WO2012024964A1 - 混凝土泵车及其控制方法、泵送系统及其分配机构 - Google Patents

Description

混凝土泵车及其控制方法、 泵送系统及其分配机构

本申请要求于 2010 年 8 月 25 日提交中国专利局、 申请号为 201010266367.X,发明名称为"混凝土泵车及其控制方法、 泵送系统及其分 配机构 "的中国专利申请的优先权， 其全部内容通过引用结合在本申请中。

技术领域

本发明涉及一种泵送混凝土或其他粘稠物料的技术， 特别涉及一种泵 送系统的分配机构， 包括该分配机构的泵送系统， 包括该泵送系统的混凝 土泵车； 还提供了一种泵送系统的控制方法。 背景技术

混凝土泵车是当前应用广泛的混凝土机械之一。 混凝土泵车一般包括 泵送系统和臂架系统。 泵送系统一般又包括料斗， 输送缸和分配阀； 臂架 系统包括臂架和输送管， 臂架包括多节通过横向铰接轴顺序铰接相连的节 臂， 输送管包括多节顺序相连的管道， 管道分别固定在节臂上。 料斗用于 存放混凝土； 分配阀能够在摆动油缸驱动下进行状态转换， 在预定第一时 间内使输送缸与料斗相通， 在预定的第二时间内使输送缸与臂架系统的输 送管相通。 输送缸的活塞能够在液压缸驱动下进行伸缩运动； 在输送缸与 料斗相通时， 使输送缸的活塞后缩， 进行吸料， 吸入适量的混凝土； 在输 送缸与臂架系统的输送管相通时， 使输送缸的活塞外伸， 将吸入的混凝土 泥浆压入输送管中， 进行泵料， 并对混凝土施加预定压力， 使混凝土沿输 送管流动； 多次吸料和泵料， 可以使混凝土到达输送管末端， 并从输送管 末端流出，到达预定的混凝土作业位置。 改变臂架中节臂之间的位置关系， 可以改变臂架末端的位置， 从而使混凝土到达预定位置， 方便混凝土浇注 作业的进行。

根据具体结构的不同， 泵送系统的分配阀可以是裙阀、 C形阀、 闸板 阀或 S阀。 虽然分配阀的具体结构形式存在不同，但其工作原理基本相同， 既其基本功能在于通过状态转换， 使泵送系统能够以预定的方式反复地进 行吸料与泵料， 进而能够间断地泵送混凝土， 使混凝土在输送管内间断式 流动。 请参考图 1 , 该图是现有技术中， 混凝土在输送管内的间断式流动的 原理示意图。 混凝土的流动速度 V以时间 T为变量进行周期性变化， 在 T1期间， 在输送缸产生的压力作用下， 混凝土以速度 V在输送管内流动； 在 T2期间， 分配阀进行状态转换、 输送缸进行换向， 同时进行吸料， 为 下一过程的泵料提供前提； 在吸料过程中， 泵送系统停止向外泵料， 输送 管内的混凝土停止流动， 形成泵送间隔时间； 在吸料结束后， 进入下一周 期的泵料过程。 如此地进行周期性变化， 形成间断式泵送， 使混凝土在输 送管内间断式流动。

当前， 为了缩短泵送间隔时间， 提高泵送系统的混凝土输送量， 泵送 系统通常设置有两个输送缸， 两个输送缸也是通过一个分配阀进行泵料； 在一个输送缸吸料时， 另一输送缸泵料， 并使两个输送缸轮流进行吸料和 泵料， 进而缩短泵送间断时间。 但输送缸进行状态转换时， 同样要进行换 向， 分配阀也要进行状态转换， 从而并不能完全消除泵送间隔时间。

间断式泵送及间断式流动必然对泵送系统、臂架系统产生脉沖式沖击， 使臂架系统产生相应的振动。 另外， 为了将混凝土输送到较远或较高的位 置， 臂架系统在整体上为长杆状结构； 长杆状结构的臂架系统还会将臂架 系统产生的振动放大， 使臂架末端产生很大幅度的振动。 当泵送系统的间 隔式泵送产生的脉沖式沖击的频率与臂架系统的固有振动频率接近或相等 时， 臂架系统将产生强烈的共振， 在特定情况下， 臂架末端的振动幅度可 能达到 l 以上； 臂架系统产生幅度、 强度过大的振动不仅使混凝土难以 到达预定位置， 影响混凝土作业的质量和顺利进行， 还会造成泵送系统、 臂架系统的疲劳损伤， 进而影响混凝土泵车的使用寿命。

为了减小泵送系统的振动， 目前公开的技术有平抑臂架振动的被动式 减振技术、 降低分配阀摆缸沖击、 缩短摆动油缸的换向时间、 緩沖输送缸 换向沖击等等技术； 如 JP3040592B2、 CN1486384A及 CN1932215A分别 公开了平抑臂架系统振动的技术方案。 这些专利文献公开的技术方案仅是 从控制臂架姿态的角度入手来遏制臂架末端振动的振幅， 并不能减少臂架 系统振动的振源；由于间断式泵送是 )起臂架系统振动的最重要因素之一， 而上述专利文献公开的技术方案无法减小由于间断式泵送产生的混凝土间 断式流动和振动， 因此， 无法从根本上解决臂架系统振动的问题。

