一种水泥基气体泡沫流体发生装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种水泥基气体泡沫流体发生装置，包括水基泡沫发生装置和泡沫流体生成装置。所述水基泡沫发生装置的一端设有泡沫液和气源输入口，另一端设有泡沫输出口，通过高速转滚珠轴承与泡沫流体生成装置进行连接。所述泡沫流体生成装置的一端为水基泡沫输入口与水基泡沫发生装置泡沫输出口连接且泡沫流体生成装置侧壁还开有复合胶凝浆液输入口，另一端设有泡沫流体输出口。所述压缩气源导入部件中压缩气体导入的方向与所述发泡剂和稳泡剂预混液导入的方向一致，复合胶凝浆液导入方向与泡沫流体生成方向一致。本实用新型专利技术具有结构简单，发泡方便，生成的水基泡沫和泡沫流体质量好、稳定性高等优点。稳定性高等优点。稳定性高等优点。

【技术实现步骤摘要】
一种水泥基气体泡沫流体发生装置


[0001]本技术涉及水泥基泡沫流体产生装置。

技术介绍

[0002]隧道盾构施工会导致地面发生不同程度的沉降，需要使用注浆技术在开挖侧面与盾构管片之间的空隙内填充砂浆，待砂浆凝固后便可有效地降低地表沉降。但传统浆液由于强度提升慢，从而延长工期，增加施工成本。在矿山工程中也常利用灌浆、注氮气、注泡沫等方式来防治矿井煤自燃，但采用灌浆技术，浆液在采空区会沿着地势低的地方流动、覆盖范围小、不能向高处堆积、易形成“拉沟”现象；采用注氮气技术，氮气具有惰化火区、扩散范围广等特点，但氮气易随漏风逸散，其灭火降温能力也较弱；采用注泡沫技术，虽然泡沫能向高处堆积，但大流量、扩散能力强的泡沫在倾角小的大采空区流动扩散范围也有限，仍不能完全有效地覆盖大采空区的浮煤和漏风裂隙。
[0003]在盾构注浆领域采用二氧化碳泡沫胶凝浆体较传统水泥浆有极大改善。一方面碳化后的产物使得同步注浆浆液具备更加的密实度与强度，轻质的特点使得泡沫同步注浆浆液获得更佳的比重与流动度，另一方面能消耗大量的温室气体，缓解二氧化碳过量排放带来的环境以及气候问题。同时二氧化碳泡沫流体能够很好的解决降温、堵漏、隔热、抗压等问题，其泡沫流体状态能够向高处堆积，覆盖包裹高温煤体进行降温，热稳定性及隔热能力显著，在煤田地表裂隙和井下裂隙中有很好的流动渗透特性，良好的可泵送性，凝固时间可调，凝结固化后形成的固化泡沫孔隙率高，堵漏隔氧、隔热、阻断高温火源区域蔓延，具有一定的抗压强度，能承受部分采动应力变化影响，有效减少煤岩固结体二次裂隙发育。
[0004]目前，用于泡沫胶凝浆液生产的装置还很少，传统混有胶凝材料的泡沫流体产生方式是在胶凝材料中添加发泡剂和稳泡剂后通入空气，氮气等气体在胶凝浆液里进行发泡，发泡过程比较紊乱，发泡程度很难达到最佳状态，泡沫形成不均匀，甚至产物中还有很多发泡剂和稳泡剂的混合颗粒物，发泡剂和稳泡剂利用率不高，发泡浆的发泡倍数低，泡沫质地不均匀稳定，形成的泡沫胶凝流体不理想。在建筑材料领域，预制泡沫和黄泥(水泥和粉煤灰)的混合工艺有所改进。泡沫液和两种高压泥浆液首先在三个通道中混合，然后在静态混合器中反复混合。然而，当一次注入全部泡沫液时，混合阶段的泡沫倍率过高，约为40％，浆液凝结固化过程中易崩裂。此外，由于现场的性能要求，它必须在很短的时间内进行固结和固化，其粘度大大高于典型的泡沫混凝土现浇技术。

