CN103670995B - 混凝土泵送系统及控制装置、控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种混凝土泵送系统及控制装置、控制方法。根据本发明的混凝土泵送系统控制方法，包括：检测第一主油缸的活塞的第一位移X和第二主油缸的活塞的第二位移Y；根据第一位移X和第二位移Y判断联通腔内油液体积是否在正常范围内，并得到判断结果；其中，联通腔为第一主油缸和第二主油缸的有杆腔串联形成或者第一主油缸和第二主油缸的无杆腔串联形成；根据判断结果控制对联通腔补油和/或泄油。本发明通过检测在活塞的整个行程中检测第一位移X和第二位移Y，相比现有技术中，只有活塞运行到对应设置油口位置时才能对联通腔中的液压油控制，本发明有效地提高了联通腔的调整范围，从而提高控制精度。

Description

混凝土泵送系统及控制装置、控制方法

技术领域

本发明涉及混凝土泵送领域，具体而言，涉及一种混凝土泵送系统及控制装置、控制方法。

背景技术

混凝土泵送系统是通过两串联液压缸的往复运动来实现混凝土的连续泵送。两串联液压缸缸径、杆径均相同，理论上能保持同步运动。

如图1a和图1b所示，在现有技术中，混凝土泵送系统包括第一主油缸5和第二主油缸6，在工作过程中，第一主油缸5和第二主油缸6为串联油缸，如图1a所示，两个主油缸的无杆腔5A、6A串联时该混凝土泵送系统为低压状态，如图1b所示，两个主油缸的有杆腔5B、6B串联时该混凝土泵送系统为高压状态，因5A和6A或者5B和6B串联形成的联通腔的存在，两主油缸活塞杆总处于一伸一缩状态。

如图2所示的低压状态，通过主油泵1、主换向阀组2的交互作用，驱动液压油在第一主油路3，第二主油路4内流动；如图示箭头方向，液压油从第二主油路4进入第二主油缸6的有杆腔6B，驱动第二主油缸6内的活塞后退，带动第二砼缸9内的第二砼活塞12后退，混凝土从料斗13吸入第二砼缸9内。在液压油驱动第二主油缸6内的活塞后退的同时，联通腔6A和5A的液压油驱动第一主油缸5内的活塞前进，液压油从第一主油缸5的有杆腔5B流出，进入第一主油路3；第一砼缸8内的混凝土在第一砼活塞11的推动下通过分配阀14进入混凝土浇注点。

混凝土泵送系统在正常泵送工作时要求两主油缸活塞杆一伸一缩状态的位置基本固定不变，这就要求联通腔内液压油体积保持基本稳定。若联通腔内的油液始终封闭，因油缸活塞与缸筒内壁摩擦会产生热量和小颗粒等污物，造成联通腔内油液油温过高、联通腔内油液变质等问题。

另外，即使联通腔内的油液始终封闭但因油缸运动过程中存在的油缸内泄也会导致联通腔内的油液体积出现过多或过少，联通腔内的油液体积不能保持稳定。同时，因串联的两主油缸泵送工作时负载不同，导致油液的内泄量不同，也会导致联通腔内的油液体积发生波动，联通腔内油液体积过多或过少，导致两油缸运动出现行程不同步的现象，随着时间的积累，其同步误差逐渐增大，最终将可能导致混凝土泵送系统无法正常工作。

因此混凝土泵送系统在连续运动过程中两个主油缸联通腔内的油液需与外界发生油液交换，一部分外界油液补进联通腔，同时将联通腔内的一部分油液置换出来，保证联通腔油液体积基本稳定，也保证联通腔油液温度在允许温度范围内；另外，通过将联通腔内油液置换出来，从而过滤清除杂质，减少油液变质发生的机率，延长液压油的使用寿命。

目前混凝土泵送系统的联通腔油液置换普遍采用卸载型缓冲机构在每个泵送周期内进行联通腔油液置换。

具体地，如图1a和图1b所示，卸载型缓冲机构为通过在两主油缸上设置前U形管15、后U形管16来实现。在图1a所示的低压状态，第二主油缸6的无杆腔6A、第一主油缸5的无杆腔5A构成联通腔，压力油从第二主油路4进入第二主油缸6的有杆腔6B，推动第二主油缸6活塞杆后退，联通腔内的压力油推动第一主油缸5的活塞杆前进，第一主油缸5有杆腔5B内的液压油从第一主油路3流回油箱；当第二主油缸6活塞后退经过后U形管16的安装孔时，部分压力油从小孔经后U形管16补入联通腔；此时第一主油缸5内的活塞应当前进到前U形管15的安装孔处，联通腔里的部分液压油从前U形管15流回油箱。如果第二主油路4、第一主油路3内的液压油流向相反，则液压油置换的流向也相反。即通过第一主油缸5上的前U形管15向联通腔进油，并通过第二主油缸6的后U形管16向外排油，从而实现联通腔油液与外界油液的置换。

