一种适用于制备水基泡沫并将其与水泥浆混合搅拌的装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种适用于制备水基泡沫并将其与水泥浆混合搅拌的装置，包括气瓶、烧瓶、泡沫腔室和搅拌筒，气瓶内填充惰性气体，气瓶的出气口依次与气体入口管和T型三通管相连通，T型三通管的另外两端分别与烧瓶开口处的发泡液入口管和泡沫腔室左下端的开口管道相连通，烧瓶内装有发泡液，泡沫腔室内设有多层孔隙率逐渐增大的多孔介质，相邻层多孔介质之间设有填充物，泡沫腔室的底部设有排放管，泡沫腔室的中上端设有泡沫出口管，泡沫出口管与搅拌筒相连通，搅拌筒的上端设有进浆口用于输入水泥浆，搅拌筒的下端设有出浆口。本装置制备均匀细腻稳定的二氧化碳水基泡沫以及破泡率低，接触面积大，混合均匀的泡沫水泥浆。混合均匀的泡沫水泥浆。混合均匀的泡沫水泥浆。

【技术实现步骤摘要】
一种适用于制备水基泡沫并将其与水泥浆混合搅拌的装置


[0001]本专利技术属于发泡设备与搅拌设备领域，具体涉及一种适用于制备水基泡沫并将其与水泥浆混合搅拌的装置。

技术介绍

[0002]相同水灰比条件下，泡沫水泥浆具有更低的渗透性以及更高的强度。不同比重的泡沫水泥浆完全能满足抗压强度、渗透性、流动度等不同工作性能的要求。泡沫水泥浆作为一种新型材料已得到了广泛应用。同时水泥生产中由于燃料燃烧以及熟料煅烧，会产生大量的对环境有污染的气体，例如二氧化碳气体，为了减少空气中的碳排放，保护环境，尝试利用这些气体制作水基泡沫，从而制备轻质泡沫水泥浆，再由轻质泡沫水泥浆制备泡沫同步注浆浆液的方法并取得成效。但现有发泡设备制备所得的水基泡沫大都不具有均匀的泡沫结构，较高的发泡倍数以及一定的稳定时间，所制备水基泡沫不能达到工程所需的质量要求，同时现有混合设备在进行混合搅拌时大多为一次添加，两者混合，混合时泡沫很容易破裂，破泡率较高，水基泡沫与水泥浆的接触面积少，混合搅拌所得泡沫水泥浆各项性质都不能满足工程要求，为了得到质量较好的泡沫水泥浆用于实验经常需要人工搅拌，同时，当前技术几乎无法实现发泡与混合搅拌的步调一致，即发泡完成后在加入水泥浆的同时将泡沫通入混合器中以确保材料损耗较少，设备磨损较少。
[0003]因此需要一种能制备细腻，均匀，稳定的水基泡沫的发泡设备以及一种结构简单，混合搅拌过程中泡沫破裂少，泡沫和水泥浆接触面积大的混合设备，同时需保证二者工作步调一致。

