一種煤礦井下風(fēng)動定量添加發(fā)泡劑稀釋液系統(tǒng)及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種添加發(fā)泡劑稀釋液系統(tǒng)及方法，特別是一種煤礦井下風(fēng)動定量添加發(fā)泡劑稀釋液系統(tǒng)及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]無機固化泡沫是一種防治煤自燃的新型材料，具有發(fā)泡倍數(shù)高、覆蓋范圍廣、成本相對低廉、易堆積、覆蓋均勻等特點，在煤礦現(xiàn)場有著廣闊的應(yīng)用前景。該材料是以粉煤灰和水泥為基材，并添加一定的促凝劑等添加劑制備成復(fù)合泥漿，將復(fù)合泥漿與均勻細膩的水基兩相泡沫充分攪拌混合，從而制備出新型無機固化泡沫材料。為產(chǎn)生出效果好的水基兩相泡沫，使其產(chǎn)泡量、發(fā)泡倍數(shù)、穩(wěn)定性達到制備無機固化泡沫的要求，需要對發(fā)泡劑稀釋液進行定量添加，同時可以對發(fā)泡劑稀釋液的添加量進行調(diào)節(jié)。目前，為了定量添加發(fā)泡劑稀釋液產(chǎn)生兩相泡沫，通常采用的方式是變頻調(diào)速、調(diào)速電機調(diào)速來控制電機的轉(zhuǎn)速，從而控制栗的流量，實現(xiàn)控制發(fā)泡劑稀釋液的添加量。煤礦井下作業(yè)場所要求電機防爆，采用這種方式控制發(fā)泡劑稀釋液的添加量，增加了設(shè)備的運行成本，系統(tǒng)復(fù)雜，重量和體積相對較大。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是要提供一種體積小，重量輕，成本低，穩(wěn)定性和可靠性高的煤礦井下風(fēng)動定量添加發(fā)泡劑稀釋液系統(tǒng)。
[0004]本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的:本發(fā)明摒棄傳統(tǒng)的變頻調(diào)速、調(diào)速電機調(diào)速來控制發(fā)泡劑稀釋液添加量的方式，利用井下壓風(fēng)，使用氣動隔膜栗，通過調(diào)節(jié)氣動隔膜栗的工作風(fēng)量實現(xiàn)發(fā)泡劑稀釋液的定量添加。
[0005]發(fā)泡劑稀釋液系統(tǒng)包括:井下壓風(fēng)管路、氣動三聯(lián)件、第一風(fēng)量定量調(diào)節(jié)閥、第一流量計、氣動隔膜栗、容器、第二風(fēng)量定量調(diào)節(jié)閥、第二流量計、第一單向閥、發(fā)泡器、T型三通、第二單向閥、第三流量計;井下壓風(fēng)管路通過氣動三聯(lián)件同時與第一風(fēng)量定量調(diào)節(jié)閥和第二風(fēng)量定量調(diào)節(jié)閥連接，第一風(fēng)量定量調(diào)節(jié)閥通過第一流量計與氣動隔膜栗連接;氣動隔膜栗通過管道伸入至容器內(nèi)，所述的容器為盛裝發(fā)泡劑稀釋液的容器;氣動隔膜栗通過第三流量計和第二單向閥與T型三通連接;第二風(fēng)量定量調(diào)節(jié)閥通過第二流量計和第一單向閥與T型三通連接;T型三通與發(fā)泡器連接。
[0006]煤礦井下風(fēng)動定量添加發(fā)泡劑稀釋液的方法，該方法是利用井下壓風(fēng)管路，將其分為兩路，一路壓風(fēng)為氣動隔膜栗提供動力，將容器中的發(fā)泡劑稀釋液吸入到孔隙式發(fā)泡器中，這一路壓風(fēng)管路上依次裝有風(fēng)量定量調(diào)節(jié)閥、第一流量計，氣動隔膜栗連接管通過氣管緩沖接頭和氣動隔膜栗連接，發(fā)泡劑稀釋液通過吸液管與氣動隔膜栗的入口相連，氣動隔膜栗的出口依次裝有第三流量計、第二單向閥、T型三通，通過管路與孔隙式發(fā)泡器水平相連;另一路壓風(fēng)管路用于發(fā)泡，依次裝有風(fēng)量定量調(diào)節(jié)閥、第二流量計、第一單向閥，通過T型三通垂直進入孔隙式發(fā)泡器，孔隙式發(fā)泡器垂直安裝;氣壓風(fēng)和發(fā)泡劑稀釋液兩股流體在孔隙式發(fā)泡器中處于紊流狀態(tài)，兩股流體發(fā)生充分的攪動、混合，產(chǎn)生兩相泡沫。