结合图1b所示的高压状态，第二主油缸6的有杆腔6B、第一主油缸5的有杆腔5B构成联通腔，压力油从第一主油路3进入第一主油缸5的无杆腔5A，推动第一主油缸5活塞杆前进，联通腔内的压力油推动第二主油缸6的活塞杆后退，第二主油缸6无杆腔6A内的液压油从第二主油路4流回油箱；当第一主油缸5活塞前进经过前U形管15的安装孔时，部分压力油从小孔经前U形管15补入联通腔；此时第二主油缸6内的活塞应后退经过后U形管16的安装孔，联通腔里的部分液压油从后U形管16流回油箱。如果第二主油路4、第一主油路3内的液压油流向相反，则液压油置换的流向也相反。即通过第一主油缸5上的前U形管15向联通腔进油，并通过第二主油缸6的后U形管16向外排油，从而实现联通腔油液与外界油液的置换；或者通过第二主油缸6上的前U形管15向联通腔进油，并通过第一主油缸5的后U形管16向外排油，从而实现联通腔油液与外界油液的置换。

现有技术中，两主油缸上外置U形管的卸压型缓冲机构需在油缸缸筒外壁上钻孔，油缸活塞通过该孔时，小孔棱角会刮伤活塞上的密封件，导致油缸寿命减短；随着压力、流量、缸径、杆径、换向控制系统的不同，油缸所需的预设缓冲距离也不同，但U形管的开孔位置在长度方向不能灵活调节，所以不能适应复杂工况，会造成设备工作时油缸有时行程变短或行程变长的故障，导致砼活塞得不到及时润滑或混凝土泵吸料性变差，对易损件（砼活塞）寿命、设备性能（工作效率）有很大的影响。因设备制造精度、负载变化等原因，也会导致两主油缸不同步，随着时间的积累，其同步误差逐渐增大，甚至出现系统无法正常工作。

相关专利中也披露了一些串联油缸的阀补油行程控制行程方式，但是这些方式控制精度不高，在不同压力作用下，油液补充或排出的量会有较大变化，因此在相同的标准（同样的感应信号）下，控制精度会变化较大，有些控制方式仍然需要在主油缸行程内开孔，导致油缸内的活塞在油缸前后U形管安装孔处发生刮伤，降低了油缸使用寿命。

发明内容

本发明旨在提供一种提高控制精度的混凝土泵送系统及控制装置、控制方法。

本发明提供了一种混凝土泵送系统控制方法，包括：检测第一主油缸的活塞的第一位移X和第二主油缸的活塞的第二位移Y；根据第一位移X和第二位移Y判断联通腔内油液体积是否在正常范围内，并得到判断结果；其中，联通腔为第一主油缸和第二主油缸的有杆腔串联形成或者第一主油缸和第二主油缸的无杆腔串联形成；根据判断结果控制对联通腔补油和/或泄油。

进一步地，根据第一位移X和第二位移Y判断联通腔内油液体积是否在正常范围内包括：计算第一位移X与第二位移Y之和，并与第一主油缸或第二主油缸的活塞行程进行比较，以计算得出联通腔的长度，从而判断出联通腔内的油液体积是否在正常范围内。

进一步地，第一位移X为第一主油缸的活塞相对无杆腔的端部的位移；第二位移Y为第二主油缸的活塞相对无杆腔的端部的位移。

进一步地，根据判断结果控制对联通腔补油和/或泄油包括：当S1≤X≤L-S2且S1≤Y≤L-S2，第一主油缸的无杆腔和第二主油缸的无杆腔串联形成联通腔时，如果X+Y＜L-δ1，则向联通腔中补油；以及如果X+Y＞L+δ1，则对联通腔泄油；当S1≤X≤L-S2且S1≤Y≤L-S2，第一主油缸的有杆腔和第二主油缸的有杆腔串联形成联通腔时，如果X+Y＜L-δ1，则对联通腔泄油，以及如果X+Y＞L+δ1，则向联通腔中补油；其中，L为第一主油缸或第二主油缸的活塞行程，S1为第一主油缸或第二主油缸的活塞相对于无杆腔端的缓冲距离，S2为第一主油缸或第二主油缸的活塞相对于有杆腔端的缓冲距离，δ1为允许误差。

进一步地，控制方法还包括缓冲控制，缓冲控制包括：当X＜S1、X＞L-S2、Y＜S1或者Y＞L-S2时，向联通腔中补油的同时对联通腔泄油；其中，L为第一主油缸或第二主油缸的活塞行程，S1为第一主油缸或第二主油缸的活塞相对于无杆腔端的缓冲距离，S2为第一主油缸或第二主油缸的活塞相对于有杆腔端的缓冲距离。

进一步地，控制方法还包括在检测第一主油缸的活塞的第一位移X和第二主油缸的活塞的第二位移Y之前将主油缸位置初始化控制的步骤，初始化控制包括：控制第一位移X和第二位移Y二者之一为0，二者另一为L，其中，L为第一主油缸或第二主油缸的活塞行程。

本发明还提供了一种混凝土泵送系统控制装置，包括：位移检测装置，用于检测第一主油缸的活塞的第一位移X和第二主油缸的活塞的第二位移Y；控制器，接收第一位移X和第二位移Y，并根据第一位移X和第二位移Y判断联通腔内油液体积是否在正常范围内，并发送相应的控制信号；其中，联通腔为第一主油缸和第二主油缸的有杆腔串联形成或者第一主油缸和第二主油缸的无杆腔串联形成；调节油路，接收控制器的控制信号而对联通腔补油和/或泄油。

