CN102094779B - 混凝土泵及调节该泵中对摆动执行器的驱动压力值的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明披露了一种混凝土泵以及调节混凝土泵中对摆动执行器的驱动压力值的方法，其中的摆动液压回路中包括摆动驱动压力控制模块；摆动驱动压力控制模块根据第一压力值F1和/或第二压力值F2调节摆动液压回路对摆动执行器的摆动驱动压力值F，其中第一压力值F1为搅拌液压回路中的油液压力值，第二压力值F2为砼缸液压回路中的油液压力值。该混凝土泵及该方法避免了因混凝土的性质不同或其他工况不同而导致的执行器对S形分配阀提供过高或过低的压力，进而避免S形分配阀产生高速冲击及噪声以及整个结构体产生惯性冲击和振动，或S形分配阀无法摆动的情况。
Description
技术领域
本发明涉及混凝土泵领域，尤其涉及一种混凝土泵及调节该泵中对摆动执行器的驱动压力值的方法。
背景技术
如图1和图2所示，混凝土泵包括向目的地输送混凝土的输送管A和混凝土泵的主机部分B。其中混凝土泵的主机部分包括料斗18、一对砼缸(第一砼缸20和第二砼缸21、一对主油缸(第一主油缸13和第二主油缸14)、S形分配阀17以及一对摆动油缸(第一摆动油缸11和第二摆动油缸12)等。其中，砼缸用于从料斗中向输送管泵送混凝土，由交替运动的主油缸驱动；S形分配阀17位于料斗18中，并与输送管连接，S形分配阀17交替的与其中的一个砼缸来连通，以分配混凝土，此时另外的一个砼缸就从料斗中吸取混凝土。具体地，S形分配阀的交替摆动是由一个或多个的执行器(例如摆动油缸)实现的。
另外，如图3所示，混凝土泵中还包括蓄能器7和恒压泵5。蓄能器7提供一个压力冲击使S形分配阀在摆动时达到足够的加速度和速度以保证泵送动作和分配管道的协调性及足够的流量。执行器主要用于驱动S形分配阀的重力，S形分配阀与其他机械部分的摩擦力，S形分配阀内混凝土柱的切断力及料斗18内混凝土的阻力。恒压泵5用于给蓄能器7提供压力油，蓄能器7的压力上限由恒压泵5决定。当蓄能器7压力充至目标值称恒压泵5压力切断值时，恒压泵5的输出流量自动减小，甚至为0，此时蓄能器7中的压力大小与恒压泵5的压力切断值相等。
如图2所示，现有的混凝土泵的泵送工作逻辑为：
第一主油缸13在控制系统的操控下推进时，第一摆动油缸11和第二摆动油缸12将驱动S形分配阀接通第一主油缸13侧的第一砼缸20，此时第一主油缸13将第一砼缸20内的混凝土推入S形分配阀，第二主油缸14将料斗18内的混凝土吸入第二砼缸21；当两个主油缸运动到预定位置时，将进行如下转换，第二主油缸14在动力源及控制系统的操控下推进时，摆动油缸将驱动S形分配阀摆动以接通第二主油缸14侧的第二砼缸21，此时第二主油缸14将第二砼缸21内的混凝土推入S形分配阀，第一主油缸13将料斗18内的混凝土吸入第一砼缸20；直到两个主油缸再次运动到预定位置，系统将重复上述所有逻辑。这样混凝土泵就实现了将料斗18内的混凝土不断输出到S形分配阀中，再经输送管(如图1所示)输送的目的地。
图3给出了实现以上逻辑的一种液压控制回路，其中，第一电磁换向阀1和第一小液动换向阀2用于驱动第一液动换向阀3换向，第一液动换向阀3用于驱动主油缸换向；同样道理，第二电磁换向阀8和第二小液动换向阀9用于驱动第二液动换向阀10换向，第二液动换向阀10用于驱动摆动油缸换向。其中主油缸包括第一主油缸13和第二主油缸14，摆动油缸包括第一摆动油缸11和第二摆动油缸12。第一油泵4用于驱动主油缸，第二油泵5用于驱动摆动油缸。第二油泵5向蓄能器7中提供液压油，蓄能器7驱动第一摆动油缸11和第二摆动油缸12的摆动。
