CN113027874A - 混凝土泵送设备能量回收系统、方法及混凝土泵送设备 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种混凝土泵送设备能量回收系统、方法及混凝土泵送设备，属于工程机械技术领域。该系统包括：发动机，用于输出动能；作业泵，用于在能量回收模式下，在动能的驱动下根据对应的泵作业指令执行动作；能量回收装置，通过能量回收油路与作业泵连通，用于在能量回收模式下，在作业泵输出的能量回收油液的驱动下执行能量回收动作；控制阀，安装在能量回收油路上，用于在能量回收模式下，根据对应的阀控指令执行对应的阀控动作；主控装置，与发动机、作业泵、控制阀连接，用于根据混凝土泵送设备的运行参数生成泵作业指令和阀控指令；泵作业指令用于控制作业泵的排量电流，以使作业泵能够吸收发动机的全部输出功率且使发动机稳定在低能耗区。

Description

混凝土泵送设备能量回收系统、方法及混凝土泵送设备
技术领域
本发明涉及工程机械技术领域，具体地涉及一种混凝土泵送设备能量回收系统、一种混凝土泵送设备能量回收方法以及一种混凝土泵送设备。
背景技术
在现代社会中，随着科技的不断发展以及普及，自动化设备的应用随处可见。在生活的多个场景，例如建筑施工场景、货物搬运场景、运输场景等，都通过应用设备为人们的生活带来便捷和降低生活难度。
在设备的应用过程中，为了让设备能够获得较大的作用力以完成人力无法胜任的操作，例如在混凝土施工领域，混凝土泵送设备被普遍应用，往往为此类设备配置发动机以提供足够的动力，而为了更好地传递作用力以及获得更精确的控制能力，还在设备中配置液压装置。
依据大数据分析，在实际应用过程中，混凝土设备的泵送作业工况集中在中、低泵送频率区间，混凝土泵送系统的控制方式一般为在低档位时保持柴油机转速不变，随档位增加，成比例增大主泵排量；在高档位时保持主泵在满排量，逐渐增加柴油机转速。
这就造成在泵送系统在中、低泵送频率泵送作业时，主泵排量较小，不能完全吸收柴油机定转速输出的功率，造成柴油机输出功率的过剩和浪费，同时液压泵工作在小排量区间时容积效率低，液压泵的摩擦功率损失增加。另外，混凝土设备的怠速待料时长约占整个作业时长的60％，怠速油耗约占总油耗的三分之一，而此时的柴油机功率基本损失。
因此，混凝土泵送设备泵送系统的能量回收技术亟待提高。
发明内容
本发明实施方式的目的是提供一种混凝土泵送设备能量回收系统、方法及混凝土泵送设备，通过在泵送设备上设置能量回收油路和控制阀，在能量回收模式下，作业泵能够吸收所述发动机的全部输出功率且使所述发动机稳定在低能耗区，通过控制阀调节能量回收油路的油液，此时能量回收油路中的富余油液驱动能量回收装置实现能量回收，充分利用了发动机的功率，减少资源浪费。
为了实现上述目的，本发明第一方面提供一种混凝土泵送设备能量回收系统，所述系统包括：
发动机，用于输出动能；
作业泵，与所述发动机连接，用于在能量回收模式下，在所述动能的驱动下根据对应的泵作业指令执行动作；
能量回收装置，通过能量回收油路与所述作业泵连通，用于在能量回收模式下，在所述作业泵执行动作输出的能量回收油液的驱动下执行能量回收动作；
控制阀，安装在所述能量回收油路上，用于在能量回收模式下，根据对应的阀控指令执行对应的阀控动作；
主控装置，与所述发动机、所述作业泵、所述控制阀连接，用于根据所述混凝土泵送设备的运行参数生成泵作业指令和阀控指令；
所述泵作业指令用于控制所述作业泵的排量电流，以使作业泵能够吸收所述发动机的全部输出功率且使所述发动机稳定在低能耗区；
所述阀控指令用于控制所述控制阀的开度。
进一步地，所述混凝土泵送设备的运行参数包括以下参数中的一者或多者：泵送作业状态信息、泵送档位信息、泵送频率、发动机扭矩、发动机转速和实时泵送压力。泵送作业状态信息包括混凝土泵送设备是否怠速待料、是否泵送作业在中、低泵送频率等。
可选的，所述控制阀包括多路阀，所述阀控指令包括多路阀阀控指令；所述作业泵包括臂架泵，所述泵作业指令包括臂架泵动作指令；
所述多路阀安装在所述臂架泵与所述能量回收装置之间的能量回收油路上，用于在能量回收模式下，根据多路阀阀控指令执行对应的阀控动作，使得臂架泵充分吸收发动机的输出功率；
所述主控装置用于根据所述混凝土泵送设备的运行参数生成臂架泵动作指令和多路阀阀控指令。通过设置多路阀在臂架泵与能量回收装置之间的能量回收油路上，通过主控装置控制臂架泵能够吸收发动机的全部输出功率，同时主控装置控制调节多路阀的开度，能量回收油路中的富余油液用于能量回收，充分利用了发动机的功率，减少资源浪费。
可选的，所述控制阀包括流量控制阀，所述阀控指令包括流量控制阀阀控指令；所述作业泵包括主泵，所述泵作业指令包括主泵泵送指令；
所述流量控制阀安装在所述主泵与所述能量回收装置之间的能量回收油路上，用于在能量回收模式下，根据流量控制阀阀控指令执行对应的阀控动作，使得泵送系统实际泵送频率满足设定的泵送系统泵送频率；
所述主控装置用于根据所述混凝土泵送设备的运行参数生成主泵泵送指令和流量控制阀阀控指令。