进一步地，第一位移X为第一主油缸的活塞相对无杆腔的端部的位移；第二位移Y为第二主油缸的活塞相对无杆腔的端部的位移；位移检测装置包括第一直线位移传感器和第二直线位移传感器，第一直线位移传感器固定设置在第一主油缸的无杆腔的端部，并沿第一主油缸的轴线延伸以检测第一位移X，第一主油缸的活塞杆上设置有与第一直线位移传感器配合的轴向孔；第二直线位移传感器固定设置在第二主油缸的无杆腔的端部，并沿第二主油缸的轴线延伸以检测第二位移Y，第二主油缸的活塞杆上设置有与第二直线位移传感器配合的轴向孔。

进一步地，调节油路包括：第一控制阀；分别连接于第一主油缸的无杆腔和有杆腔与第一控制阀的两个工作油口之间的液压管路，连接于油箱与第一控制阀的回油口之件的液压管路及连接于油泵与第一控制阀的压力油口之间的液压管路；第二控制阀；分别连接于第二主油缸的无杆腔和有杆腔与第二控制阀的两个工作油口之间的液压管路，连接于油箱与第二控制阀的回油口之件的液压管路及连接于油泵与第二控制阀的压力油口之间的液压管路；其中，第一控制阀和第二控制阀为O型三位四通阀；第一控制阀和第二控制阀的控制端与控制器连接，第一控制阀和第二控制阀根据控制器的控制信号而于不同工位之间切换，从而控制对联通腔补油和/或泄油。

进一步地，混凝土泵送系统控制装置还包括高低压切换油路，高低压切换油路包括：高压控制阀组和低压控制阀组，以及控制高压控制阀组和低压控制阀组的第三控制阀；第三控制阀具有控制高压控制阀组开启并使低压控制阀组关闭以使混凝土泵送系统切换为高压泵送状态的第一工作状态，和控制高压控制阀组关闭并使低压控制阀组开启以使混凝土泵送系统切换为低压泵送状态的第二工作状态，以及使高压控制阀组和低压控制阀组同时关闭以使混凝土泵送系统切换为非泵送状态的第三工作状态。

本发明还提供了一种混凝土泵送系统，包括主油泵、主换向阀组、第一主油缸和第二主油缸，以及连接主换向阀组和第一主油缸的第一主油路，连接主换向阀组和第二主油缸的第二主油路；主油泵通过主换向阀组驱动第一主油缸和第二主油缸进行泵送工作，混凝土泵送系统还包括前述的混凝土泵送系统控制装置。

根据本发明的混凝土泵送系统及控制装置、控制方法，通过检测第一主油缸的活塞的第一位移X和第二主油缸的活塞的第二位移Y，并根据第一位移X和第二位移Y判断联通腔内油液体积是否在正常范围内，并得到判断结果，然后根据判断结果控制对联通腔补油和/或泄油。本发明通过检测在活塞的整个行程中检测第一位移X和第二位移Y，相比现有技术中，只有活塞运行到对应设置油口位置时才能对联通腔中的液压油控制，本发明有效地提高了联通腔的调整范围，从而提高控制精度。

附图说明

构成本申请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1a是现有技术的混凝土泵送系统的低压状态示意图；

图1b是现有技术的混凝土泵送系统的高压状态示意图；

图2是现有技术的混凝土泵送系统的低压状态泵送示意图；

图3是根据本发明的混凝土泵送系统的低压状态示意图；

图4是根据本发明的混凝土泵送系统的高压状态示意图；

图5是根据本发明的混凝土泵送系统的第一控制流程示意图；以及

图6是根据本发明的混凝土泵送系统的第二控制流程示意图。

具体实施方式

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

如图3和4所示，根据本发明的混凝土泵送系统控制方法，包括：检测第一主油缸5的活塞的第一位移X和第二主油缸6的活塞的第二位移Y；根据第一位移X和第二位移Y判断联通腔内油液体积是否在正常范围内，并得到判断结果；其中，联通腔为第一主油缸5和第二主油缸6的有杆腔串联形成或者第一主油缸5和第二主油缸6的无杆腔串联形成；根据判断结果控制对联通腔补油和/或泄油。本发明通过检测在活塞的整个行程中检测第一位移X和第二位移Y，相比现有技术中，只有活塞运行到对应设置油口位置时才能对联通腔中的液压油控制，本发明有效地提高了联通腔的调整范围，从而提高控制精度。

具体地，根据第一位移X和第二位移Y判断联通腔内油液体积是否在正常范围内包括：计算第一位移X与第二位移Y之和，并与第一主油缸5或第二主油缸6的活塞行程进行比较，以计算得出联通腔的长度，从而判断出联通腔内的油液体积是否在正常范围内。由于两个主油缸完全相同，第一位移X和第二位移Y即可直接或者间接地反映联通腔的长度，从而判断出联通腔内的油液体积是否在正常范围内。

