大壩石墨導電混凝土溫控保護裝置製造方法
2023-10-20 19:02:07 2
大壩石墨導電混凝土溫控保護裝置製造方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種大壩石墨導電混凝土溫控保護裝置，屬於大壩混凝土溫控領域。本實用新型提供的石墨導電混凝土自動控溫保護裝置，有利於減輕現有技術中北方地區大壩下遊壩面混凝土凍融破壞和大壩表面裂縫等問題。大壩石墨混凝土自動控溫保護層包括石墨導電混凝土、電源、電極和溫控裝置；自動控溫保護層在下遊壩面分段覆蓋，保護層兩端設置電極，各段保護層之間通過電線並聯後與電源相連；保護層內部均勻埋設溫度傳感器，並與地面監控裝置相連，用於實時控制保護層的溫度。本實用新型中的石墨導電混凝土可用於大壩下遊一側表面，目的是控制大壩下遊面溫度，防止在北方冬季時因溫度劇烈起伏而對大壩造成凍融破壞。
【專利說明】大壩石墨導電混凝土溫控保護裝置
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及大壩控溫保護裝置，尤其涉及一種大壩石墨導電混凝土溫控保護裝置，用於大壩下遊裸露在空氣中的壩面，目的是控制大壩下遊壩面混凝土溫度，防止在北方冬季時因溫度劇烈起伏而對大壩造成凍融破壞。
【背景技術】
[0002]普通混凝土的電阻率高，屬於電的不良導體，在普通混凝土中添加一定量的導電材料，可以提高混凝土的導電性，即導電混凝土。導電混凝土既有結構材料的特點，又具有導電性和機敏特性，使得混凝土不僅作為結構材料使用，而且在電工、電磁幹擾屏蔽、工業防靜電、電加熱器、電力設備接地工程，以及重大土木基礎設施的內部應力和健康狀況自診斷和監測等方面有重要作用。
[0003]現有的導電混凝土研宄中，導電材料主要有石墨、碳纖維、鋼纖維以及鋼肩等，不同組分的導電混凝土的性能差異很大。上世紀70年代美國、加拿大以及北歐國家為了解決公路和橋面在除冰過程因使用除冰鹽而造成的混凝土嚴重腐蝕問題，首次將導電混凝土應用與路面和橋面的融雪除冰，並取得了一定的成效。
[0004]在北方寒冷地區，冬季常常出現冰雪天氣，裸露在空氣中的下遊壩面由於內外溫差以及表面溫度劇烈起伏，容易出現溫度裂縫和凍融破壞，嚴重威脅大壩的穩定安全。基於導電混凝土的已有研宄，導電混凝土在通電後可以有效提高混凝土的溫度，起到保溫作用，將其應用到下遊壩面，可以有效解決寒冷地區大壩面臨的溫度破壞問題。
實用新型內容
[0005]為了克服上述缺陷，本實用新型提供一種大壩石墨導電混凝土溫控保護裝置，有助於減輕了大壩下遊表面凍融破壞、裂縫等問題。
[0006]為了實現上述目的，本實用新型採取的技術方案為:大壩石墨導電混凝土溫控保護裝置，其特徵在於:包括石墨導電混凝土保護層、電源、電極和溫控裝置；所述石墨導電混凝土保護層在大壩主體下遊表面分段覆蓋；所述電極布設在保護層兩端，並通過電線連接電源；所述溫控裝置包括溫度傳感器和地面溫度監控裝置；所述溫度傳感器與地面溫度監控裝置相連。
[0007]前述的大壩石墨導電混凝土溫控保護裝置，所述大壩主體下遊表面是指位於大壩下遊裸露在空氣中的壩面，即大壩下遊壩面。
[0008]前述的大壩石墨導電混凝土溫控保護裝置，覆蓋於所述的大壩主體下遊表面的石墨導電混凝土保護層，其各段保護層兩端布設電極，每段保護層通過所述電線並聯後連接位於地面的電源。
[0009]前述的大壩石墨導電混凝土溫控保護裝置，所述溫度傳感器按照一定間距均勻埋設在所述每段保護層內部。
[0010]前述的大壩石墨導電混凝土溫控保護裝置，所述的地面溫度監控裝置通過調節電源電壓控制大壩主體下遊表面混凝土保護層的實時溫度。
[0011]前述的大壩石墨導電混凝土溫控保護裝置，所述電源由水電站直接提供電力。
