CN107901200A - 一种可精确控温的水泥试块养护箱及其控温方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可精确控温的水泥试块养护箱及其控温方法，其技术方案要点是：包括盛有水的温控箱，水泥试块在水体内进行养护，所述温控箱内设有调节箱内空气温度以对水体进行热交换的温度调节装置、插入水体内的温度传感器以及显示水温的温度表。当温控箱内的温度低于规定温度时，升温装置或降温装置对温控箱内空气进行升温或降温，通过空气与水之间进行热交换，温度传感器感应温控箱内水温并通过温度表测量变化情况。本发明优点是水温升降时不易超过规定的温度范围。

Description

一种可精确控温的水泥试块养护箱及其控温方法

技术领域

本发明涉及水泥养护技术领域，特别涉及一种可精确控温的水泥试块养护箱及其控温方法。

背景技术

水泥作为胶凝材料，是混凝土和各类砂浆的重要组成成分。因此，在水泥出厂前及施工生产使用前，应对水泥的质量进行检验。其中强度试验（抗折强度和抗压强度）是检验工作的重要环节。

强度试验用水泥试件在成型、拆模后，需在标准环境中养护至规定龄期才能进行检测。因此，对于标准养护环境的控制是否精确，直接影响水泥强度的检测准确性。在养护过程中，箱内养护水需要保持恒温（温度20±1℃）。因此，我们需要采用电热管系统、空调压缩机系统等多套子系统共同工作来精确调节养护箱中的水温，从而来实现恒温的环境。

公开号为CN205310491U的中国专利公开的一种自动加水的水泥水泥恒温恒湿养护箱，包括箱体和位于箱体内的水箱，所述水箱的一侧设有穿过水箱壁的管体；水箱内设有一浮球阀，浮球阀安装在管体的另一端连接一进水管，进水管的另一端与自来水管连接；进水管上设置有阀门。该发明就是采用了水作为传热介质，但是由于采用水作为单一的传热介质，当采用电热管直接对水进行加热或者采用冷凝管对水直接进行冷却的时候，水的比热容大，需要加热或制冷的时间较长，因此需要采用较大的功率进行加热或制冷，容易一下子产生温度“过冲”（超过规定的温度范围）的现象，从而无法得到较为理想的养护环境。

发明内容

本发明的第一发明目的是提供一种可精确控制温度的水泥试块养护箱，其优点是水温升降时不易超过规定的温度范围。

本实发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种可精确控温的水泥试块养护箱，包括盛有水的温控箱，水泥试块在水体内进行养护，所述温控箱内设有调节箱内空气温度以对水体进行热交换的温度调节装置、插入水体内的温度传感器以及显示水温的温度表。

通过上述技术方案，通过温度调节装置对温控箱内的空气进行调温，利用空气对水体进行热交换，间接对水温进行调节，并通过温度传感器和温度表及时反馈水温变化情况。由于利用空气间接对水温进行调节，温度传导较慢，并且水的比热容较大，热交换速率小的情况下水温变化较慢，可以通过温度表及时掌握水温变化数值，从而使水温不易变化过快而产生“过冲”的情况，可以更精细地调节水温。

本发明进一步设置为：所述温度调节装置包括降温装置与升温装置，所述降温装置包括空气压缩机、设置在温控箱内壁的冷凝管以及设置在温控箱外壁的散热器，所述升温装置为设置在温控箱内壁的加热棒。

