混凝土施工机械的双动力液压系统和混凝土施工机械的制作方法

本实用新型涉及混凝土施工技术领域，特别涉及一种混凝土施工机械的双动力液压系统和混凝土施工机械。

背景技术：

混凝土喷浆车是一种常用的混凝土施工机械。混凝土喷浆车利用混凝土泵将预拌好的混合料通过输送管在喷嘴处与压缩空气和速凝剂混合，高速喷射到受喷面，形成混凝土支护层。混凝土喷浆车广泛应用于隧道、地下厂房、地铁工程、岩石工程、军事地下工程以及公路工程等领域。

混凝土喷浆车的主要工作系统包括泵送液压系统、臂架液压系统和摆动液压系统。泵送液压系统负责混凝土的泵送动作，通过控制两个混凝土输送缸的来回往复运动，并通过摆动液压系统的配合，实现混凝土的吸入和排出。摆动液压系统控制对应执行机构(例如S阀的摆缸)的动作，通过与泵送液压系统配合，完成混凝土泵送过程。臂架液压系统控制臂架各节臂的变幅油缸、伸缩油缸的动作，实现臂架的移动、回转及伸缩功能，以将混凝土喷射到预定位置。

为了给混凝土喷浆车的各液压系统提供动力，混凝土喷浆车的动力系统一般包括工作动力系统和应急动力系统。

工作动力系统包括工作动力源和与工作动力源驱动连接的工作泵组。工作动力源一般为外接380V动力电的电动机。正常情况下混凝土喷浆车依靠工作动力系统为各液压系统提供动力，实现各液压系统的正常工作。

应急动力系统包括应急动力源和与应急动力源驱动连接的应急泵组或应急泵。应急动力源一般为发动机。在某些情况下，需要由应急动力系统为各液压系统提供工作动力以完成混凝土喷浆车的喷浆工作，比如：在动力电尚未接入，或者工作泵组无法工作时，可以通过应急动力系统将臂架打开或收回；在突然断电等情况下，可以通过启动应急动力系统进行泵送、摆动等工作完成管路中混凝土的泵送或清洗，以及完成将臂架收回等动作；隧道内部的工作现场有380V动力电，但由于施工工序或者时间原因，需要在隧道外清洗车辆，而隧道外又没有动力电时，可使用应急动力系统完成车辆清洗。

应急动力系统启动时混凝土喷浆车进入应急工况。在应急工况下，一般要求泵送液压系统、臂架液压系统和摆动液压系统的各动作仍然可以实现，以实现臂架收回、输送管及输送缸筒内混凝土清理等功能。当然，在应急工况下，不要求各液压系统的动作速度或动作时间与正常工作时一样，可以慢一些。

现有技术中，混凝土喷浆车主要有三种不同形式的双动力液压系统。

图1示出了现有技术中第一种双动力液压系统。如图1所示，该双动力液压系统具有工作动力系统和应急动力系统。工作动力系统包括工作泵组20和作为工作动力源的电动机30，工作泵组20由电动机30驱动。应急动力系统包括应急泵组40和作为应急动力源的发动机50应急泵组40由发动机50驱动。

工作泵组20包括三个工作泵：为控制混凝土泵送的泵送液压系统60供油的泵送工作泵21、为控制臂架动作的臂架液压系统供油的臂架工作泵22和为控制S阀的摆缸摆动的摆动液压系统80供油的摆动工作泵23。

应急泵组40包括三个应急泵：与泵送液压系统60连接的泵送应急泵41、与臂架液压系统连接的臂架应急泵42和与摆动液压系统80连接的摆动应急泵43。

第一种双动力液压系统中工作泵组20的各工作泵和应急泵组40的各应急泵对应设置，工作泵组20和应急泵组40并联，使两套动力系统相对应的工作泵和应急泵与同一个液压系统连接。如图1所示，泵送工作泵21的出口和泵送应急泵41的出口均与泵送液压系统60连接；臂架工作泵22的出口和臂架应急泵42的出口均与臂架液压系统连接，具体地与臂架液压系统的电比例多路阀70的压力油口P连接；摆动工作泵23的出口和摆动应急泵43的出口均与摆动液压系统80连接。

电比例多路阀70包括多个臂架控制联，每个臂架控制联控制一个用于控制臂架动作的执行元件(如液压缸)动作。每个臂架控制联包括两个工作口，两个工作口分别与执行元件的两个工作口连接。如果臂架控制联的一个工作口进油，则另一个工作口出油。如图1所示，其中标出了第一臂架控制联的两个工作口A1和B1和第二臂架控制联的两个工作口A2和B2。臂架控制联的数量可以根据控制臂架动作的执行元件的数量而定。