DE102006028329A1 公开一种双分配阀的泵送系统， 该泵送系统设置 两个输送缸和两个 S形的分配阀， 两个分配管分别可旋转地安装在预定容 腔中， 并分别与一个输送缸相配合； 这样就提供了两套泵送和吸料机构， 并使两套机构相配合。 该技术虽然能够通过两套机构的配合减小或消除混 凝土间断式流动，但输送缸在进行泵料时，输送缸的活塞会存在一个加速、 均速和减速的变化过程， 这就会使混凝土进行脉动性的、 不稳定的流动， 不稳定流动仍然会导致臂架振动； 另外， 该泵送系统在实质上是将两套机 构的组合， 不仅未能在实质上改变泵送系统的结构， 且使泵送系统的结构 复杂， 导致控制过程也非常复杂。

因此， 如何消除间断式泵送并使混凝土连续地流动， 减小或消除由于 混凝土不连续、 不稳定流动产生的振动仍然是当前本领域技术人面对的技 术难题 发明内容

针对上述技术难题， 本发明的第一个目的在于， 提供一种泵送系统的 分配机构， 利用该分配机构可以连续或者均勾地泵送物料， 以减小由于物 料不连续、 不稳定流动产生的振动。

在提供上述分配机构的基础上， 本发明的第二个目的在于， 提供了一 种泵送系统。

在提供上述泵送系统的基础上， 本发明的第三个目的在于， 还提供了 一种混凝土泵车。

在提供上述泵送系统的基础上， 本发明的第四个目的在于， 提供一种 泵送系统的控制方法， 以连续地泵送物料， 减小由于物料不连续流动产生 的振动。

为了实现上述第一个目的， 本发明提供的泵送系统的分配机构包括耐 磨板和至少两个分配管， 所述分配管分别具有输入端和输出端， 且所述分 配管的输出端之间可旋转相连， 形成一旋转轴线； 两个分配管的输入端分 别偏离所述旋转轴线， 且所述输入端的端面与耐磨板的耐磨面相配合； 所 述耐磨板具有至少三个输料孔， 所述输料孔分布在所述旋转轴线周围； 在 各所述分配管绕所述旋转轴线旋转时， 能够顺序与至少两个输料孔相通。

可选的， 所述泵送系统的分配机构包括两个所述分配管。

可选的， 所述耐磨板具有 3个输料孔， 所述 3个输料孔均勾分布在所 述旋转轴线的周围。

可选的， 所述泵送系统的分配机构还包括传动机构， 该传动机构包括 一个传动轴和可旋转地套在该传动轴外的传动轴套； 所述传动轴的前端与 传动轴套的前端分别与两个所述分配管固定； 所述传动轴的后端与传动轴 套的后端均穿过所述耐磨板向后伸出。

可选的， 所述传动轴的后端伸出所述传动轴套的后端面。

可选的， 所述泵送系统的分配机构还包括两个驱动装置， 所述传动轴 后端和所述传动轴套后端分别与两个驱动装置相连。

可选的， 所述驱动装置包括摆摇臂和摆摇油缸， 所述摆摇臂一端与传 动轴的后端或传动轴套的后端相连， 另一端与摆摇油缸的一端铰接相连， 摆摇油缸的另一端铰接在预定基础上， 该预定基础与耐磨板相对固定； 所 述摆摇臂的一端与传动轴的后端或传动轴套的后端之间通过棘轮机构传 动。

可选的， 所述驱动装置包括驱动油缸、 锁止油缸、 锁止齿条和驱动齿 条， 所述锁止齿条两端分别与预定基础和转动轴套铰接； 所述驱动齿条的 一端与所述转动轴套可滑动配合， 另一端与驱动油缸一端相连， 所述驱动 油缸的另一端与预定基础相连； 所述锁止油缸一端与所述预定基础铰接， 另一端与所述锁止齿条铰接； 所述预定基础与所述耐磨板相对固定； 所述 传动轴后端或所述传动轴套后端具有传动齿； 在所述锁止油缸缩短时， 所 述锁止齿条与所述传动齿分离， 所述驱动齿条与所述传动齿相啮合， 所述 驱动油缸的伸缩方向与驱动齿条的延伸方向相同； 所述锁止油缸伸长时， 所述锁止齿条与所述传动齿相啮合， 所述驱动齿条与所述传动齿分离。

可选的， 所述驱动装置还包括与预定基础固定的滑动套， 所述驱动油 缸的一端与所述滑动套可滑动配合， 且穿过该滑动套与所述驱动齿条铰接 相连； 或， 所述驱动油缸的一端与驱动齿条固定相连， 另一端与预定基础 铰接相连。

为了实现上述第二个目的， 本发明提供的泵送系统包括料斗， 还包括 至少三个输送缸和上述任一种泵送系统的分配机构， 所述分配管位于料斗 内， 且耐磨板与料斗固定， 且耐磨板的耐磨面朝向料斗内， 所述输送缸分 别与耐磨板的一个输料孔相通， 所述分配管可相对于料斗旋转。

为了实现上述第三个目的， 本发明提供的混凝土泵车包括臂架系统和 泵送系统， 所述泵送系统为上述任一种泵送系统， 各所述分配管的输出端 均与所述臂架系统的输送管相通。

为了实现上述第四个目的， 本发明提供了一种控制上述泵送系统的泵 送系统的控制方法， 上述泵送系统中， 两个所述分配管分别为第一分配管 和第二分配管， 三个所述输送缸分别为第一输送缸、 第二输送缸和第三输 送缸；

