一种小型盾构用泡沫剂生产设备的制作方法

本发明涉及地铁工程技术领域，具体涉及一种小型盾构用泡沫剂生产设备。

背景技术：

随着我国各大城市地铁建设的相继开工，土压平衡式盾构已经成为我国城市地铁建设的主流。土压平衡式盾构施工成功的关键是将开挖面切削下来的土体在压力舱内调整成一种“塑性流动状态”，以免开挖土在压力舱内发生闭塞、结饼、喷涌和开挖面失稳等工程事故。泡沫有良好的润滑作用和一定的强度，能够降低压力舱内土体的粘度，增加开挖土的流动性，同时泡沫能够置换土颗粒间隙中的水，提高开挖土的止水性，防止地下水位高的砂地层中“喷涌”现象的发生。

泡沫剂的浓度和添加量对土体的改良效果影响显著，对于小型盾构机来说，内部没有足够的空间用来安装泡沫剂生产设备，一般都是将在盾构机的外侧将泡沫产生然后通过管道注入盾构机中，但泡沫剂产生的泡沫在传输过程中会随着时间的推移迅速破灭、消散，使泡沫的作用降低。

技术实现要素：

本发明目的在于针对现有技术所存在的不足而提供一种小型盾构用泡沫剂生产设备的技术方案，本生产设备直接安装在盾构机的土仓内，缩短了泡沫产生至作用点的距离，能够在盾构机工作的同时将泡沫注入开挖土中，对开挖土进行改良，保证盾构的顺利进行，能够产生稳定又致密的泡沫，能够减少泡沫剂的传输距离，能够保证泡沫的稳定性，从而使泡沫剂对开挖土的改良性能持续时间更久，能够调节压缩空气和泡沫剂的相对流量，控制泡沫的产生倍率，能够节约工程成本，可在一定程度上降低压力舱内土体的流动性，降低排土器的扭矩，有利于稳定掘进。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种小型盾构用泡沫剂生产设备，包括空气控制装置和混合装置，其特征在于：还包括导出装置和安装装置，混合装置固定安装在安装装置上，混合装置包括壳体、第一搅拌器和搅拌室，搅拌室的长度与壳体的长度相匹配，搅拌室的两侧与壳体的内侧壁固定连接，搅拌室的左侧壁上设置有高压喷孔，搅拌室的右侧壁上设置有原料喷孔，搅拌室的底部设置有安装盘，搅拌室内部连接有第二搅拌器，第二搅拌器共设置有两组，壳体的左侧安装有空气控制装置，壳体的右侧连接有原料储存装置，导出装置安装在壳体的顶部，导出装置包括导流组件、分流桶和安装板，分流桶的底部固定安装在安装板上，分流桶的顶部安装有盖板，导流组件均匀安装在分流桶上，导流组件包括喷管、流量控制阀和导板，喷管的端部延伸至分流桶的内部，流量控制阀安装在喷管上，喷管的另一端贯穿固定板，固定板的底部与安装板固定连接，固定板与导板固定连接，喷管延伸至导板的内部；空气控制装置能够提供必需的压缩空气，混合装置用来将来自空气控制装置和原料储存装置的泡沫剂进行充分搅拌是之产生细腻的泡沫，安装装置既可以水平安装在土仓的底部，也可以竖直安装在土仓的侧壁上，能够实现将混合装置直接安装在土仓的内部，减少了泡沫与待作用部位之间的距离，使泡沫与开挖土结合时能够具有更高的活性，壳体用于安装第一搅拌器和搅拌室，原料储存装置中的混合原料通过原料喷孔进入搅拌室中，空气控制装置中的压缩空气经由高压喷孔在搅拌室中释放，压缩空气与雾化的混合原料在搅拌室内得到接触，并在第一搅拌器和第二搅拌器的搅拌作用下进行充分接触形成泡沫，泡沫经由连接在搅拌室上方的导流管进入安装板上的分流桶中，在分流桶中得到短暂停留，根据施工情况的需求，控制流量控制阀的开度调节使泡沫定量从喷管中流出，导板形状各异，能够根据盾构机的形状进行设置，目的是使导板能够直接将喷管中的泡沫引导至盾构机的刀盘、压力板和输送机等处的注入点，使泡沫能够直接作用于目标位置，保证盾构的顺利进行。

