[发明专利]混凝土泵送设备泵送控制系统及方法

说明书

本发明公开了一种混凝土泵送设备泵送控制系统，包括接收用户输入信息并向分布式控制器发出泵送控制指令的中央控制器、检测主油缸换向信号的信号检测装置，用于接收换向信号并执行泵送控制指令的分布式控制器。还包括缓冲模块，分布式控制器控制主油缸换向、摆动油缸换向和缓冲模块动作。还包括电控换向先导阀组，电控换向先导阀组包括分别控制主系统换向阀、摆动油缸换向阀、缓冲模块动作的主油缸换向先导阀、摆动油缸换向先导阀和缓冲先导阀。本发明还公开了一种泵送控制方法，换向效率高、行程利用率高，换向过程的冲击小。

技术领域

本发明涉及一种混凝土泵送设备泵送控制系统及方法，属于工程机械技术领域。

背景技术

混凝土泵送设备是一种利用管道将混凝土输送到施工现场的建筑工程机械。它以柴油机为动力，驱动液压泵产生高压压力油，进而驱动主油缸及与其相连的两个混凝土输送缸实现交替往复运动，并在换向阀的有序配合动作下，使混凝土不断地从料斗吸入输送缸并通过输送管输送到施工现场，在机场、码头、道路、桥梁、建筑房屋等混凝土施工方面，具有重要作用。泵送机构是混凝土泵车泵送过程的执行机构。图1中是现有技术中的混凝土泵送机构结构示意图，主要由主油缸1、输送缸2、水槽3、砼活塞、料斗5、摆动油缸8、分配阀9、搅拌机构7、出料口6、配管等部分组成。砼活塞分别与主油缸活塞杆连接，在主油缸的作用下，作往复运动，一缸前进，另一缸后退；输送缸出口与料斗和分配阀连通，分配阀出料端接出料口6，另一端通过花键轴与摆摇机构8的摆臂连接，在摆摇机构8的摆动油缸81作用下，可以左右摆动。如图2(a)所示，正泵时，泵送混凝上料时，在主油缸作用下，砼活塞前进，砼活塞后退，同时在摆动油缸作用下，分配阀与输送缸连通，输送缸与料斗连通。这样砼活塞后退，便将料斗内的混凝上吸入输送缸，砼活塞前进，将输送缸内混凝上料送入分配阀泵出。当砼活塞后退至行程终端时，控制系统发出信号，主油缸换向，同时摆动油缸换向，使分配阀与输送缸连通，输送缸与料斗连通，这时砼活塞后退，砼活塞前进。依次循环，从而实现连续泵送。图2(b)所示，反泵时，通过反泵操作，使处在吸入行程的输送缸与分配阀连通，处在推送行程的输送缸与料斗连通，从而将管路中的混凝土抽回料斗。

目前泵送过程中主油缸和摆动油缸的换向方式根据换向信号的类型分为液控和电控换向两种。液控换向是当主油缸运行到行程终端时，主油缸输出压力信号经过信号阀输出去控制摆动油缸和主油缸的换向。由于液控换向方式依靠液压信号进行控制和换向，对液压系统元件的加工精度和尺寸要求较高，在特殊工况存在容易内泄和乱换向的缺陷，并且受信号阀结构限制，不易进行主油缸和摆动油缸的换向匹配调节。电控换向是在主油缸末端安装接近开关，当主油缸活塞运动到行程末端时，接线开关感应并输出电信号到控制器，再由控制器发出指令控制摆动油缸和主油缸的换向。发明专利“一种混凝土泵送控制方法及控制装置”，(申请号201410806554.0，授权公告号CN 104847642 B)中提出在每个主油缸行程末端附近设置两个行程检测位置，主油缸活塞到达第一行程位置(距离行程末端200-300mm的范围)后，主泵流量从工作流量变更为第一设定流量(主泵最大流量的50％)；在油缸行程到达第二行程位置后，并将主泵流量变更为第二设定流量(主泵最大流量的20％)；相对于到达第二行程位置的感应时刻延迟第一时长后，发出摆动油缸换向指令；以及相对于所述感应时刻延迟第二时长后，发出主油缸换向的指令，其中第二时长大于第一时长。

混凝土泵送设备的控制信号中，一类为泵送使能、正反泵切换、泵送速度调节等之类的低速控制信号，而另一类为泵送换向控制的高速控制信号。因换向过程短(通常换向时间0.2s)，在如此短的时间内完成摆缸换向、主缸换向、换向压力缓冲等之类的控制以及它们之间的逻辑和时序控制，需要相应快、精度准的控制。