该控制方法包括： 在第一分配管和第二分配管分别与第一输送缸和第 二输送缸相通， 且第二输送缸的活塞向前减速移动时的第一期间内， 使第 一输送缸的活塞向前加速移动； 在所述第二输送缸的活塞向前的移动速度 减小为零时， 使所述第一输送缸的活塞移动速度最大， 并开始勾速移动； 在第一输送缸勾速移动的第二期间内， 使第二分配管从与第二输送缸相通 的位置旋转到与第三输送缸相通的位置， 并使第三输送缸在第二分配管与 第三输送缸相通时刻之前的预定时刻完成吸料。

可选的， 在所述第一期间内， 第一输送缸的活塞的加速度与所述第二 输送缸的活塞的加速度相等。

本发明提供的泵送系统的分配机构包括耐磨板和至少两个分配管， 分 配管输出端之间可旋转地连接在一起， 并形成一个旋转轴线； 与分配管相 配合使用的耐磨板包括至少三个输料孔； 在分配管绕旋转轴线旋转时， 在 不同的位置， 任一分配管能够和至少两个输料孔相通； 在输料孔与输送缸 相通时， 相应的输送缸可以通过输料孔与对应的分配管向外泵送物料。 利 用本发明提供泵送系统的分配机构， 通过旋转分配管， 可以协调至少两个 输送缸的泵送动作， 使泵送系统能够连续地向外泵送物料， 消除泵送过程 中的泵送间隔时间； 进一步地，通过准确控制输送缸活塞之间的运动关系， 可以使泵送系统均匀地向外泵送物料， 减小或避免物料的脉动性流动， 进 一步减小由于物料不稳定流动产生的振动。

在进一步的技术方案中， 所述耐磨板具有 3个输料孔， 所述 3个输料 孔均匀分布在所述旋转轴线周围，这样可以方便对分配管旋转动作的控制。

在进一步的技术方案中， 传动机构包括传动轴与套在传动轴外的传动 轴套； 该结构可以减小传动机构占用的空间， 提高传动机构的可靠性。

在进一步的技术方案中， 驱动装置包括驱动齿条、 锁止齿条、 驱动油 缸和锁止油缸； 在一种状态下， 该驱动装置能够驱动传动轴或传动轴套旋 转， 在另一种状态下， 锁止齿条能够将传动轴或传动轴套锁止， 防止分配 管偏离预定位置， 这样可以提高分配机构工作的可靠性。

由于分配机构具有上述技术效果， 提供的包括上述分配机构的泵送系 统也具有相应的技术效果。 以适当的方式进行控制， 不仅能够消除泵送间 隔时间， 还可以均匀地进行泵料， 从而能够大幅度地减小由于物料流动造 成的振动。 对于包括该泵送系统的混凝土泵车来讲， 由于泵送混凝土没有 泵送间隔时间， 或者流动更稳定时， 因此可以减小由于混凝土流动不稳定 而产生的振动， 进而减小混凝土泵车臂架产生的振动及其振动幅度。

提供的泵送系统的控制方法中， 在第一期间内， 第一输送缸泵料流量 减小过程中， 第二输送缸加速泵料， 这就能够实现泵送系统的连续泵送， 避免泵料间隔， 消除臂架系统由于间断式泵送而产生的振动。 在进一步技 术方案中， 在第一期间内， 第一输送缸的加速度与第二输送缸的加速度相 等， 这样可以使两个输送缸泵送流量之和保持不变， 从而能够实现均匀泵 送， 减小由于物料流动不稳定而产生的振动。 附图说明

图 1是现有技术中， 混凝土在输送管内的间断式流动的原理示意图； 图 2是本发明实施例一提供的泵送系统的爆炸图；

图 3是本发明实施例一提供的泵送系统的主视方向结构示意图； 图 4是本发明实施例一提供的泵送系统上视方向的结构示意图； 图 5是图 3中 A-A剖视结构示意图； 图 6是图 3中 B-B剖视结构示意图；

图 7是图 3中 I-I部分放大图；

图 8是实施例一泵送系统中，各输送缸活塞速度与时间之间的函数图； 图 9是实施例一中， 泵送系统的一种状态的立体结构示意图； 图 10是实施例一中， 泵送系统的另一种状态的立体结构示意图； 图 11是本发明提供泵送系统的分配机构中，第一种驱动装置的结构筒 图；

图 12是本发明提供泵送系统的分配机构中，第二种驱动装置的结构筒 图， 同时也是该驱动装置处于驱动状态时的结构筒图；

图 13是图 12所示第二种驱动装置处于锁止状态下的结构筒图； 图 14是本发明提供的第三种驱动装置的结构筒图。 具体实施方式

下面结合附图对本发明进行详细描述， 本部分的描述仅是示范性和解 释性， 不应对本发明的保护范围有任何的限制作用。

应当说明的是： 虽然以下以泵送混凝土为例对本发明进行描述， 但本 发明提供的技术方案也可以应用于泵送与混凝土类似的。 如泥浆、 灰渣其 他粘稠物。 为了更清楚地描述工作过程和技术效果， 以下在对泵送系统描 述的同时， 对泵送系统的分配机构进行描述， 不再对泵送系统的分配机构 进行单独描述。 本文件中以混凝土流出方向为前， 反向方向为后。

请参考图 2、 图 3、 图 4、 图 5和图 6, 图 2是本发明实施例一提供的 泵送系统的爆炸图， 图 3是本发明实施例一提供的泵送系统的主视方向结 构示意图。图 4是本发明实施例一提供的泵送系统上视方向的结构示意图， 图 5是图 3中 A-A剖视结构示意图， 图 6是图 3中 B-B剖视结构示意图。

