CN209043873U - 一种高压下测试盾构泡沫剂半衰期的装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种高压下测试盾构泡沫剂半衰期的装置，包括：泡沫发生器、高压室、取样计量器，所述高压室的两端分别与泡沫发生器和取样计量器相连接，所述泡沫发生器的出样端连接高压室的进样端，所述高压室的出样端连接取样计量器的进样端。还包括：压力缓冲罐和空气压缩机，所述压力缓冲罐的一端与高压室的进样端相连接，另一端与空气压缩机相连接。本实用新型实现了模拟泡沫剂在盾构施工的现场操作条件，对泡沫剂的半衰期进行了评价。本实用新型的设备简单，操作简单易行，可以为泡沫剂的研发和现场使用提供重要的数据支持和理论指导。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种测试盾构泡沫剂半衰期的装置，具体涉及一种高压下测试盾构泡沫剂半衰期的装置。
背景技术
随着城市建设的高速发展，我国地铁建设前景十分广阔。众所周知，现在地铁施工普遍采用的技术是盾构法。泡沫剂作为盾构施工必不可少的精细化学品，用量必然会大增。泡沫剂应用于土压平衡盾构机施工，泡沫剂的润滑作用减少了地基的内摩擦角，提高了挖掘土砂的流动性，从而减少了刀盘的扭矩，改善了盾构机作业参数；减少砂土的渗适性，使整个开挖土传力均匀，工作面压力变动小，有利于调整土仓压力，保证盾构机掘进姿态控制地表沉降。对不同土壤的适应性强，能使砂类土得到良好的流动性和止水性，并具有一定的支撑作用；对粘性土发挥良好的润滑作用使开挖土塑性流动，并提高其止水性。泡沫半衰期作是评价泡沫剂性能的一个重要指标，其定义是发出的泡沫破碎一半需要的时间。由于盾构机实际掘进是时候，泡沫剂的实际是在0.2-0.3MPa的压力下工作的，实验室常压下举得测试数据难以客观的反应泡沫剂实际使用效果。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题是提供一种模拟现场施工条件，在一定压力下测试泡沫剂的半衰期的测试装置。
为了解决上述技术问题，本实用新型提供一种测试盾构泡沫剂半衰期的装置，本实用新型的设备简单，操作简单易行，实现了在不同压力下，对泡沫剂的半衰期进行了评价。
本实用新型的目的通过以下技术方案来实现：一种高压下测试盾构泡沫剂半衰期的装置，包括：泡沫发生器、高压室、取样计量器，所述高压室的两端分别与泡沫发生器和取样计量器相连接，所述泡沫发生器的出样端连接高压室的进样端，所述高压室的出样端连接取样计量器的进样端。
进一步地，所述泡沫发生器内填充玻璃珠。
更进一步地，所述泡沫发生器内填满直径为Ф1-5mm的玻璃珠。
泡沫发生器是腔内填满一定尺寸玻璃珠的圆柱体，当一定比例的泡沫剂液体和压缩空气快速通过的时候，会产生大量的泡沫。
进一步地，所述高压下测试盾构泡沫剂半衰期的装置，还包括：压力缓冲罐和空气压缩机，所述压力缓冲罐的一端与高压室的进样端相连接，另一端与空气压缩机相连接。压力缓冲罐用于平衡当泡沫剂进入高压室造成的压力波动，维持高压室压力的相对稳定。空气压缩机用于实现对缓冲罐体内压力的调节。
进一步地，所述泡沫发生器、高压室和取样计量器均为圆筒形结构，两端分别设置有法兰。
进一步地，所述泡沫发生器和高压室的筒体为长200-400mm，直径Ф20-50mm的圆筒形结构；所述取样计量器的筒体为长50-200mm，直径Ф10-20mm的圆筒形结构。
进一步地，所述压力缓冲罐为高1000-1500mm,直径Ф500-1000mm的罐体。
