CN202023797U - 泵送机构及其脉冲振动吸收装置、混凝土泵送机械 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开泵送机构及其脉冲振动吸收装置、混凝土泵送机械。公开的泵送机构的脉冲振动吸收装置包括补偿缸和吸振缸，所述补偿缸包括补偿缸筒和与补偿缸筒的内壁滑动配合的活动部分，所述补偿缸内形成与输送管相通的补偿腔；所述吸振缸的一端与所述活动部分相连，另一端与补偿缸筒相对固定，所述吸振缸内形成吸振腔；所述脉冲振动吸收装置还包括至少一个蓄能器，所述蓄能器形成的蓄能腔与所述吸振缸的吸振腔相通。该脉冲振动吸收装置中，蓄能器根据泵送压力的改变储存或释放预定能量，进而实现对泵送脉冲振动的吸收，结构简单、功能可靠。

Description

泵送机构及其脉冲振动吸收装置、混凝土泵送机械

技术领域

本实用新型涉及一种泵送混凝土、泥浆或其他粘稠物料的泵送技术，特别涉及一种泵送机构的脉冲振动吸收装置，还涉及到一种包括该脉冲振动吸收装置的泵送机构及包括该泵送机构的混凝土泵送机械。

背景技术

已知的混凝土泵送机构一般包括料斗，第一输送缸、第二输送缸、分配阀和输送管。混凝土泵送机构的基本工作原理是：第一输送缸的输送活塞、第二输送缸的输送活塞分别在两个液压缸驱动下，交替前进和后退；分配阀有两个极限位置；在分配阀处于第一个极限位置时，第一输送缸与输送管相通，第二输送缸与料斗相通；此时，第一输送缸能够通过分配阀向外泵料，第二输送缸能够从料斗中吸料。在两个输送缸到达行程末端时，分配阀进行换向，转换到第二个极限位置；此时，第二输送缸与输送管相通，第一输送缸与料斗相通；使两个输送活塞反向运动，第二输送缸能够通过分配阀向外泵料，第一输送缸能够从料斗中吸料。

在混凝土泵送机构工作过程中，分配阀处于任一极限位置时，一个输送缸产生足够的泵送压力，该泵送压力能够使输送管中的混凝土向外流动。由于分配阀换向需要时间；在分配阀处于两个极限位置之间时，两个输送缸均不能向输送管泵料；此时，输送管内的混凝土出现一个输送中断时间。在此输送中断时间内，泵送压力减小，由于输送管中的混凝土没有足够动力推动，混凝土无法继续流动。这样，泵送机构在泵送过程中，其泵送压力会产生波形变化，输送缸的混凝土呈现间断性流动，进而使泵送机构产生脉冲振动。在输送管与臂架固定时，臂架还会将该脉冲振动进行放大，进而影响整个臂架的平稳性。

上述脉冲振动不仅存在于混凝土泵送机构中，也存在于泵送泥浆、灰渣等粘稠类物料的其他泵送机构中。

按照现有技术，人们已经努力地通过各种手段缩短上述输送中断时间，以消除或减小泵送机械的脉冲振动。其中，通过脉冲振动吸收装置消除或减小该脉冲振动是实际应用的方式之一。

脉冲振动吸收装置一般是在输送管上增加补偿缸来实现，补偿缸包括空心的补偿缸筒、与补偿缸筒配合使用的补偿活塞或补偿柱塞等活动部件，补偿缸形成补偿腔，该补偿腔与输送管相通；补偿活塞在预定的吸振缸驱动下相对于补偿缸筒滑动，将预定物料吸入补偿腔中，或将补偿腔中的预定物料补充到输送管中。即在分配阀处于任一个极限位置，输送缸将物料泵送至输送管的同时，补偿缸吸入并储存部分多余物料；当分配阀处于两个极限位置之间，输送管处于输送中断时间时，补偿缸将吸收并储存的混凝土压入输送管中，向外补充物料，使输送管中的混凝土保持连续流动，使泵送机构产生连续泵送的效果，消除或减小泵送过程中产生的脉冲振动。

