CN114956865B - 一种可以降低混凝土水化热温度的自动控温装置 - Google Patents

Abstract

本发明属于混凝土温控技术领域，且公开了一种可以降低混凝土水化热温度的自动控温装置，包括模板，所述模板的内部填充有混凝土，所述模板的内壁固定安装有循环体，所述循环体包括连接筒，所述连接筒的上下两端分别固定连接有进水管和出水管，所述连接筒的外表面固定连接有冷却管，所述冷却管外表面的顶部开设有放置槽和卡槽，所述冷却管的顶部固定安装有连接柱，所述冷却管内壁的中部密封套接有下密封块。本发明通过自动改变下密封块在冷却管内壁的位置，改变冷却管外表面的冷却区域面积，相比较于温度传感器的实时检测，煤油通过其热胀冷缩的特性完全替代了温度传感器的功能，具有成本低的优点。

Description

一种可以降低混凝土水化热温度的自动控温装置

技术领域

本发明属于混凝土温控技术领域，具体为一种可以降低混凝土水化热温度的自动控温装置。

背景技术

公路桥梁在建造时需要大量的大体积混凝土进行浇筑，配合钢筋成型以完成道路桥梁的建造，但浇筑过程中的混凝土在注入模板后，由于与水反应会产生大量的热量，通常称为“水化热”，其产生的热量会造成混凝土质量的严重影响，一旦混凝土受到限制会出现裂缝，破坏混凝土的结构安全，因此，需要利用控温装置对其进行控温。

目前，现有的混凝土水化热自动温控装置主要以冷却管配合循环的冷却水进行对混凝土热量的控制，使其降温，现有技术中，为了实现自动温控功能，通常会额外增加温度传感器以实时监控混凝土的温度，不过这种方式的效率很低，一方面需要经过控制器然后进行冷却，另一方面，温度传感器作为电子元器件，及其容易受到高温损耗，可靠性低。

同时，现有的混凝土自动控温装置利用水泵控制冷却水进行降温，但在混凝土温度维持在正常区间后，冷却水需要停止运行，而水泵的控制效率低下，容易造成混凝土温控系统的失效，控温效果差；且工作人员会定期查看覆盖在混凝土表面的隔离膜查看冷凝水，以便添加水，维持混凝土的预应力和结构强度，但掀开隔离膜会造成混凝土热量损失，导致温控系统反复重启，降低了温控效率，急需设计一款可自动补水功能的控温装置。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可以降低混凝土水化热温度的自动控温装置，以解决上述背景技术中提出的问题。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种可以降低混凝土水化热温度的自动控温装置，包括模板，所述模板的内部填充有混凝土，所述模板的内壁固定安装有循环体，所述循环体包括连接筒，所述连接筒的上下两端分别固定连接有进水管和出水管，所述连接筒的外表面固定连接有冷却管，所述冷却管外表面的顶部开设有放置槽和卡槽，所述冷却管的顶部固定安装有连接柱，所述冷却管内壁的中部密封套接有下密封块，所述下密封块朝向连接筒的一面开设有进水口且另一面弹性连接有一号弹簧，所述下密封块的顶部固定连接有密封条，所述密封条的顶部固定连接有上密封块，所述连接柱朝向连接筒的一端固定连接有外导热柱，所述上密封块朝向外导热柱的一端固定连接有内导热柱，所述连接柱的内腔通过上密封块和密封条密封填充有煤油。

优选的，所述冷却管外表面的底部开设有密封槽，所述密封槽的内壁开设有限位槽，所述限位槽的内部活动卡接有密封板，所述限位槽的内部活动套接有二号弹簧，所述密封板通过二号弹簧弹性支撑于限位槽，所述下密封块的中部开设有向下贯通且与进水口连通的连通槽，所述连通槽的内部活动套接有三号弹簧和出水柱，所述出水柱的顶部开设有连通口且通过三号弹簧弹性支撑于连通槽的内部。

优选的，所述密封板的横截面形状为逆时针旋转90°后的“L”形，所述密封板顶部靠近下密封块的一侧向上凸出于冷却管内壁的底部，所述密封板通过二号弹簧与密封槽内壁靠近下密封块的一侧密封接触。

