一種相似模擬材料快速成型裝置的制作方法

本實用新型涉及礦山上覆巖層實驗領域，尤其涉及一種相似模擬材料快速成型裝置。

背景技術：

采場煤層開采后，上覆巖層隨著工作面的推進在與采場垂直的方向會形成跨落帶，裂隙帶和彎曲下沉帶，準確地劃分“三帶”位置對采煤可行性研究與覆巖離層充填技術有著至關重要的意義。然而礦山現場環境復雜，實驗難度大，目前在相似原理基礎上，應用相似模擬實驗研究煤層開采后上覆巖層的破斷和跨落規律已經非常普遍。現階段相似模擬材料在實驗室制作周期長，人力物力投入過大，效率低下，針對此問題，本實用新型設計出一種相似模擬材料快速成型裝置，該裝置使得相似材料快速成型，不但滿足實驗的要求，重復性強，提高制作的精度，而且大大地減少制作周期，提高了制作的效率。

技術實現要素：

本實用新型實施例的目的在于提出一種相似模擬材料快速成型裝置，本實用新型主要是材料注入機構中的材料在抽取管道提供負壓作用下，按照預定的比例進入到均勻混合機構中，材料經過均勻混合后在抽取管道提供負壓作用下進入智能壓縮成型機構，最終使得預定比例的材料快速成型。整個制作的過程操作簡單，重復性強，制作精度高，同時大大地減少人力物力，提高了材料成型的效率。為了實現上述目的，本實用新型采用如下技術方案：

一種相似模擬材料快速成型裝置，其特征在于：所述一種相似模擬材料快速成型裝置裝置包括：

材料注入機構，包括粗骨料儲層、細骨料儲層、水儲層、粗骨料注入孔、細骨料注入孔、水注入孔，所述粗骨料儲層與細骨料儲層上下方位進行連接，所述細骨料儲層與水儲層上下方位進行連接，所述粗骨料注入孔置于粗骨料儲層表面，所述細骨料注入孔置于粗骨料儲層表面向下延伸至細骨料儲層表面，所述水注入孔置于粗骨料儲層表面向下延伸至水儲層表面。

抽取管道，包括材料流通主管道、粗骨料流通次管道、細骨料流通次管道、水流通次管道、粗骨料流量控制閥門、細骨料流量控制閥門、水流量控制閥門，所述粗骨料流量控制閥門置于粗骨料流通次管道中部，所述細骨料流量控制閥門置于細骨料流通次管道中部，所述水流量控制閥門置于水流通次管道中部，所述粗骨料流通次管道、細骨料流通次管道、水流通次管道與材料流通主管道相連接。

均勻混合機構，包括混合器、攪拌器、攪拌器加固螺柱，所述攪拌器置于混合器內部，所述攪拌器通過攪拌加固螺柱和混合器相連接。

混合材料流通管道，包括混合材料流通管道、混合材料流量控制閥門，所述混合材料流量控制閥門置于混合材料流通管道中部。

智能供壓機構，包括供壓器、壓力輸出管道，所述供壓器與壓力輸出管道相連，所述壓力輸出管道與材料流通主管道和混合器相連接。

智能壓縮成型機構，包括螺柱、螺母、伺壓加載系統、注料孔、材料模具軌道、材料模具托軌、鉸接結構、成型擋板、底座。所述伺壓加載系統通過螺母與螺柱相連接，所述注料孔置于材料模具軌道與加載系統之間，所述材料模具軌道通過鉸接結構與材料模具托軌相連接，所述成型擋板置于材料模具托軌與螺柱之間，所述底座置于壓縮成型裝置最底部。

優選地，所述粗骨料儲層下部分別置有粗骨料注入孔、細骨料注入孔、水注入孔。

優選地，所述攪拌器置于混合器內部，且通過攪拌加固螺柱和混合器相連接。

與現有相似模擬材料成型方法相比，本實用新型具有如下優點：

本實用新型述及的一種相似模擬材料快速成型裝置，本實用新型主要是材料注入機構中的材料在抽取管道提供負壓作用下，流量控制閥門可以確定各種材料的比例，按照預定的比例進入到均勻混合機構中，材料經過均勻混合后在抽取管道提供負壓作用下進入智能壓縮成型機構，最終使得預定比例的材料快速成型。整個制作的過程操作簡單，重復性強，制作精度高，同時大大地減少人力物力，提高了材料成型的效率。

附圖說明

圖1為本實用新型的工作狀態圖；

圖2為本實用新型的材料注入機構圖；

圖3為本實用新型的抽取管道圖；

圖4為本實用新型的均勻混合機構圖；

圖5為本實用新型的混合材料流通管道圖

圖6為本實用新型的智能供壓機構圖；

圖7為本實用新型的智能壓縮成型機構圖；

圖8為本實用新型的智能壓縮成型機構A-A剖面圖。

圖中：1-粗骨料儲層；2-細骨料儲層；3-水儲層；4-粗骨料注入孔；5-細骨料注入孔；6-水注入孔；7-材料流通主管道；8-粗骨料流通次管道；9-細骨料流通次管道；10-水流通次管道，11-粗骨料流量控制閥門；12-細骨料流量控制閥門；13-水流量控制閥門；14-混合器；15-攪拌器；16-攪拌器加固螺柱；17-混合材料流通管道；18-混合材料流量控制閥門；19-供壓器；20-壓力輸出管道；21-螺柱；22-螺母；23-伺壓加載系統；24-注料孔；25-材料模具軌道；26-材料模具托軌；27-鉸接結構；28-成型擋板；29-底座。

