一种混凝土泵送设备及其液压系统

1.一种混凝土泵送液压系统，包括摆动泵(2)、分配阀、搅拌泵(1)以及搅拌阀，其特征在于，还包括换向阀(3)，所述换向阀(3)处于第一工作位置时，所述搅拌泵(1)的出油口与所述搅拌阀的进油口连通；所述换向阀(3)处于第二工作位置时，所述搅拌泵(1)的出油口与所述分配阀的进油口连通。
2.根据权利要求1所述的混凝土泵送液压系统，其特征在于，还包括蓄能器(4)，所述蓄能器(4)与所述分配阀的进油口连通，且所述换向阀(3)处于第二工作位置时，所述蓄能器(4)与所述搅拌泵(1)的出油口连通。
3.根据权利要求2所述的混凝土泵送液压系统，其特征在于，所述换向阀(3)至所述蓄能器(4)的通路上设有第一单向阀(5)。
4.根据权利要求3所述的混凝土泵送液压系统，其特征在于，所述换向阀(3)为二位四通换向阀，所述换向阀(3)处于第一工作位置时，所述分配阀的进油口与油箱连通，所述换向阀(3)处于第二工作位置时，所述搅拌阀的进油口与所述油箱连通；且所述换向阀(3)至所述油箱的通路上设有节流阀(6)。
5.根据权利要求4所述的混凝土泵送液压系统，其特征在于，所述摆动泵(2)至所述分配阀的通路上设有第二单向阀(7)。
6.根据权利要求5所述的混凝土泵送液压系统，其特征在于，所述分配阀为S摆阀。
7.根据权利要求1至6任一项所述的混凝土泵送液压系统，其特征在于，所述换向阀(3)为电磁换向阀。
8.一种混凝土泵送设备，包括混凝土泵送液压系统、发动机以及电气控制系统，其特征在于，所述混凝土泵送液压系统为权利要求1至7任一项所述的混凝土泵送液压系统。
9.根据权利要求8所述的混凝土泵送设备，其特征在于，所述电气控制系统包括控制单元；接收到故障信号时，所述控制单元输出控制所述换向阀在第一工作位置和第二工作位置之间进行周期性切换的信号。
10.根据权利要求9所述的混凝土泵送设备，其特征在于，接收到故障信号时，所述控制单元首先检测是否接收到所述发动机的怠速信号，若接收到怠速信号，输出控制所述换向阀处于第一工作位置的信号；若未接收到怠速信号，所述控制单元输出控制所述换向阀在第一工作位置和第二工作位置之间进行周期性切换的信号。

一种混凝土泵送设备及其液压系统\n技术领域\n[0001] 本发明涉及混凝土泵送技术领域，特别涉及一种混凝土泵送液压系统。本发明还涉及一种包括上述混凝土泵送液压系统的混凝土泵送设备。\n背景技术\n[0002] 混凝土泵送设备主要由泵送系统、料斗、液压系统、电气系统等组成。泵送系统中主要包括两个主油缸以及两个混凝土缸组成，两个混凝土缸内的砼活塞分别与两个主油缸内的活塞杆连接，主油缸活塞杆作方向相反的往复运动，则砼活塞在活塞杆带动作用下也作方向相反的往复运动；由于混凝土缸的出口与料斗连通，料斗里存放混凝土，砼活塞缩回时，混凝土缸缸筒自料斗吸进混凝土，砼活塞伸出时，泵出缸筒内的混凝土，因此，一个混凝土缸吸入混凝土，另一个混凝土缸泵出混凝土；为了实现混凝土向外泵送，还需设置分配阀，分配阀的一端接出料口，另一端连通向外泵出混凝土的混凝土缸，因此，分配阀需要与摆动液压系统连接，摆动液压系统控制分配阀的摆动，使分配阀始终与向外泵出混凝土的混凝土缸连通，从而实现混凝土的连续泵送。因此，只有分配阀有序摆动切换，才能够实现泵送机构的正常运行，实现泵送机构对混凝土的吸入与排出的分配。\n[0003] 此外，混凝土泵送机构还需配置搅拌液压系统，驱动搅拌机构对存放在料斗里的混凝土进行搅拌，以保持料斗里混凝土较好的流动性，从而有助于泵送机构对混凝土的吸入与排出，防止混凝土长时间停滞凝固。\n[0004] 请参考图1，图1为一种典型的混凝土泵送液压系统示意图。\n[0005] 目前，针对搅拌液压系统和摆动液压系统，现有技术中主要采用双回路液压系统，即摆动液压系统与泵送液压系统分别由不同的专用油泵供油，如图1所示的搅拌泵10和摆动泵20。