一种快速准确测试盾构用泡沫剂半衰期的装置的制作方法

本实用新型涉及土工试验领域，特别涉及一种快速精确测试盾构用泡沫剂半衰期的装置。

背景技术：

土压平衡盾构是目前盾构技术发展中应用最为广泛的一种，它有完善的系统和简便的操作控制界面，能通过调整挖掘模式和挖掘参数维持掌子面的稳定，对周围环境影响小、自动化程度高、施工速度快、优质高效、安全、可靠、环保，并且不受地形、地貌、工程质量、施工进度、环境等方面的影响，尤其适用于地层条件差、地质情况复杂、地下水位高等传统施工不能解决的复杂地质情况。

在盾构施工时，盾构机的刀盘，土压力舱和螺旋排土器中都分布有泡沫注入口，泡沫由盾构机的泡沫发生装置生成，并经这些泡沫注入口注入土中与土体进行混合，根据施工检验和盾构机的制造工艺，注入泡沫的时间约为2～3min。发出的泡沫在与开挖土体混合之前要避免因为泡沫过早衰变，失去对土体的改良作用。此外开挖土体在进入压力舱后被螺旋排土器排出有一个时间过程，这一过程大约的时间间隔为2h，因此应保证泡沫土改良后的性质维持2h，这也是由泡沫土的稳定性决定的。泡沫的稳定性是衡量泡沫剂质量的一个重要指标，泡沫的稳定性受泡沫剂浓度的影响较大，泡沫剂浓度较高则发出的泡沫越稳定。气体流量、气体压强、液体流量、液体压强、环境温度等参数均对泡沫的稳定性有一定的影响。泡沫的消泡率和半衰期是衡量泡沫稳定性的重要参数。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于，克服现有技术的不足，提供一种快速准确测试盾构用泡沫剂半衰期的装置，用于在模拟盾构机推进过程中压强、温度的条件下，实现泡沫剂性能的快速准确测试。

为达到上述目的，本实用新型的解决方案是：

一种快速准确测试盾构用泡沫剂半衰期的装置，该装置包括试验箱、控制系统、操作系统和称量系统；

所述的试验箱为长方体箱体，顶部设置箱盖；

所述的控制系统包括压力控制系统，温度控制系统；

所述的操作系统包括泡沫发生器、衰落杯、泡沫输送管、旋钮、滴落管、三脚架、秒表；泡沫发生器产生的泡沫经泡沫输送管进入衰落杯，泡沫输送管由试验箱顶部进入试验箱，且上下位置可调，使泡沫均匀的分布于衰落杯中，旋钮用于控制滴落管的通断，阀门用于控制泡沫输送管的通断，试验人员可以在试验箱外进行操作；衰落杯置于三脚架上，重力传感器用于测定衰落杯内泡沫的质量，衰落杯侧壁上有刻度值；秒表用于记录衰落杯内泡沫质量减少一半所用的时间；

所述的称量系统安装于试验箱底部，包括废液杯、精密数显电子称量装置，废液杯用于接收衰落杯底部的渗出液，精密数显电子称量装置用于显示衰落杯中的泡沫质量。

进一步地，试验箱设置夹层，夹层中充满水。

温度控制系统通过控制试验箱夹层内水的温度来控制试验的温度，用于模拟不同温度条件；压力控制系统控制试验箱内舱压强，用于模拟不同压强条件。

衰落杯底部呈漏斗形并垫有只能使水通过的均匀布置细孔的钢丝网兜。

进一步地泡沫发生器可以制备不同系列泡沫剂、不同浓度的泡沫。

有益效果

本实用新型能够控制试验压强、温度，来模拟泡沫剂在盾构机推进过程中的条件，操作简便，自动化强度高，受外界环境干扰小，数据结果准确，节约时间，降低试验成本。

附图说明

图1为本实用新型一种快速准确测试盾构用泡沫剂半衰期的装置机构示意图。

图中，1-泡沫发生器，2-泡沫输送管，3-压力控制系统，4-温度控制系统，5-衰落杯，6-滴落管，7-废液杯，8-精密数显电子称量装置，9-旋钮，10-夹层，11-箱体，12-三脚架，13-阀门，14-重力传感器。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型做进一步的说明。以下实施例将有助于本领域技术人员进一步理解本实用新型。应当指出的是，对本领域技术人员来说，在不脱离本实用新型的前提下，还可以作出若干变形和改进。这些都属于本实用新型的保护范围。

