专利名称：一种混凝土泵送计量系统及带有该系统的混凝土泵的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种计量系统，特别涉及一种混凝土泵送计量系统，还 涉及到带有该系统的混凝土泵。
背景技术：
随着混凝土建筑业的迅速发展，泵送机械的应用越来越广泛。对于混凝 土需求量大，搅拌地与作业区距离较远的场景，通常用混凝土泵车将混凝土 泵送到混凝土作业面。由于搅拌地和作业区距离较远，在实际作业时，搅拌、运输和施工往往 由三个不同的主体承担。为了便于三方的协调，需要有一种计量混凝土排量 的系统，对混凝土泵输送的混凝土进行计量。另外，在设备运行状态检测、 施工管理、施工质量和设备质量评价时，也存在对混凝土排量进行计量的需 求。当前的混凝土泵送计量系统的计量原理是根据混凝土泵混凝土缸的容 积和混凝土缸活塞的换向次数确定混凝土泵的排量，混凝土缸活塞换向一次， 能够将混凝土缸内的混凝土泵出，其一次换向，混凝土泵输出与混凝土缸容 积基本相当的混凝土。当前，确定混凝土缸活塞的换向次数通过接近开关实 现，在活塞位于接近开关感应区内和感应区外时，接近开关输出不平的信号 (高电平信号和低电平信号)，控制器根据接近开关输出信号的变化确定混凝 土缸活塞的换向次数，再根据换向次数确定混凝土泵的排量。现有的混凝土泵送计量系统虽然能够取得混凝土泵的排量，但是该系统 在各种状态下都进行同样的处理，不能根据不同的情况进行相应的处理。混 凝土泵有两种状态， 一种是工作状态，即向外输送混凝土的状态，二是空运 行状态，混凝土缸活塞空机换向，没有向外输送混凝土。在空运行状态，不 需要按混凝土缸活塞换向进行混凝土排量的计量；比如在混凝土泵进行试 机空运行时，混凝土泵未排出混凝土，处于空运行状态，但现有的混凝土泵 送计量系统的控制器仍然产生并输出混凝土排量，造成混凝土排量数据不准 确。另外，为了更好地了解一个混凝土泵的总体使用状态，需要了解混凝土泵的总输出量；为了确定混凝土泵单位时间的混凝土排量是否符合作业面对 混凝土的需要，也有必要了解混凝土泵在单位时间内的排量及单位时间内混 凝土缸活塞的换向次数；现有的混凝土泵送计量系统不能满足上述要求。总之，现有的混凝土泵送计量系统难以满足当前混凝土施工的需要，需 要对其进一步改进。 实用新型内容针对上述缺陷，本实用新型的目的在于，提供一种能够根据不同状态进 行混凝土排量计量的混凝土泵送计量系统。在提供上述混凝土泵送计量系统的基础上，还提供了 一种带有该系统的 混凝土泵。本发明提供的混凝土泵送计量系统包括位置传感器、控制器和输出装置， 所述的位置传感器能够检测混凝土泵中混凝土缸活塞的位置，所述控制器能 够根据位置传感器输出的信号确定混凝土缸活塞的换向次数，进而才艮据换向 次数确定并通过输出装置输出混凝土泵的排量，其特征在于，该系统还包括 压力传感器，所述压力传感器能够检测液压系统的压力，并将产生的压力信 号输出到控制器；所述控制器能够在液压系统压力小于预定压力值时， <吏输 出的混凝土排量为零，所述的预定压力值为混凝土泵空运行时液压系统的压 力。优选地，所述控制器还能够通过输出装置输出混凝土缸活塞的换向次数。 优选地，所述控制器能够将混凝土泵的排量和混凝土缸活塞的换向次数分别进行累积，并将累积取得的数据永久存储。优选地，所述控制器还能够取得并输出单位时间内混凝土泵的排量。 优选地，所述的位置传感器包括两个接近开关，所述的两个接近开关能够分别安装在两个油缸的缸体上。可选地，所述的压力传感器能够安装在油缸缸体内。优选地，还包括与控制器相连的输入装置，所述的输入装置能够输入参数。可选地，所述的混凝土泵的排量为Vo,所述VQ=l/4 x D2 x丌xLxpxTl xN;其中D为混凝土缸活塞直径，L为混凝土缸活塞的理i仑行程，N为 混凝土缸活塞的换向次数，ri为排量效率，为混凝土缸活塞运行一次实际排 量与理论排量的比值；在液压系统的压力值小于预定压力值时，P为0,在 液压系统的压力值不小于预定压力值时，P为l。