CN101793247A - 混凝土泵车及其混凝土输送泵换向系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种混凝土输送泵换向系统，在混凝土活塞越过接近其行程终点的第一位置后即可以降低驱动泵送主油缸的液压泵的排量，从而实现了混凝土活塞的预减速；在所述混凝土活塞越过进一步接近其行程终点的第二位置后，可以再次降低所述液压泵的排量，从而使液压泵的排量处于较低的水平；然后，可以在液压泵排量较低(甚至接近于零排量)时通过换向装置改变泵送主油缸中液压油的流向，这样，可以有效减轻泵送主油缸中液压油的换向所带来的冲击以及振动，显著提高混凝土泵车工作过程的稳定性。
Description
技术领域
本发明涉及工程机械技术领域，特别是涉及一种混凝土泵车。本发明还涉及一种用于混凝土泵车的混凝土输送泵换向系统。
背景技术
目前，混凝土泵车在施工现场得到了广泛的应用。泵送混凝土时，混凝土泵车通过两个泵送主油缸分别推动两个输送缸筒内的混凝土活塞往复运动。混凝土活塞在泵送主油缸的带动下回缩，从而在输送缸筒中吸入混凝土；同时，另一输送缸筒中的混凝土活塞在泵送主油缸的带动下伸出，以便将其在上一个行程中预先吸入的混凝土推出，从而完成泵送。为保证泵送的连续性，两个泵送主油缸分别带动一混凝土活塞在输送缸筒内往复运行、交替换向，混凝土因此可以不断地被泵出。
由于混凝土活塞的换向频率较高(每分钟20次以上)，泵送主油缸中的液压油也需要频繁换向。混凝土活塞运行至输送缸筒的底部附近时泵送主油缸中的液压油需要换向，换向时液压泵的液压能量、泵送主油缸中的运动惯性等因素会导致较大的冲击，并造成整车和臂架的产生剧烈振动，严重影响泵送作业，降低了相关部件的可靠性和使用寿命。
在现有技术中，可以通过优化主换向阀过渡中位的方法减轻换向过程中的液压冲击，但是，在主换向阀换向的瞬间，由于存在换向死区，液压泵出油高压腔首先瞬间关闭，然后与回油腔相通而减压，最后再突然开启。在阀口突然关闭时，液压泵压力油无处可去，因此将会产生较大的峰值压力；在阀口突然开启时，因液流方向瞬间转换以及启动阻力的存在，又将产生较大的启动冲击。所以，优化主换向阀过渡中位的方法所能够实现的缓冲效果并不理想，换向过程中的压力冲击和振动较为明显。
因此，如何有效减轻泵送主油缸中液压油的换向所带来的冲击以及振动，是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种混凝土输送泵换向系统，其泵送主油缸中液压油的换向所带来的冲击和振动较小。本发明的另一目的是提供一种包括上述混凝土输送泵换向系统的混凝土泵车。
为解决上述技术问题，本发明提供一种混凝土输送泵换向系统，其特征在于，包括活塞位置检测装置，用于检测混凝土活塞在输送缸筒中的位置；控制装置，接收来自所述活塞位置检测装置的位置信号，并根据该位置信号发出指令；当所述混凝土活塞到达接近其行程终点的第一位置时，所述控制装置降低驱动泵送主油缸的液压泵的排量；当所述混凝土活塞到达进一步接近其行程终点的第二位置时，所述控制装置再次降低所述液压泵的排量；再经过第一预定时间后，泵送主油缸中液压油的流向通过换向装置改变。
优选地，当所述混凝土活塞到达所述第一位置时，所述控制装置将所述液压泵的排量降低至原排量的25％-30％。
优选地，所述第一位置、第二位置的间距范围为90mm-100mm，所述第二位置与所述混凝土活塞的行程终点的间距范围为45mm-55mm。
优选地，所述活塞位置检测装置为压差感应继电器，所述压差感应继电器根据分别设于所述第一位置和第二位置的两个检测口之间的压力关系，判断所述混凝土活塞是否越过所述第一位置或者第二位置。
