用于气力输送装置的控制方法、设备、系统及工程机械与流程

本发明涉及工程机械领域，具体地，涉及一种用于气力输送装置的控制方法、一种用于气力输送装置的控制设备、一种用于气力输送装置的控制系统、以及一种工程机械。

背景技术：

气力输送装置在输送物料的过程中需要对输送管路进行疏通，以避免堵料。而现有的控制方法多采用根据输送管路处的压力值的变化来控制旁通执行元件的动作以对输送管路进行疏通(例如根据该压力值与预设的最小工作压力、最大工作压力、安全压力的大小关系)。但现有技术中的这种方法，仍然会在输送管路处的压力达到安全压力时，出现料栓，导致形成堵料，并不能在形成堵管之前进行有效疏通。

即现有技术中缺少能够及时地、精确地、有效地避免气力输送装置出现堵料的控制方法、设备、以及系统。

技术实现要素：

针对现有技术中缺少能够及时地、精确地、有效地气力输送装置出现堵料的控制方法、设备、以及系统的技术问题，本发明提供了一种用于气力输送装置的控制方法，该方法包括：接收所述气力输送装置的输送管路处的压力值；以及在所述压力值大于或等于最大工作压力值的情况下，根据单位时间内所接收的压力值的增量和增量阈值来调整所述气力输送装置的进料量。

相应地，本发明还提供了一种用于气力输送装置的控制设备，该设备 包括：接收器，用于接收所述气力输送装置的输送管路处的压力值；以及控制器，用于在所述压力值大于或等于最大工作压力值的情况下根据单位时间内所接收的压力值的增量和增量阈值来调整所述气力输送装置的进料量。

相应地，本发明还提供了一种用于气力输送装置的控制系统，该系统包括：压力传感器，用于检测所述气力输送装置的输送管路处的压力值；根据本发明所提供的用于气力输送装置的控制设备。

另外，本发明还提供了一种包括本发明所提供的用于气力输送装置的控制系统的工程机械。

采用本发明提供的用于气力输送装置的控制方法、设备、系统以及工程机械，通过接收气力输送装置的输送管路处的压力值；以及在所述压力值大于或等于最大工作压力值的情况下，根据单位时间内所接收的压力值的增量和增量阈值来调整所述气力输送装置的进料量，能够使进料量始终保持在合理范围内，大大降低了堵料出现的可能性，从而实现了及时地、精确地、有效地避免气力输送装置出现堵料。

本发明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

附图是用来提供对本发明的进一步理解，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发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是根据本发明的一种实施方式的用于气力输送装置的控制系统的示例结构示意图；

图2是根据本发明的一种实施方式的示例用于气力输送装置的控制设备 的示例结构示意图；

图3是根据本发明的一种实施方式的示例用于气力输送装置的控制系统的总控制流程图；以及

图4是根据本发明的一种实施方式的用于气力输送装置的控制方法的示例流程图。

附图标记说明

1 空压机 2 旁通进气阀 3 主进气阀

4 压力仓 5 出料阀 6 电动蝶阀

7 用于气力输送装置的控制设备 8 压力传感器

9 输送管路 71 接收器 72 控制器

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

下面将举例说明本发明的思想，但应当理解的这些示例为非局限性示例，本发明的保护范围不限于此：

为了更加清楚地说明本发明的思想，图1是根据本发明的一种实施方式的用于气力输送装置的控制系统的示例结构示意图，如图1所示，该系统可以包括：压力传感器8，用于检测所述气力输送装置的输送管路9处的压力值；以及本发明所提供的用于气力输送装置的控制设备7(对于该控制设备的具体实施方式，将在下面进行详细的描述)，其中所述气力输送装置可以包括如图1所示的空压机1、旁通进气阀2、主进气阀3、压力仓4、出料阀5、电动蝶阀6等的执行元件，其中所述空压机1通过输送管路9依次与主 进气阀3、压力仓4的进气口和排出口、出料阀5连接，同时该空压机1还与旁通进气阀2所在的支路管路连接，具体地，所述支路管路与所述进气阀3、压力仓4的进气口和排出口、出料阀5所在的一段管路并联连接，并且所述支路管路与输送管路9相连，从而使得输送用空气或压缩空气在需要时(例如进行进料和疏通操作时)可以通过支路管路流过输送管路9以防止堵料。

