CN103225404A - 一种泵送设备及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种泵送设备及其控制方法。公开的泵送设备包括搅拌装置和为搅拌装置提供动力的第一动力装置，还包括第二动力装置，第二动力装置包括电源设备和搅拌电机，电源设备与搅拌电机相连，搅拌电机用于驱动搅拌装置；搅拌电机的输出功率小于第一动力装置的最小功率。在待料工况下，第一动力装置停止驱动搅拌装置，由第二动力装置为搅拌装置提供驱动力，因为搅拌电机的输出功率小于第一动力装置的最小功率，此时搅拌电机的能耗会小于由第一动力装置驱动搅拌装置工作时的能耗，因此，减小了泵送设备在待料工况下的能耗，节省能源。

Description

一种泵送设备及其控制方法

技术领域

本发明涉及泵送技术，特别涉及一种泵送设备以及该泵送设备的控制方法。

背景技术

泵送混凝土、泥浆的泵送设备可以是泵车、拖泵或车载泵。泵送设备通常包括底架以及设置在底架上的发动机、泵送装置、料斗和搅拌装置。料斗可以接纳和存储送料搅拌车运输的物料；发动机作为动力装置，可以为泵送装置和搅拌装置提供动力，使泵送装置和搅拌装置保持运转。搅拌装置可以对料斗中的物料进行搅拌，泵送装置可以将料斗中的物料通过输送管输送至预定地点。在运行过程中，泵送设备可以在泵送工况和待料工况之间转换。

在料斗内的物料满足泵送需要时，泵送设备可以在泵送工况下运转。此工况下，搅拌装置对料斗中的物料进行搅拌，泵送装置将料斗中的物料通过输送管输送至预定地点。

在料斗内的物料不能满足泵送需要或者某种工况下需要停止泵送时，泵送设备停止向外泵送物料；为了避免输送管中的余料凝固而影响后续的泵送工作，泵送装置需要进行反泵，使输送管中的物料回到料斗中，然后通过搅拌装置搅拌余料来延迟余料凝固。

经过统计，对于泵送设备而言，其待料工况持续时间与泵送工况持续时间的比例大致为3：7。由于在泵送工况下，将物料输送至预定地点需要很大的能量，因此动力装置需要提供较大的动力，因此，作为动力装置的发动机的额定功率要很大才能满足泵送设备的需求；但是实际上，在待料工况下，主要由搅拌装置消耗动力，泵送设备对动力的需要比较小，这样，在待料工况下，就无法发挥动力装置的效能，导致能耗增加。如果以待料工况配置动力装置，就无法满足泵送工况下动力装置驱动泵送设备的需要。

因此，如何在满足泵送设备泵送工况需要的同时，降低待料工况下泵送设备的能耗是本领域技术人员亟需解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提出一种泵送设备，该泵送设备能够在满足泵送设备泵送工况需要的同时，降低待料工况下的能耗。

本发明还提供一种泵送设备的控制方法，利用该控制方法可以在满足泵送设备泵送工况需要的同时，降低待料工况下能耗。

一方面，本发明提供了一种泵送设备，包括搅拌装置和为所述搅拌装置提供动力的第一动力装置，还包括第二动力装置，所述第二动力装置包括电源设备和搅拌电机，所述电源设备与所述搅拌电机相连，所述搅拌电机用于驱动所述搅拌装置；所述搅拌电机的输出功率小于所述第一动力装置的最小功率。

进一步地，所述第二动力装置还包括安装在所述搅拌机的输出轴和所述搅拌装置的输入轴之间的减速机。

进一步地，还包括送料提示装置；所述送料提示装置用于接收送料搅拌车的无线信号，根据所述无线信号，按照预设策略获得所述送料搅拌车到达目的地的待料时间，并输出所述待料时间。