通过设置流量控制阀在主泵与能量回收装置之间的能量回收油路上，通过主控装置控制主泵能够吸收发动机的全部输出功率，同时主控装置控制调节流量控制阀的开度，能量回收油路中的富余油液用于能量回收，充分利用了发动机的功率，减少资源浪费。
进一步地，所述控制阀还包括溢流阀，所述溢流阀安装在所述能量回收油路与油箱之间的油路上，用于通过溢流泄压保证能量回收油路的安全性。当混凝土泵送设备的泵送液压系统的压力不超过启调压力时，通过溢流阀溢流泄压保证能量回收油路的安全性。
可选的，所述系统还包括模式切换装置，所述模式切换装置与所述主控装置连接，用于对混凝土泵送设备的运行模式进行切换。操作人员通过操作模式切换装置切换混凝土泵送设备工作模式，工作模式包括常规模式和能量回收模式。
可选的，所述能量回收装置包括液压马达和发电机，所述液压马达的进油口与能量回收油路的出油口连通，用于在所述能量回收油液的驱动下产生动能；所述发电机的输入端与所述液压马达的动能输出端连接，用于在所述液压马达产生的动能的驱动下产生电能。混凝土泵送设备上除了液压系统还包括用电的各种设备，通过液压马达和发电机将动能转换为电能，可以用于驱动混凝土泵送设备上的其他用电设备。
可选的，所述系统还包括储能装置和用电装置，所述储能装置包括发电机控制器、配电盒和动力电池，所述发电机控制器与所述发电机和所述配电盒连接，所述配电盒与所述动力电池和所述用电装置连接；所述配电盒用于将所述发电机产生的电能传输到所述动力电池进行存储，或者将所述发电机产生的电能传输到所述用电装置使用，或者将所述动力电池提供的电能传输到所述用电装置使用。动力电池用于存储电能，用于在不进行能量回收的时候供用电装置使用。通过配电盒分配可以实现通过发电机回收的电能给用电装置供电，动力电池给电装置供电，或者通过发电机回收的电能和动力电池同时给电装置供电。
本发明第二方面提供一种基于所述的混凝土泵送设备能量回收系统的能量回收方法，所述能量回收方法包括：
获取所述混凝土泵送设备的运行参数和运行模式；
当能量回收模式开启时，主控制器根据所述混凝土泵送设备的运行参数生成阀控指令和泵作业指令；
作业泵根据对应的泵作业指令执行动作，以使作业泵能够吸收所述发动机的全部输出功率且使所述发动机稳定在低能耗区；
控制阀根据对应的阀控指令执行阀控动作；
能量回收装置在所述作业泵执行动作输出的能量回收油液的驱动下执行能量回收动作。
该方法通过控制作业泵在能量回收模式下吸收发动机的全部输出功率且使发动机稳定在低能耗区，同时控制控制阀的开度，此时能量回收油路中的富余油液驱动能量回收装置进行能量回收，充分利用了发动机的功率，减少资源浪费。
可选的，所述控制阀包括多路阀，所述阀控指令包括多路阀阀控指令；所述作业泵包括臂架泵，所述泵作业指令包括臂架泵动作指令；
所述主控制器根据所述混凝土泵送设备的运行参数生成阀控指令和泵作业指令，包括：
当所述运行参数中的泵送作业状态信息为混凝土泵送设备怠速待料时，主控制器比较发动机扭矩与扭矩设定值，若发动机扭矩小于扭矩设定值，则主控制器生成增大臂架泵排量电流的臂架泵动作指令，同时生成多路阀打开至最大开度的阀控指令；若发动机扭矩大于扭矩设定值，则主控制器生成减小臂架泵排量电流的臂架泵动作指令，同时生成多路阀打开至最大开度的阀控指令；
当所述运行参数中的泵送作业状态信息为混凝土泵送设备泵送作业在中、低泵送频率时，且臂架泵未动作时，主控制器生成增大臂架泵排量电流的臂架泵动作指令，同时生成多路阀打开至最大开度的阀控指令。
可选的，所述控制阀包括流量控制阀，所述阀控指令包括流量控制阀阀控指令；所述作业泵包括主泵，所述泵作业指令包括主泵泵送指令；
所述主控制器根据所述混凝土泵送设备的运行参数生成阀控指令和泵作业指令，包括：
当所述运行参数中的泵送作业状态信息为混凝土泵送设备怠速待料时，主控制器比较发动机扭矩与扭矩设定值，若发动机扭矩小于扭矩设定值，则主控制器生成增大主泵排量电流的主泵泵送指令，同时生成流量控制阀打开至最大开度的阀控指令；若发动机扭矩大于扭矩设定值，则主控制器生成减小主泵排量电流的主泵泵送指令，同时生成流量控制阀打开至最大开度的阀控指令；
当所述运行参数中的泵送作业状态信息为混凝土泵送设备泵送作业在中、低泵送频率时，主控制器生成增大主泵排量电流的主泵泵送指令；
主控制器比较实际泵送频率与第一预设泵送频率和第二预设泵送频率，当实际泵送频率小于第一预设泵送频率时，主控制器生成减小流量控制阀开度的流量控制阀阀控指令，使能量回收流量减小；当实际泵送频率大于第二预设泵送频率时，主控制器生成增大流量控制阀的开度流量控制阀阀控指令，使能量回收流量增大；所述第一预设泵送频率小于所述第二预设泵送频率。
当混凝土泵送设备怠速待料时，泵送系统和臂架都不参与工作，此时需要调节作业泵的排量使得作业泵即能够吸收发动机的全部输出功率，又不会对发动机造成较大负担，同时将控制阀全开，进行能量回收。
当混凝土泵送设备泵送作业在中、低泵送频率时，主泵及泵送系统在进行泵送作业，臂架泵及臂架可能在进行展开或者折叠动作，此时增大作业泵排量电流，并控制控制阀的开度，使得作业泵实际泵送频率满足设定泵送频率。
可选的，所述能量回收装置包括：液压马达和发电机；所述能量回收装置在所述作业泵执行动作输出的能量回收油液的驱动下执行能量回收动作，包括：