请参阅图1，本实用新型提供的一个实施例中，一种快速准确测试盾构用泡沫剂半衰期的装置，该装置包括试验箱、控制系统、操作系统和称量系统。

实验过程

设定模拟温度和模拟压强，温度控制系统控制试验箱夹层中的水温并达到设定值，压力控制系统控制试验箱内舱中的压强并达到设定值。

开启泡沫发生器，开启阀门，泡沫通过泡沫输送管进入衰落杯，衰落杯容积为1400ml，通过上下调整泡沫输送管的位置使泡沫更加均匀的分布在衰落杯中，直到装满为止。精密数显电子称重装置显示衰落杯中泡沫的重量。

试验人员开启旋钮，秒表开始计时，衰落杯中渗出液流入废液杯，直到衰落杯内的重量只剩一半，关闭旋钮，秒表计时结束，秒表记录的时间即为半衰期。

改变温度和压力，反复进行实验，从而得到不同条件下的泡沫的半衰期。

技术特征：

1.一种快速准确测试盾构用泡沫剂半衰期的装置，其特征在于：该装置包括试验箱、控制系统、操作系统和称量系统；

所述的试验箱为长方体箱体（11），顶部设置箱盖；

所述的控制系统包括压力控制系统，温度控制系统；

所述的操作系统包括泡沫发生器（1）、衰落杯（5）、泡沫输送管（2）、旋钮（9）、滴落管（6）、三脚架（12）、阀门（13）、秒表；泡沫发生器（1）产生的泡沫经泡沫输送管（2）进入衰落杯（5），泡沫输送管（2）由试验箱顶部进入试验箱，且上下位置可调，旋钮（9）用于控制滴落管（6）的通断，阀门（13）用于控制泡沫输送管（2）的通断；衰落杯（5）置于三脚架（12）上，重力传感器（14）用于测定衰落杯（5）内泡沫的质量，衰落杯（5）侧壁上有刻度值；秒表用于记录衰落杯（5）内泡沫质量减少一半所用的时间；

所述的称量系统安装于试验箱底部，包括废液杯（7）、精密数显电子称量装置（8），废液杯（7）用于接收衰落杯（5）底部的渗出液，精密数显电子称量装置（8）用于显示衰落杯（5）中的泡沫质量。

2.根据权利要求1所述的一种快速准确测试盾构用泡沫剂半衰期的装置，其特征在于：试验箱设置夹层（10），夹层中充满水。

3.根据权利要求1所述的一种快速准确测试盾构用泡沫剂半衰期的装置，其特征在于：温度控制系统（4）通过控制试验箱夹层内水的温度来控制试验的温度，用于模拟不同温度条件；压力控制系统（3）控制试验箱内舱压强，用于模拟不同压强条件。

4.根据权利要求1所述的一种快速准确测试盾构用泡沫剂半衰期的装置，其特征在于：衰落杯（5）底部呈漏斗形并垫有只能使水通过的均匀布置细孔的钢丝网兜。

技术总结
本实用新型公开了一种快速准确测试盾构用泡沫剂半衰期的装置，包括试验箱、控制系统、操作系统和称量系统。试验箱用于提供实验空间；控制系统用于模拟泡沫剂在盾构机推进过程中的压强、温度条件；操作系统用于完成加装泡沫，渗出液收集，记录时间；称重系统用于测量并显示衰落杯中泡沫的重量。通过记录衰落杯中泡沫重量减少一半所用的时间，实现盾构用泡沫剂半衰期的快速测试。本装置具有操作简单，节约时间，试验成本低，受外界环境干扰小，数据结果准确的优点。

技术研发人员：孔恒;郭飞;高胜雷;张肇潜;张旭光;徐霖;杨伏川;郑青;赵晨阳;樊雅丽;王凯丽;于春波;刘海健;张宝亮;林雪冰;韩春梅;田治州;姜瑜;王亚杰;郝亮;孙博通;张亚珍;王璐;刘雷廷;户迁迁
受保护的技术使用者：北京市政建设集团有限责任公司;北京高新市政工程科技有限公司
技术研发日：2020.03.03
技术公布日：2020.12.04