进一步地，所述第二动力装置还包括电量检测器；所述电量检测器与所述电源设备相连，用于检测所述电源设备的动态电量，并获得电量信号。

进一步地，所述电量检测器上还安装有无线发射器，所述无线发射器发送所述电量信号。

进一步地，所述电源设备为外接电源或者蓄电池。

本发明提供的一种泵送设备，包括搅拌装置和为搅拌装置提供动力的第一动力装置，还包括第二动力装置，第二动力装置包括电源设备和搅拌电机，电源设备与搅拌电机相连，搅拌电机用于驱动搅拌装置；搅拌电机的输出功率小于第一动力装置的最小功率。在待料工况下，第一动力装置停止驱动搅拌装置，由第二动力装置为搅拌装置提供驱动力，因为第二动力装置中的搅拌电机的输出功率小于第一动力装置的最小功率，此时搅拌电机的能耗会小于由第一动力装置驱动搅拌装置工作时的能耗，因此，这种情况下就可以减小泵送设备在待料工况下的能耗，节省能源。

另一方面，本发明还提供一种上述泵送设备的控制方法，包括：

在泵送工况下，用第一动力装置带动搅拌装置对余料进行搅拌；在待料工况下，至少部分时间内用第二动力装置的搅拌电机带动搅拌装置对余料进行搅拌。

进一步地，在待料工况下，根据送料搅拌车到达目的地的待料时间控制所述第一动力装置或第二动力装置的启动或者停止，具体为：

如果所述待料时间大于预设时间，第一动力装置启动，搅拌电机停止；

如果所述待料时间小于或者等于预定时间，第一动力装置停止，搅拌电机启动。

进一步地，在待料工况下，先由所述第二动力装置驱动所述搅拌装置对余料进行搅拌，直到所述第二动力装置的动力不足，然后改为由所述第一动力装置驱动所述搅拌装置对余料进行搅拌。

进一步地，所述控制方法还包括：在待料工况下，检测所述电源设备的动态电量，如果所述动态电量低于预定值，停止搅拌电机，启动第一动力装置。

本发明提供的一种泵送设备控制方法，在泵送工况下，用第一动力装置带动搅拌装置对余料进行搅拌；在待料工况下，由第二动力装置的搅拌电机带动搅拌装置对余料进行搅拌;第二动力装置中的搅拌电机的额定功率小于第一动力装置的最小功率。在待料工况下，第一动力装置停止驱动搅拌装置，由第二动力装置为搅拌装置提供驱动力，因为搅拌电机的输出功率小于第一动力装置的最小功率，此时搅拌电机的能耗小于由第一动力装置驱动搅拌装置工作时的能耗，因此，这种情况下就可以减小泵送设备在待料工况下的能耗，节省能源。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，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为本发明实施例中泵送设备的搅拌装置动力供给原理示意图；

图2为本发明实施例中泵送设备的控制方法流程图。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

下面结合图1，对本发明的优选实施例作进一步详细说明。

本发明实施例提供了一种泵送设备，该泵送设备包括搅拌装置3和为搅拌装置3提供动力的第一动力装置，一个实施例中，第一动力装置可以为已知的发动机1。该泵送设备还包括第二动力装置2，第二动力装置2包括电源设备21和搅拌电机23，电源设备21与搅拌电机23相连，搅拌电机23用于驱动搅拌装置3；搅拌电机23的输出功率小于所述第一动力装置的最小功率。

本发明实施例中，在待料工况下，可以使第一动力装置停止为搅拌装置3提供驱动力，由搅拌电机23为搅拌装置3提供驱动力，即电源设备21为搅拌电机23提供电能，搅拌电机23带动搅拌装置3转动，又因为搅拌电机23的输出功率小于第一动力装置的最小功率；与利用第一动力装置驱动搅拌装置3相比，这样就减小了泵送设备在待料工况下的能耗，节省了能源。而且通常情况下，搅拌电机的输出功率比第一动力装置的功率小很多，节能效果非常显著。

需要说明的是，第一动力装置不限于为发动机1，还可以为包括发动机、液压泵和液压马达的动力系统。该动力系统中，在泵送工况下，可以由相应发动机驱动相应液压泵工作，液压泵提供液压能使液压马达转动，液压马达再带动搅拌装置3对余料进行搅拌。

为了便于对搅拌装置3搅拌速度的控制，使得第二动力装置2提供的动力得到更为合理的利用，更方便地匹配搅拌电机，还可以在搅拌电机23与搅拌装置3之间安装减速机（图中未示出），减速机可以安装在搅拌电机23的输出轴和搅拌装置3的输入轴之间，使搅拌电机23的输出轴通过减速机与搅拌装置3的输入轴相连；这样，由于搅拌电机23和减速机的配合使用，可以根据需要得到更为合理的搅拌速度，从而也可以减小能源消耗，扩大搅拌电机23的选择范围。

