CN102536933A - 一种泵送液压系统及包括该系统的混凝土泵送设备 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于混凝土泵送设备的泵送液压系统，包括第一主油缸(1)、第二主油缸(2)和交替为所述第一主油缸(1)、第二主油缸(2)供油的主油泵(10)；还包括当所述泵送液压系统换向时，为所述第一主油缸(1)或者所述第二主油缸(2)提供高压液压油、实现快速压实混凝土的稳压装置(12)，所述稳压装置(12)的出油口与所述主油泵(10)的供油路连通。这种泵送液压系统能快速压实输送缸中的混凝土，避免在混凝土压实阶段产生混凝土冲击，提高泵送系统的工作稳定性。本发明还公开了包括上述泵送液压系统的混凝土泵送设备，具有相同的效果。

Description

一种泵送液压系统及包括该系统的混凝土泵送设备
技术领域
本发明涉及工程机械技术领域，尤其涉及一种用于混凝土泵送设备的泵送液压系统。此外，本发明还涉及一种包括上述泵送液压系统的混凝土泵送设备。
背景技术
随着经济建设的快速发展，我国各类大型工程逐渐增多，混凝土泵车也朝着高压大排量的方向发展，特别是对泵送液压系统的工作平稳性提出了更苛刻的要求。
请参考图1，图1为现有技术中一种泵送液压系统的工作原理图；下面简要介绍这种泵送液压系统在工作中存在的缺陷。
如图1所示，该泵送液压系统包括第一主油缸1、第二主油缸2和主油泵10，主油泵10与主油缸之间连接有主换向阀11；该图中还示出了泵送机械系统的结构，泵送机械系统包括第一输送缸3、第二输送缸4，以及设于主油缸和输送缸之间的水箱7，第一输送缸3的第一砼活塞5与第一主油缸1的活塞杆连接，第二输送缸4的第二砼活塞6与第二主油缸2的活塞杆连接，且两个输送缸的前端连接料斗9。
工作过程中，如图1所示，当主换向阀11处于右位工作时，主油泵10向第一主油缸1的无杆腔输送液压油，推动第一输送缸3的砼活塞向分配阀8中排料，进而将混凝土输送至臂架的布料杆中，实现混凝土的泵送；与此同时，第一主油缸1有杆腔的液压油通过油管13输送至第二主油缸2的有杆腔，带动第二输送缸4的砼活塞向后移动，进行吸料；切换主换向阀11使其处于左位工作时，主油泵10向第二主油缸2的无杆腔输送液压油，从而带动第二输送缸4进行排料，第一输送缸3进行吸料。
由此可见，上述泵送液压系统能通过切换主换向阀11的不同工作位置，使得第一输送缸3的第一砼活塞5和第二输送缸4的第二砼活塞6交替往复运动，从而实现混凝土的泵送。
请参考图2，图2为图1中的主油泵在泵送过程中的流量变化趋势图。如图2所示，现有泵送液压系统包括三个工作阶段：
①：正常泵送阶段：此时液压泵按照正常流量输出；
②：换向阶段：当泵送液压系统需要换向时，通常将液压泵的排量调至最小值，从而减小液压泵的流量，这样能够避免在换向过程中产生较大的液压冲击；
③：恢复正常阶段：泵送液压系统换向后，液压泵的排量逐渐增大，直到恢复正常流量，使得泵送液压系统重新恢复到正常泵送阶段，实现混凝土的稳定泵送。
在上述泵送液压系统换向后至恢复正常的过程中，例如图1所示，此时第一输送缸3即将完成低压吸料、准备开始前进排料，第二输送缸4即将完成高压排料、准备开始后退吸料，分配阀8即将由与高压的第二输送缸4连通的状态切换至与低压的第一输送缸3连通的状态；混凝土主要靠大气压和料斗9中的搅拌装置辅助喂料，进入第一输送缸3，因此第一输送缸3的无杆腔内的混凝土不仅稀松，还包含了许多空气，具有很小的压力(小于0.1MPa)；而与高压的第二输送缸4断开的分配阀8内部还处于高压(大约18MPa)的状态，由于第一输送缸3的无杆腔与分配阀8的压力差较大，常常会出现分配阀8中的混凝土倒灌至第一输送缸3的无杆腔的现象，因此第一输送缸3的第一砼活塞5需要首先快速压实这些稀松的混凝土至分配阀8中的高压状态，才能推动混凝土进入分配阀8，从而防止倒灌现象的发生，保证泵送液压系统的工作稳定性。
