专利名称：混凝土输送泵及其机械换向液压驱动系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及中小型工程建筑机械领域，尤其涉及混凝土输送泵和混凝土喷射机。
背景技术：
目前，混凝土输送泵大多采用电气控制系统实现对泵送料缸和换向分配装置的换 向控制，电气控制具有使用灵活，操作方便的特点。但对于工作环境相对恶劣、操作人员技 术素质不高的工程现场，电气控制系统易损坏而难维修，尤其针对具有防爆要求的现场，比 如矿井，由于需要对电气控制系统采取更加严格的防爆措施，就相应的增加了安全隐患和 制造成本，因此现有技术中复杂的电气控制系统使混凝土泵的使用和发展受到限制。另外， 授权公告号为CN 201074574Y的中国专利公开了一种新型灰砂浆注浆输送泵，授权公告号 201159307Y的中国专利公开了一种输送泵用物料分配阀，以上输送泵或分配阀是通过阀芯 转动的两个工位可实现料缸与料斗或出料口的连通，以上转动阀芯式分配阀或输送泵在应 用中的现有机型采用的是包括电子行程开关的电气控制系统，因此也存在现有的电气控制 类混凝土输送泵普遍存在的问题。
实用新型内容为了解决现有技术中电控系统以及输送泵所存在的问题，本实用新型的目的在于 提供一种非电控的机械换向液压驱动系统，同时提供一种使用该机械换向液压驱动系统的 混凝土输送泵。 本实用新型的混凝土输送泵用机械换向液压驱动系统的技术方案是混凝土输送 泵用机械换向液压驱动系统，包括油泵，用于分别驱动两料缸活塞移动的两送料油缸，用于 分别驱动两分配阀的阀芯转动的两分配阀油缸，所述油泵的出油口分成两路，一路通过送 料油缸换向机构与各送料油缸连接，另一路通过一分配阀油缸换向机构与各分配阀油缸连 接，所述送料油缸换向机构、分配阀油缸换向机构分别包括与对应油缸直接连接的液控换 向阀、通过油路对液控换向阀进行先导控制的机械换向阀、输出端与对应机械换向阀的控 制端机械传动连接的机械操动装置，所述送料油缸换向机构的机械操动装置的输入端与分 配阀油缸的活塞杆机械传动连接，所述分配阀油缸换向机构的机械操动装置的输入端与送 料油缸的活塞杆机械传动连接。 所述的送料油缸换向机构的机械操动装置为与分配阀油缸的活塞杆或其延长杆 并列设置且被活塞杆在轴向上通过轴向限位结构延时带动的活动导轴装置，或者是其中一 个分配阀的转动阀芯上铰接的连杆装置；所述的分配阀油缸换向机构的机械操动装置为 与对应的送料油缸的活塞杆或其延长杆并列设置且被活塞杆在轴向上通过轴向限位结构 延时带动的活动导轴装置，或者是支点设置于两送料油缸活塞杆之间、两臂分别受两送料 油缸活塞杆上的限位结构推动的的杠杆装置；所述的活动导轴装置的活动导轴的一端与机 械换向阀的控制端传动连接，活动导轴上设有前、后限位块与对应活塞杆上固定的活动限位块轴向挡止配合；所述的杠杆装置的杠杆一端与机械换向阀的控制端传动连接，杠杆的 两臂上分别设有与两活塞杆上的挡块轴向挡止配合的左、右挡块；所述的连杆装置的连杆 的一端与对应机械换向阀的控制端传动连接。 所述送料油缸换向机构、分配阀油缸换向机构还包括分别安装在两机构控制油路 上的手动换向阀。 所述各换向机构中的液控换向阀、机械换向阀均为两位四通换向阀，所述手动换 向阀为连接于所述机械换向阀与对应液控换向阀之间的控制油路上的中位机能为E的手 动三位四通换向阀。 