一種混凝土泵送設備及其液壓系統的製作方法

2023-10-10 19:04:54 1

專利名稱：一種混凝土泵送設備及其液壓系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及混凝土泵送技術領域，特別涉及一種混凝土泵送液壓系統。本發明還 涉及一種包括上述混凝土泵送液壓系統的混凝土泵送設備。
背景技術：
混凝土泵送設備主要由泵送系統、料鬥、液壓系統、電氣系統等組成。泵送系統中 主要包括兩個主油缸以及兩個混凝土缸組成，兩個混凝土缸內的砼活塞分別與兩個主油缸 內的活塞杆連接，主油缸活塞杆作方向相反的往復運動，則砼活塞在活塞杆帶動作用下也 作方向相反的往復運動；由於混凝土缸的出口與料鬥連通，料鬥裡存放混凝土，砼活塞縮回 時，混凝土缸缸筒自料鬥吸進混凝土，砼活塞伸出時，泵出缸筒內的混凝土，因此，一個混凝 土缸吸入混凝土，另一個混凝土缸泵出混凝土 ；為了實現混凝土向外泵送，還需設置分配 閥，分配閥的一端接出料口，另一端連通向外泵出混凝土的混凝土缸，因此，分配閥需要與 擺動液壓系統連接，擺動液壓系統控制分配閥的擺動，使分配閥始終與向外泵出混凝土的 混凝土缸連通，從而實現混凝土的連續泵送。因此，只有分配閥有序擺動切換，才能夠實現 泵送機構的正常運行，實現泵送機構對混凝土的吸入與排出的分配。此外，混凝土泵送機構還需配置攪拌液壓系統，驅動攪拌機構對存放在料鬥裡的 混凝土進行攪拌，以保持料鬥裡混凝土較好的流動性，從而有助於泵送機構對混凝土的吸 入與排出，防止混凝土長時間停滯凝固。請參考圖1，圖1為一種典型的混凝土泵送液壓系統示意圖。目前，針對攪拌液壓系統和擺動液壓系統，現有技術中主要採用雙迴路液壓系統， 即擺動液壓系統與泵送液壓系統分別由不同的專用油泵供油，如圖1所示的攪拌泵10和擺 動泵20。由於需要連續泵送混凝土，分配閥的擺動必須在極短的時間內完成，該工作性質決 定了擺動液壓系統的壓力與流量變化較大，而較大的液壓衝擊和流量的波動又會對擺動油 泵產生不利的影響。因此，在實際使用中，擺動泵20的故障率相對較高，主要表現在現場施 工當中，擺動液壓系統突然無壓力或壓力不足，造成泵送作業無法進行，施工現場通常無備 件替換，即便攜帶備件，替換的難度也較大，且替換時間較長，混凝土會凝固在混凝土缸、料 鬥以及輸送管路中，造成設備零部件與人力的損失，此外，由於混凝土施工具有特殊性，通 常為連續澆築，且參與施工的作業面較大，混凝土泵送機構的癱瘓會造成更嚴重的損失。因此，如何維持混凝土泵送液壓系統中擺動液壓系統工作的連續性是本領域技術 人員需要解決的技術問題。

發明內容
本發明的目的是提供一種混凝土泵送液壓系統，該液壓系統可以在擺動泵發生故 障時，由攪拌泵繼續為分配閥提供動力，實現應急供油，維持泵送作業的連續性。本發明的 另一目的是提供一種包括上述混凝土泵送液壓系統的混凝土泵送設備。為解決上述技術問題，本發明提供一種混凝土泵送液壓系統，包括擺動泵、分配閥、攪拌泵以及攪拌閥，還包括換向閥，所述換向閥處於第一工作位置時，所述攪拌泵的出 油口與所述攪拌閥的進油口連通；所述換向閥處於第二工作位置時，所述攪拌泵的出油口 與所述分配閥的進油口連通。優選地，還包括蓄能器，所述蓄能器與所述分配閥的進油口連通，且所述換向閥處 於第二工作位置時，所述蓄能器與所述攪拌泵的出油口連通。