高压室是用来接收泡沫发生器发生的泡沫和测试泡沫剂半衰期的，与其相联通的是体积更大的缓冲罐，大体积的缓冲罐的作用是平衡当泡沫剂进入高压室造成的压力波动，维持高压室压力的相对稳定。
进一步地，所述压力缓冲罐内的气体为压缩空气。
进一步地，所述取样计量器的侧壁设置有刻度，可以实时读出液体的体积。
进一步地，在取样计量器和压力缓冲罐之间设置有压力平衡管，所述取样计量器的进样端通过压力平衡管与压力缓冲罐相连接，可以在高压下不断的接受高压室泡沫破碎后形成的水溶液。
进一步地，所述高压室的两端分别通过管路与泡沫发生器和取样计量器相连接，所述所述压力缓冲罐通过管路与高压室相连接。所述泡沫发生器与高压室连接的管路上设置有单向截止阀，防止泡沫倒吸；所述高压室与取样计量器连接的管路以及取样计量器出样端的管路上设置有截止阀，所述截止阀可以为单向截止阀，也可为双向截止阀。
进一步地，所述缓冲罐上还设置有压力表，所述压力表的量程为0-0.5MPa，压力表用于检测缓冲罐体内的压力。
进一步地，所述泡沫发生器、高压室和取样计量器的筒体的材质为钢化玻璃，法兰的材质为不锈钢。
进一步地，整个装置除泡沫发生器、高压室和取样计量器的其余部件均采用不锈钢材质，装置的各个部件之间均用不锈钢管相连接。
进一步地，所述泡沫发生器、高压室和取样计量器分别与法兰的连接处均设置有垫片，所述垫片的材质为四氟乙烯材质或硅橡胶。
泡沫发生器是腔内填满一定尺寸玻璃珠的圆柱体，当一定比例的泡沫剂液体和压缩空气快速通过的时候，会产生大量的泡沫。高压室是用来接收泡沫发生器发生的泡沫和测试泡沫剂半衰期的，与其相联通的是体积更大的缓冲罐，大体积的缓冲罐的作用是平衡当泡沫剂进入高压室造成的压力波动，维持高压室压力的相对稳定。取样计量器连有压力平衡管，可以在高压下不断的接受高压室泡沫破碎后形成的水溶液，取样计量器的侧壁有刻度，可以实时读出液体的体积。
本实用新型的有益效果：
本实用新型解决了由于盾构机实际掘进是时候，泡沫剂的实际是在0.2-0.3MPa的压力下工作的，实验室常压下举得测试数据难以客观的反应泡沫剂实际使用效果的技术问题。本实用新型提供一种高压下测试盾构泡沫剂半衰期的装置，实现了模拟泡沫剂在盾构施工的现场操作条件，对泡沫剂的半衰期进行了评价。本实用新型的设备简单，操作简单易行，可以为泡沫剂的研发和现场使用提供重要的数据支持和理论指导。
附图说明
图1是本实用新型高压下测试盾构泡沫剂半衰期的装置。
图中：1.泡沫发生器，2.高压室，3.缓冲罐，4.空气压缩机，5.取样计量器，6.压力表，7.法兰，8.压力平衡管，9.单向截止阀，10.截止阀，11.玻璃珠。
具体实施方式
下述非限定性实施例可以使本领域的普通技术人员更全面地理解本实用新型，但不以任何方式限制本实用新型。
下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做详细说明。
如图1所示，一种高压下测试盾构泡沫剂半衰期的装置，包括：泡沫发生器1、高压室2、压力缓冲罐3、空气压缩机4、取样计量器5，所述高压室2的两端分别与泡沫发生器1和取样计量器5相连接，所述泡沫发生器1的出样端连接高压室2的进样端(上端)，所述高压室2的出样端(下端)连接取样计量器5的进样端(上端)，所述压力缓冲罐3的一端(上端)与高压室2的进样端(上端)相连接，所述压力缓冲罐3的另一端(下端)与空气压缩机4相连接，所述压力缓冲罐3上还设置有量程为0-0.5MPa压力表。