该泵送系统为一种混凝土泵， 包括料斗（图中未示出）、 分配机构和三 个输送缸。 料斗和输送缸的结构可与公知技术相同； 为了描述方便， 将三 个输送缸分别称为第一输送缸 310、第二输送缸 320和第三输送缸 330。 以 下对分配机构的结构进行详细描述。

分配机构包括耐磨板 200和两个分配管； 为了描述方便， 将两个分配 管分别称为第一分配管 110和第二分配管 120。 第一分配管 110和第二分 配管 120具有输入端和输出端。 如图 3所示， 第一分配管 110的输出端和 第二分配管 120的输出端之间可旋转相连， 并形成旋转轴线 0-0, 使第一 分配管 110可以相对于第二分配管 120绕旋转轴线 0-0旋转， 同样， 第二 分配管 120可以相对于第一分配管 110绕旋转轴线 0-0旋转。 两个分配管 的输入端分别偏离所述旋转轴线 0-0, 进而分别形成 S形管； 本例中， 各 分配管输入端偏离旋转轴线 0-0的距离相等。第二分配管 120的输出端和 第一分配管 110的输出端相交汇， 形成一个向外泵送物料的输出口， 输出 口的中心线与旋转轴线重合。 第一分配管 110输出端设置有空心套管， 该 空心套管后端与第二分配管 120的输出端可旋转相连，使得第二分配管 120 和第一分配管 110可相对旋转； 同时， 本领域技术人员可以采用公知的方 式使空心套管与第一分配管 110的之间保持密封， 以避免泵送过程中， 混 凝土从连接处泄漏。 本例中， 耐磨板 200的延展方向与上述旋转轴线 0-0 垂直，且朝向前方的面形成耐磨面。各分配管的输入端的端面与耐磨板 200 的耐磨面相配合， 在各分配管绕旋转轴线 0-0旋转时， 其输入端的端面能 够与耐磨板 200的耐磨面保持配合， 以保持分配管内部空间的密封。 可以 理解， 耐磨板 200耐磨面不限于为平面， 也可以根据实际需要， 在保持与 分配管输入端的端面相配合的情况下， 将耐磨面设置为其他具体结构。

同时， 耐磨板 200具有三个输料孔 201 , 优选地， 三个输料孔 201均 匀分布在旋转轴线 0-0周围；且其中心线与旋转轴线 0-0具有相等的距离， 该距离与分配管输入端偏离旋转轴线 0-0距离相等； 这样， 在各分配管绕 旋转轴线 0-0旋转， 旋转到预定位置时， 分配管的输入端能够与一个输料 孔 201相通。 与现有混凝土泵的分配阀相对应， 分配管输入端可以设置耐 磨性能更优良的切割环， 耐磨板 200的耐磨面可以设置耐磨性能更优良的 耐磨层或其他耐磨结构，以提高分配管与耐磨板 200配合部分的使用寿命。

上述两个分配管位于料斗内， 且耐磨板 200与料斗的后墙板固定， 且 使耐磨板 200的耐磨面朝向料斗内； 第二分配管 120前端可以与料斗的前 墙板可旋转相连， 也可以通过适当的过渡管与料斗外的输送管相通， 并使 两个分配管可相对于料斗旋转。 三个输送缸分别与一个耐磨板 200的输料孔相通， 即第一输送缸 310、 第二输送缸 320和第三输送缸 330也均匀分布在旋转轴线 0-0周围。

结合图 3, 并参考图 7, 图 7是图 3中 I-I部分放大图。 为便于对第二 分配管 120 和第一分配管 110 分别进行控制， 分配机构还包括传动机构 400。 该传动机构 400包括一个传动轴 410和一个传动轴套 420, 传动轴套 420可旋转地套在传动轴 4外。 传动轴 410和传动轴套 420轴线均与旋转 轴线 0-0重合，传动轴 410的后端和传动轴套 420的后端分别从耐磨板 200 前侧向后延伸， 并穿过耐磨板 200后伸出； 同时， 传动轴套 420与耐磨板 200可旋转配合， 以使传动轴套 420和传动轴 410可相对于耐磨板 200旋 转；传动轴 410前端与第二分配管 120固定，传动轴套 420通过中间杆 421 与第一分配管 110固定， 中间杆 421延伸方向与旋转轴线 0-0垂直。 传动 轴 410后端部分至少有一部分露在传动轴套 420外， 以通过不同的驱动机 构驱动传动轴 410和传动轴套 420分别旋转。 本例中， 优选传动轴 410后 端伸出传动轴套 420后端面， 且二者后端分别设置与驱动装置相配合的结 构， 传动轴 410后端和传动轴套 420后端可以分别设置传动齿。 驱动装置 可以是现有的装置， 也可以利用后述的驱动装置。

以下对泵送系统的工作原理进行描述， 结合泵送系统的控制方法， 详 细说明本发明提供的泵送系统及泵送系统的分配机构的技术效果。 对本发 明提供的泵送系统的控制方法不再单独描述。

请参考图 8, 该图是实施例一泵送系统中， 各输送缸活塞速度与时间 之间的函数图； 图中， 横向坐标表示时间 t, 纵坐标表示速度 V , 向前运动 的速度为正值， 向后运动的速度为负值； 实线表示第一输送缸 310活塞的 速度变化， 单点划线表示第三输送缸 330的速度变化， 双点划线表示第二 输送缸 320的速度变化。