優選地，所述換向閥至所述蓄能器的通路上設有第一單向閥。優選地，所述換向閥為二位四通換向閥，所述換向閥處於第一工作位置時，所述分 配閥的進油口與油箱連通，所述換向閥處於第二工作位置時，所述攪拌閥的進油口與所述 油箱連通；且所述換向閥至所述油箱的通路上設有節流閥。優選地，所述擺動泵至所述分配閥的通路上設有第二單向閥。優選地，所述分配閥為S擺閥。優選地，所述換向閥為電磁換向閥。該混凝土泵送液壓系統中換向閥處於第一工作位置時，攪拌泵的出油口與攪拌閥 的進油口連通；換向閥處於第二工作位置時，攪拌泵的出油口與分配閥的進油口連通。正常 工作狀態時，使換向閥處於第一工作位置，即攪拌泵專門為攪拌閥提供壓力油，分配閥則由 擺動泵提供壓力油；當擺動泵發生故障時，使換向閥處於第二工作位置，則攪拌泵可以為分 配閥提供動力，使分配閥繼續在兩個混凝土缸的出口之間切換，實現混凝土的連續泵送。由 於混凝土還需要攪拌，可以間歇地調整換向閥的工作位置，即攪拌泵在擺動泵發生故障期 間，攪拌泵為分配閥提供一段時間壓力油，再轉為為攪拌閥提供壓力油，可以根據實際工況 確定間隔的時間。則該混凝土泵送液壓系統，在擺動泵產生故障時，攪拌泵可以及時地替代 擺動泵為分配閥提供壓力油，無需外接油源，維持分配閥的工作，使泵送系統可以繼續向外 泵送混凝土，減少損失。為達到本發明的另一目的，本發明還提供一種混凝土泵送設備，包括混凝土泵送 液壓系統、發動機以及電氣控制系統，所述混凝土泵送液壓系統為上述任一項所述的混凝 土泵送液壓系統。優選地，所述電氣控制系統包括控制單元；接收到故障信號時，所述控制單元輸出 控制所述換向閥在第一工作位置和第二工作位置之間進行周期性切換的信號。優選地，接收到故障信號時，所述控制單元首先檢測是否接收到所述發動機的怠 速信號，若接收到怠速信號，輸出控制所述換向閥處於第一工作位置的信號；若未接收到怠 速信號，所述控制單元輸出控制所述換向閥在第一工作位置和第二工作位置之間進行周期 性切換的信號。由於上述混凝土泵送液壓系統具有上述技術效果，具有該混凝土泵送液壓系統的 混凝土泵送設備也應具有相同技術效果，在此不贅述。


圖1為一種典型的混凝土泵送液壓系統示意圖；圖2為本發明所提供混凝土泵送液壓系統一種具體實施方式
的示意圖；圖3為本發明所提供混凝土泵送設備一種具體實施方式
中控制單元的控制流程 圖。
具體實施例方式本發明的核心為提供一種混凝土泵送液壓系統，該液壓系統可以在擺動泵發生故 障時，由攪拌泵繼續為分配閥提供動力，實現應急供油，維持泵送作業的連續性。本發明的 另一核心是提供一種包括上述混凝土泵送液壓系統的混凝土泵送設備。為了使本領域的技術人員更好地理解本發明的技術方案，下面結合附圖和具體實 施例對本發明作進一步的詳細說明。請參考圖2，圖2為本發明所提供混凝土泵送液壓系統一種具體實施方式
