一種溫控系統及其溫控方法和抗拉強度測試裝置與流程

文檔序號：12449330閱讀：395來源：國知局

導航： X技術> 最新專利>測量裝置的制造及其應用技術

本發明涉及一種巖石抗拉強度測試裝置，特別是涉及一種可圍壓的、通過巴西法測試巖石抗拉強度的測試裝置。

本發明還涉及一種基于上述測試裝置的溫控系統及其溫控方法。

背景技術：

在研究巖石力學性能中，巖石的抗拉強度是其中的一個研究重點。目前研究巖石抗拉強度主要有兩種方法，一種是巴西圓盤劈裂法，一種是直接拉伸法。

采用巴西圓盤劈裂法測試巖石的抗拉強度是目前主要的測試方法，其設備較為簡單、操作方便，因此目前普通的教學、測試等基本上都采用此方法。而目前，利用巴西法理論設計的實驗裝置也非常多，如：

專利號為CN201310468694.7，名為一種用于巴西法測試巖石抗拉強度的試驗輔助裝置；

專利號為CN201520064086.4，名為一種巴西劈裂實驗試件夾持裝置；

專利號為CN201110031198.6，名為一種測量拉伸條件下巖石彈性參數的巴西劈裂方法。

但是目前大多數的實驗裝置都是不能增加圍壓的，而巖石在地地下所受的力是非常復雜的，特別是所受的圍壓。巖石周圍所受的圍壓能夠直接影響到巖石的強度，如抗拉強度、抗壓強度、抗剪強度等。如果在測試巖石的抗拉強度時不對巖石試樣施加圍壓，那么就無法較為貼近地還原巖石真實的受力狀態，這就導致測試出來的參數如果直接用來指導施工的話會導致諸多安全隱患。

在專利號為CN201310625027.5，名為一種測試巖石斷裂韌度的試驗裝置中公開了一種利用巴西法測試巖石抗拉強度的實驗裝置，其能夠實現在實驗時對巖石試樣施壓圍壓，從而較為真實地還原巖石的受力狀態。但是，這種裝置沒有配套的溫控系統，因為巖石在地底下除了受到圍壓，其周圍的溫度也能直接影響其強度。另外巖石在地底下受到的沖擊地壓較多，而在靜態下測出的強度值是不能直接用于防范沖擊地壓的設計的，這就要求在測試巖石強度的同時，還需要可以模擬巖石所受的沖擊地壓，從而較為真實地還原巖石的受力狀態。

因此，申請人認為，設計出一種能夠較為真實地還原巖石所受壓力、溫度、沖擊等環境的巖石抗拉強度測試裝置是十分必要的，其能夠較為真實地還原巖石所處的環境，從而獲得可靠的強度值以用于指導設計、施工，或研究巖石力學性能。另外基于目前用于巖石強度測試裝置的液壓油溫控系統不夠完善、熱量回收率低等問題，申請人認為，還應對現有液壓油溫控系統和溫控方法做出改進，以提高其加熱效率和熱量的回收率。

技術實現要素：

有鑒于現有技術的上述缺陷，本發明所要解決的技術問題是提供一種可加圍壓的巖石抗拉強度測試裝置，其能夠能夠較為真實地還原巖石所處的環境。

本發明還提供了基于上述測試裝置的溫控系統及其溫控方法。

為實現上述目的，本發明提供了一種溫控系統，包括，用于存放油體的油箱，所述的油箱通過管道與加熱換向閥的第一進油口連通，所述的加熱換向閥的出油口與第一進油泵的進油口連通，所述的第一進油泵的出油口與第一控溫模塊的進油口連通；

所述的第一控溫模塊的出油口與第一溫控模塊的進油口連接，所述的第一溫控模塊的第一出油口與第二進油泵的進油口連接，所述的第一溫控模塊的第二出油口與第二控溫模塊的進油口連通，所述的第二控溫模塊的出油口與第二溫控模塊的的進油口連通；

所述的第二溫控模塊的第一出油口與第二進油泵連通，且所述的第二溫控模塊的第二出油口與加熱換向閥的第二進油口連通；

所述的第二進油泵的出油口與進油管連通，可通過進油管向測試腔內注入油體；

所述的出油管與制冷換向閥的第一進油口連通，所述的制冷換向閥的出油口與第一回油泵的進油口連通，所述的第一回油泵的出油口與第一冷卻倉中的第一冷卻管的進油口連通，所述的制冷換向閥的第二出油口與第一進油泵進油口連通；

所述的第一冷卻管的出油口與第三溫控模塊的進油口連通，所述的第三溫控模塊的第一出油口與總回油泵的進油口連通，所述的總回油泵的出油口與油箱連通；

所述的第三溫控模塊的第二出油口與第二回油泵的進油口連通，所述的第二回油泵的出油口與第二冷卻倉中的第二冷卻管的進油口連通，所述的第二冷卻管的出油口與第四溫控模塊的進油口連通；

