一種新型混凝土快速凍融試驗裝置的製作方法

2024-03-22 10:31:05 1

專利名稱：一種新型混凝土快速凍融試驗裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種混凝土試驗裝置，具體涉及一種新型混凝土快速凍融試驗裝置。
技術背景在寒冷地區，混凝土凍害是影響混凝土耐久性，造成建築、道路和橋梁過早破壞的最主要的原因之一。我國北方地區冬季都處在較低的溫度環境中，路面、橋梁、河流、海洋平臺和高層建築物受凍害破壞極為嚴重，比如德令哈-天駿的大橋、黑龍江省哈綏公路和北京市西直門立交橋、通遼發電廠的冷卻塔筒壁等都遭受凍融破壞而發生表皮剝落、空鼓等現象。由於凍融現象對混凝土破壞嚴重，包括我國在內的很多國家都制定了規範對混凝土的抗凍性進行評價和控制。我國最早的抗凍性試驗方法是《普通混凝土長期性能和耐久性能試驗方法》(GB/T82-85)中制定的慢凍法和快凍法，該標準目前已經更新為《普通混凝土長期性能和耐久性能試驗方法》(GB/T50082-2009)。而〈ASTM C66697〉是美國材料試驗協會推薦的混凝土快速凍融的試驗方法，分為A和B兩種方法，分別和我國規範中的快凍法和慢凍法相似。在新的國標中，快凍法是使混凝土試件處在水凍水融的快速循環狀態下，評價混凝土試件的抗凍性，在快凍法的試驗中，單次循環溫度從(5±2°C )降到(_18±2°C )，升溫從(_18±2°C )到(5±2°C )，在2h 4h內完成。試驗連續進行直到規定的循環次數或者混凝土試件動彈性模量減小到初始值的60%或者試件的質量損失率達到5%為止。實用新型專利「混凝土快速凍融試驗裝置」(ZL 97200590. O)是一種早期的利用混凝土快凍法評價混凝土抗凍性能的裝置，該裝置利用電加熱棒或電加熱閥門達到混凝土試件升溫的目的，工作效率低下，工作能耗較大，加熱部件長時間加熱容易損壞；由於研發時間較早，電控裝置無法達到智能操作的目的。

實用新型內容為了解決現有試驗裝置工作效率低，工作能耗較大，加熱部件長時間加熱容易損壞以及操作不方便的技術問題，本實用新型提供一種新型混凝土快速凍融試驗裝置。為實現上述目的，本實用新型的技術方案如下一種新型混凝土快速凍融試驗裝置，所述試驗裝置包括冷熱交換機組、試驗箱以及控制裝置，所述控制裝置分別與冷熱交換機組和試件箱連接。作為上述技術方案的進一步改進，所述冷熱交換機組內部包括製冷壓縮機，與製冷壓縮機連通的風冷冷凝器，與製冷壓縮機連通的板式換熱器；所述製冷壓縮機與風冷冷凝器和板式換熱器之間設置有四通閥，所述冷熱交換機組與四通閥之間設置有油液分離器；所述冷熱交換機組內部還包括壓力保護裝置，第一儲液罐，第二儲液罐，設置於板式換熱器與第一儲液罐之間的第一路控制閥門，設置於風冷冷凝器與第二儲液罐之間的第二路控制閥門，設置於試驗箱與板式換熱器之間的冷熱水自吸循環泵；所述製冷壓縮機上設置有高壓口和低壓口 ；所述壓力保護裝置分別連接在高壓口和低壓口上。作為上述技術方案的進一步改進，所述試驗箱包括與冷熱交換機組和試件箱連接的箱體。作為上述技術方案的進一步改進，所述控制裝置上設置有測溫裝置、工控機、彩色觸摸液晶屏、嵌入式印表機、工作指示燈、開關以及報警燈。作為上述技術方案的進一步改進，所述板式換熱器上設置有第一埠和第二端□。作為上述技術方案的進一步改進，所述第一路控制閥門由膨脹閥、單向閥和過濾器組成；作為上述技術方案的進一步改進，所述第二路控制閥門由單向閥和過濾器組成。·實施本實用新型的一種新型混凝土快速凍融試驗裝置，具有以下有益效果I.該裝置利用冷熱交換機組的熱交換達到混凝土試件升溫的目的，工作效率較高，工作能耗較小，有效避免了電加熱部件易損的問題；2.該裝置採用先進的技術結合彩色液晶顯示屏和嵌入式印表機及其他部件，達到智能操作的目的。

