CN202988999U - 新型温湿度、压力、co2浓度可自动调控的加速碳化装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种新型温湿度、压力、CO2浓度可自动调控的加速碳化装置，包括碳化仓体，碳化仓体连通有加热管和加湿管，碳化仓体通过第一管道连接CO2储存罐，碳化仓体通过第二管道连接空压机，碳化仓体通过第三管道连接有真空泵，碳化仓体设有泄气口，碳化仓体内的顶部设有风扇，碳化仓体设有进口，碳化仓体的进口处设于仓门，仓门与碳化仓体之间设有高压密封条，高压密封条环绕进口外周圈，仓门与碳化仓体通过螺栓连接。本实用新型是一种密闭性高并且温湿度、压力、CO2浓度可控的加速碳化装置。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种加速碳化装置，尤其是一种用于制备碳化墙体材料的温湿度、压力、CO2浓度可自动调控的加速碳化装置。
背景技术
在自然条件下，水泥混凝土的碳化是一个长期而又缓慢的化学反应过程。由于碳化会导致基体的碱度降低，破坏钢筋表面的钝化薄膜，从而造成混凝土的耐久性降低，因此传统意义上水泥混凝土的碳化是有害的。但是以钢渣、矿渣、电石渣等可碳化成分（CaO、MgO等）含量较高的工业废渣为原料，利用化学碳化作用又可制备骨料、加气混凝土、墙体材料等建筑材料（例如200810224239.1等），因此化学碳化又是一种既可资源化利用废渣，又可有效吸收CO2的新型建筑材料制备技术。
碳化过程中，除可碳化成分的含量外，碳化环境的温湿度、压力、CO2浓度等参数是影响碳化反应速率及碳化反应程度的重要因素。目前，我国已有的诸多关于加速碳化的装置所存在的共同点是：（1）是为评价混凝土抵抗CO2侵蚀性能试验所设计的，并不适用于碳化材料的制备；（2）虽然能够调节温湿度、CO2浓度等参数，但受限于装置密闭性较差，且无法调节气体压力，因此CO2利用率低，试验结果准确度有限。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种密闭性高并且温湿度、压力、CO2浓度可控的加速碳化装置。
为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：一种新型温湿度、压力、CO2浓度可自动调控的加速碳化装置，包括碳化仓体，碳化仓体连通有加热管和加湿管，碳化仓体通过第一管道连接CO2储存罐，碳化仓体通过第二管道连接空压机，碳化仓体通过第三管道连接有真空泵，碳化仓体设有泄气口，碳化仓体内的顶部设有风扇，碳化仓体设有进口，碳化仓体的进口处设于仓门，仓门与碳化仓体之间设有高压密封条，高压密封条环绕进口外周圈，仓门与碳化仓体通过螺栓连接。
碳化仓体内设冷却除湿机。
加热管设有加热电磁阀，加湿管设有加湿电磁阀，碳化仓体内设有温湿度传感器、压力传感器和二氧化碳传感器，第一管道上设有CO2加气电磁阀，第二管道上设有空气加气电磁阀，第三管道上设有手动开关阀，泄气口处设有泄气电磁阀，所述加热电磁阀、加湿电磁阀、温湿度传感器、压力传感器、二氧化碳传感器、CO2加气电磁阀、空气加气电磁阀、泄气电磁阀以及冷却除湿机上的电磁阀均与中央处理单元信号连接，中央处理单元信号连接显示器。
所述加热电磁阀、加湿电磁阀、温湿度传感器、压力传感器、二氧化碳传感器、CO2加气电磁阀、空气加气电磁阀、泄气电磁阀以及冷却除湿机上的电磁阀均先连接一A/D转换器后再连接中央处理单元，中央处理单元为PLC。
所述螺栓共设置22个，22个螺栓呈矩形分布。
高压密封条为高压橡胶垫。
本实用新型的有益效果在于：
1、除可自动调节温湿度、CO2浓度外，还可自动调节并在较高压力条件下（0.35MPa）进行加速碳化试验。
