CN103599607B - 一种用于煤矿防灭火的固化泡沫流体产生装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于煤矿防灭火的固化泡沫流体产生装置，包括集成主机、自动添加式储液罐、浆液搅拌系统、喷注枪及相应的管路连接系统，管路上设有相应的阀门、三通阀、压力表、流量计，集成主机为双层机架结构，机架下层设有空气压缩机、智能控制面板、螺杆泵；机架上层设有发泡管和混合管。该装置产生的固化泡沫流体，泡沫均匀、细腻、发泡倍数高、泡沫稳定性能好；且该装置系统功能完善、浆液流通顺畅、操作简单、使用可靠、能够很好的适应于煤矿现场恶劣环境、能快速连续的产生固化泡沫流体，适用于煤矿现场堵漏隔氧防灭火，有效的保证了煤矿防灭火的安全性和功效性。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于煤矿防灭火材料产生装置，具体涉及一种用于煤矿防灭火的固化泡沫流体产生装置，属于煤矿防灭火技术领域。
背景技术
煤炭自燃是我国煤矿安全生产面临的最主要灾害之一，严重威胁着井下工作人员的安全以及工作面的正常回采，也会造成重大的经济损失。泡沫流体是一种前景很好的堵漏隔氧防灭火材料，但是该类材料的制备并没有成熟的产生装置，煤矿现场多是采用将发泡剂、稳泡剂、调凝剂加入到水泥（黄泥、粉煤灰）浆液中，采用一般的搅拌池、注浆泵进行压注，其起泡质量和稳泡质量都不理想。如：公开号为CN2721877的中国专利，公开了一种矿用移动式固化泡沫充填装置，其能够实现凝胶、泡沫、泥浆等常用煤矿防灭火材料的压注，但其发泡和混泡过程不够理想，且装置复杂，产生的固化泡沫流体发泡倍数不高；公开号为CN1417451的中国专利，公开了一种防治煤炭自燃的三相泡沫发生装置，其采用障碍板、文丘里管、射流调节器、叶轮等结构能够产生发泡率高、稳定细腻的三相泡沫，但其原理是将发泡和混泡两个泡沫流体形成的核心过程融为一体，发泡剂与浆液在注浆管路中混合后，再流经发泡装置，这样以来发泡剂的起泡能力得到一定程度的限制，同时因三相泡沫材料水灰比、黏度也远低于固化泡沫流体材料，该装置不能对固化泡沫流体进行有效发泡。
发明内容
本发明的目的是提供一种系统功能完善、操作简单、使用可靠以及适应强的用于煤矿防灭火的固化泡沫流体产生装置。
为了解决上述问题，本发明采用的技术方案为：一种用于煤矿防灭火的固化泡沫流体产生装置，包括集成主机、自动添加式储液罐、浆液搅拌系统和喷注枪；所述集成主机由隔板分成为上、下双层机架结构，机架上层设置有发泡管和混合管，所述发泡管与混合管之间的管道上依次设置有第一三通阀和第七阀门，所述第一三通阀上设置有第六阀门；机架下层设置有空气压缩机、智能控制面板和螺杆泵，所述空气压缩机与发泡管以及自动添加式储液罐之间的管道上分别设置有第一阀门、第二三通阀、第二压力表、第三阀门、第三三通阀门、第一压力表和第四阀门，所述螺杆泵与混合管以及浆液搅拌系统之间的管道上分别设置有第二流量计、第八阀门和第十阀门；所述混合管与喷注枪之间的管道上设置有第九阀门，所述发泡管与自动添加式储液罐之间的管道上设置有第二阀门、第一流量计，且自动添加式储液罐上还设置有第五阀门。
所述的浆液搅拌系统由电机、链条传动、螺旋结构搅拌叶片和过滤网组成，所述电机带动链条传动驱动螺旋结构搅拌叶片，位于所述螺旋结构搅拌叶片周边设置有过滤网，采用链条传动低速，能够满足于因现场浆液水灰比较小而产生的重载、高温作业条件皮带传动容易老化失效以及尘土大的工作环境，而且过滤网能够对浆液进行初步过滤防止堵塞管路。
所述的发泡管依次由雾化喷嘴、网式多孔填充材料段和叶轮组成，其集成了雾化、网式发泡及叶轮剪切搅拌三种物理机械方式，能够产生均匀细腻的预制泡沫体。
所述的混合管内置有单孔道左、右扭转的螺旋片结构，极大地促进了浆液和预制泡沫体的对流扩散和紊动扩散，使其混合均匀且破泡率低。
所述的喷注枪内置有网孔式挡板，能够进行二次混合发泡，弥补固化泡沫流体在管路系统输送过程中的破泡现象。
