泵送排量控制系统、泵送排量控制方法和混凝土泵

暂无

泵送排量控制系统、泵送排量控制方法和混凝土泵\n技术领域\n[0001] 本发明涉及混凝土泵技术领域，特别涉及一种泵送排量控制系统和泵送排量控制方法。本发明还涉及一种包括上述泵送排量控制系统的混凝土泵。\n背景技术\n[0002] 混凝土泵是一种在建筑工地上将混凝土从混凝土泵所在位置输送到建筑工程所需位置的一种设备。在施工过程中，混凝土搅拌车负责将混凝土从搅拌站运送到建筑工地，混凝土搅拌车到达施工现场后，通过滑道将混凝土料加入混凝土泵的料斗内，混凝土泵通过液压油缸伸出和回收推动混凝土在输送管中流动，进而推出出料口到所需位置，实现混凝土的泵送。由于混凝土泵的料斗和出料口之间的距离较远，一般混凝土泵的操作人员处于混凝土输送管的出料口位置，根据施工现场要求对混凝土泵进行遥控操作，同时还需要专门的辅助人员守候于料斗旁，对料斗料位进行观察。当辅助人员看到料斗料位达到一定高度后，开始按响混凝土泵喇叭，通知操作人员进行泵送操作，操作人员听到喇叭响后，再通过操纵遥控器进行泵送施工。当辅助人员观测到料斗料位过低时，按响泵的喇叭，通知操作人员，停止泵送。\n[0003] 由于施工现场混凝土用量的限制，或者辅助人员与遥控操作人员之间的协调不一致，经常导致施工过程中混凝土泵的出料速度和搅拌车的供料速度很难协调一致，因而经常出现料位过高或过低的现象。料位过高，如不及时加大泵送排量，混凝土料则会溢出料斗，造成浪费。而料位过低，如果不及时加料或降低泵送排量，泵送管道会吸入大量空气，造成泵空打空气，一方面白白消耗能量，另一方面容易造成爆管事故，以及造成料斗内混凝土飞溅现象，飞溅的混凝土会伤及料斗旁的辅助人员和周围其他的施工人员，具有一定的危险性。\n[0004] 此外，由于料斗是由混凝土搅拌车供料，而搅拌车的容量有限，一般单车容量为10立方米左右，而施工现场所需混凝土用量远大于此，因而需要多辆混凝土搅拌车来回多次输送混凝土。当两辆搅拌车交接供料时，极易出现料位过低情况。如果不连续供料的话，即使料斗内是满料，操作人员按70％的泵送方量进行泵送操作，则液压油缸来回两次即可将料斗内的混凝土料打掉，而此过程平均所需时间约为10秒左右，在如此短的时间内另一辆搅拌车很难完成供料操作。辅助人员监测到料位过低，或发现混凝土搅拌车已空时，再按响混凝土泵的喇叭，操作人员听到喇叭后再操作遥控器停止泵送，中间过程较多，必然出现料斗内混凝土料被打空的情形，造成能源白白浪费。\n[0005] 再者，施工过程中偶尔会发生辅助人员操作不当或搅拌车出料不畅，导致料斗料位过低的情况发生，或者搅拌车的混凝土快倒空的时候，供料速度明显减慢，同样会出现料位过低情况。\n[0006] 综上所述，现有技术中的混凝土泵具有如下缺点：\n[0007] 第一，料位过高时，不能够及时加大泵送排量，混凝土料则会溢出料斗，造成浪费和增加辅助人员劳动强度；料位过低时，不能及时加料或降低泵送排量，泵送管道吸入大量空气，造成泵空打空气，一方面白白消耗能量，另一方面容易造成爆管事故；\n[0008] 第二，辅助人员危险性高，容易被飞溅的混凝土伤害；\n[0009] 第三，时间延迟较长，先是料位过低或过高，辅助人员再按响混凝土泵的喇叭，操作人员听到喇叭后再决定是开始泵送还是停止泵送，中间过程较多，施工效率低；\n[0010] 第四，混凝土泵可靠性差，施工现场条件恶劣，经常有各种强噪声，会对喇叭声响造成干扰；再有喇叭电气连线较长，容易出现电气故障，而喇叭一旦发生故障，则会使得整个混凝土泵无法正常工作。\n发明内容\n[0011] 本发明要解决的技术问题是提供一种用于混凝土泵的泵送排量控制系统，该控制系统能够实时检测料斗内的料位高度，并根据该料位自动调整当前泵送排量，从而提高了工作可靠性和施工效率。