专利名称：末端软管、末端软管刚度控制系统及管道输送机械的制作方法
技术领域：
本发明涉及管道输送机械技术领域，尤其涉及一种末端软管。本发明还涉及一种末端软管刚度控制系统及管道输送机械。
背景技术：
用于输送流体的管道输送机械，其输送管道的末端通常设置有末端软管，在混凝土泵车上末端软管尤为常见。混凝土泵车通过沿臂架布置的混凝土输送管道将混凝土泵送至施工点，为了便于布料，通常在臂架末端增设末端软管，末端软管的进料口与混凝土输送管道的末端连通，出料口用于将混凝土排出，末端软管通常有由柔性材料构成，操作人员可人为拉动末端软管， 以增加布料的准确性；同时，末端软管能使混凝土更为均勻的排出，避免出料飞溅现象。混凝土泵车在执行泵送工作时，如果出口压力过大，会造成末端软管受到很大的作用力，而末端软管的柔性特点，使得在泵送压力较高时末端软管出现大幅甩动；当泥浆或混凝土首次泵出或其中夹杂杂物或空气时，会导致末端软管甩动；臂架执行横向旋转时，无论是启动或急停，会造成末端软管的甩动。可见，当混凝土泵车在泵送作业时，末端软管容易出现甩动现象，末端软管的甩动容易物料的飞溅，不但对布料造成不便，还对操作者的人身安全造成了极大隐患。因此，如何减小末端软管的甩动、减少物料的飞溅，成为本领域技术人员亟待解决的技术难题。
发明内容
本发明的第一个目的是提供一种末端软管，该末端软管设置于输送管道的末端， 可减小末端软管的甩动，减少物料的飞溅。本发明的第二个目的是提供一种用于控制上述末端软管刚度的末端软管刚度控制系统。本发明的第三个目的是提供一种具有上述末端软管的管道输送机械。为了实现上述第一个目的，本发明提供了一种末端软管，设置于输送管道的末端， 包括软管本体，所述软管本体的进料口与所述输送管道末端的出料口连通，所述软管本体的外侧沿其长度方向上至少一部分设置有弹性容器，所述弹性容器内的压力可调，以调整所述末端软管的刚度。优选的，所述弹性容器呈筒状包裹于所述软管本体的外侧。优选的，所述弹性容器进料口处的径向截面尺寸大于出料口处的径向截面尺寸。优选的，所述弹性容器的径向截面尺寸沿软管本体进料口至出料口方向逐渐减优选的，所述弹性容器的径向截面尺寸沿软管本体进料口至出料口方向呈阶梯状逐步减小。优选的，所述弹性容器的数量不少于两节。
优选的，每节所述弹性容器为筒状，且靠近进料口端的所述弹性容器的径向截面尺寸大于靠近出料口端的所述弹性容器的径向截面尺寸。优选的，每节所述弹性容器为锥状，且所述弹性容器的径向截面尺寸沿软管本体进料口至出料口方向依次减小。优选的，所述弹性容器为气囊。本发明提供的末端软管包括软管本体，该软管本体的进料口与输送管道末端的出料口连通，软管本体的出料口用于排出物料，所述软管本体的外侧沿其长度方向上至少一部分设置有弹性容器，所述弹性容器内的压力可调，以调整所述末端软管的刚度。弹性容器内充入介质后内部压力将升高，弹性容器的表面张力也会随着增大，使得末端软管在其长度方向上的刚度增加，通过调整弹性容器内的压力可调节末端软管的刚度，以满足不同应用场景下对末端软管的刚度要求，从而可防止末端软管在输送作业时的大幅甩动，减小物料的飞溅，使得布料更加方便，保障了操作者的人身安全。为了实现上述第二个目的，本发明还提供了一种末端软管刚度控制系统，用于控制权利要求1-8任一项所述末端软管的刚度，该末端软管刚度控制系统包括控制信号输入装置，用于向控制器发送打开或关闭开关阀及开关阀开度的控制指令；控制器，用于接收所述控制指令，并向开关阀发出控制信号；开关阀，所述开关阀的介质进口与介质源连通，所述开关阀的介质出口与所述弹性容器连通，控制端与所述控制器的控制信号输出端连接。优选的，所述控制信号输入装置为无线遥控器，以无线信号的形式向所述控制器发出控制指令；所述介质源为底盘气罐；所述开关阀为电磁气阀。本发明提供的末端软管刚度控制系统包括控制信号输入装置、控制器及开关阀， 开关阀的介质进口与介质源连通，开关阀的介质出口与弹性容器连通，开关阀的控制端与控制器的控制信号输出端连接；控制信号输入装置向控制器发出打开或关闭开关阀及开关阀开度的控制指令，控制器接收所述控制指令，并向开关阀发出控制信号以控制开关阀处于开启或关闭状态及开关阀的开度大小。