泵送设备、泵送系统及其换向参数调节方法与流程

1.本发明涉及物料泵送技术领域，尤其涉及一种泵送设备、泵送系统及其换向参数调节方法。


背景技术：

2.泵送设备(如泵车、拖泵、车载泵、消防车等)是一种将流体(或浆体)物料加压后输送至预定位置的机械装置，它具有作业效率高、移动方便等优点，已广泛应用于工程施工中。泵送设备主要包括摆缸、液压泵、换向阀、两个主油缸等，泵送设备的连续泵送是通过摆缸与两个主油缸的配合来实现的。在泵送过程中，通常需要准确控制主油缸的换向，而现有的泵送设备的换向参数是固定的，当设备负载出现变化时，固定的换向参数会造成主油缸出现过早换向或过晚换向的问题。如果过早换向，主油缸行程短，没有充分利用主油缸的行程，导致泵送系统的排量降低，不利于提高工作效率，且完成同样体积的物料的泵送需要更多次的换向，导致泵送系统寿命降低；如果过晚换向，主油缸会出现撞缸现象(即活塞撞击缸体)，引起机械损耗和液压冲击，也会降低泵送系统的使用寿命。


技术实现要素：

3.本发明提供一种泵送设备、泵送系统及其换向参数调节方法，用以解决现有的泵送设备的换向参数是固定的，会造成主油缸过早换向或过晚换向的问题。
4.本发明提供一种泵送系统，包括液压驱动单元、控制单元、感应传感器和泵送油缸；
5.所述感应传感器呈对应所述泵送油缸的活塞于所述泵送油缸一端的换向位置设置；
6.所述泵送油缸的活塞杆的后端连接所述活塞，所述活塞杆的后端靠近所述感应传感器的一侧设置有第一感应区和第二感应区，所述第一感应区和所述第二感应区用于触发所述感应传感器生成触发信号，所述第一感应区和所述第二感应区沿所述活塞杆的轴向间隔设置，以在所述第一感应区与所述第二感应区之间形成间隔区；
7.在所述活塞运行至所述泵送油缸一端的换向位置的情况下，所述感应传感器与所述间隔区相对；
8.所述液压驱动单元连通所述泵送油缸，所述控制单元电连接所述液压驱动单元和所述感应传感器。
9.根据本发明一个实施例的泵送系统，所述泵送油缸包括联动设置的第一泵送油缸和第二泵送油缸，所述感应传感器包括与所述第一泵送油缸对应设置的第一感应传感器、以及与所述第二泵送油缸对应设置的第二感应传感器；或者
10.所述感应传感器包括第一感应传感器、第二感应传感器，所述第一感应传感器呈对应所述泵送油缸的活塞于所述泵送油缸前端的换向位置设置，所述第二感应传感器呈对应所述泵送油缸的活塞于所述泵送油缸后端的换向位置设置。
11.根据本发明一个实施例的泵送系统，所述第一泵送油缸的无杆腔与所述第二泵送油缸的无杆腔连通；所述第一泵送油缸的有杆腔与所述第二泵送油缸的有杆腔均连通所述液压驱动单元；或者，
12.所述第一泵送油缸的有杆腔与所述第二泵送油缸的有杆腔连通；所述第一泵送油缸的无杆腔与所述第二泵送油缸的无杆腔均连通所述液压驱动单元。
13.根据本发明一个实施例的泵送系统，所述感应传感器设置于所述泵送油缸的前端。
14.根据本发明一个实施例的泵送系统，所述感应传感器为设置于所述泵送油缸的接近开关；
15.所述活塞杆的后端靠近所述接近开关的一侧设置有第一凸出部和第二凸出部，以分别形成所述第一感应区和所述第二感应区。
16.根据本发明一个实施例的泵送系统，所述活塞杆的后端外部套设有环形的感应块；
17.所述感应块设置有凹槽，以形成所述间隔区，所述凹槽的前壁和后壁分别形成所述第一感应区和所述第二感应区。
18.根据本发明一个实施例的泵送系统，所述液压驱动单元包括换向阀和溢流阀；
19.所述换向阀连通所述泵送油缸，所述换向阀的进油口与所述溢流阀通过进油管路连通，所述进油管路上设置有压力传感器，用于生成所述换向阀的进油口压力信号；
20.所述控制单元电连接所述换向阀、所述溢流阀和所述压力传感器。
21.本发明还提供一种泵送设备，包括如上所述的泵送系统。
22.本发明还提供一种泵送系统的换向参数调节方法，包括：
23.确定当前换向周期内接收到的触发信号的个数；
24.基于所述当前换向周期内接收到的触发信号的个数，调整下一个换向周期的换向缓冲时间。
25.根据本发明一个实施例的泵送系统的换向参数调节方法，所述基于所述当前换向周期内接收到的触发信号的个数，调整下一个换向周期的换向缓冲时间，包括：
26.若所述当前换向周期内接收到的触发信号的个数为n1，则确定下一个换向周期的换向缓冲时间为t1；
27.若所述当前换向周期内接收到的触发信号的个数为n2，则确定所述下一个换向周期的换向缓冲时间为t2；