优选的，所述出水柱密封套接于连通槽的内壁，所述出水柱的底部与冷却管内壁的底部适配接触，所述出水柱外表面底部靠近进水口的一侧呈斜切设计。

优选的，所述出水柱的底端与冷却管内壁的底部接触时三号弹簧处于极限受压的状态。

优选的，所述冷却管外表面的顶部分别开设有放置槽和卡槽，所述放置槽和卡槽分别位于放置槽外表面顶部靠近一号弹簧的一侧与靠近连接筒的一侧，所述密封条密封卡接于卡槽的内部。

优选的，所述外导热柱和内导热柱均为中空设计，所述内导热柱活动套接于外导热柱的内壁且另一端与上密封块固定连接。

优选的，所述煤油密封填充于连接柱内腔位于上密封块和密封条之间的区域，所述内导热柱的外表面浸泡于煤油中。

优选的，所述放置槽的长度值大于密封条的长度值且两者比值为1.25；移动的密封条通过在放置槽的内壁移动，可配合卡槽对煤油进行密封。

本发明的有益效果如下：

1、本发明通过设置有易于获取的煤油以其热胀冷缩的特性感知混凝土的温度并在受热膨胀后推动上密封块，通过密封条带动下密封块向远离连接筒轴向的方向移动，使冷却管内腔容纳冷却水的容积增大，增大了冷却管外表面冷却区域的面积，使混凝土能够迅速得到降温控制，在混凝土的温度恢复后，煤油的体积也随着温度恢复，从而在一号弹簧的配合下复位，自动改变下密封块在冷却管内壁的位置，改变冷却管外表面的冷却区域面积，相比较于温度传感器的实时检测，煤油通过其热胀冷缩的特性完全替代了温度传感器的功能，具有成本低的优点。

2、本发明通过设置有放置槽和卡槽用以提供密封条和上密封块移动，当混凝土的温度通过内导热柱和外导热柱传递至煤油时，煤油受热膨胀并推动上密封块，然后带动密封条和下密封块向一号弹簧的方向移动，通过密封条与卡槽的适配形成对冷却管和连接柱内腔之间的相对密封，在下密封块持续移动的过程中，增大了内部容纳冷却水的容积，增大冷却管外表面的冷却面积，使混凝土的冷却效果更好。

3、本发明通过设置有下密封块在煤油受热膨胀力的带动下向密封槽的方向移动，通过带动密封槽向限位槽的内部方向移动然后压缩二号弹簧，使密封槽完全打开，通过移动补位的下密封块进行密封，防止混凝土进入冷却管，同时，通过开设有密封槽使出水柱失去冷却管内壁的限位支撑并在三号弹簧的作用下移动至密封槽的内部，通过出水柱的下移使进水口与连通口和连通槽连通，将冷却水喷射出去对混凝土进行自动补水，从而避免混凝土缺水。

附图说明

图1为本发明整体结构的正面局部剖切示意图；

图2为本发明图1中A处结构的放大示意图；

图3为本发明图1中B处结构的放大示意图；

图4为本发明整体结构的正面立体外观示意图；

图5为本发明冷却管、一号弹簧、密封条、连接柱、上密封块、外导热柱、内导热柱、下密封块、三号弹簧和出水柱的分解示意图；

图6为本发明整体结构的俯视剖切示意图；

图7为本发明一号弹簧、密封条、上密封块、外导热柱、内导热柱和下密封块的结构位置配合示意图；

图8为本发明二号弹簧和密封板的分离示意图；

图9为本发明三号弹簧、出水柱的分离示意图；

图10为本发明循环体的冷却水循环示意图。

图中：1、模板；2、混凝土；3、循环体；31、连接筒；32、进水管；33、出水管；4、冷却管；5、放置槽；6、卡槽；7、一号弹簧；8、密封条；9、连接柱；10、上密封块；11、煤油；12、外导热柱；13、内导热柱；14、密封槽；15、限位槽；16、二号弹簧；17、密封板；18、下密封块；19、进水口；20、连通槽；21、三号弹簧；22、出水柱；23、连通口。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1至图10所示，本发明实施例中，一种可以降低混凝土水化热温度的自动控温装置，包括模板1，模板1的内部填充有混凝土2，模板1的内壁固定安装有循环体3，循环体3包括连接筒31，连接筒31的上下两端分别固定连接有进水管32和出水管33，连接筒31的外表面固定连接有冷却管4，冷却管4外表面的顶部开设有放置槽5和卡槽6，冷却管4的顶部固定安装有连接柱9，冷却管4内壁的中部密封套接有下密封块18，下密封块18朝向连接筒31的一面开设有进水口19且另一面弹性连接有一号弹簧7，下密封块18的顶部固定连接有密封条8，密封条8的顶部固定连接有上密封块10，连接柱9朝向连接筒31的一端固定连接有外导热柱12，上密封块10朝向外导热柱12的一端固定连接有内导热柱13，连接柱9的内腔通过上密封块10和密封条8密封填充有煤油11。

