CN100392247C - 可实现连续出料的混凝土泵送方法及混凝土泵送装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种可实现连续出料的混凝土泵送方法及混凝土泵送装置，通过控制装置对混凝土泵送装置中左泵送缸和右泵送缸的分配阀分别进行单独控制，使左泵送缸和右泵送缸通过各自的分配阀分别在泵送出料时与泵出口连通或在吸料时与料斗保持连通，且左泵送缸的左泵送油缸和右泵送缸的右泵送油缸中任意一个泵送油缸的泵出行程时间大于或等于另外一个泵送油缸的吸料行程时间与其分配阀往返换向时间之和。本发明能够使混凝土泵送装置实现连续出料，提高混凝土泵送装置的工作效率，从而能够解决混凝土泵送装置间断出料所造成的冲击等问题，延长混凝土泵送装置及配套设备使用寿命。
Description
技术领域
本发明主要涉及到混凝土泵送机械领域，特指一种可实现连续出料的混凝土泵送方法及混凝土泵送装置。
背景技术
现有技术中，混凝土泵送装置包括料斗、分配阀机构、液压控制机构以及泵送机构，其中泵送机构包括左泵送缸和右泵送缸，左泵送油缸和右泵送油缸分别通过分配阀机构与料斗或泵出口相连，左泵送缸和右泵送缸在吸料时通过分配阀机构使其与料斗连通，左泵送缸和右泵送缸在泵送出料时通过分配阀机构使其与泵出口连通，液压控制机构对左泵送油缸、右泵送油缸、分配阀机构进行控制，其工作原理是：当左泵送油缸中的活塞在液压控制机构的控制下进行泵出行程时，左泵送缸与泵出口连通，同时右泵送缸处于吸料过程中，左泵送油缸和右泵送油缸中活塞的往复在其行程的终端转换，由于两驱动油缸的有杆腔或无杆腔是用油管接通的，因此两活塞的运动是同步的，即两活塞总是反向同时抵达其终端位置。在这个往复转换过程中，液压控制机构同时控制分配阀机构的动作，使左泵送缸转为与料斗连通，并使右泵送缸与泵出口连通。
这种现有技术混凝土泵的特点是：在两泵送缸的泵出行程之间，即在分配阀转换的时间内，泵送缸的泵出处于停止状态，因此出料中断，其泵出的物料是间断的、断续的。在循环工作周期内，有如下关系：
1.T＝Tb+Tx+Tfx+Tfb
2.Tb＝Tx
3.Tb＜Tx+Tfx+Tfb
4.Tfx＝Tfb
5.Td＝Tfx
6.Tb＝1/2T-Tfx
式中：Tb：泵出行程时间
Tx：吸料行程时间
Tfx：分配阀换向接料斗动作时间
Tfb：分配阀换向接泵出口动作时间
Td：左右泵送缸泵出间断时间
T：泵送装置循环工作周期
结合上式可知：混凝土泵送装置的泵出行程时间小于循环工作周期的一半，分配阀换向动作时间中断了左泵送缸和右泵送缸泵出混凝土的连续性，每当泵出行程开始时，均要克服输送管内混凝土较大的静态起动惯性阻力，其对液压系统以及机械部分的频频冲击造成以下诸多问题：
一、对泵送机械
1.间断出料对泵送液压系统冲击大，易造成元件损坏及泄漏。
2.间断出料的混凝土泵，其左右泵送油缸串联管腔中的液压油难以换出冷却，易造成过热变质发黑，以致影响整个系统。
3.间断出料的混凝土泵，其泵送油缸的内泄使左右泵送油缸串联管腔内的油量变化，引起其油缸行程变化，影响泵送效率，常需手动补油恢复行程。
4.液压冲击使得分配阀接合面漏浆，混凝土可泵性变差，易堵管堵泵。
二、对输送管
1.间断出料频频克服混凝土的静态起动阻力，其对输送管冲击大，输送管易产生摆动，加大外部磨损。
2.间断出料冲击易使管卡变形，造成输送管接口处漏浆，混凝土可泵性变差，易堵管。
三、对布料机械部分