本发明另一个要解决的技术问题为提供一种包括该泵送排量控制系统的混凝土泵。本发明再一个要解决的技术问题为提供一种用于混凝土泵的泵送排量控制方法。\n[0012] 为解决上述技术问题，本发明提供一种泵送排量控制系统，用于混凝土泵，包括：\n[0013] 检测装置，用于检测反映所述混凝土泵料斗内当前料位高度的信息，并发出检测信号；\n[0014] 控制装置，用于接收所述检测装置发出的检测信号，并得到所述当前料位高度；所述控制装置根据所述当前料位高度判断当前泵送排量是否在预定范围内；\n[0015] 所述控制装置控制所述当前泵送排量在所述预定范围内；\n[0016] 所述检测装置具体为压力检测装置，所述压力检测装置检测所述混凝土泵的搅拌液压系统的液压回路的压力，并发出压力信号；所述控制装置接收所述压力检测装置发出的压力信号，并根据预定策略得到所述当前料位高度。\n[0017] 优选地，预存不同的料位高度所对应的各个适当泵送排量范围，所述预定范围具体为所述当前料位高度所对应的适当泵送排量范围。\n[0018] 优选地，还包括：\n[0019] 信息输入装置，用于输入设定泵送排量的指令，并将所述指令传输给所述控制装置；\n[0020] 当所述设定泵送排量在所述预定范围之内时，所述控制装置控制所述混凝土泵以所述设定泵送排量工作；\n[0021] 当所述设定泵送排量大于所述预定范围的最大值时，所述控制装置控制所述混凝土泵以所述最大值工作；\n[0022] 当所述设定泵送排量小于所述预定范围的最小值时，所述控制装置控制所述混凝土泵以所述最小值工作。\n[0023] 优选地，所述信息输入装置为遥控器。\n[0024] 优选地，所述遥控器进一步设有料位显示装置；\n[0025] 所述控制装置将所述当前料位高度传输给所述料位显示装置。\n[0026] 优选地，预存不同标号以及不同配合比下搅拌不同料位高度的混凝土料时所述液压回路的各个压力值；所述预定策略具体为：所述控制装置查找与当前压力值相等的预存压力值所对应的预存高度，并以此预存高度为所述当前料位高度。\n[0027] 优选地，还包括信号处理装置；\n[0028] 所述信号处理装置用于对所述压力检测装置发出的压力信号进行滤波去噪处理，并将处理后的压力信号传递给所述控制装置。\n[0029] 此外，为解决上述技术问题，本发明还提供一种混凝土泵包括上述任一项所述的泵送排量控制系统。\n[0030] 再者，为解决上述技术问题，本发明还提供一种泵送排量控制方法，用于混凝土泵，包括如下步骤：\n[0031] 11)检测所述混凝土泵料斗内的当前料位高度；\n[0032] 12)根据所述当前料位高度判断当前泵送排量是否在预定范围内；\n[0033] 13)控制所述当前泵送排量在所述预定范围内；\n[0034] 预存不同的料位高度所对应的各个适当泵送排量范围，所述预定范围具体为所述当前料位高度所对应的适当泵送排量范围；\n[0035] 在步骤11)中，检测所述混凝土泵的搅拌液压系统的液压回路的压力信息，根据所述压力信息以及预定策略得到所述当前料位高度。\n[0036] 优选地，预存不同标号以及不同配合比下搅拌不同料位高度的混凝土料时所述液压回路的各个压力值；所述预定策略具体为：所述控制装置查找与当前压力值相等的预存压力值所对应的预存高度，并以此预存高度为所述当前料位高度。\n[0037] 优选地，在步骤11)中得到的压力信息为经过滤波去噪后的压力信号。\n[0038] 在本发明中，检测装置可以实时检测反映所述混凝土泵料斗内当前料位高度的信息，并发出检测信号；控制装置接收该检测信号，得到所述当前料位高度，根据所述当前料位高度判断当前泵送排量是否在预定范围内。