基于微波破岩无尘运输的相似模型材料的回收系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种基于微波破岩无尘运输的相似模型材料的回收系统及方法，涉及地质力学模型试验技术领域，包括：模型试验平台，内部具有用于放置模型岩体的空间；三维移动支架，可滑动的设置在模型试验平台的上方；微波辅助破岩装置，设置在模型试验平台内部的空间内，且与三维移动支架的底端连接，在三维移动支架的带动下，微波辅助破岩装置在模型试验平台内部的空间内移动，实现对模型岩体破碎；封闭式无尘输送装置，与微波辅助破岩装置连接，用于将破碎后的模型岩体进行泵吸并输送

【技术实现步骤摘要】
基于微波破岩无尘运输的相似模型材料的回收系统及方法


[0001]本专利技术涉及地质力学模型试验
，更具体的说是涉及基于微波破岩无尘运输的相似模型材料的回收系统及方法
。

技术介绍

[0002]物理模型试验具有针对性强
、
验证性好
、
试验现象鲜明
、
试验数据准确等优点，目前已成为岩土与地下工程相关研究不可或缺的重要手段
。
然而，随着物理模型试验的发展，试验模型尺寸也越来越大，在试验测试结束后，由于缺少物理模型材料的有效回收方法，导致大量模型骨料在试验后被当作废料处理，造成了严重浪费
。
[0003]目前关于物理模拟试验平台
、
使用材料以及制备方法的专利很多，但对于相似材料回收处理极少有研究，针对现有的相似材料回收研究，现状如下：
[0004]申请号为
201611134760.7
的中国专利公开了一种松香胶结相似材料的回收再利用方法，该方法利用松香胶结相似材料固化过程的可逆性，通过将试验后的相似材料废弃物碾碎
、
拌合特定浓度的松香酒精溶液
、
重新压实成型，以此回收利用
。
该方法操作简单，易于实施，实现了松香胶结相似材料的回收和循环利用
。
但该方法仅能回收特定种类相似材料
(
松香胶结类
)
，而无法针对骨料进行有效回收再利用
。
[0005]申请号为
201811321477.4
的中国专利公开了一种水泥胶结岩体相似材料回收及再利用方法，模型试验结束后，通过将模型岩体拆除
、
粉碎至粒径
≤1mm
的粉碎料，经过干燥，混合液压油
、
水泥和水等，重新得到能再次使用的水泥胶结岩体相似材料
。
该方法操作简单
、
成本较低，解决了水泥胶结相似材料的回收再利用问题
。
但该方法在实施过程中面临模型岩体沉重，难以拆除，粉碎时间长，且机械破岩存在刀具易磨损，破岩侵入率低等问题以及破碎过程中产生粉尘污染实验室环境，危险试验人员健康等问题
。
[0006]申请号为
202110627274.3
的中国专利公开了一种相似模拟实验模型及其铺设方法，该方法通过组合块体
(
预制
)
和填充材料
(
常见相似材料
)
构成模型岩体，试验后仅需将组合块体清理干净即可重复使用，该方法可以节约大量材料，避免了大量实验废料的产生
。
但此回收方法仅能回收预制的组合块体，不适用于相似材料骨料的回收，且此回收方法采用人工破碎模型岩体，对于硬质岩体，回收效率低
。
[0007]已有研究相似模型材料回收方法各有特点，但其主要局限性如下：
[0008](1)
现有模型材料回收方法多为针对特定材料的回收，对普通相似材料，尤其骨料的回收不具有普适性；
[0009](2)
现有研究多采用人工方式拆除模型岩体，费时费力，机械化程度低，缺少相应机械破岩装置，且难以实现定点破碎；
[0010](3)
材料破碎回收过程中产生粉尘污染实验室环境，危险试验人员健康等问题；
[0011](4)
对于硬质岩体模型材料的破碎通常采用机械破岩方式，但纯机械破岩存在刀具易磨损，破岩侵入率低等问题
。