通过该末端软管刚度控制系统可根据工况控制末端软管的弹性容器内的压力大小，进而控制末端软管的刚度的大小，以实现末端软管的刚度的自动化控制。为了实现上述第三个目的，本发明还提供了一种管道输送机械，包括输送管道，所述管道的末端连接有上述的末端软管，和/或包括上述的末端软管刚度控制系统。由于上述的末端软管和/或末端软管刚度控制系统具有上述技术效果，具有该末端软管和/或末端软管刚度控制系统的管道输送机械也应具备相应的技术效果。
图1为本发明所提供的末端软管的一种具体实施方式
的结构示意图；图2为本发明所提供的末端软管的另一种具体实施方式
的结构示意图；图3为本发明所提供的末端软管刚度控制系统的一种具体实施方式
的结构框图；图4为图3中电磁气阀的工作原理示意图。
具体实施例方式为了使本领域的技术人员更好的理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施方式
对本发明作进一步的详细说明。请参看图1，图1为本发明所提供的末端软管的一种具体实施方式
的结构示意图。如图1所示，本发明所提供的末端软管包括软管本体11，软管本体11具有进料口 111和出料口 112，软管本体11的进料口 111与输送管道的末端连通，软管本体11的出料口 112用于将物料排出；所述软管本体11的外侧沿其长度方向上至少一部分设置有弹性容器，所述弹性容器内的压力可调，以调整所述末端软管的刚度。弹性容器内可以充入介质， 通过充入弹性容器中介质的容量以调整弹性容器内部的压力。弹性容器内充入介质后内部压力将升高，这样弹性容器的表面张力也会随着增大，从而使得弹性容器及软管本体11在其长度方向上的刚度增加，因此，通过调整弹性容器内的压力可调节末端软管的刚度，以满足不同应用场景下对末端软管的刚度要求，从而可防止末端软管在输送作业时的大幅甩动，减小物料的飞溅，使得布料更加方便，保障了操作者的人身安全。在软管本体11的外侧设有沿该软管本体11长度方向延伸的弹性容器， 还可以增大软管本体11受力面到软管本体11中性轴的距离，间接增大了力臂。尤其这种末端软管用于混凝土泵车上时，当泵送排量大或者泵送混凝土标号较高时，可将弹性容器内充满介质，提高末端软管的刚度，以防止末端软管发生甩动；当臂架快速旋转时，可将弹性容器内充满介质，提高末端软管的刚度，防止启动或急停时末端软管答复甩动以及由于甩动造成的物料的飞溅；需要进行准确布料时，可排出弹性容器内的介质， 降低末端软管的刚度，以便于操作者能够拉动末端软管进行准确布料。优选方案中，所述弹性容器可以为气囊12，进入气囊12的介质为气体，气体进入气囊12后，可提高气囊12内的压力，通过调节气囊12内的气压的大小可以调节气囊12的刚度，进而调整整个末端软管的刚度。这种方案通过气体实现末端软管的刚度的调节，末端软管的重量轻，有利于臂架的减重。具体的方案中，气囊12可包括纤维内层，纤维内层具有较高的强度和弹性模量， 从而可使得气囊12在充气状态下能够承受较大的弯矩。优选方案中，气囊12可呈筒状包裹于软管本体11的外侧，这种方案中，气囊12内充入气体后，气囊12的表面张力可使得软管本体11的表面均处于伸展状态，即可增大软管本体11受力面到末端软管中性轴的距离，更好地抑制末端软管的甩动。更优的方案中，气囊12可与软管本体11 一体设置，可简化末端软管的结构，软管本体11的受力更加合理。优选方案中，弹性容器进料口 111处的径向截面尺寸大于出料口 112处的径向截面尺寸，这种结构的末端软管，弹性容器内充压时，进料口 111处的刚度大于出料口 112的刚度，这种结构便于操作人员拉动末端软管进行布料操作，可便于准确布料定位。进一步的方案中，弹性容器的径向截面尺寸沿软管本体11进料口 111至出料口 112方向逐渐减小。替代方案中，弹性容器的径向截面尺寸沿软管本体11进料口 111至出料口 112方向呈阶梯状逐步减小。
