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一种用于防灭火的膏体泡沫产生装置及其工作方法.pdf

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一种 用于 灭火 泡沫 产生 装置 及其 工作 方法
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摘要
申请专利号:

CN201910042790

申请日:

20190117

公开号:

CN109550172A

公开日:

20190402

当前法律状态:

实质审查的生效

有效性:

审中

法?#19978;?#24773;: 实质审查的生效
IPC分类号: A62C5/02 主分类号: A62C5/02
申请人: 湖南科技大学
发明人: 鲁义;杨帆;施式亮;陈世强;刘勇;李贺
地址: 411100 湖南省湘潭市雨湖区石码头2号
优先权:
专利代理机构: 41154 代理人: 吴楠
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法律状态
申请(专利)号:

CN201910042790

授权公告号:

法律状态公告日:

20190426

法律状态类型:

实质审查的生效

摘要

本发明公开了一种用于防灭火的膏体泡沫产生装置及其工作方法,文丘里管设置在发泡壳体内,发泡壳体的上端开设入水口,发泡壳体的侧部开设发泡液入口;所述混合容器包括圆筒和密封板,圆筒的侧壁开设高压粉料入口;中空圆柱杆内设有多个钢?#22771;潁?#20013;空圆柱杆的封堵端穿过通孔伸入圆筒内?#22771;?#20013;空圆柱杆与密封板?#28525;?#36830;接,中空圆柱杆的开口端通过连轴管与文丘里管的出口端连通;处于圆筒内的中空圆柱杆上开设多个发泡液出口;所述锥形漏斗的上端与圆筒的下端?#28525;?#36830;接,锥形漏斗的下端开设膏体泡沫出口,锥形漏?#32442;?#35774;有多个叶片,多个叶片在竖直方向上交错设置。本发明能连续产生大量的膏体泡沫,且生成的膏体泡沫破泡率低,匀泡效果好。

权利要求书

1.一种用于防灭火的膏体泡沫产生装置,其特征在于,包括发泡装置、中空圆柱杆(6)、混合容器和锥形漏斗(11), 所述发泡装置包括发泡壳体和文丘里管(3),文丘里管(3)设置在发泡壳体内,发泡壳体的上端开设入水口(1),发泡壳体的侧部开设发泡液入口(2),且入水口(1)和发泡液入口(2)均与文丘里管(3)的进口端连通; 所述混合容器包括圆筒(8)和密封板(5),密封板(5)?#28525;?#22312;圆筒(8)上端,密封板(5)中心开设通孔,圆筒(8)的侧壁开设高压粉料入口(9); 所述中空圆柱杆(6)的一端开口、另一端封堵,中空圆柱杆(6)内设有多个钢?#22771;?10);中空圆柱杆(6)的封堵端穿过通孔伸入圆筒(8)内?#22771;?#20013;空圆柱杆(6)与密封板(5)?#28525;?#36830;接,中空圆柱杆(6)的开口端通过连轴管(4)与文丘里管(3)的出口端连通;处于圆筒(8)内的中空圆柱杆(6)上开设多个发泡液出口(7); 所述锥形漏斗(11)的上端与圆筒(8)的下端?#28525;?#36830;接,锥形漏斗(11)的下端开设膏体泡沫出口(13),锥形漏斗(11)内设有多个叶片(12),多个叶片(12)在竖直方向上交错设置。 2.根据权利要求1所述的一种用于防灭火的膏体泡沫产生装置,其特征在于,所述叶片(12)为K型叶片。 3.根据权利要求1所述的一种用于防灭火的膏体泡沫产生装置,其特征在于,所述叶片(12)倾斜设置,且叶片(12)与水平面之间的最小夹角为40°至60°。 4.根据权利要求1所述的一种用于防灭火的膏体泡沫产生装置,其特征在于,所述入水口(1)、膏体泡沫出口(13)和中空圆柱杆(6)处在同一直线上。 5.根据权利要求1所述的一种用于防灭火的膏体泡沫产生装置,其特征在于,所述发泡液出口(7)为八个,其中四个处在同一水平面且与密封板(5)的距离为处于圆筒(8)内中空圆柱杆(6)长度的1/4;另外四个处在同一水平面且与密封板(5)的距离为处于圆筒(8)内中空圆柱杆(6)长度的3/4。 6.一种根据权利要求1所述的用于防灭火的膏体泡沫产生装置的工作方法,其特征在于,具体步骤为:将水和发泡液分别从入水口(1)和发泡液入口(2)同时注入发泡装置内,水和发泡液在文丘里管(3)内进行混合后,形成混合液Ⅰ;混合液Ⅰ受重力作用进入中空圆柱杆(6)内,由于钢?#22771;?10)的缓冲作用,使混合液Ⅰ流速?#26723;停?#22686;加水和发泡液的充?#21482;?#21512;时间,然后混合液Ⅰ从发泡液出口(7)排出进入圆筒(8)内,此时采用高压气流经过高压粉料入口(9)向圆筒(8)内注入预先制备粉料(即采用已知配比和方法制备的粉料),预先制备粉料和混合液Ⅰ在圆筒(8)内受高压气流在圆筒(8)内的扰动作用进行混合,形成混合液Ⅱ后落入锥形漏斗(11)内;混合液Ⅱ在锥形漏斗(11)内受到叶片(12)的缓冲作用,使混合液Ⅱ流速?#26723;停?#22686;加预先制备粉料和混合液Ⅰ的充?#21482;?#21512;时间,最终使混合液Ⅱ形成膏体泡沫从膏体泡沫出口(13)排出。