图2是根据本发明的一种实施方式的示例用于气力输送装置的控制设备的示例结构示意图，如图2所示，用于气力输送装置的控制设备7可以包括：接收器71，用于接收所述气力输送装置的输送管路处的压力值P；以及控制器72，与所述接收器71连接，用于在所述压力值P大于或等于最大工作压力值P₁的情况下，根据单位时间内所接收的压力值的增量(P'＝ΔP/Δt)和增量阈值C来调整所述气力输送装置的进料量，其中所述最大工作压力值P₁是正常送料过程中(即没有出现料栓、堵料等非正常情况时)输送压力的最大值。优选地，控制器72在所述压力值P大于或等于最大工作压力值P₁的情况下，同时对所述气力输送装置的输送管路进行进料和疏通操作。优选地，控制器72在所述压力值P或大于等于最大工作压力值P₁且在单位时间内所接收的压力值的增量P’大于等于增量阈值C的情况下，调整所述气力输送装置的进料量，例如减小所述气力输送装置的进料量。优选地，控制器72在所述压力值大于所述安全压力值P₃的情况下，停止所述气力输送装置的操作。

具体地，采用这种实施方式的控制过程如下：

(1)启动系统及进料操作：空压机1开启，系统产生输送用压缩空气。主进气阀3关闭，旁通进气阀2开启，出料阀5关闭，电动蝶阀6开启并延时T0(系统设定的初始值)后关闭；压力仓4进料，并且检测输送管路9是否顺畅；

(2)送料操作：当控制器72接收的来自压力传感器8的压力值P为最小工作压力值P₂时，说明输送管路9畅通，则控制器72控制旁通进气阀2关闭，同时主进气阀3、出料阀5打开，物料在压力仓4中被流化后通过出料阀5，沿着输送管9被输送至指定位置；

(3)进料和疏通操作以及调整进料量：当控制器72接收的来自当压力传感器8的压力值P上升到(即大于或等于)最大工作压力值P₁时，说明输送管路9出现料栓，存在堵管的风险，此时控制器72将控制旁通进气阀2开启，同时使主进气阀3、出料阀5关闭。压缩空气通过旁通进气阀2进入输送管9开始轻吹管路。在此过程中，与现有技术不同的是，本发明所提供的控制器72还检测在单位时间内所接收的压力值的增量P’且在单位时间内所接收的压力值的增量P’也大于等于增量阈值C的情况下，进行超前控制，即通过调整电动蝶阀6的开启时间为T而非T0来调整所述气力输送装置的进料量，以使得进料量始终保持在合理范围内，大大降低了堵料出现的可能性；以及当压力传感器8检测输送管路9中的压力值下降至最小工作压力值P₂时，证明输送管路9已清空，此时控制器72将再次控制使主进气阀3、出料阀5开启，短暂延时后，使旁通进气阀2关闭，系统恢复正常输送状态；

其中，在控制过程(3)中，根据以下公式调整所述气力输送装置的进料执行元件(例如电动蝶阀6)的开启时间T以调整所述气力输送装置的进料量：

公式(1)

其中，T0为所述进料执行元件的初始开启时间(为已知量，可以预先存储在控制器72中)，P₁为所述最大工作压力值，P₃为安全压力值，所述安全压力值P₃大于所述最大工作压力值P₁，以及P_c为对应于单位时间内所接收的压力值的增量大于或等于增量阈值的时刻(即P'≥C)的压力值，P_c 小于或等于所述安全压力值P₃。

(4)停止操作：在上述疏通操作和调整进料量后，检测到输送管路9中的压力值P仍持续升高至安全压力值P₃时，说明输送管路9中出现料栓且造成堵料。此时，控制器72将控制电动蝶阀6、主进气阀3、出料阀5关闭，旁通进气阀2关闭，手动关闭空压机1，系统进入停机状态，采用人工对输送管路9进行疏通。

采用这样的实施方式，能够实现对气力输送装置的超前控制，使进料量始终保持在合理范围内，大大降低了堵料出现的可能性，从而实现了及时地、精确地、有效地避免气力输送装置出现堵料。