为了实际对补偿缸的控制，中国专利文献CN1042258C公开了一种带有脉冲振动吸收装置的双缸混凝土泵，脉冲振动吸收装置具有相应的控制装置和用于消除泵送脉冲振动的补偿缸。该控制装置以相应传感器的检测信号为基础，通过相应控制阀控制吸振缸，并通过主动方式控制补偿缸的运动；这种方式导致脉冲振动吸收装置的结构非常复杂，进而影响其工作可靠性。同时，由于传感器检测信号的传递、控制阀的响应及补偿缸的启动均需要时间，这就会延长补偿缸的响应时间；且由于分配阀换向时间很短，实际上该技术方案无法保证补偿缸的动作完全，最终导致脉冲振动的吸收效果很不明显。

实用新型内容

因此，本实用新型的目的在于，提供一种结构简单、功能可靠的泵送机构的脉冲振动吸收装置。

本实用新型还提供一种包括上述脉冲振动吸收装置的泵送机构及包括该泵送机构的混凝土泵送机械。

本实用新型提供的泵送机构的脉冲振动吸收装置包括补偿缸和吸振缸，所述补偿缸包括补偿缸筒和与补偿缸筒的内壁滑动配合的活动部分，所述补偿缸内形成与输送管相通的补偿腔；所述吸振缸的一端与所述活动部分相连，另一端与补偿缸筒相对固定，所述吸振缸内形成吸振腔；脉冲振动吸收装置还包括至少一个蓄能器，所述蓄能器形成的蓄能腔与所述吸振缸的吸振腔相通。

可选的，脉冲振动吸收装置包括多个所述蓄能器。

可选的，各所述蓄能器的蓄能腔与所述吸振腔之间设置开关阀。

可选的，所述吸振缸为液压缸，所述蓄能器为液压蓄能器。

可选的，脉冲振动吸收装置还包括液压源和可调节的溢流阀，所述吸振腔与所述液压源直接相通，所述溢流阀与所述液压源的出口相通。

可选的，脉冲振动吸收装置还包括恒压液压源和可调节的减压阀，所述减压阀连接在所述恒压液压源与所述吸振腔之间。

可选的，脉冲振动吸收装置还包括控制器和检测泵送机构的泵送压力的压力传感器；所述减压阀为电比例减压阀；所述压力传感器与控制器的输入端相连，所述控制器的输出端与所述减压阀的控制端相连。

可选的，脉冲振动吸收装置还包括泄压阀，所述泄压阀连接在吸振腔与回油油路之间。

本实用新型提供的泵送机构包括输送缸、料斗、分配阀和输送管，所述输送管输入端与分配阀的输出口相通；该泵送机构还包括上述任一项所述的脉冲振动吸收装置，所述补偿腔与输送管相通。

本实用新型提供的混凝土泵送机械包括机架和泵送机构，所述泵送机构为上述的泵送机构，所述输送缸和料斗均安装在所述机架上。

本实用新型提供的泵送机构的脉冲振动吸收装置中，除包括补偿缸和控制补偿缸的吸振缸外，还包括蓄能器，蓄能器的蓄能腔与吸振缸的吸振腔相通。这样，在泵送机构的泵送压力较大时，输送管内的具有较高压力的物料能够克服蓄能器产生的压力，通过补偿缸的活动部分推动吸振缸伸缩，改变吸振腔的容积，使补偿缸的活动部分后退，预定的物料能够进入补偿缸的补偿腔中；同时，由于吸振缸的吸振腔又与蓄能腔相通，进而能够使吸振腔的介质流到蓄能腔中，将预定的能量储存在蓄能器中。在泵送机构的泵送压力较小时，储存在蓄能器中的能量又能够通过吸振腔推动补偿缸的活动部分，将补偿腔中的物料补充到输送管中。这样就能够至少吸收部分脉冲振动，减小泵送机构的泵送脉冲振动。与现有技术相比，该技术方案利用蓄能器，蓄能器根据泵送压力的改变储存或释放预定能量，进而实现对泵送脉冲振动的吸收，结构比较简单，进而可以提高脉冲振动吸收装置的可靠性。