1.间断出料的冲击使得专用布料杆设备及混凝土泵车臂架等产生摆动、晃动与扭摆等，频繁的冲击使其结构部分产生开裂、开焊、变形等疲劳破坏。
2.间断出料的冲击使得泵车支腿部分同样会因受到冲击而疲劳破损。
3.布料机及泵车出料管口摇摆幅度大，落料不准，易造成浪费或发生事故。
四、对动力设备
1.间断出料冲击负荷会使柴油机油耗增加，工况变差，影响可靠性及寿命。
2.间断出料冲击负荷会使电机发热增加，电流冲击影响电网稳定。
五.对环境
1.间断出料冲击产生噪声大，柴油机烟度排放增大，不利于环境保护。
发明内容
本发明要解决的技术问题就在于：针对现有技术存在的技术问题，本发明提供一种能够使混凝土泵送装置实现连续出料，提高混凝土泵送装置的工作效率，从而能够解决混凝土泵送装置间断出料所造成的冲击等问题，延长混凝土泵送装置及配套设备使用寿命的可实现连续出料的混凝土泵送方法及混凝土泵送装置。
为解决上述技术问题，本发明提出的解决方案为：一种可实现连续出料的混凝土泵送方法，其特征在于：通过控制装置对混凝土泵送装置中左泵送缸和右泵送缸的分配阀分别进行单独控制，使左泵送缸和右泵送缸通过各自的分配阀分别在泵送出料时与泵出口保持连通或在吸料时与料斗保持连通，且左泵送缸的左泵送油缸和右泵送缸的右泵送油缸中任意一个泵送油缸的泵出行程时间大于或等于另外一个泵送油缸的吸料行程时间与其分配阀往返换向时间之和。
所述控制装置包括分配阀控制机构和泵送油缸控制机构，泵送油缸控制机构对左泵送油缸和右泵送油缸分别进行独立控制，分配阀控制机构对左分配阀油缸和右分配阀油缸分别进行独立控制。
一种可实现连续出料的混凝土泵送装置，它包括料斗、左分配阀、右分配阀、左泵送缸、右泵送缸、泵出口以及液压控制机构，左泵送缸和右泵送缸分别通过左分配阀和右分配阀与料斗或泵出口相连通，其特征在于：所述液压控制机构包括第一变量泵、第二变量泵、第一换向阀、第二换向阀、第三换向阀、第四换向阀以及分别与各换向阀相连的位置信号采集装置，第一变量泵分别通过第一换向阀和第二换向阀与左泵送缸的左泵送油缸和右泵送缸的右泵送油缸相连；第二变量泵输出端的一路通过第三换向阀与左分配阀油缸相连，第二变量泵输出端的另一路通过第四换向阀与右分配阀油缸相连，同时第二变量泵的输出端分别通过第一换向阀和第二换向阀与左泵送缸的左泵送油缸和右泵送缸的右泵送油缸相连。
所述第一变量泵和第二变量泵的输出端均设有溢流阀。
所述左分配阀和右分配阀为闸板阀或S管阀。
所述第一换向阀、第二换向阀、第三换向阀以及第四换向阀为电控的换向阀、液控的换向阀或由先导阀及二通插装阀组成的换向阀。
与现有技术相比，本发明的优点就在于：本发明可实现连续出料的混凝土泵送方法及混凝土泵送装置，使左泵送油缸和右泵送油缸中任意一个泵送油缸的泵出行程时间大于或等于另外一个泵送油缸的吸料行程时间与其分配阀往返换向时间之和，这样的话，整个混凝土泵送装置的泵送出料成为连续性出料，大大提高了混凝土泵送装置的工作效率以及可靠性和适用性。而且还能够解决现有技术中混凝土泵送装置间断出料所造成的过大冲击、过大噪音等问题，从而延长混凝土泵送装置及配套设备的使用寿命，使施工现场的环境更为环保，为施工现场工作人员创造出一个良好的工作环境。
附图说明
图1是本发明混凝土泵送装置的主视结构原理示意图；
图2是本发明混凝土泵送装置的俯视结构原理示意图；
图3是本发明液压控制机构的结构原理示意图；
图4是本发明实施例1的控制原理示意图一；
图5是本发明实施例1的控制原理示意图二；
图6是本发明实施例1的控制原理示意图三；
图7是本发明实施例1的控制原理示意图四；