所述液压马达在所述能量回收油液的驱动下产生动能；
所述发电机在所述液压马达产生的动能的驱动下产生电能。能量回收装置设置液压马达和发电机，将动能转换为电能，便于存储和使用。
可选的，该方法还包括：通过所述配电盒将所述电能分配到储能装置存储或者分配到用电装置使用；
当所述发电机发电电流大于用电装置工作电流时，配电盒将发电机发电电流分配到用电装置使用，富余电流分配到储能装置存储；
当所述发电机发电电流等于用电装置工作电流时，配电盒将发电机发电电流分配到用电装置使用，储能装置不工作；
当所述发电机发电电流小于用电装置工作电流时，配电盒将发电机发电电流分配到用电装置使用，不足电流由储能装置提供并由配电盒分配到用电装置使用。通过配电盒分配可以实现通过发电机回收的电能给用电装置供电，动力电池给电装置供电，或者通过发电机回收的电能和动力电池同时给电装置供电。通过配电盒进行以上配置可以避免动力电池持续边充电边放电，影响使用电池寿命。
可选的，所述方法还包括泵送压力判断：
当实时泵送压力小于启调压力时，通过溢流阀溢流泄压保证能量回收油路的安全性；
当实时泵送压力大于或等于启调压力时，关闭能量回收系统，保证泵送系统的泵送压力和泵送效率。
本发明第三方面提供一种混凝土泵送设备，所述混凝土泵送设备使用所述的混凝土泵送设备能量回收系统。使用了能量回收系统的混凝土泵送设备具有更高的资源利用率，也从侧面起到了节约资源的作用。
另一方面，本发明提供一种机器可读存储介质，该机器可读存储介质上存储有指令，该指令用于使得机器执行所述的混凝土泵送设备能量回收方法。
通过上述技术方案，本发明的能量回收系统通过在泵送设备上设置能量回收油路和控制阀，在能量回收模式下，通过能量回收方法控制作业泵吸收所述发动机的全部输出功率且使所述发动机稳定在低能耗区，通过控制阀调节能量回收油路的油液，此时能量回收油路中的富余油液驱动能量回收装置实现能量回收，充分利用了发动机的功率，减少资源浪费。
本发明实施方式的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
附图是用来提供对本发明实施方式的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明实施方式，但并不构成对本发明实施方式的限制。在附图中：
图1是本发明提供的混凝土泵送设备能量回收系统的原理框图；
图2是本发明提供的混凝土泵送设备能量回收方法的流程图；
图3是本发明的第一种实施方式提供的混凝土泵送设备能量回收系统的结构框图；
图4本发明的第一种实施方式提供的混凝土泵送设备能量回收系统怠速时的能量回收流程图；
图5本发明的第一种实施方式提供的混凝土泵送设备能量回收系统泵送作业在中、低泵送频率时的能量回收流程图；
图6是本发明的第二种实施方式提供的混凝土泵送设备能量回收系统的结构框图；
图7是本发明的第三种实施方式提供的混凝土泵送设备能量回收系统的结构框图；
图8是本发明的第四种实施方式提供的混凝土泵送设备能量回收系统的结构框图；
图9是本发明的第五种实施方式提供的混凝土泵送设备能量回收系统的结构框图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
图1是本发明提供的混凝土泵送设备能量回收系统原理框图。如图1所示，所述系统包括：
发动机，用于输出动能；
作业泵，与所述发动机连接，用于在能量回收模式下，在所述动能的驱动下根据对应的泵作业指令执行动作；
能量回收装置，通过能量回收油路与所述作业泵连通，用于在能量回收模式下，在所述作业泵执行动作输出的能量回收油液的驱动下执行能量回收动作；
控制阀，安装在所述能量回收油路上，用于在能量回收模式下，根据对应的阀控指令执行对应的阀控动作；
主控装置，与所述发动机、所述作业泵、所述控制阀连接，用于根据所述混凝土泵送设备的运行参数生成泵作业指令和阀控指令；
所述泵作业指令用于控制所述作业泵的排量电流增大，以使作业泵能够吸收所述发动机的全部输出功率且使所述发动机稳定在低能耗区；
所述阀控指令用于控制所述控制阀的开度。
在一些实施例中，主控装置为混凝土泵送设备的主控制器。与现有的混凝土泵送设备的运转相同，主控制器与发送机连接，且会产生用于控制发动机转速的指令。
进一步地，所述混凝土泵送设备的运行参数包括以下参数中的一者或多者：泵送作业状态信息、泵送档位信息、泵送频率、发动机扭矩、发动机转速和实时泵送压力。
泵送作业状态信息包括混凝土泵送设备是否怠速待料、是否泵送作业在中、低泵送频率等。泵送作业状态信息、泵送档位信息、泵送频率和发动机扭矩等信息通过设置在混凝土泵送设备上的数据采集装置采集，或者是通过与主控装置相连的设备的反馈来获取。
可选的，所述控制阀包括多路阀，所述阀控指令包括多路阀阀控指令；所述作业泵包括臂架泵，所述泵作业指令包括臂架泵动作指令；
所述多路阀安装在所述臂架泵与所述能量回收装置之间的能量回收油路上，用于在能量回收模式下，根据多路阀阀控指令执行对应的阀控动作，使得臂架泵充分吸收发动机的输出功率；
