专利名称：一种新型混凝土快速冻融试验装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种混凝土试验装置，具体涉及一种新型混凝土快速冻融试验装置。
技术背景在寒冷地区，混凝土冻害是影响混凝土耐久性，造成建筑、道路和桥梁过早破坏的最主要的原因之一。我国北方地区冬季都处在较低的温度环境中，路面、桥梁、河流、海洋平台和高层建筑物受冻害破坏极为严重，比如德令哈-天骏的大桥、黑龙江省哈绥公路和北京市西直门立交桥、通辽发电厂的冷却塔筒壁等都遭受冻融破坏而发生表皮剥落、空鼓等现象。由于冻融现象对混凝土破坏严重，包括我国在内的很多国家都制定了规范对混凝土的抗冻性进行评价和控制。我国最早的抗冻性试验方法是《普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法》(GB/T82-85)中制定的慢冻法和快冻法，该标准目前已经更新为《普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法》(GB/T50082-2009)。而〈ASTM C66697〉是美国材料试验协会推荐的混凝土快速冻融的试验方法，分为A和B两种方法，分别和我国规范中的快冻法和慢冻法相似。在新的国标中，快冻法是使混凝土试件处在水冻水融的快速循环状态下，评价混凝土试件的抗冻性，在快冻法的试验中，单次循环温度从(5±2°C )降到(_18±2°C )，升温从(_18±2°C )到(5±2°C )，在2h 4h内完成。试验连续进行直到规定的循环次数或者混凝土试件动弹性模量减小到初始值的60%或者试件的质量损失率达到5%为止。实用新型专利“混凝土快速冻融试验装置”(ZL 97200590. O)是一种早期的利用混凝土快冻法评价混凝土抗冻性能的装置，该装置利用电加热棒或电加热阀门达到混凝土试件升温的目的，工作效率低下，工作能耗较大，加热部件长时间加热容易损坏；由于研发时间较早，电控装置无法达到智能操作的目的。
实用新型内容为了解决现有试验装置工作效率低，工作能耗较大，加热部件长时间加热容易损坏以及操作不方便的技术问题，本实用新型提供一种新型混凝土快速冻融试验装置。为实现上述目的，本实用新型的技术方案如下一种新型混凝土快速冻融试验装置，所述试验装置包括冷热交换机组、试验箱以及控制装置，所述控制装置分别与冷热交换机组和试件箱连接。作为上述技术方案的进一步改进，所述冷热交换机组内部包括制冷压缩机，与制冷压缩机连通的风冷冷凝器，与制冷压缩机连通的板式换热器；所述制冷压缩机与风冷冷凝器和板式换热器之间设置有四通阀，所述冷热交换机组与四通阀之间设置有油液分离器；所述冷热交换机组内部还包括压力保护装置，第一储液罐，第二储液罐，设置于板式换热器与第一储液罐之间的第一路控制阀门，设置于风冷冷凝器与第二储液罐之间的第二路控制阀门，设置于试验箱与板式换热器之间的冷热水自吸循环泵；所述制冷压缩机上设置有高压口和低压口 ；所述压力保护装置分别连接在高压口和低压口上。作为上述技术方案的进一步改进，所述试验箱包括与冷热交换机组和试件箱连接的箱体。作为上述技术方案的进一步改进，所述控制装置上设置有测温装置、工控机、彩色触摸液晶屏、嵌入式打印机、工作指示灯、开关以及报警灯。作为上述技术方案的进一步改进，所述板式换热器上设置有第一端口和第二端□。作为上述技术方案的进一步改进，所述第一路控制阀门由膨胀阀、单向阀和过滤器组成；作为上述技术方案的进一步改进，所述第二路控制阀门由单向阀和过滤器组成。·实施本实用新型的一种新型混凝土快速冻融试验装置，具有以下有益效果I.该装置利用冷热交换机组的热交换达到混凝土试件升温的目的，工作效率较高，工作能耗较小，有效避免了电加热部件易损的问题；2.该装置采用先进的技术结合彩色液晶显示屏和嵌入式打印机及其他部件，达到智能操作的目的。
