CN114294211A - 一种电控换向混凝土泵的应急泵送方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种电控换向混凝土泵的应急泵送方法，包括油缸行程换向模式，在所述油缸行程换向模式下，基于油缸累积行程和油缸总行程确定换向时间，若检测泵送系统行程的传感装置线路发生故障，则进入所述油缸行程换向模式；本发明根据主液压油泵特性进行运算，并且使用积分的方式，使得计算更加精准，在主液压油泵压力和排量波动较大时，也可较为精准的进行应急换向。

Description

一种电控换向混凝土泵的应急泵送方法
技术领域
本发明属于工程机械技术领域，具体为一种电控换向混凝土泵的应急泵送方法。
背景技术
当前的混凝土泵的中心泵送系统均是依靠两个液压主油缸的内部的活塞杆往复运动带动泵送油缸内的活塞往复运动，从而实现混凝土的吸入和泵出。两个主油缸分成左缸和右缸。油缸往复运动到缸底时，需要进行换向。对于部分混凝土泵类型，是通过电控换向的。具体实现方式如下：油缸由柱塞泵驱动进行运动，如图1所示，发动机带动主泵转动，CT1得电时，左缸小腔进油使得左缸内活塞往后运动，右缸大腔进油使得右缸内活塞往前运动。油缸底部有接近开关，右缸内活塞杆靠近后接近开关S2后会发出电信号，然后电信号发送给控制器，控制器通过逻辑运算输出电信号给换向电磁阀CT2，电磁阀得到电信号后使得油路变化引发右缸内的活塞杆后退，左缸内的活塞前进。从而驱动油缸换向。
当前状况下，如果接近开关或者其电路故障，泵送油缸则无法动作，如不能驱动油缸，则会引起混凝土凝固等严重后果。因此需要有应急换向的方案。
公开号为CN104847643B的中国发明专利公开了一种混凝土泵送系统换向控制方法及相应换向控制装置。所述混凝土泵送系统换向控制方法包括时间换向模式，在所述时间换向模式下，基于液压系统油泵出口压力和排量确定换向时间。采用本发明的混凝土泵送系统换向控制方法和换向控制装置，在特殊情况(例如某些故障)下，能够采取一种应急措施进行换向控制，在故障恢复之前使泵送系统能够以一种瘸行模式进行换向控制。从而使得能够继续完成施工，避免因施工中断造成严重的经济损失。
压力、排量平稳时，上述技术还能够误差较小，一旦压力或者排量任一项波动较大，就会出现频繁的不能及时换向导致憋压，或者行程过短影响泵送效率。
发明内容
本发明的目的是提供一种电控换向混凝土泵的应急泵送方法，解决了现有电控换向混凝土泵应急泵送方法在主液压油泵压力和排量波动较大时，换向时间误差较大的问题。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种电控换向混凝土泵的应急泵送方法，包括以下步骤：
(1)泵送启动；
(2)检测泵送系统行程的传感装置线路是否正常；
(3)若泵送系统行程的传感装置线路正常则以正常模式运行，若不正常则启动行程换向模式；
所述行程换向模式包括以下步骤；
A、计算混凝土泵控制器单个运算周期内的油缸行程；
B、计算油缸累计行程；
C、若油缸累积行程大于油缸总行程，则发出换向信号给换向电磁阀进行换向，若油缸累积行程不大于油缸总行程，则返回步骤A。
进一步地，所述油缸累积行程的计算方法为：
混凝土泵控制器的运算周期为t，在控制器运算周期t内的油缸行程为l，控制器连续不断进行运算，计算出在其每个运算周期内的油缸行程l，将油缸行程l进行累加得到油缸累积行程。
进一步地，在发出换向信号后，油缸累积行程清零，重新进行累加计算油缸累积行程。
进一步地，所述油缸行程l的计算方法为：
根据混凝土泵的主液压油泵每分钟泵送排量Q、控制器的运算周期t以及油缸截面积S计算得到油缸行程l。
进一步地，所述主液压油泵每分钟泵送排量Q的计算方法为：
根据发动机当前转速和主液压油泵每转排量计算得到主液压油泵每分钟泵送排量Q。
进一步地，所述主液压油泵每转排量q的计算方法为：
根据主液压油泵的排量电流I计算得到主液压油泵每转排量q1；
根据主液压油泵扭矩设定值T和主液压油泵的泵送压力p计算得到主液压油泵每转排量q2；
q＝min(q1，q2)。
