一种用于盾构机泡沫系统的泡沫原液随机拌合装置的制作方法

1.本发明涉及盾构机泡沫制成技术领域，尤其涉及一种用于盾构机泡沫系统的泡沫原液随机拌合装置。


背景技术：

2.盾构机被广泛地应用于城市地铁隧道的修建工程，作为地下施工的大型机械设备，在盾构机掘进过程中盾构机刀盘通过切削辊压使前方的土层刮除破碎，再将渣土排出，盾构机同步向前推进，从而实现盾构机的掘进工作。为了提高土压平衡盾构的地层适应性，便于排土和控制土仓压力，往往需对盾构渣土进行改良，使渣土具有良好的流动性、合适的塑性、较低的抗剪强度和粘附强度、较小的渗透系数和一定的压缩性。如未对渣土进行改良，或渣土改良效果不佳，盾构机掘进过程中则会出现刀盘刀具“结泥饼”、螺旋输送机出口喷涌、刀具磨损等问题。因此，在盾构机掘进时会同步向土仓内注入泡沫，利用泡沫与渣土的搅拌混合从而达到渣土改良的目的。
3.盾构机泡沫系统由泡沫原液箱，泡沫混合液箱，外循环水系统，泡沫发生器，空气压缩机、空气比例调节阀、回转中心通道、泡沫喷口等组件构成，泡沫原液由泡沫原液箱泵送至泡沫混合液箱并通入外循环水混合搅拌形成泡沫混合液，泡沫混合液由混合液箱泵送至泡沫发生器，空气压缩机通过空气比例调节阀向泡沫发生器中注入压缩空气，依照参数设定配置符合使用要求的泡沫，并进一步输送至盾体前方回转中心或螺旋输送机前端，最终由泡沫喷口射出，直接喷洒在待改良土体上，再由刀盘和螺机搅拌最终实现渣土改良。
4.目前盾构机泡沫原液的供应是将购置的外部成品原液经过吊装送入井下再由电瓶车转运至盾构机内部进行泵送加装的方式。从施工工序方面看，在盾构机施工过程中，需由门吊将1m3/桶容量的泡沫原液吊入井下并由电瓶车运输至盾构机内，抵达三号台车时将泡沫原液抽取至盾构机泡沫原液箱中。泡沫原液桶需要独立吊装，泡沫原液的抽取过程将持续30mi n，且加注期间盾构机无法进行其他施工操作，在盾构施工过程中，根据掘进地层不同其泡沫原液的使用量也不相同，经过粗略计算，盾构机掘进约5～8环遂消耗1桶泡沫原液，使用量大，成本较高，掘进整条隧道因加注泡沫原液累计消耗时间长；从运输环节分析，泡沫原液吊装运输过程中，原液桶体积较大，目前运输的方案是架设在管片上由电瓶车一同运输至隧道内部，运输过程中可能产生振动或其他问题导致泡沫原液桶倾倒或泼溅出泡沫原液至工作人员行径过道中，造成倾倒损坏或人员滑倒等问题，安全隐患较大。


