專利名稱：一種盾構(gòu)機(jī)泡沫注射系統(tǒng)及其工作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種盾構(gòu)機(jī)的輔助系統(tǒng)，特別是一種盾構(gòu)機(jī)泡沫注射系統(tǒng)及其工作方法。
背景技術(shù)：
近年來，我國城市地下交通建設(shè)發(fā)展迅速。作為一種高效的地下暗挖隧道專用工程機(jī)械，盾構(gòu)機(jī)已經(jīng)成為城市地鐵、隧道建設(shè)中不可或缺的工具。盾構(gòu)機(jī)施工過程中，大多數(shù)地層都需要進(jìn)行有效的土體改良來保證施工的順利進(jìn)行，其中向土體加注泡沫是非常有效的土體改良方法。通常，盾構(gòu)機(jī)的泡沫注射系統(tǒng)是用一個(gè)大流量的離心泵向主管路泵輸送產(chǎn)生泡沫所需的水。水與泡沫劑充分混合后產(chǎn)生泡沫，然后被注射到不同的注入點(diǎn)，經(jīng)泡沫調(diào)節(jié)后的土壤具有良好的流動性和塑性以及防水滲透性，極大地?cái)U(kuò)大了盾構(gòu)機(jī)適宜開挖的土壤范圍，同時(shí)大大降低了刀盤扭矩，減少了刀具的磨損。因此，目前泡沫注射系統(tǒng)成為盾構(gòu)機(jī)主要的輔助系統(tǒng)之一。但現(xiàn)有技術(shù)存在以下缺點(diǎn)I、泡沫劑的發(fā)散效果不好。2、泡沫注射壓力低，對待掘土體、土倉中渣土等潤滑效果不夠。3、泡沫管路較易堵塞，影響泡沫注射系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

發(fā)明內(nèi)容
為了避免上述技術(shù)中存在的缺點(diǎn)和不足之處，本發(fā)明的目的是要設(shè)計(jì)一種可提高泡沫劑發(fā)散效果、增加泡沫注射壓力、避免泡沫管路堵塞的盾構(gòu)機(jī)泡沫注射系統(tǒng)及其工作方法。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下—種盾構(gòu)機(jī)泡沫注射系統(tǒng),包括供液系統(tǒng)、供氣系統(tǒng)、計(jì)量調(diào)節(jié)和泡沫發(fā)生系統(tǒng)；所述的供液系統(tǒng)包括泡沫劑罐、泡沫劑計(jì)量泵、泡沫劑計(jì)量泵安全閥、靜態(tài)混合器、供水泵和清洗泵，所述的泡沫劑罐的出口通過管線經(jīng)截止閥A、泡沫劑計(jì)量泵、單向閥A 與靜態(tài)混合器的入口連接，所述的泡沫劑計(jì)量泵安全閥的一端連接泡沫劑罐、另一端連接到泡沫劑計(jì)量泵與單向閥A之間的管線上；所述的供水泵的入口通過管線經(jīng)截止閥B、過濾器與來水管線連接，其出口通過管線經(jīng)液體流量計(jì)A、單向閥B與靜態(tài)混合器的入口連接； 所述的清洗泵的一端經(jīng)單向閥C連接到計(jì)量調(diào)節(jié)和泡沫發(fā)生系統(tǒng)的出口泡沫管線上，其另一端通過管線經(jīng)截止閥C、壓力表A連接到供水泵和截止閥B之間的管線上；所述的靜態(tài)混合器的出口與計(jì)量調(diào)節(jié)和泡沫發(fā)生系統(tǒng)的供液泵的入口連接；所述的靜態(tài)混合器包括靜態(tài)混合器殼體、折流體，所述的折流體由折流板A、折流板B、芯桿組成，折流板A和折流板B依次焊接在芯桿上，每相鄰兩層折流板方向相反，折流體最上端折流板和最下端折流板分別焊在靜態(tài)混合器殼體上；所述的供氣系統(tǒng)包括截止閥D、壓力表B及來氣管線，所述的來氣管線經(jīng)截止閥D 和壓力表B與計(jì)量調(diào)節(jié)和泡沫發(fā)生系統(tǒng)的氣體流量計(jì)的一端連接；