冲是供的混凝土泵包括两个油缸、两个混凝土缸和混凝土泵送计量系统， 所述的混凝土泵送计量系统为上述的混凝土泵送计量系统，所述的位置传感 器安装在油缸的缸体上，所述的压力传感器安装在油缸缸体内。与现有技术相比，本实用新型提供的混凝土泵送计量系统的控制器能够 根据液压系统压力信号确定混凝土泵是否处于工作状态，在向外输送混凝土 ， 在确定混凝土泵处于工作状态时，能够根据混凝土缸体的理论容积、排量效 率及混凝土缸活塞的换向次数取得混凝土泵的排量，并通过输出装置输出； 在确定的混凝土泵处于空运行状态时，能够使输出的混凝土泵排量为0。这 样，本实用新型提供的混凝土泵送计量系统能够区分混凝土泵的工作状态和 空运行状态，并根据混凝土泵状态的不同进行不同的处理，避免了混凝土泵 在无负载的空运行状态下输出混凝土排量，进而能够保证输出的混凝土泵排 量的准确性。在进一步的技术方案中，控制器能够通过输出装置输出混凝土缸活塞的 换向次数，能够为操作人员提供更多混凝土泵的运转数据，更好地掌握设备 的性能。比如在空运行状态下，操作人员能够根据混凝土缸活塞的换向次 数检测混凝土泵的运行性能。在进一步的技术方案中，控制器能够将混凝土泵排量和混凝土缸活塞的 换向次数分别进行累积，并将累积的数据进行永久存储，操作人员能够根据 这两个表征总排出量和总运行次数的参数获取该混凝土泵以往的运行状态和 历史数据，并依此进行相应处理；比如说，可以确定是否需要更换易损件， 是否需要对设备进行维护，等等。在进一步的技术方案中，控制器还能够取得并输出单位时间内混凝土泵 的排量，操作人员能够根据单位时间内的排量，判断当前的混凝土流量是否 能够满足当前作用面对混凝土流量的要求，并可以根据判断结果对单位时间 内混凝土泵的排量进行调整。在进一步的技术方案中，接近开关分别安装在两个油缸的缸体，能够为油缸和混凝土缸的运动提供更大的空间，避免相应运动件与接近开关的干涉； 将压力传感器安装在油缸内，能够^f吏压力传感器;^测的压力与液压油缸的工 作状态直接相关，提高压力信号的可靠性。本实用新型提供的混凝土泵送计量系统，特别适用于对混凝土泵的排量 进4亍计量。
图l是本实用新型提供的混凝土泵送计量系统结构框图； 图2是混凝土泵泵送部分结构示意图； 图3是另一实施例混凝土泵送计量系统结构框图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的内容进行详细描述，本部分的描述仅是示 范性和解释性，不应对本实用新型的保护范围有任何限制作用。另外，需要 特别说明的是，由于混凝土缸活塞与油缸活塞运动的关联性，如无特别说明， 下述的混凝土缸活塞的换向次数也可以由油缸活塞的换向次数所替代。如图l所示，实施例提供了一种混凝土泵的混凝土泵送计量系统。该混 凝土泵送计量系统包括两个接近开关11和12、压力传感器13、控制器2和 作为输出装置的显示器3，所述的压力传感器和两个接近开关11、 12分别与 控制器2相连，并能够将相应的信号输入到控制器2,控制器2与显示器3 通过CAN总线相连，并能够将取得数据通过显示器4输出。本领域技术人 员可以理解，控制器2也可以将取得的数据通过其他输出装置输出，比如说 可以通过打印设备打印输出。混凝土泵的泵送部分的组成如图2所示，包括两个油缸41、 42和两个混 凝土缸51、 52,压力传感器2安装在油缸41缸体内内侧，选择合适的位置 能够保持压力传感器2不受活塞与油缸缸体的挤压；压力传感器2用于检测 油缸41内的压力，能够根据液压系统的压力产生压力信号。接近开关11、 12分别安装在油缸41、 42釭体顶部。接近开关11用于检测油缸41活塞的 位置，油缸41的活塞在其感应距离内时，能够向控制器2输出一种信号(高 电平)，在该活塞在运动到其感应距离外时，能够向控制器2输出另一种信号(低电平)，控制器2根据接近开关11的信号变化能够确定油缸41活塞的换 向次数；由于油缸41的活塞与混凝土缸51活塞同步运动， >夂人而能够确定混 凝土缸51活塞的换向次数。