專利名稱：型煤煤樣制作工具及方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種型煤煤樣制作工具及方法，主要適用于室內(nèi)實驗室所用型煤煤樣的制作。
背景技術：
在以往制作型煤煤樣的方法主要存在以下不足(I)在制作型煤的過程中，為便于成型，往往需要往煤粉中混合一定量的添加劑，如果添加的是類似于油或者樹脂之類的物質(zhì)，這些物質(zhì)在制作好型煤煤樣之后無法清除，會導致煤樣物理力學性質(zhì)的改變；(2)以往制作型煤煤樣的過程中，用的是一個底部封口的煤管，將混合化學添加劑的煤粉加入煤管內(nèi)，并用一個上壓頭在外載荷作用下從煤管的頂口向下壓，并向下產(chǎn)生位移將煤管中的煤粉壓成型煤煤樣，這種做法會導致煤樣上下兩端部分的密度不相同，降低了煤樣的整體均質(zhì)性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是解決以往型煤煤樣制作的技術缺陷，并提供一種有效的煤樣制作工具以及方法，以提高型煤煤樣的均勻度和制取成功率。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術方案一種型煤煤樣制作工具，包括上、下通透的壓煤管和與壓煤管內(nèi)壁滑動配合的上壓頭，還包括一 “凸”字形的下壓頭，下壓頭的凸起插入壓煤管的底口內(nèi)，凸起的側(cè)面與壓煤管的內(nèi)壁相貼合，下壓頭上設有套設于凸起外圈的彈簧，彈簧位于壓煤管的底端面下側(cè)。型煤煤樣制作工具還包括管狀的取樣器，環(huán)繞取樣器的頂口內(nèi)邊沿設有與壓煤管底端外圈邊沿相適配的卡槽。型煤煤樣制作方法，(一)先制備如權利要求I所述的型煤煤樣制作工具，將濕煤粉放入壓煤管內(nèi)的上、下壓頭之間，(二)利用壓力機在上壓頭上向下施加載荷，將濕煤粉壓實形成煤樣后停止施加載荷，(三)然后卸下彈簧和下壓頭，向下壓上壓頭，將煤樣壓出壓煤管。所述濕煤粉為煤粉與蒸餾水的混合物。在步驟(三)中，制備一管狀的取樣器，環(huán)繞取樣器的頂口內(nèi)邊沿設有與壓煤管底端外圈邊沿相適配的卡槽，當卸下彈簧和下壓頭后，壓煤管底端外邊沿放置于卡槽內(nèi)，再向下壓上壓頭，將壓煤管內(nèi)的煤樣壓至取樣器中，最后將煤樣從取樣器中取出，完成煤樣的制作。在步驟(二)中，壓力機在上壓頭上施加至少IOOMPa的載荷，將濕煤粉壓實并保持載荷30分鐘以上后形成煤樣。在步驟(三)中，將壓煤管放置在取樣器上后，將壓煤管以及取樣器置于電子拉力機的載荷平臺上，利用電子拉力機以200-300mm/min的速度下壓上壓頭，將煤樣壓入取樣器中。
在步驟(一)中，先將上壓頭的外壁抹有潤滑油。本發(fā)明所述的型煤煤樣制作工具及方法具有如下有益效果(1)為避免煤樣兩端密實度的不同，在型煤煤樣制作工具中設計上、下兩個壓頭同時壓縮煤粉，如此一來便可保證煤樣整體尤其是兩端具有均勻的密度分布，確保了煤樣的均質(zhì)性。(2)為避免在制作型煤煤樣過程中受添加劑的影響，在制作型煤煤樣的過程中，將以往在煤粉顆粒中添加的油或樹脂類物質(zhì)替換為純凈水，純凈水在煤樣制作好之后置于干燥箱內(nèi)會揮發(fā)掉，因此就避免了添加劑對煤樣物理力學性質(zhì)的影響。本發(fā)明所述的型煤煤樣制作工具及方法，能為廣大科研人員提供一種方便快捷、成本低廉、成功率高的室內(nèi)煤樣制作方法，節(jié)約了制樣時間，提高了工作效率。