然而，由于泵送液压系统换向时将液压泵的排量减小到最低，换向后液压泵的排量由最小逐渐增大的速度较慢，需要一定的时间，满足不了输送缸的快速压实混凝土的需要，则会因为混凝土压力不连续造成强烈的混凝土冲击，导致混凝土泵送设备的输送管、臂架、油缸等部件产生大幅振动现象，降低设备使用寿命、影响施工效率，并存在一定的安全隐患。
有鉴于此，亟待针对现有技术中泵送液压系统在混凝土压实阶段存在的技术问题，对现有泵送液压系统进行优化设计，使其能够快速压实输送缸中的混凝土，避免在混凝土压实阶段产生混凝土冲击，提高混凝土泵送设备的工作稳定性。
发明内容
本发明要解决的技术问题为提供一种泵送液压系统，使其能够快速压实输送缸中的混凝土，避免在混凝土压实阶段产生混凝土冲击，提高泵送液压系统的工作稳定性。本发明要解决的另一个技术问题为提供一种包括上述泵送液压系统的混凝土泵送设备。
为解决上述技术问题，本发明提供一种用于混凝土泵送设备的泵送液压系统，包括第一主油缸、第二主油缸和交替为所述第一主油缸、第二主油缸供油的主油泵；还包括当所述泵送液压系统换向时，为所述第一主油缸或者所述第二主油缸提供高压液压油、实现快速压实混凝土的稳压装置，所述稳压装置的出油口与所述主油泵的供油路连通。
优选地，所述稳压装置包括蓄能器和为所述蓄能器供油的动力部件，所述蓄能器的出油口与所述主油泵的供油路连接。
优选地，所述稳压装置还包括单向阀，所述单向阀设于所述动力部件与所述蓄能器之间，且所述单向阀的开口方向由所述动力部件指向所述蓄能器。
优选地，所述稳压装置的动力部件为所述主油泵。
优选地，所述稳压装置的动力部件为齿轮泵，所述蓄能器、所述齿轮泵均通过辅助换向阀与所述第一主油缸、所述第二主油缸连通，且所述蓄能器、所述齿轮泵通过所述辅助换向阀的供油路与所述主油泵的供油路连通。
优选地，所述稳压装置包括恒压泵，所述恒压泵也通过辅助换向阀与所述第一主油缸、所述第二主油缸连通，且所述恒压泵通过所述辅助换向阀的供油路与所述主油泵的供油路连通。
优选地，当所述泵送液压系统处于正常泵送阶段时，所述稳压装置与所述第一主油缸、所述第二主油缸的供油路断开。
优选地，所述主油泵为单向变量泵，所述单向变量泵与所述第一主油缸、第二主油缸之间设有主换向阀；
当所述主换向阀处于第一工作位置时，所述单向变量泵的供油路与所述第一主油缸的无杆腔连通，所述单向变量泵的回油路与所述第二主油缸的无杆腔连通；当所述主换向阀处于第二工作位置时，所述供油路与所述第二主油缸的无杆腔连通，所述回油路与所述第一主油缸的无杆腔连通。
优选地，所述主油泵为双向变量泵，所述双向变量泵的供油路与第一主油缸、所述第二主油缸二者中的一者的无杆腔连通，所述双向变量泵的回油路与二者中的另一者的无杆腔连通。
优选地，所述辅助换向阀为三位四通阀。
本发明所提供的泵送液压系统，其包括当泵送液压系统换向时，为第一主油缸或者第二主油缸提供高压液压油、实现快速压实混凝土的稳压装置，稳压装置的出油口与主油泵的供油路连通。