进一步地，若检测泵送系统行程的传感装置线路正常，则退出所述油缸行程换向模式。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明根据主液压油泵特性进行运算，并且使用积分的方式，使得计算更加精准，在主液压油泵压力和排量波动较大时，也可较为精准的进行应急换向。
附图说明
图1为现有的电控换向电控换向混凝土泵简易原理图；
图2为本发明一种电控换向混凝土泵的应急泵送方法流程图；
具体实施方式
下面将结合本发明中的附图，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动条件下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1和图2所示，本实施例提供一种电控换向混凝土泵的应急泵送方法，包括以下步骤：
(1)泵送启动；
(2)检测泵送系统行程的传感装置线路是否正常；
(3)若泵送系统行程的传感装置线路正常则以正常模式运行，若不正常则启动行程换向模式；
所述行程换向模式包括以下步骤；
A、计算混凝土泵控制器单个运算周期内的油缸行程；
B、计算油缸累计行程；
C、若油缸累积行程大于油缸总行程，则发出换向信号给换向电磁阀进行换向，若油缸累积行程不大于油缸总行程，则返回步骤A。
进一步地，所述油缸累积行程的计算方法为：
混凝土泵控制器的运算周期为t，在控制器运算周期t内的油缸行程为l，控制器连续不断进行运算，计算出在其每个运算周期内的油缸行程l，将油缸行程l进行累加得到油缸累积行程。
进一步地，在发出换向信号后，油缸累积行程清零，重新进行累加计算油缸累积行程。
进一步地，所述油缸行程l的计算方法为：
根据混凝土泵的主液压油泵每分钟泵送排量Q、控制器的运算周期t以及油缸截面积S计算得到油缸行程l。
进一步地，所述主液压油泵每分钟泵送排量Q的计算方法为：
根据发动机当前转速和主液压油泵每转排量计算得到主液压油泵每分钟泵送排量Q。
进一步地，所述主液压油泵每转排量q的计算方法为：
根据主液压油泵的排量电流I计算得到主液压油泵每转排量q1；
根据主液压油泵扭矩设定值T和主液压油泵的泵送压力p计算得到主液压油泵每转排量q2；
q＝min(q1，q2)。
进一步地，若检测泵送系统行程的传感装置线路正常，则退出所述油缸行程换向模式。
如图1所示，正常模式下，控制器通过检测S2或者S2接近开关的信号进行运算并输出换向信号给电磁阀(即换向电磁阀)CT1或者CT2，S1或S2或同时故障时，控制器无法输出换向信号，导致油缸到位后一直憋压。
本应急换向方法具体通过主液压油泵的泵送压力、主液压油泵的排量电流、发动机当前转速、主液压油泵扭矩设定值、油缸行程等运算出换向时间点。
实际工作中，油缸的单个行程约为2-10秒左右，在此期间的泵送压力和发动机当前转速、排量电流均不能保证是稳定，因此，本发明通过积分的方式进行计算，以应对上述数据的波动。
进一步地，所述油缸累积行程的计算方法为：
混凝土泵控制器的运算周期为t，在控制器运算周期t内的油缸行程为l，控制器连续不断进行运算，计算出在其每个运算周期内的油缸行程l，将油缸行程l进行累加得到油缸累积行程；
控制器的运算周期一般在10ms-20ms左右，每个运算周期都对油缸的行程l进行计算，以控制器的每个运算周期为累加的单位时间段，将每个单位时间段内的油缸行程l进行累加得到油缸累积行程，若油缸累积行程大于油缸总行程，则发出换向信号给换向电磁阀进行换向；设油缸累积行程为L1，油缸总行程为L，当L1>L时，则控制器输出换向信号，进行换向，同时L1清零，重新进行累加计算。
进一步地，所述油缸行程l的计算方法为：
根据混凝土泵的主液压油泵每分钟泵送排量Q、控制器的运算周期t以及油缸截面积S计算得到油缸行程l，具体公式为l＝Q×t/60000/S；
其中：
油缸行程l的单位为mm；
主液压油泵每分钟泵送排量Q的单位为ml；
运算周期t的单位为ms；
油缸截面积S的单位为mm2。
进一步地，所述主液压油泵每分钟泵送排量Q的计算方法为：
根据发动机当前转速和主液压油泵每转排量计算得到主液压油泵每分钟泵送排量Q，具体公式为Q＝n×q；
其中：
主液压油泵每分钟泵送排量Q的单位为ml；
发动机当前转速n的单位为r/min；
主液压油泵每转排量q的单位为ml。