圖I是本發(fā)明的結(jié)構示意圖2是本發(fā)明的取煤樣時的結(jié)構示意圖。
具體實施例方式實施例I :
由圖I和圖2所示的一種型煤煤樣制作工具，包括上、下通透的壓煤管2和用于插入壓煤管2頂口內(nèi)并向下壓實壓煤管2內(nèi)濕煤粉3的上壓頭I以及一個“凸”字形的下壓頭5。壓煤管2為鋼管，上壓頭I由頂端的頂壓塊和頂壓塊下側(cè)固設的豎直的柱塞構成，上壓頭I呈“T”字形，上壓頭I的柱塞從壓煤管2的頂口插入，柱塞的直徑與壓煤管2的內(nèi)徑相適配，柱塞的外壁與壓煤管2的內(nèi)壁相貼合，上壓頭I通過柱塞與壓煤管2內(nèi)壁滑動配
八
口 ο下壓頭5的凸起插入壓煤管2的底口內(nèi)，凸起的側(cè)面與壓煤管2的內(nèi)壁相貼合，下壓頭5上設有套設于凸起外圈的彈簧4，彈簧4位于壓煤管2的底端面下側(cè)、下壓頭5的臺階處。彈簧4設置于下壓頭5與壓煤管2之間，可使下壓頭5與壓煤管2分離，在施加載荷時，兩個壓頭同時壓縮濕煤粉3，如此一來便可保證煤樣6具有均勻的密度分布，確保了煤樣6的均質(zhì)性，以避免煤樣6兩端密實度的不同。型煤煤樣6制作工具還包括管狀的取樣器7，取樣器7也為上下通透，環(huán)繞取樣器7的頂口內(nèi)邊沿設有與壓煤管2底端外圈邊沿相適配的卡槽8，可將壓煤管2的底端完全插入該卡槽8內(nèi)，壓煤管2的內(nèi)徑小于取樣器7的內(nèi)徑，壓煤管2的底口與取樣器7管口相對。實施例2:
如圖I和圖2所示的型煤煤樣制作方法，包括如下步驟
(一)取一定質(zhì)量的濕煤粉，用電子天平和量杯按照一定的比例稱取適量的蒸餾水，將煤粉3與蒸餾水混合均勻成為濕煤粉，以備制作型煤煤樣6之用，濕煤粉為煤粉3與蒸餾水的混合物；制備如實施例I所述的型煤煤樣制作工具并安裝，安裝過程如下將彈簧4套在下壓頭5的凸起外圈，然后再將壓煤管2置于彈簧4以及下壓頭5上，用電子天平稱取適量濕煤粉置于用于制作煤樣6的壓煤管2內(nèi)，并用鐵棒將之搗實；然后將上壓頭I的外壁抹上潤滑油，這樣可減小上壓頭I與壓煤管2內(nèi)壁之間的摩擦，將上壓頭I的柱塞插入壓煤管2的頂口內(nèi)，并使上壓頭I的上端面保持水平，這時濕煤粉位于壓煤管2內(nèi)、上、下壓頭5之間。(二)將步驟(一)中安裝好的型煤煤樣6制作工具置于壓力機的平臺上，利用壓力機在上壓頭I的頂壓塊上向下施加IOOMPa的載荷，將壓煤管2中的濕煤粉壓實，并保持載荷30分鐘以上形成型煤煤樣6，然后停止施加載荷。當然，發(fā)明不拘泥于上述形式，壓力機施加在上壓頭I上的載荷也可大于lOOMPa，只要不小于IOOMPa即可。(三)然后卸下彈簧4和下壓頭5，取出如實施例I所述型煤煤樣6制作工具的取樣器7，將壓煤管2底端外邊沿放置于取樣器7的卡槽8內(nèi)，將壓煤管2放置在取樣器7上后，將壓煤管2以及取樣器7置于電子拉力機的載荷平臺上，利用電子拉力機以200-300mm/min的速度下壓上壓頭1，將煤樣6壓出壓煤管2并壓至取樣器7中，最后將煤樣6從取樣器7中取出，完成煤樣6的制作。本發(fā)明所提供型煤煤樣6制作工具以及方法，能為廣大科研人員提供一種方便快捷、成本低廉、成功率高的室內(nèi)煤樣6制作方法，節(jié)約了制樣時間，提高了工作效率。