在进一步的技术方案中，脉冲振动吸收装置包括多个蓄能器；这样可以根据实际需要，调节脉冲振动吸收装置的能量储存量，适应泵送机构的不同工况。

在进一步的技术方案中，各所述蓄能器的蓄能腔与所述吸振腔之间设置开关阀；这样，根据泵送机构的泵送流量的大小，通过开关阀可以改变参与吸收脉冲振动的蓄能器的数量，进而能够根据泵送实际需要调节对脉冲振动的吸收效果，提高脉冲振动吸收装置的适应性。

在进一步的技术方案中，脉冲振动吸收装置还包括与所述吸振腔相通的恒压液压源，所述恒压液压源与所述吸振腔之间具有可调节的减压阀。该技术方案不仅可以根据实际工况，利用减压阀调节吸振腔的压力；而且，可以通过调节减压阀的出口压力，在蓄能器中提前储存能量，进而加快脉冲振动吸收装置的响应时间和补偿缸的补偿速度，保证补偿缸能够在分配阀换向时间内完成预定行程的运动，充分对输送管进行物料补偿。

在进一步的技术方案中，脉冲振动吸收装置还包括控制器和检测泵送机构的泵送压力的压力传感器；所述减压阀为电比例减压阀；所述压力传感器与控制器的输入端相连，所述控制器的输出端与所述电比例减压阀的控制端相连。该技术方案能够根据泵送压力的改变自动调节吸振腔内的压力，实现补偿缸行程与泵送机构泵送过程的匹配，提高脉冲振动吸收效果。

在进一步的技术方案中，所述吸振缸为活塞式液压缸；该活塞式液压缸的缸体与补偿缸筒固定相连，该活塞式液压缸的活塞杆与所述补偿缸的活动部分相连。这样可以实现对吸振缸的双向移动控制，为调节补偿缸的补偿腔的容积或行程提供了良好前提。

本实用新型提供的泵送机构及包括该泵送机构的混凝土泵送机构由于具有上述脉冲振动吸收装置，也具有相对应的技术效果。

附图说明

图1是本发明实施例提供的泵送机构的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的内容进行详细描述，本部分的描述仅是示范性和解释性，不应对本实用新型的保护范围有任何限制作用。

为了描述的方便，以下对泵送机构进行描述的同时，对泵送机构的脉冲振动吸收装置的技术方案进行描述，不再对脉冲振动吸收装置的技术方案进行单独描述。

请参考图1，该图为本发明实施例提供的泵送机构的结构示意图。实施例提供的泵送机构包括两个输送缸110、分配阀120、料斗130和输送管140；其中，分配阀120安装在料斗130中，并在适当驱动机构驱动下在两个极限位置之间进行换向；分配阀120的输入口交替与两个输送缸110相通，分配阀120的输出口与输送管140相通。两个输送缸110交替与料斗130相通，以吸入预定量的物料；还能够并交替与分配阀120相通，通过分配阀120向输送管140内输送物料。泵送机构的泵送工作原理与背景部分描述相同，在此不再赘述。

另外，泵送机构还包括脉冲振动吸收装置，脉冲振动吸收装置包括补偿缸210、吸振缸220和蓄能器230。

补偿缸210包括空心的补偿缸筒和与补偿缸筒的内壁滑动配合的活塞件。吸振缸220为活塞式液压缸，包括配合使用的缸体和活塞，吸振缸中形成有杆腔和无杆腔；吸振缸220的活塞杆一端向外伸出，并与补偿缸210的活塞件相连。本例中，吸振缸220的缸体与补偿缸210的补偿缸筒通过水箱固定相连，吸振缸220的活塞杆通过穿过水箱与补偿缸210的活塞件固定相连。在补偿缸210内形成一个具有适合容量的补偿腔211，该补偿腔211与输送管140相通。

