CN111943076B - 一种液压加载施力同步自校的千斤顶及其自校结构、方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种液压千斤顶及其自校结构、方法，尤其是一种用于荷载箱中的可液压加载施力同步自校的液压千斤顶及其自校结构、方法。一种液压加载施力同步自校的千斤顶及其自校结构、方法，包括缸体和活塞，缸体底部开口，在缸体内围绕其圆周设置有环形悬臂柱，环形悬臂柱靠近缸体底部，在缸体的侧壁上开设进液口、出液口；活塞呈T形；千斤顶内部圆形封闭式缸体与活塞之间的腔体，构造为内反力架体系。本发明具有如下优点：1、能够在液压加载施工的同时，同步实现自校。2、可以显著提升被检测桩的竖向抗压和抗拔承载力。3、在注浆时，无论活塞处于任意位置，均可以通过槽口把上下腔全部注满。4、可以实现缸内排液注浆。5、进出液口不在同一标高。

Description

一种液压加载施力同步自校的千斤顶及其自校结构、方法

技术领域

本发明涉及一种液压千斤顶及其自校结构、方法，尤其是一种用于荷载箱中的可液压加载施力同步自校的液压千斤顶及其自校结构、方法。

背景技术

根据《液压千斤顶》(JJG 621)的要求，荷载箱中的液压千斤顶本体，需要经过首次检定、后续检定和使用中检查；但是目前常见的方式是通过框架式检定设备进行检定，框架式检定设备体积大、成本高，使用不方便。

发明内容

本发明的目的是提供一种对荷载箱中的液压千斤顶加载施力的同时，可实现同步自校，而不需要使用框架式检定设备进行检定的，具有内反力架体系的液压加载施力同步自校的千斤顶。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种液压加载施力同步自校的千斤顶，包括缸体和活塞，缸体底部开口，在缸体内围绕其圆周设置有环形悬臂柱，环形悬臂柱靠近缸体底部，在缸体的侧壁上开设进液口、出液口；活塞呈T形，包括同轴的盖帽和柱体，盖帽固定在柱体的顶部，在盖帽上开设有槽口，用于贯通缸体内的上下空间，柱体与环形悬臂柱内径适配；液压加载时，盖帽限位在环形悬臂柱上方，环形悬臂柱作为活塞运动到缸体下部时盖帽的承托部，起到限位作用；千斤顶内部圆形封闭式缸体与活塞之间的腔体，构造为内反力架体系。

优选的，进液口、出液口不在同一标高。

优选的，进液口位于缸体上部，出液口位于环形悬臂柱上方。

优选的，槽口开设在盖帽的边缘。

优选的，环形悬臂柱的底部与缸体底部平齐。

本发明的另一个目的是提供一种液压加载施力同步自校千斤顶的自校结构，所述自校结构包括上所述的千斤顶，还包括压力检定仪表、加压泵和数字压力表，加压泵和数字压力表通过进液管与液压千斤顶的进液口连通，压力检定仪表通过出液管与液压千斤顶的出液口连通。

本发明的第三个目的是提供一种液压加载施力同步自校千斤顶的自校方法，包括以下步骤：

(1)开启加压泵，设定数字压力表的输入压力值T₀，开始注液；

(2)活塞发生位移，直至加压注液完成；记录活塞行程位移量L；

(3)注液完成后，开始充气排液；气体自上而下填充入缸体，挤压液体从出液口排出直至不再出液；此次排出的液体总量为V₁，压力检定仪表的读数为P₁；

(4)再次注液排气，直至出液口出液；

(5)再次充气排液，挤压液体从出液口排出直至不再出液；此次排出的液体总量为V₂，压力检定仪表的读数为P₂；

(6)重复步骤(4)、步骤(5)两次，排出的液体总量分别为V₃、V₄，压力检定仪表的读数分别为P₃、P₄；

(7)计算第2-4次排出液体总量的平均值得到注入缸内的液体的总量V；计算第2-4次注液后的压力检定仪表读数平均值得到压力检定仪表读数P；

(8)计算活塞的有效受力截面积S＝V/L；

(9)计算产生的推力总和T＝P×(n×S)，该值为校准压力值；

(10)对比校准压力值T和输入压力值T₀，完成对液压千斤顶的自校。

原理：一个荷载箱中，有一个或多个单元圆形封闭式液压千斤顶通过进出液管串联而成。千斤顶内部圆形封闭式缸体与活塞之间的腔体，正好构造为内反力架体系，当塞帽作为反力架圆形下盖梁落在环形悬臂柱上时，构成了与缸体顶部反力架圆形上盖梁的反力梁。在加压泵设定输入压力值T₀后，液体从进液口注入，活塞发生位移；由于活塞上带有槽口，液体从槽口穿过，注满上腔、下腔；此刻，出液口与进液口处的压力相同，压力检定仪表的读数反映出出液口的压力；对比出液口的压力值T和在加压泵设定的输入压力值T₀，完成对单元圆形封闭式液压千斤顶的自校。