通过上述技术方案，通过空气压缩机和冷凝管对温控箱内的空气进行降温；通过加热棒发热对温控箱内的空气进行升温。

本发明进一步设置为：所述冷凝管对称设置在温控箱两侧的内壁。

通过上述技术方案，冷凝管对称设置，在对温控箱内空气进行降温时更加均匀。

本发明进一步设置为：所述加热棒对称设置在温控箱两侧的内壁。

通过上述技术方案，加热棒对称设置，在对温控箱内空气进行升温时更加均匀。

本发明进一步设置为：所述温控箱内设有驱动箱内空气对流的风扇。

通过上述技术方案，风扇可以驱动温控箱内空气流动，使得传热更加均匀。

本发明进一步设置为：所述风扇对称设置在温控箱内壁的两侧。

通过上述技术方案，风扇在温控箱内壁两侧对称设置，可以使箱内空气对流更加充分，温度更加均匀。

本发明进一步设置为：养护箱内设有循环泵，循环泵的进水管与出水管均接入温控箱的水体内。

通过上述技术方案，循环泵驱动温控箱内水体进行循环，使水体流动起来，箱内水温更加均匀。

本发明进一步设置为：所述温度传感器为热电偶传感器，热电偶传感器插接在浮块内，热电偶传感器下端热电极插入温控箱水体内，上端漂浮在水体上方。

通过上述技术方案，将热电偶传感器固定在浮块上使其热电极插入水面以下，接线盒等其余部分则浮于水面上方，可有效地防止水浸湿接线盒等元器件，对热电偶传感器进行保护。

本发明的第二发明目的是提供一种水泥试块养护时的控温方法，当温控箱内的温度低于规定温度时，升温装置或降温装置对温控箱内空气进行升温或降温，通过空气与水之间进行热交换，温度传感器感应温控箱内水温并通过温度表测量变化情况。

本发明进一步设置为：在升温或降温过程中通过对流与循环装置使温控箱内空气及水体产生对流，其中通过风扇使空气产生对流，通过循环泵对水体产生对流。

综上所述，本发明具有以下有益效果：

1、由于利用空气间接对水温进行调节，温度传导较慢，并且水的比热容较大，热交换速率小的情况下水温变化较慢，可以通过温度表及时掌握水温变化数值，从而使水温不易变化过快而产生“过冲”的情况，可以更精细地调节水温；

2、风扇、循环泵分别使温控箱内空气以及水体产生循环和对流，使温控箱内空气、水体的温度非常均匀，提高了养护效果。

附图说明

图1是本实施例整体结构的示意图；

图2是本实施例中体现控制箱结构的示意图；

图3是本实施例中体现散热器结构的示意图；

图4是本实施例中体现温控箱内部结构的示意图；

图5是本实施例中体现热电偶传感器与浮块连接结构的示意图；

图6是本实施例中体现加热棒安装结构的示意图。

图中，1、箱体；11、控制箱；12、温控箱；13、箱盖；131、上箱盖；132、下箱盖；14、滑槽；2、温度调节装置；21、加热棒；22、空气压缩机；23、冷凝管；24、散热器；25、安装块；3、对流与循环装置；31、循环泵；32、进水管；33、出水管；34、风扇；4、控制系统；41、控制面板；42、热电偶传感器；43、温度表；44、电压表；45、开关；46、浮块。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

实施例：一种可精确控温的水泥试块养护箱，如图1和图2所示，包括箱体1，箱体1由温控箱12和控制箱11构成，温控箱12内装有一定量的水，用于盛装水泥试块。温控箱12上设有箱盖13，箱盖13由上箱盖131和下箱盖132组成，箱盖13分别与温控箱12上的滑槽14（见图3）滑动连接。在对温控箱12内的水泥试块进行养护时，盖上箱盖13，可以对水泥试块起到隔热保温的作用。控制箱11位于温控箱12的一侧，用于将空气压缩机22、循环泵31以及各个电路元件与温控箱12中的水隔离起来以保护这些重要的元器件。

养护箱还设有温度调节装置2，包括降温装置和升温装置。其中降温装置主要由空气压缩机22和冷凝管23构成，如图2和图4所示，压缩机22固定在控制箱11中，冷凝管23对称安装在温控箱12箱体的两个侧面。空气压缩机22吸入蒸发器中的低温、低压的制冷剂蒸汽并对其进行压缩，由于空气压缩机22内的温度低于制冷剂的临界点，当压力达到了需要的压力之后制冷剂液化，制冷剂在液化之后释放出大量的热，这些热量通过设置在温控箱12外壁的散热器24（见图3）散发到空气中。液化的制冷剂散热之后，温控箱12内的空气温度降低，进行制冷。

升温装置为加热棒21，如图5和图6所示，一对加热棒21通过两端的安装块25固定安装在温控箱12的内壁上（参考图4），当加热棒21通电时，其内部的电阻丝发热从而使温控箱12内的空气升温。

如图2和图4所示，养护箱还设有对流与循环装置3，包括循环泵31、进水管32以及出水管33，循环泵31（见图1）通过固定在控制箱11中，进水管32和出水管33与循环泵31连接并位于温控箱12水面下方，其中循环泵31可将温控箱12内的水从进水管32吸入，再从出水管33排出，从而实现箱内水的循环流动，达到了使水中热量分布均匀的目的。

