CN215803265U - 一种大体积混凝土温度报警装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种大体积混凝土温度报警装置，涉及大体积混凝土施工技术领域，包括供水装置、分水器、混凝土冷却系统、回水装置、水泵、阀门组件、温度检测组件、控制调节装置。其中，供水装置包括热水箱和冷水箱，分水器将热水箱和冷水箱内的水混合后，通入到混凝土冷却系统中的冷却管内，以对大体积混凝土内部进行降温，阀门组件可以调节进入到分水器中的热水和冷水流量以调节混合水的温度，控制调节装置对温度检测组件检测到的对应位置处的温度信号与设定温度范围对比来调节混合水温，最终使冷却水管中的混合水达到合适的温度，使大体积混凝土内部的温度场变化按照温控的目标发展，从而解决大体积混凝土容易产生裂缝的技术问题。

Description

一种大体积混凝土温度报警装置

技术领域

本实用新型涉及大体积混凝土施工技术领域，尤其涉及一种大体积混凝土温度报警装置。

背景技术

随着高层建筑及高墩大跨桥梁的逐渐增多，大体积混凝土结构在现代工程建设中开始广泛应用。在大体积混凝土结构的施工过程中，水泥的水化反应会产生大量的水化热，使混凝土内部温度升高，当温升达到峰值后温度下降，在升温－降温过程混凝土内部会产生一个不均匀的温度场，外部冷混凝土受到内部热混凝土的膨胀和收缩的约束，从而产生温度应力，应力超过混凝土极限抗拉强度时，混凝土会产生裂缝，导致大体积混凝土的承载能力、防水性能及耐久性能降低，影响结构安全。因此，大体积混凝土结构施工的关键是降低混凝土结构内外温差、表面与大气温差，控制降温速率，温度监控是控制裂缝产生的关键。

目前，混凝土水化热的监控技术已较成熟，主要通过预埋在混凝土内部的温度采集器及传输导线与PLC控制器连接进行监测。在大体积混凝土施工时，通过控制胶凝材料的性能、使用量及骨架等拌合温度来降低水化热。浇筑完成后，水化热发生阶段，通过预埋在混凝土内的循环水管循环通水，利用冷却水的流动将热量带出混凝土外，以实现降低内部温度的效果。由于常规的水循环措施是将恒定温度的冷却水注入冷却管进行降温。水的温度、流量恒定不能根据混凝土内部温度情况进行适时调节，因此会出现冷却水温度与混凝土内部温度差超过允许值的情况，给混凝土施工质量带来风险。

实用新型内容

鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种大体积混凝土温度报警装置，以调节大体积混凝土内不同区域的温度差，使大体积混凝土内部的温度场变化按照温控的目标发展，从而解决大体积混凝土容易产生裂缝的技术问题。

为实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案是：

一种大体积混凝土温度报警装置，包括：

供水装置，包括冷水箱和热水箱，热水箱内设有用于对水加热的加热装置；

分水器，分水器的一端通过冷水管与所述冷水箱连通，分水器的另一端通过热水管与所述热水箱连通，分水器上设有平行间隔布置且口径相等的分水口，分水器内用于储存由冷水箱内的水与热水箱内的水混合后的混合水；

混凝土冷却系统，定义大体积混凝土的厚度方向为上下方向，长度方向为左右方向，宽度方向为前后方向，混凝土冷却系统包括设置在大体积混凝土中且沿前后方向平行间隔布置的减温层，减温层包括中空的传热板和设置在传热板内的冷却水管，冷却水管具有进水口和出水口，进水口通过混合出水管与分水器上对应的分水口连通；

回水装置，包括回水箱，各冷却水管的出水口与回水箱连通，回水箱与所述热水箱连通；

水泵，设有三个，分别为冷水稳压水泵、热水稳压水泵和回水泵，冷水稳压水泵设置在冷水管上，热水稳压水泵设置在热水管上，回水泵设置在回水箱与冷水箱之间的回水管上；

阀门组件，包括热水比例流量调节阀、冷水比例流量调节阀、冷却水管截止阀、回水截止阀，热水比例流量调节阀设置在热水管上且位于热水稳压水泵的下游，冷水比例流量调节阀设置在冷水管上且位于冷水稳压水泵的下游，冷却水管截止阀设置在混合出水管上，回水截止阀设置在回水管上且位于回水泵的下游；