所述的第四溫控模塊的第一出油口與總回油泵的進油口連通，且所述的第四溫控模塊的第二出油口與第三回油泵的進油口連通；

所述的第三回油泵的出油口與第三控溫模塊的油管的進油口連通，所述的第三控溫模塊的油管的出油口與第五溫控模塊的進油口連通；

所述的第五溫控模塊的第一出油口與總回油泵進油口連通，且所述的第五溫控模塊的第二出油口與制冷換向閥的第二進油口連通；

所述的第三控溫模塊與第一控溫模塊或第二控溫模塊間通過換熱管連通。

作為本發明的進一步改進，所述的第一控溫模塊、第二控溫模塊、第三控溫模塊結構相同，包括，保溫外殼，所述的保溫外殼一側開口且中間設有控溫腔，所述的保溫外殼的開口通過保溫封板密封；

所述的控溫腔中設有加熱絲、油管、換熱管，且所述的控溫腔中填充有相變材料。

作為本發明的進一步改進，所述的第一控溫模塊中的相變材料最低相變溫度應大于第三控溫模塊的最高相變溫度，且第一控溫模塊中的相變材料最高相變溫度應小于第二控溫模塊的最低相變溫度；所述的第三控溫模塊的最高相變溫度應不高于油體回收溫度；所述的換熱管中裝有冷卻液。

一種基于上述溫控系統的溫控方法，包括如下步驟：

步驟一、向測試腔中注入高溫油體：

S1、通過輸入裝置向控制器中輸入需要注入測試腔中的預設油溫；

S2、控制器啟動加熱換向閥、第一進油泵、第一溫控模塊，其中控制器將加熱換向閥的第一進油口與出油口連通，并關閉第二進油口；

S3、第一進油泵將油箱中的油體抽送至第一控溫模塊進行加熱；

S4、經過第一控溫模塊加熱后的油體進入第一溫控模塊，第一溫控模塊實時監測油溫，并將檢測到的油溫數據傳送至控制器，控制器將此油溫與預設油溫進行對比：

如果油溫達到S1中設置的預設油溫，則控制器控制第二進油泵運行，并將第一溫控模塊的第一出油口打開，同時關閉其第二出油口，將油體抽送至測試腔中；

如果油溫沒達到S1中設置的預設油溫，則控制器控制第一溫控模塊的第二出油口打開并關閉其第一出油口，油體通過第一溫控模塊的第二出油口進入第二控溫模塊；同時第二控溫模塊運行，對進入的油體進行加熱，加熱后的油體進入第二溫控閥模塊中；

S5、第二溫控閥模塊實時監測油溫，并將油溫數據發送至控制器，控制器將此油溫與預設油溫進行對比：

如果油溫達到S1中設置的預設油溫，則控制器控制第二溫控模塊的第一出油口打開并關閉其第二出油口，使第二溫控模塊內的油體通過第二進油泵進入測試腔；

如果油溫沒達到S1中設置的預設油溫，則控制器控制第二溫控模塊的第二出油口打開并關閉其第一出油口；同時，關閉加熱換向閥的第一進油口并打開其第二進油口，使第二溫控模塊內的油體通過加熱換向閥進入第二進油泵中；

S6、S5中進入第一進油泵中的油體繼續S3至S5步驟的循環，直到第一溫控模塊或第二溫控模塊內檢測的油溫達到預設油溫，然后第一溫控模塊或第二溫控模塊將其內達到預設油溫的油體通過第二進油泵抽送至測試腔中；

同時，控制器記下S2到S6中達上一次到預設油溫的加熱步驟，往后的油體就都通過上述加熱步驟進行加熱，如此循環；

S7、當測試腔中的油溫達到預設油溫后，控制器控制增壓組件運行、關閉第二進油泵、第一溫控模塊和第二溫控模塊的第一出油口封閉、制冷換向閥的進油口與出油口全部封閉，并開始對測試腔進行增壓；

步驟二、將測試腔中的油體進行冷卻回收：

S1、控制器內預設油箱回收油體的回收溫度；

S2、控制器控制制冷換向閥，使制冷換向閥將出油管與第一回油泵連通，同時封閉制冷換向閥的其它進油口和出油口；兩個冷卻組件全部運行；

S3、測試腔中的油體在第一回油泵的抽送下進如第一冷卻倉的第一冷卻管中冷卻；

S4、冷卻后的油體進入第三溫控模塊，第三溫控模塊實時檢測其內部油體的油溫并上傳至控制器與回收溫度進行對比：

如果油溫不高于回收溫度，則使第三溫控模塊的第一出油口打開并封閉其第二出油口，使油體通過總回油泵進入油箱存儲；

如果油溫高于回收溫度，則使第三溫控模塊的第二出油口打開并封閉其第一出油口，使油體通過第二回油泵進入第二冷卻倉的第二冷卻管中進行冷卻；

S5、經過第二冷卻管冷卻后的油體進入第四溫控模塊中，第四溫控模塊實時檢測其內部油體的油溫并上傳至控制器與回收溫度進行對比：

如果油溫不高于回收溫度，則使第四溫控模塊的第一出油口打開并封閉其第二出油口，使油體通過總回油泵進入油箱存儲；

如果油溫高于回收溫度，則使第四溫控模塊的第二出油口打開并封閉其第一出油口，使油體通過第三回油泵進入第三控溫模塊的油管中進行冷卻；

S6、經過第三控溫模塊的油管冷卻后的油體進入第五溫控模塊中，第五溫控模塊實時檢測其內部油體的油溫并上傳至控制器與回收溫度進行對比：

如果油溫不高于回收溫度，則使第四五溫控模塊的第一出油口打開并封閉其第二出油口，使油體通過總回油泵進入油箱存儲；

如果油溫高于回收溫度，則使第五溫控模塊的第二出油口打開并封閉其第一出油口、制冷換向閥的第二進油口與第一出油口打開且其它進油口和出油口封閉，使油體通過制冷換向閥進入第一回油泵中重復S3至S6的步驟，直到油溫不高于回收油溫為止，并記下油溫上一次不高于回收油溫的最優步驟，后續的冷卻步驟優先經過最優步驟處理。

