一种相似材料物理模拟实验的压力盒的制作方法

1.本发明涉及实验设备技术领域，具体涉及一种相似材料物理模拟实验的压力盒。


背景技术：

2.压力盒在土木工程领域被广泛使用，其常用于测试介质材料的内应力以及喷射混凝土与现浇混凝土之间接触应力。
3.现有的压力盒，当材料未均匀分布于承压膜表面时，容易造成承压膜受力不均，进而导致测试结果失准的问题。


技术实现要素：

4.本发明的目的是为了克服现有技术中的问题，提供一种相似材料物理模拟实验的压力盒，即使在材料未均匀分布于承压膜表面而导致承压膜受力不均时，也能保证测试结果的准确性。
5.本发明提供了一种相似材料物理模拟实验的压力盒，包括：
6.箱体，设有多个第一滑孔；
7.承压膜，设于箱体上侧；
8.安装板，设于所述箱体内；
9.多个活塞缸，每个活塞缸的活塞的一端均穿过不同的第一滑孔连接于所述承压膜的下端面，每个活塞缸的缸套均固连于所述安装板上端面，每个活塞受气压面积相同，每个缸套均通过导管相互连通，所述导管连通有气源装置；
10.压块，固连于安装板下端面；
11.压力传感器，设于所述压块下端面，所述压力传感器连接有控制器，压力传感器用于检测所述压块施加的压力并将该压力值信号传输至控制器，所述控制器电连接有显示器和电源装置；
12.支撑块，设于所述所述压力传感器下端面，支撑块与所述箱体内壁固连。
13.较佳地，每个活塞缸均设有缸盖，每个缸盖均设有第二滑孔，第二滑孔与活塞滑动连接，缸盖的外径大于缸套外径，所述箱体内还固连有滑板，所述滑板设有多个第三滑孔，每个缸套均与不同的第三滑孔滑动连接，每个缸套位于滑板和缸盖之间还设有压力弹簧，多个压力弹簧的压缩力之和等于所述承压膜、安装板、压块、多个缸盖、多个缸套和多个活塞重力之和。
14.较佳地，所述气源装置包括气泵和三位四通电磁换向阀，所述三位四通电磁换向阀的进气口p与所述气泵的出气口连通，三位四通电磁换向阀的回气口t与所述气泵的进气口连通，三位四通电磁换向阀的第一排气口a与所述导管连通，三位四通电磁换向阀的第二排气口b与大气连通，三位四通电磁换向阀与所述控制器电连接。
15.较佳地，所述气源装置还包括溢流阀，所述溢流阀的进流口与所述气泵的的出气口连通，溢流阀的回流口与所述气泵的的进气口连通。
16.较佳地，所述三位四通电磁换向阀的第二排气口b还连通有过滤装置。
17.较佳地，所述活塞缸的缸套与安装板之间还设有法兰座，所述缸套与所述法兰座固连，所述法兰座固连于所述安装板上。
18.较佳地，所述气源装置、控制器和电源装置均设于箱体外。
19.与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明的一种相似材料物理模拟实验的压力盒，即使在材料未均匀分布于承压膜表面而导致承压膜受力不均时，也能保证测试结果的准确性。通过设置多个压力弹簧，在压力弹簧的弹性力的作用下，能够有效平衡承压膜、安装板、压块、多个缸盖、多个缸套和多个活塞的自重，进而有效防止承压膜、安装板、压块、多个缸盖、多个缸套和多个活塞的自重对测量结果的影响。通过设置气泵和三位四通电磁换向阀，能够自由调节承压膜距箱体的距离。通过设置溢流阀，能够防止缸套内气压过大或者负压过大导致缸套或气泵损坏。通过设置过滤装置，能够对通进缸套内的气体进行过滤，进而有效防止气体内的杂质造成缸套损坏。通过设置法兰座能够提升缸套与安装板的连接强度，从而提升本装置的寿命。将气源装置、控制器和电源装置均设于箱体外，能够缩小本装置的体积，进而提升本装置的使用的灵活性。
附图说明
20.图1为本发明的结构示意图；
21.图2为本发明a
‑
a面的结构示意图；
22.图3为本发明气源装置的结构示意图。
23.附图标记说明：
24.101.箱体，102.承压膜，103.安装板，104.活塞，105.缸套，106.压块，107.压力传感器，108.支撑块，201.缸盖，202.滑板，203.压力弹簧，301.气泵，302.三位四通电磁换向阀，4.溢流阀，5.过滤装置，6.法兰座。
具体实施方式
25.下面结合附图1
‑
3，对本发明的具体实施方式进行详细描述，但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
26.实施例1：
27.如图1和2所示，本发明提供的一种相似材料物理模拟实验的压力盒，包括：箱体(101)、承压膜(102)、安装板(103)、多个活塞缸、压块(106)、压力传感器(107)和支撑块(108)，箱体(101)设有多个第一滑孔；承压膜(102)设于箱体(101)上侧；安装板(103)设于所述箱体(101)内；多个活塞缸，每个活塞缸的活塞(104)的一端均穿过不同的第一滑孔连接于所述承压膜(102)的下端面，每个活塞缸的缸套(105)均固连于所述安装板(103)上端面，每个活塞(104)受气压面积相同，每个缸套(105)均通过导管相互连通，所述导管连通有气源装置；压块(106)固连于安装板(103)下端面；压力传感器(107)设于所述压块(106)下端面，所述压力传感器(107)连接有控制器，压力传感器(107)用于检测所述压块(106)施加的压力并将该压力值信号传输至控制器，所述控制器电连接有显示器和电源装置；支撑块(108)设于所述所述压力传感器(107)下端面，支撑块(108)与所述箱体(101)内壁固连。
28.现简述实施例1的工作原理：