以图 9所示的状态为基础， 该图是实施例一中， 泵送系统的一种状态 的立体结构示意图。 在第二分配管 120通过输料孔 201与第二输送缸 320 相通（指与输送缸的泵送腔相通， 为了筒便起见， 本文件中， 筒称为与相 应的输送缸相通），第一分配管 110通过输料孔 201与第一输送缸 310相通， 第三输送缸 330与料斗内的空间相通。 以图 8中坐标原点为起始， 在 0到 tl期间， 第二输送缸 320的活塞向 前减速移动， 第一输送缸 310的活塞从最后端向前加速移动， 二者分别通 过第二分配管 120和第一分配管 110向外泵送混凝土。优选的技术方案是， 在 0到 tl期间，使第一输送缸 310的活塞的加速度与第二输送缸 320的活 塞的加速度相等， 即使第一输送缸 310活塞与第二输送缸 320活塞的速度 变化率相等， 使第一输送缸 310活塞与第二输送缸 320活塞速度之和保持 不变， 以使泵送系统向外泵送混凝土的速度保持不变。 在 tl时刻， 第二输 送缸 320的活塞运动到最前端，其运动速度也减小到零， 不再泵送混凝土， 第一输送缸 310的活塞速度达到最大， 且开始匀速运动。 在 0到 tl期间， 第三输送缸 330与料斗内空间相通， 可以通过输料孔 201进行吸料， 如图 所示， 第三输送缸 330的活塞反向移动， 速度记为负值； 实际上， 在第一 分配管 110和第二配管 120均与第三输送缸 330不相通时，第三输送缸 330 就可以开始吸料； 如图所示， 本例中， 从 0时刻开始， 第三输送缸 330的 吸料速度随其活塞运动速度减小而逐渐减小， 在到达 tl时刻之前， 第三输 送缸 330的活塞已经移动到最后端， 并停止移动， 吸料完毕。 当然， 根据 实际需要， 可以对吸料时间进行相应的调整， 比如说可以延长到 tl时刻， 也可以延长到下述第二分配管 120与第三输送缸 330相通之前的时刻。

在 tl到 t2之间，第一输送缸 310的活塞匀速向前移动，通过第一分配 管 110向外均匀泵送混凝土； 同时， 使第二分配管 120旋转， 直到第二分 配管与 120与第三输送缸 330相通。在第二分配管与 120与第三输送缸 330 相通时， 泵送系统的状态如图 10所示， 该图示出实施例一中， 泵送系统的 另一种状态的立体结构示意图。在图 10所示的状态，第三输送缸 330准备 完毕， 等待泵料。 第二分配管 120完成旋转的时间应当不迟于 t2时刻， 以 使第三输送缸 330进行泵料。 到达 t2时刻， 使第一输送缸 310的活塞开始 减速移动。

在第二分配管 120旋转， 并与第二输送缸 320不相通， 保持隔离时， 就可以使第二输送缸 320进行吸料， 设第二输送缸 320开始吸料的时刻为 til , tl与 til之间应当具有一定的时间差， 即使第二输送缸 320停顿 tl至 til之间的时间， 以避免第二输送缸 320将泵出混凝土吸入。 在 t2到 t3期间， 第一输送缸 310的活塞减速移动， 第三输送缸 330 的活塞从最后端向前加速移动， 二者分别通过第一分配管 110和第二分配 管 120向外泵送混凝土； 同样， 优选使第一输送缸 310的活塞的加速度与 第三输送缸 330的活塞的加速度相等， 以使泵送系统向外泵送混凝土的速 度保持不变。 在 t3时刻， 第一输送缸 310的活塞速度减小为零， 第三输送 缸 330的活塞速度达到最大，并开始向外匀速泵料。在 t2到 t3之间的预定 时刻， 第二输送缸 320完成吸料； 本例中， 为了延长吸料时间， 可以使第 二输送缸 320吸料时的最大速度大于第二输送缸 320泵料时的最大速度， 并可以使其完成吸料的时刻延长至第一分配管 110与第二输送缸 320相通 之间的任意时刻。

在 t3到 t4期间，使第三输送缸 330通过第二分配管 120向外均匀泵送 混凝土；使第一分配管 110旋转，直到第一分配管与 110与第二输送缸 320 相通， 第二输送缸 320准备完毕， 等待泵料； 第一分配管 110完成旋转的 时间应当不迟于 t4时刻。到达 t4时刻，使第三输送缸 330的活塞开始减速 移动。

在第一分配管 110旋转， 并与第一输送缸 310不相通， 保持隔离时， 可以使第一输送缸 310进行吸料，设第一输送缸 310开始吸料的时刻为 t31 , t3与 t31之间应当具有一定的时间差。

在 t4到 t5期间， 第三输送缸 330的活塞减速移动， 第二输送缸 320 的活塞从最后端向前加速移动， 二者分别通过第二分配管 120和第一分配 管 110向外泵送混凝土。在 t5时刻，第三输送缸 330的活塞速度减小为零， 第二输送缸 320的活塞速度达到最大， 并开始向外匀速泵料。 在 t4到 t5 之间的预定时刻， 第一输送缸 310完成吸料。