本实用新型的混凝土输送泵的技术方案一种混凝土输送泵，包括油泵、两料缸以 及与两料缸分别对应相通的两转动阀芯式分配阀、驱动两料缸活塞移动的两送料油缸、驱 动两分配阀的阀芯转动的两分配阀油缸，所述油泵的出油口分成两路，一路通过送料油缸 换向机构与各送料油缸连接，另一路通过一分配阀油缸换向机构与各分配阀油缸连接，其 特征在于所述送料油缸换向机构、分配阀油缸换向机构分别包括与对应油缸直接连接的 液控换向阀、通过油路对液控换向阀进行先导控制的机械换向阀、输出端与对应机械换向 阀的控制端机械传动连接的机械操动装置，所述送料油缸换向机构的机械操动装置的输入 端与分配阀油缸的活塞杆机械传动连接，所述分配阀油缸换向机构的机械操动装置的输入 端与送料油缸的活塞杆机械传动连接。 所述的送料油缸换向机构的机械操动装置为与分配阀油缸的活塞杆或其延长杆 并列设置且被活塞杆在轴向上通过轴向限位结构延时带动的活动导轴装置，或者是其中一 个分配阀的转动阀芯上铰接的连杆装置；所述的分配阀油缸换向机构的机械操动装置为 与对应的送料油缸的活塞杆或其延长杆并列设置且被活塞杆在轴向上通过轴向限位结构 延时带动的活动导轴装置，或者是支点设置于两送料油缸活塞杆之间、两臂分别受两送料 油缸活塞杆上的限位结构推动的的杠杆装置；所述的活动导轴装置的活动导轴的一端与机 械换向阀的控制端传动连接，活动导轴上设有前、后限位块与对应活塞杆上固定的活动限 位块轴向挡止配合；所述的杠杆装置的杠杆一端与机械换向阀的控制端传动连接，杠杆的 两臂上分别设有与两活塞杆上的挡块轴向挡止配合的左、右挡块；所述的连杆装置的连杆 的一端与对应机械换向阀的控制端传动连接。 所述送料油缸换向机构、分配阀油缸换向机构还包括分别安装在两机构控制油路 上的手动换向阀。 所述各换向机构中的液控换向阀、机械换向阀均为两位四通换向阀，所述手动换 向阀为连接于所述机械换向阀与对应液控换向阀之间的控制油路上的中位机能为E的手 动三位四通换向阀。 本实用新型的输送泵及驱动系统采用全机械抓液压控制，由分配阀活塞杆的机械 动作驱动送料油缸换向阀的换向，由送料油缸活塞杆的机械动作驱动分配阀油缸换向阀的 换向动作，操作简单方便并易于实现泵送与分配的延时操作，除油泵电机外无任何电气控 制，特别适合环境恶劣的施工现场及有防爆要求的工程现场。 进一步的，本实用新型的换向机构可选择多种机械操动装置，能够根据具体机型 的空间位置在实施时进行适配，使相应的输送泵的结构合理紧凑、节省安装空间，其中的活 动导轴装置适合在对应油缸的尾部与活塞杆的后延长杆并行设置，或者与对应活塞杆并行
5设置，由单个油缸活塞杆即可实现控制，结构简单，分布位置灵活可选；杠杆装置适合于两
个送料油缸活塞杆的行程之间配合设置，由两个活塞杆共同控制换向控制更加可靠，空间
利用充分；连杆装置适合与分配阀的转动阀芯铰接设置，结构最为简单。 另外，本实用新型的换向机构的机械换向阀、油缸换向阀所在的控制油路上设有
手动换向阀，可实现对送料油缸、分配阀油缸的单独控制及正反泵控制的手动操作，利于输
送泵的检修和维护。
图1是本实用新型的混凝土输送泵的实施例1的结构示意图； 图2是本实用新型的机械换向液压驱动系统的实施例1的液压原理图； 图3是本实用新型的机械换向液压驱动系统的实施例1中的送料油缸机械操动装
置的结构示意图； 图4是本实用新型的机械换向液压驱动系统的实施例1中的分配阀油缸机械操动 装置的结构示意图； 图5是本实用新型的机械换向液压驱动系统的实施例2中的送料油缸机械操动装 置的结构示意图； 图6是本实用新型的机械换向液压驱动系统的实施例2中的分配阀油缸机械操动 装置的结构示意图。 图7是本实用新型的机械换向液压驱动系统的实施例2的液压原理图。