优选地，第一位移X为第一主油缸5的活塞相对无杆腔5A的端部的位移；第二位移Y为第二主油缸6的活塞相对无杆腔6A的端部的位移，通过检测活塞相对无杆腔端部的位移，方便可靠，可行性高，设置传感器方便。

本发明还提供了一种混凝土泵送系统控制装置，包括：位移检测装置，用于检测第一主油缸5的活塞的第一位移X和第二主油缸6的活塞的第二位移Y；控制器，接收第一位移X和第二位移Y，并根据第一位移X和第二位移Y判断联通腔内油液体积是否在正常范围内，并发送相应的控制信号；其中，联通腔为第一主油缸5和第二主油缸6的有杆腔串联形成或者第一主油缸5和第二主油缸6的无杆腔串联形成；调节油路，接收控制器的控制信号而对联通腔补油和/或泄油。

在本发明的控制装置中，通过设置位移检测装置，从而检测第一主油缸5的活塞第一位移X和第二主油缸6的活塞的第二位移Y，控制器20根据X和Y能够在活塞的整个行程中对联通腔中的液压油控制，相比现有技术中，只有活塞运行到对应设置油口位置时，才能对联通腔中的液压油控制，本发明有效地提高了混凝土泵送系统的控制精度，避免泵送系统出现两个主油缸不同步的现象，提高工作效率。

根据第一位置X和第二位移Y控制调节油路调节联通腔中的液压油主要包括两个方面的控制，一方面通过控制调节油路可以解决联通腔内油液体积波动问题，从而保证两个主油缸正常工作；另一方面通过控制调节油路可以置换出联通腔中的部分液压油，从而防止联通腔中的液压油长期密封工作而变质，同时减缓主油缸活塞速度，从而对主油缸活塞形成缓冲。

具体地，在本发明中，由于两个主油缸的缸径、杆径均相同，联通腔内油液体积与X+Y的值具有直接的关系，较优选地，第一位移X和第二位移Y为活塞相对无杆腔端部的位移，在X+Y的值偏离第一预设范围时，控制调节油路向联通腔中补油或者泄油，从而保证联通腔中的液压油体积稳定。

更具体地，正常工作时，联通腔的标准长度应当为油缸活塞的行程长度L，一般地，混凝土泵送系统允许一定的工作误差±δ1，也就是说，当L-δ1≤X+Y≤L+δ1，不需要对联通腔的进行补油或者泄油。当X+Y的值偏离该范围时，即X+Y＜L-δ1或者X+Y＞L+δ1，就需要对联通腔进行补油或者泄油。

在本发明中，对联通腔中的液压油置换，并对油缸活塞形成缓冲，只需要设定相应的第二预设范围，即可通过X和Y控制调节油路对联通腔中的液压油形成置换。具体地，油缸活塞缓冲控制包括活塞到达无杆腔端部的缓冲控制和活塞到达有杆腔端部的缓冲控制，相应地，分别设置活塞到达无杆腔端部的缓冲距离为S1，活塞到达有杆腔端部的缓冲距离为S2，即当X＜S1、X＞L-S2、Y＜S1或者Y＞L-S2时，控制调节油路将联通腔中的部分液压油置换出来，从而防止联通腔中的液压油长期密封变质，同时对活塞形成缓冲。对联通腔置换部分液压油，只需要通过调节油路在对联通腔中补油的同时也泄油，从而将联通腔中的部分液压油置换出来。

在本发明中，由于位移检测装置能够检测两个主油缸的整个活塞行程，当由于压力、流量、缸径、杆径或者换向控制系统不同，需要调节主油缸的缓冲距离时，只需要调节相应的S1和S2，即可调节相应的缓冲距离，有效地解决了现有技术中缓冲距离无法调节的问题，而且调节方便简单，无需对混凝土泵送系统的结构或者液压油路做出改变。

优选地，调节油路包括第一控制阀21A和第二控制阀21B以及与第一控制阀21A和第二控制阀21B连接的油路。具体地，第一控制阀21A包括两个工作油口，第一控制阀21A的两个工作油口分别与第一主油缸5的无杆腔5A和有杆腔5B通过油管对应连接；第二控制阀21B同样包括两个工作油口，第二控制阀21B的两个工作油口分别与第二主油缸6的无杆腔6A和有杆腔6B通过油管对应连接，第一控制阀21A和第二控制阀21B的压力油口通过油管与压力油源连接，回油口通过油管与回油箱连接。即两个主油缸通过第一控制阀21A和第二控制阀21B独立控制，防止两个主油缸串联控制过程中，调节相互干扰，从而可进一步提高调节精度。更优选地，第一控制阀21A和第二控制阀21B为O型三位四通阀，即第一控制阀21A和第二控制阀21B在中位时不工作，两个主油缸即不补油，也不会泄油，保证两个主油缸在泵送工作时能够可靠工作。

由于本发明的调节油路与主油缸的无杆腔和有杆腔均只有一个连接点（如图3中连接点5C和5D所示），而且，不需要通过连接点的选择来控制缓冲距离。因而，连接点可以设置在主油缸的活塞的行程外的区域内，这样油缸缸体表面不需要钻孔，油缸活塞的密封件不需要带压过孔，使得油缸密封件及油缸使用寿命提高；同时也避免了油缸密封件带压过孔造成的磨损，因此降低了系统油液的污染。

