专利名称：具有输送缸的混浆泵，尤其是双缸混凝土泵的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种具有输送缸的混浆泵，尤其是涉及一种按权利要求1的前序部分所述的双缸混凝土泵。
已知的尤其是用于混凝土输送的双缸活塞泵的混浆泵的基本工作原理是，输送缸中的两个输送活塞按照液压缸的规律如下被驱动，即一个活塞输送时，另一个活塞吸料。活塞循环的转换总是发生在行程的终端位置。活塞的运动是同步的，也就是说，当驱动输送缸的液压缸譬如的活塞侧受到液压加载时，活塞杆侧受挤压的油经桥式油路导入吸料的输送缸的活塞杆侧，该输送缸由于这两个驱动缸相同的面积比率按与先行油缸相同的速度走过相同的吸料行程。因此，输送缸中的两个活塞总是同时抵达其终端位置。
由于输送缸在排料行程总是与输送管道以及在吸料行程总是与一个容纳混浆的给料漏斗连接在一起，因此需要一个连接线路，该连接线路使混凝土流在到达行程终点后的行程之间转向，并使与输送管道或与给料漏斗连接的输送缸转向。
该种和其它种类的泥浆泵的特点是，在排料行程之间，即在控制机构的转向的持续时间内，输送缸的输送处于停止状态。因此，泥浆输送终断。在已知的泥浆泵中，中断时间根据与空气含量有关的充填程度、混凝土的流动阻力、吸料速度以及缸的直径尚要进一步延长，更确切地说，是为了缩短输送缸输送行程开始的时间及为了压缩泥浆。
因此，尚出现另一个麻烦的现象是，即在混凝土闸门转向阶段来自输送管路的泥浆回流入泵缸内。
输送流的中断有不利影响。事实上将产生一个脉动的输送，而脉动的输送将引起振动。如果混浆泵被安装在车辆上，输送管路被安装在可弯曲的杆上，振动将产生极其不利的影响。因为，由此将产生一个振动系统，该振动系统在通常的活塞行程频率时将显示出
振现象。
因此，要求提供一种泵，用这种泵能实现连续的排送流。
按照现有技术(A)，人们已经努力缩短输送缸的排料行程之间的混浆输送的中断时间，或完全消除中断时间。
在这类已知的建议中(US-PS3663129)为了上述目的而设置了一个补偿缸。该发明就是从这一点出发的。该补偿缸在一个构成空心体单元的回转管转向时把泥浆压入输送管道，而在两输送缸之一的排料行程中用来自输送管道的泥浆填满。由此产生，具有用于控制混凝土流的空心体的补偿缸的出口按照与输送缸的开口相同的方式加以控制。连接线路通过终端转换动作，终端转换由输送缸的活塞操纵，使补偿缸开始吸料或排料行程。
这类双缸混凝土泵不能通过输送管道达到均匀输送混凝土的目的。即在这类泵中在每一次活塞行程开始时缺少对被吸入的混凝土的压缩的可能性将导致混凝土流的停止。
按照另一现有技术(B)，即DE-OS2909964用一个具有两个弯曲成形的管子的管子选择器来设法控制混凝土流。这两个管子被可摆动地安装在给料漏斗内并被弯曲成S形。每个管子的开口始终与一个位于给料漏斗侧的输送管路按口接触，而另一个开口用作进料口并交替地对准与给料漏斗对面一侧相连的，为该管子配置的输送缸的开口，或使得在给料漏斗中打开输送缸的开口、输送缸能够吸入泥浆。
为控制泥浆流而设置几个摆动管的必要性是由此得出的，即输送的中断不能由补偿缸的排料行程补偿，而是要由连接线路如下地控制该缸，即在输送缸为装满程度而缩短的有效排料行程期间，另一个输送缸在全行程以明显较高的速度吸入泥浆，为该缸配置的回转管套阀门在线路的第一步动作中用其闸门封住该输送缸的开口，该输送缸紧接着同样以较高的速度走过一段与填充损失容积相符的行程，同时压缩已吸入的泥浆，所配置的回转管套闸门在线路的第二步动作中到达其终端位置，即具有预压缩后的泥浆的输送缸处于泵的准备状态。
