一种用于泵送设备的调试系统和泵送设备的制作方法

1.本实用新型涉及工程机械领域，具体地，涉及一种用于泵送设备的调试系统和泵送设备。


背景技术：

2.在工程机械领域，混凝土泵车是用于泵送混凝土的重要的工具。在混凝土泵车中，泵送设备是实现泵送功能的关键装置，泵送设备的驱动力源于泵车上的液压系统。
3.混凝土泵车上泵送设备是混凝土输送的核心部分，其驱动力源于泵车上的液压泵。
4.如图1所示，现有技术中泵送设备主要由油缸13＇、活塞杆14＇、输送活塞15＇、输送缸16＇、水箱17＇、分配阀18＇、料斗10＇等组成，液压泵11＇运转输出压力油，有序、交替的注入到泵送设备的两个油缸13＇中，油缸13＇中的活塞杆14＇带动输送活塞15＇在输送缸16＇内做交替、往复运动，将料斗10＇中的混凝土不断地吸入输送缸16＇内，然后再推出，混凝土依次经过输送缸16＇、料斗10＇内的分配阀18＇、布料臂上的输送管道内或外接输送管路到达指定位置。
5.混凝土泵车的泵送压力和单位时间内混凝土的泵送频次(流量)是混凝土泵车两项主要功能参数，需要在泵车制造调试过程中进行测试和验证。混凝土泵车生产调试过程中，通常用水代替混凝土作为模拟调试的介质，并在出水管路中增加流量调节阀或者节流板进行模拟加载调试。调试的主要参数包括泵车液压系统泵送压力和泵送设备的泵送频次(即流量)。
6.现有的调试装置及方法主要有：
7.1、使用手动流量调节阀设备：如图2所示，在泵送设备的出料口9＇或连接的管路上安装一个调试流量的调节件，调节件主要包括手动流量调节阀1＇(截止阀或闸阀)、阀入口连接管4＇和回水管5＇。料斗10＇内注满水，用水模拟混凝土进行参数调试。通过流量调节流量调节阀的通流截面大小，改变对液压油缸负载，继而反映出液压系统泵送压力的变化和泵送频次(流量)的变化。
8.上述手动调试流量调节阀设备存在的缺点：
9.(1)调节压力不稳定。普通的流量调节阀没有锁止功能，在泵车水压调试过程中，流量调节阀会受到变化的水压冲击，会有产生振动，容易造成阀芯的松动和节流口的变化，造成液压系统负载发生变化。
10.(2)调节效率低。需要2人参与流量调节阀调节，1人观察显示屏上的压力值，并指挥另1人对流量调节阀进行调节。且需多次反复调节和确认，操作过程复杂。
11.(3)工作环节差、存在安全风险：人工调节流量调节阀的过程中，泵车泵送设备为运行状态，此时流量调节阀承受的压力较大，存在流量调节阀损坏或脱离伤人的风险。
12.2、更换不同的节流板：如图3所示，在泵送设备的出料口9＇或连接管路上安装带有不同节流孔径的节流板1〞，料斗10＇内注满水，同样用水模拟混凝土进行参数调试。通过更
换不同的节流板，改变水流通流截面大小，从而改变对液压油缸负载，继而反映出液压系统泵送压力的变化和泵送频次(流量)的变化。
13.上述手动调试流量调节阀设备存在的缺点：
14.(1)系统压力调节不能连续变化，与不同车型和不同液压系统的匹配性较差。
15.(2)调节效率低，需要停止调试后，再进行节流板更换，操作繁杂。
16.(3)工作环节差，员工在拆卸节流板过程中，管道内有水流出。
17.综上，以上两种方法均需要人工进行调节流量调节阀或更换节流板，操作过程繁杂，需要多人配合作业(如对应液压系统压力负责调定时需要1人观看监控显示屏上的压力值指挥另1人进行流量调节阀调节操作)。
18.为此，现有技术还公开了一种用于泵送设备的调试装置，能够在工作中对泵送设备进行自动调试。然而，该调试装置存在以下缺点：
19.(1)无减振措施，整个管路呈刚性结构，泵送过程中的振动容易对流量调节阀的寿命造成直接影响。
20.(2)未考虑设备的搬运便利性，压力调试装备重量较大，靠人工搬运困难且有风险。


技术实现要素：

21.本实用新型的目的是提供一种用于泵送设备的调试系统，以解决或至少部分解决现有技术中存在的上述技术问题。
22.为了实现上述目的，本实用新型提供了一种用于泵送设备的调试系统，该调试系统具有流量调节阀和连接于该流量调节阀与所述泵送设备的出料口之间的进料管路，所述进料管路包括通过可旋转连接件顺次相接的多个进料管段。
23.进一步的，所述可旋转连接件包括旋转接头，以使得由该旋转接头连接的相邻两个所述进料管段能够相对旋转。
24.进一步的，所述旋转接头包括相对旋转轴线彼此相互垂直的第一旋转接头、第二旋转接头以及第三旋转接头。