由于需要连续泵送混凝土，分配阀的摆动必须在极短的时间内完成，该工作性质决定了摆动液压系统的压力与流量变化较大，而较大的液压冲击和流量的波动又会对摆动油泵产生不利的影响。因此，在实际使用中，摆动泵20的故障率相对较高，主要表现在现场施工当中，摆动液压系统突然无压力或压力不足，造成泵送作业无法进行，施工现场通常无备件替换，即便携带备件，替换的难度也较大，且替换时间较长，混凝土会凝固在混凝土缸、料斗以及输送管路中，造成设备零部件与人力的损失，此外，由于混凝土施工具有特殊性，通常为连续浇筑，且参与施工的作业面较大，混凝土泵送机构的瘫痪会造成更严重的损失。\n[0006] 因此，如何维持混凝土泵送液压系统中摆动液压系统工作的连续性是本领域技术人员需要解决的技术问题。\n发明内容\n[0007] 本发明的目的是提供一种混凝土泵送液压系统，该液压系统可以在摆动泵发生故障时，由搅拌泵继续为分配阀提供动力，实现应急供油，维持泵送作业的连续性。本发明的另一目的是提供一种包括上述混凝土泵送液压系统的混凝土泵送设备。\n[0008] 为解决上述技术问题，本发明提供一种混凝土泵送液压系统，包括摆动泵、分配阀、搅拌泵以及搅拌阀，还包括换向阀，所述换向阀处于第一工作位置时，所述搅拌泵的出油口与所述搅拌阀的进油口连通；所述换向阀处于第二工作位置时，所述搅拌泵的出油口与所述分配阀的进油口连通。\n[0009] 优选地，还包括蓄能器，所述蓄能器与所述分配阀的进油口连通，且所述换向阀处于第二工作位置时，所述蓄能器与所述搅拌泵的出油口连通。\n[0010] 优选地，所述换向阀至所述蓄能器的通路上设有第一单向阀。\n[0011] 优选地，所述换向阀为二位四通换向阀，所述换向阀处于第一工作位置时，所述分配阀的进油口与油箱连通，所述换向阀处于第二工作位置时，所述搅拌阀的进油口与所述油箱连通；且所述换向阀至所述油箱的通路上设有节流阀。\n[0012] 优选地，所述摆动泵至所述分配阀的通路上设有第二单向阀。\n[0013] 优选地，所述分配阀为S摆阀。\n[0014] 优选地，所述换向阀为电磁换向阀。\n[0015] 该混凝土泵送液压系统中换向阀处于第一工作位置时，搅拌泵的出油口与搅拌阀的进油口连通；换向阀处于第二工作位置时，搅拌泵的出油口与分配阀的进油口连通。正常工作状态时，使换向阀处于第一工作位置，即搅拌泵专门为搅拌阀提供压力油，分配阀则由摆动泵提供压力油；当摆动泵发生故障时，使换向阀处于第二工作位置，则搅拌泵可以为分配阀提供动力，使分配阀继续在两个混凝土缸的出口之间切换，实现混凝土的连续泵送。由于混凝土还需要搅拌，可以间歇地调整换向阀的工作位置，即搅拌泵在摆动泵发生故障期间，搅拌泵为分配阀提供一段时间压力油，再转为为搅拌阀提供压力油，可以根据实际工况确定间隔的时间。则该混凝土泵送液压系统，在摆动泵产生故障时，搅拌泵可以及时地替代摆动泵为分配阀提供压力油，无需外接油源，维持分配阀的工作，使泵送系统可以继续向外泵送混凝土，减少损失。\n[0016] 为达到本发明的另一目的，本发明还提供一种混凝土泵送设备，包括混凝土泵送液压系统、发动机以及电气控制系统，所述混凝土泵送液压系统为上述任一项所述的混凝土泵送液压系统。\n[0017] 优选地，所述电气控制系统包括控制单元；接收到故障信号时，所述控制单元输出控制所述换向阀在第一工作位置和第二工作位置之间进行周期性切换的信号。\n[0018] 优选地，接收到故障信号时，所述控制单元首先检测是否接收到所述发动机的怠速信号，若接收到怠速信号，输出控制所述换向阀处于第一工作位置的信号；若未接收到怠速信号，所述控制单元输出控制所述换向阀在第一工作位置和第二工作位置之间进行周期性切换的信号。\n[0019] 由于上述混凝土泵送液压系统具有上述技术效果，具有该混凝土泵送液压系统的混凝土泵送设备也应具有相同技术效果，在此不赘述。\n附图说明\n[0020] 图1为一种典型的混凝土泵送液压系统示意图；\n[0021] 图2为本发明所提供混凝土泵送液压系统一种具体实施方式的示意图；\n[0022] 图3为本发明所提供混凝土泵送设备一种具体实施方式中控制单元的控制流程图。