\n[0039] 当前泵送排量在所述预定范围内时，所述控制装置控制所述混凝土泵保持以所述当前泵送排量工作；当前泵送排量小于所述预定范围的最小值时，所述控制装置增大所述当前泵送排量，使之进入所述预定范围内；当前泵送排量大于所述预定范围的最大值时，所述控制装置减小所述当前泵送排量，使之进入所述预定范围内。\n[0040] 显然，本发明所提供的泵送排量控制系统能够随着当前料位高度的变化，实时调整当前泵送排量，当料位过高时，增大当前泵送排量，当料位过低时，减小当前泵送排量或者停止泵送，因而有效地避免了料位过高所导致的混凝土料浪费的问题和料位过低所导致的浪费能源和爆管事故等问题。\n[0041] 综上所述，本发明所提供的泵送排量控制系统能够实时检测料斗内的料位高度，并根据该料位自动调整当前泵送排量，从而提高了工作可靠性和施工效率。\n[0042] 此外，本发明所提供的混凝土泵和泵送排量控制方法的技术效果与上述泵送排量控制系统的技术效果基本相似，在此不再赘述。\n附图说明\n[0043] 图1为本发明一种实施例中泵送排量控制系统的结构示意图；\n[0044] 图2为本发明一种实施例中混凝土搅拌时液压回路压力与时间之间的函数关系示意图；\n[0045] 图3为本发明第一种实施例中泵送排量控制方法的流程示意图；\n[0046] 图4为本发明第二种实施例中泵送排量控制方法的流程示意图。\n具体实施方式\n[0047] 本发明的核心是提供一种用于混凝土泵的泵送排量控制系统，该控制系统能够实时检测料斗内的料位高度，并根据该料位自动调整当前泵送排量，从而提高了工作可靠性和施工效率。本发明另一个核心为提供一种包括该泵送排量控制系统的混凝土泵。本发明再一个核心为提供一种用于混凝土泵的泵送排量控制方法。\n[0048] 为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。\n[0049] 在第一种实施例中，本发明所提供的泵送排量控制系统用于混凝土泵，包括：\n[0050] 检测装置，用于检测反映所述混凝土泵料斗7内当前料位高度的信息，并发出检测信号。在此需要说明的是：本实施例对于该检测装置的类型不作限制，因而该检测装置具体可以为直接的料位检测装置，从而直接检测所述当前料位高度；当然，也可以为其他类型的检测装置，用来检测反映当前料位高度的关联信息。\n[0051] 控制装置1，用于接收所述检测装置发出的检测信号，并得到所述当前料位高度，控制装置1根据所述当前料位高度判断当前泵送排量是否在预定范围内。在此需要说明的是：当检测装置为直接的料位检测装置时，控制装置1接收的为料位高度信号，从而直接获得所述当前料位高度；当检测装置为其他类型的检测装置时，控制装置1需要对接收的检测信号进行相关处理后，得到当前料位高度。\n[0052] 当前泵送排量在所述预定范围内时，控制装置1控制所述混凝土泵保持以所述当前泵送排量工作。\n[0053] 当前泵送排量小于所述预定范围的最小值时，控制装置1增大所述当前泵送排量，使之进入所述预定范围内。在此需要说明的是，增大后的当前泵送排量可以为所述预定范围的最小值，也可以为预定范围的中值，当然也可以为其他任意值，本实施例对此不作限制。\n[0054] 当前泵送排量大于所述预定范围的最大值时，控制装置1减小所述当前泵送排量，使之进入所述预定范围内。在此需要说明的是，减小后的当前泵送排量可以为所述预定范围的最大值，也可以为预定范围的中值，当然也可以为其他任意值，本实施例对此不作限制。\n[0055] 显然，本发明所提供的泵送排量控制系统能够随着当前料位高度的变化，实时调整当前泵送排量，当料位过高时，增大当前泵送排量，当料位过低时，减小当前泵送排量或者停止泵送，因而有效地避免了料位过高所导致的混凝土料浪费的问题和料位过低所导致的浪费能源和爆管事故等问题。