CN113668865A - 一种大体积混凝土冷凝系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供大体积混凝土冷凝系统，涉及混凝土降温技术领域。该大体积混凝土冷凝系统包括箱体，所述箱体一侧设置有转动杆，所述转动杆外侧固定连接有叶轮，所述转动杆外侧固定连接有带轮，所述带轮的数量设置为两个。所述带轮外侧设置有皮带，其中一个所述带轮中轴线上同轴地固定连接有套筒。该大体积混凝土冷凝系统，扇叶转动对箱体内部的水进行降温，套筒转动时可以使发条弹簧收紧，受到发条弹簧的弹力，带动套筒反转，套筒反转进而可以带动扇叶向左运动，以此达到扇叶来回转动，进而加速箱体内部的水降温，此结构有益于快速对箱体内部的水进行降温，进而可以加快对混凝土的降温速度，降低混凝土内外温差过大造成开裂。

Description

一种大体积混凝土冷凝系统

技术领域

本发明涉及一种混凝土冷凝系统，具体为大体积混凝土冷凝系统。

背景技术

混凝土尤其是大体积混凝土在高质量施工过程中，均要求十分严格控制其温度，将混凝土内部温度控制在设计允许范围内。由于水泥的水化热较大，因此大体积混凝土的前期温度控制实质就是降温过程，也即对混凝土进行冷却。大体积混凝土的冷却一般采用在混凝土内部布设冷凝管的方式，通过向冷凝管内通入循环流动的冷水以降低混凝土内部的温度，现有的冷凝管布设方式包括矩形排布和梅花型排布两种，冷凝管则多采用自来水钢管。

实际工程运用中，混凝土内外的温差过大，会造成混凝土浇筑出去后凝固时发生裂痕，影响混凝土后期的使用，进而需要对混凝土浇筑出来时即进行降温，而后平面、整形。然而现有的冷却设备虽然冷却高效，但是大多采用热泵等结构复杂，日常维护需要专业人士进行，工人不能现场就地进行基本维护，设备对环境条件要求也高，无论从经济性还是适应性来说，其在工地实际并不适用。另外，一般工地的位置比较偏远，用水不方便，采用传统的直接对混凝土洒水进行浇灌降温，浪费水资源的同时冷却效果也并不好，还容易积水。

发明内容

(一)解决的技术问题

本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供大体积混凝土冷凝系统，以通俗易懂的机械结构，对环境的高适应性能力和适中的冷却效率可以更好地匹配混凝土的冷却作业。

(二)技术方案

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：大体积混凝土冷凝系统，包括箱体，所述箱体一侧设置有转动杆，所述转动杆外侧固定连接有叶轮，所述转动杆外侧固定连接有带轮，所述带轮的数量设置为两个。所述带轮外侧设置有皮带，其中一个所述带轮中轴线上同轴地固定连接有套筒，所述套筒贯穿箱体并与箱体转动连接，所述套筒内部滑动连接有降温组件，所述套筒一侧设置有复原组件。

所述降温组件包括丝杆，所述丝杆同轴设置于套筒内部，所述丝杆外侧固定连接有扇叶，通过设置有扇叶，进而便于对箱体内部的水进行循环降温，加快对混凝土的降温；所述丝杆外侧固定连接有滑块，所述套筒内部沿其长度方向上开设有滑槽，所述滑块滑动连接于滑槽内部，通过设置有滑块和滑槽，进而便于带动扇叶来回运动，进而可以加快箱体内部水的降温；所述复原组件包括芯柱，所述芯柱固定连接于箱体一侧，所述芯柱外侧固定连接有发条弹簧，所述发条弹簧一端固定连接于套筒内壁，通过设置有发条弹簧，进而便于带动扇叶往复运动，通过设置有芯柱，进而便于对发条弹簧进行支撑；所述箱体内部顶端固定连接有支撑板，所述丝杆贯穿支撑板并与支撑板螺纹连接，通过设置有支撑板，进而便于对丝杆进行支撑，便于丝杆运行得更加稳定；所述箱体内部底端安装有抽水泵，所述抽水泵顶部安装有进水管，所述进水管贯穿箱体后的伸出段被所述转动杆以转动配合的方式垂直穿过，且所述叶轮就设置在前述伸出段内，所述进水管的伸出段所在的一侧还平行地设置有一根用于连接箱体内部和降温管的出水管，所述出水管安装于箱体一侧，所述出水管和进水管外侧均设置有单向阀，通过设置有抽水泵，进而便于带动水循环进而可以对混凝土进行降温。