所述的計(jì)量調(diào)節(jié)和泡沫發(fā)生系統(tǒng)包括供液泵、液體計(jì)量調(diào)節(jié)閥、液體流量計(jì)B、氣體流量計(jì)、氣體劑量調(diào)節(jié)閥、泡沫發(fā)生器，所述的供液泵的出口通過管線經(jīng)液體流量計(jì)B、壓力表C、截止閥E、單向閥D連接到泡沫發(fā)生器的入口，泡沫發(fā)生器的出口泡沫管線上安裝有單向閥E ;所述的供液泵的入口端安裝有液體壓力傳感器；所述的氣體流量計(jì)的一端安裝有氣體壓力傳感器，另一端經(jīng)氣體劑量調(diào)節(jié)閥、單向閥F、截止閥F連接到泡沫發(fā)生器的入 Π ；所述的泡沫發(fā)生器由泡沫發(fā)生器殼體、內(nèi)支架和陶瓷管填料組成，內(nèi)支架焊接在泡沫發(fā)生器殼體內(nèi)，用于支撐泡沫發(fā)生器殼體內(nèi)不同高度處的填料，陶瓷管填料規(guī)格為 φ3/φ1·3χ10;本發(fā)明所述的清洗泵和單向閥C組成清洗泵組件，所述的供液泵、液體流量計(jì)B、 壓力表C、截止閥Ε、單向閥D、泡沫發(fā)生器和單向閥E組成泡沫發(fā)生器組件，所述的氣體流量計(jì)、氣體劑量調(diào)節(jié)閥、單向閥F和截止閥F組成氣體劑量調(diào)節(jié)閥組件；所述的清洗泵組件、泡沫發(fā)生器組件和氣體劑量調(diào)節(jié)閥組件均有4組；所述的4組清洗泵組件的入口管線并聯(lián)后通過管線經(jīng)截止閥C、壓力表連接到供水泵和截止閥B之間的管線上，其出口端連接到對應(yīng)的泡沫發(fā)生器組件的出口管線上；所述的多組泡沫發(fā)生器組件的入口管線并聯(lián)后與靜態(tài)混合器的出口管線連接；所述的氣體劑量調(diào)節(jié)閥組件入口管線并聯(lián)后與供氣系統(tǒng)的出口管線連接，其出口端連接到對應(yīng)的泡沫發(fā)生器組件的出口管線上。一種盾構(gòu)機(jī)泡沫注射系統(tǒng)的工作方法，包括以下步驟Α、泡沫液配置泡沫劑計(jì)量泵將泡沫劑從泡沫劑罐中泵出，并與來水管線進(jìn)來的水根據(jù)自動控制系統(tǒng)提供的泡沫液濃度指令進(jìn)行混合，形成泡沫液，泡沫液進(jìn)入靜態(tài)混合器并形成充分混合的泡沫液；所述的泡沫液濃度為泡沫劑體積與水體積之間的比值；B、泡沫生成經(jīng)靜態(tài)混合器充分混合后的泡沫液由供液泵輸送給泡沫發(fā)生器，同時(shí)供氣系統(tǒng)將空氣輸送到泡沫發(fā)生器中，泡沫液和空氣在泡沫發(fā)生器內(nèi)部陶瓷管填料的作用下充分混合產(chǎn)生泡沫；所述的供氣系統(tǒng)在空氣進(jìn)入泡沫發(fā)生器前要經(jīng)過氣體流量計(jì)和氣體計(jì)量調(diào)節(jié)閥，氣體計(jì)量調(diào)節(jié)閥根據(jù)氣體流量計(jì)測量的流量值按照泡沫膨脹率進(jìn)行流量控制，泡沫液和調(diào)節(jié)后空氣混合產(chǎn)生泡沫；所述的泡沫膨脹率是產(chǎn)生的泡沫體積與泡沫液的體積之比，膨脹率越高，泡沫的發(fā)泡效果越好；C、管路清洗當(dāng)泡沫停止注射時(shí)，供液系統(tǒng)中的供水泵關(guān)閉，清洗泵啟動，向泡沫管線輸送一定壓力的清水，泡沫管線不斷有流體流出，可避免泡沫管線堵塞。