为进一步增强对所述气力输送装置的输送管路的疏通，本发明还提供了一种实施方式，在这种实施方式中，控制器72除了进行控制操作外，还被配置成在在所述压力值P或大于等于最大工作压力值P₁且在单位时间内所接收的压力值的增量P’大于等于增量阈值C的情况下，对所述气力输送装置的输送管路的进一步的疏通。

作为一种实施例，控制器72可以控制气力输送装置的旁通执行元件(例如旁通进气阀)进行高频振荡，以增强对所述气力输送装置的输送管路的疏通。

作为另一种实施例，控制器72可以控制气力输送装置的辅助空压机(即附加的空压机，未示出)工作以增强对所述气力输送装置的输送管路的疏通。

应当理解的是，本领域技术人员可以将上述多种实施例和实施方式进行组合来配置本发明所提供的控制系统，例如将旁通进气阀的高频振荡和辅助空压机结合使用于上述控制系统来进一步增强疏通效果。

为了提供进一步避免堵料的出现，本发明在上述控制系统的实施方式的基础上，又提出了一种改进的实施方式。改进点在于，为了实现对堵料 的更为超前的控制，在上述最小和最大工作压力值之间增加一个提前控制压力值P₁₁(即该提前控制压力值P₁₁大于所述最小工作压力值P₂且小于所述最大工作压力值P₁)，并相应增加控制操作，以进一步提高防堵料的效果。

具体地，控制器72在上述实施方式的基础上还被配置成在所述压力值P小于最小工作压力值P₂的情况下，进行所述气力输送装置的进料操作；在所述压力值P大于或等于所述最小工作压力值P₂且小于提前控制压力值P₁₁的情况下，进行所述气力输送装置的送料操作；以及在所述压力值P大于或等于所述提前控制压力值P₁₁且小于所述最大工作压力值P₁的情况下，对所述气力输送装置的输送管路进行进料和疏通操作。

更为优选地，在进行进料操作期间，控制器72将接收的预定时段内(例如预定时段可以设定为一个进料和送料操作所需的时间，其可以根据实际情况进行设置)的最大压力峰值P₀(即该预定时段内接收到的最大压力值)与所述最小工作压力值P₂和所述提前控制压力值P₁₁进行比较，在所述最大压力峰值P₀大于或等于所述最小工作压力值P₂且小于或等于所述提前控制压力值P₁₁的情况下，调整所述气力输送装置的进料量，例如增加所述气力输送装置的进料量。

其中，根据以下公式调整所述气力输送装置的进料执行元件(例如电动蝶阀6)的开启时间T以调整所述气力输送装置的进料量：

公式(2)

其中，T0为所述进料执行元件的初始开启时间(为已知量，可以预先存储在控制器72中)，P₁₁为所述提前控制压力值，P₀为所述最大压力峰值。

具体地，图3是根据本发明的一种实施方式的示例用于气力输送装置的控制系统的总控制流程图，如图3所示，采用这种实施方式的控制过程如 下：

步骤S0，启动系统及进料，空压机1开启，系统产生输送用压缩空气，主进气阀3关闭，旁通进气阀2开启，出料阀5关闭，电动蝶阀6开启并延时T0(系统设定的初始值)后关闭；压力仓4进料，并且检测输送管路9是否顺畅；

步骤S1，当控制器72接收的来自压力传感器8的压力值P为最小工作压力值P₂时，说明输送管路9畅通，则控制器72控制进行送料操作S11，即旁通进气阀2关闭，同时主进气阀3、出料阀5打开，物料在压力仓4中被流化后通过出料阀5，沿着输送管9被输送至指定位置；如果压力值P没有达到最小工作压力值P₂，等待压力上升到最小工作压力值P₂；

步骤S2，当控制器72接收的来自当压力传感器8的压力值P上升到(即大于或等于)提前控制压力值P₁₁时，说明系统此时达到设定的最大输送量，控制器72将控制进行进料和疏通操作S21，即旁通进气阀2开启、同时主进气阀3、出料阀5关闭，系统开始吹送物料，疏通管路，此时输送管路压力会慢慢下降，说明管路清理正常；与此同时压力仓4打开电动蝶阀6并延时T1＝T0时间后关闭，完成压力仓储料过程；如果压力值P没有达到提前控制压力值P₁₁，等待压力上升到提前控制压力值P₁₁；