图8是本发明实施例2的控制原理示意图一；
图9是本发明实施例2的控制原理示意图二；
图10是本发明实施例2的控制原理示意图三；
图11是本发明实施例2的控制原理示意图四。
图例说明
1、左泵送缸 2、右泵送缸
3、第一换向阀 4、第二换向阀
5、第三换向阀 6、第四换向阀
7、左分配阀油缸 8、右分配阀油缸
9、第一变量泵 10、第二变量泵
11、料斗 12、泵出口
141、第一传感器 142、第二传感器
143、第三传感器 144、第四传感器
15、左分配阀 16、右分配阀
17、溢流阀 101、左泵送油缸
201、右泵送油缸
具体实施方式
以下将结合附图和具体实施例对本发明做进一步详细说明。
本发明的一种可实现连续出料的混凝土泵送方法，通过控制装置对混凝土泵送装置中左泵送缸1和右泵送缸2的分配阀分别进行单独控制，使左泵送缸1和右泵送缸2通过各自的分配阀分别在泵出行程时与泵出口12保持连通或在吸料时与料斗11保持连通，且左泵送缸1的左泵送油缸101和右泵送缸2的右泵送油缸201中任意一个泵送油缸的泵出行程时间大于或等于另外一个泵送油缸的吸料行程时间与其分配阀往返换向时间之和，例如利用泵送油缸有杆腔与无杆腔的速比关系，可以调整泵出行程时间与吸料行程时间的关系。控制装置包括分配阀控制机构和泵送油缸控制机构，泵送油缸控制机构对左泵送油缸101和右泵送油缸201分别进行独立控制，分配阀控制机构对左分配阀油缸7和右分配阀油缸8分别进行独立控制。当任一泵送油缸的泵出行程时间等于另外一个泵送油缸的吸料行程时间与其分配阀往返换向时间之和时，左泵送缸1和右泵油缸2泵出行程的时间相连接续，使泵送出料实现连续出料，再由于是单独对各自分配阀进行控制，因此不会因为统一动作，而使分配阀机构的动作时间造成出料的间断，因此可实现左泵送缸1和右泵送缸2的泵出作业连续、出料连续，如下式所示，
1.Tb＞Tx
2.Tb＝Tx+Tfx+Tfb
3.Td＝0
4.Tb＝1/2T
式中：Tb：泵出行程时间
Tx：吸料行程时间
Tfx：分配阀换向接料斗动作时间
Tfb：分配阀换向接泵出口动作时间
Td：左右泵送缸泵出间断时间
T：泵送装置循环工作周期
在较佳实施例中，为避免控制环节引起的时间滞后及泵送缸吸入效率等因素的影响造成实际泵出时间的瞬间间断，可将左泵送缸1和右泵送缸2的泵出行程时间设计为大于循环工作周期的一半，即任意一个泵送油缸的泵出行程时间大于另外一个泵送油缸的吸料行程时间与其分配阀往返换向时间之和，从而使左泵送缸1和右泵送缸2泵出行程时间部分重合接续，在重合接续时间内，由于左泵送油缸101和右泵送油缸201用同一油泵同时供油，其总流量不变，故泵出的物料流速不变，同时一泵送油缸的起动过程与另一泵送油缸的停止过程均减速进行，其也保证了两泵送油缸动作的平稳过渡，确保无冲击连续出料(参见如下式)。
1.Tb＞Tx+Tfx+Tfb
2.Tb＝1/2T+Tc
3.Tb＞Tx
4.Tc＝1/2(Tb-Tx-Tfx-Tfb)
式中：Tb：泵出行程时间
Tx：吸料行程时间
Tfx：分配阀换向接料斗动作时间
Tfb：分配阀换向接泵出口动作时间
T：泵送装置循环工作周期
Tc：左右泵送缸泵出行程重合接续时间