具体的方案中，上述稳压装置可以包括蓄能器和为蓄能器供油的动力部件，蓄能器的出油口与主油泵的供油路连接。采用这种结构，当泵送液压系统的第二输送缸即将完成排料准备吸料，第一输送缸即将完成吸料准备排料，由于混凝土主要靠大气压和料斗中的搅拌装置辅助喂料，从料斗进入第一输送缸内，使得第一输送缸内部的混凝土不仅稀松，且混有很多空气。此时主油泵的排量尚处于很小的状态，满足不了将第一输送缸中的混凝土快速压实的需要，由于蓄能器的出油口与主油泵的供油路连接，即泵送液压系统在换向时，蓄能器出油口与主油泵的供油路之间存在较大的压差，使得蓄能器迅速释放高压的液压油，该高压液压油提供足够的压力和流量，能够迅速将第一输送缸中的第一砼活塞迅速向前运动，将第一输送缸内的混凝土迅速压实，避免分配阀中的高压混凝土倒灌入第一输送缸中，影响正常的泵送作业。
由此可见，采用上述稳压装置之后的泵送液压系统，能够将输送缸中的混凝土快速压实，避免分配阀中的高压混凝土倒灌入输送缸，大大增强了泵送液压系统的工作稳定性。
本发明还提供一种混凝土泵送设备，包括泵送系统；所述泵送系统包括如上所述的泵送液压系统。
优选地，具体为混凝土泵车。
由于上述泵送液压系统具有上述技术效果，因此，包括该泵送液压系统的混凝土泵送设备也应当具有相应的技术效果，在此不再赘述。
附图说明
图1为现有技术中一种泵送液压系统的工作原理图；
图2为图1中的主油泵在泵送过程中的流量变化趋势图；
图3为本发明所提供的泵送液压系统的第一种具体实施方式的结构示意图；
图4为本发明所提供的泵送液压系统的第二种具体实施方式的结构示意图；
图5为本发明所提供的泵送液压系统的第三种具体实施方式的结构示意图；
图6为本发明所提供的泵送液压系统的第四种具体实施方式的结构示意图；
图7为本发明所提供的泵送液压系统的第五种具体实施方式的结构示意图；
图8为本发明所提供的泵送液压系统的第六种具体实施方式的结构示意图。
其中，图1至图8中的部件名称与附图标记之间的对应关系为：第一主油缸1；第二主油缸2；第一输送缸3；第二输送缸4；第一砼活塞5；第二砼活塞6；水箱7；分配阀8；料斗9；主油泵10；主换向阀11；稳压装置12；油管13；
蓄能器121；动力部件122；单向阀123；辅助换向阀124；恒压泵125。
具体实施方式
本发明的核心为提供一种泵送液压系统，该液压系统能够快速压实输送缸中的混凝土，又能避免在混凝土压实阶段产生混凝土冲击，提高泵送系统的工作稳定性。本发明的另一核心为提供一种包括上述泵送液压系统的混凝土泵送设备。
为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。
本发明提供一种用于混凝土泵送设备的泵送液压系统，该泵送液压系统包括第一主油缸1、第二主油缸2和主油泵10，主油泵10交替为第一主油缸1、第二主油缸2供油。当泵送液压系统换向时，主油泵10的排量可以调至最小值，从而减小主油泵10的流量，避免在换向过程中产生较大的液压冲击；该图还示出了泵送机械系统的结构，泵送机械系统包括第一输送缸3、第二输送缸4，以及设于主油缸和输送缸之间的水箱7，第一输送缸3的第一砼活塞5与第一主油缸1的活塞杆连接，第二输送缸4的第二砼活塞6与第二主油缸2的活塞杆连接，且第一输送缸3、第二输送缸4的前端连接料斗9；
上述泵送液压系统还包括稳压装置12，稳压装置12的出油口与主油泵10的供油路连通，当泵送液压系统换向时，该稳压装置12能够为第一主油缸1或者第二主油缸2提供高压液压油、实现快速压实混凝土。
在一种具体实施方式中，如图3和图4所示，图3为本发明所提供的泵送液压系统的第一种具体实施方式的结构示意图，图4为本发明所提供的泵送液压系统的第二种具体实施方式的结构示意图；上述稳压装置12可以包括蓄能器121和为蓄能器121供油的动力部件122，蓄能器121的出油口与主油泵10的供油路连接。