具体实施方式
如图1所示，本实用新型的混凝土输送泵的实施例，包括电机2，第一、二料缸6、8， 第一、二分配阀19、20，分配阀19、20为转动阀芯式分配阀，转动阀芯式分配阀结构以及混 凝土输送泵的主体结构与现有技术类似，可详见背景技术中所提到的专利公开文献，其具 体结构于此处不再赘述，创新之处在于机械换向液压驱动系统。 如图1、图2、图3、图4所示，本实用新型的机械换向液压驱动系统的实施例l，包 括有由电机2带动的油泵1，用于驱动第一、二料缸8、10动作的第一、二送料油缸7、9，用 于驱动第一、二分配阀19、20动作的第一、二分配阀油缸14、15，所述油泵1的出油口分成两 路， 一路通过一送料油缸换向阀5与第一、二送料油缸7、9连接，另一路通过一分配阀油缸 换向阀16与第一、二分配阀油缸14、15连接。至少一个送料油缸的活塞杆机械传动连接有 包括所述分配阀油缸换向阀16的分配阀油缸换向机构，至少一个分配阀油缸的活塞杆机 械传动连接有包括所述送料油缸换向阀5的送料油缸换向机构。 所述送料油缸换向机构包括送料油缸换向阀5，还包括由第二分配阀油缸15的活 塞杆驱动的分配阀油缸机械操动装置18、由分配阀油缸机械操动装置18控制换向的机械 换向阀11 ，机械换向阀11通过油路控制送料油缸换向阀5的换向，所述机械换向阀11与送 料油缸换向阀5之间控制油路上还连接有中位机能为E的手动三位四通换向阀12。 所述分配阀油缸换向机构包括分配阀油缸换向阀16，还包括由第二送料油缸9的 活塞杆驱动的送料油缸机械操动装置17、由送料油缸机械操动装置17控制换向的机械换 向阀IO，所述机械换向阀IO通过油路控制分配阀油缸换向阀16的换向，所述机械换向阀
610与分配阀油缸换向阀之间的控制油路上还连有中位机能为E的手动三位四通换向阀13。 所述送料油缸换向阀5和分配阀油缸换向阀16均为液控两位四通换向阀，送料油 缸换向阀5的两个工作油口分别与第一、二送料油缸7、9的无杆腔连接，分配阀油缸换向阀 16的两个工作油口分别与第一、二分配阀油缸14、15的无杆腔连接，第一、二送料油缸7、9 的有杆腔相互连通，第一、二分配阀油缸14、 15的有杆腔相互连通。所述机械换向阀10、 11 均为两位四通机械换向阀，机械换向阀10、11的两工作油口分别与对应的分配阀油缸换向 阀16、送料油缸换向阀5的两控制油口连接。 所述的送料油缸机械操动装置17如图3所示，包括设置于第二送料油缸9后端附 近的安装板177，第二送料油缸9设有向后端延伸的与活塞传动连接的后活塞杆91 ，安装板 177上通过支撑板175轴向活动装配有与第二送料油缸9的后活塞杆并行的导轴176，导轴 176的一端与所述的机械换向阀10的机械控制端传动连接，导轴176上设有前、后限位块 174、179，第二送料油缸9的后活塞杆91上设置有活动限位块98在运动时与导轴176上的 前、后限位块174、179轴向挡止配合。所述的机械换向阀IO安装在阀板上，并通过阀板上 的油路与分配阀油缸换向阀16连通。当第二送料油缸9的活塞杆运动带动活动限位块98 移动到前后限位块174或179的位置时，前后限位块带动导轴176运动使机械换向阀10换 向，机械换向阀IO是分配阀油缸换向阀16的先导阀，因此机械换向阀IO可通过油路控制 分配阀油缸换向阀16而使第一、二分配阀油缸14、15换向。所述前、后限位块174、179通 过配合松紧度可调的装配方式固定在导轴176上，在轴向上可对前、后限位块174、179进行 调节，实现对操动装置的机械控制延时的调整。 