如图1和图2所示，本发明一种可实现连续出料的混凝土泵送装置，以S阀为例，它包括料斗11、左分配阀15、右分配阀16、左泵送缸1、右泵送缸2、泵出口12以及液压控制机构，左泵送缸1和右泵送缸2分别通过左分配阀15和右分配阀16与料斗11或泵出口12相连通。参见图3，以闸板阀为例，该液压控制机构包括第一变量泵9、第二变量泵10、第一换向阀3、第二换向阀4、第三换向阀5、第四换向阀6以及分别与各换向阀相连的位置信号采集装置，第一变量泵9分别通过第一换向阀3和第二换向阀4与左泵送缸1的左泵送油缸101和右泵送缸2的右泵送油缸201相连，第二变量泵10的输出端分别通过第一换向阀3和第二换向阀4与左泵送缸1的左泵送油缸101和右泵送缸2的右泵送油缸201相连，从而形成独立的泵送油缸控制机构，对左泵送油缸101和右泵送油缸201的往复运动进行控制。第二变量泵10输出端的一路通过第三换向阀5与左分配阀油缸7相连，由第三换向阀5和左分配阀油缸7对左分配阀15进行控制；第二变量泵10输出端的另一路通过第四换向阀6与右分配阀油缸8相连，由第四换向阀6和右分配阀油缸8对右分配阀15进行控制，这样就形成了独立的分配阀控制机构，第二变量泵10对泵送油缸的吸料行程及分配阀换向动作进行控制。本发明中的换向阀可采用电控的或液控的。位置信号采集装置可为数个位置传感器、位移传感器或其他位置信号采集装置，该位置信号采集装置安装于泵送油缸中活塞运动的终端位置，并通过管线与各换向阀相连，当泵送油缸中的活塞运行到终端位置，即要进行工作行程转换、活塞运动方向换向以及分配阀换向运动时，位置信号采集装置将会发出脉冲信号给各相应换向阀，通过换向阀实现各种动作的转换。该位置信号采集装置的脉冲信号可以是电信号的或液压信号的，其传递方式可以是液压式传递或电信号传递，这种脉冲信号的传递可以是即时的或延时的。在较佳实施例中，第一变量泵9和第二变量泵10的输出端均设有溢流阀17，该溢流阀17能够保证液压控制机构的正常工作，分配阀可以采用闸板阀或S管阀。
工作原理：参见图3所示，以闸板阀为例，本发明混凝土泵送装置的工作过程是，液压油由第二变量泵10泵出后，经第一换向阀3进入左泵送油缸101，推动左泵送油缸101内的活塞运动，进行左泵送油缸101的吸料行程；液压油由第一变量泵9泵出经第二换向阀4进入右泵送油缸201，推动右泵送油缸201内的活塞运动，进行右泵送油缸201的泵出行程。此时，由第二变量泵10泵出的一部分液压油经过第三换向阀5进入左分配阀油缸7中，利用左分配阀油缸7对左泵送缸1的左分配阀15进行控制，使左泵送缸1与料斗11连通；另一部分液压油经过第四换向阀6进入右分配阀油缸8中，利用右分配阀油缸8对右泵送缸2的右分配阀16进行控制，使右泵送缸2与泵出口12连通。由于泵送油缸的泵出行程时间大于或等于另外一个泵送油缸的吸料行程时间与其分配阀往返换向时间之和，因此右泵送油缸201内的活塞未达到终端位置时，左泵送油缸101已经完成吸料行程。左泵送油缸101内的活塞到达吸料行程终端位置时，位置信息采集装置发出脉冲信号，经过连接管线将信号传送给第一换向阀3以及第三换向阀5，第一换向阀3将使左泵送油缸101内的活塞反向，实现行程转换，第三换向阀5则通过左分配阀油缸7控制左分配阀15动作，使左泵送缸1与泵出口12连通；接下来，右泵送油缸201内的活塞到达泵送行程终端位置时，位置信息采集装置发出脉冲信号，经过连接管线将信号传送给第二换向阀4以及第四换向阀6，第二换向阀4将使右泵送油缸201内的活塞反向，实现行程转换，第四换向阀6则通过右分配阀油缸8控制右分配阀16动作，使右泵送缸2与料斗11连通。这样的话，左泵送缸1和右泵送缸2的泵出行程之间没有了时间间隔，使混凝土泵送装置实现了连续出料。
