[发明专利]一体流温控制装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种一体化通水流量和温度控制装置，简称一体流温控制装置，尤其涉及一种在大体积混凝土通水热交换中温度采集、流量采集与控制一体化流温控制装置。

背景技术

大型水电工程中大体积混凝土的温度应力涉及大坝开裂风险，其发展过程可以分为三个阶段：（1）早期应力，自浇筑混凝土开始，至水泥放热作用基本结束时止，一般约一个月左右。这个阶段有两个特点：一是因水泥水化作用而发出大量水化热，而引起温度场的急剧变化；二是混凝土弹性模量随着时间而急剧变化；（2）中期应力，自水泥放热作用基本结束时至混凝土冷却到最终稳定温度时，这个时期中温度应力是由于混凝土的冷却及外界温度变化所引起的，这些应力与早期产生的温度应力相叠加。与此期间，混凝土弹性模量还有一些变化，但变化幅度较小；（3）晚期应力，混凝土完全冷却以后的运行期，温度应力主要是由外界气温和水温的变化所引起的，这些应力与早期和中期的残余应力相互叠加形成了混凝土晚期应力。

在一般气温或严寒地区，大型水电工程中大体积混凝土的通水冷却（或加热）温控，是降低大体积混凝土水化热引起的温度应力，避免开裂和达到设计要求的封拱灌浆温度必须采取的工程技术措施。水电工程通水热交换技术复杂，是工程建设设计与研究重要内容，目前通水冷却或加热的监控主要通过人工球阀、水银温度计和传统水表采用人工记录，然后根据记录数据进行人工现场调控流量。

大体积混凝土浇筑后，经过早期冷却、中期冷却、二期冷却至混凝土温度达到冷却，期间通水数据主要为进出水温度和通水流量。目前进出水温度的测量通常采用水银温度计或者手持数字温度计通过放水测量，实际操作中需要人工在现场打开水管外接水龙头放水进行测量，并进行现场记录，通水流量通过传统水表读数测量，测量误差较大，人为因素干扰大，在此基础上国内也有个别现场采用数字温度计和电动球阀测量，但仍需人到现场通过手持式设备读取温度和流量数据，效率低。控制混凝土温度主要是控制水流量，目前现场的水流量控制设备为一个手动球阀，工人根据前一个时间段的降温效果手动增加或减少球阀开度。目前因为是传统方法，温度和流量数据一般是4小时间隔采集一次。

总之，目前的数据采集方式和控制方式为人工记录和控制，手段落后，精度差，效率低，数据可靠度不高，采集时间间隔长，信息反馈慢。通过将电动球阀、内插式数字测温装置、流量测量装置、通过一体控制电路板集成封装形成一体化流温控制装置，将克服传统方法的不足，极大提高数据的可靠度和采集效率，为大体积混凝土通水冷却（加热）全过程在线实时个性化控制提供技术支持，对提高我国大坝施工水平，保证大坝长期安全稳定具有重要工程和社会意义。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种一体化流温控制装置，能自动采集冷却水管的温度和通水流量，实现对混凝土温控通水的流量和水温进行自动测量和数据传输，并在服务器上对数据进行仿真计算，实时算出控制流量，并下发控制指令控制流量。解决了人工测量记录和控制需要耗费大量人工、手段落后，精度差，效率低，数据可靠度不高，采集时间间隔长，信息反馈慢等缺点，省时省力，测量数据精度、效率高且反馈迅速，能及时调整混凝土温控措施、避免混凝土裂缝，保证工程质量和进度。

为解决上述技术问题，本发明提供一种一体化流量和温度控制装置，包括：外壳；在外壳内具有双向电动球阀，其根据控制指令对流量大小和方向实现控制；内插式数字测温装置，实时测量管内流体温度；双向涡轮流量计，通过输出脉冲、电磁或电流信号，实时传输瞬时或累计流量；一体控制电路板，对双向电动球阀进行控制，对流量和温度进行传输。

其中，该装置还包括：第一活接，其外接主流体管；第二活接，其外接至浇筑仓支管。

其中，所述外壳具有防水、防重物和防电磁干扰的功能。

其中，该装置还包括：集成出线，其外接智能主控制器；所述一体化流量和温度控制装置与智能主控制器通过集成出线交换数据和提供电源。

其中，所述一体化流量和温度控制装置与智能主控制器通过无线交换数据。

其中，从第一活接到第二活接，顺序串联有双向电动球阀、内插式数字测温装置和双向涡轮流量计。

其中，所述内插式数字测温装置包括：一个三通，三通的水平管左右端口分别与双向电动球阀和双向涡轮流量计连接，三通的垂直管内设置绝热密封环、中空螺丝和温度传感器，绝热密封环与温度传感器靠中空螺丝与三通的垂直管内螺纹连接固定。

其中，在三通的垂直管内下部设置绝热密封环，上部设置中空螺丝，温度传感器穿过中空螺丝和绝热密封环插入三通水平管内部。