\n[0056] 此外，本发明所提供的泵送排量控制系统具有自动调整功能，消除了现有技术中辅助人员手工操作所带来的危险性，同时也提高了混凝土泵的自动化水平。\n[0057] 在本实施例中，需要指出的是，在控制装置1或者其他存储器中需要预存不同的料位高度所对应的各个适当泵送排量范围，所述预定范围具体为所述当前料位高度所对应的适当泵送排量范围，比如150的料位高度对应的适当泵送排量范围为4～5，100的料位高度对应的适当泵送排量范围为3～4，50的料位高度对应的适当泵送排量范围为2～\n3(注意，本例所取料位高度和泵送排量范围仅具有数值，并没有单位，因而仅具有示例说明意义，不具有实践意义，以下皆同)。\n[0058] 在上段中，每一个料位高度都对应着一个适当的泵送排量范围，当料位高度过低时，该适当泵送排量范围内的数值很小或者趋近于零，此时混凝土泵处于或者接近处于停止泵送状态；当料位过高时，该适当泵送排量范围内的数值较大。\n[0059] 需要注意的是，本实施例对于混凝土泵的启动方式不作限制，因而任何一种启动方式均在本实施的保护范围之内。\n[0060] 请参考图1，图1为本发明一种实施例中泵送排量控制系统的结构示意图。\n[0061] 在上述第一种实施例中，还可以进一步包括信息输入装置2，从而得到本发明的第二种实施例。\n[0062] 在第二种实施例中，操作人员向信息输入装置2输入设定泵送排量的指令，信息输入装置2将所述指令传输给控制装置1。\n[0063] 当所述设定泵送排量在所述预定范围之内时，控制装置1控制所述混凝土泵以所述设定泵送排量工作；当所述设定泵送排量大于所述预定范围的最大值时，控制装置1控制所述混凝土泵以所述预定范围的最大值工作；当所述设定泵送排量小于所述预定范围的最小值时，控制装置1控制所述混凝土泵以所述预定范围的最小值工作。\n[0064] 对上段所表达的含义举例说明，比如当前的料位高度为150，此高度所对应的适当泵送排量范围为4～5，混凝土泵当前的泵送排量为4.5；当操作人员向信息输入装置2输入的设定泵送排量的数值为4.8时，控制装置1控制混凝土泵以4.8的泵送排量工作；当操作人员向信息输入装置2输入的设定泵送排量的数值为6时，控制装置1控制混凝土泵以\n5的泵送排量工作；当操作人员向信息输入装置2输入的设定泵送排量的数值为3时，控制装置1控制混凝土泵以4的泵送排量工作。\n[0065] 需要指出的是，本实施例对信息输入装置2的类型不作限制，因而任意一种能够输入设定泵送排量的输入装置都在本实施例的保护范围之内。\n[0066] 在上述第二种实施例中，我们可以具体设定信息输入装置2为遥控器，操作人员可以利用所述遥控器在混凝土泵出料口的位置进行遥控操作。\n[0067] 此外，为了更进一步实时监控当前料位高度，可以在所述遥控器上设置料位显示装置，控制装置1向所述料位显示装置传输当前料位高度，使操作人员能够实时掌握料斗7内的料位高度，进一步可以判断出料斗7内混凝土的装料速度。在泵送排量控制系统的自动调整排量的功能失效或者发生异常时，操作人员可以根据监测到的当前料位高度，人工调整当前泵送排量，从而起到双保险功能。\n[0068] 再者，操作人员通过所述料位显示装置实时掌握料斗7内的料位高度，可以不再需要通过喇叭与辅助人员进行信息交流，辅助人员只需要处于稍远处对料斗7的料位进行观察，并只对搅拌车的供料速度进行控制，从而杜绝了被混凝土飞溅伤害的可能性。\n[0069] 请参考图1和图2，图2为本发明一种实施例中混凝土搅拌时液压回路压力与时间之间的函数关系示意图。\n[0070] 在上述任一种实施例的基础上，我们可以对检测装置的类型做出设置，从而得到本发明的第三种实施例。