的示意 圖。本發明所提供的混凝土泵送液壓系統，包括擺動泵2、分配閥、攪拌泵1以及攪拌 閥，擺動泵2為分配閥提供壓力油，在壓力油作用下，分配閥切換與兩個混凝土缸的連通， 兩個混凝土缸分別處於排出和吸入混凝土兩種工作狀態，分配閥始終與排出混凝土的混凝 土缸連通，從而實現混凝土的連續泵送。分配閥的類型有多種，可以是S形擺閥、垂直軸蝶形閥、斜置式閘板閥、C形閥等， 由於S形擺閥本身屬於泵送管道的一部分，可以承受較大的泵送混凝土壓力，具有輸送距 離遠和輸送高度大的特點，可以根據實際工況優選採用。由於混凝土容易凝固，攪拌泵1為 攪拌閥提供壓力油，從而驅動攪拌機構攪拌料鬥裡的混凝土，防止混凝土凝固，提高混凝土 流動性，有助於混凝土缸對混凝土的吸入和排出，提高混凝土缸的吸入率，避免堵缸等不正 常現象。該混凝土泵送液壓系統還包括換向閥3，換向閥3至少具有兩個工作位置，換向閥 3處於第一工作位置時，攪拌泵1的出油口與攪拌閥的進油口連通；換向閥3處於第二工作 位置時，攪拌泵1的出油口與分配閥的進油口連通。正常工作狀態時，換向閥3處於第一工作位置，即攪拌泵1專門為攪拌閥提供壓力 油，分配閥則由擺動泵2提供壓力油；當擺動泵2發生故障時，即擺動泵2不再提供壓力油， 或者提供的壓力油動力不足時，控制換向閥3換向，使換向閥3處於第二工作位置，則攪拌 泵1可以為分配閥提供動力，使分配閥繼續在兩個混凝土缸的出口之間切換，實現混凝土 的連續泵送。當然，由於混凝土還需要攪拌，可以間歇地調整換向閥3的工作位置，即攪拌 泵1在擺動泵2發生故障期間，攪拌泵1為分配閥提供一段時間壓力油，再轉為為攪拌閥提 供壓力油，則換向閥3間隔一段時間即切換一次，間隔的時間分別為攪拌閥和分配閥的工 作時間，可以根據實際工況確定間隔的時間，比如，根據泵送混凝土的速度需求、混凝土流 動性能等因素確定。換向閥3優選地採用電磁換向閥，如圖2所示，電磁換向閥處於得電狀 態，位於左位即第二工作位置，攪拌泵1與分配閥連通，電磁換向閥斷電時，位於右位即第 一工作位置，攪拌泵1與攪拌閥連通。電磁換向閥便於電氣系統控制，尤其本方案中的換向 閥3需要不斷執行換向動作，由電氣系統的控制單元按照設定的程序控制換向閥3得電和 失電，從而較為容易地實現本發明的目的。該混凝土泵送液壓系統，在擺動泵2產生故障時，可以使攪拌泵1及時地替代擺動 泵2為分配閥提供壓力油，維持分配閥的工作，使泵送系統可以繼續向外泵送混凝土，減少 損失的產生。則該發明實際上提供了一種應急的分配閥擺動系統油源，利用了泵送系統本 身的資源，無需外接油源，響應時間快，成本較低。
還可以在混凝土泵送液壓系統中設置蓄能器4，換向閥3處於第二工作位置時，蓄 能器4與攪拌泵1的出油口以及分配閥的進油口連通。當換向閥3處於第二工作位置時，分 配閥在兩個混凝土缸出口之間進行切換，切換的時間間隔大約為每個混凝土缸將缸內吸入 的混凝土向外排出的時間，在此時間內，分配閥通常不需要液壓油，系統壓力較高，自攪拌 泵1流出的的液壓油可以流入蓄能器4內進行儲存，減少系統功率損失，當分配閥開始切換 時，需要大流量液壓油，系統壓力降低，蓄能器4可以將儲存的液壓油向外釋放，與攪拌泵1 共同為分配閥的切換提供壓力油。因此，設置蓄能器4之後，相當於設置了輔助動力泵，對 於規格較低的攪拌泵1也可以實現分配閥的正常工作。換向閥3至蓄能器4以及分配閥的通路上設有第一單向閥5，則第一單向閥5僅允 許壓力油自換向閥3流向蓄能器4或分配閥，當蓄能器4以及分配閥與攪拌泵1連通時，該 第一單向閥5有助於保護攪拌泵1不受損害。換向閥3可以為二位四通換向閥3，如圖2所示，換向閥3處於左位即第二工作位 置時，攪拌閥的進油口與油箱連通，分配閥的進油口與攪拌泵1連通；換向閥3處於右位即 第一工作位置時，分配閥的進油口與油箱相連，攪拌閥的進油口與攪拌泵1連通，則攪拌閥 不工作時，有助於攪拌閥的卸荷。