2、装置整体密闭性、稳定性好，各系统间相互独立，准确度高：试验过程软件自动调控，结果准确度高。
3、碳化试验前可对碳化仓体进行预抽真空，减少系统达到设定碳化条件所需要的时间，提高CO2利用率。
附图说明
图1是本实用新型的电控原理图；
图2是本实用新型碳化仓体的结构示意图。
具体实施方式
由图1和图2所示的一种新型温湿度、压力、CO2浓度可自动调控的加速碳化装置，包括碳化仓体3，碳化仓体3内的顶部设有风扇10，碳化仓体3设有进口，碳化仓体3的进口处设于仓门8，仓门8与仓体通过合页铰接，仓门8与碳化仓体3之间设有高压密封条11，高压密封条11环绕进口外周圈，高压密封条11为高压橡胶垫。仓门8与碳化仓体3通过螺栓9连接，所述螺栓9共设置22个，22个螺栓9呈矩形分布。
碳化仓体3连通有加热管401和加湿管402，碳化仓体3通过第一管道连接CO2储存罐501，碳化仓体3通过第二管道连接空压机，碳化仓体3通过第三管道连接有真空泵6，碳化仓体3设有泄气口7，碳化仓体3内设冷却除湿机403。加热管401设有加热电磁阀902，加湿管402设有加湿电磁阀903，碳化仓体3内设有温湿度传感器202、用于探测仓内压力的压力传感器204和用于探测仓内CO2浓度的二氧化碳传感器203，第一管道上设有CO2加气电磁阀905，第二管道上设有空气加气电磁阀906，第三管道上设有手动开关阀8，泄气口7处设有泄气电磁阀901，所述加热电磁阀902、加湿电磁阀903、温湿度传感器202、压力传感器204、二氧化碳传感器203、CO2加气电磁阀905、空气加气电磁阀906、泄气电磁阀901以及冷却除湿机403上自带的电磁阀904均与中央处理单元1信号连接。所述加热电磁阀902、加湿电磁阀903、温湿度传感器202、压力传感器204、二氧化碳传感器203、CO2加气电磁阀905、空气加气电磁阀906、泄气电磁阀901以及冷却除湿机403上自带的电磁阀904均先连接一A/D转换器201后再连接中央处理单元1，中央处理单元1信号连接显示器101，中央处理单元1为PLC。冷却除湿机403为市购件，故不详细叙述。
本实用新型所述的新型温湿度、压力、CO2浓度可自动调控的加速碳化装置，通过加热管401向碳化仓体3内输入热蒸汽以实现对碳化仓体3内的加热，通过加湿管402向碳化仓体3内输入湿汽以实现对碳化仓体3内的加湿，通过CO2储存罐501以实现对碳化仓体3内增加CO2气体，通过空压机以实现对碳化仓体3内输入一定量的空气，通过风扇10转动保证碳化仓体3内温度、湿度、CO2浓度一致。加热电磁阀902、加湿电磁阀903、冷却除湿机403上自带的电磁阀904与数据转换装置——A/D转换器201连接后连接中央处理单元1，以便于分别进行单独调控。加湿管402与碳化仓体3内部气压一致，以保证当碳化仓体3内存在压力时加湿管402依然能够正常工作。CO2加气电磁阀905、空气加气电磁阀906均与中央处理单元1连接，以便于对其进行单独调控。碳化仓体3与真空泵6相连接，中间装有手动开关阀8，可在碳化试验前对碳化仓体3进行预抽真空。当碳化仓体3内压力超过设定压力值时，通过软件调控开启泄气电磁阀901以对仓内气体压力进行调节。
本实用新型的实施过程包括如下步骤：
（1）预抽真空：
碳化试验前应关闭手动阀门，将预碳化试样放入碳化仓体3内，高温橡胶垫所处位置要紧固螺栓9，使碳化仓体3与仓门8密封连接。在所有电磁阀门关闭的前提下，打开真空泵6，对装置进行预抽真空至-0.1MPa，关闭手动阀门及真空泵6。在进行预抽真空时应观察压力传感器204传递给中央处理单元1后显示在显示器101上的仓内压力值，若仓内压力值能达到设定值，且1小时后读数基本保持不变，则说明装置气密性良好；否则说明本实用新型存在漏气现象，需将连接部分重新连接，再对装置重复预抽真空，以确保本实用新型的气密性良好。