所述的分配阀油缸机械操动装置18如图4所示，其工作原理与送料油缸机械操动 装置17相同，结构类似，包括设置于第二分配阀油缸15附近的安装板181，第二分配阀油缸 15具有活塞杆151，安装板181上通过支撑板183轴向活动装配有与第二分配阀油缸15的 活塞杆151并行的导轴1S4，导轴184的一端与所述的机械换向阀11的机械控制端传动连 接，导轴184上设有轴向可调的前、后限位块182、186，第二分配阀油缸15的活塞杆151上 设置有活动限位块155在运动时与导轴184上的前、后限位块182U86轴向挡止配合。所 述的机械换向阀11安装在阀板上，并通过阀板上的油路与送料油缸换向阀5连通。 本实用新型的实施例在工作时，电机2启动带动油泵1旋转，液压油通过送料油缸 换向阀5进入第一送料油缸7，第一送料油缸7活塞杆伸出，输出混凝土物料，同时第一送 料油缸7有杆腔油压油进入第二送料油缸9有杆腔，使第二送料油缸9前活塞杆回縮，吸入 物料，第二送料油缸9后活塞杆91伸出，通过送料油缸机械操动装置17使机械换向阀10 换向；换向阀10换向后控制油经手换向阀13使分配阀油缸换向阀16换向，第一分配阀油 缸14活塞杆伸出，控制相对应的一个分配阀出料口打开准备排料，同时第二分配阀油缸15 活塞杆回縮，控制相对应的另一分配阀吸料口打开，准备吸料，第二分配阀油缸15回縮的 活塞杆通过分配阀油缸机械操动装置18使机械换向阀11换向；机械换向阀11换向后控制 油经过手动换向阀12控制送料油缸换向阀5换向，第二送料油缸9前活塞杆伸出，输出混 凝土物料，第一送料油缸7活塞杆回縮，吸入混凝土物料，第二送料油缸9的后活塞杆91回 縮，通过送料油缸机械操动装置17使机械换向阀10换向，如此循环，输送泵实现自动工作。 当手动换向阀13的工作位处于左位时，以上所述的动作顺序会发生相反的变化， 原因是控制油通过手动换向阀13后，其控制方向发生了变化，送料油缸换向阀5和分配阀油缸换向阀16的互动关系将发生相反的变化，实现反泵，即将输送管中的混凝土料吸入料 缸，输送到料斗内。 当手动换向阀12和13同时处于中位时，系统自动循环停止；此时如操作手动换向 阀12，分别使其左位或右位工作，控制送料油缸换向阀5的右位或左位工作，第一送料油缸 7或第二送料油缸9的活塞杆伸出，实现送料油缸的单独动作；如操作手动换向阀13，分别 使其左位或右位工作，控制分配阀油缸换向阀16的左位或右位工作，第一分配阀油缸14或 第二分配阀油缸15的活塞杆伸出，实现分配阀油缸的单独动作。 如图2所示，当两手动换向阀12、 13同时处于右位时，正泵；当手动换向阀12处于 右位，13处于左位时，反泵；当手动换向阀12处于中位时，操作手动换向阀13可实现主换 向阀16的自由动作，进而控制分配阀油缸的自由动作；当手动换向阀13处于中位时，操作 手动换向阀12可实现主换向阀5的自由动作，进而控制主缸的自由动作。 如图5、图6、图7所示，本实用新型的机械换向液压驱动系统的实施例2，与实施例 1的不同之处在于送料油缸换向机构和分配阀油缸换向机构中所使用的机械操动装置的结 构不同，在图7中，送料油缸换向机构具有分配阀油缸机械操动装置41，分配阀换向机构具 有送料油缸机械操动装置40。 如图5所示，送料油缸换向机构的分配阀油缸机械操动装置41，是由第二分配阀 油缸15驱动，所述第二分配阀20包括可转动的阀芯转轴201，所述第二分配阀油缸15的活 塞杆151通过摆臂22与阀芯转轴201传动连接，该分配阀油缸机械操动装置包括偏心铰接 于所述阀芯转轴201外端面上而与分配阀油缸活塞杆141传动连接的连杆23，连杆23 —端 与对应机械换向阀24的控制端传动连接。