用双活塞泵传送或输送流体或半流体材料的方法及其双活塞泵与流程

本发明涉及一种用双活塞泵传送或输送流体或半流体材料的方法。此外，本发明涉及一种用于传送或输送流体或半流体材料特别是混凝土或水泥的双活塞泵。

背景技术

用于上述目的的双活塞泵在本领域中是众所周知的。根据de4215403c2，用于传送或输送流体或半流体材料特别是混凝土或水泥的双活塞泵被已知为包括两个输送液压缸，每个输送液压缸设置成内部具有输送活塞，那些输送活塞能够以交替推-拉的方式移动。进料斗设置成用于接纳由进料单元馈送的待被输送的材料。传递管系统(s-weiche)包括传递管，传递管能够连接至流动管线或输送管道，并且借助于铰接装置能够将所述流动管线或输送管道交替地与所述输送液压缸中的一者连接，所述铰接装置包括能够被液压地致动的两个旋转缸或柱塞缸，所述传递管的转动运动由所述旋转缸或柱塞缸产生。

在液压驱动系统中设置包括用于每个输送活塞的驱动活塞的输送活塞驱动机构，所述驱动活塞连接至专用的输送活塞，其中，两个驱动活塞都由输送泵供给，所述供给能够通过阀控制。设置有主控制阀，通过主控制阀来对至相应的驱动活塞的交替的液压供给进行控制。在原理上，双活塞泵具有下述缺点，在传递管的转换运动期间，在将流体或半流体材料传送或输送到流动管线中存在间隙，导致进料不稳定，即输送的材料的脉动，这在许多领域中是不利的，特别是用于覆盖隧道壁的喷射混凝土领域。

为了补偿输送所需材料中的间隙，de4215403c2的双活塞泵提出了一种所谓的“推过(pushover)”系统。该系统通过在活塞的推动循环期间提高活动的输送活塞的速度来立刻提供额外量的输送的材料。

尽管这种“推过”系统提供了双活塞泵的更好的性能，但是某种的脉动仍然不可避免。这特别是由在传递管的转换期间材料不被输送的事实造成的。

de9217574u1还公开了一种用双活塞泵传送或输送流体或半流体材料的系统，所述双活塞泵包括：两个输送液压缸，每个输送液压缸设置成内部具有输送活塞，所述输送活塞能够以交替推-拉的方式移动；进料斗，该进料斗用于接纳由进料单元馈送的待被输送的材料；传递管系统，该传递管系统包括传递管，该传递管能够连接至流体管线或输送管道并且借助于铰接装置能够将所述流动管线或输送管道交替地与所述输送液压缸中的一者连接，所述铰接装置包括能够被液压地致动的两个旋转或柱塞缸，所述传递管的转动运动由所述旋转或柱塞缸产生；输送活塞驱动机构，该输送活塞驱动机构包括用于设置在液压驱动系统中的每个输送活塞的驱动活塞，所述驱动活塞连接至专用的输送活塞，其中，两个驱动活塞都由设置在液压回路中的输送泵供给，所述供给能够通过阀控制；以及控制阀，通过控制阀来对至相应的驱动活塞的交替的液压供给进行控制，其中，所述控制阀适于使输送泵的液压回路短路到储存器中。

de4318267a1还示出双活塞泵，其中，用于驱动两个旋转或柱塞缸的液压回路可以在输送泵与储存器之间被短路。

技术实现要素：

因此，本发明的目的是提供一种用双活塞泵传送或输送流体或半流体材料特别是混凝土或水泥的方法，该方法提供了较高的性能并且特别地减少了传递管的转换时间。本发明的另一目的是提供一种双活塞泵，特别是执行该方法的双活塞泵。

根据本发明，在通过传递管的转动运动进行转换期间，借助于所述主控制阀使至驱动活塞的液压供给中断，并且使输送泵的所述液压回路短路，并且增加输送泵的输出流量，使得在传递管的转动运动已经结束之后并且在下一输送周期开始时，在短时间内执行供给输送液压缸的增加的供给输出，从而引起所述供给的流体或半流体材料的短期的增加。

