专利名称：混凝土单面冻融试验机的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及混凝土抗冻性能试验设备，特别涉及一种混凝土单面冻融试验机。
背景技术：
为了检测混凝土试件的抗冻性能，需要模拟自然界环境温度变化，对混凝土试件进行测试，称为冻融试验，冻融试验由多个冻融周期组成。冻融周期根据测试要求的不同可分为多种类型，较为典型的一种是将冻融周期控制在12小时，由降温阶段G小时)、保持阶段(3小时)、升温阶段G小时)、保持阶段(1小时)组成。降温阶段要求时间与温度按线性关系变化，即在4小时内，温度由零上20摄氏度均勻下降到零下20摄氏度，然后在零下20摄氏度保持三小时，再开始温度上升，升温阶段要求时间与温度按线性关系变化，即在4小时内，温度由零下20摄氏度均勻上升到零上20 摄氏度，然后在零上20摄氏度保持一小时，完成一个冻融周期。现有技术中，冷冻设备和融化设备是分开的，降温阶段要将混凝土试件放在冷冻箱中，完成后需要人工从冷冻箱中取出试件，然后放入融化设备中融化，然后再人工取出试件，放入冷冻箱进行下一循环，将混凝土试件来回置于冻、融设备中，费工、费力，劳动强度大，而且混凝土试件在转换过程中要和外界大气环境接触，增加了测试误差。
实用新型内容为解决上述问题，本实用新型的目的是提供一种混凝土单面冻融试验机，可以同时对多个混凝土试件进行冻融试验，自动化水平高，试验过程不需要人工干预，混凝土试件密闭在冻融箱中，不与大气环境接触，测量数据准确。为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案—种混凝土单面冻融试验机，包括机箱、冻融箱、制冷系统、一号循环系统、二号循环系统以及多个试验桶，机箱、冻融箱都是长方体形，冻融箱安装在机箱的上方，冻融箱的顶部安装有保温顶盖，制冷系统由压缩机、冷凝器、干燥过滤器、储液罐、蒸发器、蒸发压力调节阀、储气罐、吸入压力调节阀组成，其特征是冻融箱的上部设置有多个横梁，横梁将冻融箱分成多个测试区，所述试验桶布置在这些测试区中，冻融箱的下部设置有储液槽，储液槽分为上、下两层，上层为工作槽、下层为缓冲槽，工作槽的底部通过溢流口与缓冲槽连通， 工作槽和缓冲槽内部充满防冻液，所述蒸发器安装在冻融箱的底面上，一号循环系统由一号上行管道、一号下行管道、一号循环泵、一号电磁阀组成，二号循环系统由二号上行管道、 二号下行管道、二号循环泵、二号电磁阀、电加热器组成，所述压缩机、冷凝器、干燥过滤器、 储液罐、蒸发压力调节阀、储气罐、吸入压力调节阀、一号循环泵、二号循环泵、电加热器都安装在机箱内，各系统的连接结构为一号上行管道、一号下行管道分别与缓冲槽的入口、 出口连接，一号上行管道、一号下行管道之间通过一号循环泵、一号电磁阀连接成回路，二号上行管道、二号下行管道分别与工作槽的入口、出口连接，二号上行管道、二号下行管道之间通过二号电磁阀、二号循环泵、电加热器连接成回路，压缩机的高压气体排出口通过管道与冷凝器的入口连接，冷凝器的出口通过管道与干燥过滤器的入口连接，干燥过滤器的出口通过管道与储液罐的入口连接，储液罐的出口连接有控制阀、膨胀阀，膨胀阀通过管道与蒸发器的入口连通，蒸发器的出口通过管道与蒸发压力调节阀连接，蒸发压力调节阀与储气罐的入口连接，储气罐的出口与吸入压力调节阀连接，吸入压力调节阀通过管道与压缩机的低压气体吸入口连通。本实用新型的创新之处在于采用一号、二号循环系统进行双重循环，其目的是便于温度控制，一号循环系统与缓冲槽连通，二号循环系统与工作槽连通，缓冲槽和工作槽内部都布置有温度传感器。