一种盾构土体改良用泡沫剂泡沫发生装置的制作方法

1.本发明涉及隧道施工盾构机设备领域，尤其是一种盾构土体改良用泡沫剂泡沫发生装置。


背景技术：

2.中国已成为世界上隧道及地下工程建设规模和建设速度第一大国,因此在挖掘过程中盾构机的使用就非常重要。目前所应用的盾构机类型主要为土压平衡式盾构机。随着地下工程的进一步扩大,不同地区的土层性质不同,即地质条件各不相同,而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。当地质条件不适合,就必须向开挖面和压力舱内注入添加剂。土压平衡盾构机专用泡沫剂代表土体改良剂的发展方向,在目前常用的土体改良剂中,泡沫剂是迄今为止最为先进的一种。
3.泡沫剂自身的性能对于土体改良效果影响较大，泡沫性能包括泡沫的大小、发泡倍率、稳定性，一般来说泡沫的半衰期越长、稳定性越好、发泡倍率越大，泡沫性能越好。泡沫性能除了与泡沫剂本身有关外，还与泡沫发生装置的压缩空气压力和流量、溶液的压力和流量、泡沫发生器的结构等有关。


技术实现要素：

4.为克服现有的缺陷，本发明提出了一种盾构土体改良用泡沫剂泡沫发生装置。
5.一种盾构土体改良用泡沫剂泡沫发生装置，包括进气端、进液端、泡沫发生端和电气柜，所述进气端连通泡沫发生端并连接电气柜；进液端连通泡沫发生端并连接电气柜。
6.其中，所述进气端包括空气过滤减压阀、空气流量计、进气端压力传感器、空气调节阀、进气端手动球阀、气动球阀、进气端单向阀，所述空气过滤减压阀、空气流量计、进气端压力传感器、空气调节阀、进气端手动球阀、气动球阀、进气端单向阀依次连通，空气过滤减压阀空气压缩机相连接，泡沫发生端手动球阀与泡沫接受容器连接。
7.其中，所述进液端包括原液箱、原液箱手动球阀、比例泵、气动球阀、进液端单向阀、溶液箱、溶液箱手动球阀、y型过滤器、溶液泵、进液端手动球阀、电磁流量计、进液端压力传感器、进液端手动球阀，所述原液箱、原液箱手动球阀、比例泵、气动球阀、进液端单向阀、溶液箱、溶液箱手动球阀、y型过滤器、溶液泵、进液端手动球阀、电磁流量计、进液端压力传感器、进液端手动球阀依次连接，比例泵连接工业用水端，水与原液的体积比为1：1～10:1。
8.y型过滤器过滤溶液中的杂质
9.其中，所述泡沫发生端包括泡沫发生器和泡沫发生端手动球阀，所述进气端中进气端单向阀连通泡沫发生器；进液端中进液端手动球阀连通泡沫发生器。
10.其中，所述电气柜中设置控制面板并分别控制进气端和进液端。控制面板设定空气流量与溶液流量比例范围为10：1～20:1。
11.优选地，所述原液箱和溶液箱的材质为不锈钢。
12.优选地，所述泡沫发生器的材质为可视化玻璃材料，其外径10cm，壁厚5mm，内部紧密排列直径1mm玻璃球。
13.本实用新型通过一种盾构土体改良用泡沫剂泡沫发生装置，可在实验室制备出符合实际使用要求的泡沫剂，该泡沫发生装置结构简单、易于制造，具有泡沫大小均匀、发泡率高、优异的稳定性，可以高效模拟盾构机泡沫剂泡沫发生装置。
附图说明
14.图1为盾构土体改良用泡沫剂泡沫发生装置示意图。
具体实施方式
15.下面结合附图和具体实施例对本发明提供的一种盾构土体改良用泡沫剂泡沫发生装置进行详细描述。
16.如图1所示，一种盾构土体改良用泡沫剂泡沫发生装置，包括进气端1、进液端2、泡沫发生端3和电气柜4，所述进气端1连通泡沫发生端3并连接电气柜4；进液端2连通泡沫发生端3并连接电气柜4。
17.进气端1包括空气过滤减压阀10、空气流量计11、进气端压力传感器12、空气调节阀13、进气端手动球阀14、气动球阀15、进气端单向阀16，所述空气过滤减压阀10、空气流量计11、进气端压力传感器12、空气调节阀13、进气端手动球阀14、气动球阀15、进气端单向阀16依次连通，空气过滤减压阀10空气压缩机相连接，泡沫发生端手动球阀(32)与泡沫接受容器连接。
18.进液端2包括原液箱21、原液箱手动球阀211、比例泵23、气动球阀24、进液端单向阀25、溶液箱22、溶液箱手动球阀221、y型过滤器222、溶液泵26、进液端手动球阀27、电磁流量计28、进液端压力传感器29、进液端手动球阀30，所述原液箱21、原液箱手动球阀211、比例泵23、气动球阀24、进液端单向阀25、溶液箱22、溶液箱手动球阀221、y型过滤器222、溶液泵26、进液端手动球阀27、电磁流量计28、进液端压力传感器29、进液端手动球阀30依次连接，比例泵23连接工业用水端。
19.泡沫发生端3包括泡沫发生器31和泡沫发生端手动球阀32，所述进气端1中进气端单向阀16连通泡沫发生器31；进液端2中进液端手动球阀30连通泡沫发生器31。
20.所述电气柜4中设置控制面板41并分别控制进气端1和进液端2。
21.所述原液箱21和溶液箱22的材质为不锈钢。
22.所述泡沫发生器31的材质为可视化玻璃材料，其外径10cm，壁厚5mm，内部紧密排列直径1mm玻璃球。
23.使用过程中，开启电源，将泡沫剂原液倒入原液箱，接通水源，接通空压机电源。在电气柜显示屏上设置稀释比例为3％，发泡倍数(空气流量与溶液流量的比例)为10：1，开启运行，溶液箱开始注入溶液，注入总容积2/3后，打开泡沫出口手动开关，喷出泡沫，等到各项流量数值显示稳定后，收集泡沫进行相关性能测试。
24.试验证明，采用本实用新型公开的泡沫发生装置产生的泡沫大小均匀、发泡率高、具有优异的稳定性，可以高效模拟盾构机泡沫剂泡沫发生装置。
25.最后应说明的是，以上实施例仅用以描述本发明的技术方案而不是对本技术方法进行限制，本发明在应用上可以延伸为其他的修改、变化、应用和实施例，并且因此认为所有这样的修改、变化、应用、实施例都在本发明的精神和教导范围内。


