[发明专利]一种煤电一体化三废基发泡材料的实验室研究装置

说明书

一种煤电一体化三废基发泡材料的实验室研究装置，水液互驱单元的两个输入端分别与恒流恒压泵的输出端和补液泵的输出端连接，其输出端通过盘管和新型发泡器的液路通道连接；盘管和新型发泡器设置在循环水浴内部，高速摄像机用于采集新型发泡器的泡沫图像；高压储罐分别与气相色谱仪和气体混合罐连接；真空泵与气体混合罐连接；标定气瓶与气体混合罐贯通连接；气体混合罐依次通过电磁减压阀、逆止阀和涡旋式气体流量计与新型发泡器的气动接头连接；混合浆体搅拌器的两个输出支路分别与螺杆泵的进料口和称重器A连接；螺杆泵的出料口与新型发泡器的出料口与三废基发泡材料混合器的两个进料口连接。该装置能为三废基发泡材料的定性定量研究提供基础。

技术领域

本发明属于绿色矿山技术领域，具体涉及一种煤电一体化三废基发泡材料的实验室研究装置。

背景技术

三废基发泡材料是对煤电企业“粉煤灰-烟道气-高盐矿井水”固气液三废的再利用、并借助非标专用设备和相关工艺生产发泡材料，该材料塑性变形能力强且有一定的承载能力，流动性强且堆积性高，具有快速凝结（凝结时间可调）且不渗水的特点，不仅能用于矿井工作面端头充填堵漏风、矿井采空区抑制煤氧化防灭火作业的过程中，而且在废弃矿井烟道气和固体废弃物封存、建筑保温材料、矿用喷浆材料等方面都有很好的应用。但是现有技术中，并没有适用于实验室研究及制备三废基发泡材料的装置，从而不便于研究不同变量条件下三废基发泡材料的流态性质、不同的流态性质对应于发泡材料固化后的物理和力学性质。

发明内容

针对上述现有技术存在的问题，本发明提供一种煤电一体化三废基发泡材料的实验室研究装置，该装置能利用粉煤灰、烟道气和高盐矿井水材料快速高效地制备三废基发泡材料，并能对三废基发泡材料的生产过程进行智能化监控，便于获得三废基发泡材料的特征数据，能为三废基发泡材料的定性研究提供基础，有利于研究不同变量条件下三废基发泡材料的流态性质、不同的流态性质对应于发泡材料固化后的物理和力学性质，且研究成果可以指导三废基发泡材料的制备及矿井应用。

本发明提供一种煤电一体化三废基发泡材料的实验室研究装置，包括煤电一体化三废基发泡材料生成装置、发泡剂混合溶液的恒流装置、泡沫发生及观测装置、烟气成份分析及配气装置和控制台；

所述发泡剂混合溶液的恒流装置包括水液互驱单元、恒流恒压泵和发泡剂溶液混合单元；所述水液互驱单元包括第一双向活塞缸、第二双向活塞缸和多个转换阀；第一双向活塞缸和第二双向活塞缸的结构相同，其缸筒内部设置有与缸筒滑动密封配合的活塞，活塞将缸筒的内腔分隔为相互独立的两个无杆腔，两个无杆腔分别通过设置在缸筒的两端的工作口A和工作口B与外部连通，第一双向活塞缸和第二双向活塞缸上分别设置有用于检测各自活塞位置的第一位移传感器和第二位移传感器；多个转换阀分别为第一转换阀、第二转换阀、第三转换阀、第四转换阀、第五转换阀、第六转换阀、第七转换阀和第八转换阀，第一转换阀、第二转换阀、第三转换阀、第四转换阀、第五转换阀、第六转换阀、第七转换阀和第八转换阀均具有通过控制连通或截断配合的工作口C和工作口D，第四转换阀和第一转换阀的工作口C相互连通后作为水液互驱单元的入水口，第四转换阀和第一转换阀的工作口D分别与第一双向活塞缸和第二双向活塞缸的工作口A连接，第五转换阀和第八转换阀的工作口D相互连通后作为水液互驱单元的出口，并通过单向阀和电磁液体流量计A一端连接；第五转换阀和第八转换阀的工作口C分别与第一双向活塞缸和第二双向活塞缸的工作口B连接，第二转换阀和第三转换阀的工作口C均与外部空气连通，第二转换阀和第三转换阀的工作口D分别与第一双向活塞缸和第二双向活塞缸的工作口A连接，第六转换阀和第七转换阀的工作口C分别与第一双向活塞缸和第二双向活塞缸的工作口B连接，第六转换阀和第七转换阀的工作口D相互连通后作为水液互驱单元的入液口；所述恒流恒压泵的进液口通过管路与冷水容器的底部连接，其出液口与水液互驱单元的入水口连接；所述发泡剂溶液混合单元包括补液泵、发泡剂混合溶液储存桶和安全阀，所述补液泵的进液口通过管路与发泡剂混合溶液储存桶的底部连接，其出液口通过安全阀与水液互驱单元的入液口连接；