所述主控装置用于根据所述混凝土泵送设备的运行参数生成臂架泵动作指令和多路阀阀控指令。通过设置多路阀在臂架泵与能量回收装置之间的能量回收油路上，通过主控装置控制臂架泵能够吸收发动机的全部输出功率，同时主控装置控制调节多路阀的开度，能量回收油路中的富余油液用于能量回收，充分利用了发动机的功率，减少资源浪费。
可选的，所述控制阀包括流量控制阀，所述阀控指令包括流量控制阀阀控指令；所述作业泵包括主泵，所述泵作业指令包括主泵泵送指令；
所述流量控制阀安装在所述主泵与所述能量回收装置之间的能量回收油路上，用于在能量回收模式下，根据流量控制阀阀控指令执行对应的阀控动作，使得泵送系统实际泵送频率满足设定的泵送系统泵送频率；
所述主控装置用于根据所述混凝土泵送设备的运行参数生成主泵泵送指令和流量控制阀阀控指令。
通过设置流量控制阀在主泵与能量回收装置之间的能量回收油路上，通过主控装置控制主泵能够吸收发动机的全部输出功率，同时主控装置控制调节流量控制阀的开度，能量回收油路中的富余油液用于能量回收，充分利用了发动机的功率，减少资源浪费。
在其他一些实施例中，作业泵还包括臂架泵和主泵外的其他液压泵，流量控制阀安装在其他液压泵与能量回收装置之间的能量回收油路上。通过其他液压泵吸收发动机的功率，能量回收也是基于其他液压泵的富余油液。
进一步地，所述控制阀还包括溢流阀，所述溢流阀安装在所述能量回收油路与油箱之间的油路上，用于通过溢流泄压保证能量回收油路的安全性。当混凝土泵送设备的泵送液压系统的压力不超过启调压力时，通过溢流阀溢流泄压保证能量回收油路的安全性。
在其他一些实施例中，发动机产生的动能通过分动箱分配到作业泵和混凝土泵送设备行驶系统，用于驱动作业泵工作，同时驱动混凝土泵送设备行驶。
可选的，所述系统还包括模式切换装置，所述模式切换装置与所述主控装置连接，用于对混凝土泵送设备的运行模式进行切换。操作人员通过操作模式切换装置切换混凝土泵送设备工作模式，工作模式包括常规模式和能量回收模式。在一些实施例中，模式切换装置为一个能量回收开关，能量回收开关与主控装置连接，当能量回收开关闭合时，混凝土泵送设备运行在能量回收模式，当能量回收开关打开时，混凝土泵送设备运行在常规模式。其中，常规模式指1～7档发动机转速不变调节主泵排量电流控制泵送频率；8～10档主泵排量电流不变，调节发动机转速控制泵送频率。能量回收模式指1～5档发动机转速不变，主泵排量增大，以使主泵与其他作业泵能够吸收所述发动机的全部输出功率且使所述发动机稳定在低能耗区，6～10档与常规模式相同。在一些较佳实施例中，在能量回收模式下，主泵排量控制在80％。
需要说明的是，在常规模式下，控制阀都处于关闭状态，能量回收油路中不存在油液流通。
可选的，所述能量回收装置包括液压马达和发电机，所述液压马达的进油口与能量回收油路的出油口连通，用于在所述能量回收油液的驱动下产生动能；所述发电机的输入端与所述液压马达的动能输出端连接，用于在所述液压马达产生的动能的驱动下产生电能。混凝土泵送设备上除了液压系统还包括用电的各种设备，通过液压马达和发电机将动能转换为电能，可以用于驱动混凝土泵送设备上的其他用电设备。
可选的，所述系统还包括储能装置和用电装置，所述储能装置包括发电机控制器、配电盒和动力电池，所述发电机控制器与所述发电机和所述配电盒连接，所述配电盒与所述动力电池和所述用电装置连接；所述配电盒用于将所述发电机产生的电能传输到所述动力电池进行存储，或者将所述发电机产生的电能传输到所述用电装置使用，或者将所述动力电池提供的电能传输到所述用电装置使用。动力电池用于存储电能，用于在不进行能量回收的时候供用电装置使用。通过配电盒分配可以实现通过发电机回收的电能给用电装置供电，动力电池给电装置供电，或者通过发电机回收的电能和动力电池同时给电装置供电。
需要说明的是，储能装置和用电装置是现有的混合动力混凝土泵送设备的常规配置。在本发明中，配电盒上同样配置充电口，用于在动力电池储能不足时进行充电。用电装置可以是各种电机，例如：搅拌电机及电机控制器、风冷电机及电机控制器、水洗电机及电机控制器、齿轮泵电机及电机控制器以及齿轮泵等等；也可以是各种用电系统，例如：加热系统、冷却系统等等。
回收的电能对动力电池充电同样要依据动力电池充放电的一般控制方法，动力电池的电池荷电状态(SOC)信息受主控制器监控，当SOC≥98％，发出是否切换到常规泵送或底盘是否停机信号供操作人员选择，也可通过发电机控制器控制发电机空转；当SOC≤20％，通过充电口给动力电池充电，保证电机等设备的正常作业需求。
需要说明的是，本发明中各种参数的获取、数据的传输同时会使用混凝土泵送设备现有的通信装置、采集装置和主控制器的数据处理结果，在本发明中未详细阐述。
图2是本发明提供的混凝土泵送设备能量回收方法流程图。如图2所示，所述能量回收方法包括：
获取所述混凝土泵送设备的运行参数和运行模式；
当能量回收模式开启时，主控制器根据所述混凝土泵送设备的运行参数生成阀控指令和泵作业指令；
作业泵根据对应的泵作业指令执行动作，以使作业泵能够吸收所述发动机的全部输出功率且使所述发动机稳定在低能耗区；
控制阀根据对应的阀控指令执行阀控动作；