优选地，所述箱体外侧安装有散热板，所述出水管和进水管一侧均安装有降温管，所述箱体另一侧安装有储水口，所述箱体两侧均开设有散热孔，通过设置有散热孔，进而便于对箱体内部的水进行散热。

本发明提供了大体积混凝土冷凝系统，结合其原理，其具备的有益效果大致如下：该大体积混凝土冷凝系统，扇叶转动进而可以对箱体内部的水进行降温，套筒转动时可以使发条弹簧收紧蓄能，进而停泵时可以带动套筒反转，套筒反转进而可以带动扇叶转动的同时轴向反向移动，以此达到扇叶来回转动，进而加速箱体内部的水降温，以给降温管提供降温水，降温之后的水又通过出水管流入到降温管内部，进而达到对混凝土内部进行降温，以此达到循环，此结构有益于使水达到循环，进而达到对混凝土降温的目的，与此同时，通过水循环达到节省水资源的目的。

由此可见，本发明虽然在冷却散热上或许不必现有的热泵等高端冷却设备，但是对于工程施工的混凝土冷却而言因其冷却要求并不很高，因此具有很好的适应性，加之结构简单易于制作和维修，易于搬运，作为工地这一特殊场合下对混凝土的局部冷却而言，无疑是非常具有实用性和可靠性的，相对于现有的一些高精密、高冷却效率的设备而言，经济性好，实用性强

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为本发明的带轮传动处的结构示意图；

图3为本发明丝杆拆分结构示意图；

图4为本发明套筒结构示意图；

图5为本发明中的芯柱的一种安装结构示意图；

图6为本发明的剖视结构图；

图7为图6中的控制阀处的放大图；

图8为控制阀的另一种结构的局部放大图；

图中：1、箱体；2、转动杆；3、叶轮；4、带轮；5、皮带；6、套筒；7、丝杆；8、扇叶；9、滑槽；10、滑块；11、支撑板；12、抽水泵；13、散热板；14、降温管；15、储水口；16、散热孔；17、出水管；18、单向阀；19、芯柱；20、发条弹簧；21、安装架；22、进水管；23、隔板；24、温度传感器；25、控制阀；2501、嵌套；2502、圆锥塞；2503、滑动杆；2504、支撑板；2505、重型弹簧；2506、限位柱；2507、圆柱塞。

具体实施方式

本发明实施例提供的大体积混凝土冷凝系统，请参阅图1、图2、图3和图4，包括箱体1以及安装在箱体1外侧的用于对混凝土进行冷却的降温管14，该降温管14插入到混凝土内或者在混凝土内进行移动时即可对混凝土进行降温冷凝，亦或是，在浇筑之前，就直接将降温管14放于存储混凝土的罐体中部，以进行中央降温，尽量使得混凝土流出后温差更小，如此，将混凝土内部的温度降低下来，以尽量实现混凝土内外温度差较小，混凝土成型后性能更加均匀。箱体1一侧设置有转动杆2，转动杆2外侧固定连接有叶轮3，转动杆2外侧固定连接有带轮4，带轮4的数量设置为两个。带轮4外侧设置有皮带5，另外一个带轮4中轴线上同轴地固定连接有套筒6，套筒6贯穿箱体1并与箱体1转动连接，套筒6内部滑动连接有降温组件，套筒6一侧设置有复原组件，降温组件包括丝杆7，丝杆7同轴设置于套筒6内部且螺纹连接地悬挂安装在箱体1内，丝杆7外侧固定连接有扇叶8，扇叶8可以加工成板状结构，但最好加工成风扇的三维造型结构最好；扇叶8可以沿着丝杆7轴向设置多组，提高散热性能。丝杆7外侧固定连接有滑块10，套筒6内部沿其长度方向上开设有滑槽9，滑块10滑动连接于滑槽9内部，复原组件包括芯柱19，芯柱19固定连接于箱体1一侧，芯柱19外侧固定连接有发条弹簧20，发条弹簧20一端固定连接于套筒6内壁。