所述的智能控制面板由阀门控制按钮模块和仪表指示模块组成，将管路系统中的阀门开关功能、压力表、流量计示数显示集成于智能控制面板，通过调节阀门，控制管路开关状态、压力、流量等参数，实现了发泡过程中的复合溶剂稀释液和压风智能可调以及混合过程中的预制泡沫体和浆液的智能可调。
与现有技术相比：本专利的用于煤矿防灭火的固化泡沫流体产生装置，其产生的固化泡沫流体，泡沫均匀、细腻、发泡倍数高、泡沫稳定性能好；且该装置系统功能完善、浆液流通顺畅、操作简单、使用可靠、能够很好的适应于煤矿现场恶劣环境、能快速连续产生固化泡沫流体，适用于煤矿现场堵漏隔氧防灭火，有效的保证了煤矿防灭火的安全性和功效性。
附图说明
图1为本发明的系统结构图。
其中，1、集成主机，2、螺杆泵，3、空气压缩机，4、隔板，5、自动添加式储液罐，6、浆液搅拌系统，7、发泡管，8、混合管，9、喷注枪，10、链条传动，11、电机，12、过滤网，13、螺旋结构搅拌叶片，14、网孔式挡板，15、叶轮，16、网式多孔填充材料段，17、雾化喷嘴，18、第一三通阀，19、第二三通阀，20、第一阀门，21、第二阀门，22、第三阀门，23、第四阀门，24、第五阀门，25、第六阀门，26、第七阀门，27、第八阀门，28、第九阀门，29、第十阀门，30、第一流量计，31、第二流量计，32、第一压力表，33、第二压力表，34、仪表指示模块，35、阀门控制按钮模块，36、螺旋片结构，37、第三三通阀，38、智能控制面板。
具体实施方式
下面结合具体的实施例和附图对本发明作进一步详述。
如图1所示，一种用于煤矿防灭火的固化泡沫流体产生装置，包括集成主机1、自动添加式储液罐5、浆液搅拌系统6和喷注枪9；所述集成主机1由隔板4分成为上、下双层机架结构，机架上层设置有发泡管7和混合管8，所述发泡管7与混合管8之间的管道上依次设置有第一三通阀18和第七阀门26，所述第一三通阀18上设置有第六阀门25；机架下层设置有空气压缩机3、智能控制面板38和螺杆泵2，所述空气压缩机3与发泡管7以及自动添加式储液罐5之间的管道上分别设置有第一阀门20、第二三通阀19、第二压力表33、第三阀门22、第三三通阀门37、第一压力表32和第四阀门23，所述螺杆泵2与混合管8以及浆液搅拌系统6之间的管道上分别设置有第二流量计31、第八阀门27和第十阀门29；所述混合管8与喷注枪9之间的管道上设置有第九阀门28，所述发泡管7与自动添加式储液罐5之间的管道上设置有第二阀门21、第一流量计30，且自动添加式储液罐5上还设置有第五阀门24。
所述的浆液搅拌系统6由电机11、链条传动10、螺旋结构搅拌叶片13和过滤网12组成，所述电机11带动链条传动10驱动螺旋结构搅拌叶片13，位于所述螺旋结构搅拌叶片13周边设置有过滤网12，采用链条传动低速，能够满足于因现场浆液水灰比较小而产生的重载、高温作业条件皮带传动容易老化失效以及尘土大的工作环境，而且过滤网12能够对浆液进行初步过滤防止堵塞管路。
所述的发泡管7依次由雾化喷嘴17、网式多孔填充材料段16和叶轮15组成，其集成了雾化、网式发泡及叶轮剪切搅拌三种物理机械方式，能够产生均匀细腻的预制泡沫体。
所述的混合管8内置有单孔道左、右扭转的螺旋片结构36，极大地促进了浆液和预制泡沫体的对流扩散和紊动扩散，使其混合均匀且破泡率低。
所述的喷注枪9内置有网孔式挡板14，能够进行二次混合发泡，弥补固化泡沫流体在管路系统输送过程中的破泡现象。。
所述的智能控制面板38由阀门控制按钮模块35和仪表指示模块34组成，将管路系统中的阀门开关功能、压力表、流量计示数显示集成于智能控制面板，通过调节阀门，控制管路开关状态、压力、流量等参数，实现了发泡过程中的复合溶剂稀释液和压风智能可调以及混合过程中的预制泡沫体和浆液的智能可调。