一種可加圍壓的巖石抗拉強度測試裝置，包括上述溫控系統。

作為本發明的進一步改進，還包括底座，所述的底座通過連接桿與頂板連接；所述的底座上固定有測試組件，所述的頂板上固定有加載油缸，所述的加載油缸的加載桿伸入測試組件中；其特征是：

所述的測試組件，包括，筒體組件、第一托座、第二托座，連接柱；

所述的第一托座固定在底座上，所述的第一托座頂面上固定有第二托座，所述的第二托座頂面上固定有連接柱，所述的連接柱頂面與筒體組件的筒體底面連接固定；

所述的筒體內部設有測試腔，所述的測試腔底部開口，且所述的測試腔底部開口與密封托盤配合密封；

所述的測試腔內還固定有試驗托盤，所述的試驗托盤上設有讓位孔，所述的讓位孔與活動導桿的導桿部分底部裝配，所述的活動導桿上還設有壓環；

所述的導桿部分頂部裝入導向塊中的導向孔，所述的導向孔包括小端導向孔和大端導向孔，所述的大端導向孔設置在小端導向孔的下方，且所述的導桿部分頂端裝入小端導向孔中、底端裝入讓位孔中；

所述的壓環裝入大端導向孔中，且所述的壓環與實驗托板之間設有彈簧；所述的導向塊有兩塊；

所述的試驗托盤上還設有支撐通孔，支撐桿一端固定在支撐板上，另一端穿過支撐通孔與下載板底部連接；所述的下載板頂面上固定有下墊條；

所述的支撐板底部固定在下支撐桿頂部，所述的下支撐桿底部穿過第二托座的托座通孔進入爆破腔中。

作為本發明的進一步改進，所述的爆破腔底部設有爆破安裝槽，所述的爆破安裝槽寬度小于爆破腔，且所述的爆破腔與爆破安裝槽之間通過支撐臺連接，所述的支撐臺與爆破動力板壓緊密封，所述的爆破動力板與下支撐桿連接固定；

所述的爆破安裝槽中安裝有雷管載板，所述的雷管載板包括雷管載板本體，且所述的雷管載板本體在爆破動力板下方的部分上設有雷管爆破槽；

所述的雷管爆破槽內還設有雷管固定槽，且所述的雷管固定槽兩側設有導電柱，所述的導電柱用于纏繞雷管的兩根導線且與該導線連通導電；所述的導電柱通過壓緊螺帽將與其連通的導線壓緊；

所述的導電柱底部與導電條連通導電，所述的導電條固定在導電安裝槽中，所述的導電安裝槽與設置在爆破安裝槽內的副導電條卡合，且所述的副導電條與導電條接觸導電；

所述的副導電條通過導線與爆破開關連接，所述的爆破開關與電源連接，可控制電源與雷管之間電流的通斷。

作為本發明的進一步改進，所述的雷管載板本體上設有固定通槽，所述的爆破安裝槽上下兩側在固定通槽相對位置上分別設有配合固定通槽和配合固定盲槽，鎖緊固定板裝入配合固定通槽、固定通槽、配合固定盲槽將雷管載板本體固定在爆破安裝槽中；

所述的加載桿伸入測試腔的一端上固定有上載板，所述的上載板底面上設有上墊條，所述的上墊條與下墊條分別與試樣的豎直方向上的直徑的兩端頂緊。

作為本發明的進一步改進，所述的加載桿和下支撐桿上設置有冷卻組件，所述的冷卻組件，包括，冷卻外殼，所述的冷卻外殼內設有冷卻罩，所述的冷卻罩頂面上設有驅動電機，所述的驅動電機的輸出軸與傳動軸連接；

所述的傳動軸上設有蝸桿段，且所述的傳動軸遠離驅動電機一端上固定有驅動帶輪；

所述的蝸桿段與渦輪配合形成蝸輪蝸桿傳動，所述的渦輪裝配在第一軸體上，所述的第一軸體通過第一帶傳動組件與第二軸體連接；

所述的第一軸體還通過第二帶傳動組件與第三軸體連接；

所述的第三軸體通過第三帶傳動組件與第四軸體連接；

所述的第四軸體通過第四帶傳動結構與第五軸體連接；

所述的第二軸體和第五軸體一端穿過冷卻罩進入冷卻倉中，且所述的第二軸體和第五軸體裝入冷卻倉中的部分分別為第二攪拌桿和第五攪拌桿，所述的第二攪拌桿上設有動力漿塊；所述的第二攪拌桿和第五攪拌桿結構完全相同；