当泵送不同性质的混凝土时，蓄能器7向摆动油缸(执行器)提供的油液压力可能过高或过低，导致执行器对S形分配阀提供的压力过大或过小。如料斗中的混凝土为低粘度的混凝土时，执行器提供的过多压力(能量)将使S形分配阀产生高速冲击及噪声，同时引起整个结构体的惯性冲击和振动，也将造成不必要的能量损失；如料斗中的混凝土粘度较高，执行器提供的压力不够会造成S形分配阀无法摆动。有时，操作者可能根据某次泵送的工况对蓄能器7向摆动油缸(执行器)提供的油液压力进行人为的调整，从而调节对S形分配阀提供的压力，然而即便是在泵送相同混凝土的条件下，压力也应该是多变的。
发明内容
本发明所要解决的一个技术问题是提供一种混凝土泵，能够根据S形分配阀所受阻力大小调节摆动液压回路对摆动执行器的摆动驱动压力值。
本发明所要解决的另一个技术问题是提供一种调节该混凝土泵中对摆动执行器的驱动压力值的方法。
为解决上述技术问题，根据本发明的一个方面，提供了一种混凝土泵，包括：料斗，其中装有混凝土；S形分配阀，位于料斗中；摆动执行器，与S形分配阀连接，通过摆动液压回路驱动，控制S形分配阀的摆动；搅拌机构，位于料斗中，通过搅拌液压回路驱动，搅拌料斗中的混凝土；以及砼缸，与S形分配阀的一端连接，通过砼缸液压回路驱动，以向外输出混凝土或吸取混凝土，摆动液压回路中包括摆动驱动压力控制模块；摆动驱动压力控制模块根据第一压力值F1和/或第二压力值F2调节摆动液压回路对摆动执行器的摆动驱动压力值F，其中第一压力值F1为搅拌液压回路中的油液压力值，第二压力值F2为砼缸液压回路中的油液压力值。
进一步地，搅拌液压回路中设置有搅拌压力传感器，用于感测该搅拌液压回路中的油液压力，获得第一压力值F1；砼缸液压回路中设置有泵送压力传感器，用于感测该砼缸液压回路中的油液压力值，获得第二压力值F2。
进一步地，摆动驱动压力值F＝F1×a+F2×b，其中a为第一系数，b为第二系数。
进一步地，第一系数的取值范围为0.3-1，第二系数的取值范围为0.1-0.6。
进一步地，摆动执行器为摆动油缸；摆动液压回路包括：蓄能器，其出油口连接至摆动油缸的有杆腔或无杆腔，向摆动油缸提供驱动压力；恒压泵，其出油口连接蓄能器的进油口，向蓄能器提供液压油；驱动压力控制模块为减压阀，设置在恒压泵的出油口与蓄能器的进油口之间的油路中，用于调节恒压泵向蓄能器输出的液压油的压力。
进一步地，摆动油缸包括第一摆动油缸和第二摆动油缸；蓄能器与第一摆动油缸和第二摆动油缸之间设置有第二液动换向阀，第二液动换向阀的主进油口连接蓄能器的出油口，第一工作油口连接第一摆动油缸的无杆腔，第二工作油口连接第二摆动油缸的无杆腔。
进一步地，砼缸包括第一砼缸和第二砼缸；砼缸液压回路包括：主油泵；第一主油缸和第二主油缸，第一主油缸和第二主油缸的活塞杆分别连接至第一砼缸和第二砼缸；第一液动换向阀，其主进油口连接主油泵的出油口，第一工作油口连接第一主油缸的有杆腔，第二工作油口连接第二主油缸的有杆腔；泵送压力传感器设置在主油泵的出油口与第一液动换向阀的主进油口之间的油路中。
进一步地，搅拌机构为设置有叶片的搅拌轴；搅拌液压回路包括：搅拌液压马达，其输出轴连接搅拌轴；搅拌油泵，其出油口连接搅拌液压马达的进油口；搅拌压力传感器设置在搅拌油泵的出油口与搅拌液压马达的进油口之间的油路中。
根据本发明的另一个方面，提供了一种调节混凝土泵中对摆动执行器的驱动压力值的方法，包括：接收第一压力值F1和/或第二压力值F2，其中第一压力值F1是搅拌液压回路中的油液压力值；第二压力值F2是泵送液压回路中的油液压力值；根据第一压力值F1和/或第二压力值F2调节摆动液压回路对摆动执行器的驱动压力值F。
进一步地，根据第一压力值F1和第二压力值F2调节对摆动执行器的驱动压力值F的步骤包括：使用公式F＝F1×a+F2×b计算驱动压力值F，其中，a为第一系数，b为第二系数，第一系数和第二系数通过工程试验测出。
进一步地，第一系数的取值范围为0.3-1，第二系数的取值范围为0.1-0.6。
本发明具有以下有益效果：