在最后所述的现有技术中，不仅由于多次的换向而有较长的总的转换时间存在着吸料行程和压缩行程有明显较高速度的缺点，而且，由于必要的二个回转管套闸门需要明显较高的技术费用。
为了达到无脉动地连续输送又无现有技术的缺点，本发明是通过对已知的双缸泥浆泵新颖的观察出发，这一点下面将在一个已知的这类泵Ⅱ的例子中说明，该泵既具有一个预压缩，又具有一个补偿缸，在这类泥浆泵中，有效的排料行程的时间是由实际需要的混凝土输送量和容积效率η确定。
因此，对于η＝100%，即通过吸料完全填满缸时适用于泵行程的基本方程为
tF0＝ (V0)/(Q0) ×3.6 (1)其中tFO表示在100%吸料填充时有效的泵行程的时间，单位(秒)V0表示输送(泵)缸的总的容积，单位(dm3)Q0表示实际所要求的混凝土输送量，单位(m3/h)在考虑容积效率η时的方程式为tF1＝ (V0·η·3.6)/(Q0) (2)要转用到现有技术(B)中必须给出下面的等效时间，如果按此目的要实现连续的输送流。
tF1＝tS+tK+tsch(3)其中，ts表示吸料行程时间tK表示压缩行程时间tsch转换混凝土闸门和各种液压阀的总的时间。
为了与这些时间相符，其中V0＝吸料时的输送缸的活塞走过的容积(与整个缸的容积一致)VK＝压缩活塞所走过的吸满损失容积按照等式[4]VK＝V0(1-η) (4)
从用于吸料行程和压缩行程的活塞工作时间和与这些时间相符合的缸容积得出混凝土输送量的大小Q3＊QK＊。由于这些值可以自由选择，因此对于其它推导可以假设Qs＊＝QK＊＝Q＊(5)代入方程(3)得到(V0·η·3.6)/(Q0) ＝ (V0·3.6)/(Q＊) ＋ (V0·(1－η)·3.6)/(Q＊) ＋tsch(6)由于活塞在缸内的运行速度与输送量成正比，因此得到系数f1，即由Q＊和Q0获得的商f1=QkQ0=2-ηη-tschtF0---(7)]]>在按照现有技术(B)的泵I内活塞用于吸料和压缩的运行速度要比泵的活塞的运行速度大f1倍。
在一个普通的实际例子中，假设Q0＝120(m3/n)V0＝83.5(1)η＝0.85tsch＝0.9(秒)tF0＝ (V0·3.6)/(Q0) ＝2.505(秒)获得f1＝2.342
如此获得的系数f1对于一个按照现有技术(B)的连续输送的泵(Ⅰ)不是真实的，证实本发明优点的比较参数。
因为必须把实际上更为普通类型的泵(Ⅱ)用来比较，在泵(Ⅱ)中为了连续输送这一目的没有采取任何措施。即在吸料和排料时活塞速度相同的泵中，在混凝土闸门转换期间在断了输送流。
既使是非连续的，如果人们愿意用这一泵(Ⅱ)取得一个平均的有效输送量Q0，必须提供在有效排料行程时的排料量Q＊＊，Q＊＊大于Q0。
由时间间隔tPO(用于整个缸行程的时间)和tsch(混凝土和各种液压阀的转换时间)得出泵循环的总时间tges，tges＝tPO+tsch(8)这里，用于整个排料行程的时间tPO由时间间隔tK(用于压缩所吸入的混凝土的时间，即为了补偿吸满损失容积)和tF1(用于按照方程(2)的有效排料时间)组成，即tPO＝tK+tF1(9)因此，系数f2为f2=tgestF1=1+tschtF0η---(10)]]>在上述泵(Ⅱ)中Q＊＊必须比Q0大f2倍。
由于上述泵(Ⅱ)一般只有一个控制闸门，因此，转换时间要比具有几个门的泵(Ⅰ)短。
在上述的实际例子中转换时间用tsch＝0.5(秒)代入，由此获得f2的值f2＝1.4113比较f1和f2说明，在按照现有技术(B)的连续输送泵(Ⅱ)中最大的活塞运行速度要比泵(Ⅱ)大了系数f3，按照公式f3＝ (f1)/(f2) (11)在已经说明的实际例子中f3＝ 2.342/1.4113 ＝1.659从上面的叙述可以看出，在关于所要求的输送量(Q0)，输送缸容积(V0)和容积效率(η)相同的前提下，活塞的运行主要并只是由转换时间决定。