需要说明的是，上述弹性容器的径向截面尺寸的设定，当弹性容器采用气囊12 时，弹性容器的径向截面尺寸是指，气囊12在充气时其处于展开状态下的径向截面尺寸。上述实施例中，软管本体的外侧设置有沿软管本体长度方向延伸的一个弹性容器，本发明并不局限于此，软管本体的外侧长度方向上还可设置不少于两个的弹性容器，可对软管本体不同部分分别充压，对每部分的刚度根据需要单独调节。以下实施例，通过在软管本体的外侧设置有沿软管本体长度方向延伸的三节弹性容器为例，对这种方案进行简单介绍。请参看图2，图2为本发明所提供的末端软管的另一种具体实施方式
的结构示意图。如图2所示，该末端软管包括软管本体21，软管本体21具有进料口 211和出料口 212，软管本体21的进料口 211与输送管道的末端连通，软管本体21的出料口 212用于将物料排出；软管本体21的外侧依次设有沿该软管本体21长度方向延伸的第一弹性容器22、 第二弹性容器23、第三弹性容器24。这种结构的末端软管沿软管本体21长度方向设置有三个单独的弹性容器，可实现三个弹性容器分别充压，实现末端软管不同部分刚度的单独调节，当需要适当增加软管刚度时，可单独对靠近进料口 211的弹性容器冲压，靠近出料口 212的弹性容器保持松弛状态，可使得操作者能够拉动末端软管进行布料；当末端软管甩动十分剧烈时，三个弹性容器可同时充压，实现末端软管整体刚度的增大，抑制其甩动。具体的方案中，第一弹性容器22、第二弹性容器23、第三弹性容器M均为筒状，且靠近进料口端的所述弹性容器的径向截面尺寸大于靠近出料口端的所述弹性容器的径向截面尺寸，即第一弹性容器22、第二弹性容器23、第三弹性容器M的径向截面尺寸可依次减小，便于操作人员拉动末端软管进行布料操作，可便于准确布料定位。具体的方案中，每节所述弹性容器还可为锥状，且所述弹性容器的径向截面尺寸沿软管本体进料口至出料口方向逐渐减小。在优选方案中，第一弹性容器21靠近出料口端的径向截面尺寸不小于第二弹性容器22靠近进料口端的径向截面尺寸，第二弹性容器22 靠近出料口端的径向截面尺寸不小于第三弹性容器23靠近进料口端的径向截面尺寸。以上实施例中，弹性容器采用气囊，介质采用气体，本发明并不局限于此，弹性容器还可采用可充满液体的弹性容器，介质采用液体，其具体实施方式
与上述实施例类似，在此不再做详细介绍。这两种方案均应在本发明的保护范围内。为了便于控制末端软管的刚度，本发明还提供了一种末端软管刚度控制系统，以下实施例对其进行介绍。请参看图3，图3为本发明所提供的末端软管刚度控制系统的一种具体实施方式
的结构框图。如图3所示，本发明提供的用于控制上述末端软管刚度的末端软管刚度控制系统包括控制信号输入装置、控制器、开关阀及由弹性容器、软管本体构成的末端软管。开关阀的介质进口与介质源连通，开关阀的介质出口与弹性容器连通，开关阀的控制端与控制器的控制信号输出端连接；控制信号输入装置向控制器发出打开或关闭开关阀及开关阀开度的控制指令，控制器接收所述控制指令，并向开关阀发出控制信号以控制开关阀处于开启或关闭状态及开关阀的开度大小。
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通过该末端软管刚度控制系统可根据工况控制末端软管的弹性容器内的压力大小，进而控制末端软管的刚度的大小，以实现末端软管的刚度的自动化控制。优选方案中，弹性容器可采用气囊，开关阀可采用电磁气阀3，介质源可采用储气罐，如图4所示，电磁气阀3的进气口与储气罐连通，出气口与气囊连通，泄气口与大气连通。充压时，电磁气阀3的进气口与出气口连通；卸压时，出气口与泄气口连通；其他工况下，电磁气阀3的阀芯处于中位实现封堵功能。具体的方案中，所述储气罐可以采用底盘气罐，由底盘气罐提供高压气体，不需额外的增加气源。优选方案中，所述控制信号输入装置可采用无线遥控器，以无线信号的形式向所述控制器发出控制指令。