【技术实现步骤摘要】
一种用于土体改良试验的自动化泡沫发生装置及方法
本专利技术涉及一种用于土体改良试验的自动化泡沫发生装置及方法，属土体改良
技术介绍
由于土压平衡盾构具有机械化程度高、泥浆污染少、环境影响小、施工安全等诸多优势，目前已广泛应用于各种地层隧道的掘进作业。然而，在土压平衡盾构机掘进过程中，不可避免会遇到分布于河流阶地的富水砂层(如武汉汉口、南昌赣江和广州的珠江两岸等)和不同风化程度的泥质粉砂岩。在富水砂层中掘进时，开挖后的渣土透水性高，容易导致喷涌，造成地面沉降过大、污染盾构机内部工作环境；同时由于砂土的内摩擦角较大，在土舱内易形成土拱效应导致出渣不顺畅。在全断面泥岩或含有大量泥岩的二元地层中掘进时，渣土易黏附于盾构刀盘、刀具等金属材料上，在高温高压下极易在金属材料表面“结泥饼”，导致在该类地层中掘进容易造成刀具偏磨、刀盘扭矩增大、效率急剧下降、刀盘损耗及能耗增大。针对这一系列的问题，目前已有的有效解决方法是对不同开挖的地层选择相对应的添加剂进行土体改良，保证开挖后的渣土能够均匀的传递压力到掌子面，维持掌子面平衡...
【技术保护点】
1.一种用于土体改良试验的自动化泡沫发生装置，其特征在于，所述装置包括三条管路和一个系统，即液体管路、气体管路、泡沫管路和PLC控制系统；所述液体管路由泡沫剂溶液桶、液体调速阀、恒压泵、液体压力传感器、百纳电磁液体流量计、单向止回阀组成；所述气体管路由空气压缩机、气体调速阀、百纳气体流量计、气体压力传感器、单向止回阀组成；所述泡沫管路由泡沫发生器、泡沫喷嘴压力传感器、单向止回阀、泡沫收集桶组成；所述装置通过压力和流量传感器反馈信号到PLC控制系统，实现PLC输出变频信号对气体调速阀、液体调速阀的开度自动控制，调节液体、气体流速、流量及管路压力，最终泡沫剂溶液和压缩空气在泡沫...
【技术特征摘要】
1.一种用于土体改良试验的自动化泡沫发生装置，其特征在于，所述装置包括三条管路和一个系统，即液体管路、气体管路、泡沫管路和PLC控制系统；所述液体管路由泡沫剂溶液桶、液体调速阀、恒压泵、液体压力传感器、百纳电磁液体流量计、单向止回阀组成；所述气体管路由空气压缩机、气体调速阀、百纳气体流量计、气体压力传感器、单向止回阀组成；所述泡沫管路由泡沫发生器、泡沫喷嘴压力传感器、单向止回阀、泡沫收集桶组成；所述装置通过压力和流量传感器反馈信号到PLC控制系统，实现PLC输出变频信号对气体调速阀、液体调速阀的开度自动控制，调节液体、气体流速、流量及管路压力，最终泡沫剂溶液和压缩空气在泡沫发生器中充分混合后生成均匀的泡沫；泡沫发生装置在PLC系统的自动控制作用下，精确控制液体流速、液体管道压力、气体流速和气体管道压力发泡参数。
2.根据权利要求1所述的一种用于土体改良试验的自动化泡沫发生装置，其特征在于，所述液体管路中，配置好所需浓度的泡沫剂溶液装入泡沫剂溶液桶中，通过DN15橡胶管与恒压泵连接，中间装有液体调速阀；恒压泵压力通过PLC控制系统输出的不同频率信号调节泵送液体的压力，液体调速阀开度通过PLC控制系统输出的不同频率信号调节；恒压泵与DN10液体流量计用DN15橡胶管连接，管道直径比流量计直径大；恒压泵与流量计中间装有液体压力传感器，液体流量计与泡沫发生器用DN15橡胶管连接，中间装有液体调速阀和单向止回阀；单向止回阀的作用是防止进入泡沫发生器中未充分发泡的泡沫剂溶液回流至液体管路。
3.根据权利要求1所述的一种用于土体改良试验的自动化泡沫发生装置，其特征在于，所述气体管路中，所述空气压缩机与DN10气体流量计用DN25橡胶管连接，中间装有气体调速阀；与液体管路一样，开度由PLC控制系统调节；DN10气体流量计用DN25橡胶管连接到泡沫发生器上，中间装有气体压力传感器和单向止回阀。
4.根据权利要求1所述的一种用于土体改良试验的自动化泡沫发生装置，其特征在于，所述泡沫管路中，泡沫剂溶液和压缩空气在泡沫发生器中充分混合后产生均匀细小泡沫；泡沫经过DN25橡胶管、泡沫喷嘴压力感应计和单向止回阀流到泡沫收集桶；泡沫收集桶带刻度，用于计算产生的泡沫体积；泡沫喷嘴压力传感器的作用是感应泡沫在喷出口的压力，用于计算发泡倍率参数。
5.根据权利要求1所述的一种用于土体改良试验的自动化泡沫发生装置，...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈登开，余志勇，王康，吴凯，朱碧堂，余金，蒋亚龙，周双喜，
申请(专利权)人：南昌轨道交通集团有限公司，华东交通大学，
类型：发明
国别省市：江西;36
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