降温阶段，制冷系统起主导作用，电加热器起辅助调节作用，制冷系统中的蒸发器使缓冲槽降温，一号循环泵使缓冲槽内的防冻液循环流动，二号循环泵使工作槽内的防冻液循环流动，缓冲槽的温度始终比工作槽的温度低4至5摄氏度，通过温度传感器来实时检测工作槽和缓冲槽内的温度变化，如果工作槽温度下降太快，则控制台会开启电加热器，为工作槽内的防冻液加入热量，同时减小制冷系统的输出功率，缓和温度下降过程，如果工作槽温度下降太慢，则控制台会减小电加热器的输出功率，同时增加制冷系统的输出功率，力口快温度下降过程，上述的温度调节过程是在极小的温度梯度范围内进行的，使温度变化不会出现较大的波动，而是按线性关系均勻的下降，升温阶段，电加热器起主导作用，制冷系统起辅助调节作用，通过温度传感器来实时检测工作槽和缓冲槽内的温度变化，如果工作槽温度上升太快，则控制台会增加制冷系统的输出功率，同时减小电加热器的输出功率，缓和温度上升过程，如果工作槽温度上升太慢，则控制台会增大电加热器的输出功率，同时减小制冷系统的输出功率，加快温度上升过程，上述的温度调节过程是在极小的温度梯度范围内进行的，使温度变化不会出现较大的波动，而是按线性关系均勻的上升，保持阶段，控制台会根据工作槽和缓冲槽内温度传感器反馈的信息，自动调整制冷系统与电加热器的输出功率，让冻融箱内部的热量积累或散失和冷量积累或散失相对平衡，使温度保持稳定。
图1是本实用新型一实施例的结构示意图。图2是图1中冻融箱顶盖开启后的结构示意图。图3是图2的后视图。图4是冻融箱的俯视图。图5是试验桶与冻融箱的分解示意图。图6是冻融箱底部的结构示意图。图7是蒸发器的安装位置示意图。图8是冻融箱的局部剖视图。图9是冻融箱的内部结构示意图。图10是机箱内部的结构示意图。图11是图10的后视图。[0023]图12是图11的仰视图。图13是一号、二号循环系统以及制冷系统的结构示意图。图14是图13中省去了压缩机的结构示意图。图15是图14中省去了一号循环系统的结构示意图。图16是图15的后视图。图17是图16中二号循环系统的结构示意图。图18是图14中一号循环系统的结构示意图。图19是冷凝器的内部结构示意图。
具体实施方式
图中标号1压缩机2冷凝器3干燥过滤器4储液罐5控制阀6膨胀阀7蒸发器8蒸发压力调节阀9储气罐10机箱11 一号上行管道 12 —号下行管道13 一号循环泵 14 一号电磁阀 15吸入压力调节阀16控制台17管道18管道19管道20冻融箱21 二号上行管道22 二号下行管道23 二号循环泵 24 二号电磁阀 25电加热器26工作槽27缓冲槽28溢流口29防冻液30保温顶盖31管道32管道33管道；34管道34合页35横梁36试验桶37混凝土试件 38风机本实用新型是一种混凝土单面冻融试验机，包括机箱、冻融箱、制冷系统、一号循环系统、二号循环系统以及多个试验桶，请参照图1、图2、图3、图4、图5，机箱10、冻融箱20 都是长方体形，冻融箱20安装在机箱10的上方，冻融箱20的顶部安装有保温顶盖30，保温顶盖30通过合页34与冻融箱20铰接，冻融箱20的上部设置有多个横梁35，横梁35将冻融箱20的内部空间分成多个测试区，试验桶36布置在这些测试区中，试验桶36的顶部边缘搭接在横梁35上，待检测的混凝土试件37放置在试验桶36中，机箱10的外侧布置有控制台16，控制台16由计算机构成，本设备的制冷系统、一号循环系统、二号循环系统都由控制台16按照程序的设定进行控制。请参照图8、图9，冻融箱20的下部设置有储液槽，储液槽分为上、下两层，上层为工作槽沈、下层为缓冲槽27，工作槽沈的底部通过溢流口观与缓冲槽27连通，请参照图 6、图7，缓冲槽27的两侧设置有入口 271、出口 272，工作槽沈的两侧设置有入口、出口 262,工作槽沈和缓冲槽27中充满防冻液四如图13所示，试验桶36的下部浸泡在工作槽 26内的防冻液四中。