与现有技术相比，本发明具有如下优点：

1、能够在液压加载施工的同时，同步实现自校，不再需要使用大型的框架式检定或校准设备。

2、桩基工程在受检之后，通过对缸内上下腔体空间部分有效注浆，可以显著提升被检测桩的竖向抗压和抗拔承载力。

3、塞帽及槽口的设计，将进出液口之间因活塞而隔成的两个空间串联一体，在加压完成后，进出液口的压力值必然一致。同时，在注浆时，无论活塞处于任意位置，均可以通过槽口把上下腔全部注满，做到活塞无限程的注浆。

4、采用双管设计，可以实现缸内排液注浆，从而避免单管荷载箱在试验后荷载箱体的缸体与活塞之间充满永不凝固的液体，出现工程桩在竖向受压状态下挤出液体产生位移的情况；解决了基桩自平衡静载试验后，因施力加载的液体无法排出而导致的断桩问题，通过注浆加固荷载箱而使被加固的荷载箱与工程桩形成连续承载上部荷载的整体，所注浆液后期强度不低于混凝土桩身设计强度要求，保证基桩桩身强度及完整性。

5、进出液口不在同一标高，进液口在缸体上端、出液口在缸体中端，可以在注浆时将缸体内的液体排尽，从而避免了传统双管荷载箱未将出液口标高之下的液体排尽而导致注入的浆体被稀释，降低了浆液的浓度，满足不了加固要求。

附图说明

图1是本发明实施例1结构示意图；

图2是本发明实施例1中活塞结构示意图；

图3是本发明实施例1在加压和注浆过程中，液压千斤顶内部液体分布示意图；

图4是本发明实施例2结构示意图；

图5是本发明实施例2在自校过程中的状态图；

图1-2中，1、单元圆形封闭式千斤顶；6、反力架圆形上盖梁；7、反力架环形壁柱；8、反力架环形悬臂柱；9、活塞；10、进液口；11、出液口；12、多槽塞帽；13、槽口；14、上腔；15、下腔；

图3-4中，1、单元圆形封闭式千斤顶；2、加压泵和数字压力表；3、进液管；4、出液管；5、压力检定仪表。

具体实施方式

需要说明的是，在实施例1、实施例2中，相同的结构采用相同的数字标识及相同的名称，例如：单元圆形封闭式千斤顶1；方位词“上”、“下”、“顶”、“底”等均是依照附图所示进行描述，不构成对本发明的限制。

下面结合附图对本发明做进一步详述：

实施例1

一种液压加载施力同步自校的千斤顶，用于荷载箱中，且作为荷载箱中的单元圆形封闭式千斤顶1，如图1-2所示，由反力架圆形上盖梁6、反力架环形壁柱7、反力架环形悬臂柱8、活塞9组成，其中，反力架圆形上盖梁6、反力架环形壁柱7组成底部开口的缸体，反力架圆形上盖梁6作为缸体的顶部，反力架环形壁柱7作为缸体的侧壁，在反力架环形壁柱7上开设进液口10、出液口11，进液口10在反力架圆形上盖梁6的下方，出液口11在反力架环形悬臂柱8上方，进液口与出液口处于不同的标高；反力架环形悬臂柱8位于缸体内部，其围绕反力架环形壁柱7的圆周设置，靠近缸体的底部，且其底部与缸体底部平齐；活塞9呈T形，包括同轴的多槽盖帽12和柱体，多槽盖帽12固定在柱体的顶部，其直径为D₁，活塞下端柱体的直径为D₂，D₁＞D₂，在多槽盖帽12上开设若干槽口13，槽口位于多槽盖帽12的边缘，用于贯通缸体内的上下空间，柱体与环形悬臂柱8内径适配；当液压加载，活塞9运动到缸体下部时，环形悬臂柱8作为多槽盖帽12的承托部，起到限位的作用，即阻止活塞9向下滑出缸体；千斤顶内部圆形封闭式缸体与活塞之间的腔体，构造为内反力架体系。

为了增加缸体与活塞9之间的密封，可以在柱体与反力架环形悬臂柱8之间嵌入密封圈或密封垫，当然密封圈或密封垫嵌入的具体结构形式可以根据具体需要进行设定，例如：在反力架环形悬臂柱8上开设凹槽，凹槽围绕其内侧圆周设置，密封圈嵌入凹槽内等。

如图3所示，在注液时，液体可从槽口13穿过，灌满上腔14、下腔15。

当多槽塞帽12作为反力架圆形下盖梁落在反力架环形悬臂柱8上时，构成了与反力架圆形上盖梁6的反力梁。

一个荷载箱中，由一个或多个单元圆形封闭式千斤顶1通过进出液管串联而成。

实施例2

一种液压加载施力同步自校千斤顶的自校结构，所述自校结构包括单元圆形封闭式千斤顶1、加压泵和数字压力表2、进液管3、出液管4和压力检定仪表5，加压泵和数字压力表2通过进液管3与单元圆形封闭式千斤顶1的进液口连通，压力检定仪表5通过出液管4与单元圆形封闭式千斤顶1的出液口连通。