请再次参阅图1和图2，箱体1内部底端安装有抽水泵12，抽水泵12顶部安装有进水管，进水管贯穿箱体1后的伸出段被所述转动杆2以转动配合的方式垂直穿过，且所述叶轮3就设置在前述伸出段内，以便与进水管流出的水流接触而被带动旋转。进水管一侧设置有出水管17，出水管17安装于箱体1一侧，出水管17和进水管上均设置有单向阀18，其中，出水管17上的单向阀18只允许水流入箱体，而进水管上的单向阀18只允许水流出箱体1。箱体1外侧安装有散热板13，出水管17和进水管一侧均安装有降温管14，箱体1另一侧安装有储水口15，箱体1两侧均开设有散热孔16。

具体而言，当水流通过进水管流出箱体1之外时，此时由于进水管内部转动连接有转动杆2，转动杆2外侧固定连接有叶轮3，进而可以带动叶轮3转动，叶轮3转动带动转动杆2转动，由于其中一个带轮4固定连接于转动杆2外侧，进而转动杆2转动带动这个带轮4转动。如此，通过叶轮3和带轮4的配合，进而可以带动套筒6转动，套筒6转动带动丝杆7转动，由于扇叶8固定连接于丝杆7外侧，进而丝杆7转动带动扇叶8转动，扇叶8转动进而可以对箱体1内部进行降温，并将热空气排出。

并且，特别地，在上述工作过程中，由于丝杆7一段是同轴地插接在套筒6内的，并被滑块10与滑槽9的滑动配合形成的导向结构限定而能沿套筒6内部轴向滑动，丝杆7的另一段又是螺纹连接地悬挂于箱体1内的上方，因此，当套筒6因为进水管的水流冲击叶轮3而通过皮带传动一并转动时，丝杆7会在套筒6的带动下朝其轴向的一侧移动，如此，扇叶8一边旋转一边还改变其自身的位置，可以很好地实现对不同部位的空间的排风冷却，结构精简而巧妙；且当套筒6转动时还可以使发条弹簧20收紧，进而当停止抽水泵12时，此时受到发条弹簧20的弹性恢复力作用，可以带动套筒6进行一定程度的反转，进而产生一个上述过程的逆过程，即套筒6反转可以带动扇叶8向丝杆7轴向的另一侧运动，以此达到扇叶8在箱体1内上方的直线来回移动并同时转动，进而加速箱体1内部的降温。本发明的前述结构有益于快速对箱体1内部的水进行降温，进而可以加快对混凝土的降温速度，降低混凝土内外温差过大造成开裂发生的概率。另外，很明显地，本发明的冷却系统在使用时，随着对降温管14内换水频率增加，扇叶8转动的频率也自然相应增加，对箱体1内的散热频率也随之增加，这种动作逻辑设计，将整个混凝土冷却工作自动地匹配了冷却频率，非常巧妙。

更详细地来说，本实施例提供的冷凝系统使用时，首先通过储水口15把箱体1内部储存足够的水，此时可以通过降温管14对混凝土内部进行降温，例如可以将其直接插入到混凝土内部进行局部降温，使用时本系统可以按照在移动装置上，随着移动装置的移动还可以实现对超大体量的连续的混凝土进行连续降温工作。启动抽水泵12，抽吸泵的型号为MK，抽水泵12运转带动水通过出水管17进入到降温管14内部，通过对混凝土内部进行吸热，进而使降温管14内部的水升温，当降温管14内部的水升温之后，此时降温管14内部升温的水再通过进水管进入到箱体1内部，此时通过箱体1外侧设置有散热板13，进而可以对箱体1内部的水进行降温，通常，降温管14插入到混凝土内进行降温时需要在混凝土内静置一段时间，这个期间回流到箱体1内而与原先存留的冷水混合后便可以得到一定时间内的散热、冷却，以备后续循环使用。当然，还可以在上述箱体1的上侧四周的箱壁开设一系列的条形散热孔(图中未画出)，尤其是在正对扇叶8移动的直线方向(旋转轴线)上开设散热孔最佳。降温之后的水又通过出水管17流入到降温管14内部，进而达到对混凝土内部进行降温，以此达到循环，此结构有益于使水达到循环，进而达到对混凝土降温的目的，与此同时，通过水循环达到节省水资源的目的。每个混凝土项目冷却后，需要及时对降温管14进行冲洗，以免时间太久后混凝土残留直接凝固在管面而降低冷却效果。

