混凝土泵送设备高低压自动切换装置制造方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种混凝土泵送设备高低压自动切换装置，包括高低压切换阀块、高低压泵送插装阀组、液控换向阀和高低压切换电磁换向阀，其中还包括高压压力开关、低压压力开关和控制器，高低压泵送插装阀组、液控换向阀和高低压切换电磁换向阀、高压压力开关和低压压力开关均设置在高低压切换阀块上，高压压力开关和低压压力开关的测压点设在高低压切换阀块内的供油油路上，高低压切换电磁换向阀、高压压力开关和低压压力开关均与控制器电连接，控制器根据高低压切换电磁换向阀的当前状态，以及高压压力开关和低压压力开关的通断状态向高低压切换电磁换向阀输出控制信号。本实用新型能够根据混凝土泵送设备施工情况自动切换高低压工作状态。
【专利说明】混凝土泵送设备高低压自动切换装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及工程机械控制技术，尤其涉及一种混凝土泵送设备高低压自动切换装置。
【背景技术】
[0002]混凝土泵送设备是一种用于混凝土输送和浇注的设备，根据需要浇注的混凝土料的特性，混凝土泵送设备往往需要两种工作状态。当混凝土料比较容易泵送时，为了保证泵送混凝土的速度，需要采用较低的泵送压力，而当混凝土料不太容易泵送时，为了顺利将混凝土泵送到浇注位置，则需要牺牲泵送速度来提高混凝土泵送设备的出口压力。这两种工作状态的切换目前采用高低压切换阀组来实现。
[0003]目前市场上大多数的混凝土泵送设备均配有高低压切换阀组，而且具体实现两种工作状态的切换的方式不尽相同。举例来说，一种是手动切换，即通过改变高低压切换阀盖板的方位来实现高低压切换，另一种是通过掰动控制按钮来实现自动切换。这两种切换方式对泵工的要求较高，需要泵工预先判断混凝土料的特性，并根据混凝土料的特性和自己的经验来确定何时需要哪种工作状态。而受到泵工经验的限制，可能会出现以下问题:
[0004]1、由于混凝土料较稠，引起泵送压力升高，而此时泵工如果并未将低压泵送状态调整为高压泵送状态，则会导致泵送时发动机输出功率的输出功率会升高，不利于发动机的节能。另外，由于混凝土料较稠，而泵送速度仍然是大排量泵送，则会对泵送主油缸和输送管造成较大的磨损，从整体上降低易损件的寿命。
[0005]2、如果混凝土料的特性未达到高压泵送的需要，而泵工并未将高压泵送状态调整为低压泵送状态，则会导致泵送速度低下，影响施工进度。
实用新型内容
[0006]本实用新型的目的是提出一种混凝土泵送设备高低压自动切换装置，能够根据混凝土泵送设备施工情况自动切换高低压工作状态。
[0007]为实现上述目的，本实用新型提供了一种混凝土泵送设备高低压自动切换装置，包括高低压切换阀块、低压泵送插装阀组、高压泵送插装阀组、液控换向阀和高低压切换电磁换向阀，其特征在于，还包括高压压力开关、低压压力开关和控制器，所述低压泵送插装阀组、高压泵送插装阀组、液控换向阀和高低压切换电磁换向阀、高压压力开关和低压压力开关均设置在所述高低压切换阀块上，所述高压压力开关和低压压力开关的测压点设在所述高低压切换阀块内的供油油路上，所述高低压切换电磁换向阀、高压压力开关和低压压力开关均与所述控制器电连接，所述控制器根据所述高低压切换电磁换向阀的当前状态，以及所述高压压力开关和低压压力开关的通断状态向所述高低压切换电磁换向阀输出控制信号。
[0008]进一步的，所述高低压切换阀块包括主进油口、主回油口、先导进油口、先导回油口、第一组工作油口和第二组工作油口，所述液控换向阀的进油口和回油口分别与所述主进油口和主回油口相通，所述液控换向阀的两个工作油口通过所述低压泵送插装阀组和高压泵送插装阀组与所述第一组工作油口和第二组工作油口相通，所述高低压切换电磁换向阀的进油口和回油口分别与所述先导进油口和先导回油口相通，所述高低压切换电磁换向阀的两个工作油口分别与所述低压泵送插装阀组和高压泵送插装阀组中的插装阀的控制油口相通。