技术特征：
1.一种盾构土体改良用泡沫剂泡沫发生装置，包括进气端(1)、进液端(2)、泡沫发生端(3)和电气柜(4)，其特征在于，所述进气端(1)连通泡沫发生端(3)并连接电气柜(4)；进液端(2)连通泡沫发生端(3)并连接电气柜(4)。2.根据权利要求1所述的盾构土体改良用泡沫剂泡沫发生装置，其特征在于，所述进气端(1)包括空气过滤减压阀(10)、空气流量计(11)、进气端压力传感器(12)、空气调节阀(13)、进气端手动球阀(14)、气动球阀(15)、进气端单向阀(16)，所述空气过滤减压阀(10)、空气流量计(11)、进气端压力传感器(12)、空气调节阀(13)、进气端手动球阀(14)、气动球阀(15)、进气端单向阀(16)依次连通，空气过滤减压阀(10)空气压缩机相连接，泡沫发生端手动球阀(32)与泡沫接受容器连接。3.根据权利要求1所述的盾构土体改良用泡沫剂泡沫发生装置，其特征在于，所述进液端(2)包括原液箱(21)、原液箱手动球阀(211)、比例泵(23)、气动球阀(24)、进液端单向阀(25)、溶液箱(22)、溶液箱手动球阀(221)、y型过滤器(222)、溶液泵(26)、进液端手动球阀(27)、电磁流量计(28)、进液端压力传感器(29)、进液端手动球阀(30)，所述原液箱(21)、原液箱手动球阀(211)、比例泵(23)、气动球阀(24)、进液端单向阀(25)、溶液箱(22)、溶液箱手动球阀(221)、y型过滤器(222)、溶液泵(26)、进液端手动球阀(27)、电磁流量计(28)、进液端压力传感器(29)、进液端手动球阀(30)依次连接，比例泵(23)连接工业用水端。4.根据权利要求1、2或3所述的盾构土体改良用泡沫剂泡沫发生装置，其特征在于，所述泡沫发生端(3)包括泡沫发生器(31)和泡沫发生端手动球阀(32)，所述进气端(1)中进气端单向阀(16)连通泡沫发生器(31)；进液端(2)中进液端手动球阀(30)连通泡沫发生器(31)。5.根据权利要求1所述的盾构土体改良用泡沫剂泡沫发生装置，其特征在于，所述电气柜(4)中设置控制面板(41)并分别控制进气端(1)和进液端(2)。6.根据权利要求3所述的盾构土体改良用泡沫剂泡沫发生装置，其特征在于，所述原液箱(21)和溶液箱(22)的材质为不锈钢。7.根据权利要求4所述的盾构土体改良用泡沫剂泡沫发生装置，其特征在于，所述泡沫发生器(31)的材质为可视化玻璃材料，其外径10cm，壁厚5mm，内部紧密排列直径1mm玻璃球。

技术总结
一种盾构土体改良用泡沫剂泡沫发生装置，包括进气端(1)、进液端(2)、泡沫发生端(3)和电气柜(4)，其特征在于，所述进气端(1)连通泡沫发生端(3)并连接电气柜(4)；进液端(2)连通泡沫发生端(3)并连接电气柜(4)，采用本实用新型公开的泡沫发生装置产生的泡沫大小均匀、发泡率高、具有优异的稳定性，可以高效模拟盾构机泡沫剂泡沫发生装置。泡沫剂泡沫发生装置。泡沫剂泡沫发生装置。


技术研发人员：贾恒琼 王涛 祝和权 杜存山 魏曌 李海燕 吴韶亮 石振平 石懿 杜玮 伊钟毓
受保护的技术使用者：中国铁道科学研究院集团有限公司金属及化学研究所
技术研发日：2021.02.02
技术公布日：2022/1/6