优选地，当所述混凝土活塞到达所述第二位置时，所述控制装置向所述换向装置发出改变泵送主油缸中液压油流向的信号。
优选地，所述混凝土活塞行程终点设置检测口，该检测口与处于所述第二位置的检测口分别与压差感应阀的两控制端相连；当所述混凝土活塞到达所述第二位置时，所述压差感应阀向所述换向装置发出改变泵送主油缸中液压油流向的信号。
优选地，所述控制装置进一步包括电液比例减压阀，并根据来自所述活塞位置检测装置的位置信号改变所述电液比例减压阀的输出压力，进而改变所述液压泵的排量。
优选地，所述泵送主油缸中液压油的流向改变后，所述控制装置逐渐改变所述电液比例减压阀的输出压力，从而逐渐提高所述液压泵的排量。
优选地，自所述混凝土活塞到达所述第二位置起经过第二预定时间后，所述控制装置得出所述泵送主油缸中液压油的流向已改变的结论。
本发明还提供一种混凝土泵车，包括上述任一项所述的混凝土输送泵换向系统。
本发明所提供的混凝土输送泵换向系统，在混凝土活塞越过接近其行程终点的第一位置后即可以降低驱动泵送主油缸的液压泵的排量，从而实现了混凝土活塞的预减速；在所述混凝土活塞越过进一步接近其行程终点的第二位置后，可以再次降低所述液压泵的排量，从而使液压泵的排量处于较低的水平；然后，可以在液压泵排量较低(甚至接近于零排量)时通过换向装置改变泵送主油缸中液压油的流向，这样，可以有效减轻泵送主油缸中液压油的换向所带来的冲击以及振动，显著提高混凝土泵车工作过程的稳定性。
可以进一步合理设计上述第一位置、第二位置以及预减速的幅度，从而既能够及时有效地实现液压泵排量和混凝土活塞运行速度的降低，又能够避免混凝土活塞的运行出现明显停顿；即，这样可以实现混凝土泵送速度与换向时间的较佳耦合。
在本发明另一种具体实施方式所提供的混凝土输送泵换向系统中，泵送主油缸中液压油的换向完成后，控制装置可以通过斜坡控制机能逐渐提高液压泵的排量，从而可以实现柔性启动，显著减轻了启动冲击。
附图说明
图1为本发明一种具体实施方式所提供混凝土输送泵换向系统的结构示意图；
图2为本发明一种具体实施方式所提供混凝土输送泵换向系统的工作流程图；
图3为本发明一种具体实施方式所提供混凝土输送泵换向系统的原理图；
图4为本发明另一种具体实施方式所提供混凝土输送泵换向系统的结构示意图。
具体实施方式
本发明的核心是提供一种混凝土输送泵换向系统，其泵送主油缸中液压油的换向所带来的冲击和振动较小。本发明的另一核心是提供一种包括上述混凝土输送泵换向系统的混凝土泵车。
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。
请参考图1至图3，图1为本发明一种具体实施方式所提供混凝土输送泵换向系统的结构示意图；图2为本发明一种具体实施方式所提供混凝土输送泵换向系统的工作流程图；图3为本发明一种具体实施方式所提供混凝土输送泵换向系统的原理图。
在一种具体实施方式中，本发明所提供的混凝土输送泵换向系统包括活塞位置检测装置1，活塞位置检测装置1用于检测混凝土活塞7在输送缸筒8中所处的位置，进而判断混凝土活塞7是否到达预定位置。
活塞位置检测装置1具体可以包括压差感应继电器11。
可以在预定的第一位置附近设置检测口M1，并在预定的第二位置附近设置检测口M2，将压差感应继电器11的两控制端分别与上述检测口M1和检测口M2相连，这样压差感应继电器11即可根据检测口M1和检测口M2的压力关系发出相应的信号。上述第一位置接近混凝土活塞7的行程终点，上述第二位置进一步接近混凝土活塞7的行程终点。
假定图3中位于上方的混凝土活塞7自右向左运动，此时，位于下方的混凝土活塞自左向右运动。两个混凝土活塞分别由一个泵送主油缸6驱动。
当位于上方的混凝土活塞7运动至位置P1时，检测口M1和检测口M2的压力相等，压差感应继电器11没有信号输出。