[0009]进一步的，所述低压泵送插装阀组包括第一插装阀、第二插装阀和第三插装阀，所述高压泵送插装阀组包括第四插装阀、第五插装阀和第六插装阀。
[0010]进一步的，所述第五插装阀的第二油口和所述第六插装阀的第二油口分别与所述液控换向阀的两个工作油口相通，所述第五插装阀的第二油口和所述第六插装阀的第二油口还分别与所述第二插装阀的第二油口和第三插装阀的第二油口相通，所述第五插装阀的第一油口和所述第六插装阀的第一油口分别与所述第一插装阀的第一油口和第二油口相通，所述第四插装阀的第一油口和第二油口分别与所述第二插装阀的第一油口和所述第三插装阀的第一油口相通，所述第一插装阀的第二油口和所述第二插装阀的第一油口分别与所述第二组工作油口相通，所述第五插装阀的第一油口和所述第三插装阀的第一油口分别与所述第一组工作油口相通。
[0011]进一步的，所述高低压切换阀块还包括高压压力开关插口和低压压力开关插口，所述高压压力开关插设在所述高压压力开关插口上，所述低压压力开关插设在所述低压压力开关插口上，所述高压压力开关插口和低压压力开关插口均与所述主进油口和所述液控换向阀的进油口之间的油路相通。
[0012]进一步的，所述高低压切换电磁换向阀为二位四通电磁换向阀。
[0013]进一步的，所述液控换向阀为三位四通液控换向阀。
[0014]进一步的，所述液控换向阀的中位滑阀机能为M型。
[0015]基于上述技术方案，本实用新型在阀块上设置高低压压力开关，通过控制器来采集高低压切换电磁换向阀的当前状态和高低压压力开关的通断状态来向高低压切换电磁换向阀输出控制信号，实现高低压工作状态的自动切换，从而保证混凝土泵送设备能够时刻处于最佳的工作状态。
【专利附图】
【附图说明】
[0016]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:
[0017]图1为本实用新型混凝土泵送设备高低压自动切换装置的一实施例的结构示意图。
[0018]图2为图1实施例的另一角度的结构示意图。
[0019]图3为本实用新型混凝土泵送设备高低压自动切换装置实施例应用在混凝土泵送设备中的液压原理图。
[0020]图4为本实用新型混凝土泵送设备高低压自动切换装置实施例中插装阀的结构示意图。
[0021]图5为本实用新型混凝土泵送设备高低压自动切换装置实施例的控制流程示意图。
【具体实施方式】
[0022]下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。
[0023]如图1为本实用新型混凝土泵送设备高低压自动切换装置的一实施例的结构示意图。图2为图1实施例的另一角度的结构示意图。现在本实施例中，混凝土泵送设备高低压自动切换装置包括高低压切换阀块1、低压泵送插装阀组、高压泵送插装阀组、液控换向阀11和高低压切换电磁换向阀8。高低压切换阀块I是用于承载各个液压元件并提供相通的油道。液控换向阀11用于实现进油口和回油口与两个工作油口之间的连通关系的变换，从而实现泵送油缸的换向工作。高低压切换电磁换向阀8用于切换高压泵送和低压泵送两种工作状态。
[0024]混凝土泵送设备高低压自动切换装置还包括高压压力开关10、低压压力开关9和控制器(图中未示出)。低压泵送插装阀组、高压泵送插装阀组、液控换向阀11和高低压切换电磁换向阀8、高压压力开关10和低压压力开关9均设置在高低压切换阀块I上，高压压力开关10和低压压力开关9的测压点设在高低压切换阀块I内的供油油路上。
[0025]高低压切换电磁换向阀8、高压压力开关10和低压压力开关9均与控制器电连接，控制器能够根据高低压切换电磁换向阀8的当前状态，以及高压压力开关10和低压压力开关9的通断状态向高低压切换电磁换向阀8输出控制信号，以便进行高低压工作状态的切换。
[0026]图3示出了一种混凝土泵送设备高低压自动切换装置实施例应用在混凝土泵送设备中的液压原理图。由于该液压原理图还包括本实用新型之外，并与本实用新型关联不大的内容，因此这里就不再对这部分内容进行介绍了。