进一步，安装装置包括支撑板和支脚，支脚固定安装在支撑板上，支撑板上设置有安装凹槽，支脚共设置有两个，支脚的长度与支撑板的长度相匹配，支脚上设置有螺纹孔，支脚的底面与土仓内壁通过螺柱固定连接；安装装置用于支撑混合装置等，并用于整体与土仓内壁的安装，本装置既可以水平安装在土仓的底部，也可以竖直安装在土仓的侧壁上，支撑板上的安装凹槽用于对混合装置的壳体进行限位作用，壳体安装在安装凹槽内，使安装更加稳固。

进一步，第一搅拌器包括底座、第一转动轴和叶片，底座固定安装在壳体的底侧面上，第一转动轴安装在底座上，第一转动轴穿过搅拌室的底部设置在搅拌室的内部，叶片固定连接在第一转动轴上；第一搅拌器用于对搅拌室内的搅拌作用，能够带动搅拌室内的液体进行水平方向的转动，使压缩空气与原料溶剂充分接触产生泡沫，底座能够固定在壳体上，并与电动设备连接，从而使第一转动轴转动，叶片在跟随第一转动轴转动的过程中会搅动搅拌室的液体，增加泡沫的产量。

进一步，第二搅拌器包括第二转动轴、固定块和平桨板，第二转动轴的两端与搅拌室的内壁连接，固定块固定连接在第二转动轴上，固定块上固定设置有平桨板；第二搅拌器用来对搅拌室内的液体进行搅拌作用，经过第二转动轴的转动作用，使搅拌室内的液体进行竖直方向的转动，能够使搅拌室底部的液体翻转至上方，从而使搅拌室内的液体能够与压缩空气充分的接触，保证了泡沫的产量，使产生的泡沫更加细腻，更具持久性。

进一步，壳体的底部固定连接有延长板，延长板安装在安装凹槽内，延长板的侧面设置有t型限位板，t型限位板的竖直面分别紧贴在壳体的侧面和支撑板的侧面上，t型限位板的水平面紧贴在壳体的底部；延长板用于与安装凹槽的安装而设计，由于壳体与支撑板的尺寸相匹配，因此两者之间的安装困难，通过设计延长板能够放置在安装凹槽中，对壳体起到了限位作用，t型限位板能够从侧面将壳体和支撑板抵靠住，防止壳体和支撑板之间产生移位，保证了本生产设备自身的结构稳定性，从而也保证了混合装置与土仓的安装作用。

进一步，原料储存装置包括第一储罐、第一导管和滞留箱，第一储罐通过安装杆固定连接在壳体上，第一导管穿过壳体延伸至滞留箱内，滞留箱内设置有提升泵，滞留箱的内部设置有第二导管，第二导管的出口设置有喷嘴，第二导管延伸至原料喷孔处；原料储存装置是用于向混合装置提供原料的装置，泡沫剂与水的混合物储存在第一储罐中，能够通过第一导管进入滞留箱内，滞留箱中的原料混合液体能够在提升泵的提升作用下将液体以一定的速度的状态从第二导管导出，并通过喷嘴喷出，能够使喷嘴处喷出的液体以雾状形式进入原料喷孔，经过滞留箱喷出的液体具有一定的动能，能够呈现喷射状，增大了与搅拌室中的压缩空气的接触面积。

进一步，空气控制装置包括压缩空气储罐和第三导管，第三导管将压缩空气储罐与高压喷孔连接；空气控制装置能够提供必需的压缩空气，压缩空气经第三导管从压缩空气储罐导流出，并从高压喷孔处释放至搅拌室内，与搅拌室中从对向喷出的原料雾状液体混合。

进一步，安装板包括底板、垫高板和导流管，导流管安装在底板的底部，导流管的底端穿过壳体并延伸至搅拌室内，垫高板安装在底板的外边缘上，垫高板与底板之间形成导出孔，导流管的顶端延伸至分流桶内部；安装板用来安装导流组件，垫高板将底板的侧边分出至少三个导出孔，垫高板能够将安装板的整体高度托高，为导流组件的安装预留足够的高度，能够在安装板上方有其他结构安装时起到保护导流组件的作用，防止其他结构与导流组件直接接触对导流组件的结构影响破坏，同时也能够为流量控制阀预留出足够的高度进行调节，保证其他结构功能的实现。

进一步，导流组件穿过导出孔，导板的底部设置有连接板，连接板上设置有出孔；导流组件通过导出孔的位置穿出安装板，导出孔的设计能够使导流组件按照一定角度与分流桶安装，使经过分流桶的泡沫导流组件能够将分流桶内的泡沫导流至出孔处，连接板能够与刀盘、压力板和输送机等的注入点连接，使泡沫能够直接作用于待作用部位，减小与外界空气的接触，有利于保持泡沫的稳定性。