高的活塞速度导致输送活塞高的磨损，并且由于泥浆吸入输送缸内的较高的流动阻力引起较高的真空，这就减小了输送缸的装满程度，从而进一步降低了容积的效率。
按照本发明，补偿缸的排料行程直接连接在输送缸的排料行程上，这样避免了在此阶段至今出现的输送停顿。此外，按照本发明直接把另一缸的排料行程连接在补偿缸的排料行程上，这样完全不会再出现输送停顿。此外，本发明通过下述措施保证了这一点，即在补偿缸的排料期间实现对控制闸门包括各种液压阀以及压缩行程的转换。
因此，对于按照本发明的泵(Ⅱ)必须被看作是两个分开的等效时间和等效容积，为了与现有技术作比较给出下面的基本参数
与泵(Ⅰ)和(Ⅱ)相一致tsch根据泵(Ⅱ)(只适用于一个混凝土闸门))tK可自由选择。
补偿缸的容积(VA)由作为第一等效时间和第一等效容积确定，该等效时间和容积涉及到补偿缸的排料阶段。
补偿缸的排料阶段的持续时间(tA)与转换时间(tsch)和压缩时间(tK)之和相同，即tA＝tsch+tK(12)或者从要求出发，补偿缸的混凝土输送量必须与Q0相同。
tA＝ (VA)/(Q0) ·3.6 (13)因此计算出补偿缸的容积VA
VA＝ (Q0)/3.6 · (tsch+tK) (14)由第二等效时间和等效容积可以确定输送缸在排料行程时的运行时间和运行速度。
由输送缸的活塞在有效的排料行程期间走过的容积(VP)是VP＝V0·η (15)这里，实际进入输送管道的容积减小了，即在该阶段减去了补偿容积VA，那么Vpeff＝V0·η-VA(16)如在本发明的特征组合中的第一部分所述的那样，为了补偿排料输送缸的实际输送容积的减少要加速排料输送缸内的活塞的实际运行速度，由此产生一个泵的输送量Q＊＊，一般说来Q＊＊要大一些，必须使实际进入输送管道的输送量与Q0相等。
在确定由输送量Q＊＊＊产生时间tP＊＊＊实际的排料行程的函数方程如下表示的tF＊＊＊＝ (V0·η－VA)/(Q0) ·3.6 (17)与方程(2)比较tF1＝ (V0·η·3.6)/(Q0) (2)
得到系数f4f4=tF1tFkkk=QkkkQ0=11-VAV0·η]]>因为时间和速度以及时间和输送量成反比。在由补偿缸从输送管道取出输送物时的泵(Ⅲ)的排料输送缸的活塞运行速度要比未取出输送物时大f4。
这里也显示出活塞的速度间接地通过VA与转换时间tsch的关系。
如果以泵(Ⅰ)和泵(Ⅱ)的上述实际例子为基础，并且假设泵(Ⅱ)压缩行程时的输送量QK＝1.5Q0，那么可计算出tKtK＝ (V0(1-η))/(QK) ·3.6 (19)即 tK＝0.25(秒)由此根据公式(14)得出VAVA＝25(dm3)由此得出系数f4的值f4＝1.543
因此，与泵(Ⅱ)相比直对要求的系数f5为f5＝ (f1)/(f2) (20)计算出在所描述的实际例子中f5＝ 1.543/1.4113 ＝1.0933前面的推导表明，本发明成功地用权利要求1的本发明的措施不仅实现了所希望的连续输送，而且与现有技术(泵(Ⅰ))相反只是按系数f5＝1.0933提高了活塞速度，而在现有技术(泵(Ⅰ))中活塞速度提高了系数f3＝1.659，从而避免了现有技术的缺点。
本发明的细节，其它的特征和别的优点由下面借助于附图的图对实施例的说明给出。
附图表示
图1是本发明的连接线路图，图2是连接线路图的细节，图3-4是连接线路图的其它细节，图5是与图1相一致表示的另一连接线路图，图6是与图1和图4相一致表示的另一实施例。
