专利名称：混凝土热扩散率测定装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及的是一种混凝土热扩散率测定装置，尤其是其中实现试件环境恒温的水循环装置中的注水结构，属物理中通过应用热方法测试材料的技术领域。
背景技术：
混凝土热扩散率(导温系数)是混凝土材料的主要热物理参数之一，是大体积混凝土工程，如混凝土水坝等在设计和施工中的重要技术指标。通常，混凝土导温系数的测定按有关标准进行，具体是把混凝土试件制作成一定的形状的同温体后在混凝土热扩散率测定装置中进行，在测定装置中，在混凝土试件的表面施加并保持与原有温度具有一定温度差的等温环境，使得被测混凝土试件内部在与此等温环境的热交换(热扩散)过程中形成稳定的温度场分布和温度变化。通过一定时间的测定得的试件中心温度随时间变化的数据，用热扩散率(导温系数)和试件中心的温度变化之间的关系，计算出被测混凝土的导温系数。上述等温环境是通过测定装置中装有试件的试验容器内外的恒温水循环装置实现的，所说恒温水循环装置包括容器外的带有恒温装置的贮水箱(或大容量常温水箱)，提升水位的水泵，水流控制阀，还有容器内的注水口及输水管路等构成。在传统的测定装置中，如《水工混凝土试验规程》(SL352-2006)中描述的试验容器内设置了上排水方式，从大容量常温水箱压入的水通过设置在试件周围的注水口进入试验容器，又从高位的排水口排出容器。这一结构就测定装置而言，恒温水没有形成循环，而是从水源到水源的大循环，因此需要有很大的水量，为节约用水和实现测定试验的自动化，提出了采用循环水的试验装置。目前公开的采用循环水的试验装置，如中华人民共和国建筑工业行业标准《混凝土热物理参数测定仪》(征求意见稿)中提出的热扩散率试验装置试验容器，构成了装置内部的水循环，注水口在容器内试件周围的上方，出水口在试件中心下方。混凝土试件表面环境的温差是衡量等温条件的技术参数，是关系到测试结果精度的关键技术指标之一。如中华人民共和国建筑工业行业标准《混凝土热物理参数测定仪》 (征求意见稿)规定试样整个热扩散率测定过程，试验箱内水温变动值不应大于士rc，稳定热扩散阶段水温变动值不应大于士0. 5°c。为使恒温水能均勻地流经试件表面，热扩散率试验装置的试验容器的结构，都是把被测混凝土试件(标准试件的形状尺寸为Φ200Χ400)放置在容器的中间。作为盛水的容器都是上开口的，则对于试件的放置和取出操作也只能通过容器上口进行，因此上述两种热扩散率试验装置中试验容器的恒温水注水口都设计成四周向内的多个喷口结构。但这种结构存在如下不足1、为了使水流均勻分布试件表面，必需在试件周围均勻分布多个喷口 ；喷口太少易造成水流各方向的分布不均勻，喷口多了增加机械结构的复杂程度从而增加加工成本；2、每个喷口的流量不易保证一致，而流经试件各方向的水流量存在差异将造成试件表面各方向的热交换存在差异；[0010]3、每个喷口的水流方向也不容易对准中心线，容易造成水流各方向的分布不均勻甚至产生局部涡流现象；4、水流从试件周围上方注入，从下部中心流出的走水路线，则四周向内的喷口结构特别容易使试件顶面的水流形成涡流。由于流经混凝土试件表面的水流是否均勻、平稳是决定试件所处环境恒温条件是否合乎标准要求的因素这一，所以上述两种方案所存在的水流的不均勻和旋涡现象都会导致试件表面温度的差异，从而影响测试精度。
