CN218741648U - 一种全气动煤矿用发泡机 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种全气动煤矿用发泡机，涉及发泡机技术领域，包括总进风系统和气控系统，总进风系统和气控系统分别与发泡剂比例混合系统、剂水比例混合系统、空气比例混合系统连接，剂水比例混合系统和空气比例混合系统分别与混合发泡系统连接。本实用新型整个发泡过程中只采用煤矿矿井下的安全空气动力，不受煤矿井下防爆安全生产条件要求，满足煤矿井下多孔混凝土充填施工要求，可以完全满足煤矿井下充填、煤矿井下防火、煤矿井下防水的要求。

Description

一种全气动煤矿用发泡机

技术领域

本实用新型涉及发泡机技术领域，尤其是涉及一种全气动煤矿用发泡机。

背景技术

发泡机是多孔混凝土充填的必备设备，多孔混凝土充填技术已在道路充填、废旧防空洞治理、水坝施工、河道和海洋护坡、地铁施工等领域广泛用。目前施工现场大都是露天作业，设备采用的动力通常为电力或柴油动力。因设备防爆难度大，防爆成本高，对于安全生产条件要求很高的煤矿井下来说，该技术的应用受到了很大的限制。需要开发一种新型发泡设备来弥补充填系统设备不安全的影响。

压力空气作为煤矿井下的安全动力原，发泡工艺中对该压气进行稳压、稳流等技术处理，可以用于发泡系统的技术改造。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种全气动煤矿用发泡机，能够利用压力气体更安全的进行井下发泡作业；

本实用新型提供一种全气动煤矿用发泡机，包括总进风系统和气控系统，所述总进风系统和所述气控系统分别与发泡剂比例混合系统、剂水比例混合系统、空气比例混合系统连接，所述剂水比例混合系统和所述空气比例混合系统分别与混合发泡系统连接。

进一步地，所述总进风系统包括总进风管，所述总进风管上设有风压分配阀块，所述气控系统、所述发泡剂比例混合系统、所述剂水比例混合系统、所述空气比例混合系统均与所述风压分配阀块连接。

进一步地，所述气控系统包括两位四通气动阀，所述两位四通气动阀的一通路与所述风压分配阀块连接，其它三通路通过三相比例控制阀分别与第一风控阀、第二风控阀和第三风控阀连接。

进一步地，所述发泡剂比例混合系统包括第一进风管，所述第一进风管与所述风压分配阀块连接，所述第一进风管上依次设有所述第一风控阀、气动三联件和发泡剂泵。

进一步地，所述剂水比例混合系统包括第二进风管，所述第二进风管与所述总进风系统连接，所述第二进风管上依次设有所述第二风控阀、风力马达和风动水泵。

进一步地，所述发泡剂泵和所述风动水泵均与剂水混合阀连接，所述剂水混合阀与水箱连接。

进一步地，所述空气比例混合系统包括第三进风管，所述总进风系统通过所述第三进风管与风包连接，所述风包通过第三风控阀与混合发泡系统连接。

进一步地，所述混合发泡系统包括发泡枪和二相比例控制阀，所述二相比例控制阀与所述发泡枪的入口端之间通过风压管和剂水混流管连接，所述风包和所述风动水泵均与所述二相比例控制阀连接。

进一步地，还包括稳压稳流系统，所述稳压稳流系统分别设于所述风压分配阀块和所述发泡剂比例混合系统之间、所述风压分配阀块和所述剂水比例混合系统之间、所述剂水比例混合系统和所述混合发泡系统之间、所述空气比例混合系统和所述混合发泡系统之间。

进一步地，所述稳压稳流系统为稳压稳流控制阀。

本实用新型的技术方案通过总进风系统提供压力空气，利用发泡剂比例混合系统运输发泡剂，剂水比例混合系统，空气比例混合系统和混合发泡系统进行空气、发泡剂和水混合发泡，实现全发泡流程气动；且通过气控系统控制，实现全发泡流程气控，从而整个发泡过程中只采用煤矿矿井下的安全空气动力，不受煤矿井下防爆安全生产条件要求，满足煤矿井下多孔混凝土充填施工要求，可以完全满足煤矿井下充填、煤矿井下防火、煤矿井下防水的要求。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型的整体结构示意图；