温度检测组件，包括用于采集温度数据的温度采集箱和用于向温度采集箱传递温度信号的温度传感器，温度传感器包括设置在热水箱上以检测热水箱内水温的热水温度传感器、设置在冷水箱上以检测冷水箱内水温的冷水温度传感器、用于检测分水器内混合水温度的混合水温度传感器、用于检测环境温度的环境温度传感器、用于检测大体积混凝土表面温度的表面温度传感器和多个设置在传热板周围以用于检测大体积混凝土内部不同区域的内部温度传感器；

控制调节装置，与加热装置以及阀门组件中的各个阀门控制连接，同时与温度采集箱信号连接，各个温度传感器通过温度采集箱与控制调节装置连接，控制调节装置用于根据各温度传感器所检测到的温度信号调节阀门组件中的各个阀门以及加热装置的工作状态，使大体积混凝土内部的温度场变化按照设定的温控范围变化，控制调节装置上设有报警器，报警器在大体积混凝土内部的温度场变化未按照设定的温控范围变化时发出警报声。

上述技术方案的有益效果是：本实用新型的大体积混凝土温度报警装置通过各个温度传感器，能够实时检测热水箱的温度、冷水箱的温度、分水器内混合水的温度、环境温度、大体积混凝土表面温度以及大体积混凝土内部各个不同区域内的温度，控制调节装置根据这些温度之间的差值，并与设定的温度变化范围进行比较，控制热水比例流量调节阀和冷水比例流量调节阀来调节热水和冷水混合后的混合水温度，并且能够及时报警进行调节。由于在大体积混凝土内设置间隔布置的减温层，增加了大体积混凝土内部降温的均匀性，同时在减温层内设置冷却管，经温度调节后的混合水在冷却管内流通，与大体积混凝土内部的热量发生换热反应，从而快速降低大体积混凝土内的温度，使大体积混凝土内的温度变化、大体积混凝土的内外温差、大体积混凝土的表面与大气温差处于设定的温度变化范围内，即通过对温度的控制来有效避免裂缝的产生，更好的保证施工质量。另外，升温后的冷却水通过回水箱能够再次进入到热水箱内，从而实现水源的循环利用。

进一步的，每根冷却水管在大体积混凝土的高度方向上呈蛇形绕行布置。

有益效果：采用蛇形布置的冷却水管，能够均匀地对大体积混凝土内部不同区域进行降温，避免局部温差过大。

进一步的，任意一根混合出水管上均设有混合水温度传感器和冷却水管截止阀，该混合水温度传感器位于该混合出水管上所设置的冷却水管截止阀的上游。

有益效果：能够根据大体积混凝土内部不同位置的温度变化需求，调节进入该处冷却水管内的混合水温度，每个冷却水管截止阀相互独立，互不影响，既可以单独调节一处冷却水管内混合水的温度，也可以同时调节各处冷却水管内的混合水温度。

进一步的，所述加热装置为设置在热水箱内呈螺旋盘绕状的加热管。

有益效果：对热水箱内的水加热更均匀。

进一步的，上下相邻的两个内部温度传感器之间、前后相邻的两个内部温度传感器之间以及左右相邻的两个内部温度传感器之间的间距相等。

有益效果：使内部温度传感器测得的温度值更能反映大体积混凝土内部不同区域的真实温度变化，有助于控制调节装置的准确调节。

附图说明

图1是本实用新型的大体积混凝土温度报警装置的结构示意图；

图2是本实用新型的大体积混凝土温度报警装置中减温层在大体积混凝土中的布置示意图；

图3是本实用新型的大体积混凝土温度报警装置中加热管的结构示意图。

附图标记说明：1-冷水箱，2-热水箱，3-分水器，4-冷水管，5-热水管，6-回水管，7-热水稳压水泵，8-冷水稳压水泵，9-回水泵，10-热水比例流量调节阀，11-冷水比例流量调节阀，12-冷却水管截止阀，13-回水截止阀，14-混合出水管，15-温度采集箱，16-热水温度传感器，17-冷水温度传感器，18-表面温度传感器，19-内部温度传感器，20-环境温度传感器，21-冷却水管，22-混合水温度传感器，23-减温层，24-加热管，25-注水管，26-控制调节装置，27-大体积混凝土，28-回水箱。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施方式对本实用新型作进一步详细描述。

本实用新型的大体积混凝土温度报警装置的具体实施例：

如图1、图2和图3所示，大体积混凝土温度报警装置包括供水装置、分水器3、混凝土冷却系统、回水装置、水泵、阀门组件、温度检测组件、控制调节装置。

具体的，供水装置包括冷水箱1和热水箱2，热水箱2内设有用于对水加热的加热装置。如图3所示，加热装置为设置在热水箱2内呈螺旋盘绕状的加热管24，以实现对水的均匀加热。冷水箱1和热水箱2上均设置连接有用于向箱内注水的注水管25。

