注漿泵流量及流量比例控制的方法

2023-05-19 22:28:51 2

注漿泵流量及流量比例控制的方法
【專利摘要】一種注漿泵流量及流量比例控制的方法，採用變頻器控制液壓站中的電動機，電動機驅動液壓站中的液壓泵，液壓泵供油給第一三位四通電磁換向閥、第二三位四通電磁換向閥，來控制第一液壓缸、第二液壓缸的運動，實現第一注漿泵體、第二注漿泵體的進料、出料和停止，當第一注漿泵體、第二注漿泵體進料時，分別通過第一、二注漿泵體的進液口進料；其特點是當第一注漿泵體、第二注漿泵體出料時，即在雙液按一定比例混合時，通過脈寬調節控制方式來實現第一注漿泵體、第二注漿泵體的流量及流量比例的控制，雙液以一定比例進行混合，然後注漿。本發明的脈寬調節控制方法能更簡單、高效、方便、準確的控制注漿泵流量及流量比例。
【專利說明】注漿泵流量及流量比例控制的方法

【技術領域】
[0001]本發明涉及一種注漿泵的流量控制方法，特別涉及一種注漿系統用的雙液注漿泵進行注楽.時，對按一定比例混合的雙液進行流量及流量比例控制的方法。

【背景技術】
[0002]目前，注漿泵流量控制方式有兩種，即比例閥控制和行程控制，比例閥控制雖然對混合泵的產量、流量比例均可調節，操作便利，但是需要增加兩個比例閥，結構過於複雜。行程控制雖然結構簡單，只需要在小流量液壓缸上增加一個位移傳感器，但是由於兩個液壓缸同步推出，速度幾乎一致，故當兩隻混合比值大時，會明顯存在混合不均的問題，還需要在混合末端增加一個混合環節。
[0003]發明人檢索到以下專利文獻:CN102721446A公開了一種基於注漿泵行程測量的盾構施工注漿量測量方法及裝置，在盾構機上增添一套本裝置實現施工時對注漿量準確、實時的測量，提高傳統原有測量方法的精度、實時性，滿足盾構施工環境下對注漿量測量的高精度和高可靠性要求。CNl0276751IA公開了一種自動化雙液注漿泵，包括泵體和注漿管道，所述泵體固定安裝在支撐輪上，所述注漿管道設置有兩根，注漿管道的底端通過輸送管道固定連接在泵體的底端，所述注漿管道上方設置有壓力表，注漿管道與所述泵體之間的輸送管道上設置有流量控制閥。CN101127500A公開了一種直流變頻控制器及其控制永磁同步電機轉子速度的方法，包括提供一參考的速度設定量；採樣相電流；據速度設定量和相電流進行速度以及電流比例積分調節和正弦矢量脈寬調節，得到永磁同步電機運轉的三相電壓信號；重構並據此相電壓值驅動永磁同步電機轉子進行轉動；根據重構的相電壓值進行轉子位置滑模觀測，得到轉子估計位置和估計速度，並將轉子的估計速度。它還有直流變頻控制器，包括輸入裝置、採樣裝置、兩個調節裝置，對速度設定量和估計速度進行速度和電流比例積分調節，兩個變換裝置分別進行兩種變換，滑模觀測器，根據重構的相電壓和第一次變換後的電流，產生動態補償後的轉子位置信號角度估計值；重構裝置，對重構的轉子位置信號角度估計值重構形成轉子的估計速度。
[0004]以上這些技術對於如何提供一種能更簡單、準確的控制注漿泵流量及流量比例的方法，並未給出具體的指導方案。