\n[0071] 在第三种实施例中，所述检测装置具体为压力检测装置3，压力检测装置3检测所述混凝土泵搅拌液压系统的液压回路的压力，并发出压力信号；\n[0072] 控制装置1接收压力检测装置3发出的压力信号，并根据预定策略得到所述当前料位高度，控制装置1根据所述当前料位高度判断当前泵送排量是否在预定范围内；\n[0073] 控制装置1控制所述当前泵送排量在所述预定范围内。\n[0074] 具体地，如图1所示，混凝土泵的发动机4与齿轮泵5机械相连，带动齿轮泵5旋转，齿轮泵5将机械能转换为液压能，并将其传递给搅拌马达6。搅拌马达6带动搅拌叶片对料斗7里的混凝土进行二次搅拌，防止其离析。不同高度的混凝土料对搅拌叶片的阻力矩不同，反映为搅拌液压系统的压力随料位高度h的不同而相应变化。如图2所示，由于搅拌叶片的布置方式导致所述液压系统的压力成周期性变化，且压力p随着时间t大体成下降的趋势。压力检测装置3用来检测搅拌液压系统的液压回路的压力p，并将压力信号发送给控制装置1。\n[0075] 在图1中，双横线表示机械连接，比如图中发动机4与主泵8之间、发动机4与齿轮泵5之间、齿轮泵5与搅拌马达6之间以及搅拌马达6与料斗7之间均为机械连接；虚线表示电气信号和总线信号(控制装置1与发动机4之间)，以及无线传输信号(信息输入装置2与控制装置1之间)。\n[0076] 由于泵送施工现场环境恶劣，混凝土泵在进行泵送施工作业时，测量得到的液压系统压力信号会受到各种噪声污染，因此，为了提高料位高度显示精度，需对压力信号进行分析、处理以确保其稳定、可靠。因而，可以进一步设置信号处理装置，对压力信号进行滤波去噪处理，从而得到精确的压力信号。\n[0077] 此外，由于压力信号成周期性的波形变化，为了方便对压力信号的处理，我们可以取周期性波形压力值的中值P′，并将取得中值压力信号传送给控制装置。\n[0078] 控制装置1实时采集搅拌液压系统的压力信号，并根据预定策略或者先验知识判断出料斗7内料位的高度。在此需要说明的是，我们需要在控制装置1或者其他存储器中预存不同标号以及不同配合比下搅拌不同料位高度的混凝土料时所述液压回路的各个压力值，所述预定策略或者先验知识的内涵具体为：所述控制装置查找与当前压力值相等的预存压力值所对应的预存高度，并以此预存高度为所述当前料位高度。\n[0079] 对上述预存策略举例说明，比如，通过试验得知，在标号为A和配合比为B的前提下，150的料位高度对应的压力值为0.8，120的料位高度对应的压力值为0.6，100的料位高度对应的压力值为0.5，80的料位高度对应的压力值为0.4，60的料位高度对应的压力值为\n0.3等，并将这些数据预存到控制装置1或存储器中。在此需要说明的是，当混凝土标号变化或者配合比变化时，相同料位高度对应的压力值也会发生变化，因而需要预存混凝土标号、配合比和料位高度三者中任一者发生变化，所对应的压力值。\n[0080] 当压力检测装置3检测到压力值为0.6时，将该0.6的压力值发送给控制装置1，控制装置1确定该混凝土的标号和配合比，在此前提下，查找与0.6的压力值相对应的料位高度，比如，在标号为A和配合比为B时，该压力值对应的存储料位高度为120，该120的料位高度即为当前料位高度。\n[0081] 上述压力检测装置3具体可以为压力传感器，当然其他类型的压力检测装置也在本实施例的保护范围之内。\n[0082] 这种通过检测压力确定料位高度的结构设计，相对于将料位检测装置直接放在料斗内检测高度或者其他类型的检测方式，可靠性高、使用寿命长、并且具有较高的精确度。\n[0083] 当然，我们仅仅采用检测装置和料位显示装置的结构设计，比如检测装置为上述的压力检测装置，通过上述方法检测到当前料位高度，并将该当前料位高度传送给遥控器上的料位显示装置，不设置自动调节功能，而通过人工方式对当前的泵送排量进行调整，这种技术方案相对于现有技术也具有显著的技术效果。