请参照图10、图11、图12、图13、图14、图15、图16、图17、图18，一号循环系统由一号上行管道11、一号下行管道12、一号循环泵13、一号电磁阀14组成，二号循环系统由二号上行管道21、二号下行管道22、二号循环泵23、二号电磁阀24、电加热器25组成，制冷系统由压缩机1、冷凝器2、干燥过滤器3、储液罐4、控制阀5、膨胀阀6、蒸发器7、蒸发压力调节阀8、储气罐9、吸入压力调节阀15组成，蒸发器7安装在冻融箱20的底面上如图7所示，蒸发器7的两侧设置有入口 701和出口 702。压缩机1、冷凝器2、干燥过滤器3、储液罐 4、控制阀5、膨胀阀6、蒸发压力调节阀8、储气罐9、吸入压力调节阀15、一号循环泵13、二号循环泵23、电加热器25都安装在机箱10内。各系统的连接结构为一号上行管道11、一号下行管道12分别与缓冲槽27的入口 271、出口 272连接， 一号上行管道11、一号下行管道12之间通过串联一号循环泵13、一号电磁阀14形成回路， 二号上行管道21、二号下行管道22分别与工作槽沈的入口、出口 262连接，二号上行管道21、二号下行管道22之间通过串联二号电磁阀M、二号循环泵23、电加热器25形成回路，压缩机1的高压气体排出口 101通过管道17与冷凝器2的入口 201连通，冷凝器2的出口 202通过管道18与干燥过滤器3的入口 301连通，干燥过滤器3的出口 302通过管道 19与储液罐4的入口 401连通，储液罐4用于存储高压冷媒，储液罐4的出口 402连接有控制阀5、膨胀阀6，膨胀阀6通过管道31与蒸发器7的入口 701连通，控制阀5由电磁阀构成，蒸发器7的出口 702通过管道32与蒸发压力调节阀8连接，蒸发压力调节阀8与储气罐9的入口 901连通，储气罐9的出口 902连接有吸入压力调节阀15，吸入压力调节阀15 通过管道33与压缩机1的低压气体吸入口 102连通。制冷系统工作原理如下，压缩过程压缩机1吸入蒸发器7出口处的低温低压的制冷剂气体，把它压缩成高温高压的制冷剂气体排除压缩机1。散热过程高温高压的过热制冷剂气体进入冷凝器2，由于压力及温度的降低，制冷剂气体冷凝成制冷剂液体，并排出大量的热量。请参照图19，冷凝器2采用空气式冷凝器，其一侧设置有风机38，以便于加快散热。节流过程温度和压力较高的制冷剂液体通过膨胀阀6后体积变大，压力和温度急剧下降，以雾状(细小液滴)排出膨胀阀6。吸热过程雾状制冷剂液体进入蒸发器7，因此时制冷剂沸点远低于蒸发器7内温度，故制冷剂液体蒸发成制冷剂气体。在蒸发过程中大量吸收周围的热量，使缓冲槽27内的防冻液的温度下降，而后低温低压的制冷剂蒸气又进入压缩机1。达到循环制冷的目的。 这样，制冷剂在系统中经过压缩、冷凝、节流、蒸发四个基本过程完成一个制冷循环。膨胀阀6对制冷剂起节流降压作用、同时控制和调节流入蒸发器7中制冷剂液体的数量，并将系统分为高压侧和低压侧两大部分。本实用新型的创新之处在于采用一号、二号循环系统进行双重循环，其目的是便于温度控制，一号循环系统与缓冲槽27连通，二号循环系统与工作槽沈连通，缓冲槽27和工作槽26内部都布置有温度传感器。降温阶段，制冷系统起主导作用，电加热器25起辅助调节作用，制冷系统中的蒸发器7使缓冲槽27降温，一号循环泵13使缓冲槽27内的防冻液循环流动，二号循环泵23 使工作槽26内的防冻液循环流动，缓冲槽27的温度始终比工作槽沈的温度低4至5摄氏度，通过温度传感器来实时检测工作槽沈和缓冲槽27内的温度变化，如果工作槽沈温度下降太快，则控制台16会开启电加热器25，为工作槽沈内的防冻液加入热量，同时减小制冷系统的输出功率，缓和温度下降过程，如果工作槽26温度下降太慢，则控制台16会减小电加热器25的输出功率，同时增加制冷系统的输出功率，加快温度下降过程，上述的温度调节过程是在极小的温度梯度范围内进行的，使温度变化不会出现较大的波动，而是按线性关系均勻的下降。