本發(fā)明所述的泡沫液濃度為2% -5%。本發(fā)明所述的泡沫膨脹率為5-20。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果I、由于本發(fā)明靜態(tài)混合器采用折流體結(jié)構(gòu)，折流體的作用是增加泡沫液的運(yùn)動梯度，不僅使泡沫液不斷地被分割、移動、重新匯合，還會在斷面方向產(chǎn)生渦流，對泡沫液產(chǎn)生很強(qiáng)的剪切力，使泡沫液進(jìn)一步分割混合，最終形成所需要的乳化液，為泡沫發(fā)生器形成高質(zhì)量的泡沫奠定了基礎(chǔ)，使泡沫劑的混合效果提高了 10%。2、由于本發(fā)明的泡沫發(fā)生器內(nèi)部具有陶瓷管填料，陶瓷管填料具有良好的親水性，表面可形成極薄的液膜，液膜的湍動及結(jié)構(gòu)的傾斜曲折能促進(jìn)氣體加快流動，增大了泡沫液與空氣的接觸面積，使進(jìn)入泡沫發(fā)生器內(nèi)的泡沫液和空氣充分混合，有利于形成泡沫。
3、由于本發(fā)明在泡沫管線上各增加了一臺供液泵提高泡沫的輸送壓力，因此泡沫注射壓力高，減少了盾構(gòu)機(jī)故障率，節(jié)省了大量的運(yùn)行維修成本。4、由于本發(fā)明采用了增加一條與泡沫管線并聯(lián)的清洗回路，由清洗泵向泡沫管線輸送工業(yè)用水，這種方法不僅可以避免泡沫管線堵塞，而且工作量小、成本低、可靠性高。


本發(fā)明共有4幅附圖。其中圖I是盾構(gòu)機(jī)泡沫注射系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是靜態(tài)混合器結(jié)構(gòu)示意圖。圖3是泡沫發(fā)生器結(jié)構(gòu)示意圖。圖4是盾構(gòu)機(jī)泡沫注射系統(tǒng)的工藝流程示意圖。圖中1、泡沫劑罐，2、截止閥A，3、泡沫劑計(jì)量泵，4、泡沫劑計(jì)量泵安全閥，5、單向閥A，6、來水管線，7、過濾器，8、截止閥B，9、供水泵，IO、液體流量計(jì)A，11、單向閥B，12、靜態(tài)混合器，13、壓力表A，14、截止閥C，15、清洗泵，16、單向閥C，17、來氣管線，18、截止閥D，19、 壓力表B，20、液體壓力傳感器，21、供液泵，22、液體流量計(jì)B，23、液體計(jì)量調(diào)節(jié)閥，24、壓力表C，25、截止閥E，26、單向閥D，27、泡沫發(fā)生器，28、泡沫管線，29、單向閥E，30、氣體壓力傳感器，31、氣體流量計(jì)，32、氣體計(jì)量調(diào)節(jié)閥，33、單向閥F，34、截止閥F，35、靜態(tài)混合器殼體，36、折流體，37、芯桿，38、折流板A，39、折流板B，40、泡沫發(fā)生器殼體，41、內(nèi)支架，42、陶瓷管填料。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。