[实用新型]一种泡沫检测装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及盾构机技术领域，尤其涉及一种盾构机用泡沫检测装置。

背景技术

盾构机掘进中泡沫的应用效果在实际施工过程中一般从两方面考虑：泡沫剂的发泡率和泡沫的稳定性。第一，发泡率：发泡率又称“泡沫倍数”，指一定质量发泡剂溶液所产生的泡沫体积与原液体体积之比，它是衡量发泡剂质量的一项重要指标。发泡率的表达式可用下式表示:

式中： V_f——产生的泡沫体积，V₁——泡沫剂溶液体积。

目前应用于盾构施工专用泡沫剂的发泡率大约为5-20，在同样情况下，发泡率越高，等量泡沫剂产生的泡沫越多，说明其具有高效性，但是发泡率与生产泡沫的稳定性二者是相互影响的，较高的发泡率是牺牲泡沫稳定性为代价的。分析泡沫性质时，仅仅发泡率高并不能说明泡沫剂的优越，而应该结合泡沫的稳定性进行综合考虑。由于泡沫在土舱内处于受压状态，且通常情况下，泡沫与土体发生混合是在压力状态下进行的。假设压力*体积=常数，则当土舱内支护压力为P 时的发泡率为：

式中： P₀ ——为标准大气压，FER₁ ——为标准大气压下的发泡率。

研究泡沫的发泡率主要从泡沫的起泡能力着手。而气相、液相和能量的引入是形成泡沫必不可少的条件，因此一般起泡能力的考察是指在引入能量相等的条件下，生成泡沫量的多少。

第二，泡沫的稳定性：泡沫的稳定性是指泡沫长时间静置于空气中而不破裂的性质。泡沫的稳定性是衡量泡沫优劣的一个重要指标。稳定性的好坏通常由消泡率来反应，消泡率是衡量泡沫稳定性的重要参数之一，其定义如下式。

式中： V_d——为消散的泡沫体积，V₀ ——为泡沫初始体积。

盾构施工中，通常在刀盘、土舱、螺旋输送机三处布置泡沫的注入口，通过注入泡沫将土舱内土体改良成“塑性流动状态”，并应保持至螺旋输送机口顺利排出。这就要求泡沫具有足够的稳定性，以满足能够存在于渣土中直至混合土从螺旋输送机排出。所以泡沫稳定性的如何将直接影响其作用的发挥。泡沫的发泡率作为一项可变参数，较高的发泡率可以做到在一定数量的泡沫剂下产生更多的泡沫，但是过高的发泡率与泡沫的稳定性存在相互制约的关系，因此应综合考虑泡沫的发泡率和稳定性。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种泡沫检测装置，使用所述装置能够在室内分析泡沫的质量，避免了现场实验，节约了成本。

为解决上述技术问题，本实用新型所采取的技术方案是：一种泡沫检测装置，其特征在于包括液体系统、气体系统和泡沫收集检测系统，所述气体系统包括空压机和第一球阀，所述液体系统包括泡沫混合液容器、放置于泡沫混合液容器内的加热器、泵、第二压力计、第二流量计、第三球阀和泡沫发生器，所述泡沫收集检测系统包括密闭容器、第三压力计、可调式减压阀和第二球阀，所述泡沫混合液容器的出水口经泵、第二压力计、第二流量计和第三球阀与泡沫发生器的进水口连接，泡沫发生器的出沫口与所述密闭容器的进口连接，密闭容器的出口经第二球阀与空压机的进气口连接，空压机的出气口经第一球阀与泡沫发生器的进气口连接。

优选的：所述气体系统还包括第一压力计和第一流量计，所述第一压力计和第一流量计位于泡沫发生器的进气口与第一球阀之间的管路上。

优选的：所述加热器为温控加热器。

优选的：所述泵为可调式变量泵。

优选的：所述密闭容器为外壁上带有刻度线的透明的密闭容器。

优选的：所述第一球阀与泡沫发生器之间的管路上设有第一单向阀。

优选的：所述第三球阀与泡沫发生器之间的管路上设有第二单向阀。

优选的：所述泡沫发生器为两端开口的容器，容器内设置一个混合腔和多层钢丝网。

采用上述技术方案所产生的有益效果在于：所述装置针对同一厂家的泡沫剂，可在室内分析其质量的优劣程度，提高利用率，避免现场试验，相对节约了施工成本；针对不同厂家的泡沫剂，可快速对比分析出在盾构机上的利用价值，对于前期泡沫剂的选择意义重大。此外，所述装置的结构简单、制造成本低，具有较好的推广和使用前景。 

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

图1是本实用新型的组成示意图；

图2是图1中泡沫发生器的结构示意图；