\n具体实施方式\n[0023] 本发明的核心为提供一种混凝土泵送液压系统，该液压系统可以在摆动泵发生故障时，由搅拌泵继续为分配阀提供动力，实现应急供油，维持泵送作业的连续性。本发明的另一核心是提供一种包括上述混凝土泵送液压系统的混凝土泵送设备。\n[0024] 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[0025] 请参考图2，图2为本发明所提供混凝土泵送液压系统一种具体实施方式的示意图。\n[0026] 本发明所提供的混凝土泵送液压系统，包括摆动泵2、分配阀、搅拌泵1以及搅拌阀，摆动泵2为分配阀提供压力油，在压力油作用下，分配阀切换与两个混凝土缸的连通，两个混凝土缸分别处于排出和吸入混凝土两种工作状态，分配阀始终与排出混凝土的混凝土缸连通，从而实现混凝土的连续泵送。\n[0027] 分配阀的类型有多种，可以是S形摆阀、垂直轴蝶形阀、斜置式闸板阀、C形阀等，由于S形摆阀本身属于泵送管道的一部分，可以承受较大的泵送混凝土压力，具有输送距离远和输送高度大的特点，可以根据实际工况优选采用。由于混凝土容易凝固，搅拌泵1为搅拌阀提供压力油，从而驱动搅拌机构搅拌料斗里的混凝土，防止混凝土凝固，提高混凝土流动性，有助于混凝土缸对混凝土的吸入和排出，提高混凝土缸的吸入率，避免堵缸等不正常现象。\n[0028] 该混凝土泵送液压系统还包括换向阀3，换向阀3至少具有两个工作位置，换向阀\n3处于第一工作位置时，搅拌泵1的出油口与搅拌阀的进油口连通；换向阀3处于第二工作位置时，搅拌泵1的出油口与分配阀的进油口连通。\n[0029] 正常工作状态时，换向阀3处于第一工作位置，即搅拌泵1专门为搅拌阀提供压力油，分配阀则由摆动泵2提供压力油；当摆动泵2发生故障时，即摆动泵2不再提供压力油，或者提供的压力油动力不足时，控制换向阀3换向，使换向阀3处于第二工作位置，则搅拌泵1可以为分配阀提供动力，使分配阀继续在两个混凝土缸的出口之间切换，实现混凝土的连续泵送。当然，由于混凝土还需要搅拌，可以间歇地调整换向阀3的工作位置，即搅拌泵1在摆动泵2发生故障期间，搅拌泵1为分配阀提供一段时间压力油，再转为为搅拌阀提供压力油，则换向阀3间隔一段时间即切换一次，间隔的时间分别为搅拌阀和分配阀的工作时间，可以根据实际工况确定间隔的时间，比如，根据泵送混凝土的速度需求、混凝土流动性能等因素确定。换向阀3优选地采用电磁换向阀，如图2所示，电磁换向阀处于得电状态，位于左位即第二工作位置，搅拌泵1与分配阀连通，电磁换向阀断电时，位于右位即第一工作位置，搅拌泵1与搅拌阀连通。电磁换向阀便于电气系统控制，尤其本方案中的换向阀3需要不断执行换向动作，由电气系统的控制单元按照设定的程序控制换向阀3得电和失电，从而较为容易地实现本发明的目的。\n[0030] 该混凝土泵送液压系统，在摆动泵2产生故障时，可以使搅拌泵1及时地替代摆动泵2为分配阀提供压力油，维持分配阀的工作，使泵送系统可以继续向外泵送混凝土，减少损失的产生。则该发明实际上提供了一种应急的分配阀摆动系统油源，利用了泵送系统本身的资源，无需外接油源，响应时间快，成本较低。\n[0031] 还可以在混凝土泵送液压系统中设置蓄能器4，换向阀3处于第二工作位置时，蓄能器4与搅拌泵1的出油口以及分配阀的进油口连通。当换向阀3处于第二工作位置时，分配阀在两个混凝土缸出口之间进行切换，切换的时间间隔大约为每个混凝土缸将缸内吸入的混凝土向外排出的时间，在此时间内，分配阀通常不需要液压油，系统压力较高，自搅拌泵1流出的的液压油可以流入蓄能器4内进行储存，减少系统功率损失，当分配阀开始切换时，需要大流量液压油，系统压力降低，蓄能器4可以将储存的液压油向外释放，与搅拌泵1共同为分配阀的切换提供压力油。因此，设置蓄能器4之后，相当于设置了辅助动力泵，对于规格较低的搅拌泵1也可以实现分配阀的正常工作。