换句话说，由于输送泵的短路，驱动活塞的液压缸不再处于压力下并且传递管的转换动作可以以最高的速度和最短的时间执行，并且由于输送泵的输出流量的增加，对相应的液压缸提供了增加的油的供给，引起所述供给的流体或半流体材料的短期的增加，使得在操作中避免了或者几乎避免了供给的材料的脉动。

根据本发明，在输送泵的供给输出的短期增加之后，所述供给输出再次减小以获得流体或半流体材料的恒定供给。

此外，存在的优点在于，借助于辅助或先导控制阀来控制所述主控制阀，其中，在传递管的移动期间，所述主控制阀和所述先导控制阀两者都处于停用位置或中立位置或中间位置。

另一优点在于，每个旋转或柱塞缸包括可移动的驱动元件或柱塞，当驱动元件或柱塞到达最终移动位置时被阻尼作用。

旋转或柱塞缸的动作在最短的时间内执行，并且因此，以驱动元件或柱塞的最大的速度执行。这导致需要对所述驱动元件或柱塞的运动进行急速制动。由于对移动进行阻尼作用，因此破坏旋转或柱塞缸的风险大大降低。

此外，优点在于，当对所述旋转或柱塞缸的所述可移动的驱动元件或柱塞进行制动时，所述可移动的驱动元件或柱塞在相反方向上被预加应力，所述预应力提供能量储存，特别是动能能量的储存。

此外，存在的优点在于，在所述旋转或柱塞缸的所述可移动的元件或柱塞的下一向前或推动行程期间，储存的所述能量被恢复，使得恢复的所述能量额外地使所述可移动的驱动元件或柱塞加速。因此，用于转换传递管的时间可以进一步减小，从而使得系统的负面脉动大大减小。

本发明还涉及传送或输送流体或半流体材料特别是混凝土或水泥的双活塞泵。根据本发明，双活塞泵的特征在于，所述双活塞泵构造成使得在传递管的转动运动期间，所述主控制阀通过使输送泵的所述液压回路短路来中断对驱动活塞的液压供给，双活塞泵的特征还在于，输送泵构造成在传递管的转动运动结束之后并且在下一输送周期开始时在短期内增加输出流量。

此外，通过所述供给的材料的这种短期增加，在传递管的转动运动期间，输送的间隙可以立刻被填充然后使得材料的相当恒定的输送而没有脉动。

优点在于，每个旋转或柱塞缸包括可移动的驱动元件特别是柱塞，可移动的驱动元件能够以向前或伸出行程以及向后或缩回行程的方式移动，其中，所述可移动的驱动元件或柱塞至少当到达缩回行程的末端位置时被阻尼作用。

此外，每个旋转或柱塞缸包括用气态材料填充的活塞和抵靠所述活塞作用的弹簧组，从而引起对可移动的驱动元件或柱塞进行制动，使得所述驱动元件或柱塞的移动可以被阻尼作用，避免对传递管系统的损伤。

此外，优点在于，在对所述旋转或柱塞缸的可移动的驱动元件或柱塞进行制动期间，所述可移动的驱动元件或柱塞为所述弹簧组和/或所述活塞提供预张力或预应力，其中，执行能量储存，特别是动能能量的储存。

这有利地引起下述结果：在旋转或柱塞缸的可移动的驱动元件或柱塞的下一向前行程期间，储存的能量被恢复，使得储存的所述能量额外地使所述可移动的驱动元件或柱塞加速。

附图说明

参照附图，根据以下详述或本发明的优选的实施方式，其他细节、特征和优点将变得明显。在附图中：

图1示出了根据本发明的双活塞泵的一个实施方式的立体图；

图2示出了液压阀组输送的框图；

图3示出了传递管系统(s-weiche)的液压阀组的框图；

图4示出了例如由博士力士乐(boschrexroth)生产的常规的输送泵系统的框图；

图5示出了具有两个旋转或柱塞缸的传递管系统的后视图，所述传递管系统在从一个输送液压缸转动至另一输送液压缸期间被置于中间的位置；

图6示出了图5的左侧的旋转或柱塞缸在伸出移动开始时、即缩回位置的截面图；

图7示出了根据图6的左侧的旋转或柱塞缸处于其最大伸出位置的截面图；

图8示出了根据图6的左侧的旋转或柱塞缸在其缩回移动期间刚好在阻尼作用之前的截面图；

图9示出了根据图6的左侧的旋转或柱塞缸在阻尼操作期间同时缩回的截面图。

在附图中，相同的元件用相同的附图标记提及。附图示出了本发明的优选的实施方式。然而，本发明不限于该实施方式并且替代性的实施方式也可以通过如权利要求中描述的主题覆盖。

