датчиком усилия 4.

Изобретение существенно расширяет информативность исследований физико-механических свойств горных пород благодаря чередованию новых режимов нагружения - при постоянных длительных нагрузках, при незатухающих колебаниях нагрузки, при затухающих колебаниях с максимальным и нулевым начальным уровнем.

Устройство для полевых испытаний горных пород, содержащее цилиндрический корпус, пуансон с датчиком усилия, установленный в корпусе перпендикулярно его оси, шарнирный двухзвенник, центральный шарнир которого соединен с пуансоном, два ползуна, на которых установлены крайние шарниры двухзвенника, штангу с двумя ограничителями, между которыми установлены ползуны, направляющую для перемещения штанги и подпружиненный инерционный груз, отличающееся тем, что оно снабжено тремя электромагнитами, при этом первый электромагнит закреплен на цилиндрическом корпусе, второй и третий электромагниты закреплены на штанге с возможностью взаимодействия с инерционным грузом, который выполнен из электромагнитного материала и расположен между вторым и третьим электромагнитами.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к экспериментальной медицине, а именно к офтальмологии, и может быть применено при медикаментозном лечении проникающих ранений глаз. .

Изобретение относится к пищевой промышленности, в частности к мукомольной, пищеконцентратной, крупяной и зерноперерабатывающей отраслям, и может быть использовано при управлении процессом тепловой обработки плоских изделий и насыпных слоев дисперсных пищевых материалов, а именно зерна, крупы, муки.

Изобретение относится к биологии и медицине, а именно к иммунодиагностике. .

Изобретение относится к медицине, касается диагностики в области венерологии и может быть использовано для диагностики и профилактики транзиторной и персистирующей латентной папилломавирусной инфекции.
Изобретение относится к медицине, а именно к детской гастроэнтерологии, и может быть использовано для обеспечения дифференцированного подхода к использованию интерферонотерапии в лечении вирусных гепатитов у детей.

Изобретение относится к медицине, в частности к лабораторному методу исследования. .

Изобретение относится к области нефтегазовой промышленности и может быть использовано для исследования технического состояния стенок обсадных колонн глубоких скважин.

Изобретение относится к испытательной технике, к испытаниям горных пород в полевых условиях. .

Изобретение относится к горному делу и предназначено для определения радиальных деформаций стенок скважины. .

Изобретение относится к горному делу, используется для автоматизированного контроля взаимного смещения элементов забоя и горных выработок. .

Изобретение относится к области горного дела и предназначено для измерения деформаций скважин. .

Изобретение относится к области гидрогеологии и инженерной геологии и может найти применение при оценке деформации поверхности земли. .

Изобретение относится к горному делу, к устройствам для замера деформаций и искривлений скважин и шпуров. .

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано для определения поперечной деформации стенок скважин, взаимного смещения геоблоков и динамико-кинематических характеристик волн маятникового типа.

Изобретение относится к горному делу, используется для оценки напряженно-деформированного состояния массива по оси скважины. .

Изобретение относится к горному делу, а именно к модельным исследованиям подземных сооружений, и может быть использовано при проектировании горных выработок и тоннелей
Наверх