本发明由于采用了上述技术方案，具有以下有益效果：

本发明中，空气控制装置能够提供必需的压缩空气，混合装置用来将来自空气控制装置和原料储存装置的泡沫剂进行充分搅拌是之产生细腻的泡沫，安装装置既可以水平安装在土仓的底部，也可以竖直安装在土仓的侧壁上，能够实现将混合装置直接安装在土仓的内部，减少了泡沫与待作用部位之间的距离，使泡沫与开挖土结合时能够具有更高的活性，壳体用于安装第一搅拌器和搅拌室，原料储存装置中的混合原料通过原料喷孔进入搅拌室中，空气控制装置中的压缩空气经由高压喷孔在搅拌室中释放，压缩空气与雾化的混合原料在搅拌室内得到接触，并在第一搅拌器和第二搅拌器的搅拌作用下进行充分接触形成泡沫，泡沫经由连接在搅拌室上方的导流管进入安装板上的分流桶中，在分流桶中得到短暂停留，根据施工情况的需求，控制流量控制阀的开度调节使泡沫定量从喷管中流出，导板形状各异，能够根据盾构机的形状进行设置，目的是使导板能够直接将喷管中的泡沫引导至盾构机的刀盘、压力板和输送机等处的注入点，使泡沫能够直接作用于目标位置，保证盾构的顺利进行。

本发明目的在于针对现有技术所存在的不足而提供一种小型盾构用泡沫剂生产设备的技术方案，本生产设备直接安装在盾构机的土仓内，缩短了泡沫产生至作用点的距离，能够在盾构机工作的同时将泡沫注入开挖土中，对开挖土进行改良，保证盾构的顺利进行，能够产生稳定又致密的泡沫，能够减少泡沫剂的传输距离，能够保证泡沫的稳定性，从而使泡沫剂对开挖土的改良性能持续时间更久，能够调节压缩空气和泡沫剂的相对流量，控制泡沫的产生倍率，能够节约工程成本，可在一定程度上降低压力舱内土体的流动性，降低排土器的扭矩，有利于稳定掘进。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步说明：

图1为本发明一种小型盾构用泡沫剂生产设备的结构示意图；

图2为本发明中安装装置的结构示意图；

图3为本发明中导出装置的结构示意图；

图4为本发明中混合装置的内部结构示意图；

图5为本发明中搅拌室的内部结构示意图；

图6为本发明中原料储存装置与壳体的连接示意图。

图中：1-空气控制装置；2-混合装置；3-导出装置；4-安装装置；5-壳体；6-第一搅拌器；7-搅拌室；8-高压喷孔；9-原料喷孔；10-安装盘；11-第一转动轴；12-第二搅拌器；13-原料储存装置；14-导流组件；15-分流桶；16-安装板；17-盖板；18-喷管；19-流量控制阀；20-导板；21-固定板；22-支撑板；23-支脚；24-安装凹槽；25-螺纹孔；26-底座；27-叶片；28-第二转动轴；29-固定块；30-平桨板；31-延长板；32-t型限位板；33-第一储罐；34-第一导管；35-滞留箱；36-安装杆；37-第二导管；38-喷嘴；39-压缩空气储罐；40-连接板；41-底板；42-垫高板；43-导流管；44-导出孔。