[0012]本實用新型的有益效果是:大壩下遊壩面的石墨導電混凝土自動控溫保護裝置，能通過溫控裝置實時自動控制大壩在冬季時表面的溫度，避免下遊壩面內外溫差過大，產生溫度裂縫；由於石墨混凝土的導電性，石墨混凝土自動控溫保護層在通電狀態時產生電熱，提高大壩下遊面表面溫度，不易結冰或積雪，在融雪季節，大壩下遊表面混凝土孔隙內沒有結冰，就會極大地減少凍融破壞；石墨相對於其他的導電材料，成本低廉，在下遊壩面大面積應用時具有經濟適用性；電源為水電站水力發電直接提供電力而不通過電網，節約成本。
[0013]說明書附圖
[0014]圖1石墨導電混凝土自動控溫保護裝置分段示意圖；
[0015]圖2 —段石墨導電混凝土自動控溫保護裝置結構圖；
[0016]圖3大壩下遊壩面的石墨導電混凝土自動控溫保護裝置示意圖。
【具體實施方式】
[0017]下面結合【專利附圖】
【附圖說明】對本實用新型進一步詳細說明:
[0018]如附圖1、2和3所示:大壩下遊壩面的石墨導電混凝土自動溫控保護裝置包括:石墨導電混凝土保護層1、電極2、溫控裝置和電源4 ;所述石墨導電混凝土保護層I在所述大壩主體下遊表面5覆蓋；所述電極2布設在保護層兩端，每段石墨導電混凝土保護層I內的電極2通過電線並聯連接電源4 ;所述溫控裝置包括溫度傳感器3-1和地面溫度監控裝置3，所述溫度傳感器3-1按照一定間距均勻埋設在所述保護層內部，並與地面溫度監控裝置3相連，用於實時控制所述保護層的溫度。保護層的厚度根據經驗與壩體實際所處環境溫度狀況確定，一般為0.5~lm。
[0019]當溫度降低時，打開電源4，通過電極2向石墨導電混凝土保護層I輸送電流，石墨導電混凝土保護層I內的石墨形成相互連通的導電網絡，電能轉化為熱能，導電混凝土產生熱量，溫度升高。由地面溫度監控裝置3和溫度傳感器3-1實時監控石墨導電混凝土保護層I的溫度，當溫度偏高或者偏低時，相應地控制電源4的電壓大小來減小或者增大電流，從而調節石墨導電混凝土保護層I的溫度，起到保溫作用，避免壩面內外溫差過大或者壩面積雪積冰，對壩體造成破壞。
[0020]以上顯示和描述了本實用新型的基本原理、主要特徵及優點。本行業的技術人員應該了解，本實用新型不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本實用新型的原理，在不脫離本實用新型精神和範圍的前提下，本實用新型還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本實用新型範圍內。本實用新型要求保護範圍由所附的權利要求書及其等效物界定。
【權利要求】
1.大壩石墨導電混凝土溫控保護裝置，其特徵在於:包括石墨導電混凝土保護層、電源、電極和溫控裝置；所述石墨導電混凝土保護層在大壩主體下遊表面分段覆蓋；所述電極布設在保護層兩端，並通過電線連接電源；所述溫控裝置包括溫度傳感器和地面溫度監控裝置；所述溫度傳感器與地面溫度監控裝置相連。
2.根據權利要求1所述的大壩石墨導電混凝土溫控保護裝置，其特徵在於:所述大壩主體下遊表面是指位於大壩下遊裸露在空氣中的壩面，即大壩下遊壩面。
3.根據權利要求1所述的大壩石墨導電混凝土溫控保護裝置，其特徵在於:覆蓋於所述的大壩主體下遊表面的石墨導電混凝土保護層，其各段保護層兩端布設電極，每段保護層通過所述電線並聯後連接位於地面的電源。
4.根據權利要求3所述的大壩石墨導電混凝土溫控保護裝置，其特徵在於:所述溫度傳感器按照一定間距均勻埋設在所述每段保護層內部。
5.根據權利要求1所述的大壩石墨導電混凝土溫控保護裝置，其特徵在於:所述的地面溫度監控裝置通過調節電源電壓控制大壩主體下遊表面混凝土保護層的實時溫度。
6.根據權利要求1-5任意一項所述的大壩石墨導電混凝土溫控保護裝置，其特徵在於:所述電源由水電站水力發電直接提供電力。
【文檔編號】E02D15/00GK204252137SQ201420686856
【公開日】2015年4月8日 申請日期:2014年11月17日 優先權日:2014年11月17日
【發明者】王梓優 申請人:河海大學