本發(fā)明屬于防滅火材料加工，具體涉及一種防滅火發(fā)泡材料制備攪拌裝置及使用方法。

背景技術(shù)：

1、煤礦自燃是井下重大災(zāi)害之一，其引發(fā)的火災(zāi)不僅造成資源浪費(fèi)，還可能誘發(fā)瓦斯爆炸等次生災(zāi)害。在當(dāng)前的防滅火技術(shù)中，泡沫體類(lèi)材料憑借其特殊的物理化學(xué)性質(zhì)，在隔氧堵漏方面表現(xiàn)出顯著效果，為火區(qū)快速封閉提供了有效手段。以三相泡沫為例，其由氣相（如惰性氣體）、液相（水基溶液）和固相（顆粒物質(zhì)）組成。氣相降低氧氣濃度，抑制氧化反應(yīng)；液相填充孔隙、蒸發(fā)吸熱并形成水蒸氣隔氧層；固相提供骨架支撐，增強(qiáng)泡沫穩(wěn)定性。三者協(xié)同作用，有效阻止氧氣與火源接觸，實(shí)現(xiàn)隔氧堵漏。

2、現(xiàn)有三相泡沫防滅火材料技術(shù)雖然利用泡沫體形成的骨架結(jié)構(gòu)可有效封堵漏風(fēng)裂隙通道，惰性氣體負(fù)載于泡沫孔隙中可實(shí)現(xiàn)緩釋供給，二者結(jié)合既能阻斷煤氧接觸的物理路徑，又能通過(guò)惰性氣體降低局部氧濃度，形成“隔氧-驅(qū)替”的雙重防護(hù)機(jī)制。然而，在對(duì)三相泡沫防滅火材料生產(chǎn)制備過(guò)程，在實(shí)現(xiàn)優(yōu)化氣孔分布與惰氣注入方法上，通常需要利用攪拌裝置進(jìn)行氣液兩相與固相防滅火發(fā)泡基料進(jìn)行混合，但目前所采用的攪拌設(shè)備攪拌效果不佳，特別是對(duì)氣液兩相在與泡沫孔隙結(jié)構(gòu)結(jié)合的分布均勻性難以保證，物料之間流動(dòng)不充分、混合均勻性不足，導(dǎo)致生產(chǎn)出的材料各相協(xié)同優(yōu)勢(shì)未能完全發(fā)揮。例如專(zhuān)利號(hào)為cn113457502a的中國(guó)專(zhuān)利，提供了一種攪拌裝置及其多軸攪拌器，其主要結(jié)構(gòu)是通過(guò)主動(dòng)渦輪式線齒輪與多個(gè)從動(dòng)槳式線齒輪的嚙合實(shí)現(xiàn)高效傳動(dòng)和攪拌，以提高攪拌效率。但該攪拌器在攪拌過(guò)程葉片的攪拌路徑唯一，液體之間的交互效果不佳，導(dǎo)致物料之間的流動(dòng)性不充分。再例如專(zhuān)利號(hào)為cn200320100840.2的中國(guó)專(zhuān)利，公開(kāi)了一種多攪拌葉片攪拌器裝置，其結(jié)構(gòu)由多個(gè)攪拌葉片沿?cái)嚢栎S均勻分布組成，在使用過(guò)程通過(guò)攪拌軸帶動(dòng)攪拌葉片旋轉(zhuǎn)切割物料，實(shí)現(xiàn)攪拌。同樣受到葉片攪拌路徑的限定，攪拌力方向單一，容易形成攪拌旋渦，致使靠近攪拌軸和遠(yuǎn)離攪拌軸的內(nèi)外層物料濃度出現(xiàn)梯度，導(dǎo)致物料流動(dòng)不充分，混合效率降低。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為了解決現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題，本發(fā)明的目的是提供一種防滅火發(fā)泡材料制備攪拌裝置及使用方法，能夠在防滅火材料制備過(guò)程中，促進(jìn)物料間的流動(dòng)性，將氣相、液相和固相組成物質(zhì)充分的混合均勻，提升了所制備材料在后續(xù)使用過(guò)程中的阻化率與惰化性能。