实施例1：本实施例以分配阀采用闸板阀为例，闸板阀包括两块分别与左泵送缸1和右泵送缸2配合的闸板，两块闸板由左分配阀油缸7和右分配阀油缸8单独控制，由此构成独立的左分配阀15和右分配阀16。本实施例中左泵送油缸101和右泵送油缸201中任意一个泵送油缸的泵出行程时间大于另外一个泵送油缸的吸料行程时间与其分配阀往返换向时间之和。如图4所示，左泵送油缸101刚刚完成泵出行程，活塞到达终端位置时，位置信号采集装置的第二传感器142产生的脉冲信号传给第三换向阀5和第一换向阀3，第三换向阀5控制左分配阀油缸7，令左分配阀15产生换向动作，使左泵送缸1与料斗11相连，第一换向阀3控制左泵送油缸101中的活塞换向为吸料行程的运动方向，此时右泵送油缸201处于泵出行程中；如图5所示，左泵送油缸101完成吸料行程，活塞到达终端位置后，作为位置信号采集装置的第一传感器141产生的脉冲信号传给第三换向阀5和第一换向阀3，第三换向阀5控制左分配阀油缸7，令左分配阀15产生换向动作，使左泵送缸1与泵出口12相连，第一换向阀3控制左泵送油缸101中的活塞换向为泵出行程的运动方向，而右泵送油缸201仍处于泵出行程中，此时左泵送油缸101和右泵送油缸102处在重合接续时间内；如图6所示，右泵送油缸201刚刚完成泵出行程，活塞到达终端位置时，作为位置信号采集装置的第四传感器144产生的脉冲信号传给第四换向阀6和第二换向阀4，第四换向阀6控制右分配阀油缸8，令右分配阀16产生换向动作，使右泵送缸2与料斗11相连，第二换向阀4控制右泵送油缸201中的活塞换向为吸料行程的运动方向；此时左泵送油缸101处于泵出行程中；如图7所示，右泵送油缸201刚刚完成吸料行程，活塞到达终端位置时，作为位置信号采集装置的第三传感器143产生的脉冲信号传给第四换向阀6和第二换向阀4，第四换向阀6控制右分配阀油缸8，令右分配阀16产生换向动作，使右泵送缸2与泵出口12相连，第二换向阀4控制右泵送油缸201中的活塞转向为泵出行程的运动方向，而左泵送油缸101仍处于泵出行程中，此时左泵送油缸101和右泵送油缸102处在重合接续时间内。整个泵送装置完成一个泵送周期。由此可见，在整个泵送周期内，泵送出料未停顿，为连续出料。
实施例2：本实施例以分配阀采用S阀为例，两个S阀分别与左泵送缸1和右泵送缸2配合使用，两个S阀由左分配阀油缸7和右分配阀油缸8单独控制，构成独立的左分配阀15和右分配阀16。本实施例中左泵送油缸101和右泵送油缸201中任意一个泵送油缸的泵出行程时间等于另外一个泵送油缸的吸料行程时间与其分配阀往返换向时间之和。如图8所示，左泵送油缸101刚刚完成泵出行程，活塞到达终端位置时，作为位置信号采集装置的第二传感器142产生的脉冲信号传给第三换向阀5和第一换向阀3，第三换向阀5左分配阀油缸7，令左分配阀15产生换向动作，使左泵送缸1与料斗11相连，第一换向阀3控制左泵送油缸101中的活塞换向为吸料行程的运动方向；此时右泵送油缸201处于泵出行程中；如图9所示，左泵送油缸101完成吸料行程，活塞到达终端位置时，作为位置信号采集装置的第一传感器141产生的脉冲信号传给第三换向阀5和第一换向阀3，第三换向阀5正控制左分配阀油缸7，令左分配阀15产生换向动作动作，正在使左泵送缸1与泵出口12相连，第一换向阀3控制左泵送油缸101中的活塞换向为泵出行程的运动方向；此时右泵送油缸201将要完成泵出行程；如图10所示，右泵送油缸201刚刚完成泵出行程，活塞到达终端位置时，位置信号采集装置的第四传感器144产生的脉冲信号传给第四换向阀6和第二换向阀4，第四换向阀6控制右分配阀油缸8，令右分配阀16产生换向动作，使右泵送缸2与料