圖I是本實用新型的結構示意圖；圖2是本實用新型的製冷時製冷劑流向示意圖；圖3是本實用新型的加熱時製冷劑流向示意圖。
具體實施方式
如圖I所示，本實用新型所述的新型混凝土快速凍融試驗裝置，包括冷熱交換機組I、試驗箱2和控制裝置3。冷熱交換機組I內部包括製冷壓縮機101、風冷冷凝器102、板式換熱器103，該板式換熱器103上設置有第一埠 1031和第二埠 1032)、油液分離器104、壓力保護裝置105、四通閥106、第一儲液罐107、第二儲液罐108、第一路控制閥門10，該第一路控制閥門10包括膨脹閥109、單向閥110和過濾器111，第二路控制閥門11，該第二路控制閥門11包括單向閥112和過濾器113 ;冷熱水自吸循環泵114 ;壓力保護裝置105分別連接在製冷壓縮機101的高壓口 1011和低壓口 1012上，該機組利用製冷壓縮機控制製冷劑的物理狀態，利用四通閥106切換不同的管道通路，利用板式換熱器103的高、低壓環境使製冷劑汽化或液化，利用汽化時的吸熱現象，使板式換熱器103內臨近管道通路內的傳熱介質一一防凍液降溫，利用液化時的放熱現象，使防凍液升溫。監控制冷壓縮機101的工作狀態並反饋給控制裝置3中的工控機302，由工控機302調整工作狀態，控制設備正常運行。試驗箱2包括箱體201，試驗箱由箱體和管道通路組成，箱體內設有試件架，用來固定符合標準的橡膠試件盒，試驗時，在橡膠試件盒中放入混凝土試塊並注入水，在試驗箱內加入傳熱介質——防凍液，防凍液在冷熱水自吸循環泵的作用下進出板式換熱器，與臨近管道通路內的製冷劑發生熱交換，從而達到試驗箱內製冷和加熱的目的。控制裝置3包括測溫裝置301、工控機302、彩色觸摸液晶屏303、嵌入式印表機304、工作指示燈305、開關306和報警燈307。開關306控制整套設備的啟動和停止。開啟後用戶利用彩色觸摸液晶屏303向工控機302下達用戶指令，設置參數，顯示數據和凍融曲線。測溫裝置301放置在試驗箱2的箱體201內部，監控設備運行過程中試塊的溫度並反饋給工控機302，工控機302根據溫度確定設備採取何種工作模式(加熱或製冷)。嵌入式印表機304根據工控機302的指令實時列印工作數據或歷史數據。工作指示燈305顯示設備處在加熱或製冷模式。報警燈307接受工控機302的指令，在工作狀態異常的情況下報警。如圖2所示，需要對試件箱2的箱體201內部製冷的時候，製冷劑沿圖中箭頭方向運動。控制裝置3控制四通閥106連接相應的管道通路，製冷劑從製冷壓縮機101高壓埠 1011出，經四通閥106流向風冷冷凝器102，風冷冷凝器102對管道中的製冷劑(此時處於高溫高壓的狀態)進行降溫，製冷劑逐漸液化成液體，進入第一儲液罐107，經過第一路控制閥門中的過濾器111、膨脹閥109、單向閥110進入板式換熱器103中，此時控制裝置3控制四通閥106切換為板式換熱器103第一埠 1031經四通閥106與製冷壓縮機101低壓口 1012連通，在製冷壓縮機101作用下和第一路控制閥門的控制下，板式換熱器103內的製冷管道處於低壓狀態，製冷劑從第二埠 1032進入板式換熱器103，汽化為氣態，吸收大量熱量，使臨近密封管路中的防凍液溫度快速降溫，在冷熱水自吸循環泵114的作用下，