图I是本实用新型的结构示意图；图2是本实用新型的制冷时制冷剂流向示意图；图3是本实用新型的加热时制冷剂流向示意图。
具体实施方式
如图I所示，本实用新型所述的新型混凝土快速冻融试验装置，包括冷热交换机组I、试验箱2和控制装置3。冷热交换机组I内部包括制冷压缩机101、风冷冷凝器102、板式换热器103，该板式换热器103上设置有第一端口 1031和第二端口 1032)、油液分离器104、压力保护装置105、四通阀106、第一储液罐107、第二储液罐108、第一路控制阀门10，该第一路控制阀门10包括膨胀阀109、单向阀110和过滤器111，第二路控制阀门11，该第二路控制阀门11包括单向阀112和过滤器113 ;冷热水自吸循环泵114 ;压力保护装置105分别连接在制冷压缩机101的高压口 1011和低压口 1012上，该机组利用制冷压缩机控制制冷剂的物理状态，利用四通阀106切换不同的管道通路，利用板式换热器103的高、低压环境使制冷剂汽化或液化，利用汽化时的吸热现象，使板式换热器103内临近管道通路内的传热介质一一防冻液降温，利用液化时的放热现象，使防冻液升温。监控制冷压缩机101的工作状态并反馈给控制装置3中的工控机302，由工控机302调整工作状态，控制设备正常运行。试验箱2包括箱体201，试验箱由箱体和管道通路组成，箱体内设有试件架，用来固定符合标准的橡胶试件盒，试验时，在橡胶试件盒中放入混凝土试块并注入水，在试验箱内加入传热介质——防冻液，防冻液在冷热水自吸循环泵的作用下进出板式换热器，与临近管道通路内的制冷剂发生热交换，从而达到试验箱内制冷和加热的目的。控制装置3包括测温装置301、工控机302、彩色触摸液晶屏303、嵌入式打印机304、工作指示灯305、开关306和报警灯307。开关306控制整套设备的启动和停止。开启后用户利用彩色触摸液晶屏303向工控机302下达用户指令，设置参数，显示数据和冻融曲线。测温装置301放置在试验箱2的箱体201内部，监控设备运行过程中试块的温度并反馈给工控机302，工控机302根据温度确定设备采取何种工作模式(加热或制冷)。嵌入式打印机304根据工控机302的指令实时打印工作数据或历史数据。工作指示灯305显示设备处在加热或制冷模式。报警灯307接受工控机302的指令，在工作状态异常的情况下报警。如图2所示，需要对试件箱2的箱体201内部制冷的时候，制冷剂沿图中箭头方向运动。控制装置3控制四通阀106连接相应的管道通路，制冷剂从制冷压缩机101高压端口 1011出，经四通阀106流向风冷冷凝器102，风冷冷凝器102对管道中的制冷剂(此时处于高温高压的状态)进行降温，制冷剂逐渐液化成液体，进入第一储液罐107，经过第一路控制阀门中的过滤器111、膨胀阀109、单向阀110进入板式换热器103中，此时控制装置3控制四通阀106切换为板式换热器103第一端口 1031经四通阀106与制冷压缩机101低压口 1012连通，在制冷压缩机101作用下和第一路控制阀门的控制下，板式换热器103内的制冷管道处于低压状态，制冷剂从第二端口 1032进入板式换热器103，汽化为气态，吸收大量热量，使临近密封管路中的防冻液温度快速降温，在冷热水自吸循环泵114的作用下，