图2示出了现有技术中第二种双动力液压系统。如图2所示，该双动力液压系统与第一种双动力液压系统相比，应急动力包括应急泵40一个单泵，该应急泵40与臂架液压系统的电比例多路阀70的压力油口P连接，而未与泵送液压系统60和摆动液压系统80连接。

图3示出了现有技术中第三种双动力液压系统。如图3所示，第三种双动力液压系统与第一种双动力液压系统的差别在于应急动力包括应急泵40一个单泵，该应急泵40的出口通过用于控制下车支腿的多路阀90和三位四通换向阀100分别与泵送液压系统60、臂架液压系统和摆动液压系统80连接。三位四通换向阀100处于中位时，应急泵40的出口与泵送液压系统60连通，而与臂架液压系统和摆动液压系统80断开；处于左位时，应急泵40的出口与摆动液压系统80连通，而与泵送液压系统60和臂架液压系统断开；处于右位时，应急泵40的出口与臂架液压系统连通泵送液压系统60连通，而与泵送液压系统60和摆动液压系统80断开。

在实现本实用新型的过程中，设计人员发现以上现有技术具有如下不足之处：

第一种双动力液压系统中，由发动机驱动的应急泵组可以实现工作泵组的所有功能，但是其布局占用空间较大，成本较高。

第二种双动力液压系统中，仅可实现臂架动作，无法实现泵送和摆动动作。如果在突然断电等情况下，输送管内的混凝土将无法打出，只能人工清洗。

第三种双动力液压系统中，可以通过单泵实现臂架、泵送及摆动动作，但是三者不能同时工作，尤其是泵送和摆动不能同时进行，在应急工况下使用时，需要来回切换，控制过程烦琐，耗费时间长。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种混凝土施工机械的双动力液压系统和混凝土施工机械，旨在利用一个单泵作为应急泵实现混凝土施工机械的泵送液压系统、臂架液压系统和摆动液压系统同时工作，从而方便应急工况下的系统控制，提高应急工况下的工作效率。

本实用新型第一方面提供一种混凝土施工机械的双动力液压系统，包括工作动力源、工作泵组、应急动力源、应急泵、泵送液压系统、臂架液压系统、摆动液压系统和应急控制装置，所述工作动力源与所述工作泵组驱动连接，所述工作泵组分别与所述泵送液压系统、臂架液压系统和摆动液压系统连接以向三个液压系统供油，所述应急动力源与所述应急泵驱动连接，所述应急泵的出口与所述泵送液压系统、所述臂架液压系统和所述摆动液压系统分别连接以向三个液压系统供油，并且所述应急泵的出口与所述三个液压系统中的至少两个液压系统通过所述应急控制装置连接，所述应急控制装置能够控制所述应急泵向所述至少两个液压系统同时供油，从而所述应急泵能够向所述三个液压系统同时供油。

进一步地，所述双动力液压系统包括电比例多路阀，所述臂架液压系统包括电比例多路阀的多个臂架控制联，所述工作泵组包括臂架工作泵，所述臂架工作泵的出口和所述应急泵的出口均与所述电比例多路阀的压力油口连接，所述应急控制装置包括独立控制开度的泵送应急控制元件和独立控制开度的摆动应急控制元件，其中，所述泵送应急控制元件连接于所述应急泵的出口与所述泵送液压系统之间，用于控制所述应急泵的出口至所述泵送液压系统的流量；所述摆动应急控制元件连接于所述应急泵的出口与所述摆动液压系统之间，用于控制所述应急泵的出口至所述摆动液压系统的流量。

进一步地，所述泵送应急控制元件包括独立设置的泵送应急控制阀；和/或，所述摆动应急控制元件包括独立设置的摆动应急控制阀。

进一步地，所述泵送应急控制元件包括所述电比例多路阀的泵送应急控制联，所述泵送应急控制联包括与所述泵送液压系统连接的泵送系统工作口；和/或，所述摆动应急控制元件包括所述电比例多路阀的摆动应急控制联，所述摆动应急控制联包括与所述摆动液压系统连接的摆动系统工作口。

进一步地，所述泵送应急控制联与所述电比例多路阀的臂架控制联的阀片结构相同且并联设置；和/或，所述摆动应急控制联与所述电比例多路阀的臂架控制联的阀片结构相同且并联设置。

进一步地，所述双动力液压系统还包括下车液压系统，其中，所述泵送应急控制联还包括与所述下车液压系统连接的下车系统工作口；或者，所述摆动应急控制联还包括与所述下车液压系统连接的下车系统工作口。