如圖1-3所示，一種盾構(gòu)機(jī)泡沫注射系統(tǒng)， 包括供液系統(tǒng)、供氣系統(tǒng)、計(jì)量調(diào)節(jié)和泡沫發(fā)生系統(tǒng)；所述的供液系統(tǒng)包括泡沫劑罐I、泡沫劑計(jì)量泵3、泡沫劑計(jì)量泵安全閥4、靜態(tài)混合器12、供水泵9、清洗泵15，所述的泡沫劑罐I的出口通過管線經(jīng)截止閥A2、泡沫劑計(jì)量泵3、單向閥A5與靜態(tài)混合器12的入口連接，所述的泡沫劑計(jì)量泵安全閥4的一端連接泡沫劑罐I、另一端連接到泡沫劑計(jì)量泵3與單向閥A5之間的管線上；所述的供水泵9的入口通過管線經(jīng)截止閥B8、過濾器7與來水管線6連接，其出口通過管線經(jīng)液體流量計(jì)A10、單向閥Bll與靜態(tài)混合器12的入口連接；所述的清洗泵15的一端經(jīng)單向閥C16連接到計(jì)量調(diào)節(jié)和泡沫發(fā)生器系統(tǒng)的出口泡沫管線28上，其另一端通過管線經(jīng)截止閥C14、壓力表A13 連接到供水泵9和截止閥B8之間的管線上；所述的靜態(tài)混合器12的出口與計(jì)量調(diào)節(jié)和泡沫發(fā)生系統(tǒng)的供液泵21的入口連接；所述的靜態(tài)混合器12包括靜態(tài)混合器殼體35、折流體36，所述的折流體由折流板 A38、折流板B39、芯桿37組成，折流板A38和折流板B39依次焊接在芯桿37上，每相鄰兩層折流板方向相反，折流體36最上端折流板和最下端折流板分別焊在靜態(tài)混合器殼體35 上，所述的折流體36的作用是增加泡沫液的運(yùn)動梯度，不僅使泡沫液不斷地被分割、移動、 重新匯合，還會在斷面方向產(chǎn)生渦流，對泡沫液產(chǎn)生很強(qiáng)的剪切力，使泡沫液進(jìn)一步分割混合，最終形成所需要的乳化液，為泡沫發(fā)生器27形成高質(zhì)量的泡沫奠定了基礎(chǔ)。所述的供氣系統(tǒng)包括截止閥D18、壓力表B19及來氣管線17，所述的來氣管線17經(jīng)截止閥D18和壓力表B19與計(jì)量調(diào)節(jié)和泡沫發(fā)生系統(tǒng)的氣體流量計(jì)31的一端連接；所述的計(jì)量調(diào)節(jié)和泡沫發(fā)生系統(tǒng)包括供液泵21、液體計(jì)量調(diào)節(jié)閥23、液體流量計(jì) B22、氣體流量計(jì)31、氣體計(jì)量調(diào)節(jié)閥32、泡沫發(fā)生器27，所述的供液泵21的出口通過管線經(jīng)液體流量計(jì)B22、壓力表C24、截止閥E25、單向閥D26連接到泡沫發(fā)生器27的入口，泡沫發(fā)生器27的出口泡沫管線28上安裝有單向閥E29 ;所述的供液泵21的入口端安裝有液體壓力傳感器20 ;所述的氣體流量計(jì)31的一端安裝有氣體壓力傳感器30，另一端經(jīng)氣體計(jì)量調(diào)節(jié)閥32、單向閥F33、截止閥F34連接到泡沫發(fā)生器27的入口 ；所述的泡沫發(fā)生器27由泡沫發(fā)生器殼體40、內(nèi)支架41、陶瓷管填料42構(gòu)成，內(nèi)支架焊接在泡沫發(fā)生器殼體40內(nèi)，用于支撐泡沫發(fā)生器殼體40內(nèi)不同高度處的陶瓷管填料 