本装置在工作时，将连接筒31的另一端外接水泵，将进水管32的另一端外接循环冷却水箱，开启水泵使冷却水依次经过进水管32-连接筒31-冷却管4-进水管32然后通过水泵与循环冷却水箱完成一个循环；向模板1的内部注入混凝土2并逐渐没过连接筒31，当混凝土2的温度上升时，外导热柱12通过内导热柱13向热量传递至煤油11，使煤油11受热且体积发生膨胀，从而推动上密封块10、密封条8和下密封块18向一号弹簧7的方向移动并压缩一号弹簧7，随着下密封块18的移动，冷却水逐渐占满冷却管4内部的多数空间，冷却管4的外表面与混凝土2接触，将热量吸收至冷却水中，使混凝土2的温度降低至可控值，此时，煤油11受热膨胀的程度下降，随即一号弹簧7通过回弹力向回推动下密封块18，并带动密封条8和上密封块10复位，将冷却管4中冷却水的含量降低，控制降温速率。

通过设置有易于获取的煤油11以其热胀冷缩的特性感知混凝土2的温度并在受热膨胀后推动上密封块10，通过密封条8带动下密封块18向远离连接筒31轴向的方向移动，使冷却管4内腔容纳冷却水的容积增大，增大了冷却管4外表面冷却区域的面积，使混凝土2能够迅速得到降温控制，在混凝土2的温度恢复后，煤油11的体积也随着温度恢复，从而在一号弹簧7的配合下复位，自动改变下密封块18在冷却管4内壁的位置，改变冷却管4外表面的冷却区域面积，相比较于温度传感器的实时检测，煤油11通过其热胀冷缩的特性完全替代了温度传感器的功能，具有成本低的优点。

其中，冷却管4外表面的底部开设有密封槽14，密封槽14的内壁开设有限位槽15，限位槽15的内部活动卡接有密封板17，限位槽15的内部活动套接有二号弹簧16，密封板17通过二号弹簧16弹性支撑于限位槽15，下密封块18的中部开设有向下贯通且与进水口19连通的连通槽20，连通槽20的内部活动套接有三号弹簧21和出水柱22，出水柱22的顶部开设有连通口23且通过三号弹簧21弹性支撑于连通槽20的内部；

煤油11在受热后体积膨胀并推动上密封块10，带动密封条8和下密封块18向一号弹簧7的方向移动，一号弹簧7被持续压缩，下密封块18与一号弹簧7连接的一端在移动过程中与密封板17接触并带动密封板17向限位槽15的内部方向移动，二号弹簧16被压缩，密封槽14被打开,出水柱22在三号弹簧21的作用下向下移动进入密封槽14并使连通口23与进水口19连通①，位于冷却管4内腔的冷却水沿着进水口19进入出水柱22，然后沿着密封槽14向外喷射出去，对混凝土2进行补水；在混凝土2的温度降下来之后，下密封块18在一号弹簧7的作用下复位。

通过设置有下密封块18在煤油11受热膨胀力的带动下向密封槽14的方向移动，通过带动密封槽14向限位槽15的内部方向移动然后压缩二号弹簧16，使密封槽14完全打开，通过移动补位的下密封块18进行密封，防止混凝土2进入冷却管4，同时，通过开设有密封槽14使出水柱22失去冷却管4内壁的限位支撑并在三号弹簧21的作用下移动至密封槽14的内部，通过出水柱22的下移使进水口19与连通口23和连通槽20连通，将冷却水喷射出去对混凝土2进行自动补水，从而避免混凝土2缺水。

其中，密封板17的横截面形状为逆时针旋转90°后的“L”形，密封板17顶部靠近下密封块18的一侧向上凸出于冷却管4内壁的底部，密封板17通过二号弹簧16与密封槽14内壁靠近下密封块18的一侧密封接触；

“L”形设计的密封板17，通过卡接在限位槽15和密封槽14中，配合二号弹簧16的压力完成对密封槽14的自动密封，从而在防止混凝土2进入冷却管4内部的同时，通过密封板17顶部的凸起设计可以使移动中的下密封块18带动密封槽14向限位槽15的内部移动，实现密封槽14的自动开合功能。