蓄能器230形成蓄能腔，该蓄能腔与吸振缸220的无杆腔相通。在蓄能器230的蓄能腔中充入适当的液压油，并使液压油保持预定的压力，就能够使吸振缸220的无杆腔保持预定的压力。通过改变吸振缸220的无杆腔中液压油压力，吸振缸220可以控制补偿缸210活塞件的位置；同时，无杆腔能够吸收物料的脉动式冲击；为了描述的方便，将吸振缸220的无杆腔称为吸振腔221。

该脉冲振动吸收装置的工作原理是：在泵送机构的泵送压力较大时，压力较大的物料能够通过补偿缸210的活塞件推动吸振缸220的活塞移动，改变吸振缸220的吸振腔221的容积，使输送管140内的物料进入补偿缸210的补偿腔211中；同时，由于吸振缸220的吸振腔221又与蓄能腔相通，进而吸振腔221的液压油流到蓄能腔中，将预定的能量储存在蓄能器230中；在泵送机构的泵送压力较小或输送管140处于输送中断时间时，储存在蓄能器230中的能量能够通过吸振腔221推动补偿缸210的活塞件移动，使补偿腔211中的物料补充到输送管140中。这样，脉冲振动吸收装置就能够起到削峰填谷的作用，吸收泵送机构的脉冲振动。与现有技术相比，该脉冲振动吸收装置利用蓄能器230，蓄能器230根据泵送压力的改变储存或释放预定能量，进而实现对泵送脉冲振动的吸收；该脉冲振动吸收装置结构简单；由于具有简单的结构，进而可以提高脉冲振动吸收装置的可靠性。

本例中，补偿缸210和吸振缸220均为活塞式结构，本领域技术人员可以理解，补偿缸210或/和吸振缸220可以为柱塞式结构，只要吸振缸220的活动部分(活塞或柱塞)与补偿缸210的活动部分(活塞或柱塞)相连，就可以实现补偿缸210与吸振缸220同步动作；进而能够在泵送机构的泵送压力较大时，将预定能量储存在蓄能器230中，在泵送机构的泵送压力较小或输送管140处于输送中断时间时，蓄能器230可以释放能量，驱动补偿缸210运动，将吸入的物料补充到输送管中。当然，吸振缸220的活动部分与补偿缸210的活动部分不限于固定相连，也可以通过齿轮、杠杆等传动机构相连，只要能够实现吸振缸220的活动部分与补偿缸210的活动部分同步移动，就可以实现本实用新型的目的；另外，吸振缸220的活动部分与补偿缸210的活动部分不限于同速移动，还可以使吸振缸220的活动部分与补偿缸210的活动部分不同速移动，以适当不同需要。当然，吸振缸220的缸体不限于与补偿缸210的补偿缸筒通过水箱固定相连，也可以通过其他方式相连；实际上，在吸振缸220一端与补偿缸210的活动部分相连，另一端与补偿缸210的补偿缸筒保持相对固定的情况下，均可以实现本实用新型的目的。

本例中，脉冲振动吸收装置包括两个蓄能器230；这样可以根据实际需要，调节脉冲振动吸收装置的能量储存量，以能够吸收或释放更多的能量，更好地吸收泵送机构的脉冲振动，适应泵送机构的不同工况；当然，根据实际需要，脉冲振动吸收装置可以设置一个蓄能器230或更多个蓄能器230。本例中，各蓄能器230的蓄能腔与吸振缸220的吸振腔221之间还可以设置开关阀；这样，根据泵送机构泵送流量的大小，通过开关阀可以改变参与吸收脉冲振动的蓄能器230的数量，进而能够根据泵送实际需要调节对脉冲振动的吸收效果，提高脉冲振动吸收装置的适应性。为了便于对该开关阀的控制，该开关阀可以设置为电腔式，并将其控制端口与预定的控制器相连。为了满足多种需要，本例中，脉冲振动吸收装置还包括泄压阀260，泄压阀260连接在吸振腔221与回油油路之间；在需要取消脉冲振动装置时，可以打开泄压阀260，将蓄能器230的压力释放，以能够方便地调节补偿缸210的活塞件的位置，或者满足其他实际需要。

