发明内容
本发明提供了一种泵送换向液压控制系统,实现了泵送系统的平稳换向,提高了系统的工作效率。本发明还提出了一种应用该泵送换向液压控制系统的混凝土输送泵,以及一种泵送换向液压控制方法。
本发明提供了一种泵送换向液压控制系统,包括压力油源、主油缸、主缸换向阀、摆动油缸、摆缸换向阀、压力传感器、第一方向阀、蓄能器和控制器,其中:压力油源通过第一油路与主油缸连通,通过第二油路与摆动油缸连通,主缸换向阀设置在第一油路上用于控制主油缸换向,摆缸换向阀设置在第二油路上用于控制摆动油缸换向;在压力油源的出油口至摆缸换向阀之间的第二油路上设置有第一方向阀和蓄能器;控制器连接至主缸换向阀和摆缸换向阀,压力传感器用于检测蓄能器的压力;当主油缸到达换向位置或换向位置前的预设位置时,压力油源中至少部分压力油通过第一方向阀进入蓄能器;当蓄能器中的压力达到预设值且主油缸处于换向位置时,控制器控制摆缸换向阀换向,蓄能器中的压力油通过摆缸换向阀进入摆动油缸;在摆缸换向阀换向时或换向完成后,控制器控制主缸换向阀换向。
在该技术方案中,在主油缸进行换向时,不需要调节压力油源输出的油量,而是将压力油源中至少部分压力油流至蓄能器中,以减小主油缸中活塞对缸筒造成的冲击,实现了泵送系统的平稳换向,提高了系统的工作效率;压力油源中至少部分压力油流至蓄能器中,蓄能器中压力油释放并驱动摆动油缸动作,实现了系统压力油的合理利用,进一步提高了系统的工作效率。
优选地,第一方向阀为单向阀,压力油源中至少部分压力油能够通过单向阀流至蓄能器中。
需要说明的是,对于主油缸到达换向位置或换向位置前的预设位置,可以在主油缸上设置用于检测主油缸活塞位置的传感器,位置传感器可以是位移传感器,通过检测活塞杆或活塞的位移从而获取主油缸的工作状态,也可以是压力传感器,根据油缸内的压力判断主油缸的工作状态等。
优选地,主油缸包括第一主油缸和第二主油缸,第一主油缸设有至少一个缓冲腔和/或第二主油缸设有至少一个缓冲腔,至少一个缓冲腔通过第二方向阀连接至蓄能器;在主油缸缓冲制动时,缓冲腔中至少部分压力油通过第二方向阀回收至蓄能器。
在该技术方案中,设置主油缸具有缓冲功能,在主油缸上设置至少一个缓冲腔,在主油缸进行缓冲制动时,缓冲腔中的压力上升,可以采用蓄能器对主油缸缓冲腔的至少部分压力油进行回收,能够实现主油缸换向时的缓冲功能,并将缓冲腔中至少部分压力油回收到了蓄能器中。
优选地,摆动油缸包括第一摆动油缸和第二摆动油缸,第一摆动油缸设有至少一个缓冲腔和/或第二摆动油缸设有至少一个缓冲腔,至少一个缓冲腔通过第二方向阀连接至蓄能器;在摆动油缸缓冲制动时,缓冲腔中至少部分压力油通过第二方向阀回收至蓄能器。
在该技术方案中,设置摆动油缸具有缓冲功能,在摆动油缸上设置至少一个缓冲腔,在摆动油缸进行缓冲制动时,缓冲腔中的压力上升,可以采用蓄能器对摆动油缸缓冲腔的至少部分压力油进行回收,能够实现摆动油缸换向时的缓冲功能,并将缓冲腔中至少部分压力油回收到了蓄能器中。
优选地,所述的泵送换向液压控制系统还包括辅助压力油源,辅助压力油源连接至蓄能器,可为蓄能器提供压力油。
在该技术方案中,通过设置辅助压力油源为蓄能器主动充压,辅助压力油源还可以与蓄能器共同驱动摆动油缸工作,这样,在蓄能器中压力未达到预设压力值时,可以通过辅助压力油源对蓄能器充压,不需要通过主缸换向阀延迟换向以通过压力油源对蓄能器充压,可以避免主缸换向阀延迟换向对主油缸工作效率的影响。