同样的原理，控制器2能够根据接近开关12的 信号变化确定混凝土缸52活塞的换向次数。本领域技术人员可以理解，其混 凝土缸活塞换向次数与混凝土缸挤压、输出混凝土的次数相等，因此，根据 混凝土缸活塞的换向次数可以确定其输出混凝土的次数。本例中，控制器2取得混凝土排量VQ的具体计量方式是V0=l/4 xD2XTTxLxpxnxN;其中D为混凝土缸活塞的直径；L为混凝土缸活塞的理论行程，本例中， 两个混凝土缸活塞理论行程相同，在两个混凝土缸活塞理论行程不同时，可 以对两个混凝土缸分别进行处理；N为混凝土缸活塞的换向次数；ri为排量 效率，等于一个混凝土缸活塞运行一次的实际排量与理论排量的比值；P为压力参数，根据混凝土泵状态不同取不同值。控制器2能够压力传感器13 输出的压力信号确定液压系统的压力值，并将液压系统压力值与预定压力值 进行比较，在液压系统的压力值不小于预定压力值时，可以确定混凝土泵处 于工作状态，正在输送排出混凝土，使P为l,控制器2通过显示器3输出 混凝土排量；在液压系统压力小于预定压力值时，可以确定混凝土泵处于空 运行状态，未输出混凝土，使P为O,输出的混排量也为零。这样，在进行 试机空运行时，控制器2不再输出混凝土排量。避免了无负载运行时，控制 器2输出混凝土排量，以保证输出的混凝土排量数据的准确性。另外，也可 以使在控制器2中预设排量参数Vo,在液压系统压力小于预定压力值时，使 Vo保持为零，在液压系统压力不小于预定压力值时，使V0=l/4 x D2 x 7t x L x ri xn。同样可以实现本实用新型的目的。本领域技术人员可以理解，由于混凝土泵的两个混凝土缸换向是循环进 行的，也可以根据一个混凝土缸的换向次数确定整个混凝土泵的混凝土排量， 因此，也可以仅设接近开关11,控制器2能够确定混凝土缸51内活塞的换 次数确定混凝土缸52内活塞的换向次数，从而取得混凝土泵的混凝土排 量。另外，确定油缸活塞的位置不限于接近开关，也可以是其他位置传感器， 只要是能够确定油缸活塞位置就能够实现上述目的，比如说可以是位移传感器，通过;险测活塞位置的改变确定其换向次数，进而取得混凝土泵的排量。
为了提供更多的混凝土泵的相关参数，控制器2还可以根据接近开关的 信号确定并通过显示器输出相应混凝土缸活塞的换向次数，在试机空运行或
其他特定场景下，为操作人员进行其他处理提供方便；比如说，可能根据控 制器输出的换向次数与预赛的换向次数进行对比，进而确定是否符合预定要 求，如果不符合预定要求，操作人员可以通过调整液压系统比例阀的开度调 整混凝土缸活塞的换向次数。另外，控制器还可以将取得的混凝土排量的数 据和/或混凝土缸活塞的换向次数进行累积，并将累积的数据进行永久性存 储，在混凝土泵使用过程中，操作人员可以调出并查询该混凝土泵的历史数 据，进而确定该混凝土泵使用状态，以作为进一步采取相应措施的依据；比 如说，可以根据混凝土泵总的排量数据确定其易损件是否需要维护和更换， 确定液压系统的液压油是否需要更换或处理，还可以将历史数据作为评估设 备价值的参照等等。
在进行作业，比如在用混凝土浇注地基或用深层搅拌的方式打桩时， 需要限定混凝土泵单位时间内的混凝土排量，以保证工程的质量。为了满足 这方面要求，本实用新型提供的混凝土泵送计量系统还可以根据内部时钟， 确定单位时间内混凝土泵的排量，并将单位时间内的混凝土排量Vq揄出， 以便于操作人员确定混凝土流量是否符合预定的要求，并能够在不符合预定 要求时，调整混凝土泵的输出流量，保证工程质量。其具体的方式可以是
Vq=1/4 xD2x 7t xLxpx n xf;
其中，D、 L、 ri和P与获取Vo的公式中相同，f为活塞的换向频率，即 单位时间内混凝土缸活塞的换向次凄t。