[0007]所述的第一風(fēng)量定量調(diào)節(jié)閥和第二風(fēng)量定量調(diào)節(jié)閥是機械式的定量風(fēng)量調(diào)節(jié)裝置，無需外部供電，其風(fēng)量調(diào)節(jié)裝置上有相應(yīng)的風(fēng)量刻度，根據(jù)所需要的風(fēng)量進行調(diào)節(jié)，并能使調(diào)節(jié)后的風(fēng)量保持穩(wěn)定。
[0008]所述的氣動隔膜栗工作所需的壓風(fēng)風(fēng)量為10_50m3/h，相應(yīng)的發(fā)泡劑稀釋液添加量為0.9-3m3/h，通過調(diào)節(jié)壓風(fēng)管路上的第一風(fēng)量定量調(diào)節(jié)閥實現(xiàn)氣動隔膜栗工作風(fēng)量的調(diào)節(jié)，從而實現(xiàn)發(fā)泡劑稀釋液定量添加和調(diào)節(jié);相應(yīng)的產(chǎn)生兩相泡沫所需的壓風(fēng)風(fēng)量為10-100m3/h，通過調(diào)節(jié)壓風(fēng)管路上的第二風(fēng)量定量調(diào)節(jié)閥實現(xiàn)。
[0009]有益效果，由于采用了上述方案，本系統(tǒng)利用井下壓風(fēng)管路，采用氣動隔膜栗定量添加發(fā)泡劑稀釋液，氣動隔膜栗不存在防爆的問題，安全性高。風(fēng)量定量調(diào)節(jié)閥是機械式的定量風(fēng)量調(diào)節(jié)裝置，無需外部供電，結(jié)構(gòu)簡單，風(fēng)量調(diào)節(jié)精確，能使調(diào)節(jié)后的風(fēng)量保持穩(wěn)定。通過調(diào)節(jié)氣動隔膜栗的工作風(fēng)量實現(xiàn)發(fā)泡劑稀釋液的定量添加和調(diào)節(jié)，省去了變頻調(diào)速、調(diào)速電機調(diào)速這一套復(fù)雜的系統(tǒng)。同時，利用井下壓風(fēng)與發(fā)泡劑稀釋液在孔隙式發(fā)泡器中產(chǎn)生兩相泡沫，無需單獨配置空壓機。
[0010]優(yōu)點:該系統(tǒng)適合煤礦井下的工作條件，其體積小，重量輕，成本低，穩(wěn)定性和可靠性尚。
【附圖說明】
:
[0011]圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)圖。
[0012]圖中:1、井下壓風(fēng)管路;2、氣動三聯(lián)件;3、風(fēng)量定量調(diào)節(jié)閥；4、流量計;5、氣動隔膜栗;6、容器;7、風(fēng)量定量調(diào)節(jié)閥；8、流量計;9、單向閥；1、孔隙式發(fā)泡器；11、T型三通；12、單向閥；13、流量計。
【具體實施方式】
[0013]下面結(jié)合附圖中的實施例對本發(fā)明作進一步的說明:
[0014]本發(fā)明摒棄傳統(tǒng)的變頻調(diào)速、調(diào)速電機調(diào)速來控制發(fā)泡劑稀釋液添加量的方式，利用井下壓風(fēng)，使用氣動隔膜栗，通過調(diào)節(jié)氣動隔膜栗的工作風(fēng)量實現(xiàn)發(fā)泡劑稀釋液的定量添加。
[0015]實施例1:圖1中，發(fā)泡劑稀釋液系統(tǒng)包括:井下壓風(fēng)管路1、氣動三聯(lián)件2、第一風(fēng)量定量調(diào)節(jié)閥3、第一流量計4、氣動隔膜栗5、容器6、第二風(fēng)量定量調(diào)節(jié)閥7、第二流量計8、第一單向閥9、發(fā)泡器10、T型三通11、第二單向閥12、第三流量計13;井下壓風(fēng)管路I通過氣動三聯(lián)件2同時與第一風(fēng)量定量調(diào)節(jié)閥3和第二風(fēng)量定量調(diào)節(jié)閥7連接，第一風(fēng)量定量調(diào)節(jié)閥3通過第一流量計4與氣動隔膜栗5連接;氣動隔膜栗5通過管道伸入至容器6內(nèi)，所述的容器為盛裝發(fā)泡劑稀釋液的容器;氣動隔膜栗5通過第三流量計13和第二單向閥12與T型三通11連接;第二風(fēng)量定量調(diào)節(jié)閥7通過第二流量計8和第一單向閥9與T型三通11連接;T型三通11與發(fā)泡器1連接。
