本实用新型涉及混凝土施工技术领域,特别是涉及一种大体积混凝土冷却水控制装置。
背景技术:
现代建筑中时常涉及到大体积混凝土施工,如高层楼房基础、大型设备基础、水利大坝等。大体积混凝土是指混凝土结构物实体最小几何尺寸不小于1m的大体量混凝土,或预计会因混凝土中胶凝材料水化引起的温度变化和收缩而导致有害裂缝产生的混凝土。大体积混凝土结构由于尺寸大、导热系数低,胶凝材料水化放出的热量难以很快散失,内部升温会很高,从而引起的结构变形和开裂。
在大体积混凝土结构物施工过程中,通常会采用在混凝土内部埋设冷却水管的方法来降低内部温度,从而达到减小混凝土内表温差、防止开裂的目的。对于一些特大型工程,比如港珠澳大桥、深中通道等由于体积较大,需结合温控指标通过多根冷却水管才能达到均匀降温的目的。
目前国内大体积混凝土温度控制还是要靠人工结合温控指标来进行分析判断,然后根据分析判断结果来对冷却水进行控制,从而达到控制混凝土内部温度的目的。由人工方法来分析判断温度数据,对于一些体积不是很大、温度数据也不太多的大体积混凝土工程还是可行的,但对于一些特大型工程,比如港珠澳大桥、深中通道等,需要分析的温度数据的量会很大,在这种情况下温度数据再由人工来分析判断,可能造成温度数据分析不全面、不及时,从而造成对冷却水控制不及时,给裂缝控制带来不可预见风险。
技术实现要素:
本实用新型的目的是针对现有技术中人工控制冷却水存在的数据分析不全面、不及时的问题,而提供一种大体积混凝土冷却水控制装置,该大体积混凝土冷却水控制装置可自动采集待冷却大体积混凝土结构各位点的温度信息,并根据预先设置的温度阈值和降温速率阈值自动分析判断,然后自动控制n个所述分支循环管路上进水电磁阀和回水电磁阀的开启/关闭状态,对n个分支循环管路进行选择性开启/关闭控制,以实现大体积混凝土内部均衡降温。
为实现本实用新型的目的所采用的技术方案是:
一种大体积混凝土冷却水控制装置,包括循环管路和温度采集装置;
所述循环管路包括水泵、通过主通水管道与所述水泵连通的第一分流器、与所述第一分流器选择性连通的n个分支循环管路、将n个分支循环管路汇合的第二分流器和降温水箱;
n个所述分支循环管路与所述第一分流器连接处分别设置有进水电磁阀,n个所述分支循环管路与所述第二分流器连接处分别设置有回水电磁阀;
所述温度采集装置为n个温度传感器,分别设置在n个支循环管路和待冷却大体积混凝土结构接触的地方;
n为分支循环管路和温度传感器的个数,n为≥1的任意整数。
在上述技术方案中,所述进水电磁阀上配备有流量控制阀。
在上述技术方案中,所述主通水管道或降温水箱上安装有换热器。
上述大体积混凝土冷却水控制装置的工作方法,通过控制n个所述分支循环管路上进水电磁阀和回水电磁阀的开启/关闭状态,对n个分支循环管路进行选择性开启/关闭控制,以实现大体积混凝土内部均衡降温。
在上述工作方法中,结合n个温度传感器采集到的各位点的温度信息和控制要求,自动控制各位点对应分支循环管路上进水电磁阀的流量大小,从而控制各位点的降温速率。
在上述工作方法中,所述温度信息包括温度值和降温速率。
在上述工作方法中,当某个位点的温度传感器检测到的温度值超过预先设置的温度阈值时,该位点对应的支循环管路上的进水电磁阀和回水电磁阀同时开启,循环水在该支循环管路上开始循环;
当某个位点的温度传感器检测到降温速率超过预设的降温速率阈值时,该位点对应的支循环管路上的进水电磁阀和回水电磁阀同时关闭,循环水在该支循环管路上停止循环。
上述大体积混凝土冷却水控制装置的电控系统,包括控制模块,n个温度传感器分别与所述控制模块的输入端通讯连接或电连接,n个进水电磁阀和n个回水电磁阀分别与控制模块的输出端通讯连接或电连接;
