Стенд для исследования энергообмена в блочном массиве горных пород



Стенд для исследования энергообмена в блочном массиве горных пород
Стенд для исследования энергообмена в блочном массиве горных пород

 


Владельцы патента RU 2584262:

Лодус Евгений Васильевич (RU)

Изобретение относится к испытательной технике, к устройствам для исследования энергообмена при деформировании и разрушении блочного горного массива. Стенд содержит опорную раму, размещенные в ней захват для образца и захват для контробразца, гидравлический механизм взаимного поджатия образцов, связанный с захватом для образца, гидравлический механизм взаимного перемещения образцов, связанный с захватом для контробразца, гидравлические аккумуляторы энергии, связанные с механизмами поджатия и перемещения, источники давления, связанные с соответствующими аккумуляторами, пульсаторы давления, соединенные с соответствующими аккумуляторами и выполненные в виде гидроцилиндров со штоками, подпоршневая полость которых соединена с соответствующими аккумуляторами, эксцентриков, кинематически связанных со штоками гидроцилиндров, валов вращения эксцентриков и приводов вращения валов. Валы установлены соосно, а стенд снабжен электромагнитными муфтами для соединения валов с соответствующими приводами и электромагнитной муфтой для соединения валов между собой. Технический результат: расширение объема информации при исследовании энергообмена путем обеспечения испытаний как при независимой пульсации поджимающей и перемещающей нагрузок, так и при синхронной пульсации с плавным и ступенчатым изменением частоты пульсаций с возможностью регулирования смещения циклов пульсаций в ходе испытаний. 1 ил.

 

Изобретение относится к испытательной технике, к устройствам для исследования энергообмена при деформировании и разрушении блочного горного массива.

Известен стенд для исследования энергообмена в блочном массиве горных пород (патент РФ №1448239, Кл. G01N 3/10, 1988), содержащий опорную раму, размещенные в ней захват для образца и захват для контробразца, гидравлический механизм взаимного поджатия образцов, связанный с захватом для образца, гидравлический механизм взаимного перемещения образцов, связанный с захватом для контробразца, и источники давления, связанные с механизмами поджатия и перемещения.

Недостаток стенда состоит в отсутствие возможности исследовать энергообмен при циклических изменениях нагрузок поджатия и перемещения.

Известен стенд для исследования энергообмена в блочном массиве горных пород (патент РФ №2364853, Кл. G01N 3/10, 2009). Стенд содержит опорную раму, размещенные в ней захват для образца и захват для контробразца, гидравлический механизм взаимного поджатия образцов, связанный с захватом для образца, гидравлический механизм взаимного перемещения образцов, связанный с захватом для контробразца, гидравлические аккумуляторы энергии, связанные с механизмами поджатия и перемещения, и источники давления, связанные с аккумуляторами.

Недостаток стенда также состоит в отсутствие возможности исследовать энергообмен при циклических изменениях нагрузок поджатия и перемещения.

Известен стенд для исследования энергообмена в блочном массиве горных пород (патент РФ №2510003, кл. G01N 3/10, 2014), принимаемый за прототип. Стенд содержит опорную раму, размещенные в ней захват для образца и захват для контробразца, гидравлический механизм взаимного поджатия образцов, связанный с захватом для образца, гидравлический механизм взаимного перемещения образцов, связанный с захватом для контробразца, гидравлические аккумуляторы энергии, связанные с механизмами поджатия и перемещения, источники давления, связанные с соответствующими аккумуляторами, пульсаторы давления, соединенные с соответствующими аккумуляторами и выполненные в виде гидроцилиндров со штоками, подпоршневая полость которых соединена с соответствующими аккумуляторами, эксцентриков, кинематически связанных со штоками гидроцилиндров, валов вращения эксцентриков, и приводов вращения валов. Стенд обеспечивает испытания на энергообмен при циклических независимых пульсациях нагрузок поджатия и перемещения.

Недостаток стенда состоит в отсутствие возможности исследовать энергообмен при синхронных пульсациях с плавным и ступенчатым изменением частоты пульсаций с возможностью регулирования смещения циклов пульсаций в ходе испытаний. Это ограничивает объем информации при исследовании энергообмена.

Техническим результатом изобретения является расширение объема информации при исследовании энергообмена путем обеспечения испытаний как при независимой пульсации поджимающей и перемещающей нагрузок, так и при синхронной пульсации с плавным и ступенчатым изменением частоты пульсаций с возможностью регулирования смещения циклов пульсаций в ходе испытаний.

Технический результат достигается тем, что стенд для исследования энергообмена в блочном массиве горных пород, содержащий опорную раму, размещенные в ней захват для образца и захват для контробразца, гидравлический механизм взаимного поджатия образцов, связанный с захватом для образца, гидравлический механизм взаимного перемещения образцов, связанный с захватом для контробразца, гидравлические аккумуляторы энергии, связанные с механизмами поджатия и перемещения, источники давления, связанные с соответствующими аккумуляторами, пульсаторы давления, соединенные с соответствующими аккумуляторами и выполненные в виде гидроцилиндров со штоками, подпоршневая полость которых соединена с соответствующими аккумуляторами, эксцентриков, кинематически связанных со штоками гидроцилиндров, валов вращения эксцентриков и приводов вращения валов, согласно изобретению валы пульсаторов установлены соосно, а стенд снабжен электромагнитными муфтами для соединения валов с соответствующими приводами и электромагнитной муфтой для соединения валов между собой.