为了可靠检测第一主油缸5的活塞相对无杆腔5A的端部的位移X和第二主油缸6的活塞相对无杆腔6A的端部的位移Y，在本发明较优选地实施例中，位移检测装置包括第一直线位移传感器19A和第二直线位移传感器19B，其中，第一直线位移传感器19A固定设置在第一主油缸5的无杆腔5A的端部，并沿第一主油缸5的轴线延伸，第一主油缸5的活塞杆上设置有与第一直线位移传感器19A配合的轴向孔；第二直线位移传感器19B固定设置在第二主油缸6的无杆腔6A的端部，并沿第二主油缸6的轴线延伸，第二主油缸6的活塞杆上设置有与第二直线位移传感器19B配合的轴向孔。第一直线位移传感器19A和第二直线位移传感器19B的长度超过活塞行程的长度，从而能够实时地检测活塞运行位移，提高控制精度。

优选地，本发明的混凝土泵送系统还包括高低压切换油路，高低压切换油路控制混凝土泵送系统切换为高压泵送状态或者低压泵送状态，与现有技术不同的是，在本发明中，高低压切换油路还可以控制混凝土泵送系统切换为非泵送状态。

高低压切换油路包括高压控制阀组18A、低压控制阀组18B和第三控制阀17；第三控制阀17控制高压控制阀组18A和低压控制阀组18B的工作状态。高压控制阀组18A、低压控制阀组18B可以采用插装阀或者其他控制阀。较优选地，在图3和4所示的优选实施例中，高压控制阀组18A、低压控制阀组18B分别通过三个插装阀来实现；

具体地，高压控制阀组18A包括第一插装阀、第二插装阀和第三插装阀，其中，第一插装阀的第一连通口与第一主油路3连接，第一插装阀的第二连通口与第一主油缸5的无杆腔5A连接；第二插装阀的第一连通口与第二主油路4连接，第二插装阀的第二连通口与第二主油缸6的无杆腔6A连接；第三插装阀的第一连通口与第一主油缸5的有杆腔5B连接，第三插装阀的第二连通口与第二主油缸6的有杆腔6B连接。

相应地，低压控制阀组18B包括第四插装阀、第五插装阀和第六插装阀，其中，第四插装阀的第一连通口与第一主油路3连接，第四插装阀的第二连通口与第一主油缸5的有杆腔5B连接；第五插装阀的第一连通口与第二主油路4连接，第二插装阀的第二连通口与第二主油缸6的有杆腔6B连接；第六插装阀的第一连通口与第一主油缸5的无杆腔5A连接，第三插装阀的第二连通口与第二主油缸6的无杆腔6A连接。

在本发明中，第三控制阀17采用P型的三位四通阀，第一插装阀、第二插装阀和第三插装阀的控制口共同与第三控制阀的第一工作油口连接；第四插装阀、第五插装阀和第六插装阀的控制口共同与第三控制阀的第二工作油口连接。第三控制阀17位于中位时，第三控制阀17的两个工作油口均与压力油口连通，使得6个插装阀均关闭，从而使得混凝土泵送系统切换为非泵送状态。

具体地，在本发明中，主油泵1为系统提供压力油，主换向阀组2控制第一主油路3、第二主油路4中的油液流向从而控制串联油缸一伸一缩的运动方向。具体地，结合图3和图4来说明该混凝土泵送系统工作状态的切换：

1、第三控制阀17（P型三位四通阀）处于左位时，高压控制阀组18A的三个插装阀关闭，低压控制阀组18B的三个插装阀开启，第一主油路3与第一主油缸5的有杆腔5B接通；第二主油路4与第二主油缸6的有杆腔6B接通；第一主油缸5的无杆腔5A与第二主油缸6的无杆腔6A接通构成联通腔，此时泵送系统处于低压泵送状态；

2、第三控制阀17（P型三位四通阀）处于右位时，高压控制阀组18A的三个插装阀开启，低压控制阀组18B的三个插装阀关闭，第一主油路3与第一主油缸5的无杆腔5A接通；第二主油路4与第二主油缸6的无杆腔6A接通；第一主油缸5的有杆腔5B与第二主油缸6的有杆腔6B接通构成联通腔，此时泵送系统处于高压泵送状态；

3、第三控制阀17（P型三位四通阀）处于中位时，高压控制阀组18A和低压控制阀组18B的6个插装阀均关闭，第一主油缸5和第二主油缸6的有杆腔与无杆腔均处于关闭状态，既不构成联通腔也不与第一主油路3、第二主油路4接通，此时泵送系统处于非泵送状态。

如图5所示，结合前述的控制装置具体说明本发明的控制方法，具体地，本发明通过采用位移检测装置检测第一主油缸5的活塞相对无杆腔5A的端部的位移X和第二主油缸6的活塞相对无杆腔6A的端部的位移Y，从而可以实时检测出X和Ｙ，使得能够在活塞的整个行程中对联通腔中的液压油进行控制，相比现有技术中，只有活塞运行到对应设置油口位置时，才能对联通腔中的液压油控制，本发明有效地提高了混凝土泵送系统的控制精度。