已經轉變為低溫的防凍液進入試件箱2，使箱體201中的混凝土試件溫度降低，達到製冷的效果，而板式換熱器103中揮發的製冷劑從第一埠 1031流出，通過四通閥106和製冷壓縮機101低壓口 1012進入製冷壓縮機101，高壓壓縮後繼續往返工作，從而完成整個製冷過程。需要對試件箱加熱的時候，製冷劑沿圖中箭頭方向運動。控制裝置3控制四通閥106連接相應的管道通路，製冷劑從製冷壓縮機101高壓埠 1011出，經四通閥106通過板式換熱器103第一埠 1031進入板式換熱器103，高壓作用下氣態的製冷劑液化成液態並放出大量熱量，使臨近密封管路中的防凍液溫度快速升溫，在冷熱水自吸循環泵114的作用下，已經轉變為高溫的防凍液進入試件箱2，使箱體201中的混凝土試件溫度升高，達到加熱的效果，而板式換熱器103中冷凝的製冷劑從第二埠 1032流出，進入第二儲液罐108，隨後經過濾器113和單向閥112進入風冷冷凝器102，通過四通閥106和製冷壓縮機101低壓口1012回到製冷壓縮機101，高壓壓縮後繼續往返工作，從而完成整個加熱過程。
權利要求1.一種新型混凝土快速凍融試驗裝置，其特徵在於所述試驗裝置包括冷熱交換機組(I)、試驗箱(2)以及控制裝置(3)，所述控制裝置(3)分別與冷熱交換機組(I)和試件箱(3)連接。
2.根據權利要求I所述的新型混凝土快速凍融試驗裝置，其特徵在於所述冷熱交換機組(I)內部包括製冷壓縮機(101)，與製冷壓縮機(101)連通的風冷冷凝器(102)，與製冷壓縮機(101)連通的板式換熱器(103);所述製冷壓縮機(101)與風冷冷凝器(102)和板式換熱器(103)之間設置有四通閥(106)，所述冷熱交換機組⑴與四通閥(106)之間設置有油液分離器(104)； 所述冷熱交換機組(I)內部還包括壓力保護裝置(105)，第一儲液罐(107)，第二儲液罐(108)，設置於板式換熱器(103)與第一儲液罐(107)之間的第一路控制閥門(10)，設置於風冷冷凝器(102)與第二儲液罐(108)之間的第二路控制閥門(11)，設置於試驗箱(2)與板式換熱器(103)之間的冷熱水自吸循環泵(114)； 所述製冷壓縮機(101)上設置有高壓口(1011)和低壓口(1012);所述壓力保護裝置(105)分別連接在高壓口 (1011)和低壓口 (1012)上。
3.根據權利要求2所述的新型混凝土快速凍融試驗裝置，其特徵在於所述試驗箱(2)包括與冷熱交換機組(I)和試件箱(3)連接的箱體(201)。
4.根據權利要求3所述的新型混凝土快速凍融試驗裝置，其特徵在於所述控制裝置(3)上設置有測溫裝置(301)、工控機(302)、彩色觸摸液晶屏(303)、嵌入式印表機(304)、工作指示燈(305)、開關(306)以及報警燈(307)。
5.根據權利要求4所述的新型混凝土快速凍融試驗裝置，其特徵在於所述板式換熱器(103)上設置有第一埠(1031)和第二埠(1032)。
6.根據權利要求5所述的新型混凝土快速凍融試驗裝置，其特徵在於所述第一路控制閥門(10)由膨脹閥(109)、單向閥(110)和過濾器(111)組成。
7.根據權利要求6所述的新型混凝土快速凍融試驗裝置，其特徵在於所述第二路控制閥門(11)由單向閥(112)和過濾器(113)組成。
專利摘要本實用新型提供一種新型混凝土快速凍融試驗裝置，所述試驗裝置包括冷熱交換機組、試驗箱以及控制裝置，所述控制裝置分別與冷熱交換機組和試件箱連接。本實用新型解決現有試驗裝置工作效率低，工作能耗較大，加熱部件長時間加熱容易損壞以及操作不方便的技術問題；該裝置利用冷熱交換機組的熱交換達到混凝土試件升溫的目的，工作效率較高，工作能耗較小，有效避免了電加熱部件易損的問題；採用先進的技術結合彩色液晶顯示屏和嵌入式印表機及其他部件，達到智能操作的目的。
文檔編號G01N25/14GK202720205SQ201220364229
公開日2013年2月6日 申請日期2012年7月26日 優先權日2012年7月26日
發明者陳慶利 申請人:陳慶利