На рис. 1 представлена схема стенда.

Стенд для исследования энергообмена в блочном массиве горных пород содержит опорную раму 1, размещенные в ней захват 2 для образца 3 и захват 4 для контробразца 5, гидравлический механизм 6 взаимного поджатия образцов, связанный с захватом 2 для образца 3, гидравлический механизм 7 взаимного перемещения образцов, связанный с захватом 4 для контробразца 5, гидравлические аккумуляторы 8, 9 энергии, связанные с механизмами поджатия 6 и перемещения 7, источники 10, 11 давления, связанные с соответствующими аккумуляторами 8, 9, пульсаторы 12, 13 давления, соединенные с соответствующими аккумуляторами 8, 9 и выполненные в виде гидроцилиндров 12, 13 со штоками 14, 15, подпоршневая полость которых соединена с соответствующими аккумуляторами 8, 9, эксцентриков 16, 17, кинематически связанных со штоками 14, 15 гидроцилиндров 12, 13, валов 18, 19 вращения эксцентриков 16, 17 и приводов 20, 21 вращения валов 18, 19.

Валы 18, 19 пульсаторов установлены соосно. Стенд снабжен электромагнитными муфтами 22, 23 для соединения валов 18, 19 с соответствующими приводами 20, 21 и электромагнитной муфтой 24 для соединения валов 18, 19 между собой. Рабочей средой может служить жидкость, газ или их смесь.

Между источниками давления 10 и 11 и аккумуляторами 8, 9 установлены вентили 25, 26.

Стенд работает следующим образом.

При открытом вентиле 25 источником 10 создают давление рабочей среды в аккумуляторе 8 энергии и в гидравлическом механизме 6. Происходит взаимное поджатие образца 2 и контробразца 5. Закрывают вентиль 25 и открывают вентиль 26 и, действуя аналогичным образом, используя источник 11, аккумулятор 9 и гидравлический механизм 7, создают заданное усилие перемещения контробразца 5 относительно образца 2. Вентиль 26 закрывают. Для независимой пульсации поджимающей и перемещающей нагрузок включают приводы 20, 21 и муфты 22, 23. Валы 18, 19 вращают эксцентрики 16, 17, которые циклически перемещают штоки 14, 15, чем циклически изменяют давление в аккумуляторах 8, 9 и нагрузки поджатия и перемещения. Скорости пульсаций регулируют независимо скоростями вращения валов 18, 19. Для синхронной пульсации нагрузок одновременно включают муфту 24 и выключают одну из муфт 22 или 23. В результате оба эксцентрика 16 и 17 начинают вращаться одним из приводов 20 или 21 с одинаковой скоростью. Например, при выключении муфты 22 и включении муфты 24 оба эксцентрика вращаются синхронно приводом 21. Для ступенчатого изменения частоты синхронных пульсаций включают привод 20, отсоединенный от вала 18 и не участвующий во вращении эксцентриков, разгоняют этот привод до заданной скорости вращения и одновременно включают муфту 22 и выключают муфту 23. В результате вращение эксцентриков осуществляется приводом 20, а частота вращения изменяется в соответствии с разностью скоростей вращения приводов 20 и 21. Для ступенчатого сдвига циклов пульсаций выключают муфту 24 и вновь включают в момент, когда валы 18, 19 и эксцентрики 16, 17 сместились по углу поворота на заданную величину.

Таким образом, предлагаемый стенд обеспечивают испытания как при независимой пульсации поджимающей и перемещающей нагрузок, так и при синхронной пульсации с плавным и ступенчатым изменением частоты пульсаций с возможностью регулирования смещения циклов пульсаций в ходе испытаний.

Стенд для исследования энергообмена в блочном массиве горных пород, содержащий опорную раму, размещенные в ней захват для образца и захват для контробразца, гидравлический механизм взаимного поджатия образцов, связанный с захватом для образца, гидравлический механизм взаимного перемещения образцов, связанный с захватом для контробразца, гидравлические аккумуляторы энергии, связанные с механизмами поджатия и перемещения, источники давления, связанные с соответствующими аккумуляторами, пульсаторы давления, соединенные с соответствующими аккумуляторами и выполненные в виде гидроцилиндров со штоками, подпоршневая полость которых соединена с соответствующими аккумуляторами, эксцентриков, кинематически связанных со штоками гидроцилиндров, валов вращения эксцентриков и приводов вращения валов, отличающийся тем, что валы установлены соосно, а стенд снабжен электромагнитными муфтами для соединения валов с соответствующими приводами и электромагнитной муфтой для соединения валов между собой.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к испытательной технике, в частности к устройствам для подготовки образцов геосинтетических материалов к испытаниям на износоустойчивость, и может применяться в соответствующих областях техники.

