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：

1、煤礦自燃是井下重大災害之一，其引發(fā)的火災不僅造成資源浪費，還可能誘發(fā)瓦斯爆炸等次生災害。在當前的防滅火技術中，泡沫體類材料憑借其特殊的物理化學性質，在隔氧堵漏方面表現出顯著效果，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）組成。氣相降低氧氣濃度，抑制氧化反應；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，增強泡沫穩(wěn)定性。三者協同作用，有效阻止氧氣與火源接觸，實現隔氧堵漏。

2、現有三相泡沫防滅火材料技術雖然利用泡沫體形成的骨架結構可有效封堵漏風裂隙通道，惰性氣體負載于泡沫孔隙中可實現緩釋供給，二者結合既能阻斷煤氧接觸的物理路徑，又能通過惰性氣體降低局部氧濃度，形成“隔氧-驅替”的雙重防護機制。然而，在對三相泡沫防滅火材料生產制備過程，在實現優(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行氣液兩相與固相防滅火發(fā)泡基料進行混合，但目前所采用的攪拌設備攪拌效果不佳，特別是對氣液兩相在與泡沫孔隙結構結合的分布均勻性難以保證，物料之間流動不充分、混合均勻性不足，導致生產出的材料各相協同優(yōu)勢未能完全發(fā)揮。例如專利號為cn113457502a的中國專利，提供了一種攪拌裝置及其多軸攪拌器，其主要結構是通過主動渦輪式線齒輪與多個從動槳式線齒輪的嚙合實現高效傳動和攪拌，以提高攪拌效率。但該攪拌器在攪拌過程葉片的攪拌路徑唯一，液體之間的交互效果不佳，導致物料之間的流動性不充分。再例如專利號為cn200320100840.2的中國專利，公開了一種多攪拌葉片攪拌器裝置，其結構由多個攪拌葉片沿攪拌軸均勻分布組成，在使用過程通過攪拌軸帶動攪拌葉片旋轉切割物料，實現攪拌。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離攪拌軸的內外層物料濃度出現梯度，導致物料流動不充分，混合效率降低。

技術實現思路

1、為了解決現有技術存在的問題，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程中，促進物料間的流動性，將氣相、液相和固相組成物質充分的混合均勻，提升了所制備材料在后續(xù)使用過程中的阻化率與惰化性能。

2、本發(fā)明的技術方案是：

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

4、振動組件，設置在所述攪拌容器內，所述振動組件包括多個外軸和振動片，多個所述外軸圓周陣列分布在所述內軸周側，所述外軸的上端與內軸轉動連接，每個所述外軸上均安裝有多個振動片，所述振動組件用于在攪拌容器內產生振動沖擊以作用在物料上；

5、攪拌組件，設置在攪拌容器內，包括間隔套裝固定在所述內軸上的多個中空的傳動輪，所述傳動輪周側布設多個傾斜設置的中空攪拌葉片，且相鄰兩個攪拌葉片的傾斜角度不同，所述攪拌葉片、傳動輪以及內軸三者的中空腔體連通，并且所述攪拌葉片上開設多個氣孔；

6、氣體注入組件，其輸入端與所述內軸連通，用于將二氧化碳或氮氣通過攪拌葉片上的氣孔輸入攪拌容器內。

7、優(yōu)選的，所述氣孔內嵌入微型壓電薄膜，所述微型壓電薄膜上設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，所述控制系統用于調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態(tài)調節(jié)范圍為0.1mm~2mm。

9、優(yōu)選的，所述振動片與所述控制系統電連接，所述振動片的頻率為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°，且多個所述攪拌葉片的傾斜角度沿所述傳動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所述氣孔沿攪拌葉片的曲線方向等間距布設，且多個所述氣孔的孔徑從靠近內軸向遠離內軸的方向逐漸縮小。

13、優(yōu)選的，所述攪拌葉片上的多個氣孔呈蜂窩狀分布，并且多個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單元連接，另一端與所述內軸的腔體連通，所述流體控制模塊設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置在所述氣體輸送管道上的開關閥門、數字壓力監(jiān)測儀和流量監(jiān)測器。

15、優(yōu)選的，根據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，控制內軸（1）以800rpm~1000rpm的轉速帶動攪拌葉片（42）對防滅火發(fā)泡基料和水進行攪拌，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，調節(jié)內軸（1）以200rpm~500rpm的轉速帶動攪拌葉片（42）對防滅火骨料進行干混攪拌，干混攪拌完成后向攪拌容器內加水，調節(jié)內軸（1）以1000rpm~1500rpm轉速驅動攪拌葉片（42）轉動，同時啟動外軸（2）上的振動片（3）對攪拌容器內的物料施加振動，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，保持內軸（1）轉速在1000rpm~1500rpm和振動片（3）的振動對防滅火發(fā)泡溶液開始攪拌，在攪拌的過程中逐步注入防滅火基體溶液，同時啟動氣體注入組件（5）將二氧化碳或氮氣以0.1ml/min~0.5ml/min流量注入攪拌容器內，并調節(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構；

19、s4、對混合后的物料提取樣品，進行表征參數測試，當表征參數測試結果小于預設值時，返回步驟s3，調整內軸（1）轉速、振動片（3）的振動參數以及二氧化碳或氮氣的流量和壓力，重復攪拌一段時間，再次對物料進行表征參數測試，直至物料表征參數值大于或等于預設值，完成攪拌。

20、與現有技術相比，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，利用動力輸出單元能夠對內軸進行驅動，能夠實現內軸帶動攪拌葉片轉動，當內軸帶動多個傾角不同的攪拌葉片旋轉時，形成多方向剪切力，與此同時在內軸轉動的同時通過氣體注入組件能夠將所需的二氧化碳或氮氣通過內軸、傳動輪以及攪拌葉片的腔體從攪拌葉片底部的氣孔輸出，伴隨攪拌葉片的轉動將二氧化碳或氮氣充分的混合在物料中，并且通過氣體輸入壓力的調整以及多層攪拌葉片的傾斜設置，同時配合多個外軸上的振動片作用在物料之間的振動，實現氣體沿三維梯度路徑定向彌散，從而能夠促進物料之間的流動性，將氣相、液相和固相組成物質充分的混合均勻，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。