当混凝土活塞7运动至位置P2，即刚越过检测口M1所在的第一位置时，检测口M2的压力大于检测口M1的压力，压差感应继电器11将输出信号至控制装置2，接收到该信号后控制装置2将发出相应的指令，从而降低驱动所述泵送主油缸6的液压泵5的排量至预定值，实现混凝土活塞7的预减速。
当混凝土活塞7运动至位置P3，即其刚越过检测口M2所在的第二位置时，检测口M2的压力重新等于检测口M1的压力，压差感应继电器11的输出信号被切断，控制装置2据此再次降低液压泵5的排量。
经过适当的时间(第一预定时间)之后，液压泵5的排量将处于较低(甚至接近于零)的水平，这时可以改变泵送主油缸6中液压油的流向。
泵送主油缸6中液压油的流向可以由换向装置4改变，换向装置4可以是液动换向阀及其先导液动阀。
活塞位置检测装置1还可以包括压差感应阀12，通过压差感应阀12向换向装置4发出换向信号。具体而言，可以在混凝土活塞7行程的终点附近设置检测口M3，压差感应阀12的两控制端分别连接检测口M3以及检测口M2。
当混凝土活塞7运动至检测口M1与检测口M2之间时，检测口M3的压力等于检测口M2的压力；当混凝土活塞7运动至位置P3，即其刚越过检测口M2所在的第二位置时，检测口M3的压力大于检测口M2的压力，因此压差感应阀12将输出压力信号，换向装置4的先导液动阀以及液动换向阀相继进行换向过程。
自发出换向信号到换向装置4实际发生换向存在一个反应时间，该反应时间与上述第一预定时间接近，在这段时间内液压泵5的排量可以降低至预定的水平；因此，在混凝土活塞7越过所述第二位置时即可向换向装置4发出换向信号，大体经过第一预定时间后换向恰好实际发生。
本发明所提供的混凝土输送泵换向系统，在混凝土活塞7越过接近其行程终点的第一位置后即可以降低液压泵5的排量，从而实现了混凝土活塞7的预减速；在混凝土活塞7越过进一步接近其行程终点的第二位置后，可以再次降低液压泵5的排量，从而使液压泵5的排量处于较低的水平；然后，可以在液压泵5排量较低(甚至接近于零排量)时通过换向装置4改变泵送主油缸6中液压油的流向，这样，可以有效减轻泵送主油缸6中液压油的换向所带来的冲击以及振动，显著提高混凝土泵车工作过程的稳定性。
可以对上述具体实施方式所提供的混凝土输送泵换向系统进行改进。
例如，可以进一步将所述第一位置与所述第二位置之间的距离(即检测口M1与检测口M2之间的距离)范围设为90mm-100mm，并将所述第二位置(即检测口M2所在的位置)与混凝土活塞7的行程终点(即检测口M3所在的位置)的间距范围设为45mm-55mm；这样，既能够及时有效地将液压泵5的排量和混凝土活塞7的运行速度降低，又能够避免混凝土活塞7运行出现明显停顿，从而实现混凝土泵送速度与换向时间的较佳耦合。
为了取得进一步的技术效果，还可以在所述混凝土活塞越过所述第一位置后，将液压泵5的排量降低至原排量的25％-30％；这样，混凝土泵送速度与换向时间可以得到更佳的耦合。
本发明所提供的混凝土输送泵换向系统还可以包括电液比例减压阀3，控制装置2通过控制输入电液比例减压阀3的电信号而控制其出口压力；液压泵5的输出排量随电液比例减压阀3的出口压力线性变化。
在混凝土活塞7越过所述第一位置以及第二位置时，控制装置2根据来自活塞位置检测装置1的活塞位置信号改变输入电液比例减压阀3的电信号，从而连续两次改变电液比例减压阀3的出口压力；液压泵5的输出排量也将随之连续两次得到降低。这样，可以简单、可靠地改变液压泵5的排量。
此外，在泵送主油缸6中液压油的流向改变后，控制装置2可以逐渐改变输入电液比例减压阀3的电信号，从而逐渐改变电液比例减压阀3的输出压力，进而实现液压泵5排量的柔性提高。这样，通过斜坡控制机能逐渐提高液压泵5的排量，可以实现柔性启动、显著减轻启动冲击。