当第二分配阀油缸15的活塞杆151运动时可通 过摆臂22、阀芯转轴201、连杆23带动机械换向阀24的控制端动作，机械换向阀24通过油 路对所连的送料油缸换向阀进行换向控制。 如图6所示，分配阀油缸换向机构的送料油缸机械操动装置40，为两送料油缸7、 9的活塞杆之间通过转轴31转动装配的杠杆25以及两送料油缸活塞杆上设置的挡块26、 27，所述杠杆25的一端与对应机械换向阀31的控制端通过拉杆30传动连接，杠杆25的两 臂上分别设有与两活塞杆上的挡块26、27轴向挡止配合的左、右挡块28、29。当两送料油缸 的7、9的活塞杆往复运动时，可通过限位块及杠杆带动机械换向阀31的控制端动作，机械 换向阀31通过油路对所连的分配阀油缸换向阀进行换向控制。所述左、右挡块28、29上旋 装有沿对应活塞杆轴向可调的与对应活塞杆的挡块顶配的螺杆281、291，螺杆281、291可 在轴向上伸縮实现对操动装置的机械控制延时的调整。 上述两个实施例中提供了三种机械操动装置，以及两种机械操动装置的组合方 式，当然也可以将其进行上述实施例中未描述的可行的组合，比如送料油缸机械操动装置 采用杠杆装置、分配阀油缸机械操动装置则采用活动导轴装置；送料油缸机械操动装置采 用活动导轴装置、分配阀油缸机械操动装置则采用连杆装置；这些可行的组合所带来的不 同都应属于上述实施例技术方案中对应特征的等同替换，因此这些技术方案仍应落入本实 用新型的保护范围。 另外，本实用新型的混凝土输送泵及其机械换向液压驱动系统中各送料油缸间、 各分配阀油缸间并不仅限于上述实施例所提供的串联结构，也可以是并列结构，上述不同 都应属于上述实施例技术方案中对应特征的等同替换，因此这些技术方案仍应落入本实用新型的保护范围'
权利要求混凝土输送泵用机械换向液压驱动系统，包括油泵，用于分别驱动两料缸活塞移动的两送料油缸，用于分别驱动两分配阀的阀芯转动的两分配阀油缸，所述油泵的出油口分成两路，一路通过送料油缸换向机构与各送料油缸连接，另一路通过一分配阀油缸换向机构与各分配阀油缸连接，其特征在于所述送料油缸换向机构、分配阀油缸换向机构分别包括与对应油缸直接连接的液控换向阀、通过油路对液控换向阀进行先导控制的机械换向阀、输出端与对应机械换向阀的控制端机械传动连接的机械操动装置，所述送料油缸换向机构的机械操动装置的输入端与分配阀油缸的活塞杆机械传动连接，所述分配阀油缸换向机构的机械操动装置的输入端与送料油缸的活塞杆机械传动连接。
2. 根据权利要求1所述的机械换向液压驱动系统，其特征在于所述的送料油缸换向 机构的机械操动装置为与分配阀油缸的活塞杆或其延长杆并列设置且被活塞杆在轴向上 通过轴向限位结构延时带动的活动导轴装置，或者是其中一个分配阀的转动阀芯上铰接的 连杆装置；所述的分配阀油缸换向机构的机械操动装置为与对应的送料油缸的活塞杆或 其延长杆并列设置且被活塞杆在轴向上通过轴向限位结构延时带动的活动导轴装置，或者 是支点设置于两送料油缸活塞杆之间、两臂分别受两送料油缸活塞杆上的限位结构推动的 杠杆装置；所述的活动导轴装置的活动导轴的一端与机械换向阀的控制端传动连接，活动 导轴上设有前、后限位块与对应活塞杆上固定的活动限位块轴向挡止配合；所述的杠杆装 置的杠杆一端与机械换向阀的控制端传动连接，杠杆的两臂上分别设有与两活塞杆上的挡 块轴向挡止配合的左、右挡块；所述的连杆装置的连杆的一端与对应机械换向阀的控制端 传动连接。