发明内容针对上述不足，本实用新型就是要提供一种注水口在试件中心正上方且不影响试件取放的混凝土热扩散率测定装置。本实用新型提供的混凝土热扩散率测定装置，有圆柱形试验容器，循环水出水口在容器轴线上的底部位置，容器内在试件上方有连接在进水管上的注水口，所说注水口向下；注水口所连接的进水管有伸缩或弯曲机构，进水管伸缩或弯曲时注水口及其所连接的进水管在注水口轴线与试件轴线重合到试验容器上口有试件进出通道之间变化。即在进水管伸缩或弯曲时，注水口及其所连接的进水管在试验容器内的位置会发生变化，而该变化的范围包括了注水口轴线与试件轴线重合和试验容器上口有试件进出通道两个位置。本实用新型提供的混凝土热扩散率测定装置，由于注水口所连接的进水管可以伸缩或弯曲，并且这个伸缩或弯曲时注水口轴线可以和试件轴线重合，还可以使容器上口有试件进出的通道。即本实用新型可以通过使进水管伸缩或弯曲使在测定前后的试件放入或取出操作不受注水口及其所连接的进水管的妨碍，在测定时注水口的出水沿试件轴线流到试件上表面。与现有技术相比，本实用新型的注水位置、出水位置、试件位置、恒温水注入方向和流出方向均处于容器的轴线位置，保证了水流均勻流经试件全部表面，避免形成局部涡流，从而使试件表面温度实现最大限度的均勻分布，减小测量误差。同时试验容器的结构简单，容易准确制作和调试，成本低。且操作方便，不影响试件的放入和取出容器的操作。本实用新型提供的混凝土热扩散率测定装置，所说注水口所连接的进水管有相套的两部分，其中外管一端连接循环水源，另一端与容器壁密封连接，内管一端连接注水口， 另一端插在外管内，所说进水管轴线与试验容器的径线重合，所说内管在外管内伸缩范围按在试件端面上径向距离计大于注水口中心在试件轴心到注水口最前端在试件柱面以后， 前是内管伸出的方向，后是内管缩进外管的方向。所说内管与试验容器或外管之间有轴向导向机构，所说导向机构的轴线与进水管的轴线不重合。即内外管之间的轴向导向外，除确定轴向伸缩轨迹外还有防止内管依轴线转动。这种导向机构如内外管使用非圆管，或在非轴线位置另设导向杆，以阻止内管依轴线转动，使注水口位置到试件上的水流是垂直的。实用新型提供的混凝土热扩散率测定装置，所说注水口所连接的进水管有软硬两部分，即注水口以软管或波纹管连接于进水管，注水口安装在一导向装置上，所说导向装置是两根以上或是非圆柱形状的导向杆，导向杆与试验容器上导向孔连接。本实用新型提供的混凝土热扩散率测定装置，所说注水口所连接的进水管有直弯两部分，直的一端连接循环水源，另一端经活动节头与弯管连接，弯管是弧形管，注水口安3/4页
装在弧形管的另一端，活动节头两端有依平行于试验容器轴线的铰接轴，注水口随弧形管摆动的轨迹经过试验容器轴线。使用时弧形管向弧背一方摆就使注水口靠向器壁而让出试件通道。所说进水管的两个部分之间有止位结构，止位机构的止位点位置是注水口轴线与试验容器轴线重合的位置。如内管和试验容器或外管上各有止位面，内管上的止位面向前， 试验容器或外管上的止位面向后，两止位面相抵时注水口轴线与试验容器轴线重合。或导向杆超出试验容器上导向孔的止位件，止位时注水口轴线与试验容器轴线重合。或弧形管与试验容器或直管之间的限位面，两限位面相抵时注水口轴线与试验容器轴线重合。止位结构的设置方便控制注水口的位置在试件轴线正上方。所说注水口一端的进水管上有拉手，方便手工伸缩操作；对于伸缩操作的注水口， 注水口与容器之间以导轨装置连接，注水口与容器之间还同时以螺纹或齿轮齿条连接，螺纹连接中的一方或齿轮经传动机构与一电机连接；对于摆动操作的注水口，有以弧形管为摇杆的曲柄摇杆机构，曲柄经传动机构与一电机连接，以实现机械化操作。试验前，将注水口一端缩回或摆到时试件通道外，混凝土试件从试验容器上口放入安放于试件架上，再将注水口伸出或摆到轴线与试件轴线重合。试验后操作方法相同，唯试件是取出。