阅读说明：本技术 一种适用于各种工况的高聚物注射装置 (High polymer injection device suitable for various operating modes ) 是由 王圣程 姜慧 黄兰英 殷惠光 禄利刚 张朕 宋雪娟 刘晴 张洁 宋雷 于 2020-03-24 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种适用于各种工况的高聚物注射装置,包括液氮快速气化装置、A料存储罐、B料存储罐、混合管、混合器、第一脚踏式补气装置和第二脚踏式补气装置,在有动力气源的工况下,通过外界气源连接口连接动力气源,实现高聚物注射的正常工作；当无动力气源时,通过液氮在液氮快速气化装置内气化提供高压气源,当液氮气化的气源不足,采用第一脚踏式补气装置确保高聚物注射所需要的气压。另外由于A料和B料黏度会存在差异,在相同气压下两者流动速度不同,故通过第二脚踏式补气装置对两者中流动速度小的料进行补压,确保A料与B料流动速度相同,满足形成高聚物1：1的体积配比。从而适用于各种工况的高聚物注射,具有广泛的实用性。(The invention discloses a high polymer injection device suitable for various working conditions, which comprises a liquid nitrogen rapid gasification device, a material A storage tank, a material B storage tank, a mixing pipe, a mixer, a first pedal type air supplement device and a second pedal type air supplement device, wherein under the working condition with a power air source, the power air source is connected through an external air source connector to realize the normal work of high polymer injection; when the air source of the liquid nitrogen is insufficient, the first pedal type air supply device is adopted to ensure the air pressure required by high polymer injection. In addition because A material and B material viscosity can have the difference, and both flow velocity are different under same atmospheric pressure, so carry out the pressure compensation to the material that flow velocity is little in both through the foot-operated air supplement unit of second, ensure that A material and B material flow velocity are the same, satisfy and form high polymer 1:1 in volume ratio. Therefore, the injection device is suitable for high polymer injection under various working conditions and has wide practicability.)

一种适用于各种工况的高聚物注射装置

技术领域

本发明涉及一种高聚物注射装置，具体是一种适用于各种工况的高聚物注射装置。

背景技术

目前，高聚物注射技术已广泛运用于矿山、水利、交通、环保、建筑物等基础设施加固、防渗、喷涂、封孔等技术领域。在矿山领域的矿井内，高聚物注射的主要动力是井下压风系统。在水利、交通、环保、建筑物领域，高聚物注射的主要动力是空气压缩机。因此，目前高聚物注射均需要空气压缩机或压风系统驱动才能正常使用，这样就导致其无法适用于无压风系统或空气压缩机的工作地点，从而严重限制了高聚物注射技术的应用范围。

发明内容

针对上述现有技术存在的问题，本发明提供一种适用于各种工况的高聚物注射装置，能适用于压风系统或空气压缩机的工况，也能适用于无压风系统或空气压缩机的工况，从而增加了高聚物注射技术的应用范围。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种适用于各种工况的高聚物注射装置，包括液氮快速气化装置、A料存储罐、B料存储罐、混合管、混合器、第一脚踏式补气装置和第二脚踏式补气装置，

所述A料存储罐和B料存储罐固定在液氮快速气化装置下部，且A料存储罐和B料存储罐的结构相同且镜像对称设置；A料存储罐侧部设有A料注入口，B料存储罐侧部设有B料注入口，A料存储罐的出料口和B料存储罐的出料口均与混合管的进料口连接，混合器设置在混合管内；液氮快速气化装置上设有液氮注入口、外界气源连接口和压力表，液氮快速气化装置通过第一气液连接管与A料存储罐连通，液氮快速气化装置通过第二气液连接管与B料存储罐连通，第一脚踏式补气装置通过第一补气管与液氮快速气化装置连通，第二脚踏式补气装置通过第二补气管与三通阀其中一个端口连通，三通阀另外两个端口分别通过第一分支管和第二分支管与A料存储罐和B料存储罐连通；所述A料存储罐和B料存储罐均采用透明材质制成；

所述液氮注入口处装有第一控制阀，外界气源连接口处装有第二控制阀，第一气液连接管上装有第三控制阀，第二气液连接管上装有第四控制阀，A料注入口处装有第五控制阀，B料注入口处装有第六控制阀，A料存储罐的出料口处装有第七控制阀，B料存储罐的出料口处装有第八控制阀，第一补气管上装有第九控制阀，第一分支管上装有第十控制阀，第二分支管上装有第十一控制阀。

进一步，所述第一气液连接管上装有第一逆止阀、且第一逆止阀的进口与液氮快速气化装置连通，第二气液连接管上装有第二逆止阀、且第二逆止阀的进口与液氮快速气化装置连通，第一补气管上装有第三逆止阀、且第三逆止阀的进口与第一脚踏式补气装置连通，第一分支管上装有第四逆止阀、且第四逆止阀的进口与第二脚踏式补气装置连通，第二分支管上装有第五逆止阀、且第五逆止阀的进口与第二脚踏式补气装置连通。增设多个逆止阀，能使得各个管路中气体单向运动，防止其反向影响高聚物注入的正常进行。