双缸混凝土泵如图所示。两个输送缸用L和R表示。字母A表示补偿缸，该补偿缸按与输送管道105相连。输送缸和补偿缸总是用液压工作缸驱动，同时这些字母总是涉及到由输送缸和驱动缸构成的细节。活塞在缸内的终端位置中用字母a-f表示的传感器的脉冲传给连接线路。这些传感器控制着用阿拉伯数字表示的阀。传感器的控制脉冲可以是电的、液压的、机械的或气动的。
本发明对混凝土流的控制是用回转管100实现，该回转管在其进料口对面具有一个控制板101和102，因此作为控制闸门(104)。一个一般用B表示的液压驱动装置用来进行运动的传递。该液压驱动装置同样由一个用3表示的换向阀控制。一个给料漏斗大其与输送缸L和R的开口相对的一侧具有用于控制闸门4的回转轴承103，以及混凝土输送管道105的进料湍的固定联接。
在排料期间，连接线路使正在输送的输送缸的驱动活塞加速，这样，输送缸的输送活塞运行得更快些，因此在这一阶段送得更多，这与补偿缸A从给料漏斗100中取走的混凝土量的多少相一致。这一点是通过输入附加的液压介质(油)实现的。如果补偿缸的驱动活塞与补偿的输送活塞的面积比率是同输送缸的相同，那么，下述的液压驱动介质就足够了，即在通过补偿缸的输送活塞从输送管道吸入混凝土时挤压补偿缸的驱动活塞的背侧的液压驱动介质。
控制闸门104在输送缸R和L的活塞间隙间转换。在图1的实施例中，这一转换在二个连续的步骤内实现，第一步骤使控制闸门处于两个输送缸的开口之间的中间位置。在这一位置控制板101和102中的一个封住从吸料转换到输送的输送缸的开口。这就使该输送缸的活塞能够压缩已吸入的混凝土。在该压缩行程的终端，连接线路迫使控制闸门104作第二步动作而进入终端位置。由此使控制闸门104的进料口106与输送着的缸的开口对准，并把事先已压缩的混凝土压入输送管道105内。
在本发明的第一实施例中，控制闸门104的这一中间转换位置由换向阀7控制。同时，在这一中间位置封闭回油的控制孔，从而使在中间位置的控制闸门处于静止状态。阀7按时间间隔继续换向而进入另一个换向位置。从而在驱动缸的终端使回路控制孔自由开通。从而能够实现控制闸门转入终端位置。
在本发明的第二个实施例中，控制闸门的中间位置是这样确定的，为控制闸门的驱动装置设置了按照图5的两个前后连接的驱动缸。操纵第一油缸107产生中间位置。在一定的时间间隔后操纵第二油缸时，由此使控制闸门104到达其终端位置。这里，由阀3实现对第一油107的控制，由阀31实现对第二油缸108的控制。
在本发明的另一特别有利的例子中，控制闸门的转换平行于压缩行程，按照公式(12)tA＝tsch+tK这将明显减少补偿缸VA的活塞工作容积和系数f4和f5(请见公式14，18，20)并进而减小输送缸排料时活塞的速度。这一可能性是这样产生的，在尚没有把泥浆推入输送管道之前就开始压缩行程，因为一开始由于对真空和空气的补偿尚没有建立压力，直到那时控制闸门快速抵达其中间位置，而在随后的一段时间内压缩着的输送活塞才有效地压缩泥浆，即建立压力，控制闸门或快或慢地减速通过其中间位置区域，直至压缩几乎结束为止，然后，控制闸门再次加速走完其转换行程的剩余段(图6)。
出于实用的结构的原因，即要尽可能使补偿缸小，但是出于在空程校正控制的原因，限制压缩行程也是有意义的。限制地尺寸由最小容积效率ηV01得出，该容积效率与对混凝土流动情况的一般认识相一致，即与混凝土的可吸入性相一致。ηV01＝0.85覆盖了所有混凝土和别的泥浆的主要范围。
按照图3所示，对压缩行程所需的限制是用油缸33实现的，在油缸33内安置了活塞38。活塞工作容积40与所述选择的压缩行程的限制相一致。阀51如此控制该油缸，在压缩行程阶段阀51通过传感器a、b转换。由此，来自储存器60的压力油经过油路35对活塞38的一侧36施加压力。由活塞面37挤出的油经油路34、28导入压缩着的输送缸，直至活塞38到达其终端位置。通过一传感器使阀51反接而使储存器对活塞38的面37加载。由面36挤出的油流回油箱。这样活塞38返回初始位置，以便下一次压缩。