具體實施方式

結合圖1、圖2、圖3、圖4、圖5、圖6、圖7、圖8所示，一種相似模擬材料快速成型裝置，包括材料注入機構、抽取管道、均勻混合機構、智能供壓機構、智能壓縮成型機構。

材料注入機構，所述粗骨料儲層1與細骨料儲層2上下方位進行連接，所述細骨料儲層2與水儲層3上下方位進行連接，所述粗骨料注入孔4置于粗骨料儲層1表面，所述細骨料注入孔5置于粗骨料儲層1表面向下延伸至細骨料儲層2表面，所述水注入孔6置于粗骨料儲層1表面向下延伸至水儲層3表面。

抽取管道，所述粗骨料流量控制閥門11置于粗骨料流通次管道8中部，所述細骨料流量控制閥門12置于細骨料流通次管道9中部，所述水流量控制閥門13置于水流通次管道10中部，所述粗骨料流通次管道8、細骨料流通次管道9、水流通次管道10與材料流通主管道7相連接。

均勻混合機構，所述攪拌器15置于混合器14內部，所述攪拌器15通過攪拌加固螺柱16和混合器15相連接。

混合材料流通管道，所述混合材料流量控制閥門18置于混合材料流通管道17中部。

智能供壓機構，所述供壓器19與壓力輸出管道20相連，所述壓力輸出管道20與材料流通主管道7和混合材料流通管道17相連接。

智能壓縮成型機構，所述伺壓加載系統通過螺母22與螺柱21相連接，所述注料孔24置于材料模具軌道25與加載系統23之間，所述材料模具軌道25通過鉸接結構27與材料模具托軌26相連接，所述成型擋板28置于材料模具托軌26與螺柱21之間，所述底座29置于壓縮成型裝置最底部。

結合圖1、圖2、圖3、圖4、圖5、圖6、圖7、圖8、所示，先將相似模擬材料置于材料注入機構，通過控制智能供壓機構和均勻混合機構，材料顆粒均勻到達智能壓縮成型機構。

人工巖芯配制步驟大致如下：

a、根據所需要模擬的采場上覆巖層，確定不同巖層各個組分材料之間配比以及所需質量，將所需材料置于材料注入機構，根據實際需要確定材料注入機構、抽取管道、均勻混合機構、智能供壓機構、智能壓縮成型機構等的尺寸和管道長度；

b、根據各零部件空間位置進行有順序的組裝，將粗骨料儲層1置于細骨料儲層2上方；將細骨料儲層2置于水儲層3上方；粗骨料流通次管道8與粗骨料儲層1左側相連接；細骨料流通次管道9與細骨料儲層2左側相連接；水流通次管道10與水儲層3左側相連接；粗骨料流通次管道8、細骨料流通次管道9、水流通次管道10與材料流通主管道7相連接；材料流通主管道7、與混合器14底部相連接；混合材料流通管道17與混合器14左側相連接；混合材料流通管道17、材料流通主管道7與壓力輸出管道20相連接；混合材料流通管道17與注料孔24相連接；伺壓加載系統23通過螺母22與螺柱21相連接；材料模具軌道25通過鉸接結構27與材料模具托軌26相連接；成型擋板28置于材料模具托軌26與螺柱21之間；底座29置于壓縮成型裝置最底部；

c、檢查各部件的連接及工作情況，確保其正常工作后，將預先準備制作成型的相似模擬材料置于材料注入機構內，開啟系統中各個裝置，進行材料壓縮成型操作；

d、通過智能供壓機構和均勻混合機構，使得粗骨料均勻地通過粗骨料流通次管道8、細骨料均勻地通過細骨料流通次管道9、水均勻地通過水流通次管道10最終到達材料流通主管道7；材料經過攪拌器15均勻地到達混合材料流通管道17；混合材料進去到注料孔24再到達材料模具軌道25在材料模具托軌26上進行壓縮成型；

e、材料進入材料模具軌道25后，控制伺壓加載系統23，對混合材料進行加壓制作不同高度層位的上覆巖層和煤層，制作完成后按相反順序拆卸轉置，并妥善保存；

f、制作下一種材質的人工巖芯時重復步驟a-e。

當然，以上說明僅僅為本實用新型的較佳實施例，本實用新型并不限于列舉上述實施例，應當說明的是，任何熟悉本領域的技術人員在本說明書的教導下，所做出的所有等同替換、明顯變形形式，均落在本說明書的實質范圍之內，理應受到本實用新型的保護。