其中，出水柱22密封套接于连通槽20的内壁，出水柱22的底部与冷却管4内壁的底部适配接触，出水柱22外表面底部靠近进水口19的一侧呈斜切设计。

如图3所示，如果下密封块18移动至密封槽14的顶部会带动密封板17移动，从而打开密封槽14，然后，在出水柱22失去限位后，在三号弹簧21的作用下向下移动至密封槽14的内部，此时，连通口23的顶端高度会逐渐降低直至其外表面不再对进水口19进行封堵，此时，冷却水会沿着进水口19进入连通槽20的内腔，然后通过连通口23向下喷射出去以达到给混凝土2补水的目的，在下密封块18带动出水柱22复位的过程中，由于出水柱22外表面的底部为斜切设计，因此在出水柱22移动的过程中会通过与密封槽14顶端开口的接触限位被逐渐向上顶回去，从而复位。

其中，出水柱22的底端与冷却管4内壁的底部接触时三号弹簧21处于极限受压的状态；

三号弹簧21的极限受压状态可保持出水柱22的底端与冷却管4内壁的底部通过压力接触，达到密封的目的，在下密封块18带动出水柱22移动至密封槽14中时，失去限位的出水柱22会在三号弹簧21的作用下向下移动，从而连通进水口19与连通口23，完成自动出水操作。

其中，冷却管4外表面的顶部分别开设有放置槽5和卡槽6，放置槽5和卡槽6分别位于放置槽5外表面顶部靠近一号弹簧7的一侧与靠近连接筒31的一侧，密封条8密封卡接于卡槽6的内部；

通过设置有放置槽5和卡槽6用以提供密封条8和上密封块10移动，当混凝土2的温度通过内导热柱13和外导热柱12传递至煤油11时，煤油11受热膨胀并推动上密封块10，然后带动密封条8和下密封块18向一号弹簧7的方向移动，通过密封条8与卡槽6的适配形成对冷却管4和连接柱9内腔之间的相对密封，在下密封块18持续移动的过程中，增大了内部容纳冷却水的容积，增大冷却管4外表面的冷却面积，使混凝土2的冷却效果更好。

其中，外导热柱12和内导热柱13均为中空设计，内导热柱13活动套接于外导热柱12的内壁且另一端与上密封块10固定连接；

外导热柱12和内导热柱13均可导热，当上密封块10在煤油11的作用下移动时会带动外导热柱12移动，外导热柱12在内导热柱13的内部套接移动从而保持与内导热柱13内壁的接触，增强导热性能。

其中，煤油11密封填充于连接柱9内腔位于上密封块10和密封条8之间的区域，内导热柱13的外表面浸泡于煤油11中；

如图1所示，煤油11通过上密封块10和密封条8的同步密封实现对上密封块10的推动功能，尤其是移动中的密封条8在卡槽6的内壁移动，始终保持连接柱9内壁底部的密封功能。

其中，放置槽5的长度值大于密封条8的长度值且两者比值为1.25；移动的密封条8通过在放置槽5的内壁移动，可配合卡槽6对煤油11进行密封。

工作原理及使用流程：

本装置在工作时，将连接筒31的另一端外接水泵，将进水管32的另一端外接循环冷却水箱，开启水泵使冷却水依次经过进水管32-连接筒31-冷却管4-进水管32然后通过水泵与循环冷却水箱完成一个循环；向模板1的内部注入混凝土2并逐渐没过连接筒31，当混凝土2的温度上升时，外导热柱12通过内导热柱13向热量传递至煤油11，使煤油11受热且体积发生膨胀，从而推动上密封块10、密封条8和下密封块18向一号弹簧7的方向移动并压缩一号弹簧7，随着下密封块18的移动，冷却水逐渐占满冷却管4内部的多数空间，冷却管4的外表面与混凝土2接触，将热量吸收至冷却水中，使混凝土2的温度降低至可控值，此时，煤油11受热膨胀的程度下降，随即一号弹簧7通过回弹力向回推动下密封块18，并带动密封条8和上密封块10复位，将冷却管4中冷却水的含量降低，控制降温速率。