说明书


一种用于防灭火的膏体泡沫产生装置及其工作方法
技术领域


本发明涉及一种泡沫产生装置及其工作方法,具体是一种用于防灭火的膏体泡沫
产生装置及其工作方法。


背景技术


煤矿火灾的产生过程是井下煤体中的活性基团吸附氧气分子,发生化学?#20174;?#36827;而
放出热量,引起煤体温度升高直至达到燃点,然后会出现高温煤岩裂隙。基于以上分析的得
出,防治火灾的关键在于防控高温煤岩裂隙。膏体泡沫是一种新型且有效的防控高温煤岩
裂隙的材料。考虑到其在灭火过程中是直接与高温煤岩裂隙壁面进行接触降温,泡沫的热
稳定性是关键指标,而热稳定?#31181;?#35201;受泡沫是否均匀的影响。膏体泡沫粘度大、?#23721;?#28151;泡均
匀,所以其产生装置的结构和功能就决定了泡沫的形态和特性,?#22771;?#20851;于泡沫产生装置也
有一些学者开展?#25628;?#31350;,如专利号为CN201120076096.1提出了一种防灭火泡沫制备装置,
是一种网式发泡器,虽然这种发泡器能实现对高温裂隙的控制,但是其结构复杂且泡沫稳
定?#22278;睿?#19987;利号为CN201320647761.7提出了一种防灭火泡沫产生器,可以生产出发泡效率
高且稳定性高的泡沫材料,但破泡率?#21248;?#36739;高。


发明内容


针对上述现有技术存在的问题,本发明提供一种用于防灭火的膏体泡沫产生装置
及其工作方法,其能连续产生大量的膏体泡沫,且生成的膏体泡沫破泡率低,匀泡效果好。


为了实现上述目的,本发明采用的技术方案是:一种用于防灭火的膏体泡沫产生
装置,包括发泡装置、中空圆柱杆、混合容器和锥形漏斗,


所述发泡装置包括发泡壳体和文丘里管,文丘里管设置在发泡壳体内,发泡壳体
的上端开设入水口,发泡壳体的侧部开设发泡液入口,且入水口和发泡液入口均与文丘里
管的进口端连通;


所述混合容器包括圆筒和密封板,密封板?#28525;?#22312;圆筒上端,密封板中心开设通孔,
圆筒的侧壁开设高压粉料入口;