本发明实施例中，泵送设备还可以包括送料提示装置4。该送料提示装置4可以用于接收送料搅拌车的无线信号，并能够根据无线信号，按照预设策略实时获得送料搅拌车到达目的地的时间，该时间可以称为待料时间。具体的，该无线信号可以表征送料搅拌车的位置信号、行驶速度信号以及行驶路径信号等等；这样，送料提示装置4根据无线信号按照预设策略获得送料搅拌车到达目的地的待料时间，并将该待料时间以预定的方式实时输出。这样，操作人员就可以根据实时输出的待料时间控制相应动力装置。上述预设策略可以为：根据送料搅拌车的位置信号和行驶路径信号得到送料搅拌车与目的地之间的路程，然后结合行驶速度信号得到上述待料时间；然后操作员根据该待料时间控制第一动力装置或搅拌电机23的启动或者停止。

操作人员就可以根据实时输出的待料时间控制相应动力装置可以是根据待料时间来控制第一动力装置和搅拌电机23的启动或者停止，具体可以为：

如果待料时间大于预设时间，第一动力装置启动，搅拌电机23停止，由第一动力装置为搅拌装置3提供驱动力来搅拌余料。如果待料时间小于或者等于预定时间，第一动力装置停止，搅拌电机23启动，由搅拌电机23为搅拌装置3提供驱动力来搅拌余料。预设时间可以根据第二动力装置的实际规格参数确定；如果第二动力装置可以在待料工况下使搅拌装置3持续运转30分钟的情况下，预设时间可以为30分钟，在实时获得的待料时间为40分钟时，可以使第一动力装置启动，搅拌电机23停止；在实时获得的待料时间为30分钟或少于30分钟时，可以使第一动力装置停止，搅拌电机23启动。可以在一个待料工况持续时间内，使得第一动力装置停止一次，使搅拌电机23启动一次，降低第一动力装置的启动/停止的频率，延长了第一动力装置的使用寿命。

搅拌电机23的输出轴与搅拌装置3的输入轴之间可以设置已知的结构，如离合器、单向离合器或者其他结构，这样在使第一动力装置驱动搅拌装置3时，搅拌电机23的输出轴与搅拌装置3的输入轴之间可以通过已知的方式断开；当然，在使第一动力装置驱动搅拌装置3时，也可以使搅拌电机23的输出轴与搅拌装置3的输入轴之间保持相连，通过适当设置搅拌电机23的电路（如可以让搅拌电机23的输入电路保持相连，等等）可以减小或避免搅拌电机23产生的阻力。

需要说明的是，获得上述待料时间的策略只是其中的一个实施例，并不构成对本发明的限定，还有一些类似的预设策略，在此不一一列举。

本发明实施例提供的泵送设备的第二动力装置2还可以包括电量检测器22，该电量检测器22与第二动力装置2的电源设备21相连，用于检测述电源设备21的动态电量，并获得表征该动态电量的电量信号。操作员根据该动态电量来控制第一动力装置或搅拌电机23的启动或停止。具体的为，如果动态电量大于等于预定值，搅拌电机23正常工作；如果动态电量低于预定值，停止搅拌电机23，启动第一动力装置，这样可以保障待料工况下搅拌装置3的正常运行，防止搅拌装置3停止后余料凝固，影响后续的泵送作业。

另外，上述的电量检测器22还可以安装有无线发射器，无线发射器可以将电量检测器22获得的电量信号发送给送料搅拌车的接收装置；送料搅拌车的驾驶员根据该电量信号来决定送料搅拌车的行驶策略。例如，电量信号表征的动态电量低于预设值，驾驶员提速行驶，或者改变行驶路径，以在预定时间之前到达泵送设备所在位置，为泵送设备提供物料，以使泵送设备能够转换到泵送工况。