3. 根据权利要求1或2所述的机械换向液压驱动系统，其特征在于所述送料油缸换 向机构、分配阀油缸换向机构还包括分别安装在两机构控制油路上的手动换向阀。
4. 根据权利要求3所述的液压缸换向机构，其特征在于所述各换向机构中的液控换 向阀、机械换向阀均为两位四通换向阀，所述手动换向阀为连接于所述机械换向阀与对应 液控换向阀之间的控制油路上的中位机能为E的手动三位四通换向阀。
5. —种混凝土输送泵，包括油泵、两料缸以及与两料缸分别对应相通的两转动阀芯式 分配阀、驱动两料缸活塞移动的两送料油缸、驱动两分配阀的阀芯转动的两分配阀油缸，所 述油泵的出油口分成两路， 一路通过送料油缸换向机构与各送料油缸连接，另一路通过一 分配阀油缸换向机构与各分配阀油缸连接，其特征在于所述送料油缸换向机构、分配阀油 缸换向机构分别包括与对应油缸直接连接的液控换向阀、通过油路对液控换向阀进行先导 控制的机械换向阀、输出端与对应机械换向阀的控制端机械传动连接的机械操动装置，所 述送料油缸换向机构的机械操动装置的输入端与分配阀油缸的活塞杆机械传动连接，所述 分配阀油缸换向机构的机械操动装置的输入端与送料油缸的活塞杆机械传动连接。
6. 根据权利要求5所述的混凝土输送泵，其特征在于所述的送料油缸换向机构的机 械操动装置为与分配阀油缸的活塞杆或其延长杆并列设置且被活塞杆在轴向上通过轴 向限位结构延时带动的活动导轴装置，或者是其中一个分配阀的转动阀芯上铰接的连杆装 置；所述的分配阀油缸换向机构的机械操动装置为与对应的送料油缸的活塞杆或其延长 杆并列设置且被活塞杆在轴向上通过轴向限位结构延时带动的活动导轴装置，或者是支点 设置于两送料油缸活塞杆之间、两臂分别受两送料油缸活塞杆上的限位结构推动的杠杆装 置；所述的活动导轴装置的活动导轴的一端与机械换向阀的控制端传动连接，活动导轴上设有前、后限位块与对应活塞杆上固定的活动限位块轴向挡止配合；所述的杠杆装置的杠 杆一端与机械换向阀的控制端传动连接，杠杆的两臂上分别设有与两活塞杆上的挡块轴向 挡止配合的左、右挡块；所述的连杆装置的连杆的一端与对应机械换向阀的控制端传动连 接。
7. 根据权利要求5或6所述的混凝土输送泵，其特征在于所述送料油缸换向机构、分 配阀油缸换向机构还包括分别安装在两机构控制油路上的手动换向阀。
8. 根据权利要求7所述的混凝土输送泵，其特征在于所述各换向机构中的液控换向 阀、机械换向阀均为两位四通换向阀，所述手动换向阀为连接于所述机械换向阀与对应液 控换向阀之间的控制油路上的中位机能为E的手动三位四通换向阀。
专利摘要本实用新型公开了一种混凝土输送泵及其机械换向液压驱动系统，包括油泵，用于分别驱动两料缸活塞移动的两送料油缸，用于分别驱动两分配阀的阀芯转动的两分配阀油缸，所述油泵的出油口分成两路，一路通过送料油缸换向机构与各送料油缸连接，另一路通过一分配阀油缸换向机构与各分配阀油缸连接，所述送料油缸换向机构、分配阀油缸换向机构分别包括与对应油缸直接连接的液控换向阀、通过油路对液控换向阀进行先导控制的机械换向阀、输出端与对应机械换向阀的控制端机械传动连接的机械操动装置。本实用新型采用全机械抓液压控制，无电气控制，特别适合环境恶劣的施工现场及有防爆要求的工程现场。
文档编号F04B15/02GK201521498SQ200920310559
公开日2010年7月7日 申请日期2009年9月16日 优先权日2009年9月16日
发明者李刚, 毛五兴, 王军岭, 王玉华, 禹保旺 申请人:郑州知信机电科技开发有限公司