优选地，本发明的控制方法包括主油缸初始化控制，即在第三控制阀17（P型三位四通阀）处于中位时，第一控制阀21A（O型三位四通阀）和第二控制阀21B（O型三位四通阀）的两个工作油口分别连接第一主油缸5和第二主油缸6的有杆腔与无杆腔；控制器20向第一控制阀21A和第二控制阀21B发出指令，使第一主油缸5活塞杆伸出，第二主油缸6活塞杆缩回，并通过第一直线位移传感器19A和第二直线位移传感器19B的反馈控制，从而实现第一主油缸5活塞全伸（即X=L），第二主油缸6活塞杆全缩（即Y=0），即第一主油缸5和第二主油缸6一伸一缩，实现主油缸位置“初始化”，确保泵送设备在工作前联通腔油液体积准确。

本发明的控制方法还包括泵送系统工作过程中，对联通腔的调节控制。更具体地，泵送系统工作过程中，对联通腔的调节控制还包括对联通腔体积的调节，当混凝土泵送系统转入低压或高压泵送状态工作时，第一控制阀21A和第二控制阀21B通常处于中位，即压力油P2不能进入第一主油缸5和第二主油缸6内，第一直线位移传感器19A、第二直线位移传感器19B实时检测第一主油缸5、第二主油缸6的活塞位移值，如果检测到两串联油缸位移值不同步，即联通腔内的液压油液体积偏多或偏少（即联通腔总长偏离正常值），通过第一控制阀21A和第二控制阀21B调节联通腔中的液压油的体积。

具体地，结合图5的来具体说明本发明的对联通腔体积的调节，结合图3和图4所示，本发明将主油缸活塞的行程分为三段，相对无杆腔端部的缓冲距离S1、联通腔体积调节距离S和相对有杆腔端部的缓冲距离S2，其中，S1+S+S2=L。

当S1≤X≤L-S2且S1≤Y≤L-S2（即活塞进入联通腔体积调节距离S）时，如果X+Y＜L-δ1或者X+Y＞L+δ1时，即联通腔的体积偏离允许的误差范围值时，控制调节油路向联通腔中补油或者泄油；根据不同的需要，允许的误差δ1可以调节，从而使泵送系统控制更精确。

更具体地，当泵送系统工作在低压泵送状态时，即第一主油缸5的无杆腔5A和第二主油缸6的无杆腔6A串联形成联通腔时，X和Y直接表示为联通腔的长度，故在X+Y＜L-δ1时，表示联通腔的体积小于允许下限，此时控制调节油路的第一控制阀21A或者第二控制阀21B向联通腔中补油；当X+Y＞L+δ1时，表示的联通腔体积大于允许上限，此时控制调节油路的第一控制阀21A或者第二控制阀21B对联通腔泄油。

当泵送系统工作在高压泵送状态时，即第一主油缸5的有杆腔5B和第二主油缸6的有杆腔6B串联形成联通腔时，X和Y表示的长度与联通腔相反，即联通腔的长度应当为2L-X-Y，故在X+Y＜L-δ1时，表示的联通腔体积大于允许上限，此时控制调节油路的第一控制阀21A或者第二控制阀21B对联通腔泄油；当X+Y＞L+δ1时，表示联通腔的体积小于允许下限，控制调节油路的第一控制阀21A或者第二控制阀21B向联通腔中补油。在调节过程中，通过第一直线位移传感器19A和第二直线位移传感器19B反馈控制，保证L-δ1≤X+Y≤L+δ1。需要说明的是，调节油路对联通腔泄油或者补油过程中，当调节到X+Y=L时，相应的调节过程（补油或者泄压）停止。

如图6所示，在泵送系统工作过程中，对联通腔的调节控制还包括缓冲控制，当X＜S1、X＞L-S2、Y＜S1或者Y＞L-S2时，即当第一主油缸5的活塞或者第二主油缸6的活塞的进入到相对无杆腔端部的缓冲距离S1或者相对有杆腔端部的缓冲距离S2中后，即可控制调节油路对联通腔中的液压油置换，一方面可以将联通腔中的部分液压油置换出来，从而防止联通腔中液压油变质；另一方面减缓主油缸活塞移动速度，对主油缸活塞形成缓冲。当活塞运行到S1≤X≤L-S2且S1≤Y≤L-S2的范围时，缓冲控制停止，并开始联通腔液压油体积控制。

更具体地，在本发明中，由于两个主油缸独立控制，对联通腔中的液压油置换，只需要将调节油路的第一控制阀21A或者第二控制阀21B二者之一向联通腔中补油，二者另一对联通腔泄油，即可将联通腔中的部分液压油置换出来，在这个过程中可以降低活塞运动速度，从而对主油缸活塞形成缓冲。