[0027]从图3中可以看到，高低压切换阀块I包括有多个油口，分别是主进油口 P、主回油口 T、先导进油口 P1、先导回油口 Tl、第一组工作油口 [Al，A2]和第二组工作油口 [BI，B2]。液控换向阀11的进油口和回油口分别与主进油口 P和主回油口 T相通，而液控换向阀11的两个工作油口通过低压泵送插装阀组和高压泵送插装阀组与第一组工作油口 [Al，A2]和第二组工作油口 [B1，B2]相通。
[0028]高低压切换电磁换向阀8的进油口和回油口分别与先导进油口 Pl和先导回油口P2相通，高低压切换电磁换向阀8的两个工作油口分别与低压泵送插装阀组和高压泵送插装阀组中的插装阀的控制油口相通。
[0029]高低压切换电磁换向阀优选为二位四通电磁换向阀。液控换向阀优选为三位四通液控换向阀，优选中位滑阀机能为M型。
[0030]图4给出了一种低压泵送插装阀组和高压泵送插装阀组中的插装阀的结构示意图。在图中可以看到插装阀有三个油口，一个是第一油口 A，一个是第二油口 B，还有一个是控制油口 X，当控制油口 X接油箱时，本插装阀处于打开状态，通入第一油口 A的液压油可以克服弹簧的弹力推开阀芯，并从第二油口 B流出。当控制油口 X接先导压力油时，本插装阀处于关闭状态，第一油口 A和第二油口 B之间的油路被阻断。
[0031]根据对插装阀结构及通断关系的说明，低压泵送插装阀组和高压泵送插装阀组均采用了三组插装阀来实现功能，其中低压泵送插装阀组中，第一个插装阀用于实现引入高压油即实现液控换向阀11的进油口与I号泵送油缸12的小腔(即有杆腔)连通。第二个插装阀用于实现两个泵送油缸大腔(即无杆腔)之间的连通，第三个插装阀实现2号泵送油缸13的小腔的回油，即实现2号泵送油缸小腔13与液控换向阀11的回油口的连通。
[0032]在高压泵送插装阀组中，第一个插装阀用于实现引入高压油即实现液控换向阀11的P 口与I号泵送油缸12的大腔连通。第二个实现两个泵送油缸小腔之间的连通，第三个实现2号泵送油缸的大腔的回油，即实现2号泵送油缸的大腔与液控换向阀11的回油口的连通。
[0033]在图1-3中，低压泵送插装阀组包括第一插装阀7、第二插装阀3和第三插装阀2，高压泵送插装阀组包括第四插装阀4、第五插装阀5和第六插装阀6。
[0034]在具体的连接关系上，第五插装阀5的第二油口 B和第六插装阀6的第二油口 B分别与液控换向阀11的两个工作油口相通，第五插装阀5的第二油口 B和第六插装阀6的第二油口 B还分别与第二插装阀3的第二油口 B和第三插装阀2的第二油口 B相通，第五插装阀5的第一油口 A和第六插装阀6的第一油口 A分别与第一插装阀7的第一油口 A和第二油口 B相通，第四插装阀4的第一油口 A和第二油口 B分别与第二插装阀3的第一油口 A和第三插装阀2的第一油口 A相通，第一插装阀7的第二油口 B和第二插装阀3的第一油口 A分别与第二组工作油口 [BI，B2]相通，第五插装阀5的第一油口 A和第三插装阀2的第一油口 A分别与第一组工作油口 [Al，A2]相通。
[0035]从图3中还可以看到，高低压切换阀块I还包括高压压力开关插口和低压压力开关插口，高压压力开关10插设在高压压力开关插口上，低压压力开关9插设在低压压力开关插口上，高压压力开关插口和低压压力开关插口均与主进油口P和液控换向阀的进油口之间的油路相通。
[0036]低压压力开关9和高压压力开关10可以分别将预设压力阈值调定为Pl和PH，其中匕用于检测系统压力的低压信号，Ph用于检测系统压力的高压信号。当泵送系统工作状态为低压泵送状态并且系统压力P > Ph时，泵送系统切换为高压泵送状态；当泵送系统的工作状态是高压泵送并且系统压力PSh时，泵送系统切换为低压泵送状态；当泵送系统工作状态为高压泵送状态并且P > PH，系统发出故障报警信号，此故障可能为混凝土输送管堵管也可能为泵送系统管路出现故障；当泵送系统工作状态为低压泵送状态并且P <匕时，认为高低压泵送工作正常无需切换高低压泵送状态。
[0037]下面结合图3实施例来对本实用新型的低压泵送和高压泵送工作过程进行说明。