图2为本实用新型的流程图；

附图标记说明：

1-总进风系统、101-总进风管、102-风压调节阀、103-子进风管、104-风压分配阀块；

2-气控系统、201-两位四通气动阀、202-三相比例控制阀、203-第一风控阀、204-第二风控阀、205-第三风控阀、

3-发泡剂比例混合系统、301-第一进风管、302-气动三联件、303-风力管道、304-发泡剂泵、305-发泡剂箱、306-吸剂管、307-排剂管

4-剂水比例混合系统、401-第二进风管、402-风力马达、403-风动水泵、404-剂水混合阀、405-水箱、406-剂水混流管

5-空气比例混合系统、501-第三进风管、502-风包、503-安全阀、504-压力表、505-风动闸阀、506-风压管

6-混合发泡系统、601-二相比例控制阀、602-发泡枪

7-风压控制管；7A-风压控制管7A、7A1-风压控制管7A1、7B-风压控制管7B、7B1-风压控制管B1、7C-风压控制管7C、7C1-风压控制管7C1；8-稳压稳流控制阀、9-返充阀；

具体实施方式

下面将结合实施例对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语"中心"、"纵向"、"横向"、"长度"、"宽度"、"厚度"、"上"、"下"、"前"、"后"、"左"、"右"、"竖直"、"水平"、"顶"、"底"、"内"、"外"、"顺时针"、"逆时针"等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，术语"第一"、"第二"仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有"第一"、"第二"的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本实用新型的描述中，"多个"的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。此外，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

实施例1

本实用新型提供一种全气动煤矿用发泡机，包括总进风系统1和气控系统2，总进风系统1和气控系统2分别与发泡剂比例混合系统3、剂水比例混合系统4、空气比例混合系统5连接，剂水比例混合系统4和空气比例混合系统5分别与混合发泡系统6连接。

具体的，总进风系统1用于为整个发泡过程提供压力空气，为各混合系统、气动控制系统、气动仪表等提供动力；其可以通过在入口端设置气泵装置供气，或直接连接到煤矿用压力气体系统供气。气控系统2主要利用总进风系统1的压力气体控制各通路的通断，进而控制各混合系统的启闭，这可以通过气动阀门实现。发泡剂比例混合系统3通过总进风系统1的送气按一定比例混合各类发泡剂原料制成发泡药物，并将制得的发泡药物送向剂水比例混合系统4。在剂水比例混合系统4内，发泡剂与水按一定比例充分混合为一级发泡混合物，并通过总进风系统1的送气流向混合发泡系统6。空气比例混合系统5主要为混合发泡系统6提供恒定的发泡用气，在混合发泡系统6内，与水混合的一级发泡混合物再与合适的发泡用气按一定比例混合，经由混合发泡系统6喷出发泡。上述整个系统中，全部利用压力气体驱动，相较于燃油驱动大幅避免危险情况出现的可能。

实施例2

本实施例2具体叙述总进风系统1：

总进风系统1包括总进风管101，总进风管101上设有风压分配阀块104，气控系统2、发泡剂比例混合系统3、剂水比例混合系统4、空气比例混合系统5均与风压分配阀块104连接。

具体的，总进风管101的入口端设有手动闸阀用以手动控制，手动闸阀之后设有风压调节阀102用于调节整个系统的总压力，总进风管101的端部通过子进风管103与风压分配阀块104连接。高压风进入后总进风管101后，依次经过风压调节阀102、进风管、风压分配阀块104后，分别进入发泡剂比例混合系统3、剂水比例混合系统4、空气比例混合系统5形成回路。

实施例3

本实施例3具体叙述气控系统2：

气控系统2包括两位四通气动阀201，两位四通气动阀201的一通路与风压分配阀块104连接，其它三通路通过三相比例控制阀202分别与第一风控阀203、第二风控阀204和第三风控阀205连接。

具体的，总进风管101的压力气体通过两位四通气动阀201分配到三个风控阀上，控制各风控阀的启闭，以控制通向各混合系统的气体通断。通过三相比例控制阀202控制各风控阀的开启度，进而实现对发泡剂比例混合系统3、剂水比例混合系统4、空气比例混合系统5的流量控制，通过控制流量配比，即可实现各发泡原料的配比控制，从而控制发泡过程及发泡结果。两位四通气动阀201通过风压控制管7与各目标端口连接。

