專利名稱：一種土壓平衡盾構(gòu)施工土體改良試驗(yàn)用泡沫發(fā)生裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種土壓平衡盾構(gòu)施工土體改良試驗(yàn)用泡沫發(fā)生裝置，該裝置可以小規(guī)模生產(chǎn)高質(zhì)量泡沫，可應(yīng)用于室內(nèi)土體改良試驗(yàn)的泡沫生產(chǎn)，用于改良土體的塑性流動(dòng)性，屬于土工試驗(yàn)機(jī)械技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
對(duì)地面施工空間狹小、環(huán)保要求較高的城市來(lái)說(shuō)，土壓平衡盾構(gòu)已成為地鐵隧道開(kāi)挖的首選，幾乎各種地層都有用土壓平衡盾構(gòu)施工的實(shí)例，但隨著應(yīng)用土壓平衡盾構(gòu)施工地層的拓展，施工中遇到了許多問(wèn)題，根本的癥結(jié)在于開(kāi)挖土體常常不能滿足盾構(gòu)施工的要求，掌子面土壓力值不滿足土體穩(wěn)定要求，從而造成一系列施工事故。目前有效的解決方法是對(duì)不同土層選擇合適的添加劑種類及注入量進(jìn)行土體改良，使開(kāi)挖后渣土能滿足盾構(gòu)施工的要求。泡沫是應(yīng)用最廣泛的添加劑，但適用于室內(nèi)土體改良試驗(yàn)的泡沫發(fā)生裝置較少有報(bào)道，中國(guó)專利03221635. 1公布了 “一種土工實(shí)用的氣泡發(fā)泡裝置”，該裝置能滿足室內(nèi)土體改良試驗(yàn)泡沫生產(chǎn)的要求，但只能生產(chǎn)大小相等的一類泡沫，還不能生產(chǎn)不同氣泡大小的泡沫。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于研制一種土壓平衡盾構(gòu)施工土體改良試驗(yàn)用的泡沫發(fā)生裝置，此裝置由兩個(gè)系統(tǒng)組成，即氣體系統(tǒng)和液體系統(tǒng)。氣體系統(tǒng)中是壓縮空氣，液體系統(tǒng)是發(fā)泡液，可以控制各自系統(tǒng)的壓強(qiáng)和流量，然后壓縮空氣和發(fā)泡液充分混合形成氣液混合體，并通過(guò)發(fā)泡器生成泡沫。為了達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型采取了如下技術(shù)方案。本實(shí)用新型包括發(fā)泡液容器、閥門、液體流量計(jì)、氣體流量計(jì)、液體壓力計(jì)、氣體壓力計(jì)、混合器、增壓泵、發(fā)泡器、空氣壓縮機(jī)。其中氣體系統(tǒng)中的壓縮氣體由空氣壓縮機(jī)提供，壓縮氣體由橡膠管輸出，依次連接氣體閥門、氣體流量計(jì)和氣體壓力計(jì)，氣體輸出后連接混合器氣體輸入口。液體系統(tǒng)中的發(fā)泡液放在發(fā)泡液容器中，容器底部開(kāi)口連接橡膠管，橡膠管連接一個(gè)閥門和液體增壓泵， 液體增壓輸出后依次連接閥門、液體流量計(jì)和液體壓力計(jì)，液體輸出后連接混合器的液體輸入口。發(fā)泡液和壓縮空氣在混合器中充分混合，輸出后與發(fā)泡器連接生成泡沫。各個(gè)元件之間都是橡膠管連接而成，發(fā)泡器由兩端開(kāi)口的容器組成，容器內(nèi)設(shè)置鋼絲網(wǎng)使之分割成不同的空間。容器內(nèi)設(shè)置若干層鋼絲網(wǎng)，每層鋼絲網(wǎng)有一定的間距，使得發(fā)泡液充分發(fā)泡， 鋼絲網(wǎng)是可拆卸的，可以更換不同網(wǎng)眼直徑的鋼絲網(wǎng)，生成不同大小的氣泡。本實(shí)用新型具有如下優(yōu)點(diǎn)本實(shí)用新型可以滿足室內(nèi)土體改良試驗(yàn)對(duì)泡沫質(zhì)量和生產(chǎn)速度的要求；具有專門研制的混合器，能充分混合發(fā)泡液和壓縮空氣；發(fā)泡器中的不銹鋼絲網(wǎng)是可拆卸的，可以更換不同網(wǎng)眼直徑的鋼絲網(wǎng)，生成不同大小的氣泡，用于不同種類土體改良；此裝置設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單可行，操作性強(qiáng)，完全可以滿足室內(nèi)土體改良試驗(yàn)對(duì)泡沫質(zhì)量和生產(chǎn)速度的要求。