（2）加速碳化试验
打开中央处理单元1与显示器101中碳化试验软件，设置碳化试验的试验编号、箱内温度（25℃～100℃）、相对湿度（50%～95%）、仓内压力（-0.10MPa～0.35MPa）、CO2浓度（0%～100%）、水箱温度（0℃～50℃）等参数，确认无误后点击“重新试验”图标，则仪器在软件的自动调控下开始试验。
在试验过程中，当碳化仓体3内温度低于设定值时，加热电磁阀902开启，加热管401开始工作，向仓体内输送热蒸汽；当碳化仓体3内温度高于设定值时，加热电磁阀902关闭，加热管401停止输送，同时冷却除湿电磁阀开启，冷却除湿机403开始工作。当碳化仓体3内湿度低于设定湿度时，加湿电磁阀903开启，加湿管402开始工作，向仓体内输送湿汽；当碳化仓体3内湿度大于设定值时，加湿电磁阀903关闭，加湿管402停止输送，同时冷却除湿电磁阀开启，冷却除湿装置开始工作。当碳化仓体3内压力低于设定压力时，若CO2浓度低于设定浓度，则CO2加气电磁阀905开启，CO2储存罐501开始向碳化仓体3内通入CO2；若CO2浓度高于设定浓度，则空气加气电磁阀906开启，空压机开始向碳化仓体3内通入空气；当碳化仓体3内压力高于设定压力时，则泄气电磁阀901开启，碳化仓体3内高压气体通过泄气口7排出。
（3）试验结束
试样碳化至设定时间后，在显示器101上碳化试验软件界面点击“停止试验”图标，则仪器停止调控。排出碳化仓体3内气体，打开仓门8，取出碳化试样。
以上实施例仅为本实用新型的示例性实施例，不用于限制本实用新型，本实用新型的保护范围由权利要求书限定。本领域人员在本实用新型的实质和保护范围内，对本实用新型所做出的各种修改或等同替换也应视为本实用新型的保护范围。
Claims (6)
1. 一种新型温湿度、压力、CO2浓度可自动调控的加速碳化装置，其特征在于：包括碳化仓体，碳化仓体连通有加热管和加湿管，碳化仓体通过第一管道连接CO2储存罐，碳化仓体通过第二管道连接空压机，碳化仓体通过第三管道连接有真空泵，碳化仓体设有泄气口，碳化仓体内的顶部设有风扇，碳化仓体设有进口，碳化仓体的进口处设于仓门，仓门与碳化仓体之间设有高压密封条，高压密封条环绕进口外周圈，仓门与碳化仓体通过螺栓连接。
2. 如权利要求1所述的新型温湿度、压力、CO2浓度可自动调控的加速碳化装置，其特征在于：碳化仓体内设冷却除湿机。
3. 如权利要求2所述的新型温湿度、压力、CO2浓度可自动调控的加速碳化装置，其特征在于：加热管设有加热电磁阀，加湿管设有加湿电磁阀，碳化仓体内设有温湿度传感器、压力传感器和二氧化碳传感器，第一管道上设有CO2加气电磁阀，第二管道上设有空气加气电磁阀，第三管道上设有手动开关阀，泄气口处设有泄气电磁阀，所述加热电磁阀、加湿电磁阀、温湿度传感器、压力传感器、二氧化碳传感器、CO2加气电磁阀、空气加气电磁阀、泄气电磁阀以及冷却除湿机上的电磁阀均与中央处理单元信号连接，中央处理单元信号连接显示器。
4. 如权利要求3所述的新型温湿度、压力、CO2浓度可自动调控的加速碳化装置，其特征在于：所述加热电磁阀、加湿电磁阀、温湿度传感器、压力传感器、二氧化碳传感器、CO2加气电磁阀、空气加气电磁阀、泄气电磁阀以及冷却除湿机上的电磁阀均先连接一A/D转换器后再连接中央处理单元，中央处理单元为PLC。
5. 如权利要求1-4任一项所述的新型温湿度、压力、CO2浓度可自动调控的加速碳化装置，其特征在于：所述螺栓共设置22个，22个螺栓呈矩形分布。
6.如权利要求5所述的新型温湿度、压力、CO2浓度可自动调控的加速碳化装置，其特征在于：高压密封条为高压橡胶垫。
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