实施例4

本实施例4具体叙述各发泡混合系统：

发泡剂比例混合系统3包括第一进风管301，第一进风管301与风压分配阀块104连接，第一进风管301上依次设有第一风控阀203、气动三联件302和发泡剂泵304。

具体的，第一风控阀203用于控制发泡剂比例混合系统3的启闭及气体流量，在第一进风管301上第一风控阀203之后，通过风力管道303连接气动三联件302，通过气动三联件302的压力气体进入发泡剂泵304中，将与发泡剂泵304连接的发泡剂箱305内的一种/多种发泡剂按比例混合为发泡剂原料，再送入剂水比例混合系统4。气动三联件302即F.R.L，在气动技术中，将空气过滤器(F)、减压阀(R)和油雾器(L)三种气源处理元件组装在一起称为气动三联件302，用以进入气动仪表之气源净化过滤和减压至仪表供给额定的气源压力。

上述具体过程为：启动两位四通气动阀201，控制压力空气经风压控制管7流入两位四通气动阀201，两位四通气动阀201打开对应的风压控制管7A，经风压控制管7A的控制风压再经过三相比例控制阀202比例分配后经风压控制管7A1控制(打开)第一风控阀203。压力空气经气动三联件302驱动发泡剂泵304运转，将发泡剂按一定的比例经发泡剂箱305、吸剂管306、排剂管307排到剂水混合阀404，实现发泡剂与水的比例混合。

剂水比例混合系统4包括第二进风管401，第二进风管401与总进风系统1连接，第二进风管401上依次设有第二风控阀204、风力马达402和风动水泵403。发泡剂泵304和风动水泵403均与剂水混合阀404连接，剂水混合阀404与水箱405连接。

具体的，第二风控阀204用于控制剂水比例混合系统4的启闭及气体流量，在第二进风管401上第二风控阀204之后，压力气体进入风力马达402和风动水泵403组成的输送泵中(风力马达402用于驱动风动水泵403)，将剂水混合阀404内的发泡剂和水混合并送向混合发泡系统6。

上述具体过程为：启动两位四通气动阀201，控制压力空气经风压控制管7流入两位四通气动阀201，两位四通气动阀201打开对应的风压控制管7B，经风压控制管7B的控制风压再经过三相比例控制阀202比例分配后经风压控制管7B1控制(打开)第二风控阀204，压力空气经驱动风动水泵403运转，将剂水混合阀404和恒压水箱405中的水排到剂水混流管406，流入二相比例控制阀601，实现剂水一次混合与空气的比例二次混合。

空气比例混合系统5包括第三进风管501，总进风系统1通过第三进风管501与风包502连接，风包502通过第三风控阀205与混合发泡系统6连接。

具体的，第三风控阀205用于控制风包502流向二相比例控制阀601的气路启闭及流量，风包502用于储存并提供恒定的压力气体，风包502上还设有安全阀503和压力表504，风包502与二相比例控制阀601之间还设有风动闸阀505。

上述具体过程为：启动两位四通气动阀201，控制压力空气经风压控制管7流入两位四通气动阀201，两位四通气动阀201打开对应的风压控制管7C，经风压控制管7C的控制风压再经过三相比例控制阀202比例分配后经风压控制管7C1控制(打开)第三风控阀205，压力空气经第三进风管501、风包502、风动闸阀505、第三风控阀205后，流入二相比例控制阀601。

混合发泡系统6包括发泡枪602和二相比例控制阀601，二相比例控制阀601与发泡枪602的入口端之间通过风压管506和剂水混流管406连接，风包502和风动水泵403均与二相比例控制阀601连接。

具体的，二相比例控制阀601用于控制空气和剂水混合物的流量，当二者流量不同时，即可以实现空气与剂水混合物的合理配比，确保发泡质量稳定与可靠性。经过二相比例控制阀601调整后的空气再经过风压管506、剂水混合物再经过剂水混流管406进入到发泡枪602实现空气与泡剂的混合，生成泡沫。发泡枪602上还设有返充阀9。