42，陶瓷管填料42規(guī)格為φ3/φ1.3><10，陶瓷管填料42具有良好的親水性，表面可形成極薄的液膜，液膜的湍動及結(jié)構(gòu)的傾斜曲折能促進(jìn)氣體加快流動，增大了泡沫液與空氣的接觸面積，利于泡沫形成；本發(fā)明所述的清洗泵15和單向閥C16組成清洗泵組件，所述的供液泵21、液體流量計(jì)Β22、壓力表C24、截止閥Ε25、單向閥D26、泡沫發(fā)生器27和單向閥Ε29組成泡沫發(fā)生器組件，所述的氣體流量計(jì)31、氣體計(jì)量調(diào)節(jié)閥32、單向閥F33和截止閥F34組成氣體計(jì)量調(diào)節(jié)閥組件；所述的清洗泵組件、泡沫發(fā)生器組件和氣體計(jì)量調(diào)節(jié)閥組件均有4組；所述的 4組清洗泵組件的入口管線并聯(lián)后通過管線經(jīng)截止閥C14、壓力表Α13連接到供水泵9和截止閥Β8之間的管線上，其出口端連接到對應(yīng)的泡沫發(fā)生器組件的出口泡沫管線28上；所述的4組泡沫發(fā)生器組件的入口管件并聯(lián)后與供氣系統(tǒng)的出口管線連接，其出口端連接到對應(yīng)的泡沫發(fā)生器組件的出口泡沫管線28上。所述的計(jì)量調(diào)節(jié)和泡沫發(fā)生系統(tǒng)中的供液泵21用于向泡沫發(fā)生器27輸送經(jīng)靜態(tài)混合器12充分混合后的泡沫液，增大了泡沫的注射壓力；如圖4所示，一種盾構(gòu)機(jī)泡沫注射系統(tǒng)的工作方法，包括以下步驟Α、泡沫液配置泡沫劑計(jì)量泵3將泡沫劑從泡沫劑罐I中泵出，并與來水管線6進(jìn)來的水根據(jù)自動控制系統(tǒng)提供的泡沫液濃度指令進(jìn)行混合，形成泡沫液，泡沫液進(jìn)入靜態(tài)混合器12并形成充分混合的泡沫液；所述的泡沫液濃度為泡沫劑體積與水體積之間的比值；B、泡沫生成經(jīng)靜態(tài)混合器12充分混合后的泡沫液由供液泵21輸送給泡沫發(fā)生器27，同時(shí)供氣系統(tǒng)將空氣輸送到泡沫發(fā)生器27中，泡沫液和空氣在泡沫發(fā)生器27內(nèi)部陶瓷管填料42的作用下充分混合產(chǎn)生泡沫；所述的供氣系統(tǒng)在空氣進(jìn)入泡沫發(fā)生器27前要經(jīng)過氣體流量計(jì)31和氣體計(jì)量調(diào)節(jié)閥32，氣體計(jì)量調(diào)節(jié)閥32根據(jù)氣體流量計(jì)31測量的流量值按照泡沫膨脹率進(jìn)行流量控制，泡沫液和調(diào)節(jié)后空氣混合產(chǎn)生泡沫；C、管路清洗當(dāng)泡沫停止注射時(shí)，供液系統(tǒng)中的供水泵9關(guān)閉，清洗泵15啟動，向泡沫管線28輸送一定壓力的清水，泡沫管線28不斷有流體流出，可避免泡沫管線28堵塞。本發(fā)明所述的泡沫液濃度為泡沫液體積占混合溶液的百分比，一般為2% _5%。本發(fā)明所述的泡沫膨脹率為5-20。圖4所示是本發(fā)明的具體實(shí)施例，它是盾構(gòu)機(jī)泡沫注射系統(tǒng)工藝流程，組成部分包括供液系統(tǒng)、供氣系統(tǒng)和計(jì)量調(diào)節(jié)和泡沫發(fā)生系統(tǒng)。