本发明中的摆动液压回路中包括了摆动驱动压力控制模块，而该摆动驱动压力控制模块根据第一压力值F1和/或第二压力值F2调节摆动液压回路对摆动执行器的摆动驱动压力值F，其中所述第一压力值F1为所述搅拌液压回路中的油液压力值，所述第二压力值F2为所述砼缸液压回路中的油液压力值。由于第一压力值F1和第二压力值F2能够反映S形分配阀摆动的时候所受到的阻力大小，从而该摆动驱动压力控制模块根据该第一压力值F1和第二压力值F2来随时调节摆动液压回路对摆动执行器的摆动驱动压力值F。这样，就避免了因混凝土的性质不同或其他工况不同而导致的执行器对S形分配阀提供过高或过低的压力，进而避免S形分配阀产生高速冲击及噪声以及整个结构体产生惯性冲击和振动，或S形分配阀无法摆动的情况。
除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1是混凝土泵的整体结构示意图；
图2是一种混凝土泵的除输送管外的结构示意图；
图3现有技术中的混凝土泵的一种液压控制回路示意图；
图4示出了根据本发明的第一实施例的混凝土泵的液压控制回路示意图；
图5示出了根据本发明的第一实施例的调节混凝土泵中对摆动执行器的驱动压力值的方法的流程图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。
如图2所示，根据本发明的第一实施例的混凝土泵的主机结构与现有技术中的混凝土泵相同，包括料斗18、S形分配阀17、摆动执行器、搅拌机构和砼缸。其中，料斗18中装有混凝土；S形分配阀17位于料斗18中；摆动执行器与S形分配阀17连接，通过摆动液压回路驱动，控制S形分配阀17的摆动；搅拌机构(图中未示出)位于料斗18中，通过搅拌液压回路驱动，搅拌料斗18中的混凝土；砼缸与S形分配阀17的一端连接，通过砼缸液压回路驱动，以向S形分配阀17中输入混凝土或从S形分配阀17中吸取混凝土。
优选地，从图2中可以看出，在本实施例中，摆动执行器为摆动油缸，更优选地，包括第一摆动油缸11和第二摆动油缸12。从图3中可以看到，摆动液压回路包括蓄能器7和恒压泵5，其中蓄能器7的出油口连接至第一摆动油缸11和第二摆动油缸12的有杆腔或无杆腔，在本实施例中为无杆腔，向摆动油缸提供驱动压力；恒压泵5的其出油口连接蓄能器7的进油口，向蓄能器7提供液压油。
优选地，在蓄能器7与第一摆动油缸11和第二摆动油缸12之间设置有第二液动换向阀10，第二液动换向阀10的主进油口连接蓄能器7的出油口，第一工作油口连接第一摆动油缸11的无杆腔，第二工作油口连接第二摆动油缸12的无杆腔。这样，蓄能器就能驱动第一摆动油缸11的活塞杆伸出，同时第二摆动油缸12的活塞杆缩回，或者第一摆动油缸11的活塞杆缩回，同时第二摆动油缸12的活塞杆伸出，以带动S形分配阀17摆动。
另外，优选地，如图2和图4所示，砼缸包括第一砼缸20和第二砼缸21；上述的砼缸液压回路还包括主油泵4、第一主油缸13和第二主油缸14和第一液动换向阀3。其中，第一主油缸13和第二主油缸14的活塞杆分别连接至第一砼缸20和第二砼缸21；第一液动换向阀3的主进油口连接主油泵4的出油口，第一工作油口连接第一主油缸13的有杆腔，第二工作油口连接第二主油缸14的有杆腔，这样，主油泵4就能带动第一主油缸13和第二主油缸14的活塞杆朝相反的方向运动，从而驱动第一砼缸20向外输出混凝土，第二砼缸21吸取混凝土，或驱动第一砼缸20吸取混凝土，第二砼缸21向外输出混凝土。
其中，如图4所示，在本实施例中，第一电磁换向阀1和第一小液动换向阀2用于驱动第一液动换向阀3换向；同样道理，第二电磁换向阀8和第二小液动换向阀9用于驱动第二液动换向阀10换向。
在本实施例中，上述的搅拌机构为设置有叶片的搅拌轴；上述的搅拌液压回路包括搅拌液压马达31和搅拌油泵30。其中，搅拌液压马达31的输出轴连接该搅拌轴；搅拌油泵30的出油口连接搅拌液压马达31的进油口。这样就可以驱动搅拌机构的搅拌轴转动，搅拌轴带动其上的叶片转动，起到了搅动混凝土的作用。
在本实施例中，摆动液压回路中包括摆动驱动压力控制模块；该摆动驱动压力控制模块根据第一压力值F1和第二压力值F2调节摆动液压回路对摆动执行器的摆动驱动压力值F，或者根据第一压力值F1和第二压力值F2中的一个来调节摆动液压回路对摆动执行器的摆动驱动压力值F。其中第一压力值F1为搅拌液压回路中的油液压力值，第二压力值F2为砼缸液压回路中的油液压力值。