优选的，所述第十控制阀和第十一控制阀均为比例控制阀。设置成比例控制阀，能分别对两者的开度进行调节，从而在第二脚踏式补气装置工作时分别控制进入A料存储罐和B料存储罐的气体量，最终使A料从A料存储罐出料速度与B料从B料存储罐出料速度一致，从而满足A料：B料＝1：1的体积配比形成高聚物，保证高聚物的质量。

与现有技术相比，本发明采用液氮快速气化装置、A料存储罐、B料存储罐、混合管、混合器、第一脚踏式补气装置和第二脚踏式补气装置相结合的方式，在有压风系统或空气压缩机的工况下，通过外界气源连接口连接压风系统或空气压缩机，实现高聚物注射的正常工作；当无压风系统或空气压缩机无法工作时，通过液氮注入口加入一定量液氮，通过液氮在液氮快速气化装置内气化提供高压气源，当液氮完全气化而高聚物注射未完成时会导致氮气气源不足，此时采用第一脚踏式补气装置确保高聚物注射所需要的气压。另外由于形成高聚物的A料和B料黏度会存在差异，因此在相同气压作用下，两者的流动速度不同，造成A料和B料持续进入混合管内的量不能满足1:1的体积配比，故通过第二脚踏式补气装置对两者中流动速度小的料进行补压，确保A料与B料流动速度相同，满足高聚物1：1的体积配比，且在A料与B料在混合器的作用下搅拌均匀。因此本发明适用于各种工况的高聚物注射，具有广泛的实用性。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图中：1、液氮注入口；2、第一控制阀；3、外界气源连接口；4、第二控制阀；5、压力表；6、液氮快速气化装置；7、第三控制阀；8、第一气液连接管；9、第一逆止阀；10、第四控制阀；11、第二气液连接管；12、第二逆止阀；13、A料注入口；14、第五控制阀；15、B料注入口；16、第六控制阀；17、A料存储罐；18、B料存储罐；19、第七控制阀；20、第八控制阀；21、混合管；22、混合器；23、第一脚踏式补气装置；24、第一补气管；25、第九控制阀；26、第三逆止阀；27、第二脚踏式补气装置；28、第二补气管；29、三通阀；30、第一分支管；31、第十控制阀；32、第四逆止阀；33、第二分支管；34、第十一控制阀；35、第五逆止阀。

具体实施方式

下面将对本发明作进一步说明。

如图1所示，本发明包括液氮快速气化装置6、A料存储罐17、B料存储罐18、混合管21、混合器22、第一脚踏式补气装置23和第二脚踏式补气装置27，

所述A料存储罐17和B料存储罐18固定在液氮快速气化装置6下部，且A料存储罐17和B料存储罐18的结构相同且镜像对称设置；A料存储罐17侧部设有A料注入口13，B料存储罐18侧部设有B料注入口15，A料存储罐17的出料口和B料存储罐18的出料口均与混合管21的进料口连接，混合器22设置在混合管21内；液氮快速气化装置6上设有液氮注入口1、外界气源连接口3和压力表5，液氮快速气化装置6通过第一气液连接管8与A料存储罐17连通，液氮快速气化装置6通过第二气液连接管11与B料存储罐18连通，第一脚踏式补气装置23通过第一补气管24与液氮快速气化装置6连通，第二脚踏式补气装置27通过第二补气管28与三通阀29其中一个端口连通，三通阀29另外两个端口分别通过第一分支管30和第二分支管33与A料存储罐17和B料存储罐18连通；所述A料存储罐17和B料存储罐18均采用透明材质制成；

所述液氮注入口1处装有第一控制阀2，外界气源连接口3处装有第二控制阀4，第一气液连接管8上装有第三控制阀7，第二气液连接管11上装有第四控制阀10，A料注入口13处装有第五控制阀14，B料注入口15处装有第六控制阀16，A料存储罐17的出料口处装有第七控制阀19，B料存储罐18的出料口处装有第八控制阀20，第一补气管24上装有第九控制阀25，第一分支管30上装有第十控制阀31，第二分支管33上装有第十一控制阀34。

上述液氮快速气化装置6、混合管21、混合器22、第一脚踏式补气装置23和第二脚踏式补气装置27均为现有结构。

进一步，所述第一气液连接管8上装有第一逆止阀9、且第一逆止阀9的进口与液氮快速气化装置6连通，第二气液连接管11上装有第二逆止阀12、且第二逆止阀12的进口与液氮快速气化装置6连通，第一补气管24上装有第三逆止阀26、且第三逆止阀26的进口与第一脚踏式补气装置23连通，第一分支管30上装有第四逆止阀32、且第四逆止阀32的进口与第二脚踏式补气装置23连通，第二分支管33上装有第五逆止阀35、且第五逆止阀35的进口与第二脚踏式补气装置27连通。增设多个逆止阀，能使得各个管路中气体单向运动，防止其反向影响高聚物注入的正常进行。