本发明还提供了一种混凝土输送泵,包括上述技术方案中任一项所述的泵送换向液压控制系统,所述混凝土输送泵显然应当具有上述技术方案中所述的泵送换向液压控制系统的相应的有益效果。
本发明还提供了一种泵送换向液压控制方法,用于包括压力油源、主油缸、主缸换向阀、摆动油缸、摆缸换向阀、压力传感器、第一方向阀、蓄能器和控制器的液压控制系统中,其中:在主油缸到达换向位置或换向位置前的预设位置时,压力油源中的至少部分压力油通过第一方向阀进入蓄能器;在压力传感器检测到的蓄能器中的压力达到预设值且主油缸处于换向位置时,控制器控制摆缸换向阀换向,使蓄能器中的压力油通过摆缸换向阀进入摆动油缸;在摆缸换向阀换向时或换向完成后,控制器控制主缸换向阀换向。
优选地,主油缸包括第一主油缸和第二主油缸,第一主油缸设有至少一个缓冲腔和/或第二主油缸设有至少一个缓冲腔,至少一个缓冲腔通过第二方向阀连接至蓄能器,其中:在主油缸缓冲制动时,缓冲腔中至少部分压力油通过第二方向阀回收至蓄能器。
优选地,摆动油缸包括第一摆动油缸和第二摆动油缸,第一摆动油缸设有至少一个缓冲腔和/或第二摆动油缸设有至少一个缓冲腔,至少一个缓冲腔通过第二方向阀连接至蓄能器,其中:在摆动油缸缓冲制动时,缓冲腔中至少部分压力油通过第二方向阀回收至蓄能器。
综上所述,通过本发明的技术方案,在主油缸进行换向时,不需要调节压力油源输出的油量,而是将压力油源中至少部分压力油流至蓄能器中,以减小主油缸中活塞对缸筒造成的冲击,实现了泵送系统的平稳换向,提高了系统的工作效率;压力油源中至少部分压力油流至蓄能器中,蓄能器中压力油释放并驱动摆动油缸动作,实现了系统压力油的合理利用,进一步提高了系统的工作效率;通过采用蓄能器对主油缸和摆动油缸的缓冲腔中的压力油进行回收,实现了主油缸和摆动油缸的缓冲换向功能,将缓冲腔中至少部分压力油回收到了蓄能器中,可以实现在缓冲制动时压力油的回收再利用。
具体实施方式
为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点,下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是,在不冲突的情况下,本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
如图1和图2所示,图1是根据本发明第一实施例的泵送换向液压控制系统的原理图;图2是根据本发明第二实施例的泵送换向液压控制系统的原理图。
参照图1和图2,本发明提出了一种泵送换向液压控制系统,包括:压力油源1、主油缸2、主缸换向阀3、摆动油缸4、摆缸换向阀5、压力传感器6、第一方向阀7、蓄能器8和控制器9,其中:压力油源1通过第一油路与主油缸2连通,通过第二油路与摆动油缸4连通,主缸换向阀3设置在第一油路上用于控制主油缸2换向,摆缸换向阀5设置在第二油路上用于控制摆动油缸4换向;主缸换向阀3和摆缸换向阀5可以为三位四通电磁换向阀;在压力油源1的出油口至摆缸换向阀4之间的第二油路上设置有第一方向阀7和蓄能器8;控制器9连接至主缸换向阀3和摆缸换向阀5,压力传感器6用于检测蓄能器8的压力;在主油缸2到达换向位置或换向位置前的预设位置时,压力油源1中至少部分压力油通过第一方向阀7进入蓄能器8;在蓄能器8中的压力达到预设值且主油缸2处于换向位置时,控制器9控制摆缸换向阀5换向,蓄能器8中的压力油通过摆缸换向阀5进入摆动油缸4;在摆缸换向阀5换向时或换向完成后,控制器9控制主缸换向阀3换向。