[0038]在低压泵送时，高低压切换电磁换向阀8不得电，先导压力油从先导进油口 Pl通过高低压切换电磁阀8分别进入高压泵送插装阀组的第四插装阀4、第五插装阀5和第六插装阀6的控制油口，关闭这三个插装阀，此时低压泵送插装阀组中的第一插装阀7、第二插装阀3和第三插装阀2均为打开状态。
[0039]如果液控换向阀11的阀芯处于右位，则从进油口 P进入的压力油通过液控换向阀11的进油口到达液控换向阀的第一工作油口，再经过第二插装阀3进入到2号泵送油缸13的小腔，推动油缸活塞杆向下移动，使压力油从大腔排出，并经过第一插装阀7输送到I号泵送油缸12的大腔，推动油缸活塞杆向上移动，使压力油从小腔排出，经过第三插装阀2到达液控换向阀11的第二工作油口，再通过液控换向阀11的回油口从回油口 T排回油箱。
[0040]液控换向阀11的阀芯处于左位时的工作过程可由上述过程推导出，这里就不再赘述了。
[0041]在高压泵送时，高低压切换电磁换向阀8得电，先导压力油从先导进油口 Pl通过高低压切换电磁阀8分别进入低压泵送插装阀组中的第一插装阀7、第二插装阀3和第三插装阀2的控制油口，关闭这三个插装阀，此时高压泵送插装阀组的第四插装阀4、第五插装阀5和第六插装阀6均为打开状态。
[0042]仍以液控换向阀11的阀芯处于右位为例，从进油口 P进入的压力油通过液控换向阀11的进油口到达液控换向阀的第一工作油口，再经过第五插装阀5进入到1号泵送油缸12的大腔，推动油缸活塞杆向上移动，使压力油从小腔排出，经过第四插装阀4进入到2号泵送油缸的小腔，推动油缸活塞杆向下移动，使压力油从大腔排出，经过第六插装阀6到达液控换向阀11的第二工作油口，再通过液控换向阀11的回油口从回油口 T排回油箱。
[0043]液控换向阀11的阀芯处于左位时的工作过程可由上述过程推导出，这里就不再赘述了。
[0044]从上面的工作过程可以看到，高压泵送和低压泵送是由高低压切换电磁换向阀是否得电来进行切换的，而切换的依据就是高低压切换电磁换向阀的当前状态和高低压压力开关的通断状态。
[0045]低压压力开关用于检测系统压力的低临界点Pl，高压压力开关用于检测系统压力的高临界点pH。压力开关的工作原理是当所检测压力达到设定压力值时，压力开关的触点接通，控制器可以根据压力开关的通断情况判断此时系统压力的范围。图5给出了控制器的控制流程示意图。假定压力开关触点接通时控制程序标志位置1，断开时标志位置O。而控制器的输入有三 个参量，输出有两个参量，分别为:
[0046]高低压切换电磁换向阀的当前状态INl，
[0047]INl=O,系统为低压泵送；
[0048]IN1=1，系统为高压泵送；
[0049]INl初始值为O。
[0050]低压压力开关的通断状态IN2，
[0051]IN2=0，低压压力开关断开，此时系统压力P < Pl ;
[0052]IN2=1，低压压力开关接通，此时系统压力P≤PL。
[0053]高压压力开关的通断状态IN3，
[0054]IN3=0,闻压压力开关断开，此时系统压力P < Ph ;
[0055]IN3=1，高压压力开关接通，此时系统压力P≤PH。
[0056]控制器的输出为高低压切换电磁换向阀的最终状态OUTI，
[0057]OUTl=O,最终泵送状态为低压泵送；
[0058]OUTl=I,最终泵送状态为高压泵送。
[0059]该最终泵送状态将作为下一次泵送状态的初始值INl。
[0060]控制器的输出还包括故障报警参量0UT2，
[0061]0UT2=0，系统正常；
[0062]0UT2=1，系统发出故障报警信号。
[0063]当INl=O, IN2=1、IN3=1 时，0UT1=1、0UT2=0 ;当 INl=O, IN2=1、IN3=0 时，OUTl=O,0UT2=0 ;当 INl=O, IN2=0、IN3=0 时，OUTl=O, 0UT2=0 ;当 IN1=1、IN2=0、IN3=0 时，OUTl=O,0UT2=0 ;当 ΙΝ1=1、ΙΝ2=1、ΙΝ3=0 时，0UT1=1、0UT2=0 ;当 IN1=1、IN2=1、IN3=1 时，0UT1=1、0UT2=1。
[0064]上面这些参量的定义和取值均可以根据实际情况进行调整，以上仅为举例，不应理解为对保护范围具体的限制。