所述的加載桿穿過冷卻罩上的連接通孔進入冷卻倉中，然后穿過倉體外殼進入實驗倉中；所述的冷卻倉中裝滿冷卻油。

作為本發明的進一步改進，所述的冷卻組件還包括散熱組件，所述的散熱組件，包括，設置在傳動軸上的驅動帶輪，所述的驅動帶輪與安裝在第六軸體上的從動帶輪通過皮帶連接形成第五帶傳動結構；

所述的第六軸體通過第六帶傳動結構與第七軸體連接；

所述的第七軸體上固定有第一齒輪，所述的第一齒輪分別與第二齒輪和第三齒輪嚙合并形成齒輪傳動結構；

所述的第二齒輪和第三齒輪分別安裝在第八軸體和第九軸體上，所述的第八軸體和第九軸體上還分別安裝有第二半齒輪和第三半齒輪；

所述的第二半齒輪和第三半齒輪均可與動力齒條兩側的卡齒嚙合并形成齒輪齒條傳動結構；初始狀態時，所述的第二半齒輪與動力齒條嚙合；

所述的動力齒條，底部與活塞桿頂部連接，所述的活塞桿底部裝入套筒中；

所述的套筒分別與冷卻進油管和冷卻出油管連通，且所述的冷卻進油管和冷卻出油管上分別設有第一單向閥和第二單向閥；

所述的第一單向閥和第二單向閥出油方向相同，且所述的第一單向閥出油方向為向套筒內；

所述的冷卻出油管在冷卻罩外側壁上盤繞，最后接入冷卻倉的回油口中；

所述的冷卻進油管的進油端與冷卻倉的出油口連通。

本發明的有益效果是：

1、本發明本發明能夠實現對試樣施加圍壓、不同溫度環境和沖擊地壓，可比較真實地模擬出巖石在地底下的環境情況，從而便于更加精確地研究巖石在地底下的受力情況和抗拉強度變化，而后續的設計、施工、教學、研究等提供指導和參考。

2、本發明能夠實現快速對試樣進行找中，而且還能夠通過加載桿的位移情況來及時發現試樣的破裂時間和此時的壓力，大大提高了研究的精確程度。

3、本發明通過冷卻組件能夠快速、實時地將加載桿和下支撐桿進行冷卻，從而防止加載桿和下支撐桿上的熱量損壞本測試裝置。

4、本發明的溫控系統及其溫控方法，能夠大大提高液壓油的加熱效率，且在測試結束后也能對有熱壓油進行快速的冷卻、回收，另外本發明通過相變材料將回收的油體的熱量存儲起來以便于下次加熱油體使用，這能夠大大降低測試能耗。

附圖說明

圖1是本發明一種可加圍壓的巖石抗拉強度測試裝置具體實施方式的結構示意圖。

圖2是本發明一種可加圍壓的巖石抗拉強度測試裝置具體實施方式的測試組件結構示意圖。

圖3是本發明一種可加圍壓的巖石抗拉強度測試裝置具體實施方式的測試組件結構示意圖。

圖4是本發明一種可加圍壓的巖石抗拉強度測試裝置具體實施方式的測試組件結構示意圖。

圖5是本發明一種可加圍壓的巖石抗拉強度測試裝置具體實施方式的測試組件結構示意圖。

圖6是本發明一種可加圍壓的巖石抗拉強度測試裝置具體實施方式的測試組件結構示意圖。

圖7是本發明一種可加圍壓的巖石抗拉強度測試裝置具體實施方式的測試組件結構示意圖。

圖8是本發明一種可加圍壓的巖石抗拉強度測試裝置具體實施方式的測試組件結構示意圖。

圖9是本發明一種可加圍壓的巖石抗拉強度測試裝置具體實施方式的測試組件結構示意圖。

圖10是本發明一種可加圍壓的巖石抗拉強度測試裝置具體實施方式的測試組件結構示意圖。

圖11是本發明一種可加圍壓的巖石抗拉強度測試裝置具體實施方式的測試組件結構示意圖。

圖12是本發明一種可加圍壓的巖石抗拉強度測試裝置具體實施方式的測試組件結構示意圖。

圖13是本發明一種可加圍壓的巖石抗拉強度測試裝置具體實施方式的測試組件結構示意圖。

圖14是本發明一種可加圍壓的巖石抗拉強度測試裝置具體實施方式的冷卻組件結構示意圖。

圖15圖14中F1的放大圖。

圖16本發明一種可加圍壓的巖石抗拉強度測試裝置具體實施方式的冷卻組件結構示意圖。

圖17本發明一種可加圍壓的巖石抗拉強度測試裝置具體實施方式的冷卻組件結構示意圖。

圖18本發明一種可加圍壓的巖石抗拉強度測試裝置具體實施方式的冷卻組件結構示意圖。

圖19本發明一種可加圍壓的巖石抗拉強度測試裝置具體實施方式的冷卻組件結構示意圖。

圖20本發明一種可加圍壓的巖石抗拉強度測試裝置具體實施方式的溫控系統構成圖。

圖21本發明一種可加圍壓的巖石抗拉強度測試裝置具體實施方式的控溫模塊結構示意圖。

圖22本發明一種可加圍壓的巖石抗拉強度測試裝置具體實施方式的控溫模塊結構示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例對本發明作進一步說明：