其工藝流程如下首先將供液系統(tǒng)中截止閥Α2打開，啟動泡沫劑計(jì)量泵3將泡沫劑從泡沫劑罐I中泵出，泡沫劑計(jì)量泵安全閥4、單向閥A5用于保護(hù)計(jì)量泵3，一旦泵出口壓力過高，安全閥4可以通過泄放一部分泡沫劑對計(jì)量泵3進(jìn)行保護(hù)，單向閥A5用于避免泡沫劑反向流動從而保護(hù)泡沫劑計(jì)量泵3，同時(shí)， 供水泵9啟動，來水管路6的水經(jīng)過濾器7過濾后經(jīng)截止閥B8由供水泵9泵出，液體流量計(jì) AlO用于測量水的流量，泡沫劑計(jì)量泵3根據(jù)液體流量計(jì)AlO測得的流量值及自動控制系統(tǒng)提供的泡沫液濃度調(diào)整泡沫劑流量，然后泡沫劑和水一起進(jìn)入靜態(tài)混合器12，單向閥Bll 用于避免水反向流動從而保護(hù)供水泵9，由于靜態(tài)混合器12內(nèi)部的折流體36作用，泡沫劑和水在其中充分混合，形成乳化液，該乳化液經(jīng)供液泵21、液體流量計(jì)B22、液體計(jì)量調(diào)節(jié)閥23、截止閥E25、單向閥D26進(jìn)入泡沫發(fā)生器27，液體壓力傳感器20用于向自動控制系統(tǒng)傳輸壓力信號，壓力表C24用于顯示各管路壓力值，同時(shí)來氣管路17的空氣經(jīng)截止閥D18、 氣體流量計(jì)31、氣體計(jì)量調(diào)節(jié)閥32、單向閥F33、截止閥F34也進(jìn)入泡沫發(fā)生器27內(nèi)，氣體壓力傳感器30用于向自動控制系統(tǒng)傳輸壓力信號，壓力表B19用于顯不來氣管線17的壓力值，在泡沫發(fā)生器27內(nèi)，陶瓷管填料42增大了空氣和泡沫液的接觸面積，利于泡沫的產(chǎn)生，并且泡沫的發(fā)泡效果非常好，由于增加了供液泵21，泡沫的注射壓力非常大，對待掘土體、土倉中渣土等潤滑效果非常好，當(dāng)盾構(gòu)機(jī)停止注射泡沫時(shí)，供水泵9停止，清洗泵15啟動，來水管路6的水經(jīng)清洗泵15向泡沫管線28注射清水，單向閥E29可避免水反向進(jìn)入泡沫發(fā)生器27。調(diào)試時(shí)，可以看到泡沫的發(fā)泡效果非常好，充分發(fā)泡的泡沫不斷從注入孔噴射出來，試用過程中，故障率大大降低，管路堵塞的現(xiàn)象明顯減少，提高了盾構(gòu)機(jī)的施工效率。
權(quán)利要求
1.一種盾構(gòu)機(jī)泡沫注射系統(tǒng)，其特征在于包括供液系統(tǒng)、供氣系統(tǒng)、計(jì)量調(diào)節(jié)和泡沫發(fā)生系統(tǒng)；所述的供液系統(tǒng)包括泡沫劑罐(I)、泡沫劑計(jì)量泵(3)、泡沫劑計(jì)量泵安全閥(4)、靜態(tài)混合器(12)、供水泵(9)和清洗泵(15)，所述的泡沫劑罐(I)的出口通過管線經(jīng)截止閥 A(2)、泡沫劑計(jì)量泵(3)、單向閥A(5)與靜態(tài)混合器(12)的入口連接，所述的泡沫劑計(jì)量泵安全閥⑷的一端連接泡沫劑罐(I)、另一端連接到泡沫劑計(jì)量泵⑶與單向閥A(5)之間的管線上；所述的供水泵(9)的入口通過管線經(jīng)截止閥B(8)、過濾器(7)與來水管線(6)連接，其出口通過管線經(jīng)液體流量計(jì)A(10)、液單向閥B(Il)與靜態(tài)混合器(12)的入口連接； 所述的清洗泵(15)的一端經(jīng)單向閥C(16)連接到計(jì)量調(diào)節(jié)和泡沫發(fā)生系統(tǒng)的出口泡沫管線(28)上，其另一端通過管線經(jīng)截止閥C(14)、壓力表A(13)連接到供水泵(9)和截止閥 B(S)之間的管線上；所述的靜態(tài)混合器(12)的出口與計(jì)量調(diào)節(jié)和泡沫發(fā)生系統(tǒng)的供液泵 (21)的入口連接；所述的靜態(tài)混合器(12)包括靜態(tài)混合器殼體(35)、折流體(36)，所述的折流體(36) 