实施例5

本实施例5具体叙述稳压稳流系统：

还包括稳压稳流系统，稳压稳流系统分别设于风压分配阀块104和发泡剂比例混合系统3之间、风压分配阀块104和剂水比例混合系统4之间、剂水比例混合系统4和混合发泡系统6之间、空气比例混合系统5和混合发泡系统6之间。稳压稳流系统为稳压稳流控制阀8。

具体的，现有技术的另一个问题是，以气压驱动时，相较于机械驱动会有较大压力波动，需要设置稳压稳流系统进行稳流。第一进气管、第二进气管和第三进气管的压力空气经稳压稳流控制阀8控制调节后，以稳定的压力和流量分别进入气动三联件302和二相比例控制阀601。通过三路稳压稳流控制阀8实现系统原料流动混合过程中的压力和流量的稳定控制，确保发泡质量稳定可靠。

本装置的工作原理：

通过总进风系统1提供压力气体，通过发泡剂比例混合系统3配合混合发泡剂原料，通过剂水比例混合系统4配比混合发泡剂原料和水，通过空气比例混合提供稳定混合空气，通过混合发泡系统6混合空气与剂水混合物，通过气控系统2调节各混合系统的气体流量供应以调节发泡剂原料、水、空气之间的配比，得到高质量发泡。本装置全气压控制与操作，无需防爆设计与加工即可满足煤矿井下设备的防爆性要求，系统采用全气压实现对水泵、发泡剂泵304的无级调速控制，系统结构简单、操作容易、维护方便。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种全气动煤矿用发泡机，其特征在于，包括总进风系统和气控系统，所述总进风系统和所述气控系统分别与发泡剂比例混合系统、剂水比例混合系统、空气比例混合系统连接，所述剂水比例混合系统和所述空气比例混合系统分别与混合发泡系统连接。

2.根据权利要求1所述的全气动煤矿用发泡机，其特征在于，所述总进风系统包括总进风管，所述总进风管上设有风压分配阀块，所述气控系统、所述发泡剂比例混合系统、所述剂水比例混合系统、所述空气比例混合系统均与所述风压分配阀块连接。

3.根据权利要求2所述的全气动煤矿用发泡机，其特征在于，所述气控系统包括两位四通气动阀，所述两位四通气动阀的一通路与所述风压分配阀块连接，其它三通路通过三相比例控制阀分别与第一风控阀、第二风控阀和第三风控阀连接。

4.根据权利要求3所述的全气动煤矿用发泡机，其特征在于，所述发泡剂比例混合系统包括第一进风管，所述第一进风管与所述风压分配阀块连接，所述第一进风管上依次设有所述第一风控阀、气动三联件和发泡剂泵。

5.根据权利要求4所述的全气动煤矿用发泡机，其特征在于，所述剂水比例混合系统包括第二进风管，所述第二进风管与所述总进风系统连接，所述第二进风管上依次设有所述第二风控阀、风力马达和风动水泵。

6.根据权利要求5所述的全气动煤矿用发泡机，其特征在于，所述发泡剂泵和所述风动水泵均与剂水混合阀连接，所述剂水混合阀与水箱连接。

7.根据权利要求6所述的全气动煤矿用发泡机，其特征在于，所述空气比例混合系统包括第三进风管，所述总进风系统通过所述第三进风管与风包连接，所述风包通过第三风控阀与混合发泡系统连接。

8.根据权利要求7所述的全气动煤矿用发泡机，其特征在于，所述混合发泡系统包括发泡枪和二相比例控制阀，所述二相比例控制阀与所述发泡枪的入口端之间通过风压管和剂水混流管连接，所述风包和所述风动水泵均与所述二相比例控制阀连接。

9.根据权利要求8所述的全气动煤矿用发泡机，其特征在于，还包括稳压稳流系统，所述稳压稳流系统分别设于所述风压分配阀块和所述发泡剂比例混合系统之间、所述风压分配阀块和所述剂水比例混合系统之间、所述剂水比例混合系统和所述混合发泡系统之间、所述空气比例混合系统和所述混合发泡系统之间。

10.根据权利要求9所述的全气动煤矿用发泡机，其特征在于，所述稳压稳流系统为稳压稳流控制阀。

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