请再参考图1，本例中，脉冲振动吸收装置还包括恒压液压源250和可调节的减压阀240；恒压液压源250可以是液压泵与溢流阀的组合，也可以是恒压阀的输出口。恒压液压源250与吸振缸220的吸振腔221相通，同时，减压阀240位于恒压液压源250与吸振腔221之间，且该减压阀240为可调节的减压阀，这样可以根据实际需要对该减压阀240的出口压力进行调节。

由于具有恒压液压源250和减压阀240，通过调节减压阀240可以调节吸振腔221及蓄能腔内液压油的压力，不仅可以根据实际工况，利用减压阀240调节蓄能腔和吸振腔221的压力；而且，通过增加压力，可以使蓄能器230中的液压油具有合适压力，提前储存预定的能量。在蓄能器230提前储存能量的情况下，在泵送机构的泵送压力较小时，蓄能腔中压力油能够通过吸振缸220，使补偿缸210的活塞件快速移动，进而快速地将补偿腔211中的物料补充到输送管140中，进而加快脉冲振动吸收装置的响应时间和补偿缸210的补偿速度，保证补偿缸210能够在分配阀换向时间内完成预定行程的运动，充分对输送管140进行物料补偿。

在具有恒压液压源250和减压阀240的情况下，可以采用如下具体方式调节减压阀240：

第一、确定泵送机构的最大泵送压力。

第二、根据该最大泵送压力P1，调节减压阀240的出口压力为P2。P2的大小根据补偿缸210缸径及吸振缸220缸径的比值及最大泵送压力P1确定。如果根据补偿缸210缸径及吸振缸220缸径的比值，P1换算到吸振缸220的吸振腔221的压力为P3，则P2应当等于P3-ΔP；其中，ΔP为一个预定值，以使吸振腔221压力P2小于P3。

这样，在泵送机构的压力较大时，由于吸振腔221压力P2小于P3，输送管140内的物料可以顺利地通过补偿缸210推动吸振缸220的活塞，使蓄能器230蓄能腔内的压力上升至P3，使储能装置230储存预定的能量。在泵送机构的泵送压力较小时，输送管140内的物料压力下降，蓄能器230自动释放能量，推动吸振缸220的活塞前进，进而推动补偿缸210的活塞件移动，将之前吸入的物料补充至输送管140中。

当然，还可以根据泵送机构是否处于泵送状态，调节减压阀240的出口压力；比如，在泵送机构处于非泵送状态时，使减压阀240的出口压力为P0，使补偿缸210能够保持在伸出状态、缩回状态或预定的其他位置；在泵送机构处于泵送状态时，根据上述方式调节减压阀240的出口压力，使补偿缸210根据泵送压力变化而动作，吸收脉冲振动。

上述ΔP大小可以通过实验获得。当然，减压阀240的出口压力为P2不限于根据最大泵送压力P1确定，也可以根据预定的、检测获得的其他值确定。确定泵送机构的泵送压力可以通过压力传感器检测获得，压力传感器可以检测输送管140内物料的压力，也可以检测输送缸110的驱动油缸的相应液压腔的压力确定。

请参考图1，本发明实施例中，脉冲振动吸收装置还包括控制器280和压力传感器270。压力传感器270用于检测泵送机构的泵送压力，本例中，压力传感器270的检测头同时检测两个输送缸110的驱动油缸的无杆腔的压力，进而获得泵送机构的泵送压力。同时，减压阀240为电比例减压阀，压力传感器270与控制器280的输入端相连，控制器280的输出端与减压阀240的控制端相连。这样，在控制器280中设置适当的程序，使控制器280根据压力传感器270的检测结果，再根据预定的策略(如上述压力调节策略)自动调节减压阀240的出口压力，进而实现对蓄能腔和吸振腔221压力的调节。通过控制器280可以使脉冲振动吸收装置自动根据泵送压力实时改变吸振腔221内的压力，实现补偿缸210行程与泵送机构泵送过程的匹配，提高脉冲振动的吸收效果。

