一种矿用自修复喷涂材料的透水性测试装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术提出了一种矿用自修复喷涂材料的透水性测试装置及方法，测试装置包括支撑板以及设置在支撑板上的水箱、控制阀门、试样固定装置、液位检测器、称量装置、电源开关和控制系统，水箱出水端位于水箱下方并连接控制阀门，试样固定装置位于水箱出水端下方并连接有预制待测试样，以及设有用于接收输送下渗水的漏斗，称量装置上放置有用接水容器，接水容器位于漏斗下方，液位检测器位于试样固定装置的一侧，试样固定装置通过伸缩装置与支撑板连接，其一旁设有试样密封装置，试样固定装置可移动至试样密封装置处，装置由控制系统控制。本发明专利技术通过控制系统控制整个测试过程的进行，自动化程度高，操作简单方便，密封性好且测量计算精度高。精度高。精度高。

【技术实现步骤摘要】
一种矿用自修复喷涂材料的透水性测试装置及方法


[0001]本专利技术涉及自修复喷涂材料性能测试
，具体涉及一种矿用自修复喷涂材料的透水性测试装置及方法。

技术介绍

[0002]在煤炭的开采过程中，煤自燃现象的发生已然成为煤炭开采工作正常运行的主要威胁之一。煤自燃会造成矿井火灾、瓦斯爆炸、煤矿停工停产以及有毒有害气体的释放等一系列严重问题。为了防止煤自燃现象的发生，通常在密闭墙和沿空煤柱表面喷涂胶体、高分子泡沫材料、水泥基材料等堵漏风材料，在这些材料中，水泥基材料因其强度高、成本低等特点在矿井堵漏风方面得到了广泛应用。然而，在矿压的作用下，水泥基材料非常容易产生裂缝，形成漏风通道，容易造成煤自燃火灾。因此，水泥基材料裂缝的修复至关重要。
[0003]近年来，针对水泥基材料容易产生裂缝的问题，科研人员研发出了一种自修复喷涂材料。这种自修复喷涂材料以愈合剂和水泥砂浆按一定比例制备而成，目前常用的愈合剂有高分子材料愈合剂、矿物愈合剂以及微生物愈合剂等，这些愈合剂能够自主识别并修复已产生的裂缝。裂缝的自愈合效果关系着自修复材料的堵漏风效果，而材料的透水性则是表征裂缝愈合效果的一个重要指标，因此，对裂缝愈合后的材料进行透水性测试具有重要意义。
[0004]目前，在对自修复喷涂材料进行透水性测试时一般使用透水性测试装置。在进行测试时，首先准备一份待测样品并测量其直径、高度以及透水横截面积，然后将样品放置在测试装置中，开始测试并记录测试时间，最后根据取得的数据计算透水系数。然而，现有的透水性测试装置普遍存在自动化程度低、待测样品拆卸困难、耗费时间长、构造简单、密封性差、测量精度低等缺点。因此，需要一种自动化程度高、操作简便、密封性好且测量精度高的透水性测试装置及方法。