\n[0032] 换向阀3至蓄能器4以及分配阀的通路上设有第一单向阀5，则第一单向阀5仅允许压力油自换向阀3流向蓄能器4或分配阀，当蓄能器4以及分配阀与搅拌泵1连通时，该第一单向阀5有助于保护搅拌泵1不受损害。\n[0033] 换向阀3可以为二位四通换向阀3，如图2所示，换向阀3处于左位即第二工作位置时，搅拌阀的进油口与油箱连通，分配阀的进油口与搅拌泵1连通；换向阀3处于右位即第一工作位置时，分配阀的进油口与油箱相连，搅拌阀的进油口与搅拌泵1连通，则搅拌阀不工作时，有助于搅拌阀的卸荷。此外，在换向阀3至油箱的通路上设置节流阀6，节流阀6通常处于打开状态，不影响油路的通断；当第一单向阀5丧失控制流向作用时，关闭节流阀\n6，截断换向阀3与油箱的通路，防止换向阀3处于第二工作位置时，蓄能器4存储的液压油自失灵的第一单向阀5流回油箱。\n[0034] 摆动泵2至分配阀的通路上设有第二单向阀7，即第二单向阀7仅允许液压油自摆动泵2的出油口流向分配阀，对摆动泵2起到保护的作用。\n[0035] 请参考图3，图3为本发明所提供混凝土泵送设备一种具体实施方式中控制单元的控制流程图。\n[0036] 除了上述混凝土泵送液压系统，本发明还提供一种混凝土泵送设备，包括混凝土泵送液压系统、发动机以及电气控制系统，混凝土泵送液压系统上述任一实施例所述的混凝土泵送液压系统。由于上述混凝土泵送液压系统具有上述技术效果，具有上述混凝土泵送液压系统的混凝土泵送设备也应具有相同的技术效果，在此不赘述。\n[0037] 混凝土泵送设备的电气控制系统可以包括控制换向阀3换向的控制单元，控制单元可以固化在整车的控制系统中，换向阀3即用以控制搅拌泵1出油口与分配阀或搅拌阀进油口连通，控制单元的信号输出端与换向阀3的信号输入端连接。当摆动泵2处于故障状态时，系统压力不足以供分配阀工作，则混凝土的吸入和排出无法正常进行，操作人员可以实时发现该故障(理论上，控制单元可以实时监测摆动泵2是否发生故障)，并向控制单元发出故障信号的指令，控制单元的输入端接收故障信号后，进入预先设定的故障模式，在该模式下，控制单元将故障泵送状态动作的控制指令发至换向阀3的信号输入端，即输出控制换向阀3在第一工作位置和第二工作位置之间进行周期性切换的信号，当换向阀3为电磁换向阀时，则控制换向阀3周期性得电和失电。如图2所示，得电的时间即分配阀工作的时间，失电的时间即搅拌阀工作的时间，本领域技术人员可以根据实际工况需要，在控制单元的控制程序中设定失电和得电的间隔时间，则换向阀3换向周期为的一次得电和一次失电时间的和，在一个周期内，泵送设备完成一次泵送和一次搅拌，合理设定失电时间和得电时间可以使泵送效率以及维持混凝土流动性两个指标均得到满足。\n[0038] 控制单元可以自动地合理分配搅拌泵1分别为分配阀或搅拌阀的供油时间，既能实现分配阀的正常切换，又能对存放在料斗里的混凝土进行间歇性搅拌，防止混凝土凝固或流动性差，造成泵送吸入率低或料斗集料的现象，实现智能控制。\n[0039] 在正常工作时，显然，图2中所示的换向阀3一直处于失电状态；摆动泵2发生故障，进入故障工作模式后，控制单元的输入端还接收发动机的怠速信号，即为混凝土泵送提供的原动力的发动机处于空转状态，主油缸以及混凝土缸停止泵送动作，则分配阀不需要工作，因此，当控制系统将发动机怠速信号发送至控制单元后，控制单元控制换向阀3处于第一工作位置，换向阀3为电磁换向阀时，则控制换向阀3处于图2中所示右位失电状态，使搅拌泵1在怠速过程中始终供油至搅拌阀，执行搅拌功能，而不再切换为分配阀供油；控制单元未收到发动机处于怠速状态信号时，则周期性地控制换向阀3切换。该种设置可以使搅拌泵1的动力分配更加合理，提高工作效率。\n[0040] 以上对本发明所提供的一种混凝土泵送设备及其液压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。