采用这种结构，当泵送液压系统的第二输送缸4即将完成排料准备吸料，第一输送缸3即将完成吸料准备排料，由于混凝土依靠大气压和料斗9中的搅拌装置辅助喂料，从料斗的出料口进入第一输送缸3内，使得第一输送缸3内部的混凝土不仅稀松，且混有很多空气。此时主油泵10的排量尚处于很小的状态，满足不了将第一输送缸3中的混凝土快速压实的需要，由于蓄能器121的出油口与主油泵10的供油路连接，即泵送液压系统在换向时，蓄能器121出油口与主油泵10的供油路之间存在较大的压差，使得蓄能器121迅速释放高压的液压油，该高压液压油提供足够的压力和流量，能够迅速将第一输送缸3中的第一砼活塞5迅速向前运动，将第一输送缸3内的混凝土迅速压实，避免分配阀8中的高压混凝土倒灌入第一输送缸3中，影响正常的泵送作业。
由此可见，采用上述稳压装置12之后的泵送液压系统，能够将输送缸中的混凝土快速压实，避免分配阀中的高压混凝土倒灌入输送缸，大大增强了泵送液压系统的工作稳定性。
需要说明的是，上文中的方位词“前”指的是图中从左至右的方向，方位词“后”指的是图中从右至左的方向，应当理解，这些方位词是以附图为基准而设立的，它们的出现不应当影响本发明的保护范围。
还可以进一步设置上述稳压装置12的具体结构形式。
在进一步的方案中，如图3所示，上述稳压装置12还可以包括单向阀123，单向阀123设于动力部件122与蓄能器121之间，且单向阀123的开口方向由动力部件122指向蓄能器121。
采用这种结构，在泵送作业过程中，既能保证蓄能器121的动力部件122给蓄能器121正常供油，又能保证蓄能器121的高压液压油不会反方向作用于动力部件122，避免因此产生的压力冲击，进一步保证了泵送液压系统的工作稳定性。
更具体的方案中，如图3所示，上述蓄能器121的动力部件122可以为主油泵10，即蓄能器121直接与主油泵10的出油口连通，由主油泵10直接为蓄能器121供油，且单向阀123设置于主油泵10与蓄能器121之间，这种结构的泵送液压系统具有结构简单的特点。
当然，上述蓄能器121的动力部件122并不仅限于主油泵10，如图5和图6所示，图5为本发明所提供的泵送液压系统的第三种具体实施方式的结构示意图，图6为本发明所提供的泵送液压系统的第四种具体实施方式的结构示意图；上述蓄能器121的动力部件122还可以为齿轮泵，将蓄能器121与齿轮泵的出油口连通，蓄能器121、齿轮泵均通过辅助换向阀124与第一主油缸1、第二主油缸2连通，且蓄能器121、齿轮泵通过辅助换向阀124的供油路与主油泵10的供油路连通。
采用这种结构，在泵送液压系统的工作过程中，当正常泵送时，主油泵10为第一主油缸或第二主油缸供油，齿轮泵作为单独的辅助油源为蓄能器121供油，不断增强蓄能器121内部液压油的压力；当泵送液压系统处于换向阶段时，蓄能器121中的高压液压油迅速释放，实现混凝土快速压实后，齿轮泵继续为释放压力后的蓄能器121进行充油。由此可见，整个泵送过程中，主油泵10的输出流量仅用于为第一主油缸1或第二主油缸2的吸料、排料，即主油泵10无需向蓄能器121中输送额外的液压油，便于通过对主油泵10排量的调节实现对第一主油缸1、第二主油缸2的稳定控制，相对于采用主油泵10同时为两个主油缸和蓄能器121供油的泵送液压系统(如图3和图4所示)，这种结构的泵送液压系统能够实现更为稳定的泵送作业。此外，由于齿轮泵的结构简单、成本较低，使得稳压装置12的工作安全、可靠，价格便宜。