必要时，还可以增设一个冷空气发生装置，以产生一定的冷空气，将其注入到箱体1内，与本发明的扇叶8一起协同作用，提高对箱体1内水的冷却效率。这主要是针对一些特殊场合下，混凝土内部温度与外界温差实在太大的情况而设置的，通常情况下，制备后运输到现场的混凝土的温度不会太高，与常温差距不是特别大，直接采用这种纯机械式的扇叶8旋转带走内部热量即可满足使用需求。

对于前述的丝杆7在箱体1内的悬挂式螺纹连接结构，请再次参阅图3和图4，箱体1内部顶端固定连接有支撑板11，丝杆7贯穿支撑板11并与支撑板11螺纹连接；通过设置有支撑板11，进而便于对丝杆7进行支撑，便于丝杆7运行得更加稳定。支撑板11宜设置为间隔布置的一对。

对于前述的芯柱19的安装，其结构可以参阅图5所示，在箱体1的外侧固接一个C型结构的安装架21，其一端固接在箱体1的外壁上，另一端固接在所述芯柱19上，且使得芯柱19同轴地架设在所述套筒6内，所述发条弹簧20一头固定地套在芯柱19上，其另一头的端部连接在套筒6的内壁。该结构设计简单紧凑，可以很好地实现芯柱19与发条弹簧20作用下套筒6的自动反转复位。

另一方面，作为优先实施例，本实施例在前述实施例基础上，扇叶8的驱动方式保持不变，对于箱体1的结构及其配套部件按如下进一步设计制造：如图6所示，此处的箱体1的内部被一块隔板23分隔为上下两个独立的仓室，其中，上仓室内部的上部设置有用于排出热气的风扇8，所述出水管17连接在上仓室的上部，所述储水口15设置在下仓室的上部，以便对其预先存入冷水。同时，在箱体1的下仓室内部底端安装有前述的抽水泵12，抽水泵12顶部安装有竖直朝上贯穿隔板23的前述实施的进水管22，这根进水管22呈Γ型且顶部水平段贯穿箱体1后的伸出段连接有所述降温管14，进水管22的伸出段所在的一侧还平行地设置有一根用于连接箱体1内部和降温管14的出水管17。此外，本实施例还在隔板上还设有控制阀25，控制阀25控制上仓室与下仓室之间的通断，以在适合的时候将上仓室预先冷却或者初步降温了的水放入下仓室循环使用。

推荐性地，为了简单控制，控制阀25为电磁阀，在上仓室上还设有一根温度传感器24，所述温度传感器24检测到水温达到预定值时所述电磁阀自动打开。在使用时，下仓室内的水被抽入到降温管14内，以便降温管14发挥冷却作用，而在冷却后形成的热水则会经过出水管17逐步流入到上仓室内，而这个流入的过程是多次的，因此上仓室内的水经过一定时间后，被扇叶8带走大部分热量而被降温冷却，当温度传感器24检测到的温度够低时，例如等于常温或者低于常温时，则控制阀25自动打开，上仓室内的水部分流入到下仓室内而循环使用。

如图7所示，本实施例中的控制阀25包括嵌入式地安装在所述隔板23内的嵌套2501，该嵌套2501具有一个上小下大的圆锥孔，所述圆锥孔内配合有有圆锥塞2502，圆锥塞2502底部固接一竖直设置的滑动杆2503，滑动杆下端动密封配合地插入到支撑板2504上的滑座孔内，且与滑座孔底部的竖直设置的重型弹簧2505相连，以使得上仓室内的水蓄积到一定量时重型弹簧2505才开始缩短而导致所述圆锥塞下移，在这个下移的过程中，控制阀25便被逐步打开而朝下排水，使得上仓室内冷却好的水又循环使用，且在上仓室的水下流到一定量时，重型弹簧2505恢复原来长度而关闭控制阀25或者近似关闭控制阀25。这种结构控制阀25是逐渐打开而调大流量的，全程纯机械式联动控制，不限于具体环境和电力设备，适应性较强。