參見圖1，一種可加圍壓的巖石抗拉強度測試裝置，包括底座101，所述的底座101通過連接桿102與頂板103連接；

所述的底座101上固定有測試組件B，所述的頂板103上固定有加載油缸B100，所述的加載油缸B100的加載桿B101伸入測試組件B中。

參見圖2-圖13，所述的測試組件B，包括，筒體組件B200、第一托座B130、第二托座B140，連接柱B150；

所述的第一托座B130固定在底座101上，所述的第一托座B130頂面上固定有第二托座B140，所述的第二托座B140頂面上固定有連接柱B150，所述的連接柱B150頂面與筒體組件B200的筒體B201底面連接固定；

所述的筒體B201內部設有測試腔B202，所述的測試腔B202底部開口，且所述的測試腔B202底部開口與密封托盤B220配合密封；

所述的測試腔B202內還固定有試驗托盤B210，所述的試驗托盤B210上設有讓位孔B212，所述的讓位孔B212與活動導桿B500的導桿部分B501底部裝配，所述的活動導桿B500上還設有壓環B502；

所述的導桿部分B501頂部裝入導向塊B400中的導向孔，所述的導向孔包括小端導向孔B4021和大端導向孔B4022，所述的大端導向孔B4022設置在小端導向孔B4021的下方，且所述的導桿部分B501頂端裝入小端導向孔B4021中、底端裝入讓位孔B212中；

所述的壓環B502裝入大端導向孔B4022中，且所述的壓環B502與實驗托板B210之間設有彈簧B510，所述的彈簧B510用于使導向塊B400復位；

所述的導向塊B400有兩塊；

所述的試驗托盤B210上還設有支撐通孔B211，支撐桿B801一端固定在支撐板B802上，另一端穿過支撐通孔B211與下載板B600底部連接；

所述的下載板B600頂面上固定有下墊條B302，使用時，所述的下墊條B302與巖石試樣200底部接觸頂緊；

所述的支撐板B802底部固定在下支撐桿B803頂部，所述的下支撐桿B803底部穿過第二托座B140的托座通孔B141進入爆破腔B132中，所述的爆破腔B132底部設有爆破安裝槽B133，所述的爆破安裝槽B133寬度小于爆破腔B132，且所述的爆破腔B132與爆破安裝槽B133之間通過支撐臺B134連接，所述的支撐臺B134與爆破動力板B804壓緊密封，所述的爆破動力板B804與下支撐桿B803連接固定；

所述的爆破安裝槽B133中安裝有雷管載板B700，所述的雷管載板B700包括雷管載板本體B701，且所述的雷管載板本體在爆破動力板B804下方的部分上設有雷管爆破槽B702；

所述的雷管爆破槽B702內還設有雷管固定槽B7021，且所述的雷管固定槽B7021兩側設有導電柱B704，所述的導電柱B704用于纏繞雷管的兩根導線且與該導線連通導電；

所述的導電柱B704通過壓緊螺帽B703將與其連通的導線壓緊；

所述的導電柱B704底部與導電條B705連通導電，所述的導電條B705固定在導電安裝槽B706中，所述的導電安裝槽B706與設置在爆破安裝槽B135內的副導電條B135卡合，且所述的副導電條B135與導電條B705接觸導電；

所述的副導電條B135通過導線與爆破開關B180連接，所述的爆破開關B180與電源連接，可控制電源與雷管之間電流的通斷。

所述的雷管載板本體B701上設有固定通槽B707，所述的爆破安裝槽B133上下兩側在固定通槽B707相對位置上分別設有配合固定通槽B1361和配合固定盲槽B1362，鎖緊固定板B710裝入配合固定通槽B1361、固定通槽B707、配合固定盲槽B1362將雷管載板本體B701固定在爆破安裝槽B133中；

所述的加載桿B101伸入測試腔B202的一端上固定有上載板B102，所述的上載板B102底面上設有上墊條B301，所述的上墊條B301與下墊條B302分別與試樣200的豎直方向上的直徑的兩端頂緊。

所述的筒體B201上還設有進油管B170，所述的密封托盤B220和連接柱B150上中設有出油管B160。

使用時，通過進油管B170往測試腔B202中注入加壓油/液壓油，當然注入的加壓油是可以進過加溫的，同時也使通過進油管B170與增壓泵連接，以提高測試腔B202中的液壓；

測試完成后，首先通過出油管B170將測試腔B202中的加壓油排出，然后將加載桿回縮，直到加載桿帶動筒體B201上升并露出試樣200即可。

參見圖14-圖19，進一步地，由于測試腔B202中可能使用高溫油，而一旦使用高溫油時，如果其溫度直接通過加載桿B101傳遞到加載油缸B100或通過下支撐桿B803傳遞到爆破動力板B804上，就會造成它們退火、變形甚至損壞，故需要在加載桿B101和下支撐桿B804上設置隔熱或散熱冷卻裝置。本發明采用的手段是直接在加載桿B101和下支撐桿B804上設置冷卻組件A，所述的加載桿B101和下支撐桿B804穿過冷卻組件A，由冷卻組件及時吸收加載桿B101和下支撐桿B804上的熱量，防止這些熱量對本測試裝置造成損壞。