圖1為本實(shí)用新型一種土壓平衡盾構(gòu)施工土體改良試驗(yàn)用泡沫發(fā)生裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實(shí)用新型混合器結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本實(shí)用新型發(fā)泡器結(jié)構(gòu)示意圖。圖中1、發(fā)泡液容器，2、閥門，3、液體增壓泵，4、液體流量計(jì)，5、液體壓力計(jì)，6、空氣壓縮機(jī)，7、氣體流量計(jì)，8、氣體壓力計(jì)，9、混合器，10、發(fā)泡器，12、液體輸入口，13、氣體輸入口，14、混合物輸出口，15、鋼絲網(wǎng)，17、發(fā)泡器接口，18、容器，19液體閥門，20、氣體閥門。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖1 圖3對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。如圖1所示，本實(shí)用新型所用的壓縮氣體由空氣壓縮機(jī)6提供，氣體壓強(qiáng)最大可以達(dá)到0. 8MPa，依次連接氣體閥門20、氣體流量計(jì)7和氣體壓力計(jì)8，其中通常氣體流量變化范圍是0 30L/min，壓強(qiáng)變化范圍為0 0. 6MPa,氣體輸出后連接混合器9的氣體輸入口 13。發(fā)泡液配置后注入發(fā)泡液容器1中，通過(guò)一個(gè)閥門2后進(jìn)入液體增壓泵3中，液體增壓輸出后依次連接液體閥門19、液體流量計(jì)4和液體壓力計(jì)5，其中液體流量變化范圍是0 600ml/min，壓強(qiáng)變化范圍為0 0.6MPa，液體輸出后連接混合器9液體輸入口 12?？梢酝ㄟ^(guò)調(diào)節(jié)液體、氣體閥門控制液體、氣體的流量和壓強(qiáng)，發(fā)泡液和壓縮空氣在混合器9中的球形空腔里充分混合，輸出后與發(fā)泡器10連接生成泡沫，各個(gè)元件之間都是由橡膠管連接而成。如圖2所示，混合器9是一個(gè)三面有接口的長(zhǎng)方體結(jié)構(gòu)，其中接口與橡膠管相連接。 其中液體輸入口 12處于混合器的左端，氣體輸入口 13位于混合器的左上方，正對(duì)著氣體輸入口 13的是一個(gè)球形空腔，可以使得發(fā)泡液和壓縮氣體充分混合。如圖3所示，發(fā)泡器10 是一個(gè)兩端開(kāi)口的容器18，所述的容器18設(shè)計(jì)成一個(gè)圓柱筒，并且切割成多個(gè)無(wú)底的圓柱筒；相鄰的無(wú)底的圓柱筒之間通過(guò)法蘭固定，鋼絲網(wǎng)設(shè)置在法蘭之間并固定在容器中。法蘭與鋼絲網(wǎng)15的接觸面設(shè)置密封圈，鋼絲網(wǎng)網(wǎng)眼直徑在0. 045mm 0. 15mm之間變化，能根據(jù)要求更換發(fā)泡器10中的鋼絲網(wǎng)15，生產(chǎn)不同直徑大小的氣泡。具體的操作步驟如下1)啟動(dòng)空氣壓縮機(jī)6，關(guān)閉氣體閥門20和發(fā)泡液容器1的出口閥門2，按照發(fā)泡溶液濃度稱取一定的水和發(fā)泡原液，將水和發(fā)泡原液注入發(fā)泡液容器并攪拌均勻；幻打開(kāi)溶液罐的出口閥門2和液體閥門19，啟動(dòng)增壓泵3 (保證液體充滿增壓泵內(nèi)部)，調(diào)整液體閥門19使得液體流量和壓強(qiáng)到設(shè)定值；幻待空氣壓縮機(jī)6的儲(chǔ)氣罐中氣體達(dá)到0. SMPa時(shí)，打開(kāi)氣體閥門20，調(diào)整使得氣體流量和壓強(qiáng)為設(shè)定值，收集生產(chǎn)的泡沫。