此外，本实施例中的控制阀25还可以采用如下结构：亦即参阅图7-8所示，前述的嵌套2501的圆锥孔顶部还具有一个圆柱孔段，所述圆锥塞2502的上部还具有一个圆柱塞2507，所述圆柱塞2507与所述圆柱孔段承插配合而实现密封。这种结构使得重型弹簧2505被压缩时，一定程度上不会导致控制阀25打开，只有当圆柱塞2507完全滑出圆柱孔段时，控制阀才会打开，而后随着圆柱塞2507的继续下移而调大流量。为了保护重型弹簧2505的弹性复位能力，在所述滑座孔内的底部还竖直地安装有一根限位柱2506，该限位柱2506位于所述重型弹簧2505内部且其长度不短于重型弹簧2505被压缩至极限时的长度，以便偶然原因导致圆锥塞2502剧烈下移时，滑动杆2503能与限位柱2506接触而避免压坏重型弹簧2505，从而保证控制阀25的功能和使用寿命。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (6)

1.一种大体积混凝土冷凝系统，其特征在于：包括箱体(1)以及安装在箱体(1)外侧的用于对混凝土进行冷却的降温管(14)，所述箱体(1)一侧设置有转动杆(2)，所述转动杆(2)外侧固定连接有叶轮(3)，所述转动杆(2)外侧固定连接有带轮(4)，所述带轮(4)的数量设置为两个且外侧配合设置有皮带(5)，其中一个所述带轮(4)中轴线上同轴地固定连接有套筒(6)，所述套筒(6)贯穿箱体(1)并与箱体(1)转动连接，所述套筒(6)内部滑动连接有降温组件，所述套筒(6)一侧设置有复原组件；

所述降温组件包括丝杆(7)，所述丝杆(7)同轴设置于套筒(6)内部且螺纹连接地悬挂安装在箱体(1)内，所述丝杆(7)外侧固定连接有扇叶(8)；所述丝杆(7)外侧还固定连接有滑块(10)，所述套筒(6)内部沿其长度方向上开设有滑槽(9)，所述滑块(10)滑动连接于滑槽(9)内部以实现滑动时的导向；

所述复原组件包括芯柱(19)，所述芯柱(19)固定连接于箱体(1)一侧，所述芯柱(19)外侧固定连接有发条弹簧(20)，所述发条弹簧(20)一端固定连接于所述套筒(6)内壁以在套筒(6)转动时始终受到一个反向的复位扭力；所述箱体(1)内部顶端固定连接有支撑板(11)，所述丝杆(7)贯穿支撑板(11)并与支撑板(11)螺纹连接；

所述箱体(1)内部底端安装有抽水泵(12)，所述抽水泵(12)顶部安装有进水管，所述进水管贯穿箱体(1)后的伸出段被所述转动杆(2)以转动配合的方式垂直穿过且所述叶轮(3)就设置在所述伸出段内；所述进水管的伸出段所在的一侧还平行地设置有一根用于连接箱体(1)内部和降温管的出水管(17)。

2.根据权利要求1所述的大体积混凝土冷凝系统，其特征在于：所述箱体(1)外侧安装有散热板(13)，所述出水管(17)和进水管一侧均安装有降温管(14)，所述箱体(1)另一侧安装有储水口(15)，所述箱体(1)两侧均开设有散热孔(16)。

3.根据权利要求1所述的大体积混凝土冷凝系统，其特征在于：在所述述箱体(1)的上侧四周的箱壁开设一系列的条形散热孔。

4.根据权利要求1所述的大体积混凝土冷凝系统，其特征在于：在正对所述扇叶(8)旋转轴线的方向上的箱壁处开设散热孔。

5.根据权利要求1所述的大体积混凝土冷凝系统，其特征在于：所述出水管(17)和进水管上均设置有单向阀(18)，其中，出水管(17)上的单向阀(18)只允许水流入箱体，而进水管上的单向阀(18)只允许水流出箱体(1)。

6.根据权利要求1所述的大体积混凝土冷凝系统，其特征在于：所述扇叶(8)沿着丝杆(7)轴向设有多组。

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