CN105484754A - 一种模块式盾构泡沫系统 - Google Patents

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    • B01F23/20—Mixing gases with liquids

Abstract

本发明公开了一种模块式盾构泡沫系统，包括：泡沫发生装置，包括箱体及集成于箱体内的泡沫发生器及溶液储配设备，泡沫发生器具有泡沫输出口、与空气压缩机管路连接的压缩空气输入口及与溶液储配设备管路连接的溶液输入口；电气控制装置，包括与箱体装配连接的电气柜及与电气柜通信连接的气体流量阀组和液体流量阀组，气体流量阀组设于泡沫发生器与空气压缩机的连接管路上，液体流量阀组设于泡沫发生器与溶液储配设备的连接管路上；泡沫枪，与泡沫发生器的泡沫输出口装配连接。本发明通过将泡沫发生装置、电气控制装置及泡沫枪三部分以模块形式安装，在使用时根据工况需求搭配使用，实现可拆分和组成，降低了泡沫系统的闲置。

Description

一种模块式盾构泡沫系统
技术领域
本发明涉及盾构施工领域，尤其涉及一种模块式盾构泡沫系统。
背景技术
泡沫系统已成为地铁、隧道施工中必不可少的设备，泡沫系统的应用得到极大的推广，但在实际使用中因多方面原因无法实现挖掘机设备和泡沫设备的完美配合，无法保证这一昂贵的施工设备在工程中得到最性价比的使用。
参阅图1和图2所示，为目前应用于国产或者进口盾构上的泡沫系统的装置示意图和液压原理图，主要采用压力空气和发泡溶液混合发泡产生泡沫。该泡沫系统是一套独立的泡沫系统，它的优点是可以应用于任何一台需要土体改良的掘进设备通用性极强、安装方便快捷，但其最大的缺点就是它只有单路泡沫流量1000L无法满足大直径挖掘机的流量需求，且流量无法实现电动调节。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种可拆分和组合的模块式盾构泡沫系统，解决了泡沫系统流量不可调或无法拆分安装的问题。
为实现上述技术效果，本发明公开了一种模块式盾构泡沫系统，包括：
泡沫发生装置，包括箱体及集成于箱体内的泡沫发生器及溶液储配设备，所述泡沫发生器具有泡沫输出口、与空气压缩机管路连接的压缩空气输入口及与所述溶液储配设备管路连接的溶液输入口；
电气控制装置，包括与所述箱体装配连接的电气柜及与所述电气柜通信连接的气体流量阀组和液体流量阀组，所述气体流量阀组设于所述泡沫发生器与所述空气压缩机的连接管路上，所述液体流量阀组设于所述泡沫发生器与所述溶液储配设备的连接管路上；以及
泡沫枪，与所述泡沫发生器的泡沫输出口装配连接。
本发明进一步的改进在于，所述泡沫发生器内设有搅拌装置。
本发明进一步的改进在于，所述溶液储配设备包括与所述泡沫发生器管路连接的原液缸和水缸，所述液体流量阀组包括设于所述原液缸与所述泡沫发生器的连接管路上的原液阀和设于所述水缸与所述泡沫发生器的连接管路上的水阀。
本发明进一步的改进在于，所述泡沫发生器与所述空气压缩机的连接管路上设有第一流量计和第一压力传感器，所述第一流量计和第一压力传感器与所述电气柜通信连接；
所述泡沫发生器与所述原液缸的连接管路上设有第二流量计和第二压力传感器，所述第二流量计和所述第二压力传感器与所述电气柜通信连接；
所述泡沫发生器与所述水缸的连接管路上设有第三流量计和第三压力传感器，所述第三流量计和所述第三压力传感器与所述电气柜通信连接。
本发明进一步的改进在于，所述泡沫发生器与所述空气压缩机的连接管路上还设有减压阀，所述减压阀与所述电气柜通信连接。
本发明进一步的改进在于，所述泡沫输出口设有泡沫流量阀、泡沫流量计和泡沫压力传感器，所述泡沫流量计和泡沫压力传感器与所述电气柜通信连接。
本发明进一步的改进在于，所述泡沫流量阀为手动球阀。
本发明进一步的改进在于，所述电气柜通过锁附元件与所述箱体装配连接，所述泡沫枪通过锁附元件与所述泡沫发生器的泡沫输出口装配连接。
本发明由于采用了以上技术方案，使其具有以下有益效果：通过将泡沫发生装置、电气控制装置及泡沫枪三部分以模块形式安装，在使用时根据工况需求搭配使用，实现可拆分和组成，降低了泡沫系统的闲置；采用电气控制装置集中控制泡沫发生装置中的压缩空气和发泡溶液的流量，并监控和调节泡沫枪中泡沫的流量，实现流量监管，安全性更高，使用性更好。
附图说明
图1为目前应用于盾构上的泡沫系统的结构示意图。
图2为目前应用于盾构上的泡沫系统的液压原理图
图3为本发明一种模块式盾构泡沫系统的立体结构透视图。
图4为本发明一种模块式盾构泡沫系统的液压原理图。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