当然，在该技术方案中，检测装置可以直接采用料位检测装置，直接检测料位高度。\n[0084] 在上述任一种实施例中，控制装置通过如下过程对当前泵送排量进行自动调整：\n[0085] 当操作人员设定的泵送排量在所述预定范围内，控制装置1根据所述设定泵送排量计算出发动机转速和主泵排量设定值，并通过J1939总线将发动机转速设定值发送给发动机ECU，对发动机转速进行调节，同时通过电流输出端口控制主泵电磁阀电流，调节主泵排量；如果当前泵送排量不在所述预定范围内，则增大泵送排量，之后再调节发动机转速和主泵排量；或者减小泵送排量，之后再调节发动机转速和主泵排量，如果料位高度过低，则停止泵送，将发动机调为怠速状态，主泵排量调为0。\n[0086] 此外，本发明所提供的混凝土泵包括上述任一个具体实施例所描述的泵送排量控制系统；所述混凝土泵的其他部分可以参照现有技术，本文不再展开。\n[0087] 再者，本发明还提供一种泵送排量控制方法，用于混凝土泵。\n[0088] 请参考图3，图3为本发明第一种实施例中泵送排量控制方法的流程示意图。\n[0089] 在第一种实施例中，本发明所提供的泵送排量控制方法，包括如下步骤：\n[0090] 步骤S11：检测所述混凝土泵料斗内的当前料位高度；在此，可以通过料位检测装置直接检测当前料位高度，也可以采用下文所述的采用压力检测装置间接检测当前料位高度，当然，也可以采用其他检测方法，本实施例对此不做限制。\n[0091] 步骤S12：根据所述当前料位高度判断当前泵送排量是否在预定范围内；在此，所述预定范围与上文所述的预定范围具有相同的内涵。\n[0092] 步骤S13：控制所述当前泵送排量在所述预定范围内。\n[0093] 具体地，上述步骤S13具体工作过程如下：\n[0094] 当前泵送排量在所述预定范围内时，所述控制装置控制所述混凝土泵保持以所述当前泵送排量工作。\n[0095] 当前泵送排量小于所述预定范围的最小值时，所述控制装置增大所述当前泵送排量，使之进入所述预定范围内；在此需要说明的是，增大后的当前泵送排量可以为所述预定范围的最小值，也可以为预定范围的中值，当然也可以为其他任意值，本实施例对此不作限制。\n[0096] 当前泵送排量大于所述预定范围的最大值时，所述控制装置减小所述当前泵送排量，使之进入所述预定范围内；在此需要说明的是，减小后的当前泵送排量可以为所述预定范围的最大值，也可以为预定范围的中值，当然也可以为其他任意值，本实施例对此不作限制。\n[0097] 请参考图4，图4为本发明第二种实施例中泵送排量控制方法的流程示意图。\n[0098] 在上述第一种实施例中，对检测所述混凝土泵料斗内的当前料位高度的方法做出进一步改进，从而得到第二种实施例。\n[0099] 在第二种实施例中，包括如下步骤：\n[0100] S21：检测所述混凝土泵搅拌液压系统的液压回路的压力信息；\n[0101] S22：根据所述压力信息以及预定策略得到所述当前料位高度；\n[0102] S23：根据所述当前料位高度判断当前泵送排量是否在预定范围内；\n[0103] S24：控制所述当前泵送排量在所述预定范围内。\n[0104] 在此需要说明的是，所述预定策略与上文所述预定策略具有相同的内涵，所述预定范围与上文中的预定范围具有相同内涵。\n[0105] 所述步骤S24的工作过程与上述步骤S13的工作过程相同，在此不再赘述。\n[0106] 此外，在上述第二种实施例中，在步骤S21可以对检测到的压力信息进行滤波去噪处理，从而提高精确度。\n[0107] 以上对本发明所提供的泵送排量控制系统、泵送排量控制方法和混凝土泵进行了详细介绍。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。