由折流板A (38)、折流板B (39)、芯桿(37)組成，折流板A (38)和折流板B (39)依次焊接在芯桿(37)上，每相鄰兩層折流板方向相反，折流體(36)最上端折流板和最下端折流板分別焊在靜態(tài)混合器殼體(35)上；所述的供氣系統(tǒng)包括截止閥D(IS)、壓力表B(19)及來氣管線(17)，所述的來氣管線(17)經(jīng)截止閥D(IS)和壓力表B (19)與計(jì)量調(diào)節(jié)和泡沫發(fā)生系統(tǒng)的氣體流量計(jì)(31)的一端連接；所述的計(jì)量調(diào)節(jié)和泡沫發(fā)生系統(tǒng)包括供液泵(21)、液體計(jì)量調(diào)節(jié)閥(23)、液體流量計(jì) B(22)、氣體流量計(jì)(31)、氣體劑量調(diào)節(jié)閥、泡沫發(fā)生器(27)，所述的供液泵(21)的出口通過管線經(jīng)液體流量計(jì)B(22)、壓力表C(24)、截止閥E(25)、單向閥D(26)連接到泡沫發(fā)生器 (27)的入口，泡沫發(fā)生器(27)的出口泡沫管線(28)上安裝有單向閥E(29);所述的供液泵(21)的入口端安裝有液體壓力傳感器(20);所述的氣體流量計(jì)(31)的一端安裝有氣體壓力傳感器(30)，另一端經(jīng)氣體劑量調(diào)節(jié)閥、單向閥F(33)、截止閥F(34)連接到泡沫發(fā)生器(27)的入口 ；所述的泡沫發(fā)生器(27)由泡沫發(fā)生器殼體(40)、內(nèi)支架(41)和陶瓷管填料(42)組成，內(nèi)支架(41)焊接在泡沫發(fā)生器殼體(40)內(nèi)，用于支撐泡沫發(fā)生器殼體(40)內(nèi)不同高度處的填料，陶瓷管填料(42)規(guī)格為φ3/φ1.3χ10。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種盾構(gòu)機(jī)泡沫注射系統(tǒng)，其特征在于所述的清洗泵(15) 和單向閥C(16)組成清洗泵(15)組件，所述的供液泵(21)、液體流量計(jì)B(22)、壓力表 C(24)、截止閥E (25)、單向閥D (26)、泡沫發(fā)生器(27)和單向閥E (29)組成泡沫發(fā)生器(27) 組件，所述的氣體流量計(jì)(31)、氣體劑量調(diào)節(jié)閥、單向閥F(33)和截止閥F(34)組成氣體劑量調(diào)節(jié)閥組件；所述的清洗泵(15)組件、泡沫發(fā)生器(27)組件和氣體劑量調(diào)節(jié)閥組件均有 4組；所述的4組清洗泵(15)組件的入口管線并聯(lián)后通過管線經(jīng)截止閥C(14)、壓力表連接到供水泵(9)和截止閥B(8)之間的管線上，其出口端連接到對應(yīng)的泡沫發(fā)生器(27)組件的出口管線上；所述的多組泡沫發(fā)生器(27)組件的入口管線并聯(lián)后與靜態(tài)混合器(12)的出口管線連接；所述的氣體劑量調(diào)節(jié)閥組件入口管線并聯(lián)后與供氣系統(tǒng)的出口管線連接， 其出口端連接到對應(yīng)的泡沫發(fā)生器(27)組件的出口管線上。