本领域技术人员可以理解，本实用新型提供的混凝土泵送计量系统控制 器可以同时具有上述功能，在需要^T出不同婆:据时，可以在控制器2上相应 的转换按键，通过按键转换输出状态，确定输出数据，满足操作人员获取多 个数据的需要。
上述实施方式是以混凝土缸的理论行程确定为前提的，根据混凝土运行 原理，混凝土缸活塞的行程可以通过调整换向装置进行改变；另外，根据混 凝土泵输送混凝土的距离和高度的不同，其液压系统的压力也不相同，比如，在将混凝土泵送到高层建筑时，混凝土缸活塞受到的压力会增加，混凝土缸 和混凝土输送管道内的混凝土压力也会增加，其密度会产生相应变化，会造
成混凝土泵排量效率的变化。为了满足上述参数产生变化后，控制器2仍能 够输出准确的排量数据，如图3所示，还可以使混凝土泵送计量系统具有相 应的输入装置14，以在不同工况下，通过输入的方式确定其排量计量参数， 保证控制器输出的排量数据更准确。
本实用新型还提供一种混凝土泵，该混凝土泵与上述实施例中所述的混 凝土相同，包括两个油缸和两个混凝土缸，还包括混凝土泵送计量系统，所 述的混凝土泵送计量系统为上述的混凝土泵送计量系统，所述的两个接近开 关分别安装在两个油缸的缸体上，所述的压力传感器安装在一个油缸缸体内。 由于混凝土泵送计量系统具有上述的技术效果，带有上述计量系统的混凝土 泵也具有相应的技术效果。
以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域 的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型描述的原理前提下，还可以做出 若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。
权利要求1、一种混凝土泵送计量系统，包括位置传感器、控制器和输出装置，所述的位置传感器能够检测混凝土泵中混凝土缸活塞的位置，所述控制器能够根据位置传感器输出的信号确定混凝土缸活塞的换向次数，进而根据换向次数确定并通过输出装置输出混凝土泵的排量，其特征在于，该系统还包括压力传感器，所述压力传感器能够检测液压系统的压力，并将产生的压力信号输出到控制器；所述控制器能够在液压系统压力小于预定压力值时，使输出的混凝土排量为零，所述的预定压力值为混凝土泵空运行时液压系统的压力。
2、 根据权利要求1所述的混凝土泵送计量系统，其特征在于，所述的位 置传感器包括两个接近开关，所述的两个接近开关分别安装在两个油缸的缸体 上。
3、 根据权利要求1所述的混凝土泵送计量系统，其特征在于，所述的压 力传感器安装在油缸缸体内。
4、 根据权利要求1所述的混凝土泵送计量系统，其特征在于，还包括与 控制器相连的输入装置，所述的输入装置能够输入参数。
5、 一种混凝土泵，包括两个油缸、两个混凝土缸和混凝土泵送计量系统， 其特征在于，所述的混凝土泵送计量系统为权利要求l-4任一项所述的混凝土 泵送计量系统，所述的位置传感器安装在油缸的缸体上，所述的压力传感器安 装在油缸缸体内。
专利摘要本实用新型公开一种混凝土泵送计量系统和带有该系统的混凝土泵，混凝土泵送计量系统包括位置传感器、控制器和输出装置，位置传感器能够检测混凝土泵中混凝土缸活塞的位置，控制器能够确定并通过输出装置输出混凝土泵的排量，该系统还包括压力传感器，压力传感器能够检测液压系统的压力，并将产生的压力信号输出到控制器；控制器能够在液压系统压力小于预定压力值时，使输出的混凝土排量为零。本实用新型提供的混凝土泵送计量系统能够区分混凝土泵的工作状态和空运行状态，并根据混凝土泵状态的不同进行不同的处理，避免了混凝土泵在无负载的空运行状态下输出混凝土排量，进而能够保证控制器输出的混凝土排量的准确。
文档编号G01F11/04GK201413168SQ20082018249
公开日2010年2月24日 申请日期2008年12月31日 优先权日2008年12月31日
发明者李兆龙, 杨新华, 谭凌群 申请人:三一重工股份有限公司