在 t5到 t6期间，使第二输送缸 320通过第一分配管 110向外均匀泵送 混凝土； 同时， 使第二分配管 120旋转， 直到第二分配管与 120与第一输 送缸 310相通， 第一输送缸 310准备完毕， 等待泵料； 第二分配管 120完 成旋转的时间应当不迟于 t6时刻。 在第二分配管 120旋转， 并与第三输送 缸 330不相通， 保持隔离时， 可以使第三输送缸 330进行吸料， 设第一输 送缸 310开始吸料的时刻为 t51 , t5与 t51之间应当具有一定的时间差。 到 达 t6时刻时，使第二输送缸 320的活塞开始减速移动，再使第一输送缸 310 的活塞开始向前加速移动， 重复上述过程， 可以使泵送系统连续、 均匀地 泵送混凝土。

根据上述对泵送系统的分配机构工作过程的描述， 可以确定： 利用本 发明提供的泵送系统的分配机构， 根据预定的规律旋转预定的分配管， 可 以协调至少两个输送缸的泵送过程， 使泵送系统能够连续并均匀地向外泵 送混凝土， 不仅能够消除泵送过程中的泵送间隔时间， 还可以使泵送系统 均匀地向外泵送混凝土， 减小或避免物料的脉动性流动， 进一步减小由于 混凝土流动产生的振动。 当然， 在一个输送缸泵送过程结束之前， 使另一 个输送缸进行泵料就可以消除泵送过程中的泵送间隔时间； 在一个输送缸 泵送速度减小时， 使另一个输送缸开始加速泵料， 且使二者泵送速度（活 塞的移动速度） 以相同的速率变化， 并在一个输送缸速度减小到零时， 使 另一个输送缸的泵送速度最大并开始匀速移动， 这样可以使泵送系统均匀 地向外泵送混凝土。

为了实现输送缸与分配管运动关系的联动， 可以通过相应的控制器实 现， 比如， 以预定的输送缸的运动速度为基础， 根据预定的关系和预定的 运动规律， 控制其他输送缸的运动速度及相关分配管的旋转运动； 也可以 根据预定的规律， 轮换以勾速泵料的输送缸为基础， 控制分配管的旋转运 动； 当然， 也可以通过相反的方法， 以预定的分配管的状态为基础， 根据 预定的关系及运动规律控制预定输送缸的运动， 以使泵送系统能够以上述 控制方法进行运转。

根据上述描述， 可以看出， 使泵送系统连接泵送或均匀泵送不限于上 述控制方法实现， 使两个分配管分别在适当的角度范围内摆动， 也可以实 现连续泵送或均匀泵送的目的； 比如， 使第一分配管 110在两个极限位置 之间摆动，并使其在两个极限位置分别与第一输送缸 310与第二输送缸 320 相通， 使第二分配管 120在两个极限位置之间摆动， 并使其在两个极限位 置分别与第三输送缸 330与第二输送缸 320相通， 也可以实现两个输送缸 协调泵料或吸料， 使泵送系统连续或均匀泵料； 只是此时， 分配管的摆动 可以会产生由于摆动而产生的振动。 另外， 由于通过两个分配管、 两个输送缸协调动作， 输送缸和分配管 进行位置转换的时间可以比较长； 与现有的降低分配阀摆缸沖击或缩短摆 动油缸的换向时间的技术方案相比， 上述泵送系统可以使输送缸与分配管 运动速度比较小， 这不仅能够减小输送缸与分配管运动对泵送系统产生的 振动， 而且可以为泵送系统的控制与操作提供便利。

可以理解， 分配机构不限于包括两个分配管， 也可以设置更多个分配 管， 当然， 在耐磨板 200上要设置更多个输料孔 201 , 且输料孔 201的数 量应当多于分配管的数量， 以在至少两个分配管分别通过输料孔与两个输 送缸相通时， 有一个输送缸可以进行吸料。 保证至少两个分配管与两个输 送缸相通， 可以为协调两个输送缸的动作提供前提， 以保持泵送过程的连 续， 或者实现均匀泵送。

根据上述描述， 泵送系统及泵送系统分配机构运行需要适当的驱动装 置， 驱动输送缸可以是现有的液压油缸， 驱动分配管进行旋转运动， 也可 以是现有的 S阀摇摆机构， 还可以是其他驱动装置； 为使分配管进行圓周 式旋转运动， 本发明还提供了另外两种驱动装置。 由于驱动装置可以驱动 上述的传动轴 410或 /和传动轴套 420进行旋转，传动轴 410和传动轴套 420 作为分配机构的传动部分发挥作用； 为了描述的方便， 以下以驱动传动轴 410为例对驱动装置进行的描述。

请参考图 11 , 该图是本发明提供泵送系统的分配机构中， 第一种驱动 装置的结构筒图。

该驱动装置包括摆摇臂 520和两个摆摇油缸 510, 摆摇臂 520—端与 传动轴 410的后端相连， 另一端与摆摇油缸 510的一端铰接相连， 摆摇油 缸 510的另一端铰接在预定基础 （图中未示出）上， 该预定基础与耐磨板 200相对固定； 摆摇臂 520的一端与传动轴 410的后端之间通过棘轮机构 530传动。 如图所示， 棘轮机构 530包括与摆摇臂 520固定的内棘齿 531、 内端与传动轴 410边缘部分铰接的传力杆 532和使传力杆 532外端保持与 内棘齿 510相接触的弹簧片 533; 弹簧片 533—端支撑在传动轴 410上， 另一端支撑在传力杆 532的靠近外端的部位。 以图 11为参考，在摆摇油缸 510驱动摆摇臂 520顺时针旋转时， 内棘齿 531与传力杆 532相抵触， 进 而驱动传动轴 410顺时针旋转。 在摆摇油缸 510驱动摆摇臂 520逆时针旋 转时， 内棘齿 510使传力杆 532克服弹簧片 533作用力绕其内端铰接轴逆 时针旋转， 摆摇臂 520空转， 传动轴 410不随摆摇臂 520旋转； 这样， 该 驱动装置就可以将摆摇臂 520的摇动转化为旋转运动， 使传动轴 410以预 定的运动规律进行圓周式旋转， 使第二分配管 120进行圓周式运动， 并在 三个输料孔 201之间进行位置转换。