已经转变为低温的防冻液进入试件箱2，使箱体201中的混凝土试件温度降低，达到制冷的效果，而板式换热器103中挥发的制冷剂从第一端口 1031流出，通过四通阀106和制冷压缩机101低压口 1012进入制冷压缩机101，高压压缩后继续往返工作，从而完成整个制冷过程。需要对试件箱加热的时候，制冷剂沿图中箭头方向运动。控制装置3控制四通阀106连接相应的管道通路，制冷剂从制冷压缩机101高压端口 1011出，经四通阀106通过板式换热器103第一端口 1031进入板式换热器103，高压作用下气态的制冷剂液化成液态并放出大量热量，使临近密封管路中的防冻液温度快速升温，在冷热水自吸循环泵114的作用下，已经转变为高温的防冻液进入试件箱2，使箱体201中的混凝土试件温度升高，达到加热的效果，而板式换热器103中冷凝的制冷剂从第二端口 1032流出，进入第二储液罐108，随后经过滤器113和单向阀112进入风冷冷凝器102，通过四通阀106和制冷压缩机101低压口1012回到制冷压缩机101，高压压缩后继续往返工作，从而完成整个加热过程。
权利要求1.一种新型混凝土快速冻融试验装置，其特征在于所述试验装置包括冷热交换机组(I)、试验箱(2)以及控制装置(3)，所述控制装置(3)分别与冷热交换机组(I)和试件箱(3)连接。
2.根据权利要求I所述的新型混凝土快速冻融试验装置，其特征在于所述冷热交换机组(I)内部包括制冷压缩机(101)，与制冷压缩机(101)连通的风冷冷凝器(102)，与制冷压缩机(101)连通的板式换热器(103);所述制冷压缩机(101)与风冷冷凝器(102)和板式换热器(103)之间设置有四通阀(106)，所述冷热交换机组⑴与四通阀(106)之间设置有油液分离器(104)； 所述冷热交换机组(I)内部还包括压力保护装置(105)，第一储液罐(107)，第二储液罐(108)，设置于板式换热器(103)与第一储液罐(107)之间的第一路控制阀门(10)，设置于风冷冷凝器(102)与第二储液罐(108)之间的第二路控制阀门(11)，设置于试验箱(2)与板式换热器(103)之间的冷热水自吸循环泵(114)； 所述制冷压缩机(101)上设置有高压口(1011)和低压口(1012);所述压力保护装置(105)分别连接在高压口 (1011)和低压口 (1012)上。
3.根据权利要求2所述的新型混凝土快速冻融试验装置，其特征在于所述试验箱(2)包括与冷热交换机组(I)和试件箱(3)连接的箱体(201)。
4.根据权利要求3所述的新型混凝土快速冻融试验装置，其特征在于所述控制装置(3)上设置有测温装置(301)、工控机(302)、彩色触摸液晶屏(303)、嵌入式打印机(304)、工作指示灯(305)、开关(306)以及报警灯(307)。
5.根据权利要求4所述的新型混凝土快速冻融试验装置，其特征在于所述板式换热器(103)上设置有第一端口(1031)和第二端口(1032)。
6.根据权利要求5所述的新型混凝土快速冻融试验装置，其特征在于所述第一路控制阀门(10)由膨胀阀(109)、单向阀(110)和过滤器(111)组成。
7.根据权利要求6所述的新型混凝土快速冻融试验装置，其特征在于所述第二路控制阀门(11)由单向阀(112)和过滤器(113)组成。
专利摘要本实用新型提供一种新型混凝土快速冻融试验装置，所述试验装置包括冷热交换机组、试验箱以及控制装置，所述控制装置分别与冷热交换机组和试件箱连接。本实用新型解决现有试验装置工作效率低，工作能耗较大，加热部件长时间加热容易损坏以及操作不方便的技术问题；该装置利用冷热交换机组的热交换达到混凝土试件升温的目的，工作效率较高，工作能耗较小，有效避免了电加热部件易损的问题；采用先进的技术结合彩色液晶显示屏和嵌入式打印机及其他部件，达到智能操作的目的。
文档编号G01N25/14GK202720205SQ201220364229
公开日2013年2月6日 申请日期2012年7月26日 优先权日2012年7月26日
发明者陈庆利 申请人:陈庆利