在按照图4的实施例中，规定在一个输送缸的压缩行程期间在另一输送缸内的活塞静止，即尚没有开始其吸料行程。同时用一多室油缸41实现压缩行程的限制。该多室油缸关于行程限制的尺寸、功能和控制与图3中的油缸33相一致。然而，该多室油缸具有另一室42，室42的尺寸确定的原则是它经油路43接收在压缩行程期间从压缩着的输送缸的驱动油缸和挤入桥路内的液压油，并在随后的输送行程阶段又供给桥路，从而又实现了与输送缸的运行同步。
连续的混凝土流是如下达到的，即对于不同的缸L、R和A具有相同的活塞面比率，对于排料行程具有相同的液压量。液压泵P1保证了混凝土输送的连续性。因此，有利的是，对于所有其它的阀或控制闸门的驱动装置以及补偿缸A的吸料行程等等可以设置一个或几个各自的驱动源。第二液压回路用于达到该目的，该回路具有一个由泵P2供给的储能器60，该储能器设有一个安全减压阀70。
为补偿缸的吸料行程设置了一个辅助泵P3，它是如下连接的，即在补偿缸输送混凝土阶段不切断泵P3，而由其提供的液压介质经油路9附加地输给储存器60。
可以设置一个与一个工作容积较大的储存器相连的相应较大的储存器相连的相应较大的泵P2代替辅助泵P3。
此外，在实施例中的液压换向阀最好是应用具有最短起动时间的液压换向阀。在用泵的介质P1经传感器控制点(e)对阀工作液压操作时用包括单向阀30的阀2来代表借助其卸压单向阀将把转换时间降低至最小值。
权利要求
1.具有输送缸的泥浆泵，尤其是双缸混凝土泵具有在给料漏斗、输送缸和输送管道之间的泥浆流控制机构，以及具有控制输送缸的驱动装置和泥浆流的连接线路，泥浆流经过控制闸门，该控制闸门的出料孔始终与输送管道相连并至少设置有一个进料孔，该进料孔交替地位于输送缸的开口之前，在控制闸门转换期间补偿缸消除其泥浆的中断，该连接线路如此构成，即在控制闸门转换期间补偿缸把泥浆压入输送管道，而在紧接着的输送缸的输送行程期间用泥浆充满，其特征在于，连接线路能够更快地推动总是输送着的输送缸(R、L)，快的大小为由补偿缸(A)所吸收的泥浆量的多少，控制闸门(104)的转换如此减速，即为每个输送缸(R、L)在控制闸门(104)的进料孔(106)的一面配置了闸门(101、102)，其在输送缸开口之间的面积的大小适合于在控制闸门(104)的转换中间位置由该控制板(101、102)盖住输送缸(R、L)的开口，和在控制闸门(104)中的给料口(106)在输送缸(R、L)之间的面积上被盖住，并且为实施输送缸活塞压缩已吸入的泥浆的部分行程而封闭为该活塞配置的输送缸的开口。
2.按照权利要求1的泥浆泵，其特征在于，补偿缸(A)的出料口始终与输送管道(105)相连，并用来自输送管道的泥浆装满。
3.按照权利要求1或2中之一的泥浆泵，其特征在于，连接线路具有由位置响应传感器构成的控制元件和由这些传感器控制的阀，这些控制脉冲可作电的、液压的、机械的或气动的传递。
4.按照权利要1至3中之一的泥浆泵，其特征在于，为加速驱动总是输送着的输送缸(R、L)可以从补偿缸(A)的驱动油缸的回流介质向输送着的输送缸的驱动油缸输送附加的液压介质。
5.按照权利要求1至4中之一的泥浆泵，其特征在于，补偿缸的驱动活塞与补偿缸的输送活塞的面积比率与输送缸(R、L)的相同。
6.按照权利要求1至5之一的泥浆泵，其特征，为了确定控制闸门(104)的中间位置，控制闸门的驱动装置(B)的活塞封闭配置的用于回流的控制孔，而使控制闸门(104)在其中间转换位置静止，驱动缸端部的回流控制孔在一定的时间间隔后实现的阀(7)的继续转换时，驱动油缸端部的回路控制孔自由地进入下一个转换位置，从而使控制闸门(104)进入终端位置。