技术实现思路

[0004]本专利技术所要解决的技术问题是，提供一种适用于制备水基泡沫并将其与水泥浆混合搅拌的装置，该装置通过不同气瓶提供制备泡沫所需的气体；通过烧瓶提供温度恒定的发泡液；通过发泡器制备细腻，稳定，均匀的水基泡沫；通过混合器将所制备水基泡沫与水泥浆混合搅拌，得到破泡率低，泡沫与水泥浆接触面积大，各项性能能够满足工程需要的泡沫水泥浆；通过设计的工作步骤控制发泡与混合的步调一致。此外，该装置的结构设计简洁，成本较低。
[0005]为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案为：
[0006]一种适用于制备水基泡沫并将其与水泥浆混合搅拌的装置，包括气瓶、烧瓶、泡沫腔室和搅拌筒，所述气瓶内填充惰性气体，所述气瓶的出气口依次与气体入口管和T型三通管相连通，所述T型三通管的另外两端分别与烧瓶开口处的发泡液入口管和泡沫腔室左下端的开口管道相连通，所述烧瓶内装有发泡液，所述烧瓶上设有恒温加热器，所述泡沫腔室内设有多层孔隙率逐渐增大的多孔介质，相邻层多孔介质之间设有填充物，所述泡沫腔室的底部设有排放管，所述泡沫腔室的中上端设有泡沫出口管，所述气瓶的出气口处设有气瓶阀门，所述烧瓶的出口处设有烧瓶阀门，所述泡沫出口管处设有泡沫出口管阀门，所述泡
沫出口管与搅拌筒相连通，所述搅拌筒的上端设有进浆口用于输入水泥浆，所述搅拌筒的下端设有出浆口。
[0007]进一步的，所述搅拌筒横向放置，所述搅拌筒内设有横向放置的中空螺旋杆，所述搅拌筒和所述中空螺旋杆均与轴承的旋转轴相连，所述轴承通过电机供电，所述泡沫出口管伸入到所述搅拌筒内，所述泡沫出口管与所述中空螺旋杆相通，所述中空螺旋杆上均匀设置出泡圆孔。
[0008]优选的，所述轴承包括反向转动的内旋转轴和外旋转轴，所述内旋转轴与所述中空螺旋杆相连，所述外旋转轴与所述搅拌筒相连，所述中空螺旋杆的外壁设有若干内轴叶片，所述搅拌筒的内壁上设有若干外轴叶片。
[0009]优选的，所述内轴叶片为螺旋状不锈钢叶片，所述外轴叶片为矩形不锈钢叶片。
[0010]优选的，所述多孔介质为多层钢丝网，所述填充物为钢棉，均匀填充在相邻层的钢丝网之间。
[0011]进一步的，所述搅拌筒的右上部设有密度检测计和PH检测计，所述气瓶上设有气压控制器。
[0012]进一步的，所述搅拌筒上设有矩形孔洞，所述搅拌筒的外侧靠近所述矩形孔洞一边的位置铰接设有矩形板，所述PH检测计可拆卸设置在所述矩形板的内侧，所述搅拌筒的外侧靠近所述矩形孔洞另外三边的位置固定设有凸块，所述凸块设有凹槽，所述矩形板的内侧设有3/4圈凸圈，所述凸圈与所述凹槽相适配，所述凸圈上设有锁孔，所述凸块上设有锁扣，所述锁孔与所述锁扣相适配。
[0013]优选的，所述气压控制器的读数为0.2kpa，所述烧瓶内采用的发泡液包括4g/L的发泡剂茶皂素，5g/L的稳泡剂十二烷基，2g/L的增稠剂聚丙烯酸钠,所述恒温加热器的温度设定为25摄氏度。
[0014]进一步的，制备泡沫水泥浆的方法为：
[0015]步骤A：在发泡液内通入惰性气体气体制备泡沫，计算发泡液的发泡倍率Y，将制备完成的泡沫根据5：1的泡浆比与水泥浆混合搅拌得到试验用泡沫水泥浆，并测量得到泡沫水泥浆密度Z；
[0016]步骤B：基于实验所计划制备泡沫水泥浆的用量X和泡沫水泥浆密度Z，计算实验所需泡沫的量，泡沫量为0.83X,据此制作发泡液；
[0017]步骤C：在气瓶内填充惰性气体，关闭气瓶阀门，调节气压控制器使得气瓶内气压为0.2kpa；
[0018]步骤D：将气瓶与气体入口管相连接，再气体入口管与T型三通管连通，然后将T型三通管的另外两个分支分别与烧瓶开口处的发泡液入口管和泡沫腔室左下端的开口管道相连通，烧瓶阀门关闭；
[0019]步骤E：基于步骤B实验所需泡沫的量，选择容积合适的泡沫腔室与T型三通管相连通；
[0020]步骤F：同时打开气瓶阀门和烧瓶阀门，关闭泡沫出口管阀门，制备泡沫；
[0021]步骤G：惰性气体在气压推动下，泡沫进入泡沫腔室逐渐上升，通过多孔介质和填充物；
[0022]步骤H：随着孔隙率的逐渐增大，泡沫孔径变大且均匀；
[0023]步骤I：得到细腻，稳定，均匀的水基泡沫，储存在泡沫腔室的内部；
[0024]步骤J：基于泡浆比5：1和水胶比1：2.4，轻质氧化镁15％，粉煤灰25％，水泥60％，计算混合搅拌时所需的水、水泥、轻质氧化镁以及粉煤灰的用量并将其准备好；