25.进一步的，所述旋转接头包括内套管和套设在所述内套管外侧的外套管，所述内套管的外圆周面和/或所述外套管的内圆周面上设置有滚珠槽，所述滚珠槽内设置有滚珠，所述内套管与所述外套管的径向间隙内设置有密封圈。
26.进一步的，所述内套管和外套管彼此相远离的一端分别设置有用于连接所述进料管段的螺纹部。
27.进一步的，所述旋转接头还包括第四旋转接头，所述第四旋转接头的旋转轴线与所述第一旋转接头的旋转轴线相平行；和/或，所述旋转接头还包括第五旋转接头，所述第五旋转接头的旋转轴线与所述第二旋转接头的旋转轴线相平行；和/或，所述旋转接头还包括第六旋转接头，所述第六旋转接头的旋转轴线与所述第三旋转接头的旋转轴线相平行。
28.进一步的，所述进料管路与所述出料口相连的一端采用高压软管；和/或，所述进料管路与所述流量调节阀相连的出口端的管径大于所述进料管路进口端的管径。
29.进一步的，所述调试系统还包括回料管路，所述流量调节阀的出口端通过该回料管路连通所述泵送设备的料斗。
30.进一步的，所述调试系统还包括液压升降小车，所述流量调节阀设置在所述液压升降小车上。
31.另外，本实用新型还提供了一种泵送设备，包括如上所述的用于泵送设备的调试系统。
32.采用上述技术方案后，本实用新型与现有技术相比主要具有以下有益效果：
33.1、流量调节阀与出料口的之间的进料管路采用多个旋转接头连接，通过各个旋转接头共同作用将任意方向的振动消除，减小压力波动，从而有效消除泵车泵送换向时产生的剧烈振动，保护流量调节阀不受剧烈冲击，使得设备在振动的条件下能够稳定工作，作业稳定性和寿命得到明显提高。
34.2、将流量调节阀固定在液压升降小车上，通过液压升降小车的升降功能调节流量调节阀的高度位置，便于进料管路与出料口对准安装，当流量调节阀需要转移位置时，使用液压升降小车方便搬运。
35.本实用新型的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
36.附图是用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本实用新型，但并不构成对本实用新型的限制。
37.在附图中：
38.图1是泵送设备的结构示意图；
39.图2是现有技术中用于泵送设备的调试系统的结构示意图；
40.图3是现有技术中用于泵送设备的调试系统的节流板的剖视图；
41.图4是本实用新型用于泵送设备的调试系统的结构示意图；
42.图5是本实用新型进料管路的结构示意图；
43.图6是本实用新型旋转接头的结构示意图；
44.图7是本实用新型进料管路运动的原理图；
45.图8是本实用新型用于泵送设备的调试系统的原理图；
46.图9是本实用新型调试组件的结构示意图；
47.图10是本实用新型液压升降小车的结构示意图；
48.图11是本实用新型流量调节阀的行程与液压泵的压力曲线示意图。
49.附图标记说明：
50.1＇、手动流量调节阀；4＇、阀入口连接管；5＇、回水管；9＇、出料口；10＇、料斗；11＇、液压泵；13＇、油缸；14＇、活塞杆；15＇、输送活塞；16＇、输送缸；17＇、水箱；18＇、分配阀；
51.1〞、节流板；
52.1、流量调节阀；2、驱动部件；3、副控制器；4、进料管路；41、第一弯管段；411、第一直管体；412、第一弯管体；42、第二弯管段；43、第三弯管段；44、第四弯管段；441、第二弯管体；442、第三弯管体；443、第四弯管体；444、第二直管体；5、回料管路；6、压力检测元件；7、旋转接头；71、内套管；72、外套管；73、滚珠槽；74、滚珠；75、密封圈；7a、第一旋转接头；7b、第二旋转接头；7c、第三旋转接头；7d、第四旋转接头；7e、第五旋转接头；7f、第六旋转接头；8、液压升降小车；9、出料口；10、料斗；11、液压泵；12、主控制器；121、压力监测模块；122、输
入模块；123、显示模块；124、输出模块；13、油缸；14、活塞杆；15、输送活塞；16、输送缸；17、水箱；18、分配阀。
具体实施方式
53.为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。
54.在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