能量回收装置在所述作业泵执行动作输出的能量回收油液的驱动下执行能量回收动作。
该方法通过控制作业泵在能量回收模式下吸收发动机的全部输出功率且使发动机稳定在低能耗区，同时控制控制阀的开度，此时能量回收油路中的富余油液驱动能量回收装置进行能量回收，充分利用了发动机的功率，减少资源浪费。
可选的，所述控制阀包括多路阀，所述阀控指令包括多路阀阀控指令；所述作业泵包括臂架泵，所述泵作业指令包括臂架泵动作指令；
所述主控制器根据所述混凝土泵送设备的运行参数生成阀控指令和泵作业指令，包括：
当所述运行参数中的泵送作业状态信息为混凝土泵送设备怠速待料时，主控制器比较发动机扭矩与扭矩设定值，若发动机扭矩小于扭矩设定值，则主控制器生成增大臂架泵排量电流的臂架泵动作指令，同时生成多路阀打开至最大开度的阀控指令；若发动机扭矩大于扭矩设定值，则主控制器生成减小臂架泵排量电流的臂架泵动作指令，同时生成多路阀打开至最大开度的阀控指令；
当所述运行参数中的泵送作业状态信息为混凝土泵送设备泵送作业在中、低泵送频率时，且臂架泵未动作时，主控制器生成增大臂架泵排量电流的臂架泵动作指令，同时生成多路阀打开至最大开度的阀控指令。
可选的，所述控制阀包括流量控制阀，所述阀控指令包括流量控制阀阀控指令；所述作业泵包括主泵，所述泵作业指令包括主泵泵送指令；
所述主控制器根据所述混凝土泵送设备的运行参数生成阀控指令和泵作业指令，包括：
当所述运行参数中的泵送作业状态信息为混凝土泵送设备怠速待料时，主控制器比较发动机扭矩与扭矩设定值，若发动机扭矩小于扭矩设定值，则主控制器生成增大主泵排量电流的主泵泵送指令，同时生成流量控制阀打开至最大开度的阀控指令；若发动机扭矩大于扭矩设定值，则主控制器生成减小主泵排量电流的主泵泵送指令，同时生成流量控制阀打开至最大开度的阀控指令；
当所述运行参数中的泵送作业状态信息为混凝土泵送设备泵送作业在中、低泵送频率时，主控制器生成增大主泵排量电流的主泵泵送指令；
主控制器比较实际泵送频率与第一预设泵送频率和第二预设泵送频率，当实际泵送频率小于第一预设泵送频率时，主控制器生成减小流量控制阀开度的流量控制阀阀控指令，使能量回收流量减小；当实际泵送频率大于第二预设泵送频率时，主控制器生成增大流量控制阀的开度流量控制阀阀控指令，使能量回收流量增大；所述第一预设泵送频率小于所述第二预设泵送频率。
当混凝土泵送设备怠速待料时，泵送系统和臂架都不参与工作，此时需要调节作业泵的排量使得作业泵即能够吸收发动机的全部输出功率，又不会对发动机造成较大负担，同时将控制阀全开，进行能量回收。当混凝土泵送设备泵送作业在中、低泵送频率时，主泵及泵送系统在进行泵送作业，臂架泵及臂架可能在进行展开或者折叠动作，此时增大作业泵排量电流，并控制控制阀的开度，使得作业泵实际泵送频率满足设定泵送频率。
需要说明的是，正常设备的实际泵送频率与预设泵送频率的误差一般都不会太大，误差太大说明设备故障，会停止运行进行检修。一般误差会控制在5％以内，也就是说第一预设泵送频率为额定频率*95％，第二预设泵送频率为额定频率*105％，也就是说当实际泵送频率小于额定频率*95％时，减小控制阀的开度，使能量回收流量减小；当实际泵送频率大于额定频率*105％时，增大控制阀的开度，使能量回收流量增大。
可选的，所述能量回收装置包括：液压马达和发电机；所述能量回收装置在所述作业泵执行动作输出的能量回收油液的驱动下执行能量回收动作，包括：
所述液压马达在所述能量回收油液的驱动下产生动能；
所述发电机在所述液压马达产生的动能的驱动下产生电能。能量回收装置设置液压马达和发电机，将动能转换为电能，便于存储和使用。
可选的，该方法还包括：通过所述配电盒将所述电能分配到储能装置存储或者分配到用电装置使用；
当所述发电机发电电流大于用电装置工作电流时，配电盒将发电机发电电流分配到用电装置使用，富余电流分配到储能装置存储；
当所述发电机发电电流等于用电装置工作电流时，配电盒将发电机发电电流分配到用电装置使用，储能装置不工作；
所述发电机发电电流小于用电装置工作电流时，配电盒将发电机发电电流分配到用电装置使用，不足电流由储能装置提供并由配电盒分配到用电装置使用，其中用电装置工作电流还可以实时发送到主控装置中，可以取10s工作时间的平均值为用电装置工作电流。通过配电盒分配可以实现通过发电机回收的电能给用电装置供电，动力电池给电装置供电，或者通过发电机回收的电能和动力电池同时给电装置供电。通过配电盒进行以上配置可以避免动力电池持续边充电边放电，影响使用电池寿命。
所述方法还包括泵送压力判断：
当实时泵送压力小于启调压力时，通过溢流阀溢流泄压保证能量回收油路的安全性；
当实时泵送压力大于或等于启调压力时，关闭能量回收系统，保证泵送系统的泵送压力和泵送效率。
下面结合具体的实施例对本申请的混凝土泵送设备能量回收系统及能量回收方法进行说明。
实施例一