当然，上述稳压装置12并不仅限于采用蓄能器121的结构形式，在另一种具体实施方式中，如图7和图8所示，图7为本发明所提供的泵送液压系统的第五种具体实施方式的结构示意图，图8为本发明所提供的泵送液压系统的第六种具体实施方式的结构示意图；上述稳压装置12还可以包括恒压泵125，恒压泵125也通过辅助换向阀124与第一主油缸1、第二主油缸2连通，且恒压泵125通过辅助换向阀124的供油路与主油泵10的供油路连通。
采用这种结构形式，当泵送液压系统处于换向阶段，主油泵10的排量减小时，恒压泵125可以输出高压液压油给正在排料的主油缸，起到稳压的作用，实现混凝土的快速压实。
更进一步的方案中，对于上述利用恒压泵125稳压或者采用蓄能器121与齿轮泵结合实现稳压的泵送液压系统，当泵送液压系统处于正常泵送阶段时，稳压装置12与第一主油缸1、第二主油缸2的供油路断开。
采用这种结构，当泵送液压系统正常泵送时，恒压泵125或者齿轮泵均不会向主油缸输送压力油，即主油泵10与恒压泵125、主油泵10与齿轮泵的输出压力互不干涉，以避免两个油源同时向第一主油缸1或第二主油缸2输送液压油造成的资源浪费，也避免了恒压泵125或者齿轮泵输出流量对主油泵10输出流量造成干扰，进一步保证了泵送液压系统的工作稳定性和可靠性。
总结而言，如图3、图5和图7所示，上述包括稳压装置12的泵送液压系统可以具体为开式液压系统，即主油泵10为单向变量泵，单向变量泵与第一主油缸1、第二主油缸2之间还设有主换向阀11；
当主换向阀11处于第一工作位置时，单向变量泵的供油路与第一主油缸1的无杆腔连通，单向变量泵的回油路与第二主油缸2的无杆腔连通；当主换向阀11处于第二工作位置时，供油路与第二主油缸2的无杆腔连通，回油路与第一主油缸1的无杆腔连通。
当然，上述包括稳压装置12的泵送液压系统还可以为闭式液压系统，如图4、图6和图8所示，主油泵10为双向变量泵，双向变量泵的供油路与第一主油缸1、第二主油缸2二者中的一者的无杆腔连通，双向变量泵的回油路与二者中的另一者的无杆腔连通。
需要说明的是，无论开式液压系统还是闭式液压系统，凡是包括在换向时能够对第一主油缸1或第二主油缸2输送高压液压油，利用额外补充流量实现快速压实混凝土的稳压装置的泵送液压系统均应当属于本发明的保护范围。
此外，上述具体实施方式均以主油泵10的供油路、回油路连通主油缸的无杆腔，两个主油缸的有杆腔通过油管13连通为例，介绍了上述泵送液压系统的工作过程和技术效果，当然，上述泵送液压系统并不仅限于上述结构，还可以采用主油泵10的供油路、回油路连通主油缸的有杆腔，两个主油缸的无杆腔通过油管13连通的结构。
具体的方案中，上述辅助换向阀124为三位四通阀。三位四通阀能够简单方便地实现稳压装置12与主油泵10的供油路、回油路连接，并且还具有结构简单、成本较低的特点。当然，上述辅助换向阀124还可以为其他结构形式的换向阀。
此外，本发明还提供一种混凝土泵送设备，包括泵送系统和臂架等，泵送系统包括泵送机械系统、泵送电气系统和如上所述的泵送液压系统。
由于上述泵送液压系统具有上述技术效果，因此包括该泵送液压系统的混凝土泵送设备也应当具有相同的技术效果，在此不再赘述。具体地，上述混凝土泵送设备可以具体为混凝土泵车，当然，还可以为混凝土拖泵、湿喷机等其他混凝土泵送设备，凡是包括上述泵送液压系统的混凝土泵送设备均应当属于发明的保护范围内。
以上对本发明所提供的一种泵送液压系统及包括该系统的混凝土泵送设备进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (12)