所述的冷卻組件A分別固定在筒體B201頂部和密封托盤B220底部；

所述的冷卻組件A，包括，冷卻外殼A100，所述的冷卻外殼A100內設有冷卻罩A200，所述的冷卻罩A200頂面上設有驅動電機A301，所述的驅動電機A301的輸出軸與傳動軸A302連接，且可驅動傳動軸A302轉動，

所述的傳動軸A302上設有蝸桿段A3021，且所述的傳動軸A302遠離驅動電機A301一端上固定有驅動帶輪；

所述的蝸桿段A3021與渦輪A4011配合形成蝸輪蝸桿傳動，所述的渦輪A4011裝配在第一軸體A401上，所述的第一軸體A401通過第一帶傳動組件A601與第二軸體A402連接且可通過第一帶傳動組件A601帶動第二軸體A402轉動；

所述的第一軸體A401還通過第二帶傳動組件A602與第三軸體A403連接且所述的第一軸體A401可通過第二帶傳動組件A602帶動第三軸體A403轉動；

所述的第三軸體A403通過第三帶傳動組件A603與第四軸體A404連接，且所述的第三軸體能夠通過第三帶傳動組件A603帶動第四軸體A404轉動；

所述的第四軸體A404通過第四帶傳動結構A604與第五軸體A405連接，且所述的第四軸體能夠通過第四帶傳動結構帶動第五軸體A405轉動；

上述帶傳動結構，包括，在兩個連接的軸體裝配固定的帶輪，以及連接兩個帶輪的皮帶。

所述的第二軸體A402和第五軸體A405一端穿過冷卻罩A200進入冷卻倉A201中，且所述的第二軸體A402和第五軸體A405裝入冷卻倉A201中的部分分別為第二攪拌桿A4021和第五攪拌桿A4051，所述的第二攪拌桿A4021上設有動力漿塊A420；所述的第二攪拌桿A4021和第五攪拌桿A4051結構完全相同；

所述的加載桿301穿過冷卻罩A200上的連接通孔A205進入冷卻倉A201中，然后穿過倉體外殼B200進入加載倉B202中；冷卻倉A201主要對留在冷卻倉A201中的加載桿301進行冷卻；

所述的冷卻倉A201中裝滿冷卻油，使用時，所述的冷卻油會在第二攪拌桿A4021和第五攪拌桿A4051的攪拌作用下流動以形成液體對流使得冷卻油能夠及時帶走加載桿301上的熱量；

所述的冷卻裝置還包括散熱組件，所述的散熱組件，包括，設置在傳動軸A302上的驅動帶輪，所述的驅動帶輪與安裝在第六軸體A406上的從動帶輪通過皮帶連接形成第五帶傳動結構A605；

所述的第六軸體A406通過第六帶傳動結構A606與第七軸體A407連接，且所述的第六軸體A406能夠通過第六帶傳動結構A406帶動第七軸體A407轉動；

所述的第七軸體A407上固定有第一齒輪A811，所述的第一齒輪A811分別與第二齒輪A812和第三齒輪A813嚙合并形成齒輪傳動結構；

所述的第二齒輪A812和第三齒輪A813分別安裝在第八軸體A408和第九軸體A409上，所述的第八軸體A408和第九軸體A409上還分別安裝有第二半齒輪A822和第三半齒輪A823；

所述的第二半齒輪A822和第三半齒輪A823均可與動力齒條A803兩側的卡齒嚙合并形成齒輪齒條傳動結構；

參見圖18，初始狀態時，所述的第二半齒輪A822與動力齒條A803嚙合，當驅動電機A301驅動傳動軸A302轉動時，所述的第一齒輪A811會帶動第二齒輪A812和第三齒輪A813轉動。此時第一半齒輪A822會首先通過與動力齒條A803嚙合而驅動動力齒條向下運動，等到第二半齒輪A822脫離動力齒條A803時，第三半齒輪A823正好與動力齒條嚙合，并帶動動力齒條向上運動。如此往復，驅動動力齒條A803上下往復運動。

參見圖19，所述的動力齒條A803，底部與活塞桿A802頂部連接，所述的活塞桿A802底部裝入套筒A801中且與套筒A801可密封滑動；

所述的套筒A801分別與冷卻進油管A701和冷卻出油管A702連通，且所述的冷卻進油管A701和冷卻出油管A702上分別設有第一單向閥A711和第二單向閥A712；

所述的第一單向閥A711和第二單向閥A712出油方向相同，且所述的第一單向閥A711出油方向為向套筒A801內；

所述的冷卻出油管A702在冷卻罩A200外側壁上盤繞，最后接入冷卻倉的回油口A203中；

所述的冷卻進油管A701的進油端與冷卻倉的出油口A204連通。

所述的冷卻進油管和冷卻出油管用于將冷卻倉中的冷卻油導出，并在冷卻出油管上進行冷卻過后回流回冷卻倉。如此往復，以對冷卻油進行降溫散熱，增加冷卻油的冷卻效果。

使用時，所述的動力齒條帶動活塞桿上下往復運動，這就是套筒內部對冷卻進油管產生抽吸力，而對冷卻出油管產生推動力，此時套筒與活塞桿的功能相當于油泵。只是這種結構能夠使第二攪拌桿A4021和第五攪拌桿A4051與活塞桿同步運動，能夠提高冷卻效果。