可以设定第二预定时间，自混凝土活塞7越过所述第二位置起，经过所述第二预定时间后，可以认为换向装置4的换向过程已经完成，泵送主油缸6中液压油的流向已改变；此时控制装置2即可发出提高液压泵5排量的指令。所述第二预定时间具体可以通过多次实际测量得到。
请参考图4，图4为本发明另一种具体实施方式所提供混凝土输送泵换向系统的结构示意图。
在前述具体实施方式中，换向装置4的换向信号由压差感应阀12发出；显然，在理论上该信号完全可以由控制装置2发出。即，当混凝土活塞7越过所述第二位置后，控制装置2得到来自活塞位置检测装置1的活塞位置信号，从而向换向装置4发出改变泵送主油缸6中液压油流向的信号。
此外，本发明还提供一种混凝土泵车，包括上述任一项所述的混凝土输送泵换向系统。所述混凝土泵车其他各部分的结构请参考现有技术，本文不再赘述。
以上对本发明所提供的混凝土泵车及其混凝土输送泵换向系统进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。
Claims (10)
1.一种混凝土输送泵换向系统，其特征在于，包括：
活塞位置检测装置，用于检测混凝土活塞在输送缸筒中的位置；
控制装置，接收来自所述活塞位置检测装置的位置信号，并根据该位置信号发出指令；
当所述混凝土活塞到达接近其行程终点的第一位置时，所述控制装置降低驱动泵送主油缸的液压泵的排量；
当所述混凝土活塞到达进一步接近其行程终点的第二位置时，所述控制装置再次降低所述液压泵的排量；
再经过第一预定时间后，泵送主油缸中液压油的流向通过换向装置改变。
2.如权利要求1所述的混凝土输送泵换向系统，其特征在于，当所述混凝土活塞到达所述第一位置时，所述控制装置将所述液压泵的排量降低至原排量的25％-30％。
3.如权利要求1或者2所述的混凝土输送泵换向系统，其特征在于，所述第一位置、第二位置的间距范围为90mm-100mm，所述第二位置与所述混凝土活塞的行程终点的间距范围为45mm-55mm。
4.如权利要求1所述的混凝土输送泵换向系统，其特征在于，所述活塞位置检测装置为压差感应继电器，所述压差感应继电器根据分别设于所述第一位置和第二位置的两个检测口之间的压力关系，判断所述混凝土活塞是否越过所述第一位置或者第二位置。
5.如权利要求1所述的混凝土输送泵换向系统，其特征在于，当所述混凝土活塞到达所述第二位置时，所述控制装置向所述换向装置发出改变泵送主油缸中液压油流向的信号。
6.如权利要求1所述的混凝土输送泵换向系统，其特征在于，所述混凝土活塞行程终点设置检测口，该检测口与处于所述第二位置的检测口分别与压差感应阀的两控制端相连；当所述混凝土活塞到达所述第二位置时，所述压差感应阀向所述换向装置发出改变泵送主油缸中液压油流向的信号。
7.如权利要求1、2或者权利要求4至6中任一项所述的混凝土输送泵换向系统，其特征在于，所述控制装置进一步包括电液比例减压阀，并根据来自所述活塞位置检测装置的位置信号改变所述电液比例减压阀的输出压力，进而改变所述液压泵的排量。
8.如权利要求7所述的混凝土输送泵换向系统，其特征在于，所述泵送主油缸中液压油的流向改变后，所述控制装置逐渐改变所述电液比例减压阀的输出压力，从而逐渐提高所述液压泵的排量。
9.如权利要求8所述的混凝土输送泵换向系统，其特征在于，自所述混凝土活塞到达所述第二位置起经过第二预定时间后，所述控制装置得出所述泵送主油缸中液压油的流向已改变的结论。
10.一种混凝土泵车，其特征在于，包括如权利要求7所述的混凝土输送泵换向系统。
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