控制模块接收n个温度传感器采集到的各位点的温度信息,并结合预先设置的温度阈值和降温速率阈值进行分析判断,并向n个进水电磁阀和n个回水电磁阀发出开启/关闭指令;
控制模块接收n个温度传感器采集到的各位点的温度信息,并结合温度控制要求对所述流量控制阀发出流量调节指令。
应用上述大体积混凝土冷却水控制装置浇筑大体积混凝土结构的施工方法,包括以下步骤:
步骤1:先进行垫层基底施工,然后进行钢筋笼的绑扎施工;
步骤2:钢筋b的绑扎施工完成后进行冷却水管的安装施工;
步骤3:冷却水管安装完成后埋设温度传感器,温度传感器埋设在冷却水管附近的混凝土内部;
步骤4:然后进行模板安装施工;
步骤5:然后进行混凝土的浇筑施工。
步骤6:最后开启大体积混凝土冷却水控制装置,对浇筑的大体积混凝土结构进行冷却降温。
与现有技术相比,本实用新型的有益效果是:
1.本实用新型提供的大体积混凝土冷却水控制装置可自动采集待冷却大体积混凝土结构各位点的温度信息,并根据预先设置的温度阈值和降温速率阈值自动分析判断,然后自动控制n个所述分支循环管路上进水电磁阀和回水电磁阀的开启/关闭状态,对n个分支循环管路进行选择性开启/关闭控制,以实现大体积混凝土内部均衡降温。
2.本实用新型提供的大体积混凝土冷却水控制装置结合n个温度传感器采集到的各位点的温度信息和控制要求,自动控制各位点对应分支循环管路上进水电磁阀的流量大小,从而控制各位点的降温速率,以实现大体积混凝土内部均衡降温。
3.本实用新型提供的大体积混凝土冷却水控制装置可自动采集待冷却大体积混凝土结构各位点的温度信息,相比人工采集数据更加及时、全面和准确,并且节约了人力成本,提高了工作效率。
附图说明
图1所示为实施例1中大体积混凝土冷却水控制装置的结构示意图。
图2所示为实施例3中施工步骤1的示意图。
图3所示为实施例3中施工步骤2的示意图。
图4所示为实施例3中施工步骤3的示意图。
图5所示为实施例3中施工步骤4的示意图。
图中:1-水泵,2-主通水管道,3-第一分流器,4-进水电磁阀,5-分支循环管路,6-回水电磁阀,7-第二分流器,8-降温水箱,9-待冷却大体积混凝土结构。
a-垫层基底;b-钢筋笼;ak1-第一进水口;ak2-第二进水口;bk1-第一出水口;bk2-第二出水口;c-第一温度传感器;c’-第二温度传感器;d-模板。
具体实施方式
以下结合具体实施例对本实用新型作进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型,并不用于限定本实用新型。
实施例1
一种大体积混凝土冷却水控制装置,包括循环管路和温度采集装置;
所述循环管路,如图1所示,包括水泵1、通过主通水管道2与所述水泵1连通的第一分流器3、与所述第一分流器3选择性连通的n个分支循环管路5、将n个分支循环管路5汇合的第二分流器7和降温水箱8;
n个所述分支循环管路5与所述第一分流器3连接处分别设置有进水电磁阀4,n个所述分支循环管路5与所述第二分流器7连接处分别设置有回水电磁阀6;
所述温度采集装置为n个温度传感器,分别设置在在n个支循环管路5和待冷却大体积混凝土结构9接触的地方;
n为分支循环管路5和温度传感器的个数,n为≥1的任意整数。
冷却水循环方式:
降温水箱8内部的水经由水泵1进入第一分流器3后通过进水电磁阀4选择性接通某个或某几个支循环管路5,支循环管路5经由待冷却大体积混凝土结构进行热交换后通过回水电磁阀6在第二分流器7汇合,然后通过主通水管道2流回降温水箱8。降温水箱8经外部冷却或向内加冰的方式将循环水降温,以持续循环。
工作时,通过控制n个进水电磁阀4和n个回水电磁阀6的开启/关闭状态,实现n分支循环管路5的选择性开启/关闭。具体来讲,当某个位点的温度传感器检测到的温度高于预设温度时,该位点对应的支循环管路5上的进水电磁阀4和回水电磁阀6同时开启,循环水在该支循环管路5上进行循环,以冷却该位点;当某个位点的温度传感器检测到温度降低速度过快时,该位点对应的支循环管路5上的进水电磁阀4和回水电磁阀6同时关闭,循环水在该支循环管路5上停止循环。