参阅图3和图4所示，本发明模块式盾构泡沫系统主要由泡沫发生装置11、电气控制装置12及泡沫枪三部分集成，泡沫发生装置11、电气控制装置12及泡沫枪三者之间可采用螺丝等锁附元件装配连接，以实现模块式的安装和拆分，且体积小巧，便于根据实际施工环境选择泡沫发生装置11、电气控制装置12及泡沫枪的组装方式，可适用于需要两个泡沫注射口的小型顶管机，也可适用于需要四个及以上泡沫注射口的大型盾构机，降低了泡沫系统的闲置率，提高了利用率。在本实施例中，采用将两套模块式盾构泡沫系统集成，可实现两个泡沫注射口的泡沫注射。
泡沫发生装置11进一步包括箱体110及集成于箱体110内的泡沫发生器111及溶液储配设备等，为了便于观察箱体110内部的泡沫发生器111及溶液储配设备的结构，在图1中隐去了箱体110的封面板，只显示了箱体110的框架结构，在实际施工时，框架结构的四周都围设有封面板。其中，泡沫发生器111具有泡沫输出口13、与空气压缩机(图中未显示空气压缩机)管路连接的压缩空气输入口及与溶液储配设备管路连接的溶液输入口。空气压缩机用于提供压缩空气，溶液储配设备则用于提供将原液和水按一定比例混合而成的发泡溶液。压缩空气和发泡溶液进入到泡沫发生器111后，在泡沫发生器111内实现压缩空气和发泡溶液的混合和泡沫生成。进一步的，在泡沫发生器111内还设有搅拌装置，用于对压缩空气和发泡溶液进行充分混合，可提高发泡率，具有低浓度高发泡率的优点。
电气控制装置12进一步包括与泡沫发生装置11的箱体110装配连接的电气柜120及与电气柜120通信连接的气体流量阀组和液体流量阀组。其中，气体流量阀组设于泡沫发生器111与空气压缩机的连接管路上，气体流量阀组由电气柜控制，可以控制压缩空气的流量；液体流量阀组设于泡沫发生器111与溶液储配设备的连接管路上，液体流量阀组由电气柜控制，可以控制发泡溶液的流量。
溶液储配设备进一步包括与泡沫发生器111管路连接的原液缸141和水缸142，液体流量阀组包括设于原液缸141与泡沫发生器111的连接管路上的原液阀和设于水缸142与泡沫发生器的连接管路上的水阀，原液阀和水阀与电气控制装置12的电气柜120通信连接，原液阀用于控制原液缸141中储备原液的流量，水阀用于控制水缸142中储备水的流量，因此，可以通过电气柜120控制原液和水的流量；再配合与电气柜120通信连接的气体流量阀组，利用电气柜120控制压缩空气的流量，这样就实现了利用电气柜120同时控制压缩空气、原液和水三者的流量，实现流量调控。在电气柜120上设有电气操作界面，透过该电气操作界面可以直观地监控压缩空气、原液和水的流量。
为了更好的完善空气、原液和水三者的流量监管，在泡沫发生器111与空气压缩机的连接管路上还设有第一流量计和第一压力传感器，并且该第一流量计和该第一压力传感器与电气柜120通信连接，由此，可以在电气柜120上实时监控压缩空气的流量及压力，进一步，在泡沫发生器111与空气压缩机的连接管路上还设有与电气柜120通信连接的减压阀113，该减压阀可采用二联件减压阀，设于空气压缩机112的输出口位置，用于对空气压缩机输出的压缩空气进行减压控制。泡沫发生器111与原液缸141的连接管路上设有第二流量计和第二压力传感器，该第二流量计和该第二压力传感器与电气柜120通信连接，由此，可以在电气柜120上实时监控原液的流量及压力。泡沫发生器111与水缸142的连接管路上设有第三流量计和第三压力传感器，该第三流量计和该第三压力传感器与电气柜120通信连接，由此，可以在电气柜120上实时监控水的流量及压力。其中，第一流量计、第二流量计、第三流量计可采用涡轮流量计。
泡沫枪与泡沫发生器111的泡沫输出口装配连接，可采用螺丝等锁附原件连接，以方便安装和拆分。进一步，泡沫发生器111的泡沫输出口设有泡沫流量阀、泡沫流量计和泡沫压力传感器，其中，泡沫流量计和泡沫压力传感器与电气柜通信连接，以监控泡沫输出的流量和压力，泡沫流量阀可为手动球阀，设于泡沫发生装置11的箱体110的外部，可便于在失电情况下紧急关闭装置。
本发明模块式盾构泡沫系统通过将泡沫发生装置、电气控制装置及泡沫枪三部分以模块形式安装，在使用时根据工况需求搭配使用，实现可拆分和组成，降低了泡沫系统的闲置；采用电气控制装置集中控制泡沫发生装置中的压缩空气和发泡溶液的流量，并监控和调节泡沫枪中泡沫的流量，实现流量监管，安全性更高，使用性更好。
结合图4所示及下表表1所示，为本发明模块式盾构泡沫系统应用于四个注射口的液压系统的实施例。
表1.设备材料表
序号 名称 备注 数量
1 泡沫原液 1
2 手动球阀 Q11F-16P DN40 2
3 原液泵 2
4 手动球阀 Q11F-16P DN15 2
5 压力传感器 PD3000R3/8" 2