55.如图4所示，本实用新型提供了一种用于泵送设备的调试系统，该调试系统具有流量调节阀1和连接于该流量调节阀1与所述泵送设备的出料口9之间的进料管路4，特别的，所述进料管路4包括通过可旋转连接件顺次相接的多个进料管段。
56.由于泵送过程中泵车存在较大振动，为消除振动，保证流量调节阀1尽量固定不动，本实用新型将进料管路4分为若干段，相邻进料管段之间可旋转连接，可以根据振动情况调整进料管路4的空间位置，保证流量调节阀1尽量固定不动，使得设备在振动的条件下能够稳定工作，减小压力波动，作业稳定性和寿命得到明显提高。
57.如图5
‑
图6所示，所述可旋转连接件包括旋转接头7，以使得由该旋转接头7连接的相邻两个所述进料管段能够相对旋转。
58.进一步的，所述旋转接头7包括相对旋转轴线彼此相互垂直的第一旋转接头7a、第二旋转接头7b以及第三旋转接头7c。
59.具体的，所述进料管段包括依次连接的第一弯管段41、第二弯管段42、第三弯管段43、第四弯管段44；所述旋转接头包括第一旋转接头7a、第二旋转接头7b以及第三旋转接头7c。
60.所述第一弯管段41包括第一直管体411和第一弯管体412，所述第一直管体411的一端与所述泵送设备的出料口9连接，所述第一直管体411的另一端与所述第一弯管体412的一端连接，所述第一弯管体412的另一端通过所述第一旋转接头7a与所述第二弯管段42的一端连接；
61.所述第二弯管段42的另一端通过所述第二旋转接头7b与所述第三弯管段43的一端连接，所述第二旋转接头7b的旋转轴线与所述第一旋转接头7a的旋转轴线之间具有一定的夹角a，优选的，所述a＝90
°
；
62.所述第三弯管段43的另一端通过所述第三旋转接头7c与所述第四弯管段44的一端连接，所述第四弯管段44的另一端与所述流量调节阀1的进口端连接，所述第三旋转接头7c的旋转轴线与所述第一旋转接头7a的旋转轴线之间具有一定夹角b，优选的，所述b＝90
°
，并且与所述第二旋转接头7b的轴线之间具有一定夹角c，优选的，所述c＝90
°
。
63.进一步的，所述第四弯管段44包括依次连接的第二弯管体441、第三弯管体442、第四弯管体443以及第二直管体444；所述旋转接头还包括第四旋转接头7d、第五旋转接头7e以及第六旋转接头7f。
64.所述第二弯管体441的一端通过第三旋转接头7c与所述第三弯管段43相连接，所述第二弯管体441的另一端通过所述第四旋转接头7d与所述第三弯管体442的一端连接，所述第四旋转接头7d的旋转轴线与第一旋转接头7a的旋转轴线相平行；
65.所述第三弯管体442的另一端通过所述第五旋转接头7e与所述第四弯管体443的一端连接，所述第五旋转接头7e的旋转轴线与所述第二旋转接头7b的旋转轴线相平行；
66.所述第四弯管体443的另一端通过所述第六旋转接头7f与所述第二直管体444的一端连接，所述第二直管体444的另一端与所述流量调节阀1的进口端连接，所述第六旋转接头7f的旋转轴线与所述第三旋转接头7c的旋转轴线相平行。
67.如图7所示，当进水口处从a点运动到b点时，第三旋转接头7c、第六旋转接头7f共同旋转作用消除x方向运动的传递，即可适应管路方向的变化，从而保证流量调节阀1固定不动，达到减振的目的。同理，第一旋转接头7a、第四旋转接头7d可以消除z轴方向的振动，第二旋转接头7b、第五旋转接头7e可以消除y轴方向的振动。
68.需要说明的是，上述旋转接头7只需分别在x方向、y方向、z方向各布置一个(旋转接头轴线方向分别与x方向、y方向、z方向平行)即可实现减振功能，例如，只设置第一旋转接头7a、第二旋转接头7b、第三旋转接头7c，上述在x方向、y方向、z方向各布置两个旋转接头是优选实施例，其中x方向、y方向、z方向相互垂直。
69.本实用新型的上述技术方案，进料管路4采用多个旋转接头7连接，通过各个旋转接头7共同作用将任意方向的振动消除，从而有效消除泵车泵送换向时产生的剧烈振动，使得设备在剧烈震动的条件下能够稳定工作，减小压力波动，保护流量调节阀1不受剧烈冲击，作业稳定性和流量调节阀1寿命得到明显提高。
70.另外，所述第一直管体411可以采用高压软管，以吸收进水端的振动。为了减少第二直管体444出水口处的反冲压力，可以将出水口设计成喇叭口以减少反冲力引起的振动，第二直管体444靠近流量调节阀1一端的口径大于远离流量调节阀1一端的口径。