【發明內容】

[0005]本發明所要解決的技術問題在於，提供一種注漿泵流量及流量比例控制的方法，該方法能更簡單、高效、方便、準確的控制注漿泵流量及流量比例。
[0006]為解決上述技術問題，本發明採用的技術方案如下:
[0007]一種注漿泵流量及流量比例控制的方法，它是雙液注漿泵體通過一定比例進行混合，然後注漿，注漿泵工作中各部件的連接關係是:液壓站中的液壓泵、油箱分別通過液壓管路與第一三位四通電磁換向閥的進出油口、第二三位四通電磁換向閥的進出油口相連接，第一三位四通電磁換向閥的液壓油進出口、第二三位四通電磁換向閥的液壓油進出口分別與第一液壓缸的油口、第二液壓缸的油口相連接，第一液壓缸內的活塞、第二液壓缸內的活塞分別通過活塞杆與其對應的第一輸送料缸即第一注漿泵體、第二輸送料缸即第二注漿泵體傳動連接，第一液壓缸的左右開關、第二液壓缸的左右開關分別與控制器的輸入端相連接，控制器的2路輸出端分別與第一三位四通電磁換向閥的線圈、第二三位四通電磁換向閥的線圈相連接，控制器的另一路輸出連接到變頻器上，變頻器的輸出端與液壓站中的電動機的接線端子相連接；注漿泵工作過程即運行步驟是:採用變頻器控制液壓站中的電動機，所述電動機驅動液壓站中的液壓泵，液壓泵供油給第一三位四通電磁換向閥、第二三位四通電磁換向閥，來控制第一液壓缸、第二液壓缸的向左、向右、停止的運動，實現第一注漿泵體、第二注漿泵體的進料、出料和停止，當第一注漿泵體、第二注漿泵體進料時，分別通過第一注漿泵體的進液口、第二注漿泵體的進液口進料；其技術方案在於當第一注漿泵體、第二注漿泵體出料時，即在雙液按一定比例混合時，通過脈寬調節控制方式來實現第一注漿泵體、第二注漿泵體的流量及流量比例的控制，雙液以一定比例進行混合，然後注漿。
[0008]上述技術方案中，脈寬調節控制時，最好以第一三位四通電磁換向閥、第二三位四通電磁換向閥其中一個大流量的三位四通電磁換向閥的閉合時間為基準，按流量設定比例，自動計算小流量的三位四通電磁換向閥的閉合時間，上述的大流量是通過測量第一液壓缸、第二液壓缸中大流量的液壓缸的左右開關(或者說是左右行程開關)之間的行程時間來計算的，其流量調節通過變頻器和所述大流量的液壓缸的脈寬調節來控制。脈寬調節控制中，兩種物料混合時，將其中一種物料(B物料)的推出時間最好均勻分配在另一種物料(A物料)的推出時間的過程中，從而解決了兩種物料均勻混合的問題。
[0009]本發明當第一注漿泵體、第二注漿泵體出料時，即在雙液按一定比例混合時，通過脈寬調節控制方式來實現第一注漿泵體、第二注漿泵體的流量及流量比例的控制，雙液以一定比例進行混合，然後注漿。本發明的脈寬調節技術方法，不需要添加其他裝置，成本低，混合性能好。與上述(【背景技術】中)兩種控制方法相比，在兩種液體按一定比例混合方面，本發明的脈寬調節控制方法能更簡單、高效、方便、準確的控制注漿泵流量及流量比例，它具有突出的實質性特點和顯著的進步。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]圖1為注漿機工作過程結構框圖。
[0011]圖2為脈寬調節控制中，兩種物料混合時，將其中一種物料的推出時間均勻分配在另一種物料的推出時間的過程中的示意圖。