进一步地，所述工作泵组包括泵送工作泵，所述泵送工作泵的出口向所述泵送液压系统单向导通；和/或，所述工作泵组包括臂架工作泵，所述臂架工作泵的出口向所述臂架液压系统单向导通；和/或，所述工作泵组包括摆动工作泵，所述摆动工作泵的出口向所述摆动液压系统单向导通；和/或，所述应急泵的出口向所述臂架液压系统单向导通；和/或，所述应急泵的出口向所述泵送液压系统单向导通；和/或，所述应急泵的出口向所述摆动液压系统单向导通。

进一步地，所述泵送系统工作口向所述泵送液压系统单向导通；和/或，所述摆动系统工作口向所述摆动液压系统单向导通。

本实用新型第二方面提供一种混凝土施工机械，包括本实用新型第一方面中任一项所述的双动力液压系统。

进一步地，所述混凝土施工机械为混凝土喷浆车。

基于本实用新型提供的混凝土施工机械的双动力液压系统和混凝土施工机械，应急泵的出口与泵送液压系统、臂架液压系统和摆动液压系统分别连接以向三个液压系统供油，并且通过应急控制装置的控制，应急泵能够向三个液压系统同时供油，因此，可以利用应急泵一个单泵实现混凝土施工机械的泵送液压系统、臂架液压系统和摆动液压系统同时工作。本实用新型在设置一个单泵作为应急泵的基础上，方便了应急工况下的系统控制，提高了应急工况下的工作效率。

通过以下参照附图对本实用新型的示例性实施例的详细描述，本实用新型的其它特征及其优点将会变得清楚。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本申请的一部分，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1为现有技术中第一种双动力液压系统的原理示意图。

图2为现有技术中第二种双动力液压系统的原理示意图。

图3为现有技术中第三种双动力液压系统的原理示意图。

图4为本实用新型实施例的双动力液压系统的原理示意图。

图1至图4中，各附图标记分别代表：

10、油箱，20、工作泵组，21、泵送工作泵，22、臂架工作泵，23、摆动工作泵，30、电动机，40、应急泵组或应急泵，41、泵送应急泵，42、臂架应急泵，43、摆动应急泵，50、发动机，60、泵送液压系统，70、电比例多路阀，80、摆动液压系统，90、多路阀，100、三位四通换向阀，101、第一单向阀，102、第二单向阀，103、第三单向阀，104、第四单向阀，105、第五单向阀，106、第六单向阀，110、电比例多路阀，111、摆动应急控制联，112、泵送应急控制联，120、下车液压系统。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本实用新型及其应用或使用的任何限制。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本实用新型的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本实用新型保护范围的限制。

图4为本实用新型实施例的双动力液压系统的原理示意图。本实施例中，双动力液压系统为混凝土喷浆车的双动力液压系统。但本实用新型不限于混凝土喷浆车，例如，还可以是其它种类的混凝土施工机械。

如图4所示，该双动力液压系统包括工作动力源、工作泵组20、应急动力源、应急泵40、泵送液压系统60、臂架液压系统、摆动液压系统80和应急控制装置。工作动力源与工作泵组20驱动连接。工作泵组20分别与泵送液压系统60、臂架液压系统和摆动液压系统80连接以向三个液压系统供油。应急动力源与应急泵40驱动连接。应急泵40的出口与泵送液压系统60、臂架液压系统和摆动液压系统80分别连接以向三个液压系统供油。其中，应急泵40的出口与三个液压系统中的至少两个液压系统通过应急控制装置连接，应急控制装置能够控制应急泵40向至少两个液压系统同时供油，从而应急泵40能够向三个液压系统同时供油。

由于该双动力液压系统中应急泵40的出口与泵送液压系统60、臂架液压系统和摆动液压系统80分别连接以向三个液压系统供油，并且通过应急控制装置的控制，应急泵40能够实现向三个液压系统同时供油，因此，可以利用应急泵一个单泵实现混凝土施工机械的泵送液压系统、臂架液压系统和摆动液压系统同时工作。本实用新型在设置一个单泵作为应急泵的基础上，方便了应急工况下的系统控制，提高了应急工况下的工作效率。

本实施例中，工作动力源为电动机30，应急动力源为发动机50。

优选地，应急泵40的出口与三个液压系统中的一个液压系统直接连接，应急泵40的出口与三个液压系统中另两个液压系统通过应急控制装置连接，应急控制装置能够控制应急泵40向另外两个液压系统同时供油。该设置可以在应急工况下以简单的控制结构和控制方式实现一个单泵完成混凝土施工机械的泵送液压系统、臂架液压系统和摆动液压系统同时工作。