可以理解，由于该第一压力值F1和第二压力值F2能够反映S形分配阀摆动的时候所受到的阻力大小，从而该摆动驱动压力控制模块可以根据该第一压力值F1和第二压力值F2来随时调节摆动液压回路对摆动执行器的摆动驱动压力值F，使之相应于混凝土的状况随时保持合适的大小。这样，就避免了因混凝土的性质不同或其他工况不同而导致的执行器对S形分配阀17提供过高或过低的压力，进而避免S形分配阀17产生高速冲击及噪声以及整个结构体产生惯性冲击和振动，或S形分配阀17无法摆动的情况。
优选地，如图4所示，在本实施例中，该驱动压力控制模块为减压阀19，设置在恒压泵5的出油口与蓄能器7的进油口之间的油路中，用于调节恒压泵5向蓄能器7输出的液压油的压力。恒压泵和蓄能器的工作原理如下：恒压泵用于给蓄能器提供压力油，蓄能器的压力上限由恒压泵决定。当蓄能器压力充至目标值(称恒压泵压力切断值)时，恒压泵的输出流量自动减小，甚至为0，此时蓄能器中的压力大小与恒压泵的压力切断值相等。可以理解，通过减压阀19调节恒压泵5向蓄能器7输出的液压油的压力，即可调节蓄能器7对摆动执行器(本实施例中为第一摆动油缸11和第二摆动油缸12)的驱动压力，进而调节第一摆动油缸11和第二摆动油缸12对S形分配阀的驱动力。当然，减压阀19仅为一种调节恒压泵5向蓄能器7输出的液压油的压力的实现方式，在实践中，也可以使用其他的多种调节方式，例如，可以使用恒压泵中设置的油泵压力切断值调节机构等来调节。
更优选地，如图4所示，在本实施例中，搅拌液压回路中设置有搅拌压力传感器S1，用于感测该搅拌液压回路中的油液压力，获得上述第一压力值F1；砼缸液压回路中设置有泵送压力传感器S2，用于感测该砼缸液压回路中的油液压力值，获得上述第二压力值F2。具体地，从图中可以看到，搅拌压力传感器S1设置在搅拌油泵30的出油口与搅拌液压马达31的进油口之间的油路中，；泵送压力传感器S2设置在主油泵4的出油口与第二液动换向阀3的主进油口之间的油路中。
另外，优选地，该摆动驱动压力值F可以通过以下公式来计算出：F＝F1×a+F2×b，其中a为第一系数，b为第二系数，a和b都是通过工程测试来得出。更优选地，第一系数的取值范围为0.3-1，第二系数的取值范围为0.1-0.6。
根据本发明的另一个方面，还提供了一种调节混凝土泵中摆动液压回路对摆动执行器驱动的驱动压力值的方法，如图5所示，该方法包括以下步骤：
S101：接收第一压力值F1和/或第二压力值F2，其中第一压力值F1是搅拌液压回路中的油液压力值；第二压力值F2是泵送液压回路中的油液压力值；
S102：根据第一压力值F1和/或第二压力值F2调节摆动液压回路对摆动执行器的驱动压力值F。
其中，步骤S102包括：使用公式F＝F1×a+F2×b计算驱动压力值F，其中，a为第一系数，b为第二系数，第一系数和第二系数通过工程试验测出。更优选地，第一系数的取值范围为0.3-1，第二系数的取值范围为0.1-0.6。
该方法根据该第一压力值F1和第二压力值F2来随时调节摆动液压回路对摆动执行器的摆动驱动压力值F，使之相应于混凝土的状况随时保持合适的大小。这样，就避免了因混凝土的性质不同或其他工况不同而导致的执行器对S形分配阀17提供过高或过低的压力，进而避免S形分配阀17产生高速冲击及噪声以及整个结构体产生惯性冲击和振动，或S形分配阀17无法摆动的情况。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种混凝土泵，包括：
料斗(18)，其中装有混凝土；
S形分配阀(17)，位于所述料斗(18)中；
摆动执行器，与所述S形分配阀(17)连接，通过摆动液压回路驱动，控制所述S形分配阀(17)的摆动；
搅拌机构，位于所述料斗(18)中，通过搅拌液压回路驱动，搅拌所述料斗(18)中的混凝土；以及
