CN110861215A - 一种预拌混凝土冷却系统、混凝土搅拌站和泵车 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种预拌混凝土冷却系统、混凝土搅拌站和泵车，预拌混凝土冷却系统包括料管、设在料管的外壁上的冷水套、设在冷水套内的冷水腔、均布在冷水套的内侧面上的喷水孔、用于存放冷却水的冷水池、用于使冷却水在冷水套与冷水池之间循环流动的冷水循环部分和输出端与输入端均与冷水池连接的制冷部分，料管的外壁与冷水套的内壁之间存在缝隙。其中，混凝土搅拌站包括上述预拌混凝土冷却系统。其中，泵车包括上述预拌混凝土冷却系统。本发明用于预拌混凝土的冷却，冷却速度快，冷却效率高。

Description

一种预拌混凝土冷却系统、混凝土搅拌站和泵车
技术领域
本发明涉及预拌混凝土降温的技术领域，尤其是涉及一种预拌混凝土冷却系统、混凝土搅拌站和泵车。
背景技术
建设过程中，预拌混凝土的需求量大，很多时候都是搅拌完成后就直接投入使用，此时的预拌混凝土温度较高，浇筑完成后塌落速度损失快，对施工质量和施工速度都会产生负面影响。
对于大型的浇筑件而言，过高的预拌混凝土温度会导致应力分布不均匀、内部裂痕和强度不达标等质量问题，影响建筑物的使用寿命，现有的解决办法主要有使用外加剂、增加用水量和冷水降温等，外加剂和用水量的添加量难以确定，很容易出现过掺导致的预拌混凝土离析、终凝时间延迟和强度降低等质量问题。冷水降温的话多采用冰块降温，人工搬运的工作量非常大。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的第一目的是提供一种预拌混凝土冷却系统，该预拌混凝土冷却系统能够对预拌混凝土进行快速降温。
本发明的第二目的是提供一种混凝土搅拌站，包括上述预拌混凝土冷却系统。
本发明的第三目的是提供一种泵车，包括上述预拌混凝土冷却系统。
本发明的第一目的是通过以下技术方案得以实现的：
一种预拌混凝土冷却系统，包括：
料管；
冷水套，设在料管的外壁上，其内壁与料管的外壁存在缝隙；
冷水腔，设在冷水套内；
喷水孔，均布在冷水套的内侧面上；
冷水池，用于存放冷却水；
冷水循环部分，用于使冷却水在冷水套与冷水池之间循环流动；
制冷部分，其输出端与输入端均与冷水池连接。
通过采用上述技术方案，搅拌完成的预拌混凝土进入到料管内并从另一端流出，该过程中，冷水池内的冷却水流入到冷水套与料管之间的缝隙后再流回到冷水池中，经过降温后再重新流回到冷水套与料管之间的缝隙。冷却水在循环流动的过程中，将料管内预拌混凝土的热量带走，使其温度迅速降低。降温过程中冷却水循环流动，对料管内的预拌混凝土进行持续的降温，并且冷水池内存储有足量的冷却水，能够使冷水套与料管之间的冷却水始终处于低温状态，保证冷却过程的稳定进行。
本发明进一步设置为：所述喷水孔的轴线垂直于冷水套的轴线且二者分别位于两个平面内。
通过采用上述技术方案，从喷水孔喷出的冷却水不是垂直喷射到料管的外壁上，而是从侧面喷射到料管的外壁上，一方面可以降低冷却水与料管外壁接触时溅射出来的水花，降低从相邻喷水孔喷出的水柱间的干扰，另一方面还能够提高冷却水与料管外壁的接触面积，进一步提高冷却效果。
本发明进一步设置为，所述冷水循环部分包括：
连接管，设在冷水套的外壁上并与冷水腔连通；
给水泵，两端分别与连接管和冷水池连接；
回水箱，设在冷水套的下方；
回水管，两端分别与回水箱和冷水池连接。
通过采用上述技术方案，给水泵驱动冷却水在冷水腔与冷水池之间循环流动，使料管周围的冷却水能够始终处于低温状态，和单纯的冷水浸泡方式相比，冷却效果更好。
本发明进一步设置为：所述连接管的轴线垂直于冷水套的轴线，所述连接管与冷水套轴线之间的最大距离大于等于冷水套的最大半径。
通过采用上述技术方案，从连接管流入到冷水腔内的冷却水沿着冷水腔的内壁和外壁做圆周运动，然后均匀的从每一个喷水孔喷出，既可以将冷却水的流速损失降到最低，还能够使冷却水均匀的从每一个喷水孔中喷出，不会出现靠近连接管的喷水孔水流大，远离连接管的喷水孔水流小的情况。
本发明进一步设置为：所述连接管的数量为两组以上，每组所述连接管的数量为两个以上；
两组以上所述连接管沿冷水套的轴线均匀设置。