技术实现思路

[0005]为解决
技术介绍
中存在的问题，本专利技术提出了一种矿用自修复喷涂材料的透水性测试装置，包括支撑板以及设置在支撑板上的水箱、控制阀门、试样固定装置、液位检测器、称量装置、电源开关和控制系统，水箱设置在支撑板顶端，水箱出水端位于水箱下方，水箱出水端连接控制阀门，所述试样固定装置位于水箱出水端下方，试样固定装置可拆卸连接有预制待测试样，试样固定装置下方设有用于接收输送下渗水的漏斗，所述称量装置上放置有用于收集储存下渗水的接水容器，接水容器位于漏斗下方，所述液位检测器位于试样固定装置的一侧，预制待测试样放置到试样固定装置上后位于液位检测器检测范围内；所述试样固定装置通过伸缩装置与支撑板连接，试样固定装置一旁设有用于制备预制待测试样的试样密封装置，试样固定装置在伸缩装置带动下可移动至试样密封装置处；所述控制系统分别与控制阀门、水箱、液位检测器、称量装置、试样固定装置、伸缩
装置以及试样密封装置连接，所述电源开关分别与控制系统、控制阀门、水箱、液位检测器、称量装置、试样固定装置、伸缩装置以及试样密封装置连接。
[0006]优选的，所述水箱通过水箱支撑杆与支撑板连接；所述支撑板底端设有底座，称量装置设置在底座上；所述漏斗通过漏斗支架与支撑板连接。
[0007]优选的，所述水箱出水端连接有出水管，控制阀门设置在出水管上，水箱还包括用于进水的注水口和用于检测水箱内水位的液位传感器，控制系统与水箱中的液位传感器连接。
[0008]优选的，所述控制系统为屏幕可触摸的计算机，计算机内安装有能够自动计算的软件，屏幕上有控制装置工作的“喷胶”、“包裹”、“取样”、“准备”、“测试”以及“结果”按钮；所述电源开关包括用于接通电源的“ON”按钮和用于断开电源的“OFF”按钮。
[0009]优选的，所述试样固定装置包括夹具、充气自密实橡胶垫以及支撑架，所述夹具包括两个半圆环形夹爪，两个半圆环形夹爪一端相铰接，两个半圆环形夹爪外壁上分别固定连接有一个支座，每个夹爪均通过一组连接杆以及液压伸缩杆与支撑架连接，两组连接杆以及液压伸缩杆相对称分布；所述连接杆一端与支撑架固定连接，连接杆另一端与支座铰接，所述支撑架一端与伸缩装置连接，支撑架另一端与液压伸缩杆固定端固定连接，液压伸缩杆驱动端与夹爪铰接端连接，所述充气自密实橡胶垫设置在夹具夹持侧；所述充气自密实橡胶垫连接有用于充气的气泵，液压伸缩杆和气泵与控制系统连接。
[0010]优选的，所述预制待测试样包括塑料板、防水密封胶和自修复材料试样，所述自修复材料试样呈圆柱型，塑料板通过试样密封装置包覆在自修复材料试样外侧壁上，自修复材料试样与塑料板之间通过防水密封胶密封连接，防水密封胶密封由试样密封装置喷涂；所述塑料板包覆自修复材料试样后呈上、下端开口的圆筒状结构，自修复材料试样下表面与圆筒底端平齐，圆筒顶端高于自修复材料试样上表面，圆筒高出自修复材料试样上表面的部分为盛水部分；所述漏斗上端开口直径大于自修复材料试样的直径。
[0011]优选的，所述塑料板高出自修复材料试样上表面20
‑
30cm，自修复材料试样的直径为5
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15cm，自修复材料试样的高度为4
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10cm。
[0012]优选的，所述试样密封装置包括预制待测试样支撑台、试样密封台以及设置在试样密封台上的包裹器、喷胶装置、试样夹取装置和挡板；所述喷胶装置包括第一液压推杆和喷嘴，第一液压推杆带动喷嘴左右移动，所述试样夹取装置包括第二液压推杆和第一夹爪，第二液压推杆和第一夹爪上下移动，所述包裹器有两个，两个包裹器滑动设置在试样密封台上，两个包裹器（212）沿左右方向相对远离或靠近，两个包裹器相对的一面设有半包覆槽，两个包裹器相互靠近拼合后，两个半包覆槽形成与预制待测试样外壁契合的包覆槽；所述塑料板铺放在包裹器之间，塑料板一端与挡板贴近，塑料板远离试样密封台的表面上由喷胶装置喷涂有防水密封胶，自修复材料试样放置在喷涂有防水密封胶的塑料板上，自修复材料试样下表面与挡板贴近；
所述试样支撑台与试样密封台相邻设置，预制待测试样制成后由夹钩夹至预制待测试样支撑台上；所述控制系统分别与试样密封装置中的包裹器、喷胶装置以及试样夹取装置连接。
[0013]一种矿用自修复喷涂材料的透水性测试方法，包括以下步骤：S1、样品制备及养护：基于微生物诱导碳酸钙沉淀技术，利用生物愈合剂和水泥砂浆按制备自修复材料试样，制备完成后对自修复材料试样进行养护；S2、喷胶：自修复材料试样养护完成后，分别测量自修复材料试样的直径和高度三次，并分别计算直径和高度的平均值，然后按压电源开关上的“ON”按钮，启动设备，将自修复材料试样直径和高度的平均值、一次测试用水量输入到控制系统内，然后选择尺寸与自修复材料试样相对应的塑料板，并将塑料板平铺在试样密封台上的两个包裹器，塑料板一端与挡板贴近接触，点击“喷胶”按钮，喷嘴开始在塑料板上喷涂防水密封胶，喷胶完成后将自修复材料试样平放在塑料板的中心位置，并使自修复材料试样下表面与挡板贴近接触；S3、包裹：点击“包裹”按钮，两个包裹器相互靠近，将塑料板紧密包裹在自修复材料试样的外侧壁上，形成预制待测试样，然后第一夹爪将预制待测试样夹至预制待测试样支撑台，使预制待本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种