例如，结合图3所示，泵送系统处于低压状态，两个主油缸的无杆腔串联形成联通腔，当压力油从第二主油路4进入第二主油缸6的有杆腔6B，推动第二主油缸6的活塞杆后退，联通腔内的压力油推动第一主油缸5的活塞杆前进，第一主油缸5有杆腔5B内的液压油从第一主油路3中流回油箱，当Y＜S1或者X＞L-S2，控制第二控制阀21B向联通腔中补油，即对第二主油缸6的无杆腔6A中补油，而且第二主油缸6的有杆腔6B中的部分压力油通过第二控制阀21B泄入油箱，从而降低第二主油缸活塞后退速度；并同时控制第一控制阀21A对联通腔泄油，即通过第一控制阀21A对第一主油缸5的无杆腔5A泄油，并对第一主油缸5的有杆腔5B中补油，从而降低第一主油缸5活塞前进的速度。在此过程中，第一控制阀21A和第二控制阀21B对联通腔中的部分液压油形成置换，并同时对两个主油缸的活塞形成缓冲作用。

如图3和4所示，本发明还提供了一种混凝土泵送系统，包括主油泵1、主换向阀组2、第一主油缸5和第二主油缸6，以及连接主换向阀组2和第一主油缸5的第一主油路3，连接主换向阀组2和第二主油缸6的第二主油路4，第一主油缸5和第二主油缸6的有杆腔5B、6B串联形成联通腔或者第一主油缸5和第二主油缸6的无杆腔5A、6A串联形成联通腔；主油泵1通过主换向阀组2驱动第一主油缸5和第二主油缸6进行泵送工作；该混凝土泵送系统还包括前述的混凝土泵送系统控制装置。通过采用前述的混凝土泵送系统控制装置，有效地提高了有效地提高了泵送系统的控制精度。而且本发明的混凝土泵送系统取消了油缸上外置的U型管，使油缸缸体表面不钻孔，油缸活塞的密封件不需要再带压过孔，使得油缸密封件及油缸使用寿命提高，也有些地避免了密封件带压过孔造成的磨损，因此降低了系统油液的污染。另外，本发明的主油缸全程均可控制，有效地避免了两个主油缸出现不同步的现象，提高了设备的工作效率。

从以上的描述中，可以看出，本发明上述的实施例实现了如下技术效果：

根据本发明的混凝土泵送系统及控制装置、控制方法，通过设置位移检测装置，从而检测第一主油缸的活塞相对无杆腔的端部位移X和第二主油缸的活塞相对无杆腔的端部位移Y，控制器根据X和Ｙ能够在活塞的整个行程中对联通腔中的液压油控制，相比现有技术中，只有活塞运行到对应设置油口位置时，才能对联通腔中的液压油控制，有效地提高了泵送系统的控制精度。而且本发明的混凝土泵送系统取消了油缸上外置的U型管，使油缸缸体表面不钻孔，油缸活塞的密封件不需要再带压过孔，使得油缸密封件及油缸使用寿命提高，也有些地避免了密封件带压过孔造成的磨损，因此降低了系统油液的污染。另外，本发明的主油缸全程均可控制，有效地避免了两个主油缸出现不同步的现象，提高了设备的工作效率。

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)

1.一种混凝土泵送系统控制方法，其特征在于，所述控制方法包括：

检测第一主油缸(5)的活塞的第一位移X和第二主油缸(6)的活塞的第二位移Y；

根据所述第一位移X和所述第二位移Y判断联通腔内油液体积是否在正常范围内，并得到判断结果；其中，所述联通腔为所述第一主油缸(5)和所述第二主油缸(6)的有杆腔串联形成或者所述第一主油缸(5)和所述第二主油缸(6)的无杆腔串联形成；

根据所述判断结果控制对所述联通腔补油和/或泄油；

所述第一位移X为所述第一主油缸(5)的活塞相对无杆腔(5A)的端部的位移；

所述第二位移Y为所述第二主油缸(6)的活塞相对无杆腔(6A)的端部的位移；

根据所述判断结果控制对所述联通腔补油和/或泄油包括：

当S1≤X≤L-S2且S1≤Y≤L-S2，所述第一主油缸(5)的无杆腔(5A)和所述第二主油缸(6)的无杆腔(6A)串联形成联通腔时，如果X+Y＜L-δ1，则向所述联通腔中补油；以及如果X+Y＞L+δ1，则对所述联通腔泄油；

当S1≤X≤L-S2且S1≤Y≤L-S2，所述第一主油缸(5)的有杆腔(5B)和所述第二主油缸(6)的有杆腔(6B)串联形成联通腔时，如果X+Y＜L-δ1，则对所述联通腔泄油，以及如果X+Y＞L+δ1，则向所述联通腔中补油；

其中，L为所述第一主油缸或所述第二主油缸的活塞行程，S1为所述第一主油缸或所述第二主油缸的活塞相对于无杆腔端的缓冲距离，S2为所述第一主油缸或所述第二主油缸的活塞相对于有杆腔端的缓冲距离，δ1为允许误差。

2.根据权利要求1所述的混凝土泵送系统控制方法，其特征在于，根据所述第一位移X和所述第二位移Y判断联通腔内油液体积是否在正常范围内包括：

计算所述第一位移X与所述第二位移Y之和，并与所述第一主油缸(5)或所述第二主油缸(6)的活塞行程进行比较，以计算得出所述联通腔的长度，从而判断出所述联通腔内的油液体积是否在正常范围内。