進一步地，為了更好地形成液體對流，可以將冷卻倉A201設計成側壁為中間大兩端小的鼓形，及所述的冷卻倉A201的內側壁截面為弧面A2011.這種結構在第二攪拌桿A4021和第五攪拌桿A4051同向轉動的情況下會形成渦流，這種渦流能夠增加單位時間內冷卻油與加載桿的接觸次數，從而及時將加載桿周圍已經加熱的冷卻油帶走，同時換上未加熱的冷卻油，這就能夠加快加載桿上的熱量散發，從而獲得更好的冷卻效果。

更進一步地，可以在冷卻倉A201內側壁上設置由下到上螺旋而上的導流槽A202，所述的導流槽A202在第二攪拌桿A4021和第五攪拌桿A4051通向攪拌時能夠增大渦流的力度（速度），且還能夠使渦流更容易形成。

進一步地，所述的冷卻油在被第二攪拌桿A4021和第五攪拌桿A4051攪拌時，其渦流是由下至上的（參見圖19），且所述的回油口A203在弧面A2011底部的切線方向，這能夠使回油以切線方向進入冷卻倉，而且對冷卻油的渦流產生推動效果（流入方向在渦流方向切線上）。

進一步地，為了使冷卻進油管A701更好地抽取冷卻油，可以在出油口A204周圍設置導油塊A205，所述的導油塊A205與冷卻倉頂板形成導油口A206，所述的導油口A206寬度由出油口A204逐漸向冷卻倉內部擴大。使用時，冷卻油在渦流的作用下會大量進入導油口，這樣就利于冷卻進油管抽取冷卻油。

進一步地，參見圖13，為了方便對試樣200進行找中（是上墊條和下墊條在試樣200的一條直徑兩端上），可以在加載桿B101上設置磁片B01，所述的磁片B01由上而下依次記錄有其所在位置到下墊條的高度信息（當上墊條與下墊條距離最近時測量），所述的磁片B01與磁頭B121配套，所述的磁頭B121用于讀取磁片B01上的高度信息并通過數據線B120傳遞到位移計算裝置中，所述的位移計算裝置可以是位移傳感器或能夠讀取磁頭傳遞過來的信息的計算機，當然，所述的位移計算裝置還需要連接顯示器；

所述的數據線B120與磁頭B01連接的一端固定在磁頭固定板B110的磁頭固定孔B111上，所述的磁頭固定板B110固定在冷卻組件A外殼上。

使用時，由于試樣200的直徑d1可以提前測量，而磁片上各位置數值h1已經是確定了的，當上墊條與下墊條間頂緊試樣200時，通過磁頭讀取磁片此時的數值h2，如果h2-h1=d1的話，就證明已經對中，可以進行試驗。當然也要適當考慮誤差值。

通過這種方式，可能快速、準確地對試樣200進行找中，能夠提高試驗效率和準確率。

進一步地，為了在加載桿帶動筒體組件B200上下移動時不松動、晃動，可以在筒體B201頂面的冷卻組件A的外殼上固定一個卡環固定板B05，所述的卡環固定板B05上設有滑動通槽B051，滑桿B04穿過滑動通槽B051且靠近加載桿B101的一端上固定有卡環B03；所述的卡環B03為半截圓環；

所述的加載桿B101在與卡環B03對應位置上設有一圈環槽B102，所述的滑槽B102與卡環B03裝配。

使用時，首先將卡環與環槽配合，然后上升加載桿，使筒體脫離導向塊B400，然后安裝試樣200，再將加載桿向下運動，直到筒體與密封托盤B220完全裝配；

然后將卡環拉出環槽，是加載桿下壓直到頂緊試樣；在讀取磁條上的數據，并計算是否已經找中，如果找中了，就開始對測試腔增加液壓油，然后啟動加載桿開始測試。

如果從開始測試時到磁條的數值增加了0.8-2毫米及以上，就說明試樣已經壓裂，測試完成。

進一步地，為了能夠實時測量出本發明對試樣200的壓力，可以在下支撐桿上設置壓力傳感器。這樣在進行正常的壓裂測試時就能夠實時測量加載桿所施加的壓力，直到將試樣壓裂，通過將試樣壓裂時的壓力就能推算出試樣的抗拉強度。

本發明可以通過雷管爆炸來產生沖擊壓，通過這個沖擊壓來模擬沖擊地壓。具體使用方式為，先將雷管的正負引線與導電柱接通、固定，然后將雷管載板本體B701裝入爆破安裝槽B133中并用鎖緊固定板B710固定雷管載板本體B701，然后啟動爆破開關，使電源的電流與雷管的引線接通，引爆雷管。雷管爆炸時會在瞬間產生較大的氣體膨脹，通過氣體膨脹就能夠驅動爆破動力板B804，使下支撐桿B803對試樣產生瞬間的沖擊壓力，這個沖擊壓力就可以用來模擬沖擊地壓。當然，可以通過下支撐桿B803上的壓力傳感器實時讀取沖擊地壓的數值。