具体实施方式

图1以示意图的方式示出了双活塞泵1，其基本构型在本领域中已知。双活塞泵1包括输送液压缸3和4，输送活塞5和6分别能够在输送液压缸3和4中移动。双活塞泵1包括进料斗7，进料斗7包括壳体10，在壳体10的后部侧上设置有后部板8。根据进料箭头a9，待由双活塞泵1分配的材料被馈送到进料斗7中。图1没有示出馈送到进料斗7中的材料。

在后部板8上固定有传递管系统(s-weiche)13，传递管系统13包括传递管14，传递管14将交替地连接至与输送液压缸3连接的开口11和与输送液压缸4连接的开口12。根据双箭头16，传递管14通过转动杆15在开口11与开口12之间转动，转动杆15是固定至后部板8的铰接装置17的形成部分。在图1中，铰接装置17没有完全示出，而是参照图5至图9进一步描述。

如图1中可见，根据箭头a馈送到进料斗7中的材料通过输送活塞6的缩回运动被吸入到输送液压缸4中，如箭头b示意性地示出。

同时，包括管部分20的转动杆15处于开口11前的位置，将输送管14与输送液压缸3连接。输送活塞5沿向前方向朝向后部板8移动，使得向前的材料根据箭头c被馈送到输送管道(未示出)中以在操作期间被分配。

输送液压缸3和4在一端上固定至后部板8，并且输送液压缸3和4其后部端部处容纳在壳体22中。如下面将描述而未在图1中示出的，输送活塞5和6分别由驱动活塞19和21(参见图2)驱动，驱动活塞19和21由液压系统24驱动，如图2中示出的。

根据图1的双活塞泵1的操作模式可以如下描述。如图1中示出的输送活塞5在其泵送或输送行程中，沿向前方向朝向后部板8将通过开口11已经被从进料斗吸入到输送液压缸3中的材料迫压到传递管14中，根据箭头c。为了提供传递管14与输送液压缸3之间的连接，铰接装置17使转动杆15和特别是开口11前的管部分20转动，以提供输送液压缸3与传递管14之间的连接。

当输送活塞5已经到达其最前部位置时，即由输送液压缸3提供的所有材料或基本上所有材料已经被分配到传递管14中时，启动铰接装置17以使转动杆15根据双箭头16转动到覆盖连接至输送液压缸4的开口12的位置，该输送液压缸4在输送活塞5的泵送行程期间根据箭头b通过输送活塞6的吸入行程被用材料填充。

在转动杆15的转动运动期间，下面参照图2将更详细描述的输送活塞驱动机构23将输送活塞6的吸入行程改变成推动行程并且同时将输送活塞5的推动行程改变成输送活塞5的吸入行程。在输送活塞5已经到达吸入行程的末端并且输送活塞6已经到达推动行程的末端之后，铰接装置17再次使所述转动杆15从开口12移动至开口11，以便将输送液压缸3连接至传递管14。

现在参照图2，图2示出了包括液压驱动系统24的输送活塞驱动机构23。

如图2中可见，驱动活塞19以及驱动活塞21被常规地构造。驱动活塞19和驱动活塞21两者都具有双作用活塞的构型。驱动活塞19包括容纳在液压缸壳体27中的活塞顶25。从活塞顶25突出有活塞杆29，并且活塞杆29连接至例如输送活塞5。类似地，驱动活塞21包括容纳在液压缸壳体33中的活塞顶31。活塞顶31连接至突出的活塞杆35，活塞杆35连接至例如输送活塞6。当液压驱动系统24被致动时，活塞25和31与活塞杆29和35一起沿相应的方向移动，使得如图1中示出的输送活塞5和输送活塞6沿相应的方向运动。