本发明实施例中的电源设备21可以为外接电源或者蓄电池，因为对料斗中的余料进行搅拌也需要适当的动力，所以电源设备21的电压或者电容也要在合适的范围之内；本领域技术人员可以根据泵送设备的具体需要确定外接电源或者蓄电池的规格参数。在电源设备21是蓄电池的时候，设置电量检测器22可以即时检测蓄电池的剩余电量。需要说明的是，该蓄电池还可以与预定的发电装置相连，并使该发电装置与第一动力装置相连，在第一动力装置启动的时候，发电装置可以将第一动力装置的机械能转换为电能，并为蓄电池充电。这样，不仅可以防止蓄电池的过度用电，还能及时为蓄电池补充电量。

本发明实施例还提供了一种泵送设备的控制方法，包括：在泵送工况下，用第一动力装置带动搅拌装置3对余料进行搅拌；在待料工况下，至少部分时间内用第二动力装置2的搅拌电机23带动搅拌装置3对余料进行搅拌;搅拌电机23的输出功率小于第一动力装置的最小功率。在待料工况下，第一动力装置停止为搅拌装置3提供驱动力，可以使第二动力装置的电源设备21为搅拌电机23提供电能，使搅拌电机23带动搅拌装置3对余料进行搅拌。

本发明的控制方法可以在待料工况下，首先由第二动力装置的电源设备21为搅拌电机23提供电能，使搅拌电机23带动搅拌装置3对余料进行搅拌，待到电源设备21的电量不足的时候，再由第一动力装置为搅拌装置3提供驱动力；如果电源设备21为蓄电池，还可以同时为蓄电池充电，在时间允许的情况下，可以重复启动电源设备，大大节约了能源。

本发明的控制方法还可以在待料工况下，根据送料搅拌车到达目的地的待料时间控制第一动力装置或搅拌电机23的启动或者停止，在待料工况下的至少部分时间内，使搅拌电机23带动搅拌装置3对余料进行搅拌。确定待料时间可以利用上述泵送装置的送料提示装置4实现，也可以操作人员的经验或自动设定实现，还可以根据生产管理需要确定。

利用上述送料提示装置4实现时，送料提示装置4可以接收送料搅拌车的无线信号，然后根据无线信号，按照预设策略获得送料搅拌车到达目的地的待料时间。具体的，该无线信号可以表征送料搅拌车的位置信号、行驶速度信号以及行驶路径信号，送料提示装置4根据无线信号按照预设策略获得送料搅拌车到达目的地的待料时间，上述预设策略可以为：根据送料搅拌车的位置信号和行驶路径信号得到送料搅拌车与目的地之间的路程，然后结合行驶速度信号得到待料时间；然后，操作员根据待料时间控制第一动力装置或搅拌电机23的启动或者停止。由于该送料提示装置4的设置，使得第一动力装置或搅拌电机23可以按照实际工况启动或者停止，可以使得搅拌装置3的动力提供更为合理和可靠，还可以减少第一动力装置的启动/停止的频率，延长了第一动力装置的使用寿命。

具体的，根据待料时间来控制第一动力装置和搅拌电机23的启动或者停止，具体可以为：

如果待料时间大于预设时间，第一动力装置启动，搅拌电机23停止，由第一动力装置为搅拌装置3提供驱动力来搅拌余料；

如果待料时间小于或者等于预定时间，第一动力装置停止，搅拌电机23启动，由搅拌电机23为搅拌装置3提供驱动力来搅拌余料。

本发明实施例的控制方法还可以包含：由电量检测器22检测电源设备21的动态电量，并根据该动态电量来控制第一动力装置或搅拌电机23的启动或停止。具体可以为，如果动态电量大于等于预定值，搅拌电机23正常工作；如果动态电量低于预定值，停止搅拌电机23，启动第一动力装置，这样可以保障待料工况下搅拌装置3的正常运行，防止搅拌装置3停止后余料凝固，影响后续的泵送作业。检测电源设备21的动态电量不限于通过电量检测器22实现，也可以根据电源容量和放电时间检测电源设备21的动态电量，还可以由操作人员实时检测实现检测，等等。