如图3所示是本发明的第一种实施方式提供的混凝土泵送设备能量回收系统结构框图。在本实施例中，所述能量回收系统包括：柴油发动机、分动箱、臂架泵、主泵、流量控制阀、多路阀、主控制器、液压马达、溢流阀和发电机。柴油发动机通过分动箱与泵车行驶系统、臂架泵和主泵连接，主泵和臂架泵通过能量回收油路与液压马达和溢流阀连通，流量控制阀安装在主泵与液压马达之间的能量回收油路上，多路阀安装在臂架泵与液压马达之间的能量回收油路上，主控制器与流量控制阀、多路阀、臂架泵和主泵通信连接，液压马达与发电机连接。柴油发动机产生的动能通过分动箱分配到泵车行驶系统、臂架泵和主泵，臂架泵在动能的驱动下为臂架的展开和折叠提供动力；主泵在动能的驱动下为泵送系统提供动力。
整个混凝土泵送设备还包括发电机控制器、配电盒、动力电池、齿轮泵电机及电机控制器以及齿轮泵、加热系统、冷却系统，发电机与发电机控制器连接，配电盒与发电机控制器、动力电池和电机控制器连接，电机控制器与齿轮泵电机连接，齿轮泵电机与齿轮泵连接，齿轮泵驱动清晰搅拌系统工作。加热系统和冷却系统也在配电盒分配的电能的作用下工作。
如图4所示，当主控制器根据获取的混凝土泵送设备的运行参数信息判断出当前混凝土泵送设备处于怠速运行时，判断能量回收模式是否开启，若没有开启，则继续按照常规泵送模式运行，若已经开启，则根据获取的发动机扭矩判断发动机扭矩与扭矩设定值的关系，若发动机扭矩小于扭矩设定值，则增大主泵和/或臂架泵排量电流，若发动机扭矩大于扭矩设定值，则减小主泵和/或臂架泵排量电流，同时控制流量阀和多路阀全开，能量回收油路内的油液驱动液压马达产生动力用于驱动发电机发电，发电机产生的电能经过发电机控制器后传输到配电盒，配电盒将电能分配给用电装置使用或者是给动力电池充电。若是动力电池SOC≥98％，则动力电池停止充电，提示操作人员是否停止混凝土泵送设备，若动力电池仍可以进行充电，则持续运行。
如图5所示，当主控制器根据获取的混凝土泵送设备的运行参数信息判断泵送作业启动，则获取当前泵送档位信息，判断能量回收模式是否开启，若没有开启，则继续按照常规泵送模式运行。若已经开启，一方面增大主泵排量电流，判断实际泵送频率小于第一预设泵送频率时，减小流量控制阀的开度，使能量回收流量减小；当实际泵送频率大于第二预设泵送频率时，增大流量控制阀的开度，使能量回收流量增大；另一方面需要判断臂架泵提供动力的臂架是否在动作，若是，则臂架泵动力提供给臂架系统，若否，则调节多路阀的开度使多路阀全开，使臂架泵吸收的发动机功率转换为能量回收油路中油液的动能。此时来自主泵的油液和来自臂架泵的油液共同驱动液压马达产生动力用于驱动发电机发电，发电机产生的电能经过发电机控制器后传输到配电盒，配电盒将电能分配给用电装置使用或者是给动力电池充电。若是动力电池SOC≥98％，则动力电池停止充电，提示操作人员是否切换常规泵送模式，若动力电池仍可以进行充电，则持续运行。
实施例二
如图6所示是本发明的第二种实施方式提供的混凝土泵送设备能量回收系统结构框图。在本实施例中，所述能量回收系统包括：柴油发动机、分动箱、臂架泵、主泵、其他与主泵相连的液压泵、流量控制阀、多路阀、主控制器、液压马达、溢流阀和发电机。柴油发动机通过分动箱与泵车行驶系统、臂架泵和主泵连接，主泵、臂架泵和其他与主泵相连的液压泵通过能量回收油路与液压马达和溢流阀连通，流量控制阀安装在主泵和其他与主泵相连的液压泵与液压马达之间的能量回收油路上，多路阀安装在臂架泵与液压马达之间的能量回收油路上，主控制器与流量控制阀、多路阀、臂架泵、主泵和其他与主泵相连的液压泵通信连接，液压马达与发电机连接。柴油发动机产生的动能通过分动箱分配到泵车行驶系统、臂架泵和主泵，臂架泵在动能的驱动下为臂架的展开和折叠提供动力；主泵在动能的驱动下为泵送系统提供动力。
本实施例中主泵和臂架泵实现能量回收的过程与第一种实施例的方法相同，其他与主泵相连的液压泵实现能量回收的过程与臂架泵相同，在此不再赘述。
实施例三
如图7所示是本发明的第三种实施方式提供的混凝土泵送设备能量回收系统结构框图。在本实施例中，所述能量回收系统包括：柴油发动机、分动箱、臂架泵、主泵、其他与主泵相连的液压泵、多路阀、主控制器、液压马达、溢流阀和发电机。柴油发动机通过分动箱与泵车行驶系统、臂架泵和主泵连接，臂架泵通过能量回收油路与液压马达和溢流阀连通，多路阀安装在臂架泵与液压马达之间的能量回收油路上，主控制器与多路阀、臂架泵通信连接，液压马达与发电机连接。柴油发动机产生的动能通过分动箱分配到泵车行驶系统、臂架泵和主泵，臂架泵在动能的驱动下为臂架的展开和折叠提供动力；主泵在动能的驱动下为泵送系统提供动力。
本实施例实现能量回收的方法与第一种实施例中通过臂架泵实现能量回收的方法相同，在此不再赘述。
实施例四
如图8所示是本发明的第四种实施方式提供的混凝土泵送设备能量回收系统结构框图。在本实施例中，所述能量回收系统包括：柴油发动机、分动箱、臂架泵、主泵、其他与主泵相连的液压泵、流量控制阀、主控制器、液压马达、溢流阀和发电机。柴油发动机通过分动箱与泵车行驶系统、臂架泵和主泵连接，主泵通过能量回收油路与液压马达和溢流阀连通，流量控制阀安装在主泵与液压马达之间的能量回收油路上，主控制器与流量控制阀、臂架泵和主泵通信连接，液压马达与发电机连接。柴油发动机产生的动能通过分动箱分配到泵车行驶系统、臂架泵和主泵，臂架泵在动能的驱动下为臂架的展开和折叠提供动力；主泵在动能的驱动下为泵送系统提供动力。