步骤S3，当控制器72检测压力传感器8的压力下降到P₂，说明输送管路9畅通，则控制器72控制进行送料操作S31，即旁通进气阀2关闭，同时主进气阀3、出料阀5打开，系统开始将压力仓中的储存物料输送到输送管路9中；

步骤S32，在上述常规工况期间(例如进料和疏通操作、送料操作)或当料栓情况消除后，控制器72将接收的预定时段内的最大压力峰值P₀与所述最小工作压力值P₂和所述提前控制压力值P₁₁进行比较，如果该P₀在P₂与P₁₁区间，则控制器72可以判定为系统进料体积过小，需增加压力仓进料 时间，则控制器72调整控制系统中蝶阀开启延时时间T，该T值如上所述根据公式(2)计算，同时执行旁通进气阀2开启，同时主进气阀3、出料阀5关闭，打开电动蝶阀6的进料和疏通操作S33，直至完成压力仓进料过程。并且，如这里描述的，可以在步骤S41、S51、S6执行之后返回到步骤S3循环执行上述步骤；

步骤S4，当控制器72接收的来自当压力传感器8的压力值P在提前控制压力值P₁₁和最大工作压力值P₁之间时，控制器72将控制进行进料和疏通操作S41，即旁通进气阀2开启、同时主进气阀3、出料阀5关闭，系统开始吹送物料，疏通管路；与此同时压力仓4打开电动蝶阀6并延时T1＝T0时间后关闭，完成压力仓储料过程；

步骤S5，当控制器72接收的来自当压力传感器8的压力值P上升到(即大于或等于)最大工作压力值P₁时，说明输送管路9出现料栓，存在堵管的风险，此时控制器72将控制旁通进气阀2开启，同时使主进气阀3、出料阀5关闭。压缩空气通过旁通进气阀2进入输送管9开始轻吹管路。在此过程中，控制器72还检测在单位时间内所接收的压力值的增量P’且在单位时间内所接收的压力值的增量P’也大于等于增量阈值C的情况下，进行超前控制(步骤S51)，即判定此时进料量过多，需要减少压力仓4的进料时间，由此通过调整电动蝶阀6的开启时间为T而非T0来调整所述气力输送装置的进料量，以使得进料量始终保持在合理范围内，大大降低了堵料出现的可能性，其中，可以根据以下公式调整所述气力输送装置的进料执行元件(例如电动蝶阀6)的开启时间T以调整所述气力输送装置的进料量：

公式(1)

其中，T0为所述进料执行元件的初始开启时间(为已知量，可以预先存储在控制器72中)，P₁为所述最大工作压力值，P₃为安全压力值，所述 安全压力值P₃大于所述最大工作压力值P₁，以及P_c为对应于单位时间内所接收的压力值的增量大于或等于增量阈值的时刻(即P'≥C)的压力值，P_c小于或等于所述安全压力值P₃。由于公式(1)为递减函数，因此可以逐次缩短压力仓4的进料时间，减少每批次输送物料的体积，从而避免堵管发生。

此外，在步骤S51还可以优选地进行增强对输送管路的疏通的操作，例如控制器72增加控制旁通进气阀2高频振荡，即使旁通进气阀2的阀芯高频抖动，从而在管路中产生振荡冲击气流，增强对输送管路9的空气脉冲及管路振动，提高管路的疏通能力。或者，控制器72也可以如上所述控制辅助空压机工作来达到相似的效果。

步骤S6，在上述疏通操作和调整进料量后，检测到输送管路9中的压力值P仍持续升高至安全压力值P₃时，说明输送管路9中出现料栓，造成堵料。此时，控制器72将控制电动蝶阀6、主进气阀3、出料阀5关闭，旁通进气阀2关闭，手动关闭空压机1，系统进入停机状态，采用人工对输送管路9进行疏通(步骤S61)。