1.一种用于混凝土泵送设备的泵送液压系统，包括第一主油缸(1)、第二主油缸(2)和交替为所述第一主油缸(1)、第二主油缸(2)供油的主油泵(10)；其特征在于，还包括当所述泵送液压系统换向时，为所述第一主油缸(1)或者所述第二主油缸(2)提供高压液压油、实现快速压实混凝土的稳压装置(12)，所述稳压装置(12)的出油口与所述主油泵(10)的供油路连通。
2.根据权利要求1所述的用于混凝土泵送设备的泵送液压系统，其特征在于，所述稳压装置(12)包括蓄能器(121)和为所述蓄能器(121)供油的动力部件(122)，所述蓄能器(121)的出油口与所述主油泵(10)的供油路连接。
3.根据权利要求2所述的用于混凝土泵送设备的泵送液压系统，其特征在于，所述稳压装置(12)还包括单向阀(123)，所述单向阀(123)设于所述动力部件(122)与所述蓄能器(121)之间，且所述单向阀(123)的开口方向由所述动力部件(122)指向所述蓄能器(121)。
4.根据权利要求3所述的用于混凝土泵送设备的泵送液压系统，其特征在于，所述稳压装置(12)的动力部件(122)为所述主油泵(10)。
5.根据权利要求3所述的用于混凝土泵送设备的泵送液压系统，其特征在于，所述稳压装置(12)的动力部件(122)为齿轮泵，所述蓄能器(121)、所述齿轮泵均通过辅助换向阀(124)与所述第一主油缸(1)、所述第二主油缸(2)连通，且所述蓄能器(121)、所述齿轮泵通过所述辅助换向阀(124)的供油路与所述主油泵(10)的供油路连通。
6.根据权利要求1所述的用于混凝土泵送设备的泵送液压系统，其特征在于，所述稳压装置(12)包括恒压泵(125)，所述恒压泵(125)也通过辅助换向阀(124)与所述第一主油缸(1)、所述第二主油缸(2)连通，且所述恒压泵(125)通过所述辅助换向阀(124)的供油路与所述主油泵(10)的供油路连通。
7.根据权利要求5或6所述的用于混凝土泵送设备的泵送液压系统，其特征在于，当所述泵送液压系统处于正常泵送阶段时，所述稳压装置(12)与所述第一主油缸(1)、所述第二主油缸(2)的供油路断开。
8.根据权利要求1-6任一项所述的用于混凝土泵送设备的泵送液压系统，其特征在于，所述主油泵(10)为单向变量泵，所述单向变量泵与所述第一主油缸(1)、第二主油缸(2)之间设有主换向阀(11)；
当所述主换向阀(11)处于第一工作位置时，所述单向变量泵的供油路与所述第一主油缸(1)的无杆腔连通，所述单向变量泵的回油路与所述第二主油缸(2)的无杆腔连通；当所述主换向阀(11)处于第二工作位置时，所述供油路与所述第二主油缸(2)的无杆腔连通，所述回油路与所述第一主油缸(1)的无杆腔连通。
9.根据权利要求1-6任一项所述的用于混凝土泵送设备的泵送液压系统，其特征在于，所述主油泵(10)为双向变量泵，所述双向变量泵的供油路与第一主油缸(1)、所述第二主油缸(2)二者中的一者的无杆腔连通，所述双向变量泵的回油路与二者中的另一者的无杆腔连通。
10.根据权利要求5或6所述的泵送液压系统，其特征在于，所述辅助换向阀(124)为三位四通阀。
11.一种混凝土泵送设备，包括泵送系统；其特征在于，所述泵送系统包括如权利要求1-10任一项所述的泵送液压系统。
12.根据权利要求11所述的混凝土泵送设备，其特征在在于，具体为混凝土泵车。
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