71.如图6所示，下面说明所述旋转接头7的具体结构。所述旋转接头7包括内套管71和套设在所述内套管71外侧的外套管72，所述内套管71的外圆周面和/或所述外套管72的内圆周面上设置有滚珠槽73，所述滚珠槽73内设置有滚珠74，所述内套管71与所述外套管72的径向间隙内设置有密封圈75。
72.内套管71与外套管72之间通过滚珠74连接，可以使内套管71与外套管72之间相对旋转；而密封圈75的设置可以适应旋转状态下使用，保证内套管71和外套管72之间可以相对旋转而不泄露。
73.所述内套管71远离所述外套管72的一端与所述进料管段的一端连接，所述外套管72远离内套管71的一端与所述进料管段的另一端连接，相邻两个进料管段之间通过所述内套管71和所述外套管72连接。
74.进一步的，所述内套管71和外套管72彼此相远离的一端分别设置有用于连接所述进料管段的螺纹部。所述内套管71远离所述外套管72的一端与所述进料管段的一端螺纹连接，所述外套管72远离内套管71的一端与所述进料管段的另一端螺纹连接。
75.除此之外，所述内套管71与所述进料管段的连接方式以及所述外套管72与所述进料管段的连接方式还可采用法兰连接，用户可根据实际需求自行选择。
76.如图4所示，泵车的泵送设备主要由油缸13、活塞杆14、输送活塞15、输送缸16、水
箱17、分配阀18、料斗10等组成，液压泵11运转输出压力油，有序、交替的注入到泵送设备的两个油缸13中，油缸13中的活塞杆14带动输送活塞15在输送缸16内做交替、往复运动，将料斗10中的混凝土不断地吸入输送缸16内，然后再推出，混凝土依次经过输送缸16、料斗10内的分配阀18、布料臂上的输送管道内或外接输送管路到达指定位置。
77.进一步的，如图8
‑
图9所示，所述泵送设备的液压泵11信号连接有主控制器12，其中，所述主控制器12是与泵车电控系统通讯的独立系统，可以读取实时的泵送压力值。所述主控制器12连接用于控制所述流量调节阀1的调试组件，该调试组件包括与主控制器12连接的副控制器3以及分别与所述副控制器3和所述流量调节阀1连接的驱动部件2，所述副控制器3能够通过所述驱动部件2调节所述流量调节阀1的开度。
78.进一步的，所述主控制器12包括：压力监测模块121，用于监测所述液压泵11的泵送压力值；输入模块122，用于输入所述液压泵11需要调试的目标压力值；显示模块123，用于显示所述目标压力值和所述泵送压力值；输出模块124，用于根据所述目标压力值和所述泵送压力值向所述副控制器3输出控制信号。
79.在所述输入模块122上设定需要调试的目标压力值，所述主控制器12将目标压力值传输给副控制器3，所述副控制器3能够接收所述控制信号并通过所述驱动部件2调节所述流量调节阀1的开度，以使液压泵11的泵送压力值达到目标压力值。
80.作为本实用新型的一种优选实施方案，所述驱动部件2包括伺服驱动器和伺服电机，所述副控制器3通过所述伺服驱动器控制所述伺服电机运转，利用伺服电机调节所述流量调节阀1的开度。
81.伺服驱动器接收副控制器3的执行指令后，带动流量调节阀1进行行程调节(直线或转角行程)，且伺服驱动器带有行程反馈装置和锁紧功能，可保持流量调节阀1在特定行程位置稳定工作。
82.优选的，流量调节阀1的阀芯可采用套筒式结构，可以使阀芯周围受到的径向力相互抵消，提高阀芯的稳定性和使用寿命。
83.另外，副控制器3可接收到流量调节阀1的行程调节信息。针对特定型号的泵车的泵送设备，可通过试验获得流量调节阀1的行程与液压系统压力的曲线(如图11所示)，并可将此曲线中压力与流量调节阀1行程的对应关系录入副控制器3的程序中。
84.作为本实用新型的另一种实施方案，所述驱动部件2包括具有位移传感器的液压油缸13，通过液压油缸13来调节流量调节阀1的开度，同时位移传感器来检测液压油缸13的位置变化，副控制器3可接收流量调节阀1的位移调节信息。优选的，这里的流量调节阀1可以为闸板阀。
85.进一步的，如图4或图9所示，所述调试系统还包括回料管路5，所述流量调节阀1的出口端通过该回料管路5连通所述泵送设备的料斗10。
86.回料管路5将通过流量调节阀1的水再回流至泵送设备的料斗10内，便于水的循环使用，节约资源。