通过采用上述技术方案，多组连接管同时向冷水套内注入冷却水，使料管位于冷水套之内的部分都能够与冷却水接触，使该部分预拌混凝土能够始终处于降温状态，进一步提高冷却效果。
本发明进一步设置为：每组所述连接管在冷水套的外壁上均匀设置。
通过采用上述技术方案，同一组内的多根连接管同时向冷水套内的冷水腔中注入冷却水，使料管的外壁均能够被冷却水冲到，冷却效果更好。
本发明进一步设置为：还包括内循环泵，所述内循环泵的两端均与冷水池连接，用于带动冷水池内的冷却水循环流动。
通过采用上述技术方案，从制冷部分回流到冷水池内的冷却水温度低，从冷水套回流到冷水池内的冷却水温度高，内循环泵能够带动冷水池内的水循环流动，使这两部分水能够充分混合，从而保证进入到冷水套内的冷却水始终处于低温状态。
本发明的第二目的是通过以下技术方案得以实现的：
一种混凝土搅拌站，包括如权利要求-中任意一种预拌混凝土冷却系统；
所述混凝土搅拌站的输出端与料管的其中一端连接。
通过采用上述技术方案，从搅拌罐流出的预拌混凝土流入到料管内并从另一端流出。使用过程中，冷水池内的冷却水流入到冷水套与料管之间的缝隙后再流回到冷水池中，经过降温后再重新流回到冷水套与料管之间的缝隙。冷却水在循环流动的过程中，将料管内预拌混凝土的热量带走，使其温度迅速降低。降温过程中冷却水循环流动，能够对料管内的预拌混凝土进行持续的降温，并且冷水池内存储有足量的冷却水，能够使冷水套与料管之间的冷却水始终处于低温状态，保证冷却过程的稳定进行。
本发明的第三目的是通过以下技术方案得以实现的：
一种泵车，包括如权利要求-中任意一种预拌混凝土冷却系统；
所述料管的两端均与泵车的给料管连接。
通过采用上述技术方案，预拌混凝土运输车运送到施工现场的预拌混凝土倒入到泵车上的料斗后，沿着给料管流动到浇筑点，料管安装在给料管上。使用过程中，冷水池内的冷却水流入到冷水套与料管之间的缝隙后再流回到冷水池中，经过降温后再重新流回到冷水套与料管之间的缝隙。冷却水在循环流动的过程中，将料管内预拌混凝土的热量带走，使其温度迅速降低。降温过程中冷却水循环流动，能够对料管内的预拌混凝土进行持续的降温，并且冷水池内存储有足量的冷却水，能够使冷水套与料管之间的冷却水始终处于低温状态，保证冷却过程的稳定进行。
综上所述，本发明的有益技术效果为：
1.预拌混凝土进入到料管内并从另一端流出，冷却过程中，冷水池内的冷却水流入到冷水套与料管之间的缝隙后再流回到冷水池中，经过降温后再重新流回到冷水套与料管之间的缝隙。冷却水在循环流动的过程中，将料管内预拌混凝土的热量带走，使其温度迅速降低。降温过程中冷却水循环流动，能够对料管内的预拌混凝土进行持续的降温，并且冷水池内存储有足量的冷却水，能够使冷水套与料管之间的冷却水始终处于低温状态，保证冷却过程的稳定进行。
2.喷水孔喷出的冷却水从侧面喷射到料管的外壁上，一方面可以降低冷却水与料管外壁接触时溅射出来的水花，降低从相邻喷水孔喷出的冷却水之间的干扰，另一方面还能够提高冷却水与料管外壁的接触面积，进一步提高冷却效果。
3. 内循环泵能够带动冷水池内的水循环流动，使从制冷部分回流到冷水池内的高温冷却水和从冷水套回流到冷水池内的低温冷却水充分混合，从而保证进入到冷水套内的冷却水始终处于低温状态。
附图说明
图1是本发明实施例提供的一种立体结构示意图。
图2是本发明实施例提供的一种料管与冷水套的立体结构示意图。
图3是基于图2的剖切示意图。
图4是本发明实施例提供的一种冷水套中喷水孔的朝向示意图。
图5是本发明实施例提供的一种冷水套与连接管的连接示意图。
图中，11、料管，12、冷水套，14、冷水腔，15、喷水孔，16、冷水池，17、冷水循环部分，18、制冷部分，171、连接管，172、给水泵，173、回水箱，174、回水管，21、内循环泵，181、冷水机组，182、水泵，183进水管，184、出水管。
具体实施方式
以下结合附图对本发明作进一步详细说明。
参照图1，为本发明实施例公开的一种预拌混凝土冷却系统，主要由料管11、冷水套12、冷水池16、冷水循环部分17和制冷部分18等组成，料管11是一个通道，作用是运输生产完成的预拌混凝土，预拌混凝土从料管11的一端流入，经过热量交换后从另一端流出。