技术实现思路

[0005]为了克服上述
技术介绍
中提到的不足和缺陷，本技术提供一种水泥基气体泡沫流体发生装置，可持续不间断产生性能稳定的泡沫流体，该装置具有结构简单，发泡方便，生成的水基泡沫和泡沫流体质量好、稳定性高等优点。
[0006]为实现上述目的，本技术采用以下技术方案：
[0007]一种水泥基气体泡沫流体发生装置，接入泡沫预混液、气源以及复合胶凝浆液，其
特征在于，包括水基泡沫发生装置和泡沫流体生成装置，水基泡沫发生装置的输出口和泡沫流体生成装置的输入口连接。
[0008]所述水基泡沫发生装置为密封腔体，包括节气阀1、节流阀2、发泡网3、发泡塔4及相应管道，发泡塔4的底端设有发泡剂稳泡剂预混液和气源输入口，通过连接管道分别与发泡剂稳泡剂预混液和气源连接，发泡塔4顶端设有泡沫输出口，泡沫输出口与泡沫流体生成装置连接；所述节气阀1设置在气源输入口的连接管道上，所述节流阀2设置在泡沫液输入口的连接管道上；多个不同孔隙的发泡网3按照孔隙率由小到大的顺序由下到上布置在发泡塔4腔室内。
[0009]所述泡沫流体生成装置为密封腔体，包括腔室壳体、高速转滚珠轴承5、导流叶轮6、带有开孔的中空长螺旋杆7、螺旋叶片9和驱动中空长螺旋杆旋转的驱动转动装置10；腔室壳体的一端为输入端，另一端为输出端，输入端有两个输入口，分别为水基泡沫输入口和复合胶凝浆液输入口，水基泡沫输入口与水基泡沫发生装置的泡沫输出口连接，复合胶凝浆液输入口设置在腔室壳体输入端侧壁，输出端设置有泡沫流体输出口；所述中空长螺旋杆7位于腔体中央，其一端通过高速转滚珠轴承5与水基泡沫发生装置的泡沫输出口连接，其另一端与驱动转动装置10连接；所述中空长螺旋杆7上沿水基泡沫输入方向依次设置有导流叶轮6和螺旋叶片9，其中导流叶轮6近复合胶凝浆液输入口，其后为螺旋叶片9；中空长螺旋杆上设置的多个开孔为导流口8。
[0010]所述气源的导入部件中压缩气体导入的方向与所述发泡剂和稳泡剂预混液导入的方向一致，复合胶凝浆液导入方向与泡沫流体生成方向一致。
[0011]进一步地，发泡塔4高65cm，内置三个发泡网，发泡网之间间距为15cm，发泡网为金属铝制作的多孔介质，从下往上孔隙依次为1mm、2.5mm、3.5mm，孔隙分布均匀且发泡塔4侧壁设置有插入口方便发泡网的清理和更换。
[0012]进一步地，所述发泡剂和稳泡剂预混液由水泵进行驱动进入管道，控制水泵转速调节预混液进入管道的压力。气体利用气体储存装置经减压阀控制压强在0.2
‑
0.5MPa进入管道；节气阀1和节流阀2分别控制气源和预混液进入管道。
[0013]进一步地，所述高速转滚珠轴承5连接水基泡沫发生装置输出管道和转动的带有开孔的中空长螺旋杆7，高速转滚珠轴承5外径与水基泡沫发生装置输出管道进行连接，内径与带有开孔的中空长螺旋杆7连接。安装过程中应保证连接的封闭性，内外径滚珠间有间隙通往外界进行密封处理。
[0014]进一步地，所述泡沫流体生成装置的中空长螺旋杆上设置的螺旋叶片9为五圈半螺旋叶片，在中空长螺旋杆7上每圈螺旋叶片螺距中心开有水基泡沫导流口8。
[0015]进一步地，所述导流叶轮6动力叶片安装角度为32
‑
42
°
，动力叶片数量为3
‑
5片。
[0016]进一步地，所述中空长螺旋杆7上每圈螺旋叶片螺距中心开有2
‑
3个水基泡沫导流口且开口方向中心线不通过中空长螺旋杆7的中心线，相邻导流口8间隔60
