注浆泵流量及流量比例控制的方法

注浆泵流量及流量比例控制的方法
【专利摘要】一种注浆泵流量及流量比例控制的方法，采用变频器控制液压站中的电动机，电动机驱动液压站中的液压泵，液压泵供油给第一三位四通电磁换向阀、第二三位四通电磁换向阀，来控制第一液压缸、第二液压缸的运动，实现第一注浆泵体、第二注浆泵体的进料、出料和停止，当第一注浆泵体、第二注浆泵体进料时，分别通过第一、二注浆泵体的进液口进料；其特点是当第一注浆泵体、第二注浆泵体出料时，即在双液按一定比例混合时，通过脉宽调节控制方式来实现第一注浆泵体、第二注浆泵体的流量及流量比例的控制，双液以一定比例进行混合，然后注浆。本发明的脉宽调节控制方法能更简单、高效、方便、准确的控制注浆泵流量及流量比例。
【专利说明】注浆泵流量及流量比例控制的方法

【技术领域】
[0001]本发明涉及一种注浆泵的流量控制方法，特别涉及一种注浆系统用的双液注浆泵进行注楽.时，对按一定比例混合的双液进行流量及流量比例控制的方法。

【背景技术】
[0002]目前，注浆泵流量控制方式有两种，即比例阀控制和行程控制，比例阀控制虽然对混合泵的产量、流量比例均可调节，操作便利，但是需要增加两个比例阀，结构过于复杂。行程控制虽然结构简单，只需要在小流量液压缸上增加一个位移传感器，但是由于两个液压缸同步推出，速度几乎一致，故当两只混合比值大时，会明显存在混合不均的问题，还需要在混合末端增加一个混合环节。
[0003]发明人检索到以下专利文献:CN102721446A公开了一种基于注浆泵行程测量的盾构施工注浆量测量方法及装置，在盾构机上增添一套本装置实现施工时对注浆量准确、实时的测量，提高传统原有测量方法的精度、实时性，满足盾构施工环境下对注浆量测量的高精度和高可靠性要求。CNl0276751IA公开了一种自动化双液注浆泵，包括泵体和注浆管道，所述泵体固定安装在支撑轮上，所述注浆管道设置有两根，注浆管道的底端通过输送管道固定连接在泵体的底端，所述注浆管道上方设置有压力表，注浆管道与所述泵体之间的输送管道上设置有流量控制阀。CN101127500A公开了一种直流变频控制器及其控制永磁同步电机转子速度的方法，包括提供一参考的速度设定量；采样相电流；据速度设定量和相电流进行速度以及电流比例积分调节和正弦矢量脉宽调节，得到永磁同步电机运转的三相电压信号；重构并据此相电压值驱动永磁同步电机转子进行转动；根据重构的相电压值进行转子位置滑模观测，得到转子估计位置和估计速度，并将转子的估计速度。它还有直流变频控制器，包括输入装置、采样装置、两个调节装置，对速度设定量和估计速度进行速度和电流比例积分调节，两个变换装置分别进行两种变换，滑模观测器，根据重构的相电压和第一次变换后的电流，产生动态补偿后的转子位置信号角度估计值；重构装置，对重构的转子位置信号角度估计值重构形成转子的估计速度。
[0004]以上这些技术对于如何提供一种能更简单、准确的控制注浆泵流量及流量比例的方法，并未给出具体的指导方案。


【发明内容】

[0005]本发明所要解决的技术问题在于，提供一种注浆泵流量及流量比例控制的方法，该方法能更简单、高效、方便、准确的控制注浆泵流量及流量比例。
[0006]为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下:
[0007]一种注浆泵流量及流量比例控制的方法，它是双液注浆泵体通过一定比例进行混合，然后注浆，注浆泵工作中各部件的连接关系是:液压站中的液压泵、油箱分别通过液压管路与第一三位四通电磁换向阀的进出油口、第二三位四通电磁换向阀的进出油口相连接，第一三位四通电磁换向阀的液压油进出口、第二三位四通电磁换向阀的液压油进出口分别与第一液压缸的油口、第二液压缸的油口相连接，第一液压缸内的活塞、第二液压缸内的活塞分别通过活塞杆与其对应的第一输送料缸即第一注浆泵体、第二输送料缸即第二注浆泵体传动连接，第一液压缸的左右开关、第二液压缸的左右开关分别与控制器的输入端相连接，控制器的2路输出端分别与第一三位四通电磁换向阀的线圈、第二三位四通电磁换向阀的线圈相连接，控制器的另一路输出连接到变频器上，变频器的输出端与液压站中的电动机的接线端子相连接；注浆泵工作过程即运行步骤是:采用变频器控制液压站中的电动机，所述电动机驱动液压站中的液压泵，液压泵供油给第一三位四通电磁换向阀、第二三位四通电磁换向阀，来控制第一液压缸、第二液压缸的向左、向右、停止的运动，实现第一注浆泵体、第二注浆泵体的进料、出料和停止，当第一注浆泵体、第二注浆泵体进料时，分别通过第一注浆泵体的进液口、第二注浆泵体的进液口进料；其技术方案在于当第一注浆泵体、第二注浆泵体出料时，即在双液按一定比例混合时，通过脉宽调节控制方式来实现第一注浆泵体、第二注浆泵体的流量及流量比例的控制，双液以一定比例进行混合，然后注浆。
[0008]上述技术方案中，脉宽调节控制时，最好以第一三位四通电磁换向阀、第二三位四通电磁换向阀其中一个大流量的三位四通电磁换向阀的闭合时间为基准，按流量设定比例，自动计算小流量的三位四通电磁换向阀的闭合时间，上述的大流量是通过测量第一液压缸、第二液压缸中大流量的液压缸的左右开关(或者说是左右行程开关)之间的行程时间来计算的，其流量调节通过变频器和所述大流量的液压缸的脉宽调节来控制。脉宽调节控制中，两种物料混合时，将其中一种物料(B物料)的推出时间最好均匀分配在另一种物料(A物料)的推出时间的过程中，从而解决了两种物料均匀混合的问题。
[0009]本发明当第一注浆泵体、第二注浆泵体出料时，即在双液按一定比例混合时，通过脉宽调节控制方式来实现第一注浆泵体、第二注浆泵体的流量及流量比例的控制，双液以一定比例进行混合，然后注浆。本发明的脉宽调节技术方法，不需要添加其他装置，成本低，混合性能好。与上述(【背景技术】中)两种控制方法相比，在两种液体按一定比例混合方面，本发明的脉宽调节控制方法能更简单、高效、方便、准确的控制注浆泵流量及流量比例，它具有突出的实质性特点和显著的进步。