在上述技术方案中,为了实现主油缸的平稳换向,减小主油缸中活塞对缸筒造成的冲击,在主油缸2到达换向位置或换向位置前的预设位置时,压力油源1通过第一方向阀7与蓄能器8连通,压力油源1中的至少部分压力油可以通过第一方向阀7进入蓄能器8为蓄能器充压;在蓄能器8中的压力达到预设值且主油缸2处于换向位置时,控制器9控制摆缸换向阀5换向,蓄能器8中的压力油通过摆缸换向阀5进入摆动油缸4,驱动摆动油缸4进行工作;在摆缸换向阀5换向时或换向完成后,控制器9控制主缸换向阀3进行换向。
因此,在主油缸进行换向时,不需要调节压力油源输出的油量,而是将压力油源中至少部分压力油流至蓄能器中,以减小主油缸中活塞对缸筒造成的冲击,实现了泵送系统的平稳换向,提高了系统的工作效率;压力油源中至少部分压力油流至蓄能器中,蓄能器中压力油释放并驱动摆动油缸动作,实现了系统压力油的合理利用,进一步提高了系统的工作效率。
对于主油缸2到达换向位置或换向位置前的预设位置的检测,可以在主油缸2上设置用于检测主油缸活塞位置的传感器12,传感器12与控制器9连接;具体的,传感器12可以是位移传感器,通过检测活塞杆或活塞的位移从而获取主油缸的工作状态,传感器12也可以是压力传感器,根据油缸内的压力判断主油缸的工作状态等。
如图所示,第一方向阀7具有单向连通和双向截止两个工作位。在主油缸2到达换向位置或换向位置前的预设位置时,控制第一方向阀7处于单向连通工作位,压力油源1中的至少部分压力油可以通过第一方向阀7进入蓄能器8中。在摆缸换向阀5换向时或换向完成后,主缸换向阀3控制主油缸2进行换向时,主缸换向阀3切换至中位将压力油源1与主油缸3的油路切断,压力油源1持续输出压力油使得系统压力急剧上升而产生换向冲击;为了减小上述换向冲击,在摆缸换向阀5换向时控制器9控制主缸换向阀3进行换向,压力油源1的压力油能够通过第一方向阀7进入第二油路中为摆动油缸4动作提供压力油,使得压力油源1与蓄能器8共同驱动摆动油缸4工作;在摆缸换向阀5换向完成后控制器9控制主缸换向阀3进行换向,压力油源1的压力油能够通过第一方向阀7进入第二油路中为蓄能器8充压;在主缸换向阀3换向完成后进行工作状态时,控制第一方向阀7处于双向截止工作位,第一方向阀7切断压力油源1与蓄能器8之间的油路。
作为优选实施例,第一方向阀7具体为单向阀,压力油源1中至少部分压力油能够通过单向阀进入蓄能器8中。
在驱动摆动油缸动作时,由于摆动油缸4摆动时需要的瞬间流量较大,通过压力传感器6检测蓄能器8中的压力,当蓄能器8中的压力达到预设值时摆缸换向阀5进行换向,以保证驱动摆动油缸正常工作。具体而言,所述的预设值可以是驱动摆动油缸4所需的压力值,这样通过蓄能器8单独驱动摆动油缸4工作就可以能够驱动摆动油缸4工作;所述的预设值还可以小于驱动摆动油缸4所需的压力值,此时可以在摆缸换向阀5换向时,压力油源1向摆动油缸4提供压力油,使得压力油源1与蓄能器8共同驱动摆动油缸4工作。