斗11相连，第二换向阀4控制右泵送油缸201中的活塞换向为吸料行程的运动方向；此时左泵送油缸101处于泵出行程中；如图11所示，右泵送油缸201刚刚完成吸料行程，活塞到达终端位置时，作为位置信号采集装置的第三传感器143产生的脉冲信号传给第四换向阀6和第二换向阀4，第四换向阀6正控制右分配阀油缸8，令右分配阀16产生换向动作，正在使右泵送缸2与泵出口12相连，第二换向阀4控制右泵送油缸201中的活塞换向为泵出行程的运动方向；此时左泵送油缸101将要完成泵出行程，至此整个泵送装置完成一个泵送周期。由此可见，在整个泵送周期内，泵送出料未停顿，为连续出料。
Claims (7)
1.一种可实现连续出料的混凝土泵送方法，其特征在于：通过控制装置对混凝土泵送装置中左泵送缸(1)和右泵送缸(2)的分配阀分别进行单独控制，使左泵送缸(1)和右泵送缸(2)通过各自的分配阀分别在泵送出料时与泵出口(12)保持连通或在吸料时与料斗(11)保持连通，且左泵送缸(1)的左泵送油缸(101)和右泵送缸(2)的右泵送油缸(201)中任意一个泵送油缸的泵出行程时间大于或等于另外一个泵送油缸的吸料行程时间与其分配阀往返换向时间之和。
2.根据权利要求1所述的可实现连续出料的混凝土泵送方法，其特征在于：所述控制装置包括分配阀控制机构和泵送油缸控制机构，泵送油缸控制机构对左泵送油缸(101)和右泵送油缸(201)分别进行独立控制，分配阀控制机构对左分配阀油缸(7)和右分配阀油缸(8)分别进行独立控制。
3.一种可实现连续出料的混凝土泵送装置，它包括料斗(11)、左分配阀(15)、右分配阀(16)、左泵送缸(1)、右泵送缸(2)、泵出口(12)以及液压控制机构，左泵送缸(1)和右泵送缸(2)分别通过左分配阀(15)和右分配阀(16)与料斗(11)或泵出口(12)相连通，其特征在于：所述液压控制机构包括第一变量泵(9)、第二变量泵(10)、第一换向阀(3)、第二换向阀(4)、第三换向阀(5)、第四换向阀(6)以及分别与各换向阀相连的位置信号采集装置，第一变量泵(9)分别通过第一换向阀(3)和第二换向阀(4)与左泵送缸(1)的左泵送油缸(101)和右泵送缸(2)的右泵送油缸(201)相连；第二变量泵(10)输出端的一路通过第三换向阀(5)与左分配阀油缸(7)相连，第二变量泵(10)输出端的另一路通过第四换向阀(6)与右分配阀油缸(8)相连，同时第二变量泵(10)的输出端分别通过第一换向阀(3)和第二换向阀(4)与左泵送缸(1)的左泵送油缸(101)和右泵送缸(2)的右泵送油缸(201)相连。
4.根据权利要求3所述的可实现连续出料的混凝土泵送装置，其特征在于：所述第一变量泵(9)和第二变量泵(10)的输出端均设有溢流阀(17)。
5.根据权利要求3或4所述的可实现连续出料的混凝土泵送装置，其特征在于：所述左分配阀(15)和右分配阀(16)为闸板阀或S管阀。
6.根据权利要求3或4所述的可实现连续出料的混凝土泵送装置，其特征在于：所述第一换向阀(3)、第二换向阀(4)、第三换向阀(5)以及第四换向阀(6)为电控的换向阀、液控的换向阀或由先导阀及二通插装阀组成的换向阀。
7.根据权利要求5所述的可实现连续出料的混凝土泵送装置，其特征在于：所述第一换向阀(3)、第二换向阀(4)、第三换向阀(5)以及第四换向阀(6)为电控的换向阀、液控的换向阀或由先导阀及二通插装阀组成的换向阀。
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