优选的，所述第十控制阀31和第十一控制阀34均为比例控制阀。设置成比例控制阀，能分别对两者的开度进行调节，从而在第二脚踏式补气装置27工作时分别控制进入A料存储罐17和B料存储罐18的气体量，最终使A料从A料存储罐出料速度与B料从B料存储罐出料速度一致，从而满足A料：B料＝1：1的体积配比形成高聚物，保证高聚物的质量。

本发明的工作过程为：先确定混合形成所需高聚物的两种已知材料，然后将两种材料分别确定为A料和B料；

然后确定所处工况：

若处于具有压风系统或空气压缩机的工况下，将压风系统或空气压缩机的输出端与外界气源连接口3密封连接，打开第五控制阀14和第六控制阀16，分别从A料注入口13和B料注入口15向A料存储罐17和B料存储罐18内注入一定量A料和B料，完成后关闭第五控制阀14和第六控制阀16；打开第二控制阀4和开启压风系统或空气压缩机，使高压气体进入液氮快速气化装置6内，通过压力表5观察其内部压力，达到设定压力值时打开第三控制阀7、第四控制阀10、第七控制阀19、第八控制阀20和开启混合器22，高压气体分别通过第一气液连接管8和第二气液连接管11进入A料存储罐17和B料存储罐18，同时推动A料存储罐17内的A料向出料口移动和推动B料存储罐18内的B料向出料口移动，使A料和B料进入混合管21内，混合器22将A料和B料在混合管21内进行混合，由于A料和B料的黏度会存在差异，在相同气压作用下，两者的流动速度不同，造成A料和B料持续进入混合管21内的量不能满足1:1的体积配比，此时，使第二脚踏式补气装置27开始工作：

若A料流速大于B料流速，则打开第十一控制阀34，将第二脚踏式补气装置23产生的气流通过第二分支管33进入B料存储罐18，观察A料存储罐17内的A料和B料存储罐18内的B料的流动情况，调节第十一控制阀34的开度，直至使两者流动速度相同，保持当前第十一控制阀34的开度，从而实现A料和B料持续进入混合管21内的量满足1:1的体积配比；

若B料流速大于A料流速，则打开第十控制阀31，将第二脚踏式补气装置27产生的气流通过第一分支管30进入A料存储罐17，观察A料存储罐17内的A料和B料存储罐18内的B料的流动情况，调节第十控制阀31的开度，直至使两者流动速度相同，保持当前第十控制阀31的开度，从而实现A料和B料持续进入混合管21内的量满足1:1的体积配比；

两者在混合管21内通过混合器22的作用下搅拌均匀形成所需高聚物，最终从混合管21的出料口对所需的地方进行高聚物注射。。

若所处工况下无压风系统或空气压缩机，先打开第五控制阀14和第六控制阀16，分别从A料注入口13和B料注入口15向A料存储罐17和B料存储罐18内注入一定量A料和B料，完成后关闭第五控制阀14和第六控制阀16；然后打开第一控制阀2，从液氮注入口1向液氮快速气化装置6内注入一定量的液氮，然后关闭第一控制阀2，使液氮在液氮快速气化装置6内气化，通过压力表5观察其内部压力变化，达到设定压力值时打开第三控制阀7、第四控制阀10、第七控制阀19、第八控制阀20和开启混合器22，高压氮气分别通过第一气液连接管8和第二气液连接管11进入A料存储罐17和B料存储罐18，同时推动A料存储罐17内的A料向出料口移动和推动B料存储罐18内的B料向出料口移动，使A料和B料进入混合管21内，混合器22将A料和B料在混合管21内进行混合，由于A料和B料的黏度会存在差异，在相同气压作用下，两者的流动速度不同，造成A料和B料持续进入混合管21内的量不能满足1:1的体积配比，此时，使第二脚踏式补气装置27开始工作；

若A料流速大于B料流速，则打开第十一控制阀34，将第二脚踏式补气装置23产生的气流通过第二分支管33进入B料存储罐18，观察A料存储罐17内的A料和B料存储罐18内的B料的流动情况，调节第十一控制阀34的开度，直至使两者流动速度相同，保持当前第十一控制阀34的开度，从而实现A料和B料持续进入混合管21内的量满足1:1的体积配比；

若B料流速大于A料流速，则打开第十控制阀31，将第二脚踏式补气装置27产生的气流通过第一分支管30进入A料存储罐17，观察A料存储罐17内的A料和B料存储罐18内的B料的流动情况，调节第十控制阀31的开度，直至使两者流动速度相同，保持当前第十控制阀31的开度，从而实现A料和B料持续进入混合管21内的量满足1:1的体积配比；

两者在混合管21内通过混合器22的作用下搅拌均匀形成所需高聚物，最终从混合管21的出料口对所需的地方进行高聚物注射。在高聚物注射过程中，若压力表5监测的压力值低于设定值，说明此时液氮已经气化完成，内部的氮气所形成的压力不足，则使第一脚踏式补气装置23开始工作，同时打开第九控制阀25，将第一脚踏式补气装置23产生的气流通过第一补气管24进入液氮快速气化装置6内，增加其内部气压达到设定的气压值并保持，直至高聚物注射完成。