°
。
[0017]进一步地，所述驱动转动装置10转向应与导流口8喷出水基泡沫引起对中空长螺旋杆7的反作用力的转向保持一致，并且转速不能低于反作用力形成的转速，也不高于20r/min。
[0018]与现有技术相比，本技术的优点在于：
[0019]1.发泡剂、稳泡剂选择可以单一或多种混合，装置适用的气源很多，能够满足众多
不同的需求。
[0020]2.发泡塔三层发泡网孔隙依次增大，保证泡沫发泡的均匀和稳定性，稳泡时间长，破泡率低，在后续与复合胶凝浆液颗粒的接触碰撞过程中结合更紧密。
[0021]3.泡沫流体生成装置在发泡过程中涡流能够完全的转化成为湍流，并按照一定的频率产生涡旋，动能的损失作用在浆液和水基泡沫复合体系上，进而形成泡沫流体。水基泡沫从中空长螺旋杆左侧往右依次由导流口喷出，泡沫射流的反作用力对中空长螺旋杆形成动力矩，提高中空长螺旋杆的转速和稳定性。
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种水泥基气体泡沫流体发生装置，接入泡沫预混液、气源以及复合胶凝浆液，其特征在于，包括水基泡沫发生装置和泡沫流体生成装置，水基泡沫发生装置的输出口和泡沫流体生成装置的输入口连接；所述水基泡沫发生装置为密封腔体，包括节气阀(1)、节流阀(2)、发泡网(3)、发泡塔(4)及相应管道，发泡塔(4)的底端设有发泡剂稳泡剂预混液和气源输入口，通过连接管道分别与发泡剂稳泡剂预混液和气源连接，发泡塔(4)顶端设有泡沫输出口，泡沫输出口与泡沫流体生成装置连接；所述节气阀(1)设置在气源输入口的连接管道上，所述节流阀(2)设置在泡沫液输入口的连接管道上；多个不同孔隙的发泡网(3)按照孔隙率由小到大的顺序由下到上布置在发泡塔(4)腔室内；所述泡沫流体生成装置为密封腔体，包括腔室壳体、高速转滚珠轴承(5)、导流叶轮(6)、带有开孔的中空长螺旋杆(7)、螺旋叶片(9)和驱动中空长螺旋杆旋转的驱动转动装置(10)；腔室壳体的一端为输入端，另一端为输出端，输入端有两个输入口，分别为水基泡沫输入口和复合胶凝浆液输入口，水基泡沫输入口与水基泡沫发生装置的泡沫输出口连接，复合胶凝浆液输入口设置在腔室壳体输入端侧壁，输出端设置有泡沫流体输出口；所述中空长螺旋杆(7)位于腔体中央，其一端通过高速转滚珠轴承(5)与水基泡沫发生装置的泡沫输出口连接，其另一端与驱动转动装置(10)连接；所述中空长螺旋杆(7)上沿水基泡沫输入方向依次设置有导流叶轮(6)和螺旋叶片(9)，其中导流叶轮(6)近复合胶凝浆液输入口，其后为螺旋叶片(9)；中空长螺旋杆上设置的多个开孔为导流口(8)；所述气源的导入部件中压缩气体导入的方向与所述发泡剂和稳泡剂预混液导入的方向一致，复合胶凝浆液导入方向与泡沫流体生成方向一致。2.如权利要求1所述的水泥基气体泡沫流体发生装置，其特征在于，发泡塔(4)高65cm，内置三个发泡网，发泡网之间间距为15cm，发泡网为金属铝制作的多孔介质，从下往上孔隙依次为1mm...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢康，刘功勋，张晴波，洪国军，王费新，尹纪富，梁鑫，金鹏，
申请(专利权)人：中交疏浚技术装备国家工程研究中心有限公司，
类型：新型
国别省市：