所述中空圆柱杆的一端开口、另一端封堵,中空圆柱杆内设有多个钢?#22771;潁?#20013;空圆
柱杆的封堵端穿过通孔伸入圆筒内?#22771;?#20013;空圆柱杆与密封板?#28525;?#36830;接,中空圆柱杆的开口
端通过连轴管与文丘里管的出口端连通;处于圆筒内的中空圆柱杆上开设多个发泡液出
口;


所述锥形漏斗的上端与圆筒的下端?#28525;?#36830;接,锥形漏斗的下端开设膏体泡沫出
口,锥形漏?#32442;?#35774;有多个叶片,多个叶片在竖直方向上交错设置。


进一步,所述叶片为K型叶片(即叶片形状是大?#20174;?#25991;字母K)。


进一步,所述叶片倾斜设置,且叶片与水平面之间的最小夹角为40°至60°。


进一步,所述入水口、膏体泡沫出口和中空圆柱杆处在同一直线上。


进一步,所述发泡液出口为八个,其中四个处在同一水平面且与密封板的距离为
处于圆筒内中空圆柱杆长度的1/4;另外四个处在同一水平面且与密封板的距离为处于圆
筒内中空圆柱杆长度的3/4。


一种用于防灭火的膏体泡沫产生装置的工作方法,具体步骤为:将水和发泡液分
别从入水口和发泡液入口同时注入发泡装置内,水和发泡液在文丘里管内进行混合后,形
成混合液Ⅰ;混合液Ⅰ受重力作用进入中空圆柱杆内,由于钢?#22771;?#30340;缓冲作用,使混合液Ⅰ流
速?#26723;停?#22686;加水和发泡液的充?#21482;?#21512;时间,然后混合液Ⅰ从发泡液出口排出进入圆筒内,此
时采用高压气流经过高压粉料入口向圆筒内注入预先制备粉料,预先制备粉料和混合液Ⅰ
在圆筒内受高压气流在圆筒内的扰动作用进行混合,形成混合液Ⅱ后落入锥形漏?#32442;冢?#28151;
合液Ⅱ在锥形漏?#32442;?#21463;到叶片的缓冲作用,使混合液Ⅱ流速?#26723;停?#22686;加预先制备粉料和混
合液Ⅰ的充?#21482;?#21512;时间,最终使混合液Ⅱ形成膏体泡沫从膏体泡沫出口排出。


现有的固、液、气三相介?#39318;?#25104;的浆泡体系,其形成过程主要是分为两种,一种将
发泡剂加入到浆液中,进行物理搅拌或者化学产气发泡;另一种是先产生水基泡沫,然后将
其与浆液混合,通过扰流实?#32440;?#28082;和水基泡沫的混合。但是,这两种方式产泡低、破泡率高,
主要原因为都是浆液中颗粒在漩涡流场中与泡沫液膜激烈碰撞实现颗粒的粘附。与现有技
术相比,本发明采用带压喷粉与水基泡沫接触,碰撞的强度相?#36234;先酰?#28151;合的方式主要体现
是粉料在泡沫雨的流场中扩散、运移、粘附,类似于采用泡沫降尘的工艺。在初次混合后,进
入中空圆柱杆,混合液Ⅰ沿着中空圆柱杆到发泡液出口和从高压粉料入口进入的粉料在圆
筒内进行混合,使粉料颗粒流场与泡沫雨充?#21482;?#21512;,从而有效?#26723;?#27873;沫的破泡率;在圆筒内
形成的混合液Ⅱ,然后未来得及进行混合的在锥型漏?#32442;?#20250;进行二次混合,最终使混合液
Ⅱ形成膏体泡沫,从而极大地提高了发泡液、水和粉料的混合?#28525;?#21644;匀泡?#28525;齲灾?#22320;提高
了膏体泡沫的混合质量。此外,此装置结构简单,使用方便,可以连续生产比较均匀的膏体
泡沫。


附图说明


图1是本发明的结构示意图;


