一種用于巖石風(fēng)化試驗(yàn)的凍融循環(huán)環(huán)境模擬裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種凍融循環(huán)環(huán)境模擬裝置，屬于巖石侵蝕、風(fēng)化研究試驗(yàn)裝置技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]巖石風(fēng)化作用是地球表面最重要的普遍的地質(zhì)作用。引起巖石風(fēng)化作用可以分為兩種:機(jī)械性或物理性的風(fēng)化作用包括大氣情況如溫度、水、冰及壓力導(dǎo)致巖石分解;化學(xué)性風(fēng)化作用包括與大氣化學(xué)物如含有二氧化碳、二氧化硫的酸性溶液的直接反應(yīng)，或與生物產(chǎn)生的化學(xué)物的反應(yīng)，這些均屬于各種地質(zhì)營(yíng)力的剝蝕作用，其中溫度的變化對(duì)巖石風(fēng)化作用的影響十分明顯，它主要對(duì)巖石有熱脹冷縮的作用。凍融巖石是特殊條件下的巖石，是指巖石由于溫度降低到零度以下和升至零度以上而產(chǎn)生凍結(jié)和融化的一種物理地質(zhì)作用和現(xiàn)象，凍融巖石的風(fēng)化指的是水在裂縫中結(jié)冰后膨脹，使巖石弱化，最后分裂，由于這種特殊作用的存在，研究?jī)鋈趲r石的風(fēng)化存在重要的意義，但巖石風(fēng)化作用在地表通常是一個(gè)長(zhǎng)期的、漫長(zhǎng)的過(guò)程，且凍融巖石的形成地區(qū)多為環(huán)境惡劣的高山氣候地區(qū)或者冰川邊緣地區(qū)，該地區(qū)巖石的巖性多為白堊系的巖石，因其多孔的特性令冰晶可以生長(zhǎng)，容易產(chǎn)生凍融風(fēng)化。因此，在室外觀察、研究這一自然過(guò)程的凍融風(fēng)化造成很大的困難，如果能夠在實(shí)驗(yàn)室中模擬這一過(guò)程，將給研究工作帶來(lái)很多便利，對(duì)數(shù)據(jù)的嚴(yán)謹(jǐn)性也非常有益。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，并提供一種用于巖石風(fēng)化試驗(yàn)的凍融循環(huán)環(huán)境模擬裝置，通過(guò)制冷系統(tǒng)和空氣熱電絲的共同工作，提供巖石凍融的基本條件，并通過(guò)空氣熱電絲提供不同的環(huán)境溫度，研究其他條件相同的情況下，溫度對(duì)凍融巖石風(fēng)化的影響。
[0004]實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型目的所采用的技術(shù)方案為，一種用于巖石風(fēng)化試驗(yàn)的凍融循環(huán)環(huán)境模擬裝置，至少包括箱體和放置于箱體內(nèi)腔中的巖石支撐組件，箱體上設(shè)有箱門(mén)，箱體中設(shè)有電性連接的制冷組件、加熱組件和控制單元，制冷組件封裝于箱體的箱壁中，加熱組件安裝于箱體內(nèi)腔中，所述控制單元包括電源開(kāi)關(guān)、控制器、觸摸顯示屏和電磁閥，控制器封裝于箱體的箱壁中，電磁閥、觸摸顯示屏和電源開(kāi)關(guān)均安裝于箱體外表面上，箱體內(nèi)腔通過(guò)電磁閥與外界環(huán)境連通，觸摸顯示屏連接控制器的輸入端，電磁閥、加熱組件和制冷組件連接控制器的輸出端，電源開(kāi)關(guān)與控制器電性連接。
[0005]所述制冷組件包括制冷系統(tǒng)和蒸發(fā)器，制冷系統(tǒng)封裝于箱體底部，蒸發(fā)器封裝于箱體內(nèi)腔的側(cè)壁中。
[0006]所述加熱組件為空氣電熱絲，空氣電熱絲通過(guò)絕緣掛環(huán)安裝于箱體內(nèi)腔的表面上。
[0007]所述巖石支撐組件包括三腳架和位于三腳架上的托盤(pán)。
[0008]箱門(mén)中設(shè)有透明觀察窗。
