本实用新型涉及一种盾构用发泡剂的发泡装置，尤其涉及一种实验室用发泡装置。

据市场调研统计，中国已成为世界上地铁施工领域中使用盾构机最多的国家之一， 目前市场保有量超过800台，随着更多二线城市轨道交通建设规划获批，未来两年，盾构 机的数量将突破1000台。因此盾构机施工用发泡剂的市场需求巨大。该产品是一种消耗 性产品，在盾构施工中，泡沫与切削土层充分混合，增强土体的润滑性、流塑性和止水 性，降低盾构机刀盘扭矩、降低出土量和提高掘进速度，对顺利施工意义重大。

泡沫的泡孔大小、发泡率和稳定性，除了与发泡剂本身有关外，还与发泡装置中发 泡枪的材料、压缩空气的压力和气体流量、发泡剂溶液的泵送性压力和液体流量等有 关。然而目前盾构机配套的泡沫发生装置均采用金属材料制备，在实验室试验时无法了 解压缩空气和发泡剂溶液的在管路中的流动以及在发泡枪中的发泡情况。

本实用新型的目的是提供一种能够获得泡孔均匀、发泡率高、稳泡性好的泡沫的实 验室用发泡装置。

本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的：

本实用新型的实验室用发泡装置，包括泡沫溶液罐、气泵、气液混合器，所述泡沫 溶液罐通过液管与高压隔膜泵、三通阀、液体流量计、液体精密调节阀、第一压力表、 液体单向阀、液体截止阀、所述气液混合器依次连接，所述三通阀与所述泡沫溶液罐之 间通过液管连接有回流阀；

所述气泵通过气管与减压阀组件、气体流量计、气体精密调节阀、第二压力表、气 体单向阀、气体截止阀、所述液混合器依次连接；

所述气液混合器设有发泡枪，所述发泡枪的出口处设有发泡桶。

由上述本实用新型提供的技术方案可以看出，本实用新型实施例提供的实验室用发 泡装置，可以用于研究盾构用发泡剂在一定压力、一定流量的压缩空气，一定压力、一 定流量的发泡剂溶液，在充满蜂窝状发泡材料的发泡枪中进行发泡，获得泡孔均匀、发 泡率高、稳泡性好的泡沫。可以实现最大限度的改良复杂土层的目的，如砂砾石土层 等。

图1为本实用新型实施例提供的实验室用发泡装置的结构示意图。

图中：

1-泡沫溶液罐2-高压隔膜泵3-三通阀4-回流阀5-液体流量计6-液体精密调节阀7- 第一压力表8-液体单向阀9-液体截止阀10-气泵11-减压阀组件12-气体流量计13-气体 精密调节阀14-第二压力表15-气体单向阀16-气体截止阀17-气液混合器18-发泡枪19- 发泡桶。

下面将对本实用新型实施例作进一步地详细描述。

本实用新型的实验室用发泡装置，其较佳的具体实施方式是：

包括泡沫溶液罐、气泵、气液混合器，所述泡沫溶液罐通过液管与高压隔膜泵、三 通阀、液体流量计、液体精密调节阀、第一压力表、液体单向阀、液体截止阀、所述气 液混合器依次连接，所述三通阀与所述泡沫溶液罐之间通过液管连接有回流阀；

所述气泵通过气管与减压阀组件、气体流量计、气体精密调节阀、第二压力表、气 体单向阀、气体截止阀、所述液混合器依次连接；

所述气液混合器设有发泡枪，所述发泡枪的出口处设有发泡桶。

所述气管和液管均采用透明塑料材料制成，外径为10mm。

所述发泡枪采用透明度高的有机玻璃制成，长度300mm，直径50mm，发泡枪中填 满网孔直径1～5mm的聚丙烯网和网孔直径为150um～300um的金属网筛。

本实用新型的实验室用发泡装置，用于研究盾构用发泡剂在一定压力、一定流量的 压缩空气，一定压力、一定流量的发泡剂溶液，在充满蜂窝状发泡材料的发泡枪中进行 发泡，获得泡孔均匀、发泡率高、稳泡性好的泡沫。可以实现最大限度的改良复杂土层 的目的，如砂砾石土层等。

具体实施例：

如图1所示，本实用新型的一实施例包括高压隔膜泵2将泡沫溶液罐1中的泡沫溶液泵 送入液体管路中，经过一个三通阀3，一部分泡沫溶液通过回流阀4回到泡沫溶液罐中， 一部分通过液体流量计5，此时显示管路中泡沫溶液的流量大小，通过调节液体精密调节 阀6可得到精确的所需液体流量，此时压力表7显示液体管路中的压力大小，单向阀8用于 防止突然关闭高压隔膜泵时出现倒吸现象，泡沫溶液经过截止阀9到达气液混合器17处与 气路中的压缩空气进行充分混合。

本实用新型的一实施例包括气泵10产生压缩空气，经过减压阀组件11产生一定压力 的压缩空气，通过气体精密调节阀13调节实验所需气流流量，气体流量计12显示其精确 读数，第一压力表4显示压缩空气的压力，单向阀15用于防止突然关闭气泵，导致泡沫溶 液到吸入气路管道中，压缩气体通过截止阀16进入气液混合器17中。

本实用新型的一实施例包括气液混合器17中的气液混合物通过发泡枪18进行充分发 泡，发泡桶19接收实验室发泡装置所发泡沫，并用于相关的性能标准测试。

泡沫的制备方法为：启动气泵，调节减压阀组件，获得0.4MPa压缩空气，通过气体 精密调节阀保持压缩空气流量恒定；将配置好的发泡剂用一定量的水稀释，获得阴离子 表面活性剂质量百分比为1.5％的泡沫溶液，并置于泡沫溶液罐中。开启高压隔膜泵，调 整回流阀，使得第二压力表达到0.4MPa，通过液体精密调节阀保持发泡溶液流量恒定， 当泡沫混合液和压缩空气到达混合器时，进行混合，混合后的气液混合物在发泡枪中进 行发泡，泡沫桶可接收到泡孔均匀，发泡率高和稳泡性好的泡沫。

1、气管和液管

均采用透明塑料材料制成，外径为10mm，内径为6.5mm。可以清楚观察泡沫溶液在 管中的流动情况，同时可观察在关闭气泵和高压隔膜泵时是否有倒吸现象。

2、气液混合器

0.4MPa的压缩空气和0.4MPa的泡沫溶液通过变径，由10mm管路进入直径较大的气 液混合器中混合。气液混合器选择铜制三通阀，直径为25mm。直径变大的目的是瞬间降 低气体和液体的压力，以免相互混合时会影响气路和液路的压力稳定性。

3、发泡枪

发泡枪采用透明度高的有机玻璃制成，长度300mm，直径50mm，可观察发泡枪中 发泡的情况。发泡过程中发泡枪中填满网孔直径1～5mm的聚丙烯网和网孔直径为 150um～300um的金属网筛，此两种发泡材料的组合，正好实现先形成宏观气泡，进而转 变成微观小气泡，保证了整个过程中泡沫的均匀性和稳定性。

4、单向阀

气体和液体两路均采用单向阀，目的是防止在关闭气泵和高压隔膜泵时，出现液体 倒吸现象。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局 限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型披露的技术范围内，可轻易想到 的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围 应该以权利要求书的保护范围为准。