在一种具体实施方式中,如图1所示,主油缸2包括第一主油缸21和第二主油缸22,两个主油缸的连接关系请参考现有技术;第一主油缸21设有至少一个缓冲腔和/或和第二主油缸22设有至少一个缓冲腔,至少一个缓冲腔通过第二方向阀10连接至蓄能器8;在主油缸2缓冲制动时,缓冲腔中至少部分压力油通过第二方向阀10回收至蓄能器8。
如图所示,第二方向阀10可以为单向阀,第一主油缸21和第二主油缸22的缓冲腔分别通过单向阀连接至蓄能器8,实现了压力油只能从主油缸2流向蓄能器8,对主油缸2缓冲制动时缓冲腔内的部分或全部压力油进行回收,而蓄能器8中释放的压力油不能回流至主油缸2中。第二方向阀10还可以采用换向阀,在主油缸2进行缓冲制动时,缓冲腔中的压力油通过第二方向阀10进入蓄能器8中为蓄能器8充压;在主油缸2进行换向时,第二方向阀10换向,蓄能器8中的压力油能够通过第二方向阀10返回至主油缸2中,从而帮助主油缸2进行快速启动。
在该实施例中,通过在主油缸2中设有缓冲腔,在主油缸2进行换向时可以起到缓冲功能,减小主油缸2中活塞对缸筒造成的冲击,并且,通过采用蓄能器8对主油缸2缓冲腔中的压力油进行回收,将至少部分压力油回收到了蓄能器8中,实现了系统压力油的合理利用。
在另一种实施方式中,如图2所示,摆动油缸4包括第一摆动油缸41和第二摆动油缸42,两个摆动油缸的连接关系请参考现有技术;第一摆动油缸41设有至少一个缓冲腔和/或和第二摆动油缸42设有至少一个缓冲腔,至少一个缓冲腔通过第二方向阀10连接至蓄能器8;在摆动油缸4缓冲制动时,缓冲腔中至少部分压力油通过第二方向阀10回收至蓄能器8。
在该种实施方式中,第二方向阀10可以为单向阀,第一摆动油缸41和第二摆动油缸42的缓冲腔分别通过单向阀连接至蓄能器8,将摆动油缸4在缓冲制动时的压力油回收至蓄能器中。
在该实施例中,通过在摆动油缸4中设有缓冲腔,在摆动油缸4进行换向时可以起到缓冲功能,减小摆动油缸4中活塞对缸筒造成的冲击,并且,通过采用蓄能器8对摆动油缸4缓冲腔中的压力油进行回收,将至少部分压力油回收到了蓄能器8中,实现了系统压力油的合理利用。
以上两个技术方案完全可以相互组合,如图2所示,既通过蓄能器8回收主油缸2在缓冲制动时的压力油,又通过蓄能器8回收摆动油缸4在缓冲制动时的压力油,这只是本发明的简单组合,应当属于本发明的保护范围之内。
在图1和图2中,该泵送换向液压控制系统还包括辅助压力油源11,辅助压力油源11连接至蓄能器8,可为蓄能器8提供压力油。在该技术方案中,辅助压力油源11可以为蓄能器8主动充压,可以减小蓄能器8的充压时间,在较短的时间内使得蓄能器8达到驱动摆动油缸的预设值,并且,辅助压力油源11还可以与蓄能器8共同驱动摆动油缸4工作,更好地驱动摆动油缸4及时进行换向,提高系统的工作效率。
本发明还提供了一种泵送换向液压控制方法,用于包括压力油源1、主油缸2、主缸换向阀3、摆动油缸4、摆缸换向阀5、压力传感器6、第一方向阀7、蓄能器8和控制器9的液压控制系统中,其中:在主油缸2到达换向位置或换向位置前的预设位置时,压力油源1中的至少部分压力油通过第一方向阀7进入蓄能器8;在压力传感器6检测到蓄能器8中的压力达到预设值且主油缸2处于换向位置时,控制器9控制摆缸换向阀5换向,使蓄能器8中的压力油通过摆缸换向阀5进入摆动油缸4;在摆缸换向阀5换向时或换向完成后,控制器9控制主缸换向阀3换向。