参考图2和图3，冷水套12是一个截面为圆环形状的套，通过连接杆固定在料管11的外壁上，其内壁与料管11的外壁存在缝隙，该缝隙的作用给冷却水提供一个空间，既能够使其能够均匀的喷射到料管11的外壁上，还能够容纳更多的冷却水。冷水套12内有一个冷水腔14，冷水腔14的作用是容纳一定量的冷却水。
冷水套12与料管11相邻的面称为冷水套12的内侧面，该内侧面上均布有喷水孔15，喷水孔15与冷水腔14连通，冷水腔14内的冷却水能够通过喷水孔15喷射到料管11上，然后通过料管11与其内部流动的预拌混凝土进行热量交换，使料管11内的预拌混凝土温度能够下降。
参考图1，冷水池16的作用是存放足量的冷却水，使从冷水套12中返回的冷却水有足够的冷却时间。冷水循环部分17是动力部分，其作用是将冷水池16内的冷却水送入到冷水套12内的冷水腔14中，喷射到料管11的外壁上完成热量交换，最后再返回到冷水池16中。
制冷部分18的输出端与输入端均与冷水池16连接，作用是将冷水池16内的部分冷却水抽出后降温，再将其送回到冷水池16中，使冷水池16中的冷却水能够始终处于低温状态。
工作过程中，制冷部分18首先启动，对冷水池16内的冷却水进行降温，降至规定温度后，冷水循环部分17启动，将冷水池16内的冷却水抽出后送入到冷水套12内的冷水腔14内，接着冷水腔14内的冷却水从喷水孔15喷到料管11的外壁上，并沿着料管11的外壁向下流动，最终流回到冷水池16内。
料管11与冷却水接触后，其温度开始下降，此时预拌混凝土流过料管11，通过料管11与冷却水进行热量交换，预拌混凝土的温度降低，冷却水的温度升高。
参考图1，一实施例中，冷水循环部分17主要由连接管171、给水泵172、回水箱173和回水管174等组成，连接管171固定在冷水套12的外壁上并与冷水腔14连通，给水泵172的输入端和输出端分别与冷水池11和连接管171连接，用于将冷水池11内的冷却水抽出后通过连接管171注入到冷水腔14内。回水箱173位于冷水套12的下方，其作用是接住从冷水套12中流出的冷却水。回水管174的两端分别与回水箱173和冷水池16连接，使回水箱173内的冷却水能够重新流回到冷水池16内。
进一步地，回水箱173可以固定安装在料管11的外壁上或者冷水池11上。
一实施例中，制冷部分18主要由冷水机组181、进水管183和出水管184等组成，进水管183和出水管184的两端分别与冷水池16和冷水机组181连接，形成一个循环水路，冷水池16内的冷却水通过进水管183进入到冷水机组181内进行降温，然后经过出水管184返回。
当冷水机组181没有动力源时，需要在进水管183上增设一个水泵182，水泵182给冷却水提供动力，使其能够流入到冷水机组181内。
当预拌混凝土的温度较高，冷水机组181的制冷功率不能够满足使用需求或者冷水池16的体积偏大时，也可以将冷水机组181更换为液氮制冷机组，液氮制冷机组使用氮气作为传热介质，氮气在气态与液态之间转换，对冷却水进行快速降温。
从冷水套12流回的冷却水温度高，从制冷部分18流出的冷却水温度低，两种冷却水在冷水池16中的流动速度较慢时，无法实现热量的充分交换，因此在一实施例中，增设了内循环泵21，内循环泵21的输入端和输出端均与冷水池16连接，将部分冷却水从冷水池16中抽出来后在送回到冷水池16中，用以加快冷水池16中冷却水的流动速度，使两种温度的冷却水能够充分混合。
参考图4，冷却水从喷水孔15中喷出时，是直接喷射到料管11的外壁上的，这会溅射出大量的水花，相邻水柱之间的干扰较为严重，因此在一实施例中，更改了喷水孔15的朝向，喷水孔15的轴线垂直于冷水套12的轴线且二者分别位于两个平面内。这样从喷水孔15喷出的冷却水斜射到料管11的外壁上，能够有效降低二者在接触过程中产生的水花量，使尽可能多的冷却水与料管11的外壁接触，提高换热效率。
参考图5，为了使冷却水能够均匀的流入到冷水腔14中，一实施例中，对连接管171的朝向进行了限制，连接管171的轴线垂直于冷水套12的轴线并且连接管171与冷水套12轴线之间的最大距离大于等于冷水套12的最大半径。如果将连接管171看作是一根直线，那么该直线与冷水套12的外圆相切。这样可以使从连接管171流入到冷水腔14中的冷却水沿着冷水腔14的内壁或者外壁做圆周运动，一方面其流速损失最小，另一方面可以从喷水孔15中均匀的喷出，不会出现连接管171附近喷水孔15的水流大，其他区域喷水孔15水流小的问题。