【具體實施方式】
[0012]如圖1所示，本發明的注漿泵流量及流量比例控制的方法，它是雙液注漿泵體通過一定比例進行混合，然後注漿，注漿泵工作中各部件的連接關係是:液壓站I中的液壓泵101、油箱103分別通過液壓管路與第一三位四通電磁換向閥3的進出油口、第二三位四通電磁換向閥4的進出油口相連接，第一三位四通電磁換向閥3的液壓油進出口、第二三位四通電磁換向閥4的液壓油進出口分別與第一液壓缸5的油口、第二液壓缸6的油口相連接，第一液壓缸5內的活塞、第二液壓缸6內的活塞分別通過活塞杆與其對應的第一輸送料缸即第一注漿泵體7、第二輸送料缸即第二注漿泵體8傳動連接，第一液壓缸5的左右開關(9和10)、第二液壓缸6的左右開關(11和12)分別與控制器16的輸入端相連接，第一、二液壓缸的左右開關可以為行程開關，為已有技術。控制器16的2路輸出端分別與第一三位四通電磁換向閥3的線圈、第二三位四通電磁換向閥4的線圈相連接，控制器16的另一路輸出連接到變頻器2上。圖1中標記17、標記18分別為作用到第一三位四通電磁換向閥、第二三位四通電磁換向閥上的兩路換向閥控制線。變頻器2的輸出端與液壓站I中的電動機102的接線端子相連接。上述控制器16包含CPU，控制器、變頻器本身為已有技術。注漿泵工作過程即運行步驟是:採用變頻器2控制液壓站I中的電動機102，所述電動機102驅動液壓站I中的液壓泵101，液壓泵101供油給第一三位四通電磁換向閥3、第二三位四通電磁換向閥4，來控制第一液壓缸5、第二液壓缸6的向左、向右、停止的運動，實現第一注漿泵體7、第二注漿泵體8的進料、出料和停止。圖1中標記P表示進油口，標記T表示出油口。用標記L表示第一液壓缸、第二液壓缸的左端油口，標記R表示第一液壓缸、第二液壓缸的右端油口，通過P、T、L、R四個位置的相對變換來控制液壓缸的動作，進而實現第一注漿泵體、第二注漿泵體中對物料的進出狀態。當第一液壓缸、第二液壓缸向左運動時，第一注漿泵體7、第二注漿泵體8分別通過第一注漿泵體的進液口 13、第二注漿泵體的進液口 14進料；第一注漿泵體裝載物料A，第二注漿泵體裝載物料B。當第一液壓缸、第二液壓缸向右運動時，兩種物料以一定比例在混合器15進行混合，然後注漿。當第一液壓缸、第二液壓缸處於停止狀態時，第一注漿泵體、第二注漿泵體停止而不工作。其特徵在於當第一注漿泵體7、第二注漿泵體8出料時，即在雙液按一定比例混合時，通過脈寬調節控制方式來實現第一注漿泵體7、第二注漿泵體8的流量及流量比例的控制，雙液以一定比例進行混合，然後注漿。
[0013]上述這一工作過程，通過控制器16來控制，如前所述，第一液壓缸5的左開關9和右開關10連接到控制器16上，第二液壓缸6的左開關11和右開關12也連接到控制器16上，第一液壓缸、第二液壓缸將第一注漿泵體、第二注漿泵體的流量隨時反饋至控制器。控制器的2路輸出端連接到第一、二三位四通電磁換向閥的線圈上，控制器另一路連接到變頻器上，控制器通過對輸入的信號進行計算，調節變頻器，控制第一、二三位四通電磁換向閥，進而調節流量及流量比例。
[0014]以上述物料A受第一液壓缸作用推出的時間作為輸入量，調節上述物料B受第二液壓缸作用的推出時間，從而實現兩者速度的比值可控。第二液壓缸推出速度Vb= LB/tB，假設1^=1^且％可測，那麼通過調tB，即可實現對混合料的比值控制。式中，LB、LA分別為第二液壓缸、第一液壓缸的工作行程，tB、tA分別為第二液壓缸、第一液壓缸的推出時間。這樣脈寬調節控制時，以大流量的第一三位四通電磁換向閥的閉合時間為基準，按流量設定比例，自動計算小流量的第二三位四通電磁換向閥的閉合時間，上述的大流量是通過測量第一液壓缸、第二液壓缸中大流量的液壓缸(比如第一液壓缸)的左右開關(或者說是左右行程開關)之間的行程時間來計算的，其流量調節通過變頻器和所述大流量的液壓缸(比如第一液壓缸)的脈寬調節來控制。