砼缸，与所述S形分配阀(17)的一端连接，通过砼缸液压回路驱动，以向外输出混凝土或吸取混凝土，
其特征在于，
所述摆动液压回路中包括摆动驱动压力控制模块；
所述摆动驱动压力控制模块根据第一压力值F1和第二压力值F2调节所述摆动液压回路对所述摆动执行器的摆动驱动压力值F，其中所述第一压力值F1为所述搅拌液压回路中的油液压力值，所述第二压力值F2为所述砼缸液压回路中的油液压力值，所述摆动驱动压力值F＝F1×a+F2×b，其中a为第一系数，b为第二系数。
2.根据权利要求1所述的混凝土泵，其特征在于，
所述搅拌液压回路中设置有搅拌压力传感器(S1)，用于感测该搅拌液压回路中的油液压力，获得所述第一压力值F1；
所述砼缸液压回路中设置有泵送压力传感器(S2)，用于感测该砼缸液压回路中的油液压力值，获得所述第二压力值F2。
3.根据权利要求1所述的混凝土泵，其特征在于，所述第一系数的取值范围为0.3-1，所述第二系数的取值范围为0.1-0.6。
4.根据权利要求1所述的混凝土泵，其特征在于，
所述摆动执行器为摆动油缸；
所述摆动液压回路包括：
蓄能器(7)，其出油口连接至所述摆动油缸的有杆腔或无杆腔，向所述摆动油缸提供驱动压力；
恒压泵(5)，其出油口连接所述蓄能器(7)的进油口，向所述蓄能器(7)提供液压油；
所述驱动压力控制模块为减压阀(19)，设置在所述恒压泵(5)的出油口与所述蓄能器(7)的进油口之间的油路中，用于调节所述恒压泵(5)向所述蓄能器(7)输出的液压油的压力。
5.根据权利要求4所述的混凝土泵，其特征在于，
所述摆动油缸包括第一摆动油缸(11)和第二摆动油缸(12)；
所述蓄能器(7)与所述第一摆动油缸(11)和第二摆动油缸(12)之间设置有第二液动换向阀(10)，所述第二液动换向阀(10)的主进油口连接所述蓄能器(7)的出油口，第一工作油口连接所述第一摆动油缸(11)的无杆腔，第二工作油口连接所述第二摆动油缸(12)的无杆腔。
6.根据权利要求5所述的混凝土泵，其特征在于，
所述砼缸包括第一砼缸(20)和第二砼缸(21)；
所述砼缸液压回路包括：
主油泵(4)；
第一主油缸(13)和第二主油缸(14)，所述第一主油缸(13)和第二主油缸(14)的活塞杆分别连接至所述第一砼缸(20)和所述第二砼缸(21)；
第一液动换向阀(3)，其主进油口连接所述主油泵(4)的出油口，第一工作油口连接所述第一主油缸(13)的有杆腔，第二工作油口连接所述第二主油缸(14)的有杆腔；
所述泵送压力传感器(S2)设置在所述主油泵(4)的出油口与所述第一液动换向阀(3)的主进油口之间的油路中。
7.根据权利要求1所述的混凝土泵，其特征在于，
所述搅拌机构为设置有叶片的搅拌轴；
所述搅拌液压回路包括：
搅拌液压马达(31)，其输出轴连接所述搅拌轴；
搅拌油泵(30)，其出油口连接所述搅拌液压马达(31)的进油口；
所述搅拌压力传感器(S1)设置在所述搅拌油泵(30)的出油口与所述搅拌液压马达(31)的进油口之间的油路中。
8.一种调节混凝土泵中对摆动执行器的驱动压力值的方法，其特征在于，包括：
接收第一压力值F1和第二压力值F2，其中所述第一压力值F1是搅拌液压回路中的油液压力值；所述第二压力值F2是泵送液压回路中的油液压力值；
根据所述第一压力值F1和所述第二压力值F2调节摆动液压回路对摆动执行器的驱动压力值F，根据所述第一压力值F1和所述第二压力值F2调节对摆动执行器的驱动压力值F的步骤包括：
使用公式F＝F1×a+F2×b计算所述驱动压力值F，
其中，a为第一系数，b为第二系数，所述第一系数和所述第二系数通过工程试验测出。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述第一系数的取值范围为0.3-1，所述第二系数的取值范围为0.1-0.6。
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