技术实现要素：

5.本发明的主要目的在于提供一种用于盾构机泡沫系统的泡沫原液随机拌合装置，旨在解决现有的技术问题。
6.为实现上述目的，本发明提供了一种用于盾构机泡沫系统的泡沫原液随机拌合装置，包括：
7.泡沫原液拌合箱，用于对加入的原材料液搅拌后形成泡沫原液；
8.外循环水回水管路，与泡沫原液拌合箱连接，用于提供外循环水回水；
9.泡沫原液箱，泡沫原液经由转运泵输送至泡沫原液箱中存储；
10.泡沫混合液箱，所述外循环水回水管路的分支管路与泡沫混合液箱连接，所述泡沫原液箱中的泡沫原液经由螺杆泵输送至泡沫混合液箱与外循环水混合后形成泡沫混合液。
11.进一步地，所述泡沫原液拌合箱与泡沫混合液箱内部均设有搅拌装置，用于辅助泡沫原液的混合。
12.进一步地，所述搅拌装置包括搅拌电机与搅拌机构，所述搅拌电机设于泡沫原液拌合箱与泡沫混合液箱上开设的安装孔处。
13.进一步地，所述搅拌机构为搅拌轴、搅拌棒或搅拌桨叶，且所述搅拌机构均伸入泡沫原液拌合箱与泡沫混合液箱内部。
14.进一步地，所述外循环水回水管路的分支管路上设有恒温水箱，用于向泡沫混合液箱内输送恒温的外循环水回水。
15.进一步地，所述恒温水箱包括水箱主体，进水口，出水口，温度传感器及电加热装置。
16.进一步地，所述转运泵包括电机、泵头、抽液管及输液管，所述抽液管伸入泡沫原液拌合箱内部用于抽取拌合完成的泡沫原液，所述输液管通向泡沫原液箱中。
17.本发明的有益效果体现在：
18.本发明中，泡沫混合液可实现在盾构机上随机拌制，其原材料不需要独立吊装，节约工序工时；原材料需要运量较小，运输安全性高；制备泡沫原液相比采购成品成本低，经济效益高。
附图说明
19.图1为本发明结构示意图；
20.图2为本发明泡沫原液拌合箱结构示意图；
21.图3为本发明恒温水箱结构示意图。
22.附图标记说明：
23.100、泡沫原液拌合箱；101、搅拌装置；200、泡沫原液箱；300、泡沫混合液箱；400、恒温水箱；401、温度传感器；402、电加热装置；500、转运泵；600、螺杆泵。
具体实施方式
24.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。在不冲突的情况下，本技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
25.需要说明，若本发明实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后
……
)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
26.另外，若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其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至少一个该特征。另外，全文中出现的“和/或”的含义，包括三个并列的方案，以“a和/或b”为例，包括a方案、或b方案、或a和b同时满足的方案。另外，“多个”指两个以上。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在。
27.请参阅图1，本发明一种用于盾构机泡沫系统的泡沫原液随机拌合装置，包括：
28.泡沫原液拌合箱100，用于对加入的原材料液搅拌后形成泡沫原液；
29.外循环水回水管路，与泡沫原液拌合箱100连接，用于提供外循环水回水；
30.泡沫原液箱200，泡沫原液经由转运泵500输送至泡沫原液箱200中存储；
31.泡沫混合液箱300，外循环水回水管路的分支管路与泡沫混合液箱300连接，泡沫原液箱200中的泡沫原液经由螺杆泵600输送至泡沫混合液箱300与外循环水混合后形成泡沫混合液。
32.制泡沫原液的所有原材料可从进料口加入至泡沫原液拌合箱100，充分搅拌后形成泡沫原液，操作人员利用转运泵500将拌制完成的泡沫原液转运至泡沫原液箱200内，盾构机掘进过程中如需使用泡沫，由上位机泡沫原液箱200将泡沫原液输送至泡沫混合液箱300中；
33.工作人员将配置泡沫原液的原材料按照一定的比例投入至泡沫原液拌合箱100，同时将外循环水回水管路的一个分支接入泡沫原液拌合箱100，通过拌合产生成品泡沫原液。工作人员将转运泵500一端连接管路至泡沫原液拌合箱100，另一端连接泡沫原液箱200，开启转运泵500，将泡沫原液泵送至泡沫原液箱200中，泡沫原液将在泡沫原液箱200中储存以备后续泡沫系统中使用；
34.泡沫原液拌合箱100包含进料口，可将拌制泡沫原液的各种原材料由进料口加入；转运泵500在抽取拌制好的泡沫原液时可在泡沫原液拌合箱100底部开设出料口或直接用接管道伸入进料口抽取泡沫原液；
35.螺杆泵600会更具盾构机使用需要将泡沫原液从泡沫原液箱200中抽取，输送至泡沫混合液箱300中。
36.在一实施例中，请参阅图2，泡沫原液拌合箱100与泡沫混合液箱300内部均设有搅拌装置101，用于辅助泡沫原液的混合。将配置泡沫原液的原材料按照一定的比例投入至泡沫原液拌合箱100，通过搅拌装置101拌合，产生成品泡沫原液；外循环水回水管路另一分支管路内的外循环水回水会被输送至泡沫混合液箱300，通过搅拌装置101拌合。
37.具体的，搅拌装置101包括搅拌电机与搅拌机构，搅拌电机设于泡沫原液拌合箱100与泡沫混合液箱300上开设的安装孔处。
38.搅拌机构为搅拌轴、搅拌棒或搅拌桨叶，且搅拌机构均伸入泡沫原液拌合箱100与泡沫混合液箱300内部。
39.在一实施例中，外循环水回水管路的分支管路上设有恒温水箱400，用于向泡沫混合液箱300内输送恒温的外循环水回水。
40.使用成品泡沫原液除了成本高，占用工时的问题之外，在泡沫原液配置泡沫混合
液的过程中，需要使用外循环水作为拌制混合液的基础，而在盾构机掘进时，外循环水受到季节气温、设备连续运转时间、自身水质及外部散热环境等多个条件的影响，导致水温差异性较大，在配置泡沫混合液的过程中，无法达到泡沫混合液最佳发泡率的温度要求。经过试验验证，泡沫混合溶液的发泡效率与溶液温度在一定温度范围内成正比，且发泡效率直接影响渣土改良效果，也即一定温度范围内泡沫溶液的温度越高，单位体积的泡沫溶液发泡率越高，渣土改良效果越好。在实际盾构掘进施工中，常常忽略泡沫混合液温度这一重要指标，使得渣土改良效果无法得到保证，极大地影响了盾构掘进效率。通过设置恒温水箱400使泡沫混合液拌制温度得到保证，提高泡沫混合液的发泡率及发泡效果，保证了渣土改良效果。
41.在一实施例中，请参阅图3，恒温水箱400包括水箱主体，进水口，出水口，温度传感器401及电加热装置402。温度传感器401会检测当前外循环水的水温，如水温达到温度要求，则外循环水回水会被输送至泡沫混合液箱300；如水温未达到温度要求，则电加热装置402工作，直至水温达到温度要求。泡沫原液与外循环水在泡沫混合液箱300中经过搅拌混合形成泡沫混合液，随即泡沫混合液会被泵送至泡沫发生器，中心回转体等部位。
42.需要说明的是，通过恒温水箱400使外循环水回水保持合适的拌合温度，合适的水温会使泡沫混合液的发泡率更高，支撑性更好，从而使渣土改良效果更佳。
43.在一实施例中，转运泵500包括电机、泵头、抽液管及输液管，抽液管伸入泡沫原液拌合箱100内部用于抽取拌合完成的泡沫原液，输液管通向泡沫原液箱200中；泡沫原液拌合箱100包含进料口，可将拌制泡沫原液的各种原材料由进料口加入；转运泵500在抽取拌制好的泡沫原液时可在泡沫原液拌合箱100底部开设出料口或直接用接管道伸入进料口抽取泡沫原液，并输送至泡沫原液箱200中存储，盾构机掘进过程中如需使用泡沫，由上位机泡沫原液箱200将泡沫原液输送至泡沫混合液箱300中。
44.以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。