所述泡沫发生器1、高压室2和取样计量器5均为圆筒形结构，两端分别设置有法兰7。所述泡沫发生器1和高压室2的筒体均为长300mm，直径为Ф30mm的钢化玻璃管，所述泡沫发生器1内部填满直径为Ф2mm的玻璃珠11。所述取样计量器5筒体长为100mm，直径为Ф10mm的钢化玻璃管，侧壁设置有刻度，精度为0.1ml。所述压力缓冲罐3为高1200mm,直径为Ф800mm的不锈钢罐体，压力缓冲罐3内的气体为压缩空气。
在取样计量器5的和压力缓冲罐3之间设置有压力平衡管8，所述取样计量器5的进样端(上端)通过压力平衡管8与压力缓冲罐3的下端相连接。所述泡沫发生器1与高压室5连接的管路上设置有单向截止阀9；优选的，所述高压室2与取样计量器5连接的管路以及取样计量器5出口端的管路上设置有截止阀10，所述截止阀可以为单向的截止阀10，也可为双向的截止阀10。所述泡沫发生器、高压室和取样计量器分别与法兰的连接处均设置有垫片，所述垫片的材质为四氟乙烯材质或硅橡胶。
如图1所示，本实用新型在具体实施中，由下列步骤来实现：
第一步：配置泡沫剂溶液约50L左右，浓度为4％。
第二步：通过空气压缩机4的工作，把压力缓冲罐3的压力调节到0.3MPa，然后使压力缓冲罐3和高压室2的相连通。
第三步：泡沫剂用计量泵以0.1L/min的速度注入泡沫发生器1，同时，以3L/min的速度，用压缩机把压缩空气注入泡沫发生器1。
第四步：到达单向截止阀9开启压力后单向截止阀9会开启，泡沫会不停的注入高压室2，直到高压室2泡沫注满，停止发生泡沫。
第五步：随着时间延长，高压室2的泡沫不断破碎，泡沫剂液体会不断的流入取样计量器5。记录收集每毫升液体的累计时间，等泡沫全部破碎后，就可以计算出泡沫剂在0.3MPa下的半衰期了。
Claims (10)
1.一种高压下测试盾构泡沫剂半衰期的装置，其特征在于，包括：泡沫发生器、高压室、取样计量器，所述高压室的两端分别与泡沫发生器和取样计量器相连接，所述泡沫发生器的出样端连接高压室的进样端，所述高压室的出样端连接取样计量器的进样端。
2.根据权利要求1所述的高压下测试盾构泡沫剂半衰期的装置，其特征在于，还包括：压力缓冲罐和空气压缩机，所述压力缓冲罐的一端与高压室的进样端相连接，另一端与空气压缩机相连接。
3.根据权利要求1所述的高压下测试盾构泡沫剂半衰期的装置，其特征在于，所述泡沫发生器、高压室和取样计量器均为圆筒形结构，两端分别设置有法兰。
4.根据权利要求1所述的高压下测试盾构泡沫剂半衰期的装置，其特征在于，所述泡沫发生器内部填充玻璃珠。
5.根据权利要求1所述的高压下测试盾构泡沫剂半衰期的装置，其特征在于，所述取样计量器的侧壁设置有刻度。
6.根据权利要求2所述的高压下测试盾构泡沫剂半衰期的装置，其特征在于，在取样计量器和压力缓冲罐之间设置有压力平衡管。
7.根据权利要求1所述的高压下测试盾构泡沫剂半衰期的装置，其特征在于，所述泡沫发生器与高压室连接的管路上设置有单向截止阀。
8.根据权利要求1所述的高压下测试盾构泡沫剂半衰期的装置，其特征在于，所述泡沫发生器和高压室的筒体为长200-400mm，直径Ф20-50mm的圆筒形结构；所述取样计量器的筒体为长50-200mm，直径Ф10-20mm的圆筒形结构。
9.根据权利要求2所述的高压下测试盾构泡沫剂半衰期的装置，其特征在于，所述压力缓冲罐为高1000-1500mm,直径Ф500-1000mm的罐体。
10.根据权利要求2所述的高压下测试盾构泡沫剂半衰期的装置，其特征在于，所述压力缓冲罐上还设置有压力表，所述压力表的量程为0-0.5MPa。
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