当然，试件取出后不必将注水口复位，以使下一次试验时直接将试件放入即可。在试验容器安装连接循环水源的进水管部分的位置上，有扩大容积的部位，以容纳缩回的注水口或其连接的软管、波纹管，如使用了弧形管则在弧背一侧的容器壁有扩大的容积，以容纳摆开的注水口和弧形管，从可使试验容器做得紧凑而不影响注水口避让试件通道所需要的容积，使在试验容器中的积水量减小。容器底部的试件架是径向等分布置的板体，板体上端外侧比内侧高，该内侧向外侧的高低转折点在试件轴线与试验容器轴线重合时的试件柱面上，从而限定试件处于容器中心位置，并可使水流无障碍地流经试件的底面和对水流进行导向，使其流动更加均勻。
图1为本实用新型一实施例的结构示意图，图2为图1中区域I的放大图，图3为图1的俯视图，图4为图2中A——A剖面图，图中1-试验容器，2-注水口，3-把手，4-进水管之内管，5-斗部，6-止位块，7-止位块(瓦瓣)，8_筋，9-进水管之外管，10-密封圈，11-压盖，12-试件，13-试件架，14-出水口 ；图5为本实用新型另一实施例的俯视图，图中21-试验容器，22-注水口，23-把
手，24-进水管之弯管，25-扩颈部，26-活动接头，29-进水管之直管，33-试件架，34-出水□。
具体实施方式
1、一混凝土热扩散率测定装置，其结构如图1、2、3、4所示，有圆柱形试验容器1， 底板上有与容器轴线同轴的循环水出水口 14，底板上固定有试件架13，试件12安放在试件架上，试件上方有连接在进水管上的注水口 2，所说注水口是一直角弯管节头的出口，该出口向下。所说进水管分为两部分，其中外管9 一端密封地焊接在试验容器上。试验容器焊接外管的位置有一斗状的扩大部，斗部5的大口与容器壁相贴，且容器壁在斗口内部分被切去，外管是安装在斗部底板上的。另有内管4插在外管内，内管插入外管内的一端外壁上焊接有一对瓦瓣与进水管固定连接的止位块6，该瓦瓣的外径与外管的内径作间隙配合。 该对瓦瓣之间形成两条槽，槽与进水管轴线平行，而在外管内壁上有一对与进水管轴线平行的筋8，该筋与槽作间隙配合，从而在导向的同时阻止内管不会依轴线转动，确定注水口垂直向下。在斗部底板内壁焊有一个环为与试验容器固定连接的止位块5，该环的内径与内管的外径作间隙配合。两止位块相抵时，内管伸出到极限，此时注水口的轴线与试验容器的轴线重合，而将内管缩到底时注水口收入斗部内。内管头上焊接有把手3用来操作内管的伸缩。所说环内圈有倒角，倒角内安装密封圈10，外用压盖11固定，以防止进水管内水从此处漏出影响恒温水体的温度均勻性。试件架有六块，各自垂直于地面且依试验容器轴线为中心呈辐射状等分设置。试件架上端面有内低外高的台阶，内侧一阶平面的外端点各在与试验容器同轴的试件的柱面上。使试件放到试件架上时自动与试验容器同轴。工作时，放入试件再拉出内管到极点，则试验容器、试件、注水口自然在同一轴线上。2、如图5所示，一混凝土热扩散率测定装置，有与上例相同的试验容器21，试验容器上配置有相同的试件架33和出水口 34。在相同位置安装有进水管及与之连接的直角弯管节头，节头的注水口 22垂直向下。进水管同样分为两部分，其中，直管四穿过并密封焊接在试验容器上的扩颈部25壁上，弯管M与穿入试验容器内的直管的端部经活动接头沈连接，活动接头两端依垂直于地面的轴线相铰接，并有止位挡块。直角弯管节头上方焊接有把手23。弯管是以试验容器壁同心圆弧弯曲的。工作时，弧的弓背向外摆动可将弯管及直角弯管节头收入扩颈部，以相反方向摆动时由挡块相抵而止于注水口、验容器、试件三者同轴ο3、一混凝土热扩散率测定装置，基本与上例同，有注水口的直角弯管节头经波纹管与穿入试验容器内的进水管的端部连接。另有导向杆，导向杆有平行的两根，各插在试验容器上导向孔内。导向杆内端上固定直角弯管节头，并使注水口垂直向下，导向杆外端有超出导向孔直径的止位挡圈使导向杆向内伸出时止位于注水口、验容器、试件三者同轴。