[0009]由上述技術(shù)方案可知，本實(shí)用新型提供的凍融循環(huán)環(huán)境模擬裝置，通過(guò)設(shè)置制冷組件和加熱組件為箱體內(nèi)腔即凍融循環(huán)環(huán)境模擬區(qū)進(jìn)行冷凍和加熱，通過(guò)控制單元控制加熱組件和制冷組件的制冷系統(tǒng)循環(huán)運(yùn)行，制冷系統(tǒng)的制冷溫度通過(guò)觸摸顯示屏預(yù)先設(shè)定，制冷系統(tǒng)產(chǎn)生的低溫通過(guò)蒸發(fā)器傳遞至箱體內(nèi)腔，提供巖石冰凍所需的外界條件;加熱組件用于加熱凍融循環(huán)環(huán)境模擬區(qū)的空氣，加熱組件的加熱溫度通過(guò)控制器進(jìn)行控制，在觸摸顯示屏上可輸入不同的加熱溫度，為冰凍巖石的融化、風(fēng)化提供必要的溫度條件；電磁閥通過(guò)控制器進(jìn)行控制，箱體內(nèi)腔通過(guò)電磁閥與外界環(huán)境連通，當(dāng)制冷組件制冷時(shí)，控制器控制電磁閥開(kāi)啟為箱體內(nèi)腔換氣;箱體為上述各組件提供安裝位并且有效保護(hù)上述各組件，箱體隔絕凍融循環(huán)環(huán)境模擬區(qū)與外界環(huán)境，避免外界環(huán)境對(duì)試驗(yàn)的干擾，保證試驗(yàn)正確性；三腳架和托盤(pán)用于支撐巖石，三腳架將巖石架空，使得巖石受熱均勻;箱門(mén)中設(shè)置的透明觀察窗便于隨時(shí)觀察巖石的風(fēng)化程度，避免箱門(mén)經(jīng)常開(kāi)啟擾動(dòng)凍融循環(huán)環(huán)境模擬區(qū)的內(nèi)部環(huán)境。
【附圖說(shuō)明】
[0010]圖1為本實(shí)用新型提供的用于巖石風(fēng)化試驗(yàn)的凍融循環(huán)環(huán)境模擬裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0011]其中，1-蒸發(fā)器，2-控制器，3-電源開(kāi)關(guān)，4-觸摸顯示屏，5-電磁閥，6-箱體，7-箱門(mén)，8-托盤(pán)，9-試驗(yàn)巖樣，I O-三腳架，11-空氣電熱絲，12-制冷系統(tǒng)，13-絕緣掛環(huán)，14-透明觀察窗。
【具體實(shí)施方式】
[0012]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)具體說(shuō)明。
[0013]本實(shí)用新型提供的用于巖石風(fēng)化試驗(yàn)的凍融循環(huán)環(huán)境模擬裝置，其結(jié)構(gòu)如圖1所示，包括帶箱門(mén)7的箱體6、制冷組件、加熱組件、控制單元和放置于箱體內(nèi)腔中的巖石支撐組件，所述制冷組件包括制冷系統(tǒng)12和蒸發(fā)器I，制冷系統(tǒng)12封裝于箱體底部，蒸發(fā)器I封裝于箱體內(nèi)腔的側(cè)壁中，所述加熱組件為空氣電熱絲11，空氣電熱絲11通過(guò)絕緣掛環(huán)13安裝于箱體內(nèi)腔的表面上，所述控制單元包括電源開(kāi)關(guān)3、控制器2、觸摸顯示屏4和電磁閥5，控制器2封裝于箱體的箱壁中，電磁閥5、觸摸顯示屏4和電源開(kāi)關(guān)3均安裝于箱體外表面上，箱體內(nèi)腔通過(guò)電磁閥5與外界環(huán)境連通，觸摸顯示屏4連接控制器的輸入端，電磁閥5、空氣電熱絲11和制冷系統(tǒng)12連接控制器的輸出端，電源開(kāi)關(guān)3與控制器2電性連接;所述巖石支撐組件包括三腳架1和位于三腳架上的托盤(pán)8，箱門(mén)7中設(shè)有透明觀察窗14。
[0014]在控制器中寫(xiě)入控制程序，該裝置可實(shí)現(xiàn)融凍環(huán)境自動(dòng)循環(huán)，參見(jiàn)圖1，本實(shí)用新型提供的凍融循環(huán)環(huán)境模擬裝置具體使用方法為:
[0015]1、打開(kāi)箱門(mén)7，將試驗(yàn)巖樣9置于三腳架10支撐的托盤(pán)8上，關(guān)閉箱門(mén)7，按下電源開(kāi)關(guān)3，使控制器2及觸摸顯示屏4工作；
[0016]2、通過(guò)觸摸顯示屏4設(shè)定制冷溫度和加熱溫度，控制器2控制運(yùn)行制冷系統(tǒng)12和蒸發(fā)器I，將箱內(nèi)溫度調(diào)節(jié)到巖石冰凍的范圍，同時(shí)啟動(dòng)電磁閥5，為箱體內(nèi)腔進(jìn)行換氣，其工作原理類(lèi)似于空調(diào)制冷；
[0017]3、巖石冰凍后，控制器2使空氣電熱絲11工作，使箱內(nèi)溫度逐漸升高至巖石融化，實(shí)現(xiàn)巖石的整個(gè)凍融過(guò)程；
[0018]4、通過(guò)觸摸顯示屏4輸入不同的溫度值，利用空氣電熱絲11調(diào)節(jié)箱內(nèi)溫度至輸入的設(shè)定值，改變箱內(nèi)溫度，通過(guò)透明觀察窗14觀察巖石風(fēng)化過(guò)程并做好記錄；