2、本發(fā)明的技術(shù)方案是：

3、一種防滅火發(fā)泡材料制備攪拌裝置及使用方法，包括攪拌容器和動(dòng)力輸出單元，所述動(dòng)力輸出單元具有插設(shè)在所述攪拌容器內(nèi)的內(nèi)軸，所述內(nèi)軸為中空的管體，還包括：

4、振動(dòng)組件，設(shè)置在所述攪拌容器內(nèi)，所述振動(dòng)組件包括多個(gè)外軸和振動(dòng)片，多個(gè)所述外軸圓周陣列分布在所述內(nèi)軸周側(cè)，所述外軸的上端與內(nèi)軸轉(zhuǎn)動(dòng)連接，每個(gè)所述外軸上均安裝有多個(gè)振動(dòng)片，所述振動(dòng)組件用于在攪拌容器內(nèi)產(chǎn)生振動(dòng)沖擊以作用在物料上；

5、攪拌組件，設(shè)置在攪拌容器內(nèi)，包括間隔套裝固定在所述內(nèi)軸上的多個(gè)中空的傳動(dòng)輪，所述傳動(dòng)輪周側(cè)布設(shè)多個(gè)傾斜設(shè)置的中空攪拌葉片，且相鄰兩個(gè)攪拌葉片的傾斜角度不同，所述攪拌葉片、傳動(dòng)輪以及內(nèi)軸三者的中空腔體連通，并且所述攪拌葉片上開(kāi)設(shè)多個(gè)氣孔；

6、氣體注入組件，其輸入端與所述內(nèi)軸連通，用于將二氧化碳或氮?dú)馔ㄟ^(guò)攪拌葉片上的氣孔輸入攪拌容器內(nèi)。

7、優(yōu)選的，所述氣孔內(nèi)嵌入微型壓電薄膜，所述微型壓電薄膜上設(shè)置有與所述氣孔同軸的通孔，所述微型壓電薄膜電連接有控制系統(tǒng)，所述控制系統(tǒng)用于調(diào)控施加在所述微型壓電薄膜上的電壓。

8、優(yōu)選的，所述微型壓電薄膜的動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)范圍為0.1mm~2mm。

9、優(yōu)選的，所述振動(dòng)片與所述控制系統(tǒng)電連接，所述振動(dòng)片的頻率為50hz~200hz，振幅為0.1mm~1mm。

10、優(yōu)選的，所述攪拌葉片的傾斜角度為10°~30°，且多個(gè)所述攪拌葉片的傾斜角度沿所述傳動(dòng)輪的軸向呈梯度變化。

11、優(yōu)選的，所述氣孔的孔徑為0.5mm~3mm。

12、優(yōu)選的，所述攪拌葉片上的多個(gè)所述氣孔沿?cái)嚢枞~片的曲線方向等間距布設(shè)，且多個(gè)所述氣孔的孔徑從靠近內(nèi)軸向遠(yuǎn)離內(nèi)軸的方向逐漸縮小。

13、優(yōu)選的，所述攪拌葉片上的多個(gè)氣孔呈蜂窩狀分布，并且多個(gè)所述氣孔以攪拌葉片的中心向四周按縮放比例為0.5~0.9的方式擴(kuò)展。

14、優(yōu)選的，所述氣體注入組件包括氣體輸送管道、氣體儲(chǔ)存罐和流體控制模塊，所述氣體輸送管道一端與所述氣體存儲(chǔ)單元連接，另一端與所述內(nèi)軸的腔體連通，所述流體控制模塊設(shè)置在所述氣體輸送管道上，且所述流體控制模塊包括依次設(shè)置在所述氣體輸送管道上的開(kāi)關(guān)閥門(mén)、數(shù)字壓力監(jiān)測(cè)儀和流量監(jiān)測(cè)器。