参照图2，将对本发明的液压驱动系统24进行更详细地描述。管线a是用于送入用来输送混凝土或其他材料的油的管线，并且其连接至泵。管线b是油返回到储存器(未示出)中的管线。阀v3是直动式三位四通电磁换向阀用以引导先导式三位四通换向阀v5。阀v4是单向阀。阀v5是主控制阀，阀v5由阀v3液压地致动并且包括锁定的中间位置。在该中间位置，管线a和管线b被短路。因此，经由管线a传送的最大泵压力总是出现在阀v5处。

阀v6是单向阀，并且在高压泵用于清除摆动(rockcleaning)的操作期间，用作回流防止件。阀v7是用于杆侧进油的容量控制单元，并且提供了回程液压缸，该回程液压缸比向前驱动液压缸稍快并且用作油输送损失的补偿。因此，相应的输送活塞5或6的吸入行程总是比各个其他输送液压缸6或5的推动行程结束的稍早一点。这示出了当传递管系统的转换完成时，相应的输送液压缸完全准备好开始推动行程。

阀v8是单向阀，并且用作活塞杆侧进油的回程阻碍物。阀v9是杆侧进油的减压阀，以及阀v16是用于杆侧进油a的调整阀(shufflevalve)。

主控制阀v5可以由电磁阀v3非常快地致动，因为仅需要小的压力增加。管线t将控制液压流体从阀v3排出至储存器(未示出)。

当主控先导阀操作阀v5向右移动时，然后驱动活塞21在活塞31被推动时被致动，引起相应的输送活塞6的推动行程。当驱动活塞21的推动行程完成时，主控制阀v5移动到中间位置从而使馈送管线a和管线b短路，引起了大的优点在于当将主控制阀v5向左移动时能够获得管线a中的全压力，使得现在将油馈送至驱动液压缸19，立即开始使驱动液压缸19的移动。在阀v5的中间位置期间，液压泵转换至增加的泵送功率。当阀v5转换至下一操作位置时，增加的液压压力被传送至相应的向前驱动液压缸，从而引起活塞的增加的驱动速度。这引起了进入传递管14的材料的增加的馈送。

图4示出了由博士力士乐公司销售的常规的泵送机构39的框图。可以看出，泵送机构由电动马达41驱动。电动马达41驱动油的泵送动作至管线a中。因为该泵送系统是常规的并且不形成本发明的一部分，所以省略了该泵送系统的进一步描述。

现在参照图3示出了本发明的传递管系统13(s-weiche)的液压系统。

液压系统43准备作用在旋转或柱塞缸45和47上。那些旋转或柱塞缸45、47是双作用的，如图3中可见。然而，旋转或柱塞缸45和47仅示意性地示出，并且将在下面参照图6至图9进行更详细地描述。

液压系统43的部件如下。阀v2是设置为回程阻碍物的单向阀，其阻碍储存器排出。阀v3是节流孔(blende)以用于当切断阀v4时控制储存器的排出。阀v4是用于排出至储存器(未示出)的电磁阀。

阀v7是减压阀以用于减小使如图1中示出的传递管系统13动作的操作压力。阀v9是压力控制阀以用于限制传递管系统13的最大压力。单元v10是流量控制或体积控制单元以用于调节用于清洁操作的油的体积。

阀v12是电磁阀以用于启动传递管系统13。阀v15也是节流孔(blende)以用于限制体积以分别控制阀v24和v25。阀v20是可解锁的双单向阀，该阀v20在液压缸b的向前驱动(forerun)和液压缸a的回程期间被启动。阀v21是可解锁的双单向阀，该阀v21在液压缸a的向前驱动和液压缸b的回程期间被启动。阀v22是可解锁的双单向阀，该阀v22在液压缸b的向前驱动和液压缸a的回程期间被启动。阀v23是可解锁的双单向阀，该阀v23在液压缸a的向前驱动和液压缸b的回程期间被启动。阀v24是电磁阀以用于启动液压缸b的向前驱动，而阀v25是电磁阀以用于启动液压缸a的向前驱动。