6 电磁流量计 HHLGB-DN10 4
7 电动球阀 ZSQ911F-16P DN15 4
8 单向阀 H14W-16P DN15 4
9 胶管 DN10 4
10 电磁流量计 HHLGB-DN10 4
11 溶液泵 2
12 手动球阀 Q11F-16P DN15 4
13 涡轮流量计 HHLGB-DN25 4
14 压力传感器 PD3004R1" 4
15 胶管 DN25 4
16 单向阀 H14W-16P DN15 4
17 胶管 DN15 4
18 胶管 DN40 4
19 手动球阀 Q11F-16O DN15 4
20 压力传感器 PD3004R1" 4
21 泡沫发生器 4
22 单向阀 H14W-16P DN25 4
23 电磁阀 Q611F-16P DN15 4
24 电动球阀 ZSQ911F-16P DN15 4
25 压力传感器 PD3000R3/8" 4
26 涡街流量计 HHLUGB-DN15 4
27 二联件减压阀 AW4000-04 1
28 手动球阀 Q11F-16P DN15 4
29 单向阀 H14W-16P DN40 4
30 手动球阀 Q11F-16P DN25 4
31 单向阀 H14W-16P DN32 4
32 Y型过滤器 GL11W-16 DN32 4
本发明旨在研究模块式泡沫系统的可行性，并通过本项目的研究，建立泡沫使用体系，为更合理更性价比的使用泡沫系统提供技术保障。
本发明在现有的泡沫系统中找寻泡沫系统的局限性和不合理处，解决了以下几个方面的技术问题：
1)提出可拆分和组合的模块式泡沫系统；
2)提高泡沫系统各地下挖掘机中使用的性价比；
3)解决了泡沫系统流量不可调或无法拆分安装的问题。
本发明采用机械装置及电气系统的模块式的安装和拆分，具有低浓度高发泡率的优点，对各类泡沫原液有较好的通用性。充足的泡沫供应量并具有以下优点：
1、非常大的发泡量，但体积小巧，满足各断面挖掘机参数需求的新泡沫系统装置；
2、降低了泡沫系统闲置率，提高了利用率；
3、提高施工性价比；
4、备件常用而且便宜。
以上结合附图及实施例对本发明进行了详细说明，本领域中普通技术人员可根据上述说明对本发明做出种种变化例。因而，实施例中的某些细节不应构成对本发明的限定，本发明将以所附权利要求书界定的范围作为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种模块式盾构泡沫系统，其特征在于，包括：
泡沫发生装置，包括箱体及集成于箱体内的泡沫发生器及溶液储配设备，所述泡沫发生器具有泡沫输出口、与空气压缩机管路连接的压缩空气输入口及与所述溶液储配设备管路连接的溶液输入口；
电气控制装置，包括与所述箱体装配连接的电气柜及与所述电气柜通信连接的气体流量阀组和液体流量阀组，所述气体流量阀组设于所述泡沫发生器与所述空气压缩机的连接管路上，所述液体流量阀组设于所述泡沫发生器与所述溶液储配设备的连接管路上；以及
泡沫枪，与所述泡沫发生器的泡沫输出口装配连接。
2.如权利要求1所述的模块式盾构泡沫系统，其特征在于：所述泡沫发生器内设有搅拌装置。
3.如权利要求2所述的模块式盾构泡沫系统，其特征在于：所述溶液储配设备包括与所述泡沫发生器管路连接的原液缸和水缸，所述液体流量阀组包括设于所述原液缸与所述泡沫发生器的连接管路上的原液阀和设于所述水缸与所述泡沫发生器的连接管路上的水阀。
4.如权利要求3所述的模块式盾构泡沫系统，其特征在于：
所述泡沫发生器与所述空气压缩机的连接管路上设有第一流量计和第一压力传感器，所述第一流量计和第一压力传感器与所述电气柜通信连接；
所述泡沫发生器与所述原液缸的连接管路上设有第二流量计和第二压力传感器，所述第二流量计和所述第二压力传感器与所述电气柜通信连接；
所述泡沫发生器与所述水缸的连接管路上设有第三流量计和第三压力传感器，所述第三流量计和所述第三压力传感器与所述电气柜通信连接。
5.如权利要求1所述的模块式盾构泡沫系统，其特征在于：所述泡沫发生器与所述空气压缩机的连接管路上还设有减压阀，所述减压阀与所述电气柜通信连接。
6.如权利要求1所述的模块式盾构泡沫系统，其特征在于：所述泡沫输出口设有泡沫流量阀、泡沫流量计和泡沫压力传感器，所述泡沫流量计和泡沫压力传感器与所述电气柜通信连接。
7.如权利要求6所述的模块式盾构泡沫系统，其特征在于：所述泡沫流量阀为手动球阀。
8.如权利要求1所述的模块式盾构泡沫系统，其特征在于：所述电气柜通过锁附元件与所述箱体装配连接，所述泡沫枪通过锁附元件与所述泡沫发生器的泡沫输出口装配连接。
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