Изобретение относится к испытательной технике, к устройствам для испытания материалов, в частности горных пород, при исследовании энергообмена в массиве горных пород с целью прогноза и предотвращения опасных динамических явлений.

Изобретение относится к испытательной технике, к устройствам для испытания образцов горных пород при моделировании энергообмена в массиве горных пород с целью прогноза и предотвращения опасных динамических явлений.

Изобретение относится к устройствам для исследования деформационно-прочностных характеристик грунтов в условиях трехосного сжатия. Стабилометр включает рабочую камеру с прозрачными боковыми стенками, верхний и нижний штампы и нагрузочное устройство.

Изобретение относится к строительству, в частности к технике испытания преимущественно крупнообломочных грунтов на трехосное сжатие, и может быть использовано при инженерно-строительных исследованиях.

Изобретение относится к испытательной технике, к устройствам для испытания материалов, в частности горных пород, при исследовании процесса энергообмена в образцах горных пород с целью прогноза и предотвращения опасных динамических явлений.

Изобретение относится к испытательной технике, к устройствам для испытания материалов, в частности горных пород, при исследовании энергообмена в массиве горных пород с целью прогноза и предотвращения опасных динамических явлений.

Изобретение относится к технике контроля качества материалов и исследования их деформативных свойств. Сущность: один образец устанавливают между нижней и промежуточной траверсой с опорным шаром, имеющим возможность перемещения, другой - между промежуточной и верхней траверсой.

Изобретение относится к технике контроля качества материалов и исследования их деформативных свойств. Установка содержит закрепленные на штангах верхнюю и нижнюю траверсы, а также установленную между ними промежуточную траверсу с опорным шаром, имеющую возможность перемещения, гайки, расположенные на штангах, нагружающую систему, включающую источник давления среды, поршень для нагружения образцов, расположенный в цилиндрической полости нижней траверсы, герметичную камеру, установленную под поршнем и сообщенную с источником давления, ограничительное кольцо для поршня, закрепленное на нижней траверсе.

Изобретение относится к горному делу и может использоваться для исследования электромагнитного излучения (ЭМИ) горных пород при их разрушении. Стенд содержит электромагнитный экран, систему регистрации, нагрузочное устройство, выполненное в виде трубки с внутренней резьбой и вкрученным в нее винтом с головкой под ключ, заполненной пластичным веществом.

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано для оценки напряженно-деформированного состояния массива горных пород, выявления местоположения зон повреждения пород и характера их распространения для обеспечения устойчивости обнажений горных выработок и очистного пространства при подземной разработке месторождений полезных ископаемых.

Изобретение относится к области горного дела и может быть использовано для исследования сыпучих свойств геоматериалов. Устройство представляет собой сварную конструкцию башенного типа, устанавливаемую на верхней предварительно спланированной площадке отработанного карьера с обеспечением вертикальной устойчивости.
Изобретение относится к горному делу, преимущественно к угольной промышленности, и может быть использовано для рекомендаций по выбору способов и параметров дегазации сближенных угольных пластов.

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано при оценке структурно нарушенных и удароопасных массивов горных пород и прогноза развития деформационных процессов.

Изобретение относится к горному делу, в частности к средствам контроля состояния анкерной крепи и смещений вмещающих пород горизонтальных и наклонных подземных горных выработок, закрепленных анкерной крепью.

Изобретение относится к технике горного дела, добыче полезных ископаемых, в частности к устройствам для изучения физико-механических свойств горных пород, и может быть использовано в геологии, горной, газовой и нефтяной промышленности для расчета предельной величины давления гидроразрыва пласта.

Предложенная группа изобретений относится к измерительной технике, в частности к технике создания скважинных инклинометрических систем, и может быть использована в горном деле для контроля деформационных процессов горных пород и закладочного массива.

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано для определения напряжений в массиве горных пород. Техническим результатом изобретения является определение факта превышения значением максимального главного напряжения критического уровня, равного или превышающего 0,9 от предела прочности при сжатии σсж, что свидетельствует о переходе породы в стадию предразрушения.

Изобретение относится к горному делу и предназначено для определения направления максимального напряжения в конструктивных элементах систем разработки относительно пробуренных в них контрольных скважин.

Изобретение относится с горному делу, преимущественно к угольной промышленности. Предложен способ определения газоносности массива угля в зоне его разрушения, включающий сменный режим работы очистного забоя по добыче угля, отработку пласта продольными полосами, измерение интенсивности газовыделения из отрабатываемого пласта в добычную смену и установление показателя нарастания интенсивности газовыделения в призабойное пространство лавы при разрушении угля.

Изобретение относится к исследованию механических свойств горных пород. Технический результат заключается в упрощении процесса проведения измерения энергоемкости за счет возможности удаления фракций разрушенной горной породы посредством вращения перфорированного стакана. Устройство для определения энергоемкости разрушения горных пород включает станину, перфорированный стакан для помещения в него испытуемых образцов горной породы, пуансон и нагрузочный гидроцилиндр. При этом перфорированный стакан установлен относительно станины через упорный и радиальный подшипники, а через шлицевое соединение связан с рукоятью для вращения стакана. 1 ил.
Наверх