本实施例中，应急泵40的出口与臂架液压系统直接连接，而与泵送液压系统60和摆动液压系统80通过应急控制装置连接。

如图4所示，双动力液压系统包括电比例多路阀110，臂架液压系统包括电比例多路阀110的多个臂架控制联，工作泵组20包括臂架工作泵22，臂架工作泵22的出口和应急泵40的出口均与电比例多路阀110的压力油口P连接。应急控制装置包括独立控制开度的泵送应急控制元件和独立控制开度的摆动应急控制元件。泵送应急控制元件连接于应急泵40的出口与泵送液压系统60之间，用于控制应急泵40的出口至泵送液压系统60之间的流量。摆动应急控制元件连接于应急泵40的出口与摆动液压系统80之间，用于控制应急泵40的出口至摆动液压系统80之间的流量。

电比例多路阀110为负载敏感电比例多路阀，由多个片式的工作联集成为一体。

电比例多路阀110包括多个臂架控制联，每个臂架控制联控制一个用于控制臂架动作的执行元件(如液压缸)动作。如图4所示，每个臂架控制联包括油口A和油口B两个工作口，两个工作口分别与执行元件的两个工作口连接。如果臂架控制联的一个工作口进油，则另一个工作口出油。臂架控制联的数量可以根据控制臂架动作的执行元件的数量而定，该数量可以用大于或等于1的正整数n代表。本实施例中，将第一个臂架控制联的两个工作油口标记为A1和B1，将第二个臂架控制联的两个工作油口标记为A2和B2，依此类推。每个臂架控制联对应设置有电控端或手动控制手柄，通过电控或者手动控制手柄，可以使对应臂架控制联对应的阀芯处于相应位置，以此实现各臂架控制联的单独动作，从而可以实现控制臂架动作的执行机构中各执行机构的单独动作或其中几个执行机构的复合动作。

如图4所示，其中标出了第一臂架控制联的油口A1和油口B1两个工作口和第二臂架控制联的油口A2和油口B2两个工作口，未示出其余的臂架控制联(如果有)。

本实施例中优选地，电比例多路阀70还包括摆动应急控制联111和泵送应急控制联112。摆动应急控制联111和泵送应急控制联112均与压力油口P连接。本实施例中，前述泵送应急控制元件包括电比例多路阀110的泵送应急控制联112。泵送应急控制联112包括与泵送液压系统60连接的泵送系统工作口An+2。前述摆动应急控制元件包括电比例多路阀110的摆动应急控制联111。泵送应急控制联111包括与摆动液压系统80连接的摆动系统工作口Bn+1。该设置使得双动力液压系统的液压元件少，布局空间占用小。

更优选地，泵送应急控制联与电比例多路阀70的各臂架控制联的阀片结构相同且并联设置。摆动应急控制联与电比例多路阀70的各臂架控制联的阀片结构相同且并联设置。该设置使得电比例多路阀110的结构和控制较为简单，也使双动力液压系统结构紧凑，管线布置简单，不易出错。

电比例多路阀110用于控制正常运行工况下和应急工况下的臂架动作、还用于控制应急工况下的泵送动作和摆动动作。其中的n个臂架控制联用于控制臂架的动作。另外两个控制联用于应急工况下泵送动作和摆动动作的控制。

在一个未图示的实施例中，泵送应急控制元件包括独立设置的泵送应急控制阀。摆动应急控制元件包括独立设置的摆动应急控制阀。当然，也可以仅在电比例多路阀110上集成摆动应急控制联111和泵送应急控制联112中的一个阀片，另一个阀片的功能由独立设置的应急控制阀实现。

如图4所示，本实施例中，双动力液压系统还包括下车液压系统120，其中，泵送应急控制联112的工作口Bn+2作为下车系统工作口与下车液压系统120连接。

摆动应急控制联111的工作口An+1也可以作为下车系统工作口与下车液压系统120连接。

由于下车液压系统动作一般情况下与臂架液压系统、泵送液压系统和摆动液压系统的动作不同时进行，因此，可以利用摆动应急控制联111或泵送应急控制联112的富余油口作为在正常工作时和应急工况下为下车液压系统供油的下车系统工作口，而不会影响应急工况下的喷浆或清洗工作。