图2是本发明中叶片的结构示意图。


图中:1、入水口,2、发泡液入口,3、文丘里管,4、连轴管,5、密封板,6、中空圆柱杆,
7、发泡液出口,8、圆筒,9、高压粉料入口,10、钢?#22771;潁?1、锥形漏斗,12、叶片,13、膏体泡沫
出口。


具体实施方式


下面将对本发明做进一步说明。


如图1所示,以图1的上方为上方进行专利描述,一种用于防灭火的膏体泡沫产生
装置,包括发泡装置、中空圆柱杆6、混合容器和锥形漏斗11,


所述发泡装置包括发泡壳体和文丘里管3,文丘里管3设置在发泡壳体内,发泡壳
体的上端开设入水口1,发泡壳体的侧部开设发泡液入口2,且入水口1和发泡液入口2均与
文丘里管3的进口端连通;


所述混合容器包括圆筒8和密封板5,密封板5?#28525;?#22312;圆筒8上端,密封板5中心开设
通孔,圆筒8的侧壁开设高压粉料入口9;


所述中空圆柱杆6的一端开口、另一端封堵,中空圆柱杆6内设有多个钢?#22771;?0;中
空圆柱杆6的封堵端穿过通孔伸入圆筒8内?#22771;?#20013;空圆柱杆6与密封板5?#28525;?#36830;接,中空圆柱
杆6的开口端通过连轴管4与文丘里管3的出口端连通;处于圆筒8内的中空圆柱杆6上开设
多个发泡液出口7;


所述锥形漏斗11的上端与圆筒8的下端?#28525;?#36830;接,锥形漏斗11的下端开设膏体泡
沫出口13,锥形漏斗11内设有多个叶片12,多个叶片12在竖直方向上交错设置。


进一步,所述叶片12为K型叶片(即叶片形状是大?#20174;?#25991;字母K)。


进一步,所述叶片12倾斜设置,且叶片12与水平面之间的最小夹角为40°至60°。尤
其在叶片12与水平面之间的最小夹角为45°时不仅能保证混合液Ⅱ在锥形漏?#32442;?#30340;充?#21482;?br>合时间,而且能保证其从膏体泡沫出口13排出的连续性。


进一步,所述入水口1、膏体泡沫出口13和中空圆柱杆6处在同一直线上。这种结构
设置可以减少膏体泡沫在圆筒8和锥型漏斗11内的滞留现象,减少堵塞。


进一步,所述发泡液出口7为八个,其中四个处在同一水平面且与密封板5的距离
为处于圆筒8内中空圆柱杆6长度的1/4;另外四个处在同一水平面且与密封板5的距离为处
于圆筒8内中空圆柱杆6长度的3/4。


一种用于防灭火的膏体泡沫产生装置的工作方法,具体步骤为:将水和发泡液分
别从入水口1和发泡液入口2同时注入发泡装置内,水和发泡液在文丘里管3内进行混合后,
形成混合液Ⅰ;混合液Ⅰ受重力作用进入中空圆柱杆6内,由于钢?#22771;?0的缓冲作用,使混合
液Ⅰ流速?#26723;停?#22686;加水和发泡液的充?#21482;?#21512;时间,然后混合液Ⅰ从发泡液出口7排出进入圆筒
8内,此时采用高压气流经过高压粉料入口9向圆筒8内注入预先制备粉料(即采用已知配比
和方法制备的粉料),预先制备粉料和混合液Ⅰ在圆筒8内受高压气流在圆筒8内的扰动作用
进行混合,形成混合液Ⅱ后落入锥形漏斗11内;混合液Ⅱ在锥形漏斗11内受到叶片12的缓
冲作用,使混合液Ⅱ流速?#26723;停?#22686;加预先制备粉料和混合液Ⅰ的充?#21482;?#21512;时间,最终使混合
液Ⅱ形成膏体泡沫从膏体泡沫出口13排出。通过多次混合作用极大地提高了发泡液、水和
粉料的混合?#28525;?#21644;匀泡?#28525;齲灾?#22320;提高了膏体泡沫的混合质量。


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