一种泡沫剂发泡、半衰期测试一体化装置及测试方法与流程

本发明属于盾构泡沫剂测试，尤其涉及一种泡沫剂发泡、半衰期测试一体化装置及测试方法。

背景技术：

1、土压平衡盾构法是当代隧道掘进的主要方法之一，在实际工程中应用较为普遍。然而在土压平衡施工的过程中十分容易出现堵塞、结饼、喷涌、刀具磨损等问题。而解决该问题的关键在于：在一个压力舱内，将开挖表面切削下来的土体调整为“可塑性流动状态”。因此，在过去的几十年里，人们将泡沫剂加入盾构机中，利用微细泡沫的润滑效果改变土体流塑状态。

2、泡沫剂的稳定性与土压平衡盾构法息息相关。而通过搅拌或空气压缩方式产生泡沫，泡沫的半衰期是稳定性最好的表征方法，但目前大多数测试半衰期的装置都需要先发泡，然后将泡沫转移至容器内，最后进行半衰期的测试。这一转移的过程耗费了一定的时间且在转移泡沫的过程中，容易对泡沫的稳定性造成影响，影响数据的真实性，最终导致对泡沫剂半衰期的错误判断。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种泡沫剂发泡、半衰期测试一体化装置及测试方法，能提高搅拌发泡的效率，也避免了因泡沫的转移而带来的误差，对泡沫剂的评价更加准确。

2、为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：

3、一种泡沫剂发泡、半衰期测试一体化装置，包括底座，所述底座内设置有控制器，底座中心一侧固定设置有竖杆，竖杆上部设有第一横杆，竖杆下部设有第二横杆，第一横杆端部固定设置有搅拌电机，搅拌电机输出端设有两个竖直的搅拌轴，搅拌轴端部设有搅拌叶片，还包括与第二横杆固定连接的泡沫发生容器，所述泡沫发生容器包括上部的柱状桶体和下部的漏斗状桶体，之所以设置成漏斗状的底部是为了减少成型的泡沫再往下运移过程中由于重力原因快速下落造成的泡体破裂的影响，且漏斗状斜坡有助于维持泡沫的基本形态，柱状桶体和漏斗状桶体之间插设有一块圆形玻璃板，所述搅拌叶片位于圆形玻璃板上部，所述漏斗状桶体底部设有出料口，出料口底部设有衰落桶，衰落桶上设置有刻度，所述衰落桶位于底座中心的称重感应座上。

4、进一步的，所述第一横杆和第二横杆末端均设有与竖杆连接的连接孔，且连接孔外侧的第一横杆和第二横杆的端部均为从中间劈开的两半圆形，且两半圆形外部均设有旋钮旋紧固定，该旋钮可以是套设于两半圆外部的紧固旋钮，也可以设置成带有螺栓的丁字形与横杆垂直穿设的紧固旋钮，该设置既方便泡沫发生容器的上下左右调节，且结构简单方便。

5、进一步的，所述柱状桶体和漏斗状桶体为一体成型的透明桶体，圆形玻璃板所在的泡沫发生容器侧壁设有半圈镂空的长条状抽拉槽，所述圆形玻璃板上还设有两个方榫，两个方榫相互对称设置于玻璃板的两端，其中一个方榫可穿过泡沫发生容器侧壁的方孔内，保持玻璃圆板的稳定，在加入泡沫剂之前，抽下圆形玻璃板并用凡士林将方孔和长条状抽拉槽封堵以防止泡沫或液体跑出。

6、进一步的，所述出料口处设有金属滤网，用于过滤阻挡泡沫。

7、进一步的，所述控制器为数显式搅拌控制器，搅拌电机与控制器电连接，所述控制器内还集成有称重模块。

8、一种泡沫剂发泡、半衰期测试一体化装置的测试方法，包括以下步骤：

9、步骤一：将发泡剂或表面活性原料与水按3%浓度配置500ml原液，并称量该原液质量为m总；

10、步骤二：将配置好的泡沫原液放入本装置泡沫发生容器内，并将搅拌电机速度调至3000r/min；

11、步骤三：泡沫搅拌完成后，记录搅拌时间与泡沫发生容器内泡沫体积，打开玻璃板并开始计时，同时用凡士林封堵圆孔和长条状抽拉槽，当衰落桶内溶液到达250ml时，读取时间t1，此时间为泡沫原液的体积半衰期，或者当天平质量显示m/2时，读取时间t2，此时间为泡沫剂质量半衰期。

