国网冀北电力有限公司张家口供电公司;国家电网有限公司;河北建筑工程学院陈伟获国家专利权
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龙图腾网获悉国网冀北电力有限公司张家口供电公司;国家电网有限公司;河北建筑工程学院申请的专利一种混凝土预制构件养护-维护一体化电热系统和方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN119407935B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-11-07发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202411796711.4,技术领域涉及:B28B11/24;该发明授权一种混凝土预制构件养护-维护一体化电热系统和方法是由陈伟;刘仲洋;顾宇森;任俊;田佳鑫;王逸舸;周占学;卜跃刚;宋金哥;潘雨洁设计研发完成,并于2024-12-09向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种混凝土预制构件养护-维护一体化电热系统和方法在说明书摘要公布了:本申请公开了一种混凝土预制构件养护‑维护一体化电热系统和方法,涉及混凝土构件的快速养护和寒区供暖、除冰融雪技术领域,该系统包括混凝土模型、碳纤维发热组和温度控制设备;其中,混凝土模型用于碳纤维发热组的安装并对混凝土构件进行固定支撑和保温;碳纤维发热组作为电热元件内置于混凝土构件中,既可实现制造阶段的快速养护,又可在使用阶段具有发热功能,用于寒区供暖和除冰融雪;温度控制设备连接发热组,智能调节温度以满足养护和发热供暖或融雪需求,满足全生命周期的温度管理。本申请可快速预制具备自发热功能的混凝土构件,实现预制构件功能一体化制造,提升混凝土养护和寒区维护的综合效率。
本发明授权一种混凝土预制构件养护-维护一体化电热系统和方法在权利要求书中公布了:1.一种混凝土预制构件养护-维护一体化电热系统,应用于混凝土构件的快速制造阶段和寒区维护阶段,所述快速制造阶段为混凝土浇筑振实后进行养护得到所述混凝土构件的阶段,所述寒区维护阶段为所述混凝土构件表面的供暖或冰雪融化的阶段,其特征在于,所述混凝土预制构件养护-维护一体化电热系统包括混凝土模型、碳纤维发热组和温度控制设备; 所述混凝土模型,内部放置碳纤维发热组,外部安装保温模具,用于在所述快速制造阶段,对浇筑的混凝土进行固定支撑和保温,以使浇筑的混凝土快速养护成型后得到所述混凝土构件; 所述碳纤维发热组,设置于所述混凝土模型的内部,既作为快速制造阶段地快速养护的电加热元件,用于通电后产生热量对预制的混凝土构件进行快速养护,又在混凝土构件的寒区维护阶段通电后提供供暖或融雪化冰功能; 所述温度控制设备,与所述碳纤维发热组连接,用于实时采集环境温度和控制功率,并根据所述环境温度调节所述碳纤维发热组电加热时的温度,以使在所述快速制造阶段,所述混凝土构件的温度处于第一温度区间;以及在所述寒区维护阶段,所述混凝土构件的温度处于第二温度区间;所述第一温度区间为满足所述混凝土构件的快速养护需求对应的温度区间,所述第二温度区间为满足所述混凝土构件表面的供暖或融雪化冰需求对应的温度区间; 所述碳纤维发热组包括若干并联的条状碳纤维束,所述条状碳纤维束的两端分别通过电极与一根供电电缆的一端连接,所述供电电缆的另一端与所述温度控制设备连接; 对混凝土构件内部的条状碳纤维束通电,由于焦耳热效应和热传导,并使混凝土构件达到所需温度,遵循以下公式计算: P=[h·A·T-t+m·cT-T始△t]·a; 其中,P是功率,单位为w,h是碳纤维束热传递系数,单位为wm2·℃,A是碳纤维束布置表面积,单位为m2,T是混凝土构件所需温度,单位为℃,t是环境温度,单位为℃,m是混凝土构件的质量,单位为kg,c是混凝土的比热容,单位为Jkg·℃,T始是混凝土构件的初始温度,单位为℃,Δt是升温所需时间,单位为s,a是修正系数; 在快速制造阶段,采取3-4倍的维持功率快速升温;在寒区维护阶段,采取1-2倍的维持功率快速升温; 所述温度控制设备包括温度采集模块和电压电流控制模块; 所述温度采集模块与所述电压电流控制模块连接,所述电压电流控制模块还与所述供电电缆连接; 所述温度采集模块用于实时采集所述环境温度,所述电压电流控制模块用于根据所述环境温度,通过调节所述碳纤维发热组输入的电压和电流的大小,来控制所述碳纤维发热组电加热时的温度; 所述温度采集模块包括测温线,测温线包括金属头,金属头靠近所述混凝土模型的表面,金属头用于实时采集所述环境温度; 电极采用高导电石墨胶的方式与条状碳纤维束、供电电缆相连接;条状碳纤维束的材质为环氧树脂-碳纤维束复合材料;所述条状碳纤维束和所述供电电缆的连接处包裹有一层环氧树脂层,所述环氧树脂层的表面还包裹有一层热缩管; 所述碳纤维发热组绑扎在钢筋网上,在混凝土模型中均匀分布四个混凝土垫块,绑好碳纤维发热组的钢筋网放置在混凝土垫块上,确保碳纤维发热组距离混凝土模型下表面20mm处;所述测温线固定在钢筋网上,确保测温线的金属头在距离混凝土模型表面20mm距离以内; 还包括高反射性板,高反射性板设置于混凝土构件的上表面,且与所述碳纤维发热组相对设置,高反射性板用于反射所述碳纤维发热组产生的热量;高反射性板的材质为聚氨酯-碳纤维复合材料;在寒区维护阶段,混凝土构件反向放置,高反射性板位于混凝土构件的下表面。
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