煤油11在受热后体积膨胀并推动上密封块10，带动密封条8和下密封块18向一号弹簧7的方向移动，一号弹簧7被持续压缩，下密封块18与一号弹簧7连接的一端在移动过程中与密封板17接触并带动密封板17向限位槽15的内部方向移动，二号弹簧16被压缩，密封槽14被打开,出水柱22在三号弹簧21的作用下向下移动进入密封槽14并使连通口23与进水口19连通①，位于冷却管4内腔的冷却水沿着进水口19进入出水柱22，然后沿着密封槽14向外喷射出去，对混凝土2进行补水；在混凝土2的温度降下来之后，下密封块18在一号弹簧7的作用下复位。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (7)

1.一种可以降低混凝土水化热温度的自动控温装置，包括模板（1），所述模板（1）的内部填充有混凝土（2），所述模板（1）的内壁固定安装有循环体（3），所述循环体（3）包括连接筒（31），所述连接筒（31）的上下两端分别固定连接有进水管（32）和出水管（33），其特征在于：所述连接筒（31）的外表面固定连接有冷却管（4），所述冷却管（4）外表面的顶部开设有放置槽（5）和卡槽（6），所述冷却管（4）的顶部固定安装有连接柱（9），所述冷却管（4）内壁的中部密封套接有下密封块（18），所述下密封块（18）朝向连接筒（31）的一面开设有进水口（19）且另一面弹性连接有一号弹簧（7），所述下密封块（18）的顶部固定连接有密封条（8），所述密封条（8）的顶部固定连接有上密封块（10），所述连接柱（9）朝向连接筒（31）的一端固定连接有外导热柱（12），所述上密封块（10）朝向外导热柱（12）的一端固定连接有内导热柱（13），所述连接柱（9）的内腔通过上密封块（10）和密封条（8）密封填充有煤油（11），所述冷却管（4）外表面的底部开设有密封槽（14），所述密封槽（14）的内壁开设有限位槽（15），所述限位槽（15）的内部活动卡接有密封板（17），所述限位槽（15）的内部活动套接有二号弹簧（16），所述密封板（17）通过二号弹簧（16）弹性支撑于限位槽（15），所述下密封块（18）的中部开设有向下贯通且与进水口（19）连通的连通槽（20），所述连通槽（20）的内部活动套接有三号弹簧（21）和出水柱（22），所述出水柱（22）的顶部开设有连通口（23）且通过三号弹簧（21）弹性支撑于连通槽（20）的内部，所述密封板（17）的横截面形状为逆时针旋转90°后的“L”形，所述密封板（17）顶部靠近下密封块（18）的一侧向上凸出于冷却管（4）内壁的底部，所述密封板（17）通过二号弹簧（16）与密封槽（14）内壁靠近下密封块（18）的一侧密封接触。

2.根据权利要求1所述的一种可以降低混凝土水化热温度的自动控温装置，其特征在于：所述出水柱（22）密封套接于连通槽（20）的内壁，所述出水柱（22）的底部与冷却管（4）内壁的底部适配接触，所述出水柱（22）外表面底部靠近进水口（19）的一侧呈斜切设计。

3.根据权利要求1所述的一种可以降低混凝土水化热温度的自动控温装置，其特征在于：所述出水柱（22）的底端与冷却管（4）内壁的底部接触时三号弹簧（21）处于极限受压的状态。

4.根据权利要求1所述的一种可以降低混凝土水化热温度的自动控温装置，其特征在于：所述冷却管（4）外表面的顶部分别开设有放置槽（5）和卡槽（6），所述放置槽（5）和卡槽（6）分别位于冷却管（4）外表面顶部靠近一号弹簧（7）的一侧与靠近连接筒（31）的一侧，所述密封条（8）密封卡接于卡槽（6）的内部。

5.根据权利要求1所述的一种可以降低混凝土水化热温度的自动控温装置，其特征在于：所述外导热柱（12）和内导热柱（13）均为中空设计，所述内导热柱（13）活动套接于外导热柱（12）的内壁且另一端与上密封块（10）固定连接。

6.根据权利要求1所述的一种可以降低混凝土水化热温度的自动控温装置，其特征在于：所述煤油（11）密封填充于连接柱（9）内腔位于上密封块（10）和密封条（8）之间的区域，所述内导热柱（13）的外表面浸泡于煤油（11）中。

7.根据权利要求1所述的一种可以降低混凝土水化热温度的自动控温装置，其特征在于：所述放置槽（5）的长度值大于密封条（8）的长度值且两者比值为1.25。

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