【专利附图】

【附图说明】
[0010]图1为注浆机工作过程结构框图。
[0011]图2为脉宽调节控制中，两种物料混合时，将其中一种物料的推出时间均匀分配在另一种物料的推出时间的过程中的示意图。

【具体实施方式】
[0012]如图1所示，本发明的注浆泵流量及流量比例控制的方法，它是双液注浆泵体通过一定比例进行混合，然后注浆，注浆泵工作中各部件的连接关系是:液压站I中的液压泵101、油箱103分别通过液压管路与第一三位四通电磁换向阀3的进出油口、第二三位四通电磁换向阀4的进出油口相连接，第一三位四通电磁换向阀3的液压油进出口、第二三位四通电磁换向阀4的液压油进出口分别与第一液压缸5的油口、第二液压缸6的油口相连接，第一液压缸5内的活塞、第二液压缸6内的活塞分别通过活塞杆与其对应的第一输送料缸即第一注浆泵体7、第二输送料缸即第二注浆泵体8传动连接，第一液压缸5的左右开关(9和10)、第二液压缸6的左右开关(11和12)分别与控制器16的输入端相连接，第一、二液压缸的左右开关可以为行程开关，为已有技术。控制器16的2路输出端分别与第一三位四通电磁换向阀3的线圈、第二三位四通电磁换向阀4的线圈相连接，控制器16的另一路输出连接到变频器2上。图1中标记17、标记18分别为作用到第一三位四通电磁换向阀、第二三位四通电磁换向阀上的两路换向阀控制线。变频器2的输出端与液压站I中的电动机102的接线端子相连接。上述控制器16包含CPU，控制器、变频器本身为已有技术。注浆泵工作过程即运行步骤是:采用变频器2控制液压站I中的电动机102，所述电动机102驱动液压站I中的液压泵101，液压泵101供油给第一三位四通电磁换向阀3、第二三位四通电磁换向阀4，来控制第一液压缸5、第二液压缸6的向左、向右、停止的运动，实现第一注浆泵体7、第二注浆泵体8的进料、出料和停止。图1中标记P表示进油口，标记T表示出油口。用标记L表示第一液压缸、第二液压缸的左端油口，标记R表示第一液压缸、第二液压缸的右端油口，通过P、T、L、R四个位置的相对变换来控制液压缸的动作，进而实现第一注浆泵体、第二注浆泵体中对物料的进出状态。当第一液压缸、第二液压缸向左运动时，第一注浆泵体7、第二注浆泵体8分别通过第一注浆泵体的进液口 13、第二注浆泵体的进液口 14进料；第一注浆泵体装载物料A，第二注浆泵体装载物料B。当第一液压缸、第二液压缸向右运动时，两种物料以一定比例在混合器15进行混合，然后注浆。当第一液压缸、第二液压缸处于停止状态时，第一注浆泵体、第二注浆泵体停止而不工作。其特征在于当第一注浆泵体7、第二注浆泵体8出料时，即在双液按一定比例混合时，通过脉宽调节控制方式来实现第一注浆泵体7、第二注浆泵体8的流量及流量比例的控制，双液以一定比例进行混合，然后注浆。
[0013]上述这一工作过程，通过控制器16来控制，如前所述，第一液压缸5的左开关9和右开关10连接到控制器16上，第二液压缸6的左开关11和右开关12也连接到控制器16上，第一液压缸、第二液压缸将第一注浆泵体、第二注浆泵体的流量随时反馈至控制器。控制器的2路输出端连接到第一、二三位四通电磁换向阀的线圈上，控制器另一路连接到变频器上，控制器通过对输入的信号进行计算，调节变频器，控制第一、二三位四通电磁换向阀，进而调节流量及流量比例。
[0014]以上述物料A受第一液压缸作用推出的时间作为输入量，调节上述物料B受第二液压缸作用的推出时间，从而实现两者速度的比值可控。第二液压缸推出速度Vb= LB/tB，假设1^=1^且％可测，那么通过调tB，即可实现对混合料的比值控制。式中，LB、LA分别为第二液压缸、第一液压缸的工作行程，tB、tA分别为第二液压缸、第一液压缸的推出时间。这样脉宽调节控制时，以大流量的第一三位四通电磁换向阀的闭合时间为基准，按流量设定比例，自动计算小流量的第二三位四通电磁换向阀的闭合时间，上述的大流量是通过测量第一液压缸、第二液压缸中大流量的液压缸(比如第一液压缸)的左右开关(或者说是左右行程开关)之间的行程时间来计算的，其流量调节通过变频器和所述大流量的液压缸(比如第一液压缸)的脉宽调节来控制。