参考图2，一实施例中，将连接管171的数量增加为多个并且进行分组，每组中连接管171的数量为两个以上，并且多组连接管171沿着冷水套12的轴线在冷水套12的外壁上均匀设置，相邻组的连接管171之间保持一定的距离。这样可以通过多个连接管171同时向冷水腔14注入冷却水，给水量更加充足，料管11外壁上冷却水的温度也会趋于一致，不会出现单点注水时越往后水温越高的情况，冷却效果更好。
进一步地，同一组中多个连接管171以冷水套12的轴线为基准，在冷水套12的外壁上均匀设置，相邻连接管171之间的距离相等，可以使冷水腔14内冷却水的流速趋于一致，进而可以从喷水孔15中均匀的喷出。
本发明还公开了一种混凝土搅拌站，包括上述任意实施例中的预拌混凝土冷却系统，混凝土搅拌站的输出端，就是搅拌完成的预拌混凝土从搅拌罐中流出的一端，与料管11的其中一端连接。工作过程中，搅拌完成的预拌混凝土流到料管11内进行降温处理，然后从另一端流出，落到下方的预拌混凝土运输车中。
本发明还公开了一种泵车，包括上述任意实施例中的预拌混凝土冷却系统。泵车在施工现场使用，将预拌混凝土运输车运送到现场的预拌混凝土送入到规定的浇筑区域内。工作时，泵车停在规定的停车区域内，液压臂展开，带动给料管移动到浇筑区域上方。预拌混凝土运输车将其料斗内的预拌混凝土倒入到泵车上的料斗内，然后通过料泵打入到给料管内。经过料泵加压的预拌混凝土沿着给料管流动，最终落到规定的浇筑区域内。
上述任意实施例中的预拌混凝土冷却系统与泵车连接，用于降低预拌混凝土的温度，具体的连接方式为：在泵车的给料管上取下一节，然后将料管11连接到给料管上。预拌混凝土从给料管流入到料管11内后，温度降低，然后从料管11流出，沿着下一段给料管落到规定的浇筑区域内。
本具体实施方式的实施例均为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种预拌混凝土冷却系统，其特征在于，包括：
料管（11）；
冷水套（12），设在料管（11）的外壁上，其内壁与料管（11）的外壁存在缝隙；
冷水腔（14），设在冷水套（12）内；
喷水孔（15），均布在冷水套（12）的内侧面上；
冷水池（16），用于存放冷却水；
冷水循环部分（17），用于使冷却水在冷水套（12）与冷水池（16）之间循环流动；
制冷部分（18），其输出端与输入端均与冷水池（16）连接。
2.根据权利要求1所述的一种预拌混凝土冷却系统，其特征在于：所述喷水孔（15）的轴线垂直于冷水套（12）的轴线且二者分别位于两个平面内。
3.根据权利要求1所述的一种预拌混凝土冷却系统，其特征在于，所述冷水循环部分（17）包括：
连接管（171），设在冷水套（12）的外壁上并与冷水腔（14）连通；
给水泵（172），两端分别与连接管（171）和冷水池（11）连接；
回水箱（173），设在冷水套（12）的下方；
回水管（174），两端分别与回水箱（173）和冷水池（16）连接。
4.根据权利要求3所述的一种预拌混凝土冷却系统，其特征在于：所述连接管（171）的轴线垂直于冷水套（12）的轴线，所述连接管（171）与冷水套（12）轴线之间的最大距离大于等于冷水套（12）的最大半径。
5.根据权利要求4所述的一种预拌混凝土冷却系统，其特征在于：所述连接管（171）的数量为两组以上，每组所述连接管（171）的数量为两个以上；
两组以上所述连接管（171）沿冷水套（12）的轴线均匀设置。
6.根据权利要求5所述的一种预拌混凝土冷却系统，其特征在于： 每组所述连接管（171）在冷水套（12）的外壁上均匀设置。
7.根据权利要求1所述的一种预拌混凝土冷却系统，其特征在于：还包括内循环泵（21），所述内循环泵（21）的两端均与冷水池（16）连接，用于带动冷水池（16）内的冷却水循环流动。
8.一种混凝土搅拌站，其特征在于，包括如权利要求1-7中任意一种预拌混凝土冷却系统；
所述混凝土搅拌站的输出端与料管（11）的其中一端连接。
9.一种泵车，其特征在于，包括如权利要求1-7中任意一种预拌混凝土冷却系统；
所述料管（11）的两端均与泵车的给料管连接。
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