[0016]煤礦井下風(fēng)動定量添加發(fā)泡劑稀釋液的方法，該方法是利用井下壓風(fēng)管路，
[0017]將其分為兩路，一路壓風(fēng)為氣動隔膜栗5提供動力，將容器6中的發(fā)泡劑稀釋液吸入到孔隙式發(fā)泡器10中，這一路壓風(fēng)管路上依次裝有風(fēng)量定量調(diào)節(jié)閥3、第一流量計4，氣動隔膜栗連接管通過氣管緩沖接頭和氣動隔膜栗連接，發(fā)泡劑稀釋液通過吸液管與氣動隔膜栗5的入口相連，氣動隔膜栗5的出口依次裝有第三流量計13、第二單向閥12、T型三通11，通過管路與孔隙式發(fā)泡器10水平相連;另一路壓風(fēng)管路用于發(fā)泡，依次裝有風(fēng)量定量調(diào)節(jié)閥7、第二流量計8、第一單向閥9，通過T型三通11垂直進入孔隙式發(fā)泡器10，孔隙式發(fā)泡器10垂直安裝;氣壓風(fēng)和發(fā)泡劑稀釋液兩股流體在孔隙式發(fā)泡器10中處于紊流狀態(tài)，兩股流體發(fā)生充分的攪動、混合，產(chǎn)生兩相泡沫。
[0018]氣動三聯(lián)件起到穩(wěn)壓、調(diào)壓、過濾壓風(fēng)的作用。所述的第一風(fēng)量定量調(diào)節(jié)閥3和第二風(fēng)量定量調(diào)節(jié)閥7是機械式的定量風(fēng)量調(diào)節(jié)裝置，無需外部供電，其風(fēng)量調(diào)節(jié)裝置上有相應(yīng)的風(fēng)量刻度，根據(jù)所需要的風(fēng)量進行調(diào)節(jié)，并能使調(diào)節(jié)后的風(fēng)量保持穩(wěn)定。
[0019]所述的氣動隔膜栗工作所需的壓風(fēng)風(fēng)量為10_50m3/h，相應(yīng)的發(fā)泡劑稀釋液添加量為0.9-3m3/h，通過調(diào)節(jié)壓風(fēng)管路上的第一風(fēng)量定量調(diào)節(jié)閥3實現(xiàn)氣動隔膜栗工作風(fēng)量的調(diào)節(jié)，從而實現(xiàn)發(fā)泡劑稀釋液定量添加和調(diào)節(jié);相應(yīng)的產(chǎn)生兩相泡沫所需的壓風(fēng)風(fēng)量為10-100m3/h，通過調(diào)節(jié)壓風(fēng)管路上的第二風(fēng)量定量調(diào)節(jié)閥7實現(xiàn)。在這種參數(shù)的情況下，產(chǎn)生的兩相泡沫的效果好，其產(chǎn)泡量、發(fā)泡倍數(shù)、穩(wěn)定性能達到制備無機固化泡沫的要求。
【主權(quán)項】
1.一種煤礦井下風(fēng)動定量添加發(fā)泡劑稀釋液系統(tǒng)，其特征是:發(fā)泡劑稀釋液系統(tǒng)包括:井下壓風(fēng)管路、氣動三聯(lián)件、第一風(fēng)量定量調(diào)節(jié)閥、第一流量計、氣動隔膜栗、容器、第二風(fēng)量定量調(diào)節(jié)閥、第二流量計、第一單向閥、發(fā)泡器、T型三通、第二單向閥和第三流量計;井下壓風(fēng)管路通過氣動三聯(lián)件同時與第一風(fēng)量定量調(diào)節(jié)閥和第二風(fēng)量定量調(diào)節(jié)閥連接，第一風(fēng)量定量調(diào)節(jié)閥通過第一流量計與氣動隔膜栗連接;氣動隔膜栗通過管道伸入至容器內(nèi)，所述的容器為盛裝發(fā)泡劑稀釋液的容器;氣動隔膜栗通過第三流量計和第二單向閥與T型三通連接;第二風(fēng)量定量調(diào)節(jié)閥通過第二流量計和第一單向閥與T型三通11連接;T型三通與發(fā)泡器連接。