[0065]通过上述说明可以看到，本实用新型能够根据混凝土设备施工时系统工作压力的确切值来自动切换两种工作状态。可以保证无论哪个泵工来操作混凝土泵送设备，只要所泵送的土料使得泵送系统的负载压力达到临界值匕和PH，系统便自动切换泵送状态，可以保证泵送系统时刻处于最佳的工作状态，这样就可以使泵送系统的系统压力和系统流量达到一个最佳的配比，既能有效提高易损件的使用寿命，又能实现压力和流量的最佳配比，达到有效节能的目的。
[0066]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。
【权利要求】
1.一种混凝土泵送设备高低压自动切换装置，包括高低压切换阀块、低压泵送插装阀组、高压泵送插装阀组、液控换向阀和高低压切换电磁换向阀，其特征在于，还包括高压压力开关、低压压力开关和控制器，所述低压泵送插装阀组、高压泵送插装阀组、液控换向阀和高低压切换电磁换向阀、高压压力开关和低压压力开关均设置在所述高低压切换阀块上，所述高压压力开关和低压压力开关的测压点设在所述高低压切换阀块内的供油油路上，所述高低压切换电磁换向阀、高压压力开关和低压压力开关均与所述控制器电连接，所述控制器根据所述高低压切换电磁换向阀的当前状态，以及所述高压压力开关和低压压力开关的通断状态向所述高低压切换电磁换向阀输出控制信号。
2.根据权利要求1所述的混凝土泵送设备高低压自动切换装置，其特征在于，所述高低压切换阀块包括主进油口、主回油口、先导进油口、先导回油口、第一组工作油口和第二组工作油口，所述液控换向阀的进油口和回油口分别与所述主进油口和主回油口相通，所述液控换向阀的两个工作油口通过所述低压泵送插装阀组和高压泵送插装阀组与所述第一组工作油口和第二组工作油口相通，所述高低压切换电磁换向阀的进油口和回油口分别与所述先导进油口和先导回油口相通，所述高低压切换电磁换向阀的两个工作油口分别与所述低压泵送插装阀组和高压泵送插装阀组中的插装阀的控制油口相通。
3.根据权利要求2所述的混凝土泵送设备高低压自动切换装置，其特征在于，所述低压泵送插装阀组包括第一插装阀、第二插装阀和第三插装阀，所述高压泵送插装阀组包括第四插装阀、第五插装阀和第六插装阀。
4.根据权利要求3所述的混凝土泵送设备高低压自动切换装置，其特征在于，所述第五插装阀的第二油口和所述第六插装阀的第二油口分别与所述液控换向阀的两个工作油口相通，所述第五插装阀的第二油口和所述第六插装阀的第二油口还分别与所述第二插装阀的第二油口和第三插装阀的第二油口相通，所述第五插装阀的第一油口和所述第六插装阀的第一油口分别与所述第一插装阀的第一油口和第二油口相通，所述第四插装阀的第一油口和第二油口分别与所述第二插装阀的第一油口和所述第三插装阀的第一油口相通，所述第一插装阀的第二油口和所述第二插装阀的第一油口分别与所述第二组工作油口相通，所述第五插装阀的第一油口和所述第三插装阀的第一油口分别与所述第一组工作油口相通。
5.根据权利要求2所述的混凝土泵送设备高低压自动切换装置，其特征在于，所述高低压切换阀块还包括高压压力开关插口和低压压力开关插口，所述高压压力开关插设在所述高压压力开关插口上，所述低压压力开关插设在所述低压压力开关插口上，所述高压压力开关插口和低压压力开关插口均与所述主进油口和所述液控换向阀的进油口之间的油路相通。
6.根据权利要求1?5任一所述的混凝土泵送设备高低压自动切换装置，其特征在于，所述高低压切换电磁换向阀为二位四通电磁换向阀。
7.根据权利要求1?5任一所述的混凝土泵送设备高低压自动切换装置，其特征在于，所述液控换向阀为三位四通液控换向阀。
8.根据权利要求7所述的混凝土泵送设备高低压自动切换装置，其特征在于，所述液控换向阀的中位滑阀机能为M型。
【文档编号】F16B13/02GK203476962SQ201320463313
【公开日】2014年3月12日 申请日期:2013年7月31日 优先权日:2013年7月31日
【发明者】沈千里, 杨宝东, 邱艳峰 申请人:徐州徐工施维英机械有限公司