[0015]为解决上述物料B与物料A均匀混合的问题，并将物料B推出的时间均匀分配在物料A推出的时间过程中。可将物料B的调节时间按一定的宽度分割，比如按2秒的时间进行分割。如物料A推出用时(Qa)为10秒，混合比为2:1那么，物料B推出时间为5秒。则通过脉宽调节控制，将5秒的推出时间均匀分配到物料A推出的10秒过程中(即将5秒在物料A用时10秒过程中均匀分配)，形成如图2所示的时序。
[0016]本发明是一种应用在注浆过程中，双液注浆泵中的两种液体以一定比例混合时，对两种液体的流量及流量比例进行控制的一种脉宽调节控制方法，该方法能更简单、高效、方便、准确的控制注浆泵流量及流量比例。
【权利要求】
1.一种注浆泵流量及流量比例控制的方法，它是双液注浆泵体通过一定比例进行混合，然后注浆，注浆泵工作中各部件的连接关系是:液压站(I)中的液压泵(101)、油箱(103)分别通过液压管路与第一三位四通电磁换向阀(3)的进出油口、第二三位四通电磁换向阀⑷的进出油口相连接，第一三位四通电磁换向阀⑶的液压油进出口、第二三位四通电磁换向阀(4)的液压油进出口分别与第一液压缸(5)的油口、第二液压缸(6)的油口相连接，第一液压缸(5)内的活塞、第二液压缸￠)内的活塞分别通过活塞杆与其对应的第一输送料缸即第一注浆泵体(7)、第二输送料缸即第二注浆泵体(8)传动连接，第一液压缸(5)的左右开关、第二液压缸(6)的左右开关分别与控制器(16)的输入端相连接，控制器(16)的2路输出端分别与第一三位四通电磁换向阀(3)的线圈、第二三位四通电磁换向阀(4)的线圈相连接，控制器(16)的另一路输出连接到变频器(2)上，变频器(2)的输出端与液压站(I)中的电动机(102)的接线端子相连接；注浆泵工作过程即运行步骤是:采用变频器(2)控制液压站(I)中的电动机(102)，所述电动机(102)驱动液压站(I)中的液压泵(101)，液压泵(101)供油给第一三位四通电磁换向阀(3)、第二三位四通电磁换向阀(4)，来控制第一液压缸(5)、第二液压缸(6)的向左、向右、停止的运动，实现第一注浆泵体(7)、第二注浆泵体(8)的进料、出料和停止，当第一注浆泵体(7)、第二注浆泵体(8)进料时，分别通过第一注浆泵体的进液口(13)、第二注浆泵体的进液口(14)进料；其特征在于当第一注浆泵体(7)、第二注浆泵体(8)出料时，即在双液按一定比例混合时，通过脉宽调节控制方式来实现第一注浆泵体(7)、第二注浆泵体(8)的流量及流量比例的控制，双液以一定比例进行混合，然后注浆。
2.根据权利要求1所述的注浆泵流量及流量比例控制的方法，其特征在于脉宽调节控制时，以第一三位四通电磁换向阀(3)、第二三位四通电磁换向阀(4)其中一个大流量的三位四通电磁换向阀的闭合时间为基准，按流量设定比例，自动计算小流量的三位四通电磁换向阀的闭合时间；上述的大流量是通过测量第一液压缸、第二液压缸中大流量的液压缸的左右开关之间的行程时间来计算的，其流量调节通过变频器和所述大流量的液压缸的脉宽调节来控制。
3.根据权利要求1所述的注浆泵流量及流量比例控制的方法，其特征在于脉宽调节控制中，两种物料混合时，将其中一种物料的推出时间均匀分配在另一种物料的推出时间的过程中。
【文档编号】F15B11/16GK104500464SQ201410655945
【公开日】2015年4月8日 申请日期:2014年11月17日 优先权日:2014年11月17日
【发明者】马月辉, 刘宁宁, 冯晓琳, 王娜, 王昱然, 王俊晓, 崔跃华 申请人:石家庄铁道大学