此外，在換向閥3至油箱的通路上設置節流閥6，節流閥6 通常處於打開狀態，不影響油路的通斷；當第一單向閥5喪失控制流向作用時，關閉節流閥 6，截斷換向閥3與油箱的通路，防止換向閥3處於第二工作位置時，蓄能器4存儲的液壓油 自失靈的第一單向閥5流回油箱。擺動泵2至分配閥的通路上設有第二單向閥7，即第二單向閥7僅允許液壓油自擺 動泵2的出油口流向分配閥，對擺動泵2起到保護的作用。請參考圖3，圖3為本發明所提供混凝土泵送設備一種具體實施方式
中控制單元 的控制流程圖。除了上述混凝土泵送液壓系統，本發明還提供一種混凝土泵送設備，包括混凝土 泵送液壓系統、發動機以及電氣控制系統，混凝土泵送液壓系統上述任一實施例所述的混 凝土泵送液壓系統。由於上述混凝土泵送液壓系統具有上述技術效果，具有上述混凝土泵 送液壓系統的混凝土泵送設備也應具有相同的技術效果，在此不贅述。混凝土泵送設備的電氣控制系統可以包括控制換向閥3換向的控制單元，控制單 元可以固化在整車的控制系統中，換向閥3即用以控制攪拌泵1出油口與分配閥或攪拌閥 進油口連通，控制單元的信號輸出端與換向閥3的信號輸入端連接。當擺動泵2處於故障 狀態時，系統壓力不足以供分配閥工作，則混凝土的吸入和排出無法正常進行，操作人員可 以實時發現該故障(理論上，控制單元可以實時監測擺動泵2是否發生故障)，並向控制單 元發出故障信號的指令，控制單元的輸入端接收故障信號後，進入預先設定的故障模式，在 該模式下，控制單元將故障泵送狀態動作的控制指令發至換向閥3的信號輸入端，即輸出 控制換向閥3在第一工作位置和第二工作位置之間進行周期性切換的信號，當換向閥3為 電磁換向閥時，則控制換向閥3周期性得電和失電。如圖2所示，得電的時間即分配閥工作 的時間，失電的時間即攪拌閥工作的時間，本領域技術人員可以根據實際工況需要，在控制 單元的控制程序中設定失電和得電的間隔時間，則換向閥3換向周期為的一次得電和一次 失電時間的和，在一個周期內，泵送設備完成一次泵送和一次攪拌，合理設定失電時間和得 電時間可以使泵送效率以及維持混凝土流動性兩個指標均得到滿足。
控制單元可以自動地合理分配攪拌泵1分別為分配閥或攪拌閥的供油時間，既能 實現分配閥的正常切換，又能對存放在料鬥裡的混凝土進行間歇性攪拌，防止混凝土凝固 或流動性差，造成泵送吸入率低或料鬥集料的現象，實現智能控制。在正常工作時，顯然，圖2中所示的換向閥3 —直處於失電狀態；擺動泵2發生故 障，進入故障工作模式後，控制單元的輸入端還接收發動機的怠速信號，即為混凝土泵送提 供的原動力的發動機處於空轉狀態，主油缸以及混凝土缸停止泵送動作，則分配閥不需要 工作，因此，當控制系統將發動機怠速信號發送至控制單元後，控制單元控制換向閥3處於 第一工作位置，換向閥3為電磁換向閥時，則控制換向閥3處於圖2中所示右位失電狀態， 使攪拌泵1在怠速過程中始終供油至攪拌閥，執行攪拌功能，而不再切換為分配閥供油；控 制單元未收到發動機處於怠速狀態信號時，則周期性地控制換向閥3切換。該種設置可以 使攪拌泵1的動力分配更加合理，提高工作效率。以上對本發明所提供的一種混凝土泵送設備及其液壓系統進行了詳細介紹。本文 中應用了具體個例對本發明的原理及實施方式進行了闡述，以上實施例的說明只是用於幫 助理解本發明的方法及其核心思想。應當指出，對於本技術領域的普通技術人員來說，在不 脫離本發明原理的前提下，還可以對本發明進行若干改進和修飾，這些改進和修飾也落入 本發明權利要求的保護範圍內。