此外，设置有液压蓄能器49以当转换时提供足够量的瞬时液压动力。

所有阀的所述具体构型可以由图2至图4中示出的系统的具体符号得到，但不限于此。引起相同的或几乎相同的效果的不同的实施方式仍然落入本发明的范围。从图2至图4，可以清楚地得到部件之间的连接管线并且不再更详细地解释。

参照图5，对传递管系统13进行更详细地描述。图5是从进料斗7的后面所看到的视图，图5示出了传递管系统13处于开口11与开口12之间的中间位置。转动杆15的管部分20位于开口11与开口12之间，并且旋转或柱塞缸45和47两者也都处于中间位置。将参照图6至图9对旋转或柱塞缸45和47进行更详细地描述。

如从图5可以看到，在本实施方式中，传递管系统13包括板37，开口11和12位于板37中。传递管系统13包括两个臂51和52。臂51设置有轴承54以可枢转地支承旋转或柱塞缸45，而臂52设置有轴承56用于可枢转地支承旋转或柱塞缸47。两个旋转或柱塞缸45和47都在其其他端部处可枢转地连接至控制板53，控制板53进而连接至转动杆15以便使转动杆15从一个开口11、12移动至另一开口12、11。在图5中没有示出旋转或柱塞缸45和47至驱动旋转或柱塞缸45和47两者的液压系统43的连接。在图5中没有示出如在非常简略的图1中示出的后部板。

现在参照图6至图9，其中，以部分截断的截面图的方式示出了旋转或柱塞缸47在运动期间处于不同的位置，以便提供转动杆15的所需运动以将传递管14交替地分别与开口11和12连接。旋转或柱塞缸45相应地被构造。

旋转或柱塞缸47包括缸体或壳体55，在缸体或壳体55中液压油入口/出口57设置在旋转或柱塞缸47的部分中空的壳体55的一个端部处。在壳体55内，设置有能够在壳体55内移动的柱塞59。

柱塞59部分地形成为中空本体从而将若干特定元件容纳在内部。设置有例如以层叠的盘簧形式的弹簧组61。由本发明实现的一个目的是在最短的时间内提供传递管的转动运动，这样能够保持长时间地执行很大数量的行程。在柱塞59内，设置有通过气体入口/出口65填充的气体活塞63，在气体入口/出口65中设置有单向阀66，其中，气体通过内部管线67导入至气体活塞63中。为了密封柱塞59，设置有密封件69并且该密封件69用于密封防止油漏出壳体55之外。

通过开口71，旋转或柱塞缸47的壳体55能够连接至臂52(参见图5)，而通过开口73，柱塞59能够连接至中央板53。

在柱塞59的横向进给端部处设置有馈送喷射部60，该柱塞59包括入口通道，该入口通道包括单向阀64。单向阀64部分地容纳在前板70中，以在柱塞59的液压流体或油横向进给端部处封闭中空的柱塞59。在图6的缩回位置中，在气体活塞63与前板之间设置有油室68，该油室68在这个位置充满油。前板70设置有开口或螺母例如像槽顶螺母。为了将油填充入室68中，油馈送通道62穿越单向阀64，单向阀64阻止油从室68散逸返回到通道62中。

旋转或柱塞缸47以四种不同的位置示出。图6示出了在柱塞59的行程之前的完全缩回位置。图7示出了液压缸伸出位置，其中，柱塞59已经到达其最大伸出位置。图8示出了在柱塞59的缩回运动期间刚好在阻尼操作开始之前的位置，以及图9示出了执行柱塞的阻尼作用以及加载用于能量恢复的气体蓄能器时的位置。

在图7中，示出了柱塞缸47处于柱塞59最大伸出位置。油馈送通过油入口57，从而迫压喷射部60移动离开柱塞59的缩回位置。当柱塞59移动离开其在图6中示出的缩回位置时，气体活塞63迫压油离开室68以通过前板70的开口(未示出)散逸到中空空间左部。气体活塞63迫压油以从室68散逸，直至如图7中所示该气体活塞63抵接前板70为止。