參見圖20，本發明還包括用于加熱或者冷卻液壓油的溫控系統，所述的溫控系統，包括，用于存放油體的油箱（所述的油體可以是液壓油），所述的油箱通過管道與加熱換向閥的第一進油口連通，所述的加熱換向閥的出油口與第一進油泵的進油口連通，所述的第一進油泵的出油口與第一控溫模塊的進油口連通；

所述的第二溫控模塊的第一出油口與第二進油泵連通，且所述的第二溫控模塊的第二出油口與加熱換向閥的第二進油口連通；

所述的第二進油泵的出油口與進油管B170連通，可通過進油管B170向測試腔B202內注入油體；

所述的出油管B160與制冷換向閥的第一進油口連通，所述的制冷換向閥的出油口與第一回油泵的進油口連通，所述的第一回油泵的出油口與第一冷卻倉中的第一冷卻管的進油口連通，所述的制冷換向閥的第二出油口與第一進油泵進油口連通；

所述的第四溫控模塊的第一出油口與總回油泵的進油口連通，且所述的第四溫控模塊的第二出油口與第三回油泵的進油口連通；

所述的第三回油泵的出油口與第三控溫模塊的油管的進油口連通，所述的第三控溫模塊的油管的出油口與第五溫控模塊的進油口連通；

所述的第五溫控模塊的第一出油口與總回油泵進油口連通，且所述的第五溫控模塊的第二出油口與制冷換向閥的第二進油口連通；

所述的第三控溫模塊與第一控溫模塊或第二控溫模塊間通過換熱管C501連通。

參見圖21和圖22進一步地，所述的第一控溫模塊、第二控溫模塊、第三控溫模塊結構相同，包括，保溫外殼C101，所述的保溫外殼一側開口且中間設有控溫腔C1011，所述的保溫外殼C101的開口通過保溫封板C102密封；

所述的控溫腔C1011中設有加熱絲C401、油管C301、換熱管C501，且所述的控溫腔C1011中填充有相變材料。

所述的，所述的第一控溫模塊中的相變材料最低相變溫度應大于第三控溫模塊的最高相變溫度，且第一控溫模塊中的相變材料最高相變溫度應小于第二控溫模塊的最低相變溫度；

所述的第三控溫模塊的最高相變溫度應不高于回收溫度；

所述的換熱管中裝有冷卻液，如冷卻油、制冷液等。

在進行油體回收時，可使第三控溫模塊與第一控溫模塊或第二控溫模塊之間的換熱管連通，且第三控溫模塊、第一控溫模塊、第二控溫模塊的加熱絲均不通電，并通過油泵等設備驅動換熱管中的冷卻液流動，這樣就能將第三控溫模塊所吸收的熱量傳遞到第一控溫模塊或第二控溫模塊中存儲起來，以用于往后的油體加熱，達到降低能耗的目的。而第三控溫模塊中出來的油體幾乎是恒溫的，十分利于油體的回收。

需要加熱油體時，首先對第一控溫模塊、第二控溫模塊的電熱絲進行加熱、切斷換熱管的流通，然后使油體通過油管進行加熱并流出。這個過程中第一控溫模塊、第二控溫模塊輸出的油溫基本上恒溫的，而加熱絲產生的多余熱量會存儲在相變材料中，當電熱絲停止加熱后，通過相變材料還能起到較好的加熱和保溫效果。

當然，為了實現多種可變油溫，所述的第二控溫模塊內可以不填充相變材料，這樣就能夠實現第二控溫模塊能夠輸出不同油溫的油體。

所述的第一控溫模塊、第二控溫模塊、第三控溫模塊結構相同而通過填充不同的相變材料來實現功能的多元化，能夠降低設計和制造成本。

當然，為了使回收油體時，為了使第二控溫模塊或第三控溫模塊能夠回收更多的熱量，可以將第一冷卻倉與第三控溫模塊的位置進行對調，即測試腔中的油體一出來就先進過第三控溫模塊，這就能夠使第三控溫模塊吸收更多的熱量，并通過換熱管傳遞到第二控溫模塊或第三控溫模塊的相變材料中存儲起來，進一步降低能耗。

進一步地，所述的第一溫控模塊、第二溫控模塊、第三溫控模塊、第四溫控模塊、第五溫控模塊用于根據進入其內部的油溫來選擇油體出油口，一般包括一測溫裝置及電磁換向閥，當然可以直接采用溫控閥代替。

進一步地，所述的第一冷卻倉和第一冷卻管、第二冷卻倉和第二冷卻管結構完全相同，且所述的第一冷卻倉、第二冷卻倉均為冷卻組件的冷卻倉A201；

通過各冷卻組件來和第三控溫模塊實現對油體的冷卻、降溫，不僅能夠增加冷卻組件的利用率，還能夠去除需要專門為油體冷卻而設置的裝置，大大地節約了制造成本；同時，通過多級冷卻的方式也大大增加了油體的冷卻效率，增加油體回收速度。

上述溫控系統的溫控方法為：

步驟一、向測試腔中注入高溫油體：

S1、通過輸入裝置向控制器中輸入需要注入測試腔中的預設油溫；

S2、控制器啟動加熱換向閥、第一進油泵、第一溫控模塊，其中控制器將加熱換向閥的第一進油口與出油口連通，并關閉第二進油口；

S3、第一進油泵將油箱中的油體抽送至第一控溫模塊進行加熱；