技术实现思路

[0012]有鉴于此，本专利技术提供了一种基于微波破岩无尘运输的相似模型材料的回收系统及方法，旨在解决上述
技术介绍
中的问题，采用微波辅助破岩方式，通过微波快速加热岩体，降低其抗压强度等力学特性，解决机械破岩刀具易磨损，机械破岩侵入率低等问题，提高物料回收效率
。
[0013]本专利技术一方面提供了一种基于微波破岩无尘运输的相似模型材料的回收系统，包括：
[0014]模型试验平台，所述模型试验平台的内部具有用于放置模型岩体的空间；
[0015]三维移动支架，可滑动的设置在所述模型试验平台的上方；
[0016]微波辅助破岩装置，设置在所述模型试验平台内部的空间内，且与所述三维移动支架的底端连接，在所述三维移动支架的带动下，所述微波辅助破岩装置在所述模型试验平台内部的空间内沿
X、Y
和
Z
方向的移动，以实现所述微波辅助破岩装置对所述模型试验平台内部的模型岩体进行破碎；
[0017]封闭式无尘输送装置，与所述微波辅助破岩装置连接，用于将所述微波辅助破岩装置破碎后的模型岩体进行泵吸并输送
。
[0018]根据本专利技术提供的基于微波破岩无尘运输的相似模型材料的回收系统，所述三维移动支架包括竖梁
、
横梁
、X
轴滑轨
、Y
轴滑轨和
Z
轴滑轨，所述
X
轴滑轨水平设置在所述模型试验平台的上方，所述横梁可滑动的设置所述
X
轴滑轨上，所述
Y
轴滑轨沿所述横梁的长度方向可滑动的设置在所述横梁上，所述
Z
轴滑轨可滑动的设置在所述
Y
轴滑轨上，所述竖梁可滑动的设置在所述
Z
轴滑轨上，所述微波辅助破岩装置与所述竖梁的底端连接
。
[0019]根据本专利技术提供的基于微波破岩无尘运输的相似模型材料的回收系统，所述横梁设有两个，两个所述横梁间隔设置，所述竖梁设置在两个所述横梁之间
。
[0020]根据本专利技术提供的基于微波破岩无尘运输的相似模型材料的回收系统，所述微波辅助破岩装置包括箱体
、
破碎刀和微波发射器，所述箱体与所述竖梁的底端连接，所述破碎刀和微波发射器均设置在所述箱体内，所述破碎刀用于对所述模型试验平台内部的模型岩体进行破碎，所述微波发射器用于发射微波，利用微波辅助所述破碎刀对所述模型试验平台内部的模型岩体破碎
。
[0021]根据本专利技术提供的基于微波破岩无尘运输的相似模型材料的回收系统，所述微波辅助破岩装置还包括旋转连接法兰，所述旋转连接法兰包括可相对转动的外环和内环，所述外环和内环两者之一与所述竖梁的底端连接，所述外环和内环两者中的另一者与所述箱体的顶端连接
。
[0022]根据本专利技术提供的基于微波破岩无尘运输的相似模型材料的回收系统，所述破碎刀包括齿轮组
、
液压马达和滚筒式组合刀片，所述滚筒式组合刀片可转动的设置在所述箱体的内部，所述液压马达固定在所述箱体内，所述液压马达通过液压油管与液压驱动装置连接，所述液压马达与所述滚筒式组合刀片通过齿轮组传动连接
。
[0023]根据本专利技术提供的基于微波破岩无尘运输的相似模型材料的回收系统，所述微波辅助破岩装置还包括吸料斗，所述吸料斗设置本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种基于微波破岩无尘运输的相似模型材料的回收系统，其特征在于，包括：模型试验平台，所述模型试验平台的内部具有用于放置模型岩体的空间；三维移动支架，可滑动的设置在所述模型试验平台的上方；微波辅助破岩装置，设置在所述模型试验平台内部的空间内，且与所述三维移动支架的底端连接，在所述三维移动支架的带动下，所述微波辅助破岩装置在所述模型试验平台内部的空间内沿
X、Y
和
Z
方向的移动，以实现所述微波辅助破岩装置对所述模型试验平台内部的模型岩体进行破碎；封闭式无尘输送装置，与所述微波辅助破岩装置连接，用于将所述微波辅助破岩装置破碎后的模型岩体进行泵吸并输送
。2.
根据权利要求1所述的基于微波破岩无尘运输的相似模型材料的回收系统，其特征在于，所述三维移动支架包括竖梁
、
横梁
、X
轴滑轨
、Y
轴滑轨和
Z
轴滑轨，所述
X
轴滑轨水平设置在所述模型试验平台的上方，所述横梁可滑动的设置所述
X
轴滑轨上，所述
Y
轴滑轨沿所述横梁的长度方向可滑动的设置在所述横梁上，所述
Z
轴滑轨可滑动的设置在所述
Y
轴滑轨上，所述竖梁可滑动的设置在所述
Z
轴滑轨上，所述微波辅助破岩装置与所述竖梁的底端连接
。3.
根据权利要求2所述的基于微波破岩无尘运输的相似模型材料的回收系统，其特征在于，所述横梁设有两个，两个所述横梁间隔设置，所述竖梁设置在两个所述横梁之间
。4.
根据权利要求2所述的基于微波破岩无尘运输的相似模型材料的回收系统，其特征在于，所述微波辅助破岩装置包括箱体
、
破碎刀和微波发射器，所述箱体与所述竖梁的底端连接，所述破碎刀和微波发射器均设置在所述箱体内，所述破碎刀用于对所述模型试验平台内部的模型岩体进行破碎，所述微波发射器用于发射微波，利用微波辅助所述破碎刀对所述模型试验平台内部的模型岩体破碎
...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹志国，王汉鹏，张冰，王伟，杨毅，武洋，
申请(专利权)人：山东大学北京低碳清洁能源研究院，
类型：发明
国别省市：