權利要求
1.一種型煤煤樣制作工具，包括上、下通透的壓煤管和與壓煤管內(nèi)壁滑動配合的上壓頭，其特征在于還包括一“凸”字形的下壓頭，下壓頭的凸起插入壓煤管的底口內(nèi)，凸起的側(cè)面與壓煤管的內(nèi)壁相貼合，下壓頭上設有套設于凸起外圈的彈簧，彈簧位于壓煤管的底端面下側(cè)。
2.如權利要求I所述的型煤煤樣制作工具，其特征在于型煤煤樣制作工具還包括管狀的取樣器，環(huán)繞取樣器的頂口內(nèi)邊沿設有與壓煤管底端外圈邊沿相適配的卡槽。
3.型煤煤樣制作方法，其特征在于(一)先制備如權利要求I所述的型煤煤樣制作工具，將濕煤粉放入壓煤管內(nèi)的上、下壓頭之間，(二)利用壓力機在上壓頭上向下施加載荷，將濕煤粉壓實形成煤樣后停止施加載荷，(三)然后卸下彈簧和下壓頭，向下壓上壓頭，將煤樣壓出壓煤管。
4.如權利要求3所述的型煤煤樣制作方法，其特征在于所述濕煤粉為煤粉與蒸餾水的混合物。
5.如權利要求3或4所述的型煤煤樣制作方法，其特征在于在步驟(三)中，制備一管狀的取樣器，環(huán)繞取樣器的頂口內(nèi)邊沿設有與壓煤管底端外圈邊沿相適配的卡槽，當卸下彈簧和下壓頭后，壓煤管底端外邊沿放置于卡槽內(nèi)，再向下壓上壓頭，將壓煤管內(nèi)的煤樣壓至取樣器中，最后將煤樣從取樣器中取出，完成煤樣的制作。
6.如權利要求5所述的型煤煤樣制作方法，其特征在于在步驟(二)中，壓力機在上壓頭上施加至少IOOMPa的載荷，將濕煤粉壓實并保持載荷30分鐘以上后形成煤樣。
7.如權利要求6所述的型煤煤樣制作方法，其特征在于在步驟(三)中，將壓煤管放置在取樣器上后，將壓煤管以及取樣器置于電子拉力機的載荷平臺上，利用電子拉力機以200-300mm/min的速度下壓上壓頭，將煤樣壓入取樣器中。
8.如權利要求7所述的型煤煤樣制作方法，其特征在于在步驟(一)中，先將上壓頭的外壁抹有潤滑油。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種型煤煤樣制作工具及方法，利用由上、下壓頭、壓煤管彈簧以及取樣器構成的型煤煤樣制作工具，將濕煤粉放入壓煤管內(nèi)的上、下壓頭之間，利用壓力機在上壓頭上向下施加載荷，將濕煤粉壓實形成煤樣后停止施加載荷，然后卸下彈簧和下壓頭，向下壓上壓頭，將煤樣壓出壓煤管。本發(fā)明是解決以往型煤煤樣制作的技術缺陷，并提供一種有效的煤樣制作工具以及方法，以提高型煤煤樣的均勻度和制取成功率。
文檔編號G01N1/28GK102928272SQ20121040943
公開日2013年2月13日 申請日期2012年10月24日 優(yōu)先權日2012年10月24日
發(fā)明者王登科, 魏建平, 姚邦華, 溫志輝, 夏玉玲, 秦恒潔, 張宏圖 申請人:河南理工大學