根据上述描述，可以理解，调节蓄能腔和吸振腔221的压力不限于上述方式；比如：可以使预定的液压源与吸振腔221直接相通，并设置与液压源出口相通的溢流阀，通过调节溢流阀的溢流压力，实现对蓄能腔和吸振腔221的压力的调节；在设置控制器280的情况下，也可以将溢流阀设置为电控式的溢流阀，并使控制器280的输出端与溢流阀的控制端相连，通过控制器280实现对溢流阀的溢流压力的自动调节；还可以通过直接调节蓄能器230的方式实现对蓄能腔和吸振腔221的压力的调节。

以下以液压油为介质对本实用新型提供的技术方案进行了描述，可以理解，蓄能腔中的介质不限于为液压油，也可以是其他流体介质，相应的吸振缸及蓄能器不限于为液压元件，也可以是气动元件或其他与介质适应的元器件。

可以理解，上述实施例仅示出一种泵送机构，在泵送机构为其他具体结构时，也可以应用上述脉冲振动吸收装置，以实现减小泵送机构的泵送脉冲振动的目的；在特定情况下，也可以设置多个脉冲振动吸收装置，并使补偿腔211与输送管140的不同部分相通。泵送机构可以是泵送混凝土、泥浆或其他粘稠类物料的泵送机构。

在提供上述泵送机构的基础上，还提供了一种包括上述泵送机构的混凝土泵送机械。该混凝土泵送机械包括机架和泵送机构，所述输送缸和料斗均安装在所述机架上，其中，所述泵送机构为上述任一种泵送机构。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型描述的原理前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种泵送机构的脉冲振动吸收装置，包括补偿缸(210)和吸振缸(220)，所述补偿缸(210)包括补偿缸筒和与补偿缸筒的内壁滑动配合的活动部分，所述补偿缸(210)内形成与输送管(140)相通的补偿腔(211)；所述吸振缸(220)的一端与所述活动部分相连，另一端与补偿缸筒相对固定，所述吸振缸(220)内形成吸振腔(221)；其特征在于，还包括至少一个蓄能器(230)，所述蓄能器(230)形成的蓄能腔与所述吸振缸(220)的吸振腔(221)相通。

2.根据权利要求1所述的泵送机构的脉冲振动吸收装置，其特征在于，包括多个所述蓄能器(230)。

3.根据权利要求2所述的泵送机构的脉冲振动吸收装置，其特征在于，各所述蓄能器(230)的蓄能腔与所述吸振腔(221)之间设置开关阀。

4.根据权利要求1-3任一项所述的泵送机构的脉冲振动吸收装置，其特征在于，所述吸振缸(220)为液压缸，所述蓄能器(230)为液压蓄能器。

5.根据权利要求4所述的泵送机构的脉冲振动吸收装置，其特征在于，还包括液压源和可调节的溢流阀，所述吸振腔(221)与所述液压源直接相通，所述溢流阀与所述液压源的出口相通。

6.根据权利要求4所述的泵送机构的脉冲振动吸收装置，其特征在于，还包括恒压液压源(250)和可调节的减压阀(240)，所述减压阀(240)连接在所述恒压液压源(250)与所述吸振腔(221)之间。

7.根据权利要求6所述的泵送机构的脉冲振动吸收装置，其特征在于，还包括控制器(280)和检测泵送机构的泵送压力的压力传感器(270)；所述减压阀(240)为电比例减压阀；所述压力传感器(270)与控制器(280)的输入端相连，所述控制器(280)的输出端与所述减压阀(240)的控制端相连。

8.根据权利要求4所述的泵送机构的脉冲振动吸收装置，其特征在于，还包括泄压阀(260)，所述泄压阀(260)连接在吸振腔(221)与回油油路之间。

9.一种泵送机构，包括输送缸(110)、料斗(130)、分配阀(120)和输送管(140)，所述输送管(140)输入端与分配阀(120)的输出口相通；其特征在于，还包括权利要求1-8任一项所述的脉冲振动吸收装置，所述补偿腔(211)与输送管(140)相通。

10.一种混凝土泵送机械，包括机架和泵送机构，其特征在于，所述泵送机构为权利要求9所述的泵送机构，所述输送缸(110)和料斗(130)均安装在所述机架上。

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