根据上述描述， 棘轮机构 530不限于上述结构， 也可以通过外棘齿实 现动力传递， 在此不再详细描述。

请参考图 12, 该图是本发明提供泵送系统的分配机构中， 第二种驱动 装置的结构筒图， 同时也是该驱动装置处于驱动状态时的结构筒图。

该驱动装置包括驱动齿条 620、锁止齿条 640、驱动油缸 650和锁止油 缸 610。 锁止齿条 630—端与预定基础铰接， 另一端与转动轴套 630铰接； 锁止齿条 630两端的铰接轴线与传动轴 410的轴线平行，即与旋转轴线 0-0 平行， 为了节省空间， 本例中， 锁止齿条 630设置为弧形结构。 锁止油缸 650—端与预定基础铰接， 另一端与锁止齿条 640铰接， 锁止油缸 650的 伸缩方向与旋转轴线 0-0垂直。驱动油缸 650的一端与安装在预定基础上， 另一端与滑动套 611可滑动配合， 且穿过滑动套 611与驱动齿条 620的铰 接相连， 滑动套 611与预定基础固定。 驱动齿条 620的另一端与转动轴套 630可滑动配合， 且其延伸方向与旋转轴线 0-0垂直。 上述预定基础与耐 磨板 200相对固定。 传动轴 410后端具有与传动齿， 该传动齿能够与驱动 齿条 620及锁止齿条 640的齿相配合， 进而能够与驱动齿条 620及锁止齿 条 640相啮合。

该驱动装置的工作原理如下：

该驱动装置的具有两种状态， 一种是驱动状态， 一种是锁止状态。 请 参考图 12所示的驱动状态， 该状态下， 锁止油缸 650缩短， 锁止齿条 640 与传动轴 410后端的传动齿分离； 此时， 驱动齿条 620与传动轴 410后端 的传动齿相啮合；驱动油缸 610伸缩方向与驱动齿条 620的延伸方向相同。 在该状态下， 由于滑动套 611限制了驱动油缸 610的自由度， 在驱动油缸 610伸缩时， 可以通过驱动齿条 620驱动传动轴 410旋转。 请参考图 13 , 该图是图 12所示第二种驱动装置处于锁止状态下的结 构筒图。 在该状态下， 锁止油缸 650伸长时， 锁止齿条 640逆时针旋转， 锁止齿条 640带动驱动齿条 620旋转， 使驱动齿条 620与传动轴 410后端 的传动齿分离； 同时， 锁止齿条 640与传动轴 410后端的传动齿相啮合， 将传动轴 410锁止， 防止第二分配管 120在其他作用力下旋转。

通过液压系统， 使上述驱动装置在两种状态下进行转换， 在需要第二 分配管 120旋转时， 可以使驱动装置处于驱动状态， 并使驱动油缸 610伸 长或缩短， 使传动轴 410旋转 120度， 实现第二分配管 120的位置转换。 需要第二分配管 120保持不动， 使相应的输送缸泵料时， 可以使驱动装置 处于锁止状态， 锁止齿条 640与传动轴 410的传动齿相啮合， 使第二分配 管 120保持不动。 两个状态的转换， 可以实现驱动传动轴 410按预定规律 旋转。

在安装空间足够的情况下， 也可以使驱动油缸 610与驱动齿条 620— 体旋转， 请参考图 14, 该图是本发明提供的第三种驱动装置的结构筒图。 与第二种驱动装置相比， 第三种驱动装置中， 驱动油缸 610的一端与驱动 齿条 620之间固定相连， 另一端与预定基础铰接相连， 这样， 在锁止油缸 650伸长时， 驱动油缸 610与驱动齿条 620可以一体旋转， 从驱动状态转 换到锁止状态， 实现上述目的。

由于上述泵送系统具有上述技术效果， 提供的包括上述泵送系统的混 凝土泵车也具有相对应的技术效果。

以上所述仅是本发明的优选实施方式， 应当指出， 对于本技术领域的 普通技术人员来说， 在不脱离本发明原理的前提下， 还可以做出若干改进 和润饰， 这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims

权 利 要 求

1、 一种泵送系统的分配机构， 其特征在于， 包括耐磨板（200)和至 少两个分配管， 所述分配管分别具有输入端和输出端， 且所述分配管的输 出端之间可旋转相连， 形成一旋转轴线（0-0); 两个分配管的输入端分别 偏离所述旋转轴线 （0-0), 且所述输入端的端面与耐磨板（200) 的耐磨 面相配合；所述耐磨板（ 200 )具有至少三个输料孔（ 201 ),所述输料孔（ 201 ) 分布在所述旋转轴线（ 0-0 )周围；在各所述分配管绕所述旋转轴线（ 0-0 ) 旋转时， 能够顺序与至少两个输料孔（201 )相通。