作为优选方式,所述主通水管道2或降温水箱8上安装有换热器。以对冷却循环水进行降温,持续循环。
实施例2
本实施例是在实施例1的基础上介绍其电控系统。通过该电控系统可以实现n个分支循环管路5的选择性开启/关闭。
具体来说,该电控系统包括控制模块,n个温度传感器分别与上述控制模块的输入端通讯连接或电连接。n个进水电磁阀4和回水电磁阀6与控制模块的输出端通讯连接或电连接。控制模块接收n个温度传感器采集到的各位点的温度信息,并结合预先设置的温度阈值和降温速率阈值进行分析判断,并向n个进水电磁阀4和回水电磁阀6发出开启/关闭指令。
当某位点温度超过预先设置的温度阈值时,控制模块向该位点对应的进水电磁阀4和回水电磁阀6发出开启指令,实现该位点对应的分支循环管路5的选择性开始循环;当某位点温度降温速率超过预先设置的降温速率阈值时,控制模块向该位点对应的进水电磁阀4和回水电磁阀6发出关闭指令,实现该位点对应的分支循环管路5选择性停止循环;
实施例3
本实施例是在实施例1的基础上介绍其流量控制功能。
所述进水电磁阀4上配备有流量控制阀。结合n个温度传感器采集到的各位点的温度信息和控制要求,自动控制各位点对应分支循环管路5上进水电磁阀4的流量大小,从而控制各位点的降温速率。
控制模块接收n个温度传感器采集到的各位点的温度信息,并结合温度控制要求通过pid算法对所述流量控制阀发出流量调节指令。
实施例4
实施例4是基于实施例1、实施例2和实施例3介绍其应用案例。
以某个混凝土承台尺寸为5x5x2m立方体结构为例,其施工过程包括以下步骤:
步骤1:先进行垫层基底a施工,然后进行钢筋笼b的绑扎施工,如图2所示;
步骤2:钢筋笼b的绑扎施工完成后进行冷却水管的安装施工,第一进水口ak1和第一出水口bk1组成第一个冷却水分支循环管路,第二进水口ak2和第二出水口bk2组成第二个冷却水分支循环管路,如图3所示;
步骤3:冷却水管安装完成后埋设温度传感器c,温度传感器埋设在冷却水管附近的混凝土内部,第一温度传感器c负责监测第一个冷却水分支循环管路附近混凝土温度变化情况,第二温度传感器c’负责监测第二个冷却水分支循环管路附近混凝土温度变化情况,如图4所示;
步骤4:然后进行模板d安装施工,如图5所示;
步骤5:最后进行混凝土的浇筑施工。
当控制模块接收到第一温度传感器监测到附近混凝土温度高于预设温度时,则开启第一个冷却水分支循环管路的供水;当第一温度传感器监测到附近混凝土温度降低速度过快时,则关闭第一个冷却水分支循环管路的供水。第二个冷却水分支循环管路同理控制。
在实际工程中,可根据实际大体积混凝土尺寸设置多个(n个)分支循环管路,并相应设置多个(n个)测温仪,这样控制模块根据不位置温度变化情况控制相应位置冷却水分支循环管路的供水。
施工结束之后,拆除模板d,锯掉裸露的分支循环管路,混凝土内部的分支循环管路在其内部起到一定的支撑作用。
为了易于说明,实施例中使用了诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语,其仅仅用来将一个与另一个具有相同名称的部件区分开来,而不一定要求或者暗示这些部件之间存在任何这种实际的关系或者顺序。
以上所述仅是本实用新型的优选实施方式,应当指出的是,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本实用新型原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。