[0015]為解決上述物料B與物料A均勻混合的問題，並將物料B推出的時間均勻分配在物料A推出的時間過程中。可將物料B的調節時間按一定的寬度分割，比如按2秒的時間進行分割。如物料A推出用時(Qa)為10秒，混合比為2:1那麼，物料B推出時間為5秒。則通過脈寬調節控制，將5秒的推出時間均勻分配到物料A推出的10秒過程中(即將5秒在物料A用時10秒過程中均勻分配)，形成如圖2所示的時序。
[0016]本發明是一種應用在注漿過程中，雙液注漿泵中的兩種液體以一定比例混合時，對兩種液體的流量及流量比例進行控制的一種脈寬調節控制方法，該方法能更簡單、高效、方便、準確的控制注漿泵流量及流量比例。
【權利要求】
1.一種注漿泵流量及流量比例控制的方法，它是雙液注漿泵體通過一定比例進行混合，然後注漿，注漿泵工作中各部件的連接關係是:液壓站(I)中的液壓泵(101)、油箱(103)分別通過液壓管路與第一三位四通電磁換向閥(3)的進出油口、第二三位四通電磁換向閥⑷的進出油口相連接，第一三位四通電磁換向閥⑶的液壓油進出口、第二三位四通電磁換向閥(4)的液壓油進出口分別與第一液壓缸(5)的油口、第二液壓缸(6)的油口相連接，第一液壓缸(5)內的活塞、第二液壓缸￠)內的活塞分別通過活塞杆與其對應的第一輸送料缸即第一注漿泵體(7)、第二輸送料缸即第二注漿泵體(8)傳動連接，第一液壓缸(5)的左右開關、第二液壓缸(6)的左右開關分別與控制器(16)的輸入端相連接，控制器(16)的2路輸出端分別與第一三位四通電磁換向閥(3)的線圈、第二三位四通電磁換向閥(4)的線圈相連接，控制器(16)的另一路輸出連接到變頻器(2)上，變頻器(2)的輸出端與液壓站(I)中的電動機(102)的接線端子相連接；注漿泵工作過程即運行步驟是:採用變頻器(2)控制液壓站(I)中的電動機(102)，所述電動機(102)驅動液壓站(I)中的液壓泵(101)，液壓泵(101)供油給第一三位四通電磁換向閥(3)、第二三位四通電磁換向閥(4)，來控制第一液壓缸(5)、第二液壓缸(6)的向左、向右、停止的運動，實現第一注漿泵體(7)、第二注漿泵體(8)的進料、出料和停止，當第一注漿泵體(7)、第二注漿泵體(8)進料時，分別通過第一注漿泵體的進液口(13)、第二注漿泵體的進液口(14)進料；其特徵在於當第一注漿泵體(7)、第二注漿泵體(8)出料時，即在雙液按一定比例混合時，通過脈寬調節控制方式來實現第一注漿泵體(7)、第二注漿泵體(8)的流量及流量比例的控制，雙液以一定比例進行混合，然後注漿。
2.根據權利要求1所述的注漿泵流量及流量比例控制的方法，其特徵在於脈寬調節控制時，以第一三位四通電磁換向閥(3)、第二三位四通電磁換向閥(4)其中一個大流量的三位四通電磁換向閥的閉合時間為基準，按流量設定比例，自動計算小流量的三位四通電磁換向閥的閉合時間；上述的大流量是通過測量第一液壓缸、第二液壓缸中大流量的液壓缸的左右開關之間的行程時間來計算的，其流量調節通過變頻器和所述大流量的液壓缸的脈寬調節來控制。
3.根據權利要求1所述的注漿泵流量及流量比例控制的方法，其特徵在於脈寬調節控制中，兩種物料混合時，將其中一種物料的推出時間均勻分配在另一種物料的推出時間的過程中。
【文檔編號】F15B11/16GK104500464SQ201410655945
【公開日】2015年4月8日 申請日期:2014年11月17日 優先權日:2014年11月17日
【發明者】馬月輝, 劉寧寧, 馮曉琳, 王娜, 王昱然, 王俊曉, 崔躍華 申請人:石家莊鐵道大學