3.根据权利要求1所述的混凝土泵送系统控制方法，其特征在于，所述控制方法还包括缓冲控制，所述缓冲控制包括：

当X＜S1、X＞L-S2、Y＜S1或者Y＞L-S2时，向所述联通腔中补油的同时对所述联通腔泄油；

其中，L为所述第一主油缸或所述第二主油缸的活塞行程，S1为所述第一主油缸或所述第二主油缸的活塞相对于无杆腔端的缓冲距离，S2为所述第一主油缸或所述第二主油缸的活塞相对于有杆腔端的缓冲距离。

4.根据权利要求1所述的混凝土泵送系统控制方法，其特征在于，所述控制方法还包括在检测第一主油缸(5)的活塞的第一位移X和第二主油缸(6)的活塞的第二位移Y之前将主油缸位置初始化控制的步骤，所述初始化控制包括：

控制所述第一位移X和所述第二位移Y二者之一为0，二者另一为L，其中，L为所述第一主油缸或所述第二主油缸的活塞行程。

5.一种混凝土泵送系统控制装置，其特征在于，包括：

位移检测装置，用于检测第一主油缸(5)的活塞的第一位移X和第二主油缸(6)的活塞的第二位移Y；

控制器，接收所述第一位移X和所述第二位移Y，并根据所述第一位移X和所述第二位移Y判断联通腔内油液体积是否在正常范围内，并发送相应的控制信号；其中，所述联通腔为所述第一主油缸(5)和所述第二主油缸(6)的有杆腔串联形成或者所述第一主油缸(5)和所述第二主油缸(6)的无杆腔串联形成；

调节油路，接收所述控制器的控制信号而对联通腔补油和/或泄油。

6.根据权利要求5所述的混凝土泵送系统控制装置，其特征在于，

所述第一位移X为第一主油缸(5)的活塞相对无杆腔(5A)的端部的位移；

所述第二位移Y为第二主油缸(6)的活塞相对无杆腔(6A)的端部的位移；

所述位移检测装置包括第一直线位移传感器(19A)和第二直线位移传感器(19B)，

所述第一直线位移传感器(19A)固定设置在所述第一主油缸(5)的无杆腔(5A)的端部，并沿所述第一主油缸(5)的轴线延伸以检测所述第一位移X，所述第一主油缸(5)的活塞杆上设置有与所述第一直线位移传感器(19A)配合的轴向孔；

所述第二直线位移传感器(19B)固定设置在所述第二主油缸(6)的无杆腔(6A)的端部，并沿所述第二主油缸(6)的轴线延伸以检测所述第二位移Y，所述第二主油缸(6)的活塞杆上设置有与所述第二直线位移传感器(19B)配合的轴向孔。

7.根据权利要求5或6所述的混凝土泵送系统控制装置，其特征在于，

所述调节油路包括：

第一控制阀(21A)；

分别连接于所述第一主油缸(5)的无杆腔(5A)和有杆腔(5B)与所述第一控制阀(21A)的两个工作油口之间的液压管路，连接于油箱与所述第一控制阀(21A)的回油口之件的液压管路及连接于油泵与所述第一控制阀(21A)的压力油口之间的液压管路；

第二控制阀(21B)；

分别连接于所述第二主油缸(6)的无杆腔(6A)和有杆腔(6B)与所述第二控制阀(21B)的两个工作油口之间的液压管路，连接于油箱与所述第二控制阀(21B)的回油口之件的液压管路及连接于油泵与所述第二控制阀(21B)的压力油口之间的液压管路；

其中，第一控制阀(21A)和第二控制阀(21B)为O型三位四通阀；

所述第一控制阀(21A)和所述第二控制阀(21B)的控制端与所述控制器连接，所述第一控制阀(21A)和所述第二控制阀(21B)根据所述控制器的控制信号而于不同工位之间切换，从而控制对所述联通腔补油和/或泄油。

8.根据权利要求5或6所述的混凝土泵送系统控制装置，其特征在于，所述混凝土泵送系统控制装置还包括高低压切换油路，所述高低压切换油路包括：

高压控制阀组(18A)和低压控制阀组(18B)，以及控制所述高压控制阀组(18A)和所述低压控制阀组(18B)的第三控制阀(17)；

所述第三控制阀(17)具有控制所述高压控制阀组(18A)开启并使所述低压控制阀组(18B)关闭以使所述混凝土泵送系统切换为高压泵送状态的第一工作状态，和控制所述高压控制阀组(18A)关闭并使所述低压控制阀组(18B)开启以使所述混凝土泵送系统切换为低压泵送状态的第二工作状态，以及使所述高压控制阀组(18A)和所述低压控制阀组(18B)同时关闭以使所述混凝土泵送系统切换为非泵送状态的第三工作状态。

9.一种混凝土泵送系统，包括主油泵(1)、主换向阀组(2)、第一主油缸(5)和第二主油缸(6)，以及连接所述主换向阀组(2)和所述第一主油缸(5)的第一主油路(3)，连接所述主换向阀组(2)和所述第二主油缸(6)的第二主油路(4)；所述主油泵(1)通过所述主换向阀组(2)驱动所述第一主油缸(5)和所述第二主油缸(6)进行泵送工作，其特征在于，所述混凝土泵送系统还包括权利要求5至8中任一项所述的混凝土泵送系统控制装置。