将Q＝n×q代入l＝Q×t×60000/S可得l＝n×q×t/60000/S；
进一步地，所述主液压油泵每转排量q的计算方法为：
根据主液压油泵的排量电流I计算得到主液压油泵每转排量q1，q1＝a×I+b,该公式由主泵的电比例排量阀的特性决定；
其中：
a和b均为常数；
主液压油泵每转排量q1的单位为ml；
主液压油泵的排量电流I的单位为mA。
根据主液压油泵扭矩设定值T和主液压油泵的泵送压力p计算得到主液压油泵每转排量q2，q2＝T*2π/p；
其中：
主液压油泵每转排量q2的单位为ml；
主液压油泵扭矩设定值T的单位为Nm；
主液压油泵的泵送压力p的单位为MPa；
由于主液压油泵的恒扭矩特性，未到泵的设定扭矩时点时，每转排量随排量电流增大，但是当泵送压力大于某个点时，为了维持扭矩恒定，根据公式q2＝T*2π/p，p增大时需要降低每转排量q2使扭矩恒定,此时实际排量已经无法对应排量电流。因此当根据排量电流算出来的每转排量与通过扭矩压力计算出的每转排量不一致时，取两者的最小值，即q＝min(q1，q2)；
因此将q1＝a×I+b和q2＝T*2π/p代入l＝n×q×t×1000/60/S可得：
l＝n×q×t/60000/S＝n×min(a×I+b,T*2π/p)×t/60000/S。
由于混凝土泵的t，S,T均为定值，因此l的函数最终为l＝f(n,I,p)；
其中，T，t，S自行设定，T通过查询主泵的实际扭矩设定值获取，t大于控制器每次进行计算所需的时间；S和信息通过查询油缸的实际型号参数获取；
通过排量电流I、当前转速n、泵送压力p，就可计算出控制器每个运算周期的油缸行程l1,l2,l3,l4…；
其中，排量电流I通过控制器输出线路检测得到，当前转速n通过发动机通讯读取，泵送压力p通过主液压油泵压力传感器获取；
每个运算周期的l进行累加得到油缸累积行程，即L1＝l1+l2+l3…；
当L1>L时，则进行换向信号输出，进行换向。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (7)

1.一种电控换向混凝土泵的应急泵送方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)泵送启动；
(2)检测泵送系统行程的传感装置线路是否正常；
(3)若泵送系统行程的传感装置线路正常则以正常模式运行，若不正常则启动行程换向模式；
所述行程换向模式包括以下步骤；
A、计算混凝土泵控制器单个运算周期内的油缸行程；
B、计算油缸累计行程；
C、若油缸累积行程大于油缸总行程，则发出换向信号给换向电磁阀进行换向，若油缸累积行程不大于油缸总行程，则返回步骤A。
2.如权利要求1所述的一种电控换向混凝土泵的应急泵送方法，其特征在于，所述油缸累积行程的计算方法为：
混凝土泵控制器的运算周期为t，在控制器运算周期t内的油缸行程为l，控制器连续不断进行运算，计算出在其每个运算周期内的油缸行程l，将油缸行程l进行累加得到油缸累积行程。
3.如权利要求2所述的一种电控换向混凝土泵的应急泵送方法，其特征在于，在发出换向信号后，油缸累积行程清零，重新进行累加计算油缸累积行程。
4.如权利要求3所述的一种电控换向混凝土泵的应急泵送方法，其特征在于，所述油缸行程l的计算方法为：
根据混凝土泵的主液压油泵每分钟泵送排量Q、控制器的运算周期t以及油缸截面积S计算得到油缸行程l。
5.如权利要求4所述的一种电控换向混凝土泵的应急泵送方法，其特征在于，所述主液压油泵每分钟泵送排量Q的计算方法为：
根据发动机当前转速和主液压油泵每转排量计算得到主液压油泵每分钟泵送排量Q。
6.如权利要求5所述的一种电控换向混凝土泵的应急泵送方法，其特征在于，所述主液压油泵每转排量q的计算方法为：
根据主液压油泵的排量电流I计算得到主液压油泵每转排量q1；
根据主液压油泵扭矩设定值T和主液压油泵的泵送压力p计算得到主液压油泵每转排量q2；
q＝min(q1，q2)。
7.如权利要求1所述的一种电控换向混凝土泵的应急泵送方法，其特征在于，若检测泵送系统行程的传感装置线路正常，则退出所述油缸行程换向模式。
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