这种方案可简化控制线路，使得管道输送机械的结构更加紧凑。本发明并不局限于此，弹性容器还可以采用用于充满液体的弹性容器，开关阀可采用电磁液压阀，介质源可采用液体泵，其具有实施过程与上述实施例类似，在此不再做详细介绍。本发明还提供了一种管道输送机械，包括输送管道，所述管道的末端连接有上述的末端软管，和/或包括上述的末端软管刚度控制系统。由于上述的末端软管和/或末端软管刚度控制系统具有上述技术效果，具有该末端软管和/或末端软管刚度控制系统的管道输送机械也应具备相应的技术效果。以上所述仅是发明的优选实施方式的描述，应当指出，由于文字表达的有限性，而在客观上存在无限的具体结构，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
权利要求
1.一种末端软管，设置于输送管道的末端，包括软管本体，所述软管本体的进料口与所述输送管道末端的出料口连通，其特征在于，所述软管本体的外侧沿其长度方向上至少一部分设置有弹性容器，所述弹性容器内的压力可调，以调整所述末端软管的刚度。
2.根据权利要求1所述的末端软管，其特征在于，所述弹性容器呈筒状包裹于所述软管本体的外侧。
3.根据权利要求1所述的末端软管，其特征在于，所述弹性容器进料口处的径向截面尺寸大于出料口处的径向截面尺寸。
4.根据权利要求3所述的末端软管，其特征在于，所述弹性容器的径向截面尺寸沿软管本体进料口至出料口方向逐渐减小。
5.根据权利要求3所述的末端软管，其特征在于，所述弹性容器的径向截面尺寸沿软管本体进料口至出料口方向呈阶梯状逐步减小。
6.根据权利要求1所述的末端软管，其特征在于，所述弹性容器的数量不少于两节。
7.根据权利要求6所述的末端软管，其特征在于，每节所述弹性容器为筒状，且靠近进料口端的所述弹性容器的径向截面尺寸大于靠近出料口端的所述弹性容器的径向截面尺寸。
8.根据权利要求6所述的末端软管，其特征在于，每节所述弹性容器为锥状，且所述弹性容器的径向截面尺寸沿软管本体进料口至出料口方向逐渐减小。
9.根据权利要求1-8任一项所述的末端软管，其特征在于，所述弹性容器为气囊。
10.一种末端软管刚度控制系统，用于控制权利要求1-9任一项所述末端软管的刚度， 其特征在于，该末端软管刚度控制系统包括控制信号输入装置，用于向控制器发送打开或关闭开关阀及开关阀开度的控制指令；控制器，用于接收所述控制指令，并向开关阀发出控制信号；开关阀，所述开关阀的介质进口与介质源连通，所述开关阀的介质出口与所述弹性容器连通，控制端与所述控制器的控制信号输出端连接。
11.根据权利要求10所述的末端软管刚度控制系统，其特征在于，所述控制信号输入装置为无线遥控器，以无线信号的形式向所述控制器发出控制指令；所述介质源为底盘气罐；所述开关阀为电磁气阀。
12.—种管道输送机械，包括输送管道，其特征在于，所述输送管道的末端连接有权利要求1-9任一项所述的末端软管，和/或包括权利要求10-11任一项所述的末端软管刚度控制系统。
全文摘要
本发明涉及管道输送机械技术领域，公开了一种末端软管，设置于输送管道的末端，包括软管本体，软管本体的进料口与输送管道末端的出料口连通，软管本体的外侧沿其长度方向上至少一部分设置有弹性容器，弹性容器内的压力可调，以调整末端软管的刚度。弹性容器内充入介质后内部压力将升高，弹性容器的表面张力也会随着增大，使得弹性容器及软管本体在其长度方向上的刚度增加，通过调整弹性容器内的压力可调节末端软管的刚度，以满足不同应用场景下对末端软管的刚度要求，从而可防止末端软管在输送作业时的大幅甩动，减小物料的飞溅，使得布料更加方便，保障了操作者的人身安全。本发明还公开了一种末端软管刚度控制系统及管道输送机械。
文档编号B65G53/32GK102502265SQ201110296808
公开日2012年6月20日 申请日期2011年9月30日 优先权日2011年9月30日
发明者李建涛, 武一苇, 符智 申请人:三一重工股份有限公司