權(quán)利要求1.一種土壓平衡盾構(gòu)施工土體改良試驗(yàn)用泡沫發(fā)生裝置，其特征在于此裝置包括發(fā)泡液容器、閥門、液體流量計(jì)、氣體流量計(jì)、液體壓力計(jì)、氣體壓力計(jì)、混合器、增壓泵、發(fā)泡器、空氣壓縮機(jī)；其中空氣壓縮機(jī)(6)通過(guò)橡膠管依次連接氣體閥門(20)、氣體流量計(jì)(7)和氣體壓力計(jì)(8)，然后連接混合器(9)的氣體輸入口(1 ；發(fā)泡液容器(1)通過(guò)橡膠管連接閥門(2)和液體增壓泵(3)，然后依次連接液體閥門(19)、液體流量計(jì)G)、液體壓力計(jì)( 和混合器(9)的液體輸入口(1 ；混合物輸出口(14)連接發(fā)泡器(10)，發(fā)泡器(10)是一個(gè)兩端開(kāi)口的容器(18)，容器(18)內(nèi)設(shè)置鋼絲網(wǎng)(15)使之分割成不同的空間，鋼絲網(wǎng)網(wǎng)眼直徑在 0. 045mm 0. 15mm 之間。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種土壓平衡盾構(gòu)施工土體改良試驗(yàn)用泡沫發(fā)生裝置，其特征在于所述的混合器(9)的接口位置如下，液體輸入口(1 處于混合器的左端，氣體輸入口(1 位于混合器的左上方，靠近液體輸入口(12)，正對(duì)著氣體輸入口(1 的是一個(gè)球形空腔，右邊是混合物輸出口。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種土壓平衡盾構(gòu)施工土體改良試驗(yàn)用泡沫發(fā)生裝置，其特征在于所述的容器(18)設(shè)計(jì)成一個(gè)圓柱筒，并且切割成多個(gè)無(wú)底的圓柱筒；相鄰的無(wú)底的圓柱筒之間通過(guò)法蘭固定，鋼絲網(wǎng)設(shè)置在法蘭之間并固定在容器中。
專利摘要一種土壓平衡盾構(gòu)施工土體改良試驗(yàn)用泡沫發(fā)生裝置，屬于土工試驗(yàn)機(jī)械技術(shù)領(lǐng)域。此裝置由兩個(gè)系統(tǒng)組成，即氣體系統(tǒng)和液體系統(tǒng)。氣體系統(tǒng)由空氣壓縮機(jī)連接閥門、氣體流量計(jì)、壓力計(jì)組成，液體系統(tǒng)由發(fā)泡液容器、液體增壓器、閥門、液體流量計(jì)和壓力計(jì)組成，通過(guò)調(diào)節(jié)液體、氣體閥門調(diào)整各自系統(tǒng)的壓強(qiáng)和流量，壓縮空氣和發(fā)泡液在混合器中充分混合后進(jìn)入發(fā)泡器生成泡沫。此裝置設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單可行，操作性強(qiáng)，完全可以滿足室內(nèi)土體改良試驗(yàn)對(duì)泡沫質(zhì)量和生產(chǎn)速度的要求；本實(shí)用新型具有專門研制的混合器，能充分混合發(fā)泡液和壓縮空氣；發(fā)泡器中的不銹鋼絲網(wǎng)是可拆卸的，可更換不同網(wǎng)眼直徑的鋼絲網(wǎng)，生成不同大小的氣泡，用于不同土體的改良。
文檔編號(hào)B01F3/04GK202113784SQ201120167609
公開(kāi)日2012年1月18日 申請(qǐng)日期2011年5月24日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月24日
發(fā)明者周永攀, 姜厚停, 龔秋明 申請(qǐng)人:北京工業(yè)大學(xué)