CN113187711B - 一种用于混凝土泵送吸料效率提高的活塞行程匹配方法 - Google Patents

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Abstract

本发明专利提供一种用于混凝土泵送吸料效率提高的活塞行程匹配方法，主要为：设定混凝土吸料过程中搅拌叶片的转速，通过扭矩传感器测得该转速下搅拌叶片的平均扭矩，通过计算并修正活塞运动的最佳行程，经反馈调节模块调节活塞行程，解决由于混凝土的性能差异，造成某些时候活塞吸料效率低的问题。本发明理论简单，通过反馈调节模块调节活塞运动的行程，在混凝土流动性差时能减小活塞行程提高吸料率，在混凝土流动性好时能增加活塞行程提高单次吸料量，减少S管换向次数，达到降低泵送系统能耗的目的。

Description

一种用于混凝土泵送吸料效率提高的活塞行程匹配方法
技术领域
本发明属于混凝土泵送吸料效率提高技术领域，特别涉及到一种用于混凝土泵送吸料效率提高的活塞行程匹配方法。
背景技术
混凝土是土木工程中用途最广、用量最大的一种建筑材料。随着经济发展，我国建筑行业也在不断发展。土木建筑质量方面要求提高的同时，施工效率方面的要求也在不断提高。目前最普遍使用泵送的方法将混凝土拌合物通过输送管道送至施工预定位置，具有效率高、节省劳动力的特点。
混凝土拌合物泵送吸料系统包括：料斗、搅拌叶片和轴、活塞缸、S管、扭矩传感器，液压马达，信息采集及控制模块。所述的信息采集及控制模块接受扭矩传感器测量的扭矩值，并通过设定的公式计算活塞的行程，反馈给液压马达来调节活塞的运动行程。所述的液压马达一个作用为驱动搅拌叶片旋转，另一个作用为驱动活塞缸的运动。由于水泥的水化和凝集，新拌混凝土的性能随着时间不断变化，混凝土在搅拌车内运输的时间和距离、温度，搅拌筒转动的速度等会对混凝土拌合物的性能造成影响，在搅拌站工作性能良好的混凝土到了泵送现场可能出现可泵性差的现象，目前泵送过程中活塞缸的吸料行程是固定的，随着活塞运动的行程加大，混凝土越难以被吸入，单位行程内吸入的混凝土拌合物逐渐减少，料未能充满整个管道，导致吸料次数增加，效率降低，如何根据混凝土的性能来调节活塞的行程是必要的。混凝土流变仪通过测量叶片上的扭矩来计算混凝土的流变性能参数的，因此本发明通过监测料斗中搅拌叶片的扭矩来衡量混凝土的性能，提出一种根据混凝土性能来调整活塞运动行程的方法来解决吸料过程中效率过低的问题是迫切需要的。
发明内容
本发明专利提供一种用于混凝土泵送吸料效率提高的活塞行程匹配方法。
本发明为解决上述问题所采用的技术方案是：
一种用于混凝土泵送吸料效率提高的活塞行程匹配方法，通过使用一种混凝土拌合物泵送系统，具体包括以下步骤：
(1)设定活塞的初始行程L0和搅拌叶片的转速n；
(2)扭矩传感器记录搅拌叶片在时间t内的平均扭矩
Figure BDA0003043289010000023
(3)重复步骤(2)，扭矩转速传感器记录下第i个周期内搅拌叶片的平均扭矩
Figure BDA0003043289010000024
(4)信息采集及控制模块根据设定的公式计算修正活塞行程L，再通过反馈调节模块调节活塞的行程。
上述的一种用于混凝土泵送吸料效率提高的活塞行程匹配方法，其特征在于包括：料斗、搅拌叶片和轴、活塞缸、S管、扭矩传感器，液压马达，信息采集及控制模块等。所述的信息采集及控制模块接受扭矩传感器测量的扭矩值，并通过设定的公式计算活塞的行程，再反馈给液压马达。所述的液压马达一个作用为驱动搅拌叶片旋转，另一个作用为驱动活塞缸的运动。
上述的一种用于混凝土泵送吸料效率提高的活塞行程匹配方法，其特征在于步骤(4)中的公式具体为
Figure BDA0003043289010000021
式中L0为活塞的初始行程，
Figure BDA0003043289010000022
为第i个周期下搅拌叶片的平均扭矩，α是修正系数，
Figure BDA0003043289010000031
α的取值范围为1～5，τ0是混凝土屈服应力，μ为塑性粘度。
上述的一种用于混凝土泵送吸料效率提高的活塞行程匹配方法，其特征在于，通过调节活塞运动的行程，使得吸入的混凝土拌合物基本能充满整个管道，避免吸空现象，可最大限度的提高工作效率，减少能耗，保证施工效率。
本发明的有益效果是：使用本发明提出的方法根据混凝土的性能调节活塞运动的行程，使得吸入的混凝土拌合物基本能充满整个活塞缸，避免吸空现象，可最大限度的提高工作效率，减少能耗，保证施工效率。
附图说明
图1为砼缸活塞行程匹配方法操作流程图。
图2为混凝土拌合物泵送吸料系统结构图。
图中：1-料斗，2-搅拌叶片和轴，3-活塞缸，4-S管，5-扭矩传感器，6-液压马达，7-混凝土活塞。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进一步描述。
给出本发明提供一种用于混凝土泵送吸料效率提高的活塞行程匹配方法，具体操作如下：
(1)使用一种混凝土拌合物泵送系统；
(2)将新拌混凝土加至料斗合适位置，启动搅拌装置，同时开始新拌混凝土泵送；
(3)设定活塞的初始行程L0和搅拌叶片的转速n；
更具体的说，设定活塞的初始行程L0为1.8m，搅拌叶片的转速为30r/min.；
(4)S管与非吸料缸相连，扭矩传感器记录搅拌叶片在料斗一个吸料周期t内的平均扭矩
Figure BDA0003043289010000045
更具体的说，扭矩传感器检测搅拌叶片在时间t＝2.8s内的平均扭矩
Figure BDA0003043289010000041
(5)重复步骤(4)，扭矩转速传感器记录下第i个周期内搅拌叶片的平均扭矩
Figure BDA0003043289010000044
信息采集及控制模块根据设定的公式计算修正活塞行程L，再通过反馈调节模块调节活塞的运动距离；
更具体的说，新拌C30混凝土的屈服应力τ0＝48.7Pa，塑性粘度μ＝66.1Pa.s，修正系数α为2.65，下表给出
Figure BDA0003043289010000042
的3组示例和修正的活塞行程。
Figure BDA0003043289010000043
(6)重复步骤(5)，直至泵送结束。