根据图8，示出了在缩回运动期间柱塞47处于当柱塞47的阻尼作用开始时的位置。喷射部70到达油入口通道58中并且迫压单向阀64打开。同时室72中的油被迫压以移动穿过前板70的开口而重新装入室68，从而使气体活塞63朝向弹簧组61移动。这增加了气体活塞63的弹簧负载。

图9示出了在马上到达图6的缩回端部位置之前的柱塞47的位置。油室68被部分地填充并且油室72进一步减小。

在根据本发明的柱塞47之中，设置有阻尼系统，当柱塞47移动到其缩回位置时阻尼系统对柱塞阻尼作用，并且在柱塞47的下一行程期间由气体活塞63储存的能量与弹簧组21一起用于使柱塞47运动加速。

在本发明之中，设置有双活塞泵，通过双活塞泵实现了流体或半流体材料特别是混凝土或水泥的基本恒定输送，从而克服了现有技术的缺点。特别地，包括阻尼系统的旋转或柱塞缸45和47的非常短移动防止柱塞59抵靠于壳体55的硬邻接。

附图标记：

1-双活塞泵

3-输送液压缸

4-输送液压缸

5-输送活塞

6-输送活塞

7-进料斗

8-后部板

9-进料箭头a

10-壳体

11-开口

12-开口

13-传递管系统(s-weiche)

14-传递管

15-转动杆

16-双箭头

17-铰接装置

19-驱动活塞

20-管分部

21-驱动活塞

22-壳体

23-输送活塞驱动机构

24-液压驱动系统

25-活塞顶

27-液压缸壳体

29-活塞杆

31-活塞顶

33-液压缸壳体

35-活塞杆

37-板

39-泵送机构

41-电动马达

43-液压系统

45-旋转或柱塞缸

47-旋转或柱塞缸

49-用于在转换时提供足够量的瞬时液压动力的液压蓄能器

51-臂

52-臂

53-中央板

54-轴承

55-缸体

56-轴承

57-液压油入口/出口

59-柱塞

60-馈送和排出喷射部

61-弹簧组

62-入口通道

63-气体活塞

64-单向阀

65-气体入口/出口

66-单向阀

67-内部气体管线

68-油室

69-密封件

70-前板

71-开口

72-油室

73-开口

液压回路中的部件列表：

1.液压驱动机构(图2)：

a：用于输送混凝土的进油

b：来自输送混凝土的油的回程

v3：用于引导v5的直动式三位四通电磁换向先导阀

v4：单向阀

v5：用于输送预选驱动a的液压启动的主控三位四通先导换向阀

v6：在高压泵用于清除摆动的操作期间启动的回流防止件

v7：用于油的杆侧进油的容量控制单元(回程液压缸比向前驱动液压缸稍快并用作油输送损失的补偿)

v8：单向阀和杆侧进油的回程阻碍物

v9：杆侧进油的减压阀

v16：用于杆侧进油a的以及用于杆侧进油b的调整阀

2.传递管系统的液压驱动机构(图3)：

p：泵送管线和至流体泵(该系统中未使用)的连接

t：返回储存器的连接

v2：阻碍储存器排出的单向阀(回程阻碍物)

v3：用于当切断阀v4时控制储存器的排出的节流孔(blende)

v4：用于排出至储存器的电磁阀

v7：用于减小用于使传递管系统动作的操作压力的减压阀

v9：用于限制传递管系统的最大压力的压力控制阀

v10：用于调节用于清洁操作的油的体积的流量控制或体积控制单元

v12：用于启动传递管系统的电磁阀

v15：用于限制体积以分别控制阀24和阀25的节流孔(blende)

v20：在向前驱动液压缸b和液压缸a的回程期间启动的可解锁的双单向阀

v21：在液压缸a的向前驱动和液压缸b的回程期间启动的可解锁的双单向阀

v22：在液压缸b的向前驱动和液压缸a的回程期间启动的可解锁的双单向阀

v23：在液压缸a的向前驱动和液压缸b的回程期间启动的可解锁的双单向阀

v24：用于启动液压缸b的向前驱动的电磁阀

v25：用于启动液压缸a的向前驱动的电磁阀