权利要求1.一种混凝土热扩散率测定装置，有圆柱形试验容器，循环水出水口在容器轴线上的底部位置，容器内在试件上方有连接在进水管上的注水口，所说注水口向下；其特征是注水口所连接的进水管有伸缩或弯曲机构，进水管伸缩或弯曲时注水口及其所连接的进水管在注水口轴线与试件轴线重合到试验容器上口有试件进出通道之间变化。
2.如权利要求1所述的混凝土热扩散率测定装置，其特征是所说注水口所连接的进水管有相套的两部分，其中外管一端连接循环水源，另一端与容器壁密封连接，内管一端连接注水口，另一端插在外管内，所说进水管轴线与试验容器的径线重合，所说内管在外管内伸缩范围按在试件端面上径向距离计大于注水口中心在试件轴心到注水口最前端在试件柱面以后，前是内管伸出的方向，后是内管缩进外管的方向。
3.如权利要求2所述的混凝土热扩散率测定装置，其特征是所说内管与试验容器或外管之间有轴向导向机构，所说导向机构的轴线与进水管的轴线不重合。
4.如权利要求1所述的混凝土热扩散率测定装置，其特征是所说注水口所连接的进水管有软硬两部分，即注水口以软管或波纹管连接于进水管，注水口安装在一导向装置上，所说导向装置是两根以上或是非圆柱形状的导向杆，导向杆与试验容器上导向孔连接。
5.如权利要求1所述的混凝土热扩散率测定装置，其特征是所说注水口所连接的进水管有直弯两部分，直的一端连接循环水源，另一端经活动节头与弯管连接，弯管是弧形管， 注水口安装在弧形管的另一端，活动节头两端有依平行于试验容器轴线的铰接轴，注水口随弧形管摆动的轨迹经过试验容器轴线。
6.如权利要求2或4或5所述的混凝土热扩散率测定装置，其特征是所说进水管的两个部分之间有止位结构，止位机构的止位点位置是注水口轴线与试验容器轴线重合的位置。
7.如权利要求1所述的混凝土热扩散率测定装置，其特征是所说注水口一端的进水管上有拉手。
8.如权利要求1所述的混凝土热扩散率测定装置，其特征是对于伸缩操作的注水口， 注水口与容器之间以导轨装置连接，注水口与容器之间还同时以螺纹或齿轮齿条连接，螺纹连接中的一方或齿轮经传动机构与一电机连接；对于摆动操作的注水口，有以弧形管为摇杆的曲柄摇杆机构，曲柄经传动机构与一电机连接。
9.如权利要求1所述的混凝土热扩散率测定装置，容器底部的试件架是径向等分布置的板体，板体上端外侧比内侧高，该内侧向外侧的高低转折点在试件轴线与试验容器轴线重合时的试件柱面上。
专利摘要本实用新型提供的混凝土热扩散率测定装置，注水口[2]所连接的进水管[4、9]有伸缩或弯曲机构，进水管伸缩或弯曲时注水口及其所连接的进水管在注水口轴线与试件轴线重合到试验容器[1]上口有试件进出通道之间变化。与现有技术相比，本实用新型的注水位置、出水位置、试件位置、恒温水注入方向和流出方向均处于容器的轴线位置，保证了水流均匀流经试件全部表面，避免形成局部涡流，从而使试件表面温度实现最大限度的均匀分布，减小测量误差。同时试验容器的结构简单，容易准确制作和调试，成本低。且操作方便，不影响试件的放入和取出容器的操作。
文档编号G01N25/18GK202159026SQ20112024259
公开日2012年3月7日 申请日期2011年7月12日 优先权日2011年7月12日
发明者周岳年, 诸华丰, 邱伟明 申请人:舟山市博远科技开发有限公司