如图2所示，以下以上述实施例提供的泵送设备为例，对本发明一个实施例提供的泵送设备的控制方法进行描述，其包括以下步骤：

101：待料工况开始；

102：判断待料时间是否大于预设时间。具体可以为，启动送料提示装置4，送料提示装置4根据送料搅拌车的无线信号，根据预定策略获得送料搅拌车到达目的地的待料时间，比较待料时间与预设时间的大小；如果为是，进入步骤103；如果为否，进入步骤104；

103：第一动力装置为搅拌装置3提供驱动力，可以用底盘的发动机1为搅拌装置3提供驱动力，同时返回步骤102实时判断待料时间是否大于预设时间；

104：由第二动力装置2的搅拌电机23驱动搅拌装置3工作，即可以用外接电源或者蓄电池为搅拌电机23提供电能；然后进入步骤105；

105：判断电源设备的电量是否充足。在该过程中，可以利用电量检测装置对电源设备21进行实时检测，如果动态电量大于等于预定值，继续由搅拌电机23驱动搅拌装置3工作；如果动态电量小于预定值，则进入步骤106。预定值可以根据待料工况下，搅拌装置3形成的负载及搅拌电机23的规格确定；

106：由第一动力装置为搅拌装置3提供驱动力，同时，使搅拌电机23停止工作。

在上述过程中，操作人员可以实时判断是否结束待料工况，需要结束时，则可以待料工况结束，在结束待料工况时，如果搅拌电机23驱动搅拌装置3工作，则使搅拌电机23停止工作，并使第一动力装置驱动搅拌装置3工作。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，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 (10)

1.一种泵送设备，包括搅拌装置（3）和为所述搅拌装置（3）提供动力的第一动力装置，其特征在于，还包括第二动力装置（2），所述第二动力装置（2）包括电源设备（21）和搅拌电机（23），所述电源设备（21）与所述搅拌电机（23）相连，所述搅拌电机（23）用于驱动所述搅拌装置（3）；所述搅拌电机（23）的输出功率小于所述第一动力装置的最小功率。

2.根据权利要求1所述的泵送设备，其特征在于，所述第二动力装置（2）还包括安装在所述搅拌机的输出轴和所述搅拌装置（3）的输入轴之间的减速机。

3.根据权利要求1或2所述的泵送设备，其特征在于，还包括送料提示装置（4）；所述送料提示装置（4）用于接收送料搅拌车的无线信号，根据所述无线信号，按照预设策略获得所述送料搅拌车到达目的地的待料时间，并输出所述待料时间。

4.根据权利要求1或2所述的泵送设备，其特征在于，所述第二动力装置（2）还包括电量检测器（22）；所述电量检测器（22）与所述电源设备（21）相连，用于检测所述电源设备（21）的动态电量，并获得电量信号。

5.根据权利要求4所述的泵送设备，其特征在于，所述电量检测器（22）上还安装有无线发射器，所述无线发射器发送所述电量信号。

6.根据权利要求1或2所述的泵送设备，其特征在于，所述电源设备（21）为外接电源或者蓄电池。

7.权利要求1的泵送设备的控制方法，其特征在于，包括：

在泵送工况下，用第一动力装置带动搅拌装置（3）对余料进行搅拌；

在待料工况下，至少部分时间内用第二动力装置（2）的搅拌电机（23）带动搅拌装置（3）对余料进行搅拌。

8.根据权利要求7所述的泵送设备的控制方法，其特征在于，

在待料工况下，根据送料搅拌车到达目的地的待料时间控制所述第一动力装置或第二动力装置（2）的启动或者停止，具体为：

如果所述待料时间大于预设时间，第一动力装置启动，搅拌电机（23）停止；

如果所述待料时间小于或者等于预定时间，第一动力装置停止，搅拌电机（23）启动。

9.根据权利要求7所述的泵送设备的控制方法，其特征在于，在待料工况下，先由所述第二动力装置（2）驱动所述搅拌装置（3）对余料进行搅拌，直到所述第二动力装置（2）的动力不足，然后改为由所述第一动力装置驱动所述搅拌装置（3）对余料进行搅拌。

10.根据权利要求7-9任一项所述的泵送设备的控制方法，其特征在于，所述控制方法还包括：

在待料工况下，检测所述电源设备（21）的动态电量，如果所述动态电量低于预定值，停止所述搅拌电机（23），启动所述第一动力装置。

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