15、優(yōu)選的，根據(jù)上述的一種防滅火發(fā)泡材料制備攪拌裝置，其使用方法包括以下步驟：

16、s1、將礦用防滅火發(fā)泡基料和水投入攪拌容器內(nèi)，控制內(nèi)軸（1）以800rpm~1000rpm的轉(zhuǎn)速帶動(dòng)攪拌葉片（42）對(duì)防滅火發(fā)泡基料和水進(jìn)行攪拌，使防滅火發(fā)泡基料與水混合均勻形成防滅火發(fā)泡溶液，取出；

17、s2、將防滅火基料先加入攪拌容器，調(diào)節(jié)內(nèi)軸（1）以200rpm~500rpm的轉(zhuǎn)速帶動(dòng)攪拌葉片（42）對(duì)防滅火骨料進(jìn)行干混攪拌，干混攪拌完成后向攪拌容器內(nèi)加水，調(diào)節(jié)內(nèi)軸（1）以1000rpm~1500rpm轉(zhuǎn)速驅(qū)動(dòng)攪拌葉片（42）轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)啟動(dòng)外軸（2）上的振動(dòng)片（3）對(duì)攪拌容器內(nèi)的物料施加振動(dòng)，攪拌均勻，形成防滅火基體溶液，取出；

18、s3、先將防滅火發(fā)泡溶液投入攪拌容器內(nèi)，保持內(nèi)軸（1）轉(zhuǎn)速在1000rpm~1500rpm和振動(dòng)片（3）的振動(dòng)對(duì)防滅火發(fā)泡溶液開(kāi)始攪拌，在攪拌的過(guò)程中逐步注入防滅火基體溶液，同時(shí)啟動(dòng)氣體注入組件（5）將二氧化碳或氮?dú)庖?.1ml/min~0.5ml/min流量注入攪拌容器內(nèi)，并調(diào)節(jié)氣體壓力至0.5mpa~3mpa，直至防滅火發(fā)泡溶液與防滅火凝膠基體溶液混合形成泡孔結(jié)構(gòu)；

19、s4、對(duì)混合后的物料提取樣品，進(jìn)行表征參數(shù)測(cè)試，當(dāng)表征參數(shù)測(cè)試結(jié)果小于預(yù)設(shè)值時(shí)，返回步驟s3，調(diào)整內(nèi)軸（1）轉(zhuǎn)速、振動(dòng)片（3）的振動(dòng)參數(shù)以及二氧化碳或氮?dú)獾牧髁亢蛪毫?，重?fù)攪拌一段時(shí)間，再次對(duì)物料進(jìn)行表征參數(shù)測(cè)試，直至物料表征參數(shù)值大于或等于預(yù)設(shè)值，完成攪拌。

20、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的一種防滅火發(fā)泡材料制備攪拌裝置及使用方法，具有以下有益效果：

21、本裝置在防火發(fā)泡材料制備時(shí)，利用動(dòng)力輸出單元能夠?qū)?nèi)軸進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，能夠?qū)崿F(xiàn)內(nèi)軸帶動(dòng)攪拌葉片轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)內(nèi)軸帶動(dòng)多個(gè)傾角不同的攪拌葉片旋轉(zhuǎn)時(shí)，形成多方向剪切力，與此同時(shí)在內(nèi)軸轉(zhuǎn)動(dòng)的同時(shí)通過(guò)氣體注入組件能夠?qū)⑺璧亩趸蓟虻獨(dú)馔ㄟ^(guò)內(nèi)軸、傳動(dòng)輪以及攪拌葉片的腔體從攪拌葉片底部的氣孔輸出，伴隨攪拌葉片的轉(zhuǎn)動(dòng)將二氧化碳或氮?dú)獬浞值幕旌显谖锪现校⑶彝ㄟ^(guò)氣體輸入壓力的調(diào)整以及多層攪拌葉片的傾斜設(shè)置，同時(shí)配合多個(gè)外軸上的振動(dòng)片作用在物料之間的振動(dòng)，實(shí)現(xiàn)氣體沿三維梯度路徑定向彌散，從而能夠促進(jìn)物料之間的流動(dòng)性，將氣相、液相和固相組成物質(zhì)充分的混合均勻，可有效地提升所制備的防火發(fā)泡材料的阻化率和惰性性能。