87.进一步的，所述调试系统还包括与所述副控制器3连接的压力检测元件6，所述压力检测元件6设置在所述进料管路4上。在进料管路4上增加压力检测元件6，以方便获悉所述出料口9处的压力。其中，压力检测元件6可以为水压表或压力传感器。
88.进一步的，如图10所示，所述调试系统还包括液压升降小车8，所述流量调节阀1设
置在所述液压升降小车8上。
89.将流量调节阀1设置在所述液压升降小车8上，在流量调节阀1安装时，无需两人费劲去抬，只需推动液压升降小车8，将电动流量调节阀1运送到泵送设备的出料口9的一侧，并通过液压升降小车8的升降功能使电动流量调节阀1调整到合适高度(如图7)，以便进料管路4与出料口9对准安装，提升作业效率。
90.为了更好的理解本实用新型的上述技术方案，下面结合具体的控制方法对所述的调试系统进行介绍。所述调试系统的控制方法包括如下步骤：
91.s1、将流量调节阀1与主控制器12连接，并设定目标调试压力。
92.利用液压升降小车8，将电动流量调节阀1运送到泵送设备的出料口9一侧，并通过液压升降小车8的升降功能使电动流量调节阀1调整到合适高度，以便进料管路4与出料口9对准安装，并使副控制器3与主控制器12建立通讯连接。
93.在输入模块122上输入目标压力值p1，所述压力监测模块121监测所述液压泵11当前的泵送压力值，由所述输出模块124向所述副控制器3输出控制信号，所述副控制器3接收所述控制信号。另外，目标压力值p1和当前泵送压力值可显示在所述显示模块123上。
94.s2、对流量调节阀1的开度进行调节。
95.副控制器3预设有流量调节阀1的行程与液压泵11泵送压力变化的对应关系(如图11所示)，所述副控制器3根据流量调节阀1的行程与液压泵11压力变化的对应关系计算出流量调节阀1的初始行程，并将初始行程的执行信息输出给伺服驱动器，伺服驱动器通过电机带动流量调节阀1动作到设定值后进行锁止。
96.流量调节阀1的行程变化使液压泵11泵送压力值发生相应变化，并通过压力监测模块121将当前泵送压力值p0反馈给主控制器12。这一步的目的是为了使泵送液压泵11压力值p0快速的调节到接近目标压力值p1。
97.s3、泵送压力精准调节，闭环控制。
98.由于每台泵车液压泵11和泵送设备存在差异性，在步骤s2中流量调节阀1初始行程设定后，泵送设备的压力值与目标压力值会存在偏差。
99.因此，主控制器12也会再一次将目标压力值p1和当前泵送压力值p0传递给副控制器3。副控制器3对目标压力值p1和当前泵送压力值p0进行逻辑运算，并对伺服驱动器发出动作指令，对流量调节阀1进行相应的调节，使得|p1‑
p0|≤c，其中c为预设偏差范围。
100.考虑到实际工况下的振动等因素，即使液压泵11压力值已达到偏差范围，压力监测模块121也会不断地对液压泵11泵送压力进行监测和对比。当流量调节阀1行程出现异常变化时，由于压力监测和对比一直在循环进行，所述调节组件会快速响应，并完成及时调整。
101.当需要变化调试目标压力值p2时，可直接在主控制器12的输入模块122中输入，无需停止设备，本发明所述的调试系统会继续按照上述过程进行自动调节，最终达到|p2‑
p0|≤c。
102.进一步地，由于泵送设备的工作特点，泵送压力曲线会呈周期性的变化，压力监测模块121监测的泵送压力值需要进行处理，选出平稳压力输出段的压力值作为参考值，压力采集频率和循环控制周期可根据具体应用情况进行设定。
103.本实用新型的上述技术方案中，所述副控制器3可根据主控制器12发出的目标压
力值对流量调节阀1进行相应的调节，以使液压泵11达到目标压力值。在对泵送压力进行调节时，无需多人配合调节压力，只需1人在主控制器12的显示模块123上查看设定的目标压力值即可完成泵送压力调节，消除了安全隐患。
104.另外，本实用新型还提供了一种泵送设备，包括如上所述的用于泵送设备的调试系统。
105.以上所述仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本实用新型，任何熟悉本专利的技术人员在不脱离本实用新型技术方案范围内，当可利用上述提示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型方案的范围内。