3.一種盾構(gòu)機(jī)泡沫注射系統(tǒng)的工作方法，其特征在于包括以下步驟A、泡沫液配置泡沫劑計(jì)量泵(3)將泡沫劑從泡沫劑罐(I)中泵出，并與來水管線(6) 進(jìn)來的水根據(jù)自動控制系統(tǒng)提供的泡沫液濃度指令進(jìn)行混合，形成泡沫液，泡沫液進(jìn)入靜態(tài)混合器(12)并形成充分混合的泡沫液；所述的泡沫液濃度為泡沫劑體積與水體積之間的比值；B、泡沫生成經(jīng)靜態(tài)混合器(12)充分混合后的泡沫液由供液泵(21)輸送給泡沫發(fā)生器(27)，同時(shí)供氣系統(tǒng)將空氣輸送到泡沫發(fā)生器(27)中，泡沫液和空氣在泡沫發(fā)生器(27) 內(nèi)部陶瓷管填料(42)的作用下充分混合產(chǎn)生泡沫；所述的供氣系統(tǒng)在空氣進(jìn)入泡沫發(fā)生器(27)前要經(jīng)過氣體流量計(jì)(31)和氣體計(jì)量調(diào)節(jié)閥(32)，氣體計(jì)量調(diào)節(jié)閥(32)根據(jù)氣體流量計(jì)(31)測量的流量值按照泡沫膨脹率進(jìn)行流量控制，泡沫液和調(diào)節(jié)后空氣混合產(chǎn)生泡沫；所述的泡沫膨脹率是產(chǎn)生的泡沫體積與泡沫液的體積之比，膨脹率越高，泡沫的發(fā)泡效果越好；C、管路清洗當(dāng)泡沫停止注射時(shí)，供液系統(tǒng)中的供水泵(9)關(guān)閉，清洗泵(15)啟動，向泡沫管線(28)輸送一定壓力的清水，泡沫管線(28)不斷有流體流出，可避免泡沫管線(28)堵塞。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種盾構(gòu)機(jī)泡沫注射系統(tǒng)的工作方法，其特征在于所述的泡沫液濃度為
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種盾構(gòu)機(jī)泡沫注射系統(tǒng)的工作方法，其特征在于所述的泡沫膨脹率為5-20。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種盾構(gòu)機(jī)泡沫注射系統(tǒng)及其工作方法，所述的注射系統(tǒng)包括供液系統(tǒng)、供氣系統(tǒng)、計(jì)量調(diào)節(jié)和泡沫發(fā)生系統(tǒng)；所述的供液系統(tǒng)包括泡沫劑罐、泡沫劑計(jì)量泵、泡沫劑計(jì)量泵安全閥、靜態(tài)混合器、供水泵和清洗泵，所述的供氣系統(tǒng)包括截止閥D、壓力表B及來氣管線，所述的計(jì)量調(diào)節(jié)和泡沫發(fā)生系統(tǒng)包括供液泵、液體計(jì)量調(diào)節(jié)閥、液體流量計(jì)B、氣體流量計(jì)、氣體劑量調(diào)節(jié)閥、泡沫發(fā)生器。由于本發(fā)明靜態(tài)混合器采用折流體結(jié)構(gòu)，為泡沫發(fā)生器形成高質(zhì)量的泡沫奠定了基礎(chǔ)，使泡沫劑的混合效果提高了10％。由于本發(fā)明的泡沫發(fā)生器內(nèi)部具有陶瓷管填料，增大了泡沫液與空氣的接觸面積，使進(jìn)入泡沫發(fā)生器內(nèi)的泡沫液和空氣充分混合，有利于形成泡沫。
文檔編號B01F3/04GK102606164SQ201210109658
公開日2012年7月25日 申請日期2012年4月13日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月13日
發(fā)明者劉喜才 申請人:大連華氏流體設(shè)備有限公司