具体实施方式

如图1至图6示，为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种小型盾构用泡沫剂生产设备，包括空气控制装置1和混合装置2，还包括导出装置3和安装装置4，混合装置2固定安装在安装装置4上，混合装置2包括壳体5、第一搅拌器6和搅拌室7，搅拌室7的长度与壳体5的长度相匹配，搅拌室7的两侧与壳体5的内侧壁固定连接，搅拌室7的左侧壁上设置有高压喷孔8，搅拌室7的右侧壁上设置有原料喷孔9，搅拌室7的底部设置有安装盘10，搅拌室7内部连接有第二搅拌器12，第二搅拌器12共设置有两组，壳体5的左侧安装有空气控制装置1，壳体5的右侧连接有原料储存装置13，导出装置3安装在壳体5的顶部，导出装置3包括导流组件14、分流桶15和安装板16，分流桶15的底部固定安装在安装板16上，分流桶15的顶部安装有盖板17，导流组件14均匀安装在分流桶15上，导流组件14包括喷管18、流量控制阀19和导板20，喷管18的端部延伸至分流桶15的内部，流量控制阀19安装在喷管18上，喷管18的另一端贯穿固定板21，固定板21的底部与安装板16固定连接，固定板21与导板20固定连接，喷管18延伸至导板20的内部；空气控制装置1能够提供必需的压缩空气，混合装置2用来将来自空气控制装置1和原料储存装置13的泡沫剂进行充分搅拌是之产生细腻的泡沫，安装装置4既可以水平安装在土仓的底部，也可以竖直安装在土仓的侧壁上，能够实现将混合装置2直接安装在土仓的内部，减少了泡沫与待作用部位之间的距离，使泡沫与开挖土结合时能够具有更高的活性，壳体5用于安装第一搅拌器6和搅拌室7，原料储存装置13中的混合原料通过原料喷孔9进入搅拌室7中，空气控制装置1中的压缩空气经由高压喷孔8在搅拌室7中释放，压缩空气与雾化的混合原料在搅拌室7内得到接触，并在第一搅拌器6和第二搅拌器12的搅拌作用下进行充分接触形成泡沫，泡沫经由连接在搅拌室7上方的导流管43进入安装板16上的分流桶15中，在分流桶15中得到短暂停留，根据施工情况的需求，控制流量控制阀19的开度调节使泡沫定量从喷管18中流出，导板20形状各异，能够根据盾构机的形状进行设置，目的是使导板20能够直接将喷管18中的泡沫引导至盾构机的刀盘、压力板和输送机等处的注入点，使泡沫能够直接作用于目标位置，保证盾构的顺利进行。安装装置4包括支撑板22和支脚23，支脚23固定安装在支撑板22上，支撑板22上设置有安装凹槽24，支脚23共设置有两个，支脚23的长度与支撑板22的长度相匹配，支脚23上设置有螺纹孔25，支脚23的底面与土仓内壁通过螺柱固定连接；安装装置4用于支撑混合装置2等，并用于整体与土仓内壁的安装，本装置既可以水平安装在土仓的底部，也可以竖直安装在土仓的侧壁上，支撑板22上的安装凹槽24用于对混合装置2的壳体5进行限位作用，壳体5安装在安装凹槽24内，使安装更加稳固。第一搅拌器6包括底座26、第一转动轴11和叶片27，底座26固定安装在壳体5的底侧面上，第一转动轴11安装在底座26上，第一转动轴11穿过搅拌室7的底部设置在搅拌室7的内部，叶片27固定连接在第一转动轴11上；第一搅拌器6用于对搅拌室7内的搅拌作用，能够带动搅拌室7内的液体进行水平方向的转动，使压缩空气与原料溶剂充分接触产生泡沫，底座26能够固定在壳体5上，并与电动设备连接，从而使第一转动轴11转动，叶片27在跟随第一转动轴11转动的过程中会搅动搅拌室7的液体，增加泡沫的产量。第二搅拌器12包括第二转动轴28、固定块29和平桨板30，第二转动轴28的两端与搅拌室7的内壁连接，固定块29固定连接在第二转动轴28上，固定块29上固定设置有平桨板30；第二搅拌器12用来对搅拌室7内的液体进行搅拌作用，经过第二转动轴28的转动作用，使搅拌室7内的液体进行竖直方向的转动，能够使搅拌室7底部的液体翻转至上方，从而使搅拌室7内的液体能够与压缩空气充分的接触，保证了泡沫的产量，使产生的泡沫更加细腻，更具持久性。壳体5的底部固定连接有延长板31，延长板31安装在安装凹槽24内，延长板31的侧面设置有t型限位板32，t型限位板32的竖直面分别紧贴在壳体5的侧面和支撑板22的侧面上，t型限位板32的水平面紧贴在壳体5的底部；延长板31用于与安装凹槽24的安装而设计，由于壳体5与支撑板22的尺寸相匹配，因此两者之间的安装困难，通过设计延长板31能够放置在安装凹槽24中，对壳体5起到了限位作用，t型限位板32能够从侧面将壳体5和支撑板22抵靠住，防止壳体5和支撑板22之间产生移位，保证了本生产设备自身的结构稳定性，从而也保证了混合装置2与土仓的安装作用。原料储存装置13包括第一储罐33、第一导管34和滞留箱35，第一储罐33通过安装杆36固定连接在壳体5上，第一导管34穿过壳体5延伸至滞留箱35内，滞留箱35内设置有提升泵，滞留箱35的内部设置有第二导管37，第二导管37的出口设置有喷嘴38，第二导管37延伸至原料喷孔9处；原料储存装置13是用于向混合装置2提供原料的装置，泡沫剂与水的混合物储存在第一储罐33中，能够通过第一导管34进入滞留箱35内，滞留箱35中的原料混合液体能够在提升泵的提升作用下将液体以一定的速度的状态从第二导管37导出，并通过喷嘴38喷出，能够使喷嘴38处喷出的液体以雾状形式进入原料喷孔9，经过滞留箱35喷出的液体具有一定的动能，能够呈现喷射状，增大了与搅拌室7中的压缩空气的接触面积。空气控制装置1包括压缩空气储罐39和第三导管，第三导管将压缩空气储罐39与高压喷孔8连接；空气控制装置1能够提供必需的压缩空气，压缩空气经第三导管从压缩空气储罐39导流出，并从高压喷孔8处释放至搅拌室7内，与搅拌室7中从对向喷出的原料雾状液体混合。安装板16包括底板41、垫高板42和导流管43，导流管43安装在底板41的底部，导流管43的底端穿过壳体5并延伸至搅拌室7内，垫高板42安装在底板41的外边缘上，垫高板42与底板41之间形成导出孔44，导流管43的顶端延伸至分流桶15内部；安装板16用来安装导流组件14，垫高板42将底板41的侧边分出至少三个导出孔44，垫高板42能够将安装板16的整体高度托高，为导流组件14的安装预留足够的高度，能够在安装板16上方有其他结构安装时起到保护导流组件14的作用，防止其他结构与导流组件14直接接触对导流组件14的结构影响破坏，同时也能够为流量控制阀19预留出足够的高度进行调节，保证其他结构功能的实现。导流组件14穿过导出孔44，导板20的底部设置有连接板40，连接板40上设置有出孔；导流组件14通过导出孔44的位置穿出安装板16，导出孔44的设计能够使导流组件14按照一定角度与分流桶15安装，使经过分流桶15的泡沫导流组件14能够将分流桶15内的泡沫导流至出孔处，连接板40能够与刀盘、压力板和输送机等的注入点连接，使泡沫能够直接作用于待作用部位，减小与外界空气的接触，有利于保持泡沫的稳定性。