分水器3的一端通过冷水管4与冷水箱1连通，分水器3的另一端通过热水管5与热水箱2连通，分水器3上设有平行间隔布置且口径相等的三个分水口。分水器3内用于储存由冷水箱1内的水与热水箱2内的水混合后的混合水。

定义大体积混凝土的厚度方向为上下方向，长度方向为左右方向，宽度方向为前后方向。结合图2，混凝土冷却系统包括设置在大体积混凝土27中且沿前后方向平行间隔布置的减温层23，减温层23包括中空的传热板和设置在传热板内的冷却水管21，冷却水管21具有进水口和出水口，进水口通过混合出水管14与分水器3上对应的分水口连通。为了保证冷却水管21对大体积混凝土内部区域冷却的均匀性，本实施例中，每根冷却水管21在大体积混凝土27的高度方向上呈蛇形绕行布置。

回水装置包括回水箱28，各冷却水管21的出水口与回水箱28连通，回水箱28与热水箱2连通。对大体积混凝土27内部不同区域进行降温的冷却水在使用后，进入到回水箱28中，并再次流向热水箱2中，从而实现冷却水的循环利用，节省水资源。

水泵设有三个，分别为冷水稳压水泵8、热水稳压水泵7和回水泵9，冷水稳压水泵8设置在冷水管4上，热水稳压水泵7设置在热水管5上，回水泵9设置在回水箱28与冷水箱1之间的回水管6上。控制调节装置26与冷水稳压水泵8、热水稳压水泵7和回水泵9控制连接，两个稳压水泵上设有无线监测模块，能够接收水压设定阀值，监测冰箱控制调节装置反馈供水管水压，保持供水水压恒定。

阀门组件包括热水比例流量调节阀10、冷水比例流量调节阀11、冷却水管截止阀12、回水截止阀13。其中，热水比例流量调节阀10设置在热水管5上且位于热水稳压水泵7的下游，用于控制热水箱2的出水流量和出水速度。冷水比例流量调节阀11设置在冷水管4上且位于冷水稳压水泵8的下游，用于控制冷水箱1的出水流量和出水速度。冷却水管截止阀12设置在对应的混合出水管14上，用于控制该路混合出水管14的混合水通断，各个冷却水管截止阀12相互独立，工作时互不影响。回水截止阀13设置在回水管上且位于回水泵9的下游，用于控制回水通断。控制调节装置26与热水比例流量调节阀10、冷水比例流量调节阀11、冷却水管截止阀12、回水截止阀13控制连接，以实现各阀门的开启和关闭。

温度检测组件包括用于采集温度数据的温度采集箱15和用于向温度采集箱15传递温度信号的温度传感器。温度传感器包括设置在热水箱2上以检测热水箱2内水温的热水温度传感器16、设置在冷水箱1上以检测冷水箱1内水温的冷水温度传感器17、用于检测分水器3内混合水温度的混合水温度传感器22、用于检测环境温度的环境温度传感器20、用于检测大体积混凝土27表面温度的表面温度传感器18和多个设置在传热板周围以用于检测大体积混凝土27内部不同区域的内部温度传感器19。上下相邻的两个内部温度传感器19之间、前后相邻的两个内部温度传感器19之间以及左右相邻的两个内部温度传感器19之间的间距相等，以更真实的反映大体积混凝土内不同区域的真实温度变化。各温度传感器通过温度采集箱15与控制调节装置连接。控制调节装置能够根据各温度传感器所检测到的温度信号调节阀门组件中的各个阀门以及加热装置的工作状态，使大体积混凝土内部的温度场变化按照设定的温控范围变化，控制调节装置上设有报警器，报警器在大体积混凝土内部的温度场变化未按照设定的温控范围变化时发出警报声。

本实用新型的大体积混凝土温度报警装置在使用时，启动所有组件，控制调节装置根据设定的监测频率通过无线信号定期向其他组件发出采集数据请求，各个温度传感器将检测到的温度信号通过温度采集箱传输至控制调节装置，热水稳压水泵和冷水稳压水泵将水压数据传输给控制调节装置，控制调节装置将收到的各个位置处的温度数据与设定的混凝土温度变化数据比较，然后调节热水比例流量调节阀和冷水比例流量调节阀，控制热水和冷水的流量、流速，进而调节进入到分水器中混合水的温度，使混合水的温度适应大体积混凝土内不同区域的温度变化。调节的过程中，可根据实际情况，可同时打开各混合出水管上的冷却水管截止阀，这样一来进入到各个冷却水管中的混合水的温度相同；也可关闭其中一个或两个冷却水管截止阀，来单独调节一路或两路冷却水管中混合水的温度。