矿用自修复喷涂材料的透水性测试装置，其特征在于：包括支撑板（4）以及设置在支撑板（4）上的水箱（13）、控制阀门（11）、试样固定装置（7）、液位检测器（10）、称量装置（2）、电源开关（19）和控制系统（15），水箱（13）设置在支撑板（4）顶端，水箱（13）出水端位于水箱（13）下方，水箱（13）出水端连接控制阀门（11），所述试样固定装置（7）位于水箱（13）出水端下方，试样固定装置（7）可拆卸连接有预制待测试样（8），试样固定装置（7）下方设有用于接收输送下渗水的漏斗（6），所述称量装置（2）上放置有用于收集储存下渗水的接水容器（3），接水容器（3）位于漏斗（6）下方，所述液位检测器（10）位于试样固定装置（7）的一侧，预制待测试样放置（8）到试样固定装置（7）上后位于液位检测器（10）检测范围内；所述试样固定装置（7）通过伸缩装置（9）与支撑板（4）连接，试样固定装置（7）一旁设有用于制备预制待测试样的试样密封装置（21），试样固定装置（7）在伸缩装置（9）带动下可移动至试样密封装置（21）处；所述控制系统（15）分别与控制阀门（11）、水箱、液位检测器（10）、称量装置（2）、试样固定装置（7）、伸缩装置以及试样密封装置（21）连接，所述电源开关（19）分别与控制系统（15）、控制阀门（11）、水箱、液位检测器（10）、称量装置（2）、试样固定装置（7）、伸缩装置（9）以及试样密封装置（21）连接。2.根据权利要求1所述的一种矿用自修复喷涂材料的透水性测试装置，其特征在于：所述水箱（13）通过水箱支撑杆（16）与支撑板（16）连接；所述支撑板（4）底端设有底座（1），称量装置（2）设置在底座（1）上；所述漏斗（6）通过漏斗支架（5）与支撑板（4）连接。3.根据权利要求1所述的一种矿用自修复喷涂材料的透水性测试装置，其特征在于：所述水箱（13）出水端连接有出水管（12），控制阀门（11）设置在出水管（12）上，水箱（13）还包括用于进水的注水口（14）和用于检测水箱（13）内水位的液位传感器，控制系统（15）与水箱（13）中的液位传感器连接。4.根据权利要求1所述的一种矿用自修复喷涂材料的透水性测试装置，其特征在于：所述控制系统（15）为屏幕可触摸的计算机，计算机内安装有能够自动计算的软件，屏幕上有控制装置工作的“喷胶”、“包裹”、“取样”、“准备”、“测试”以及“结果”按钮；所述电源开关（19）包括用于接通电源的“ON”按钮和用于断开电源的“OFF”按钮。5.根据权利要求1所述的一种矿用自修复喷涂材料的透水性测试装置，其特征在于：所述试样固定装置（7）包括夹具（71）、充气自密实橡胶垫（72）以及支撑架（76），所述夹具（71）包括两个半圆环形夹爪，两个半圆环形夹爪一端相铰接，两个半圆环形夹爪外壁上分别固定连接有一个支座（73），每个夹爪均通过一组连接杆（74）以及液压伸缩杆（75）与支撑架（76）连接，两组连接杆（74）以及液压伸缩杆（75）相对称分布；所述连接杆（74）一端与支撑架（76）固定连接，连接杆（74）另一端与支座（73）铰接，所述支撑架（76）一端与伸缩装置（9）连接，支撑架（76）另一端与液压伸缩杆（75）固定端固定连接，液压伸缩杆（75）驱动端与夹爪铰接端连接，所述充气自密实橡胶垫（72）设置在夹具（71）夹持侧；所述充气自密实橡胶垫（72）连接有用于充气的气泵（17），液压伸缩杆（75）和气泵（17）与控制系统（15）连接。6.根据权利要求1所述的一种矿用自修复喷涂材料的透水性测试装置，其特征在于：所
述预制待测试样（8）包括塑料板（81）、防水密封胶（82）和自修复材料试样（83），所述自修复材料试样（83）呈圆柱型，塑料板（81）通过试样密封装置（21）包覆在自修复材料试样（83）外侧壁上，自修复材料试样（83）与塑料板（81）之间通过防水密封胶密封（82）连接，防水密封胶密封（82）由试样密封装置（21）喷涂；所述塑料板（81）包覆自修复材料试样（83）后呈上、下端开口的圆筒状结构，自修复材料试样（83）下表面与圆筒底端平齐，圆筒顶端高于自修复材料试样（83）上表面，圆筒高出自修复材料试样（83）上表面的部分为盛水部分；所述漏斗（6）上端开口直径大于自修复材料试样（83）的直径。7.根据权利要求6所述的一种矿用自修复喷涂材料的透水性测试装置，其特征在于： 所述塑料板（81）高出自修复材料试样（83）上表面20
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30cm，自修复材料试样（83）的直径为5
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15cm，自修复材料试样（83）的高度为4
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10cm。8.根据权利要求6所述的一种矿用自修复喷涂材料的透水性测试装置，其特征在于：所述试样密封装置（21）包括预制待测试样支撑台（216）、试样密封台（211）以及设置在试样密封台（211）上的包裹器（212）、喷胶装置（213）、试样夹取装置（214）和挡板（215）；所述喷胶装置（213）包括第一液压推杆...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴明跃，姜永茂，胡相明，张茜，杜海刚，
申请(专利权)人：山东科技大学，
类型：发明
国别省市：