一种矿用防灭火的立管式高倍数微泡发生器

技术领域

本发明设计了一种矿用微泡发生器，具体涉及一种一种矿用防灭火的立管式高倍数凝胶微泡发生器。

背景技术

从上世纪到现在，煤矿的防灭火技术不断更新，三相泡沫和凝胶泡沫防灭火技术凭借优良的阻化性能和低廉的价格，越来越受到煤矿企业的青睐。但矿用防灭火泡沫相比一般消防的水基泡沫，在稳定性，发泡倍数，泡沫流动性，扩散性上提出了更高的要求。因为煤田火区存在空间巨大，火源隐蔽，部分易燃煤层自然发火期短等特点，需要所注入的泡沫能在火区内迅速扩散，快速捕捉隐蔽火源，并长时间停留在煤体表面，起着降低煤体温度，隔绝空气，阻止其复燃的作用。而泡沫的稳定性，发泡倍数等泡沫性能同时受到材料本身的物理化学性质和发泡方式的影响。据调研，市面较多发泡器，存在产生的泡沫大小不一，稳定性差，发泡不充分等问题。

发明内容

针对以上，本发明要解决的技术问题是：提供一种科学，低能耗的发泡装置使产生的泡沫均匀细腻，使气相和液相充分混合，快速发泡的同时，提高发泡倍数,并且保证泡沫的稳定性。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种矿用防灭火的立管式高倍数发泡发生器。其主要由三个部分组成，分别为静态混合管，射流发泡管，匀泡增泡罐。

静态扩散管进液口外接水管和水泵，水泵将发泡原液抽入静态扩散管，进液口和加药口处通过法兰分别加装流量计和电磁阀用于监控和控制发泡原液和所加药品的比例。

该静态扩散管内含8组首尾相连的180°正逆螺旋固定分流板，每组分流板长度为20±10cm。所加药品可为粉末状药品或液体。当所加药品进入扩散管后，在分流板的作用下，水流成对分流，同时产生交叉旋涡，起反旋转作用，实现发泡原液与所加药品的快速混合。一定程度上，在激烈的旋转下，也能降低发泡原液的粘度。

混合后的发泡原液，进入射流发泡管，在向内收缩角α

进气口外接气管和空气压缩机，压缩气体经过进气口进入空气腔，空气腔向内收缩45°～50°，气体呈螺旋向射流发泡管的中轴线喷射气流，与向外喷射的射流碰撞混合，在剪切稀化作用下，液相与气相充分混合，形成数量可观的泡沫。

此时形成的泡沫虽然数量可观，但是大小不一，且存在大量液体未与气体混合，形成的是泡沫与液相的混合相。

匀泡增泡罐由罐体，电机，双螺旋搅拌杆，阻流挡板，气泡石，阀门，多孔介质组成，其一端为进液端，一段为进气端，一端为出泡沫口。

出泡沫口上端设有阻流板，阻流板倾斜角度为40°到60°。混合相进入罐内，首先落到阻流挡板上，其后反溅入罐体底部，增加混合相在空中停留的时间，从而增加它与空气接触的时间，同时防止混合相直接从出泡沫口飞出。

罐体底部设置有一个气泡石，侧壁四个正交方向上设置有四个气泡石，气泡石为高温烧制的白玉钢颗粒粘结而成，其表面疏松多孔，根据需要本发明所采用气泡石在400～700目，气泡石接气管，通过底部进气孔插入气管，气体进入罐内气体分成5股气流，分别进入五个气泡石，再由气泡石分散为无数均匀的细小气流，均匀分散到罐体液体中。

罐体上面设置有防爆电机，电机下接有双螺旋搅拌杆，转速为500转/min～1000转/min。

混合相罐体内，在双螺旋搅拌杆的搅拌下，混合相中较大泡沫被打碎，再由气泡石重新发泡，形成一个不断消泡不断产泡的过程，此外，双螺旋搅拌杆搅动下混合相上下翻动的同时形成涡流，不断冲击多孔介质，辅助产泡。多孔介质为立体网状结构的不锈钢丝。最终形成稳定的，泡沫直径极小且大小均匀的泡沫。

当泡沫没过出泡沫口后，罐体形成一个封闭空间，继续加气使罐体压强增大，与外界形成压强差，泡沫被压出罐体。

停止发泡后，打开阀门，排除罐内泡沫，保持阀门打开，由进液口持续通入清水，清洗管道。

静态扩散管进液口的进液速度，射流发泡管的进气口的进气速度，匀泡增泡罐的进气口的进气速度均大于50L/min，且满足1： 2.5：2.5。

附图说明

图1为沿A-A的剖视图；

图2为本发明正视图；

图3为本发明侧视图；

图4为本发明俯视图；

图5为本发明外观图。

图中(1)静态扩散管进液口，(2)法兰，(3)加药口， (4)进气口，(5)渐缩式管道，(6)空气腔，(7)多孔介质， (8)双螺旋搅拌杆，(9)气泡石，(10)阀门，(11)气泡石， (12)出泡沫口，(13)阻流板，(14)防爆电机，(15)正螺旋固定分流板，(16)逆螺旋固定分流板，(17)喉部，(18)进气孔。

具体实施方式

水泵的水管用法兰与静态扩散管的法兰(2)连接，然后水泵以100L/min的速度向静态扩散管进液口(1)输入发泡原液，加药口(3)通过定量给料机加入粉末状絮凝剂，在扩散管内絮凝剂在正螺旋固定分流板(15)和逆螺旋固定分流板(16)，均匀扩散到发泡原液中，进入射流发泡管，在渐缩式管道(5)内，发泡原液压强增大，通过喉部(17)后，压强释放，在管道内形成射流。进气口(4) 以250L/min的流速充入压缩气体，在空气腔(6)内，形成向内的气流，与发泡原液形成的射流对撞混合，形成大量泡沫，进入匀泡增泡罐内，经过阻流板(13)反溅进入罐底。压缩气体通过5个气泡石 (9)(11)以250L/min的速度充入，均匀的分散到混合相中，使液体包裹空气，形成泡沫。双螺旋搅拌杆(8)在防爆电机(14)的驱动下不断搅拌剪切泡沫直径较大，稳定性，抗压性欠佳的泡沫，形成涡流不断冲击多孔介质(7)，以重新发泡，最终形成稳定性好，倍数高的泡沫从出泡沫口(12)流出。发泡效率高达98％。发泡结束后，用清水代替发泡原液，继续由水泵供入以清洗微泡发生器，，匀泡增泡罐内多余的液体从底部阀门(10)流出。

当然，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制,尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明,所属领域的普通技术人员应当理解，依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换,而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换, 其均应涵盖在本发明的权利要求范围之中。