權利要求
1.一種混凝土泵送液壓系統，包括擺動泵O)、分配閥、攪拌泵(1)以及攪拌閥，其特徵 在於，還包括換向閥(3)，所述換向閥(3)處於第一工作位置時，所述攪拌泵(1)的出油口與 所述攪拌閥的進油口連通；所述換向閥C3)處於第二工作位置時，所述攪拌泵(1)的出油口 與所述分配閥的進油口連通。
2.根據權利要求1所述的混凝土泵送液壓系統，其特徵在於，還包括蓄能器，所述 蓄能器(4)與所述分配閥的進油口連通，且所述換向閥C3)處於第二工作位置時，所述蓄能 器(4)與所述攪拌泵(1)的出油口連通。
3.根據權利要求2所述的混凝土泵送液壓系統，其特徵在於，所述換向閥(3)至所述蓄 能器的通路上設有第一單向閥(5)。
4.根據權利要求3所述的混凝土泵送液壓系統，其特徵在於，所述換向閥(3)為二位 四通換向閥，所述換向閥C3)處於第一工作位置時，所述分配閥的進油口與油箱連通，所述 換向閥C3)處於第二工作位置時，所述攪拌閥的進油口與所述油箱連通；且所述換向閥(3) 至所述油箱的通路上設有節流閥(6)。
5.根據權利要求4所述的混凝土泵送液壓系統，其特徵在於，所述擺動泵( 至所述分 配閥的通路上設有第二單向閥(7)。
6.根據權利要求5所述的混凝土泵送液壓系統，其特徵在於，所述分配閥為S擺閥。
7.根據權利要求1至6任一項所述的混凝土泵送液壓系統，其特徵在於，所述換向閥 (3)為電磁換向閥。
8.—種混凝土泵送設備，包括混凝土泵送液壓系統、發動機以及電氣控制系統，其特徵 在於，所述混凝土泵送液壓系統為權利要求1至7任一項所述的混凝土泵送液壓系統。
9.根據權利要求8所述的混凝土泵送設備，其特徵在於，所述電氣控制系統包括控制 單元；接收到故障信號時，所述控制單元輸出控制所述換向閥在第一工作位置和第二工作 位置之間進行周期性切換的信號。
10.根據權利要求9所述的混凝土泵送設備，其特徵在於，接收到故障信號時，所述控 制單元首先檢測是否接收到所述發動機的怠速信號，若接收到怠速信號，輸出控制所述換 向閥處於第一工作位置的信號；若未接收到怠速信號，所述控制單元輸出控制所述換向閥 在第一工作位置和第二工作位置之間進行周期性切換的信號。
全文摘要
本發明公開了一種混凝土泵送液壓系統，包括擺動泵(2)、分配閥、攪拌泵(1)以及攪拌閥，其特徵在於，還包括換向閥(3)，所述換向閥(3)處於第一工作位置時，所述攪拌泵(1)的出油口與所述攪拌閥的進油口連通；所述換向閥(3)處於第二工作位置時，所述攪拌泵(1)的出油口與所述分配閥的進油口連通。該混凝土泵送液壓系統，在擺動泵產生故障時，攪拌泵可以及時地替代擺動泵為分配閥提供壓力油，無需外接油源，維持分配閥的工作，使泵送系統可以繼續向外泵送混凝土，減少損失。
文檔編號F15B1/02GK102094782SQ20111005311
公開日2011年6月15日 申請日期2011年3月4日 優先權日2011年3月4日
發明者徐懷玉, 楊寶東, 沈千裡, 趙斌, 馬傳傑 申請人:徐工集團工程機械股份有限公司建設機械分公司