[0019]5、將已風(fēng)化的試驗(yàn)巖樣取出，放入其他已備好的試驗(yàn)巖樣重復(fù)以上操作，注意溫度控制到不同值，循環(huán)采用五組巖樣進(jìn)行試驗(yàn)，五組巖樣的巖性、物理力學(xué)性質(zhì)、形狀、采集地點(diǎn)等要大致相同，通過(guò)比較不同溫度下巖石的風(fēng)化過(guò)程得出結(jié)論。
[0020]除此之外，本實(shí)用新型還可以有其他實(shí)現(xiàn)方式。需要說(shuō)明的是，在沒(méi)有脫離本實(shí)用新型構(gòu)思的前提下，任何顯而易見(jiàn)的改進(jìn)和修飾均應(yīng)落入本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種用于巖石風(fēng)化試驗(yàn)的凍融循環(huán)環(huán)境模擬裝置，至少包括箱體和放置于箱體內(nèi)腔中的巖石支撐組件，其特征在于:箱體上設(shè)有箱門(mén)，箱體中設(shè)有電性連接的制冷組件、加熱組件和控制單元，制冷組件封裝于箱體的箱壁中，加熱組件安裝于箱體內(nèi)腔中，所述控制單元包括電源開(kāi)關(guān)、控制器、觸摸顯示屏和電磁閥，控制器封裝于箱體的箱壁中，電磁閥、觸摸顯示屏和電源開(kāi)關(guān)均安裝于箱體外表面上，箱體內(nèi)腔通過(guò)電磁閥與外界環(huán)境連通，觸摸顯示屏連接控制器的輸入端，電磁閥、加熱組件和制冷組件連接控制器的輸出端，電源開(kāi)關(guān)與控制器電性連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于巖石風(fēng)化試驗(yàn)的凍融循環(huán)環(huán)境模擬裝置，其特征在于:所述制冷組件包括制冷系統(tǒng)和蒸發(fā)器，制冷系統(tǒng)封裝于箱體底部，蒸發(fā)器封裝于箱體內(nèi)腔的側(cè)壁中。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于巖石風(fēng)化試驗(yàn)的凍融循環(huán)環(huán)境模擬裝置，其特征在于:所述加熱組件為空氣電熱絲，空氣電熱絲通過(guò)絕緣掛環(huán)安裝于箱體內(nèi)腔的表面上。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于巖石風(fēng)化試驗(yàn)的凍融循環(huán)環(huán)境模擬裝置，其特征在于:所述巖石支撐組件包括三腳架和位于三腳架上的托盤(pán)。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于巖石風(fēng)化試驗(yàn)的凍融循環(huán)環(huán)境模擬裝置，其特征在于:箱門(mén)中設(shè)有透明觀察窗。
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型提供了一種用于巖石風(fēng)化試驗(yàn)的凍融循環(huán)環(huán)境模擬裝置，至少包括箱體和放置于箱體內(nèi)腔中的巖石支撐組件，箱體上設(shè)有箱門(mén)，箱體中設(shè)有電性連接的制冷組件、加熱組件和控制單元，制冷組件封裝于箱體的箱壁中，加熱組件安裝于箱體內(nèi)腔中，所述控制單元包括電源開(kāi)關(guān)、控制器、觸摸顯示屏和電磁閥，箱體內(nèi)腔通過(guò)電磁閥與外界環(huán)境連通，觸摸顯示屏連接控制器的輸入端，電磁閥、加熱組件和制冷組件連接控制器的輸出端，電源開(kāi)關(guān)與控制器電性連接；該裝置通過(guò)制冷系統(tǒng)和空氣熱電絲的共同工作，提供巖石凍融的基本條件，并通過(guò)空氣熱電絲提供不同的環(huán)境溫度，研究其他條件相同的情況下，溫度對(duì)凍融巖石風(fēng)化的影響。
【IPC分類(lèi)】G01N17/00
【公開(kāi)號(hào)】CN205262931
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201521137796
【發(fā)明人】冉秀峰, 胡斌, 陳曉龍, 王心霞, 祝凱, 姚文敏, 寇天, 李俊
【申請(qǐng)人】中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（武漢）
【公開(kāi)日】2016年5月25日
【申請(qǐng)日】2015年12月31日