在一种具体实施方式中,如图1所示,主油缸2包括第一主油缸21和第二主油缸22,第一主油缸21设有至少一个缓冲腔和/或和第二主油缸22设有至少一个缓冲腔,至少一个缓冲腔通过第二方向阀10连接至蓄能器8,其中:在主油缸2缓冲制动时,缓冲腔中至少部分压力油通过第二方向阀10回收至蓄能器8。
基于上述泵送换向液压控制,主油缸2到达换向位置前的预设位置,例如在主油缸2进行缓冲制动的预设位置时,主油缸2缓冲腔内的压力增大,缓冲腔内的压力油通过第二方向阀10进入到蓄能器8中;主油缸2在缓冲制动时,主油缸2中的活塞在缸筒中的运动速度降低,压力油源1输出压力油推动活塞在缸筒中继续前行,这样第一油路上的压力持续上升,第一压力油源1中至少部分可以通过第一方向阀7进入蓄能器8中。
当主油缸2到达换向位置时,控制器9判断压力传感器6当前检测到蓄能器8中的压力是否达到预设值:若未达到预设值,第一压力油源1输出的压力油通过第一方向阀7进入蓄能器8中为蓄能器8充压;若已达到预设值或经过第一压力油源1充压后达到了预设值,控制器9控制摆缸换向阀5换向,蓄能器8中的压力油通过摆缸换向阀5驱动摆动油缸4工作;在摆缸换向阀5换向时或换向完成后,控制器9控制主缸换向阀3换向。
在上述工作过程中,为了减小主缸换向阀3进行换向时压力油源1输出压力油造成的压力冲击,在摆缸换向阀5换向时控制器9控制主缸换向阀3进行换向,压力油源1的压力油能够通过第一方向阀7进入第二油路中为摆动油缸4动作提供压力油,使得压力油源1与蓄能器8共同驱动摆动油缸4工作;在摆缸换向阀5换向完成后控制器9控制主缸换向阀3进行换向,压力油源1的压力油能够通过第一方向阀7进入第二油路中为蓄能器8充压。
在该实施例中,设置辅助压力油源11为蓄能器8充压,可以减小蓄能器8的充压时间,在较短的时间内使得蓄能器8达到驱动摆动油缸的预设值,并且,辅助压力油源11还可以与蓄能器8共同驱动摆动油缸4工作,更好地驱动摆动油缸4及时换向,提高系统的工作效率。
在另一种实施方式中,摆动油缸4包括第一摆动油缸41和第二摆动油缸42,第一摆动油缸41设有至少一个缓冲腔和/或和第二摆动油缸42设有至少一个缓冲腔,至少一个缓冲腔通过第二方向阀10连接至蓄能器8,其中:在摆动油缸4缓冲制动时,第二方向阀10换向,使缓冲腔中至少部分压力油通过第二方向阀10回收至蓄能器8。
在该实施例中,通过在摆动油缸4中设有缓冲腔,在摆动油缸4进行换向时可以起到缓冲功能,减小摆动油缸4中活塞对缸筒造成的冲击,并且,通过采用蓄能器8对摆动油缸4缓冲腔中的压力油进行回收,将至少部分压力油回收到了蓄能器8中,其工作原理不在赘述。
综上所述,通过本发明的技术方案,在主油缸进行换向时,不需要调节压力油源输出的油量,而是将压力油源中至少部分压力油流至蓄能器中,以减小主油缸中活塞对缸筒造成的冲击,实现了泵送系统的平稳换向,提高了系统的工作效率;压力油源中至少部分压力油流至蓄能器中,蓄能器中压力油释放并驱动摆动油缸动作,实现了系统压力油的合理利用,进一步提高了系统的工作效率;通过采用蓄能器对主油缸和摆动油缸的缓冲腔中的压力油进行回收,实现了主油缸和摆动油缸的缓冲换向功能,将缓冲腔中至少部分压力油回收到了蓄能器中,可以实现在缓冲制动时压力油的回收再利用。
以上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。