2、根据权利要求 1所述的泵送系统的分配机构， 其特征在于， 包括两 个所述分配管。

3、根据权利要求 2所述的泵送系统的分配机构， 其特征在于， 所述耐 磨板（ 200 )具有 3个输料孔（ 201 ), 所述 3个输料孔（ 201 ) 均匀分布在 所述旋转轴线（0-0) 的周围。

4、根据权利要求 2或 3所述的泵送系统的分配机构， 其特征在于， 还 包括传动机构， 该传动机构包括一个传动轴（ 410 )和可旋转地套在该传动 轴（ 410 )外的传动轴套（ 420 );所述传动轴（ 410 )的前端与传动轴套（ 420 ) 的前端分别与两个所述分配管固定； 所述传动轴（410)的后端与传动轴套 (420) 的后端均穿过所述耐磨板（200) 向后伸出。

5、根据权利要求 4所述的泵送系统的分配机构， 其特征在于， 所述传 动轴 （410) 的后端伸出所述传动轴套（420) 的后端面。

6、根据权利要求 4所述的泵送系统的分配机构， 其特征在于， 还包括 两个驱动装置， 所述传动轴（410)后端和所述传动轴套（420)后端分别 与两个驱动装置相连。

7、根据权利要求 6所述的泵送系统的分配机构， 其特征在于， 所述驱 动装置包括摆摇臂（520)和摆摇油缸（510), 所述摆摇臂（520)—端与 传动轴（410) 的后端或传动轴套（420) 的后端相连， 另一端与摆摇油缸 (510) 的一端铰接相连， 摆摇油缸（510) 的另一端铰接在预定基础上， 该预定基础与耐磨板（200)相对固定； 所述摆摇臂（520) 的一端与传动 轴（ 410 )的后端或传动轴套（ 420 )的后端之间通过棘轮机构（ 530 )传动。

8、根据权利要求 6所述的泵送系统的分配机构， 其特征在于， 所述驱 动装置包括驱动油缸（610)、 锁止油缸（650)、 锁止齿条（640)和驱动齿 条（620), 所述锁止齿条（640) 两端分别与预定基础和转动轴套（630) 铰接； 所述驱动齿条（620) 的一端与所述转动轴套（630)可滑动配合， 另一端与驱动油缸（610)—端相连， 所述驱动油缸（610) 的另一端与预 定基础相连； 所述锁止油缸（650)—端与所述预定基础铰接， 另一端与所 述锁止齿条（640)铰接； 所述预定基础与所述耐磨板（200)相对固定； 所述传动轴 （410)后端或所述传动轴套（420)后端具有传动齿；

在所述锁止油缸（650)缩短时， 所述锁止齿条（640)与所述传动齿 分离， 所述驱动齿条（620)与所述传动齿相啮合， 所述驱动油缸（610) 的伸缩方向与驱动齿条（620) 的延伸方向相同； 所述锁止油缸（650)伸 长时， 所述锁止齿条（640)与所述传动齿相啮合， 所述驱动齿条（620) 与所述传动齿分离。

9、 根据权利要求 8所述的泵送系统的分配机构， 其特征在于， 所述驱动装置还包括与预定基础固定的滑动套（611), 所述驱动油缸

(610) 的一端与所述滑动套（611)可滑动配合， 且穿过该滑动套（611) 与所述驱动齿条（620)铰接相连；

或，

所述驱动油缸（610) 的一端与驱动齿条（620) 固定相连， 另一端与 预定基础铰接相连。

10、 一种泵送系统， 包括料斗， 其特征在于， 还包括至少三个输送缸 和权利要求 1-9任一项所述的泵送系统的分配机构， 所述分配管位于料斗 内， 且耐磨板（200)与料斗固定， 且耐磨板（200)的耐磨面朝向料斗内， 所述输送缸分别与耐磨板（200) 的一个输料孔（201)相通， 所述分配管 可相对于料斗旋转。

11、 一种混凝土泵车， 包括臂架系统和泵送系统， 其特征在于， 所述 泵送系统为权利要求 10所述的泵送系统，各所述分配管的输出端均与所述 臂架系统的输送管相通。

12、 一种泵送系统的控制方法， 其特征在于， 所述泵送系统为权利要 求 10所述的泵送系统， 两个所述分配管分别为第一分配管 （110)和第二 分配管（ 120 ),三个所述输送缸分别为第一输送缸（ 310 )、第二输送缸（ 320 ) 和第三输送缸（ 330 );

该控制方法包括：

在第一分配管 （110)和第二分配管 （120)分别与第一输送缸（310) 和第二输送缸（320)相通， 且第二输送缸（ 320) 的活塞向前减速移动时 的第一期间内， 使第一输送缸（310)的活塞向前加速移动； 在所述第二输 送缸（ 320)的活塞向前的移动速度减小为零时， 使所述第一输送缸（310) 的活塞移动速度最大， 并开始勾速移动； 在第一输送缸（310)勾速移动的 第二期间内， 使第二分配管 （120)从与第二输送缸（320)相通的位置旋 转到与第三输送缸（ 330)相通的位置， 并使第三输送缸（ 330 )在第二分 配管 （120) 与第三输送缸（ 330 )相通时刻之前的预定时刻完成吸料。

13、根据权利要求 12所述的泵送系统的控制方法， 其特征在于， 在所 述第一期间内，第一输送缸（ 310 )的活塞的加速度与所述第二输送缸（ 320 ) 的活塞的加速度相等。