本发明由于采用了上述技术方案，具有以下有益效果：

本发明中，空气控制装置1能够提供必需的压缩空气，混合装置2用来将来自空气控制装置1和原料储存装置13的泡沫剂进行充分搅拌是之产生细腻的泡沫，安装装置4既可以水平安装在土仓的底部，也可以竖直安装在土仓的侧壁上，能够实现将混合装置2直接安装在土仓的内部，减少了泡沫与待作用部位之间的距离，使泡沫与开挖土结合时能够具有更高的活性，壳体5用于安装第一搅拌器6和搅拌室7，原料储存装置13中的混合原料通过原料喷孔9进入搅拌室7中，空气控制装置1中的压缩空气经由高压喷孔8在搅拌室7中释放，压缩空气与雾化的混合原料在搅拌室7内得到接触，并在第一搅拌器6和第二搅拌器12的搅拌作用下进行充分接触形成泡沫，泡沫经由连接在搅拌室7上方的导流管43进入安装板16上的分流桶15中，在分流桶15中得到短暂停留，根据施工情况的需求，控制流量控制阀19的开度调节使泡沫定量从喷管18中流出，导板20形状各异，能够根据盾构机的形状进行设置，目的是使导板20能够直接将喷管18中的泡沫引导至盾构机的刀盘、压力板和输送机等处的注入点，使泡沫能够直接作用于目标位置，保证盾构的顺利进行。

本发明目的在于针对现有技术所存在的不足而提供一种小型盾构用泡沫剂生产设备的技术方案，本生产设备直接安装在盾构机的土仓内，缩短了泡沫产生至作用点的距离，能够在盾构机工作的同时将泡沫注入开挖土中，对开挖土进行改良，保证盾构的顺利进行，能够产生稳定又致密的泡沫，能够减少泡沫剂的传输距离，能够保证泡沫的稳定性，从而使泡沫剂对开挖土的改良性能持续时间更久，能够调节压缩空气和泡沫剂的相对流量，控制泡沫的产生倍率，能够节约工程成本，可在一定程度上降低压力舱内土体的流动性，降低排土器的扭矩，有利于稳定掘进。

以上仅为本发明的具体实施例，但本发明的技术特征并不局限于此。任何以本发明为基础，为实现基本相同的技术效果，所作出地简单变化、等同替换或者修饰等，皆涵盖于本发明的保护范围之中。