本实施例实现能量回收的方法与第一种实施例中通过臂架泵实现能量回收的方法相同，在此不再赘述。
实施例五
如图9所示是本发明的第五种实施方式提供的混凝土泵送设备能量回收系统结构框图。在本实施例中，所述能量回收系统包括：柴油发动机、分动箱、臂架泵、主泵、其他与主泵相连的液压泵、流量控制阀、主控制器、液压马达、溢流阀和发电机。柴油发动机通过分动箱与泵车行驶系统、臂架泵和主泵连接，其他与主泵相连的液压泵通过能量回收油路与液压马达和溢流阀连通，流量控制阀安装在其他与主泵相连的液压泵与液压马达之间的能量回收油路上，主控制器与流量控制阀、臂架泵、主泵和其他与主泵相连的液压泵通信连接，液压马达与发电机连接。柴油发动机产生的动能通过分动箱分配到泵车行驶系统、臂架泵和主泵，臂架泵在动能的驱动下为臂架的展开和折叠提供动力；主泵在动能的驱动下为泵送系统提供动力。
本实施例实现能量回收的方法与第一种实施例中通过主泵实现能量回收的方法相同，在此不再赘述。
本发明第三方面提供一种混凝土泵送设备，所述混凝土泵送设备使用所述的混凝土泵送设备能量回收系统。使用了能量回收系统的混凝土泵送设备具有更高的资源利用率，也从侧面起到了节约资源的作用。
另一方面，本发明提供一种机器可读存储介质，该机器可读存储介质上存储有指令，该指令用于使得机器执行所述的混凝土泵送设备能量回收方法。
本领域技术人员可以理解实现上述实施方式的方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得单片机、芯片或处理器(processor)执行本发明各个实施方式所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上结合附图详细描述了本发明的可选实施方式，但是，本发明实施方式并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明实施方式的技术构思范围内，可以对本发明实施方式的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明实施方式的保护范围。另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明实施方式对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明实施方式的思想，其同样应当视为本发明实施方式所公开的内容。

Claims (16)

1.一种混凝土泵送设备能量回收系统，其特征在于，所述系统包括：
发动机，用于输出动能；
作业泵，与所述发动机连接，用于在能量回收模式下，在所述动能的驱动下根据对应的泵作业指令执行动作；
能量回收装置，通过能量回收油路与所述作业泵连通，用于在能量回收模式下，在所述作业泵执行动作输出的能量回收油液的驱动下执行能量回收动作；
控制阀，安装在所述能量回收油路上，用于在能量回收模式下，根据对应的阀控指令执行对应的阀控动作；
主控装置，与所述发动机、所述作业泵、所述控制阀连接，用于根据所述混凝土泵送设备的运行参数生成泵作业指令和阀控指令；
所述泵作业指令用于控制所述作业泵的排量电流，以使作业泵能够吸收所述发动机的全部输出功率且使所述发动机稳定在低能耗区；
所述阀控指令用于控制所述控制阀的开度。
2.根据权利要求1所述的混凝土泵送设备能量回收系统，其特征在于，所述混凝土泵送设备的运行参数包括以下参数中的一者或多者：泵送作业状态信息、泵送档位信息、泵送频率、发动机扭矩、发动机转速和实时泵送压力。
3.根据权利要求1所述的混凝土泵送设备能量回收系统，其特征在于，所述控制阀包括多路阀，所述阀控指令包括多路阀阀控指令；所述作业泵包括臂架泵，所述泵作业指令包括臂架泵动作指令；
所述多路阀安装在所述臂架泵与所述能量回收装置之间的能量回收油路上，用于在能量回收模式下，根据多路阀阀控指令执行对应的阀控动作，使得臂架泵充分吸收发动机的输出功率；
所述主控装置用于根据所述混凝土泵送设备的运行参数生成臂架泵动作指令和多路阀阀控指令。
4.根据权利要求1所述的混凝土泵送设备能量回收系统，其特征在于，所述控制阀包括流量控制阀，所述阀控指令包括流量控制阀阀控指令；所述作业泵包括主泵，所述泵作业指令包括主泵泵送指令；
所述流量控制阀安装在所述主泵与所述能量回收装置之间的能量回收油路上，用于在能量回收模式下，根据流量控制阀阀控指令执行对应的阀控动作，使得泵送系统实际泵送频率满足设定的泵送系统泵送频率；
所述主控装置用于根据所述混凝土泵送设备的运行参数生成主泵泵送指令和流量控制阀阀控指令。
5.根据权利要求3或4所述的混凝土泵送设备能量回收系统，其特征在于，所述控制阀还包括溢流阀，所述溢流阀安装在所述能量回收油路与油箱之间的油路上，用于通过溢流泄压保证能量回收油路的安全性。
6.根据权利要求1所述的混凝土泵送设备能量回收系统，其特征在于，所述系统还包括模式切换装置，所述模式切换装置与所述主控装置连接，用于对混凝土泵送设备的运行模式进行切换。