在温控箱12两侧内壁靠近加热棒21处均固定有风扇34，风扇34可以使温控箱12内部的空气产生对流，从而使箱体1内空气中的热量均匀地分布。

如图2所示，控制箱11内同样设有用于散热的风扇34。

温度调节装置2、对流与循环装置3均通过控制系统4进行控制。如图5所示，控制系统4主要由控制面板41（见图2）、热电偶传感器42、温度表43、电压表44和开关45所组成。其中热电偶传感器42是温度测量仪表中常用的测温元件，是由两种不同成分的导体两端接合成回路时，当两接合点热电偶温度不同时，就会在回路内产生热电流。如果热电偶的工作端与参比端存有温差时，热电偶便会产生的热电势（将会显示在电压表44上）从而将其所对应的温度值显示在温度表43上。

将热电偶传感器42固定在浮块46上使其热电极插入水面以下，接线盒等其余部分则浮于水面上方，可有效地防止水浸湿接线盒等元器件，对热电偶传感器42进行保护。

工作过程：首先将需要被养护的水泥试块放入温控箱12中，然后盖上箱盖13，打开电源开关45，温控箱12开始工作。

控温方法为：当箱内的温度低于规定温度时，控制系统4控制升温装置启动，加热棒21开始发热，空气在两端风扇34的作用下产生对流，使得热量在箱内的空气中分布均匀，之后空气中的热量会传递到水中，在循环泵31的作用下使水中的热量分布均匀，当温度达到设定值之后温控箱12开始保温，使其内部的温度恒定在规定范围内，在这个过程中空气起到了间接传热的作用，热量通过空气间接地传递到水中，由于水的比热容大，空气传热的速度较慢，水温上升较为缓慢，通过温度表43可以及时观察水温变化情况，及时调整。这样可以有效的避免了直接对水进行加热所带来的升温较快进而导致所谓的温度“过冲”的问题。

当箱内的温度高于规定温度时，控制系统4控制降温装置进行工作，同样通过箱体1内壁的冷凝管23对箱内的空气进行降温，并在两端风扇34的作用下使冷空气产生对流，并与水进行换热，使水中的温度降低，在循环泵31和进水管32、出水管33的作用下使水中的热量分布均匀，及时观察温度表43的变化情况。当温度降低到设定值之后温控箱12开始保温，使其内部的温度恒定在规定范围内，这样一来就可以有效的避免了直接对水进行制冷过快所导致的温度“过冲”问题。

本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (10)

1.一种可精确控温的水泥试块养护箱，包括盛有水的温控箱（12），水泥试块在水体内进行养护，其特征是：所述温控箱（12）内设有调节箱内空气温度以对水体进行热交换的温度调节装置（2）、插入水体内的温度传感器以及显示水温的温度表（43）。

2.根据权利要求1所述的一种可精确控温的水泥试块养护箱，其特征是：所述温度调节装置（2）包括降温装置与升温装置，所述降温装置包括空气压缩机（22）、设置在温控箱（12）内壁的冷凝管（23）以及设置在温控箱（12）外壁的散热器（24），所述升温装置为设置在温控箱（12）内壁的加热棒（21）。

3.根据权利要求2所述的一种可精确控温的水泥试块养护箱，其特征是：所述冷凝管（23）对称设置在温控箱（12）两侧的内壁。

4.根据权利要求2所述的一种可精确控温的水泥试块养护箱，其特征是：所述加热棒（21）对称设置在温控箱（12）两侧的内壁。

5.根据权利要求1至4中所述的任意一种可精确控温的水泥试块养护箱，其特征是：所述温控箱（12）内设有驱动箱内空气对流的风扇（34）。

6.根据权利要求5所述的一种可精确控温的水泥试块养护箱，其特征是：所述风扇（34）对称设置在温控箱（12）内壁的两侧。

7.根据权利要求1所述的一种可精确控温的水泥试块养护箱，其特征是：养护箱内设有循环泵（31），循环泵（31）的进水管（32）与出水管（33）均接入温控箱（12）的水体内。

8.根据权利要求1所述的一种可精确控温的水泥试块养护箱，其特征是：所述温度传感器为热电偶传感器（42），热电偶传感器（42）插接在浮块（46）内，热电偶传感器（42）下端热电极插入温控箱（12）水体内，上端漂浮在水体上方。

9.一种水泥试块养护箱的控温方法，其特征是：当温控箱（12）内的温度低于规定温度时，升温装置或降温装置对温控箱（12）内空气进行升温或降温，通过空气与水之间进行热交换，温度传感器感应温控箱（12）内水温并通过温度表（43）测量变化情况。

10.如权利要求9所述的一种水泥试块养护箱的控温方法，其特征是：在升温或降温过程中通过对流与循环装置（3）使温控箱（12）内空气及水体产生对流，其中通过风扇（34）使空气产生对流，通过循环泵（31）对水体产生对流。