29.使用时，通过气源装置向多个缸套(105)内输气，将承压膜(102)升起至离箱体(101)合适的高度，气源装置停止供气，活塞缸内气体保压。承压膜(102)受压，压力通过与承压膜(102)传输至活塞(104)，活塞(104)向下运动，活塞(104)挤压缸套(105)内的气体，气体受挤压，体积减小，气压推动缸套(105)有向下运动的趋势，由于多个活塞缸的缸套(105)均通过导管相互连通，因此每个缸套(105)内的气压相同，又由于每个活塞(104)受气压面积相同，因此，每个活塞缸的缸套(105)收到的作用力仅和活塞(104)运动的距离有关，有效防止由于材料未均匀分布于承压膜(102)表面导致承压膜(102)受力不均，进而导致测试结果失准。多个缸套(105)在气压的作用下向下挤压安装板(103)，安装板(103)受力向下挤压压块(106)，压块(106)向下挤压压力传感器(107)，而支撑块(108)固连于所述箱体(101)内壁，因此，压力传感器(107)被压块(106)和支撑块(108)挤压，压力传感器(107)实时检测压块(106)所施加的压力，并将实时压力值信号传输至控制器内，控制器接收压力值信号，并将实时压力值显示于显示器上，从而能够使工作人员实时了解材料内应力。
30.本发明的一种相似材料物理模拟实验的压力盒，即使材料未均匀分布于承压膜(102)表面，也不会导致承压膜(102)受力不均，进而避免测试结果失准的现象。
31.实施例2：
32.在实施例1的基础上，为了防止承压膜(102)、安装板(103)、压块(106)、多个缸盖(201)、多个缸套(105)和多个活塞(104)的自重对测量结果的影响。
33.如图1所示，其中，每个活塞缸均设有缸盖(201)，每个缸盖(201)均设有第二滑孔，第二滑孔与活塞(104)滑动连接，缸盖(201)的外径大于缸套(105)外径，所述箱体(101)内还固连有滑板(202)，所述滑板(202)设有多个第三滑孔，每个缸套(105)均与不同的第三滑孔滑动连接，每个缸套(105)位于滑板(202)和缸盖(201)之间还设有压力弹簧(203)，多个压力弹簧(203)的压缩力之和等于所述承压膜(102)、安装板(103)、压块(106)、多个缸盖(201)、多个缸套(105)和多个活塞(104)重力之和。
34.通过设置多个压力弹簧(203)，在压力弹簧(203)的弹性力的作用下，能够有效平衡承压膜(102)、安装板(103)、压块(106)、多个缸盖(201)、多个缸套(105)和多个活塞(104)的自重，而压力弹簧(203)弹性力施加于滑板(202)和安装箱上，因此不会对压块(106)的压力产生影响，因此，能够有效防止承压膜(102)、安装板(103)、压块(106)、多个缸盖(201)、多个缸套(105)和多个活塞(104)的自重对测量结果的影响。
35.实施例2：
36.在实施例1的基础上，为了能够自由调节承压膜(102)距箱体(101)的距离。
37.如图3所示，其中，所述气源装置包括气泵(301)和三位四通电磁换向阀(302)，所述三位四通电磁换向阀(302)的进气口p与所述气泵(301)的出气口连通，三位四通电磁换向阀(302)的回气口t与所述气泵(301)的进气口连通，三位四通电磁换向阀(302)的第一排气口a与所述导管连通，三位四通电磁换向阀(302)的第二排气口b与大气连通，三位四通电磁换向阀(302)与所述控制器电连接。
38.在向缸套(105)内输气时，通过将三位四通电磁换向阀(302)切换至进气口p与第一排气口a连通，第二排气口b与回气口t连通，此时，大气通过三位四通电磁换向阀(302)的第二排气口b和回气口t进入气泵(301)，然后通过三位四通电磁换向阀(302)的进气口p、第
一排气口a和导管将气体输送至缸套(105)内，气体推动活塞(104)向上运动，进而增大承压膜(102)与箱体(101)之间的距离。当需要减小承压膜(102)与箱体(101)之间的距离时，通过将三位四通电磁换向阀(302)切换至进气口p与第二排气口b连通，第一排气口a与回气口t连通，此时，缸套(105)内的气体通过三位四通电磁换向阀(302)的第一排气口a和回气口t，经由气泵(301)、三位四通电磁换向阀(302)的进气口p和第二排气口b排出，进而减小承压膜(102)与箱体(101)之间的距离，从而达到自由调节承压膜(102)距箱体(101)距离的目的。
39.作为一种优选方案，如图3所示，其中，所述气源装置还包括溢流阀(4)，所述溢流阀(4)的进流口与所述气泵(301)的的出气口连通，溢流阀(4)的回流口与所述气泵(301)的的进气口连通。通过设置溢流阀(4)，能够防止缸套(105)内气压过大或者负压过大导致缸套(105)或气泵(301)损坏。
40.作为一种优选方案，如图3所示，其中，所述三位四通电磁换向阀(302)的第二排气口b还连通有过滤装置(5)。通过设置过滤装置(5)，能够对通进缸套(105)内的气体进行过滤，进而有效防止气体内的杂质造成缸套(105)损坏。
41.作为一种优选方案，如图1所示，其中，所述活塞缸的缸套(105)与安装板(103)之间还设有法兰座(6)，所述缸套(105)与所述法兰座(6)固连，所述法兰座(6)固连于所述安装板(103)上。通过设置法兰座(6)能够提升缸套(105)与安装板(103)的连接强度，从而提升本装置的寿命。
42.作为一种优选方案，其中，所述气源装置、控制器和电源装置均设于箱体(101)外。将气源装置、控制器和电源装置均设于箱体(101)外，能够缩小本装置的体积，进而提升本装置的使用的灵活性。
43.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。