升温阶段，电加热器25起主导作用，制冷系统起辅助调节作用，通过温度传感器来实时检测工作槽沈和缓冲槽27内的温度变化，如果工作槽沈温度上升太快，则控制台 16会增加制冷系统的输出功率，同时减小电加热器25的输出功率，缓和温度上升过程，如果工作槽沈温度上升太慢，则控制台16会增大电加热器25的输出功率，同时减小制冷系统的输出功率，加快温度上升过程，上述的温度调节过程是在极小的温度梯度范围内进行的，使温度变化不会出现较大的波动，而是按线性关系均勻的上升，保持阶段，控制台16会根据工作槽沈和缓冲槽27内温度传感器反馈的信息，自动调整制冷系统与电加热器的输出功率，让冻融箱20内部的热量积累或散失和冷量积累或散失相对平衡，使温度保持稳定。
权利要求1. 一种混凝土单面冻融试验机，包括机箱、冻融箱、制冷系统、一号循环系统、二号循环系统以及多个试验桶，机箱、冻融箱都是长方体形，冻融箱安装在机箱的上方，冻融箱的顶部安装有保温顶盖，制冷系统由压缩机、冷凝器、干燥过滤器、储液罐、蒸发器、蒸发压力调节阀、储气罐、吸入压力调节阀组成，其特征是冻融箱的上部设置有多个横梁，横梁将冻融箱分成多个测试区，所述试验桶布置在这些测试区中，冻融箱的下部设置有储液槽，储液槽分为上、下两层，上层为工作槽、下层为缓冲槽，工作槽的底部通过溢流口与缓冲槽连通，工作槽和缓冲槽内部充满防冻液，所述蒸发器安装在冻融箱的底面上，一号循环系统由一号上行管道、一号下行管道、一号循环泵、一号电磁阀组成，二号循环系统由二号上行管道、二号下行管道、二号循环泵、二号电磁阀、电加热器组成，所述压缩机、冷凝器、干燥过滤器、储液罐、蒸发压力调节阀、储气罐、吸入压力调节阀、一号循环泵、二号循环泵、电加热器都安装在机箱内，各系统的连接结构为一号上行管道、一号下行管道分别与缓冲槽的入口、出口连接，一号上行管道、一号下行管道之间通过一号循环泵、一号电磁阀连接成回路，二号上行管道、二号下行管道分别与工作槽的入口、出口连接，二号上行管道、二号下行管道之间通过二号电磁阀、二号循环泵、电加热器连接成回路，压缩机的高压气体排出口通过管道与冷凝器的入口连接，冷凝器的出口通过管道与干燥过滤器的入口连接，干燥过滤器的出口通过管道与储液罐的入口连接，储液罐的出口连接有控制阀、膨胀阀，膨胀阀通过管道与蒸发器的入口连通，蒸发器的出口通过管道与蒸发压力调节阀连接，蒸发压力调节阀与储气罐的入口连接，储气罐的出口与吸入压力调节阀连接，吸入压力调节阀通过管道与压缩机的低压气体吸入口连通。
专利摘要一种混凝土单面冻融试验机，包括机箱、冻融箱、制冷系统、一号循环系统、二号循环系统以及多个试验桶，冻融箱安装在机箱的上方，制冷系统由压缩机、冷凝器、干燥过滤器、储液罐、蒸发器、蒸发压力调节阀、储气罐、吸入压力调节阀组成，冻融箱的上部设置有多个测试区，试验桶布置在这些测试区中，冻融箱的下部设置有储液槽，储液槽由工作槽和缓冲槽组成，工作槽和缓冲槽内部充满防冻液，蒸发器安装在冻融箱的底面上，一号循环系统与缓冲槽连通，二号循环系统与工作槽连通，本设备可以同时对多个混凝土试件进行冻融试验，自动化水平高，试验过程不需要人工干预，混凝土试件密闭在冻融箱中，不与外界大气环境接触，测量数据准确。
文档编号G01N25/20GK202281758SQ20112043525
公开日2012年6月20日 申请日期2011年11月7日 优先权日2011年11月7日
发明者杜长林, 王彦伟, 陈俊良 申请人:北京首瑞测控技术有限公司