采用这样的实施方式，不但能够使进料量始终保持在合理范围内，大大降低了堵料出现的可能性，而且还可以增强管路的疏通能力，从而实现了及时地、精确地、有效地避免气力输送装置出现堵料。

应当理解的是，控制器72中可以预先存储有上述最小工作压力值、最大工作压力值、安全压力值、提前控制压力值、增量阈值、预定时段等数据，或者这些数据也可以通过输入设备在启动系统时进行人工设置。并且，本领域技术人员可以根据本发明的公开选择上述各种实施方式中的任一者，或者选择上述各种实施方式的组合来配置用于气力输送装置的控制设备和系统，并且其他的替换实施方式也落入本发明的保护范围。

图4是根据本发明的一种实施方式的用于气力输送装置的控制方法的示 例流程图，如图4所示，该方法可以包括以下步骤：

步骤1001，接收所述气力输送装置的输送管路处的压力值；以及

步骤1002，在所述压力值大于或等于最大工作压力值的情况下，根据单位时间内所接收的压力值的增量和增量阈值来调整所述气力输送装置的进料量。

优选地，该方法还可以包括：在所述压力值大于或等于最大工作压力值的情况下，对所述气力输送装置的输送管路进行进料和疏通操作。

优选地，该方法还可以包括：在所述压力值或大于等于最大工作压力值且在单位时间内所接收的压力值的增量大于等于增量阈值的情况下，减小所述气力输送装置的进料量。

优选地，该方法还可以包括：根据以下公式调整所述气力输送装置的进料执行元件的开启时间T以调整所述气力输送装置的进料量：

其中，T0为所述进料执行元件的初始开启时间，P₁为所述最大工作压力值，P₃为安全压力值，所述安全压力值大于所述最大工作压力值，以及P_c为对应于单位时间内所接收的压力值的增量大于或等于增量阈值的时刻的压力值，P_c小于或等于所述安全压力值。

优选地，该方法还可以包括：在所述压力值大于所述安全压力值的情况下，停止所述气力输送装置的操作。

优选地，该方法还可以包括控制气力输送装置的旁通执行元件进行高频振荡以增强对所述气力输送装置的输送管路的疏通。

优选地，该方法还可以包括控制气力输送装置的辅助空压机工作以增强对所述气力输送装置的输送管路的疏通。

优选地，该方法还可以包括：在所述压力值小于最小工作压力值的情 况下，进行所述气力输送装置的进料操作；在所述压力值大于或等于所述最小工作压力值且小于提前控制压力值的情况下，进行所述气力输送装置的送料操作；以及在所述压力值大于或等于所述提前控制压力值且小于所述最大工作压力值的情况下，对所述气力输送装置的输送管路进行进料和疏通操作，其中所述提前控制压力值大于所述最小工作压力值且小于所述最大工作压力值。

优选地，该方法还可以包括将接收的预定时段内的最大压力峰值与所述最小工作压力值和所述提前控制压力值进行比较，在所述最大压力峰值大于或等于所述最小工作压力值且小于或等于所述提前控制压力值的情况下，增加所述气力输送装置的进料量。

优选地，该方法还可以包括：根据以下公式调整所述气力输送装置的进料执行元件的开启时间T以调整所述气力输送装置的进料量：

其中，T0为所述进料执行元件的初始开启时间，P₁₁为所述提前控制压力值，P₀为所述最大压力峰值。

应当理解的是，上述用于气力输送装置的控制方法的各个具体实施方式，均已在用于气力输送装置的控制设备、系统的实施方式中做了详细地说明(如上所述)，在此不再赘述。并且，本领域技术人员可以根据本发明的公开选择上述各种实施方式中的任一者，或者选择上述各种实施方式的组合来配置用于气力输送装置的控制设备、系统，并且其他的替换实施方式也落入本发明的保护范围。

另外，本发明还提供了包括根据本发明所提供的用于气力输送装置的控制系统的工程机械(未示出)，该工程机械不但可以如上所述包括根据本发明实施方式的用于气力输送装置的控制系统，而且该工程机械也可以采 用上述用于气力输送装置的控制方法和设备中的任一者及其组合进行上述控制过程。应当理解的是，该工程机械可以是任何需要对气力输送装置进行控制的工程机械。

以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。