本实用新型的大体积混凝土温度报警装置能够调节大体积混凝土内不同区域的温度差，使大体积混凝土内部的温度场变化按照温控的目标发展，从而解决大体积混凝土容易产生裂缝的技术问题。

在其他实施例中，冷却水管也可以采用如加热管的螺旋盘绕状结构。

在其他实施例中，混合水温度传感器也可以设置在分水器上，在各个混合出水管上不设置混合水温度传感器。

在其他实施例中，加热装置也可以采用不锈钢加热器。

以上所述的本实用新型的实施方式，并不构成对本实用新型保护范围的限定。任何在本实用新型的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包括在本实用新型的权利要求保护范围之内。

Claims (5)

1.大体积混凝土温度报警装置，其特征在于，包括：

供水装置，包括冷水箱和热水箱，热水箱内设有用于对水加热的加热装置；

分水器，分水器的一端通过冷水管与所述冷水箱连通，分水器的另一端通过热水管与所述热水箱连通，分水器上设有平行间隔布置且口径相等的分水口，分水器内用于储存由冷水箱内的水与热水箱内的水混合后的混合水；

混凝土冷却系统，定义大体积混凝土的厚度方向为上下方向，长度方向为左右方向，宽度方向为前后方向，混凝土冷却系统包括设置在大体积混凝土中且沿前后方向平行间隔布置的减温层，减温层包括中空的传热板和设置在传热板内的冷却水管，冷却水管具有进水口和出水口，进水口通过混合出水管与分水器上对应的分水口连通；

回水装置，包括回水箱，各冷却水管的出水口与回水箱连通，回水箱与所述热水箱连通；

水泵，设有三个，分别为冷水稳压水泵、热水稳压水泵和回水泵，冷水稳压水泵设置在冷水管上，热水稳压水泵设置在热水管上，回水泵设置在回水箱与冷水箱之间的回水管上；

阀门组件，包括热水比例流量调节阀、冷水比例流量调节阀、冷却水管截止阀、回水截止阀，热水比例流量调节阀设置在热水管上且位于热水稳压水泵的下游，冷水比例流量调节阀设置在冷水管上且位于冷水稳压水泵的下游，冷却水管截止阀设置在混合出水管上，回水截止阀设置在回水管上且位于回水泵的下游；

温度检测组件，包括用于采集温度数据的温度采集箱和用于向温度采集箱传递温度信号的温度传感器，温度传感器包括设置在热水箱上以检测热水箱内水温的热水温度传感器、设置在冷水箱上以检测冷水箱内水温的冷水温度传感器、用于检测分水器内混合水温度的混合水温度传感器、用于检测环境温度的环境温度传感器、用于检测大体积混凝土表面温度的表面温度传感器和多个设置在传热板周围以用于检测大体积混凝土内部不同区域的内部温度传感器；

控制调节装置，与加热装置以及阀门组件中的各个阀门控制连接，同时与温度采集箱信号连接，各个温度传感器通过温度采集箱与控制调节装置连接，控制调节装置用于根据各温度传感器所检测到的温度信号调节阀门组件中的各个阀门以及加热装置的工作状态，使大体积混凝土内部的温度场变化按照设定的温控范围变化，控制调节装置上设有报警器，报警器在大体积混凝土内部的温度场变化未按照设定的温控范围变化时发出警报声。

2.根据权利要求1所述的大体积混凝土温度报警装置，其特征在于，每根冷却水管在大体积混凝土的高度方向上呈蛇形绕行布置。

3.根据权利要求1所述的大体积混凝土温度报警装置，其特征在于，任意一根混合出水管上均设有混合水温度传感器和冷却水管截止阀，该混合水温度传感器位于该混合出水管上所设置的冷却水管截止阀的上游。

4.根据权利要求1-3任意一项所述的大体积混凝土温度报警装置，其特征在于，所述加热装置为设置在热水箱内呈螺旋盘绕状的加热管。

5.根据权利要求1-3任意一项所述的大体积混凝土温度报警装置，其特征在于，上下相邻的两个内部温度传感器之间、前后相邻的两个内部温度传感器之间以及左右相邻的两个内部温度传感器之间的间距相等。

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