7.按照权利要求1至5中之一的泥浆泵，其特征在于，用具有两个前后连接的驱动油缸(107、108)的控制闸门驱动装置(B)确定控制闸门(104)的中间位置，驱动装置(B)在操纵第一油缸时抵达中间位置，在一定时间间隔后对第二油缸操纵时抵达控制闸门(104)的终端位置，为了控制这些驱动油缸为每个驱动油缸配置了各自的阀(3、31)。
8.按照权利要求1至5中之一的泥浆泵，其特征在于，用于压缩和输送的控制闸门(104)的位置是如此确定的，控制闸门(104)有高的初始速度而减速地经过中间位置，向着控制闸门的运动终端控制闸门(104)又重新加速至其初始速度，其中，中间位置的减速是通过在控制闸门的驱动油缸的回路中安置节流阀实现的，以便完成压缩行程。
9.按照权利要求1至8中之一的泥浆泵，其特征在于，控制闸门的驱动(B)是用差动油缸，同步油缸或柱塞油缸实现。
10.按照权利要求1至9中之一的泥浆泵，其特征在于，具有一个适合于所选择的压缩行程限制的活塞工作容积40的油缸(33)用于限制压缩行程，油缸(33)经阀(51)按如下方式控制，在压缩阶段阀(51)通过传感器(a、b)之一接通，储存油经油路(35)对油缸(33)内的活塞(38)的面(36)加载，而由活塞另一面(37)排出的液压介质经油路(34、39、8)流向压缩着的输送缸，至直活塞(38)到达其终端位置，通过对阀(51)的反接，该储存器对活塞(38)的面(37)加载，由面(36)排出的液压介质流向油箱，活塞(38)返回到其初始位置1以便下一次压缩。
11.按照权利要求1至9中之一的泥浆泵，其特征在于，为了限制压缩行程在附近的那个输送缸内的输送活塞停止，吸料行程借助于多室油缸(41)减速，该多室油缸具有另一个室(42)，室(42)的尺寸是它能接收压缩行程的当量，即接收在压缩行程期间从压缩着的驱动油缸排入桥式油路内的液压介质，并在随后的输送行程阶段供给桥式油路，以便再产生输送缸活塞的运行的同步。
12.按照权利要求1至11中之一的泥浆泵，其特征在于，为执行输送缸活塞的输送行程和补偿缸活塞的输送行程设有一个液压泵(P1)。
13.按照权利要求1至12中之一的泥浆泵，其特征在于，为控制闸门(104)的驱动装置(B)，为实现压缩行程和为阀的转换设有一个单独的液压回路，并为该回路设置了一个泵(P2)和一个由该泵供油的具有安全减压阀的储存器。
14.按照权利要求1至13中之一的泥浆泵，其特征在于，为完成补偿缸(A)的吸料行程设置了另一个辅助泵(P3)，该泵如下连接，即它在补偿缸的输送行程时把由该泵供给的液压介质经油路(29、9)输给储存器。
15.按照权利要求1至14中之一的泥浆泵，其特征在于，为了减少补偿缸(A)的转换时间，一个可卸压的液压单向阀使补偿缸的驱动装置的转换时间减至最小。
全文摘要
带有输送缸的双缸混凝土泵具有泥浆流的控制机构及控制电路，以及其一进口交替处在输送缸出口前的控制阀和在其转换时消除泥浆流中断的补偿缸。电路能更快驱动相应输送缸将从补偿缸来的泥浆输送掉。控制阀减速成使在其进口两侧给每输送缸配设的、大小与输送缸开口间的面相配成使输送缸的开口在控制阀的转换中间位置被封住并使控制阀的进口在输送缸间的面被封住的闸门、在输送缸活塞压缩吸入的泥浆的部分行程中将输送缸开口封住。
文档编号F04B9/117GK1088664SQ9310439
公开日1994年6月29日 申请日期1993年3月19日 优先权日1992年3月19日
发明者F·施温 申请人:弗里德里克-威尔-施温有限公司