采用此自校结构实现单元圆形封闭式千斤顶1的自校：在加压泵设定输入压力值T₀后，液体从进液口10注入，活塞9发生位移；由于活塞9上带有槽口13，液体从槽口13穿过，注满上腔14、下腔15；此刻，出液口11与进液口10处的压力相同，压力检定仪表5的读数反映出出液口11的压力。对比出液口11的压力值T和在加压泵设定的输入压力值T₀，完成对单元圆形封闭式千斤顶的自校。

T＝P×(n×S)

式中：

T——产生的推力总和，校准压力值(kN)

P——压力检定仪表读数，取第2-4次注液后读数的平均值(MPa)

S——活塞的有效受力截面积(cm²)

n——单元圆形封闭式千斤顶数量

S＝V/L

V——注入缸内的液体的总量，取第2-4次排出液体总量的平均值(mL)

L——活塞行程位移量(cm)

说明：不取第1次注液和排液的读数，是为了降低液体于缸内、串联连接管中挂壁所引起的误差。

一种液压加载施力同步自校千斤顶的自校方法，具体步骤如下：

(1)开启加压泵，设定数字压力表的输入压力值T₀，开始注液，如图5(1)所示；

(2)活塞9发生位移，直至加压注液完成；记录活塞行程位移量L，如图5(2)所示；

(3)注液完成后，开始充气排液；气体自上而下填充入缸体，挤压液体从出液口11排出直至不再出液；此次排出的液体总量为V₁，压力检定仪表5的读数为P₁，如图5(3)所示；

(4)再次注液排气，直至出液口出液，如图5(4)所示；

(5)再次充气排液，挤压液体从出液口11排出直至不再出液；此次排出的液体总量为V₂，压力检定仪表的读数为P₂，如图5(5)所示；

(6)重复步骤(4)、步骤(5)两次，排出的液体总量分别为V₃、V₄，压力检定仪表5的读数分别为P₃、P₄，如图5(6)、5(7)、5(8)、5(9)所示；

(7)计算第2-4次排出液体总量的平均值得到注入缸内的液体的总量V；计算第2-4次注液后的压力检定仪表读数平均值得到压力检定仪5表读数P；

(8)计算活塞的有效受力截面积S＝V/L；

(9)计算产生的推力总和T＝P×(n×S)，该值为校准压力值；

(10)对比校准压力值T和输入压力值T₀，完成对单元圆形封闭式千斤顶1的自校。

Claims (3)

1.一种液压加载施力同步自校千斤顶的自校方法,采用液压加载施力同步自校千斤顶的自校结构，其特征在于，包括以下步骤：

(1)开启加压泵，设定数字压力表的输入压力值T0，开始注液；

(2)活塞发生位移，直至加压注液完成；记录活塞行程位移量L；

(3)注液完成后，开始充气排液；气体自上而下填充入缸体，挤压液体从出液口排出直至不再出液；此次排出的液体总量为V1，压力检定仪表的读数为P1；

(4)再次注液排气，直至出液口出液；

(5)再次充气排液，挤压液体从出液口排出直至不再出液；此次排出的液体总量为V2，压力检定仪表的读数为P2；

(6)重复步骤(4)、步骤(5)两次，排出的液体总量分别为V3、V4，压力检定仪表的读数分别为P3、P4；

(7)计算第2-4次排出液体总量的平均值得到注入缸内的液体的总量V；计算第2-4次注液后的压力检定仪表读数平均值得到压力检定仪表读数P；

(8)计算活塞的有效受力截面积S＝V/L；

(9)计算产生的推力总和T＝P×(n×S)，该值为校准压力值；

(10)对比校准压力值T和输入压力值T0，完成对液压千斤顶的自校；

其中，所述自校结构包括千斤顶、压力检定仪表、加压泵和数字压力表，加压泵和数字压力表通过进液管与液压千斤顶的进液口连通，压力检定仪表通过出液管与液压千斤顶的出液口连通；

所述千斤顶包括缸体和活塞，缸体底部开口，在缸体内围绕其圆周设置有环形悬臂柱，环形悬臂柱靠近缸体底部，在缸体的侧壁上开设进液口、出液口；活塞呈T形，包括同轴的盖帽和柱体，盖帽固定在柱体的顶部，在盖帽上开设有槽口，用于贯通缸体内的上下空间，柱体与环形悬臂柱内径适配；液压加载时，盖帽限位在环形悬臂柱上方；进液口、出液口不在同一标高；进液口位于缸体上部，出液口位于环形悬臂柱上方。

2.根据权利要求1所述的液压加载施力同步自校千斤顶的自校方法,其特征在于：槽口开设在盖帽的边缘。

3.根据权利要求1所述的液压加载施力同步自校千斤顶的自校方法,其特征在于：环形悬臂柱的底部与缸体底部平齐。