12、步骤四：将泡沫发生容器内泡沫转移到显微镜下，同步观察泡沫微观图像，并用图像分析软件对其进行粒径分析，引入“极差”与“标准差”来表征泡沫粒径的稳定性。

13、本发明具有的优点是：

14、1.在进行搅拌试验时，本装置的双杆搅拌器通过控制器的控制，能够充分对原液及各种原料进行搅拌，避免了因搅拌力不足导致的原料无法溶解的问题，大大提高了搅拌效率；

15、2.泡沫发生容器的上下部分设置，通过一个可抽式玻璃板的分隔，在搅拌完成后，将玻璃板抽出，使泡沫直接进入到下部分的液泡分离容器中，液泡分离容器底部的金属网能很好的隔离出泡沫与液体，大大缩短了泡沫转移的时间，避免了因转移中所产生的外力对泡沫形态造成改变，减小了试验的偶然误差；

16、3.下端控制器的内部，不仅含有速度、转速的控制器，还含有一个精密的电子天平，并带有时间显示，同时能够对产生的泡沫进行体积半衰期跟质量半衰期的测试，满足各个试验的需要。

技术特征：

1.一种泡沫剂发泡、半衰期测试一体化装置，其特征在于：包括底座，所述底座内设置有控制器，底座中心一侧固定设置有竖杆，竖杆上部设有第一横杆，竖杆下部设有第二横杆，第一横杆端部固定设置有搅拌电机，搅拌电机输出端设有两个竖直的搅拌轴，搅拌轴端部设有搅拌叶片，还包括与第二横杆固定连接的泡沫发生容器，所述泡沫发生容器包括上部的柱状桶体和下部的漏斗状桶体，柱状桶体和漏斗状桶体之间插设有一块圆形玻璃板，所述漏斗状桶体底部设有出料口，出料口底部设有衰落桶，所述衰落桶位于底座中心的称重感应座上。

2.如权利要求1所述的泡沫剂发泡、半衰期测试一体化装置，其特征在于：所述第一横杆和第二横杆末端均设有与竖杆连接的连接孔，且连接孔外侧的第一横杆和第二横杆的端部均为从中间劈开的两半圆形，且两半圆形外部均设有旋钮旋紧固定。

3.如权利要求2所述的泡沫剂发泡、半衰期测试一体化装置，其特征在于：所述柱状桶体和漏斗状桶体为一体成型的透明桶体，圆形玻璃板所在的泡沫发生容器侧壁设有半圈镂空的长条状抽拉槽，所述圆形玻璃板上还设有两个方榫，两个方榫相互对称设置于玻璃板的两端，其中一个方榫位于泡沫发生容器侧壁的方孔内。

4.如权利要求3所述的泡沫剂发泡、半衰期测试一体化装置，其特征在于：所述出料口处设有金属滤网。

5.如权利要求4所述的泡沫剂发泡、半衰期测试一体化装置，其特征在于：所述控制器为数显式搅拌控制器，搅拌电机与控制器电连接，所述控制器内还集成有称重模块。

6.如权利要求1-5任一所述的泡沫剂发泡、半衰期测试一体化装置的测试方法，其特征在于，包括以下步骤：

技术总结
本发明公开了一种泡沫剂发泡、半衰期测试一体化装置及测试方法，属于盾构泡沫剂技术领域，包括底座，底座内设有控制器，底座一侧固定设有竖杆，竖杆上部设有第一横杆，竖杆下部设有第二横杆，第一横杆端部固定设置有搅拌电机，搅拌电机输出端设有两个竖直的搅拌轴，搅拌轴端部设有搅拌叶片，还包括与第二横杆固定连接的泡沫发生容器，泡沫发生容器包括上部的柱状桶体和下部的漏斗状桶体，柱状桶体和漏斗状桶体之间插设有一块圆形玻璃板，漏斗状桶体底部设有出料口，出料口底部设有衰落桶，衰落桶位于底座中心的称重感应座上，本装置提高搅拌效率，缩短半衰期表征的时间，同时避免因转移中所产生的外力对泡沫形态造成改变，极大的提高了试验效率。

技术研发人员：龚明子,陈晨,饶先鹏,王涛,俞婷婷,冀莹,王凌乔
受保护的技术使用者：中交绿建（厦门）科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15