7.根据权利要求1所述的混凝土泵送设备能量回收系统，其特征在于，所述能量回收装置包括液压马达和发电机，所述液压马达的进油口与能量回收油路的出油口连通，用于在所述能量回收油液的驱动下产生动能；所述发电机的输入端与所述液压马达的动能输出端连接，用于在所述液压马达产生的动能的驱动下产生电能。
8.根据权利要求7所述的混凝土泵送设备能量回收系统，其特征在于，所述系统还包括储能装置和用电装置，所述储能装置包括发电机控制器、配电盒和动力电池，所述发电机控制器与所述发电机和所述配电盒连接，所述配电盒与所述动力电池和所述用电装置连接；所述配电盒用于将所述发电机产生的电能传输到所述动力电池进行存储，或者将所述发电机产生的电能传输到所述用电装置使用，或者将所述动力电池提供的电能传输到所述用电装置使用。
9.一种基于权利要求1-8中任一项所述的混凝土泵送设备能量回收系统的能量回收方法，其特征在于，所述能量回收方法包括：
获取所述混凝土泵送设备的运行参数和运行模式；
当能量回收模式开启时，主控制器根据所述混凝土泵送设备的运行参数生成阀控指令和泵作业指令；
作业泵根据对应的泵作业指令执行动作，以使作业泵能够吸收所述发动机的全部输出功率且使所述发动机稳定在低能耗区；
控制阀根据对应的阀控指令执行阀控动作；
能量回收装置在所述作业泵执行动作输出的能量回收油液的驱动下执行能量回收动作。
10.根据权利要求9所述的混凝土泵送设备能量回收方法，其特征在于，所述控制阀包括多路阀，所述阀控指令包括多路阀阀控指令；所述作业泵包括臂架泵，所述泵作业指令包括臂架泵动作指令；
所述主控制器根据所述混凝土泵送设备的运行参数生成阀控指令和泵作业指令，包括：
当所述运行参数中的泵送作业状态信息为混凝土泵送设备怠速待料时，主控制器比较发动机扭矩与扭矩设定值，若发动机扭矩小于扭矩设定值，则主控制器生成增大臂架泵排量电流的臂架泵动作指令，同时生成多路阀打开至最大开度的阀控指令；若发动机扭矩大于扭矩设定值，则主控制器生成减小臂架泵排量电流的臂架泵动作指令，同时生成多路阀打开至最大开度的阀控指令；
当所述运行参数中的泵送作业状态信息为混凝土泵送设备泵送作业在中、低泵送频率时，且臂架泵未动作时，主控制器生成增大臂架泵排量电流的臂架泵动作指令，同时生成多路阀打开至最大开度的阀控指令。
11.根据权利要求9所述的混凝土泵送设备能量回收方法，其特征在于，所述控制阀包括流量控制阀，所述阀控指令包括流量控制阀阀控指令；所述作业泵包括主泵，所述泵作业指令包括主泵泵送指令；
所述主控制器根据所述混凝土泵送设备的运行参数生成阀控指令和泵作业指令，包括：
当所述运行参数中的泵送作业状态信息为混凝土泵送设备怠速待料时，主控制器比较发动机扭矩与扭矩设定值，若发动机扭矩小于扭矩设定值，则主控制器生成增大主泵排量电流的主泵泵送指令，同时生成流量控制阀打开至最大开度的阀控指令；若发动机扭矩大于扭矩设定值，则主控制器生成减小主泵排量电流的主泵泵送指令，同时生成流量控制阀打开至最大开度的阀控指令；
当所述运行参数中的泵送作业状态信息为混凝土泵送设备泵送作业在中、低泵送频率时，主控制器生成增大主泵排量电流的主泵泵送指令；
主控制器比较实际泵送频率与第一预设泵送频率和第二预设泵送频率，当实际泵送频率小于第一预设泵送频率时，主控制器生成减小流量控制阀开度的流量控制阀阀控指令，使能量回收流量减小；当实际泵送频率大于第二预设泵送频率时，主控制器生成增大流量控制阀的开度流量控制阀阀控指令，使能量回收流量增大；所述第一预设泵送频率小于所述第二预设泵送频率。
12.根据权利要求10所述的混凝土泵送设备能量回收方法，其特征在于，所述能量回收装置包括：液压马达和发电机；所述能量回收装置在所述作业泵执行动作输出的能量回收油液的驱动下执行能量回收动作，包括：
所述液压马达在所述能量回收油液的驱动下产生动能；
所述发电机在所述液压马达产生的动能的驱动下产生电能。
13.根据权利要求12所述的混凝土泵送设备能量回收方法，其特征在于，该方法还包括：通过配电盒将所述电能分配到储能装置存储或者分配到用电装置使用；
当所述发电机发电电流大于用电装置工作电流时，配电盒将发电机发电电流分配到用电装置使用，富余电流分配到储能装置存储；
当所述发电机发电电流等于用电装置工作电流时，配电盒将发电机发电电流分配到用电装置使用，储能装置不工作；
当所述发电机发电电流小于用电装置工作电流时，配电盒将发电机发电电流分配到用电装置使用，不足电流由储能装置提供并由配电盒分配到用电装置使用。
14.根据权利要求9所述的混凝土泵送设备能量回收方法，其特征在于，所述方法还包括泵送压力判断：
当实时泵送压力小于启调压力时，通过溢流阀溢流泄压保证能量回收油路的安全性；
当实时泵送压力大于或等于启调压力时，关闭能量回收系统，保证泵送系统的泵送压力和泵送效率。
15.一种混凝土泵送设备，其特征在于，所述混凝土泵送设备使用权利要求1-8中任一项所述的混凝土泵送设备能量回收系统。
16.一种机器可读存储介质，该机器可读存储介质上存储有指令，该指令用于使得机器执行本申请权利要求9-14中任一项所述的混凝土泵送设备能量回收方法。
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