Claims (2)

1.一种用于混凝土泵送吸料效率提高的活塞行程匹配方法，使用一种混凝土拌合物泵送系统，包括：料斗、搅拌叶片和轴、活塞缸、活塞、S管、扭矩传感器，液压马达，信息采集及控制模块；所述的活塞安装在活塞缸中；所述的搅拌叶片固定在轴上，轴通过料斗上的孔后与所述的液压马达相连；所述的扭矩传感器安装在轴上，用于测量搅拌叶片转动过程中的所受到的扭矩；所述的信息采集及控制模块接受扭矩传感器测量的扭矩值，并通过设定的公式计算活塞的行程，再反馈给液压马达，具体包括以下步骤：
(1)设定活塞的初始行程L0和搅拌叶片的转速n；
(2)扭矩传感器记录搅拌叶片在一个吸料周期t内的平均扭矩
Figure QLYQS_1
(3)重复步骤(2)，扭矩转速传感器记录下第i个周期内搅拌叶片的平均扭矩
Figure QLYQS_2
；
(4)信息采集及控制模块根据设定的公式计算修正活塞行程L的大小，再通过反馈调节模块调节活塞的行程，设定的公式具体为
Figure QLYQS_3
式中L0为活塞的初始行程，
Figure QLYQS_4
为一个吸料周期t内搅拌叶片的平均扭矩，/>
Figure QLYQS_5
为第i个周期内搅拌叶片的平均扭矩，α是修正系数，/>
Figure QLYQS_6
α的取值范围为1～5，τ0是混凝土屈服应力，μ为塑性粘度。
2.根据权利要求1所述的一种用于混凝土泵送吸料效率提高的活塞行程匹配方法，其特征在于，通过调节活塞运动的行程，使得吸入的混凝土拌合物基本能充满整个管道，避免吸空现象，可最大限度的提高工作效率，减少能耗，保证施工效率。
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