其工作过程是：按2:1的水灰比，将水、配制好的固化泡沫粉体注入浆液搅拌系统6中，启动电机11，电机11通过链条传动10带动螺旋结构搅拌叶片13转动，搅拌浆液通过过滤网12进行再次过滤，直至浆液搅拌充分后，约5-10分钟；将配制好的复合溶剂，即发泡剂、稳泡剂和固化剂的稀释液加入到自动式添加储液罐5中，密封好注入口；启动空气压缩机3，通过智能控制面板38上的阀门控制按钮模块35打开管路控制阀门，即第一阀门至第四阀门20、21、22、23并调节，使得仪表指示模块34上的第一压力表32、第二压力表33的示数匹配，高压空气通过第二三通阀19分别供给自动式添加储液罐5和发泡管7，流向自动式添加储液罐5的高压空气，将复合溶剂稀释液从储液罐的底部出口压出，经过管道系统和另一股高压空气混合宇第三三通阀37处；汇合后的含高压空气复合液体系经雾化喷嘴17进入发泡管7中，在发泡管7内首先经过网式多孔填充材料段16进行发泡，产生大量泡沫液，同时叶轮15受到高压泡沫流的作用产生高速自旋，对泡沫液进行再次切割搅拌发泡，最终形成高倍、细腻的预制泡沫体，经发泡管7出口流出，关闭第七阀门26，打开第六阀门25，预制泡沫体经过第一三通阀18流出，可以观察发泡管7的发泡效果，同时根据发泡效果调节高压空气和复合溶剂的两者的配比，直至达到最佳发泡效果为止；达到最佳发泡效果后，关闭第六阀门25，打开第七阀门26，预制泡沫体进入到混合管8中，然后打开第十阀门29和第八阀门27，启动螺杆泵2，将浆液从浆液搅拌系统6泵经管路系统泵送到混合管8中，高倍数预制泡沫体和浆液经过混合管8中内置的单孔道左、右扭转的螺旋片结构36发生对流扩散和紊动扩散，混合均匀；打开第九阀门28混合均匀后的固化泡沫流体经管道系统进入喷注枪9中，经过其内置的网孔式挡板14进行再次补充混合发泡，最后喷注于煤田地表裂隙及煤矿井下需要堵漏风处，进行煤矿堵漏隔氧防灭火。
本专利的用于煤矿防灭火的固化泡沫流体产生装置，其产生的固化泡沫流体，泡沫均匀、细腻、发泡倍数高、泡沫稳定性能好；且该装置系统功能完善、浆液流通顺畅、操作简单、使用可靠、能够很好的适应于煤矿现场恶劣环境、能快速连续的产生固化泡沫流体，适用于煤矿现场堵漏隔氧防灭火，有效的保证了煤矿防灭火的安全性和功效性。
Claims (6)
1.一种用于煤矿防灭火的固化泡沫流体产生装置，其特征在于：包括集成主机（1）、自动添加式储液罐（5）、浆液搅拌系统（6）和喷注枪（9）；所述集成主机（1）由隔板（4）分成为上、下双层机架结构，机架上层设置有发泡管（7）和混合管（8），所述发泡管（7）与混合管（8）之间的管道上依次设置有第一三通阀（18）和第七阀门（26），所述第一三通阀（18）上设置有第六阀门（25）；机架下层设置有空气压缩机（3）、智能控制面板（38）和螺杆泵（2），所述空气压缩机（3）与发泡管（7）以及自动添加式储液罐（5）之间的管道上分别设置有第一阀门（20）、第二三通阀（19）、第二压力表（33）、第三阀门（22）、第三三通阀门（37）、第一压力表（32）和第四阀门（23），所述螺杆泵（2）与混合管（8）以及浆液搅拌系统（6）之间的管道上分别设置有第二流量计（31）、第八阀门（27）和第十阀门（29）；所述混合管（8）与喷注枪（9）之间的管道上设置有第九阀门（28），所述发泡管（7）与自动添加式储液罐（5）之间的管道上设置有第二阀门（21）、第一流量计（30），且自动添加式储液罐（5）上还设置有第五阀门（24）。
2.根据权利要求1所述的用于煤矿防灭火的固化泡沫流体产生装置，其特征在于：所述的浆液搅拌系统（6）由电机（11）、链条传动（10）、螺旋结构搅拌叶片（13）和过滤网（12）组成，所述电机（11）带动链条传动（10）驱动螺旋结构搅拌叶片（13），位于所述螺旋结构搅拌叶片（13）周边设置有过滤网（12）。
3.根据权利要求1或2所述的用于煤矿防灭火的固化泡沫流体产生装置，其特征在于：所述的发泡管（7）依次由雾化喷嘴（17）、网式多孔填充材料段（16）和叶轮（15）组成。
4.根据权利要求3所述的用于煤矿防灭火的固化泡沫流体产生装置，其特征在于：所述的混合管（8）内置有单孔道左、右扭转的螺旋片结构（36）。
5.根据权利要求4所述的用于煤矿防灭火的固化泡沫流体产生装置，其特征在于：所述的喷注枪（9）内置有网孔式挡板（14）。
6.根据权利要求5所述的用于煤矿防灭火的固化泡沫流体产生装置，其特征在于：所述的智能控制面板（38）由阀门控制按钮模块（35）和仪表指示模块（34）组成。
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