2.采用權(quán)利要求1所述的煤礦井下風(fēng)動定量添加發(fā)泡劑稀釋液系統(tǒng)的方法，其特征是:煤礦井下風(fēng)動定量添加發(fā)泡劑稀釋液的方法，該方法是利用井下壓風(fēng)管路，將其分為兩路，一路壓風(fēng)為氣動隔膜栗提供動力，將容器中的發(fā)泡劑稀釋液吸入到孔隙式發(fā)泡器中，這一路壓風(fēng)管路上依次裝有風(fēng)量定量調(diào)節(jié)閥、第一流量計，氣動隔膜栗連接管通過氣管緩沖接頭和氣動隔膜栗連接，發(fā)泡劑稀釋液通過吸液管與氣動隔膜栗的入口相連，氣動隔膜栗的出口依次裝有第三流量計、第二單向閥、T型三通，通過管路與孔隙式發(fā)泡器水平相連;另一路壓風(fēng)管路用于發(fā)泡，依次裝有風(fēng)量定量調(diào)節(jié)閥、第二流量計、第一單向閥，通過T型三通垂直進入孔隙式發(fā)泡器，孔隙式發(fā)泡器垂直安裝。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種煤礦井下風(fēng)動定量添加發(fā)泡劑稀釋液系統(tǒng)，其特征是:所述的第一風(fēng)量定量調(diào)節(jié)閥和第二風(fēng)量定量調(diào)節(jié)閥是機械式的定量風(fēng)量調(diào)節(jié)裝置，無需外部供電，其風(fēng)量調(diào)節(jié)裝置上有相應(yīng)的風(fēng)量刻度，根據(jù)所需要的風(fēng)量進行調(diào)節(jié)，并能使調(diào)節(jié)后的風(fēng)M保持穩(wěn)定。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種煤礦井下風(fēng)動定量添加發(fā)泡劑稀釋液系統(tǒng)，其特征是:所述的氣動隔膜栗工作所需的壓風(fēng)風(fēng)量為10_50m3/h，相應(yīng)的發(fā)泡劑稀釋液添加量為0.9-3m3/h，通過調(diào)節(jié)壓風(fēng)管路上的第一風(fēng)量定量調(diào)節(jié)閥實現(xiàn)氣動隔膜栗工作風(fēng)量的調(diào)節(jié)，從而實現(xiàn)發(fā)泡劑稀釋液定量添加和調(diào)節(jié)；相應(yīng)的產(chǎn)生兩相泡沫所需的壓風(fēng)風(fēng)量為10-100m3/h，通過調(diào)節(jié)壓風(fēng)管路上的第二風(fēng)量定量調(diào)節(jié)閥實現(xiàn)。
【專利摘要】一種煤礦井下風(fēng)動定量添加發(fā)泡劑稀釋液系統(tǒng)及方法，屬于添加發(fā)泡劑稀釋液系統(tǒng)及方法。該系統(tǒng)包括井下壓風(fēng)管路、氣動隔膜泵、氣動三聯(lián)件、風(fēng)量定量調(diào)節(jié)閥、流量計、單向閥、容器、孔隙式發(fā)泡器和T型三通。方法：利用井下壓風(fēng)管路，將其分為兩路，一路壓風(fēng)為氣動隔膜泵提供動力，將發(fā)泡劑稀釋液通過T型三通主管水平吸入到孔隙式發(fā)泡器中；另一路壓風(fēng)通過T型三通分支管垂直進入發(fā)泡器，兩股流體發(fā)生充分的攪動、混合，產(chǎn)生兩相泡沫，孔隙式發(fā)泡器垂直安裝。通過調(diào)節(jié)壓風(fēng)管路上的風(fēng)量定量調(diào)節(jié)閥實現(xiàn)氣動隔膜泵工作風(fēng)量的定量調(diào)節(jié)，實現(xiàn)發(fā)泡劑稀釋液定量添加和調(diào)節(jié)。該系統(tǒng)適合煤礦井下的工作條件，其體積小，重量輕，成本低、穩(wěn)定性和可靠性高。
【IPC分類】B28C5/46, B28C5/38
【公開號】CN105500527
【申請?zhí)枴緾N201510880542
【發(fā)明人】秦波濤, 祝超, 周群, 史全林, 李方磊, 劉慈, 馬東, 卓輝, 王安梁
【申請人】中國礦業(yè)大學(xué)
【公開日】2016年4月20日
【申請日】2015年12月3日