[发明专利]一种混合气体条件下的等温吸附变形试验装置及试验方法

权利要求书

1.一种混合气体条件下的等温吸附变形试验装置，它包括混合气体供给系统和抽真空系统，其特征在于：混合气体供给系统与恒温吸附系统通过管路连接；恒温吸附系统与抽真空系统通过管路连接；恒温吸附系统与应变测量系统连接；应变测量系统与数据采集系统通过导线连接。

2.根据权利要求1所述的一种混合气体条件下的等温吸附变形试验装置，其特征在于：所述混合气体供给系统包括第一储气罐（1）和第二储气罐（6），第一储气罐（1）与气体混合装置（7）通过管路连接，第一储气罐（1）与气体混合装置（7）的管路上依次安装有第一减压阀（2）、第一压力表（3）和第一开关阀（9）；第二储气罐（6）与气体混合装置（7）通过管路连接，第二储气罐（6）与气体混合装置（7）的管路上连接有第二减压阀（5）、第二压力表（4）和第二开关阀（8）。

3.根据权利要求1所述的一种混合气体条件下的等温吸附变形试验装置，其特征在于：等温吸附系统包括参考釜（21）和样品釜（24）；参考釜（21）上设置有第四压力表（22）和第四开关阀（23）；样品釜（24）上设置有第五压力表（14）和第五开关阀（13）；样品釜（24）内部装有煤样（28）；两个参考釜通过管路连接；所述管路上装有第六开关阀（12）；等温吸附系统通过管路与抽真空系统连接且管路上安装有第七开关阀（15）。

4.根据权利要求1所述的一种混合气体条件下的等温吸附变形试验装置，其特征在于：混合气体供给系统与恒温吸附系统的管路上依次安装有第三压力表（10）和第三开关阀（11）。

5.根据权利要求1所述的一种混合气体条件下的等温吸附变形试验装置，其特征在于：抽真空系统包括真空容积（25）和真空泵（18），真空容积（25）和真空泵（18）通过管路连接；管路上装有第六压力表（16）和第八开关阀（17）。

6.根据权利要求1所述的一种混合气体条件下的等温吸附变形试验装置，其特征在于：应变测量系统包括平行层理方向应变片（29）和垂直层理方向应变片（27）；平行层理方向应变片（29）和垂直层理方向应变片（27）安装在煤样（28）上；平行层理方向应变片（29）和垂直层理方向应变片（27）与应变仪（19）导线连接。

7.根据权利要求1所述的一种混合气体条件下的等温吸附变形试验装置，其特征在于：数据采集系统包括计算机，计算机与应变测量系统的应变仪（19）导线连接。

8.如权利要求1所述的一种混合气体条件下的等温吸附变形试验装置的试验方式，其特征在于：它包括：步骤1、将标准尺寸的煤样试件安装在等温吸附系统的样品釜（24）内，并进行气密性检查；通过真空泵（18）对整个实验装置进行抽真空；将恒温水浴（26）的温度设定到实验所需值以模拟地底温度情况；步骤2、首先通入无吸附性的氦气，打开第三开关阀（11），关闭第六开关阀（12），使气体只进入参考釜（21）中；随后关闭储气罐（1）、第二开关阀（9）和第七开关阀（15），使得原本在参考釜（21）的气体进入样品釜（24），并达到气体平衡；根据理想状态气体方程测算自由空间体积；之后再进行吸附气体的吸附试验；吸附试验气体由第一储气罐（1）和第二储气罐（6）进行混合后提供，进行混合气体的等温吸附实验；通入吸附气体的步骤与之前通入氦气的一样，等气体吸附平衡后，根据连接垂直应变片（27）和平行应变片（29）的应变仪（19）和计算机（20）观测试件的吸附变形量，最后根据理想状态气体方程计算试件吸附气体的量。