当然，电比例多路阀110中的摆动应急控制联111和泵送应急控制联112在电比例多路阀的各控制联中的具体位置不受限制，例如可以在全部臂架控制联的前面、两个臂架控制联之间或者在全部臂架控制联的后面。另外，摆动应急控制联111和泵送应急控制联112可以相邻设置，其间也可以间隔其它控制联。另外，摆动应急控制联111和泵送应急控制联112与对应的液压系统连接的工作口也不受限制，比如，针对摆动应急控制联111，可以是油口A输出流量给摆动液压系统80，也可以是油口B输出流量给摆动液压系统80。

如图4所示，工作泵组20包括泵送工作泵21、臂架工作泵22和摆动工作泵23。工作泵组20包括上述各工作泵但不仅限于上述各工作泵。

如图4所示，泵送工作泵21的出口向泵送液压系统60的单向导通。本实施例中，泵送工作泵21的出口与第一单向阀101的进口连接，第一单向阀101的出口与泵送液压系统60连接。泵送工作泵21的流量较大，考虑到压力损失，可以采用插装式的盖板阀来替代第一单向阀101。

臂架工作泵22的出口向臂架液压系统的单向导通。本实施例中，臂架工作泵22的出口与第二单向阀102的进口连接，第二单向阀102的出口与臂架液压系统连接。臂架工作泵22的流量较大，考虑到压力损失，可以采用插装式的盖板阀来替代第二单向阀102。

摆动工作泵23的出口向摆动液压系统80的单向导通。本实施例中，摆动工作泵23的出口与第三单向阀103的进口连接，第三单向阀103的进口与摆动液压系统80连接。

应急泵40的出口向臂架液压系统单向导通。本实施例中，应急泵40的出口与第四单向阀104的进口连接，第四单向阀的出口与电比例多路阀110的压力油口P连接。

应急泵40的出口向泵送液压系统60单向导通。本实施例中，泵送系统工作口An+2通过第五单向阀105与泵送液压系统60连接以实现泵送系统工作口An+2向泵送液压系统60的单向导通。

应急泵40的出口向摆动液压系统80单向导通。本实施例中，摆动系统工作口Bn+1通过第六单向阀106与摆动液压系统80连接以实现摆动系统工作口Bn+1向摆动液压系统80的单向导通。

以上各泵的出口向对应的液压系统单向导通的设置可以防止各液压系统的油流回流，也可以防止工作泵组20与应急泵40的油流互通。例如，正常工作时，发动机50不工作，应急泵40不出油，应急泵40出口的第四单向阀104可以防止臂架工作泵22的高压油进入应急泵40；电比例多路阀110的泵送应急控制联112的An+2口不出油，第五单向阀105可以防止泵送工作泵21的高压油进入电比例多路阀110；电比例多路阀110的摆动应急控制联111的Bn+1口不出油，第六单向阀106可以防止摆动工作泵23的高压油进入电比例多路阀110。

在混凝土喷浆车正常工作时，电动机30驱动工作泵组20，泵送工作泵21、臂架工作泵22和摆动工作泵23分别向对应连接的液压系统供油，实现泵送液压系统60、臂架液压系统和摆动液压系统80的动作。此时发动机50及应急泵40不工作。

当工作泵组20无法正常工作时，通过发动机50带动应急泵40工作，应急泵40出口的高压油进入电比例多路阀110后，通过控制n个臂架控制联、泵送应急控制联112和摆动液压控制联111的阀芯实现对应油口出油。从而，应急泵40分别通过电比例多路阀110的n个臂架控制联、泵送应急控制联112和摆动液压控制联111向臂架液压系统、泵送液压系统60、和摆动液压系统80同时供油，实现臂架、泵送及摆动同时动作。

在应急动泵40启动的应急工况下，可以通过遥控器操作，实现混凝土喷浆车的泵送液压系统60、臂架液压系统和摆动液压系统80的协同工作，完成混凝土喷射或清洗管道。

本实用新型还提供一种混凝土施工机械，该混凝土旋工机械包括前述的双动力液压系统。混凝土施工机械例如为混凝土喷浆车。

以上实施例利用应急泵一个单泵实现混凝土施工机械的泵送液压系统、臂架液压系统和摆动液压系统同时工作，在设置一个单泵作为应急泵的基础上，方便了应急工况下的系统控制，提高了应急工况下的工作效率。进一步地，一个应急泵配合集成于包括多个臂架控制联的电比例多路阀上的两个控制联，可以有效利用已有控制系统，以简单的结构实现应急工况下泵送液压系统、臂架液压系统及摆动液压系统的同时动作。该实施例的双动力液压系统还具有液压元件少，布局空间占用小，成本低，工作稳定可靠且满足要求的优点。

最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本实用新型的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本实用新型技术方案的精神，其均应涵盖在本实用新型请求保护的技术方案范围当中。