[0025]步骤K：将水、水泥、轻质氧化镁以及粉煤灰混合搅拌，配置得到水泥浆；
[0026]步骤L：打开泡沫出口管阀门，将配置好的水泥浆倒入进浆口；
[0027]步骤M：打开电机，中空螺旋杆顺时针旋转，搅拌筒逆时针旋转，泡沫从出泡圆孔排出，并与水泥浆一起螺旋向前运动；
[0028]步骤N：根据密度检测计的读数读出泡沫水泥浆的密度；
[0029]步骤O：根据PH检测计读取泡沫水泥浆的PH值；
[0030]步骤P：制备所得的泡沫水泥浆从出浆口排出，关闭电机；
[0031]步骤Q：得到所需的泡沫水泥浆。
[0032]优选的，制备泡沫水泥浆过程中的计算公式为：
[0033][0034][0035]C＝0.426X
×
Z
[0036]D＝0.1775X
×
Z
[0037]E＝0.1065X
×
Z...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.根据权利要求1所述的一种适用于制备水基泡沫并将其与水泥浆混合搅拌的装置，其特征在于：包括气瓶(1)、烧瓶(6)、泡沫腔室(10)和搅拌筒(21)，所述气瓶(1)内填充惰性气体，所述气瓶(1)的出气口依次与气体入口管(4)和T型三通管(5)相连通，所述T型三通管(5)的另外两端分别与烧瓶(6)开口处的发泡液入口管(9)和泡沫腔室(10)左下端的开口管道相连通，所述烧瓶(6)内装有发泡液，所述烧瓶(6)上设有恒温加热器(7)，所述泡沫腔室(10)内设有多层孔隙率逐渐增大的多孔介质(11)，相邻层多孔介质(11)之间设有填充物(12)，所述泡沫腔室(10)的底部设有排放管(13)，所述泡沫腔室(10)的中上端设有泡沫出口管(14)，所述气瓶(1)的出气口处设有气瓶阀门(3)，所述烧瓶(6)的出口处设有烧瓶阀门(8)，所述泡沫出口管(14)处设有泡沫出口管阀门(15)，所述泡沫出口管(14)与搅拌筒(21)相连通，所述搅拌筒(21)的上端设有进浆口(17)用于输入水泥浆，所述搅拌筒(21)的下端设有出浆口(24)。2.根据权利要求1所述的一种适用于制备水基泡沫并将其与水泥浆混合搅拌的装置，其特征在于：所述搅拌筒(21)横向放置，所述搅拌筒(21)内设有横向放置的中空螺旋杆(22)，所述搅拌筒(21)和所述中空螺旋杆(22)均与轴承(16)的旋转轴相连，所述轴承(16)通过电机(26)供电，所述泡沫出口管(14)伸入到所述搅拌筒(21)内，所述泡沫出口管(14)与所述中空螺旋杆(22)相通，所述中空螺旋杆(22)上均匀设置出泡圆孔(19)。3.根据权利要求2所述的一种适用于制备水基泡沫并将其与水泥浆混合搅拌的装置，其特征在于：所述轴承(16)包括反向转动的内旋转轴和外旋转轴，所述内旋转轴与所述中空螺旋杆(22)相连，所述外旋转轴与所述搅拌筒(21)相连，所述中空螺旋杆(22)的外壁设有若干内轴叶片(18)，所述搅拌筒(21)的内壁上设有若干外轴叶片(20)。4.根据权利要求3所述的一种适用于制备水基泡沫并将其与水泥浆混合搅拌的装置，其特征在于：所述内轴叶片(18)为螺旋状不锈钢叶片，所述外轴叶片(20)为矩形不锈钢叶片。5.根据权利要求3所述的一种适用于制备水基泡沫并将其与水泥浆混合搅拌的装置，其特征在于：所述多孔介质(11)为多层钢丝网，所述填充物(12)为钢棉，均匀填充在相邻层的钢丝网之间。6.根据权利要求4所述的一种适用于制备水基泡沫并将其与水泥浆混合搅拌的装置，其特征在于：所述搅拌筒(21)的右上部设有密度检测计(23)和PH检测计(25)，所述气瓶(1)上设有气压控制器(2)。7.根据权利要求6所述的一种适用于制备水基泡沫并将其与水泥浆混合搅拌的装置，其特征在于：所述搅拌筒(21)上设有矩形孔洞，所述搅拌筒(21)的外侧靠近所述矩形孔洞一边的位置铰接设有矩形板，所述PH检测计(25)可拆卸设置在所述矩形板的内侧，所述搅拌筒(21)的外侧靠近所述矩形孔洞另外三边的位置固定设有凸块，所述凸块设有凹槽，所述矩形板的内侧设有3/4圈凸圈，所述凸圈与所述凹槽相适配，所述凸圈上设有锁孔，所述凸块上设

【专利技术属性】
技术研发人员：丰土根，厉治平，张箭，金嘉鑫，陈子昂，
申请(专利权)人：河海大学，
类型：发明
国别省市：