28.若所述当前换向周期内接收到的触发信号的个数为n3，则确定所述下一个换向周期的换向缓冲时间为t3；
29.其中，n1、n2、n3为正整数，且n1＜n2＜n3。
30.根据本发明一个实施例的泵送系统的换向参数调节方法，所述基于所述当前换向周期内接收到的触发信号的个数，调整下一个换向周期的换向缓冲时间之前，还包括：
31.获取所述当前换向周期的进油口压力信号；
32.基于所述当前换向周期的进油口压力信号，确定所述当前换向周期的压力冲击的类型，其中，所述压力冲击包括撞缸冲击和阀芯中位冲击；
33.若确定所述当前换向周期的压力冲击为所述阀芯中位冲击，则增大所述下一个换
向周期的溢流阀失电缓冲时间。
34.根据本发明一个实施例的泵送系统的换向参数调节方法，所述若所述当前换向周期内接收到的触发信号的个数为n3，则确定所述下一个换向周期的换向缓冲时间为t3，包括：
35.在确定所述当前换向周期的压力冲击为所述撞缸冲击的情况下，若所述当前换向周期的进油口压力值大于压力阈值，且所述当前换向周期内接收到的触发信号的个数为n3，则确定所述下一个换向周期的换向缓冲时间为t3。
36.本发明提供的泵送设备、泵送系统及方法，通过在活塞杆上形成间隔区和两个感应区，控制单元能基于当前换向周期内接收到的触发信号的个数，来调整下一个换向周期的换向缓冲时间，从而实现自动纠正油缸行程偏差，避免泵送油缸出现过早换向或过晚换向的问题。
附图说明
37.为了更清楚地说明本发明或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
38.图1是本发明提供的一种泵送系统的结构示意图；
39.图2是本发明提供的一种泵送系统的换向参数调节方法的流程示意图。
40.附图标记：
41.100：泵送系统；1：感应传感器；1a：第一感应传感器；1b：第二感应传感器；2：泵送油缸；2a：第一泵送油缸；2b：第二泵送油缸；21：活塞杆；22：第一感应区；23：第二感应区；24：间隔区；25：感应块；3：水箱。
具体实施方式
42.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
43.下面结合图1描述本发明的泵送系统，该泵送系统能用于泵车、拖泵、车载泵、消防车等泵送设备，如图1所示，该泵送系统100包括液压驱动单元(未在图中示出)、控制单元(未在图中示出)、感应传感器1和泵送油缸2。
44.如图1所示，感应传感器1呈对应泵送油缸2的活塞(未在图中示出)于泵送油缸2一端的换向位置设置；泵送油缸2的活塞杆21的后端连接活塞，活塞杆21的后端靠近感应传感器1的一侧设置有第一感应区22和第二感应区23，第一感应区22和第二感应区23用于触发感应传感器1生成触发信号，第一感应区22和第二感应区23沿活塞杆21的轴向间隔设置，以在第一感应区22与第二感应区23之间形成间隔区24；在活塞运行至泵送油缸2一端的换向位置的情况下，感应传感器1与间隔区24相对。
45.具体而言，如图1所示，泵送油缸2通常包括缸体、活塞杆21和活塞，活塞能前后滑
动地安装于缸体内，活塞杆21的后端连接活塞，活塞杆21的前端穿过水箱3。在泵送油缸2的一个换向周期内，活塞会在缸体的前端和后端之间往返运行一次。
46.而感应传感器1呈对应泵送油缸2的活塞于泵送油缸2一端的换向位置设置，可以是感应传感器1靠近活塞于泵送油缸2前端或者后端的换向位置设置，第一感应区22、第二感应区23和间隔区24均位于活塞的前侧或者后侧，或者部分位于前侧，部分位于后侧，部分位于活塞的位置。例如，如图1所示，感应传感器1呈对应活塞于泵送油缸2前端的换向位置设置，并且第一感应区22位于活塞于泵送油缸2前端的换向位置的前侧，第一感应区22位于第二感应区23的前侧。
47.以下将结合图1中泵送系统100的结构，介绍基于感应传感器1判定泵送油缸2的行程是否正常的工作原理：
48.若在泵送油缸2的一个换向周期内，只有第一感应区22经过感应传感器1，即泵送油缸2的行程过短，也即泵送油缸2在该换向周期内过早换向，那么在活塞的一个往返行程中，感应传感器1只会被触发一次(活塞运行至泵送油缸2的前端的过程中，感应传感器1被第一感应区22触发)，生成一个触发信号；若在泵送油缸2的一个换向周期内，第一感应区22和间隔区24经过感应传感器1，即泵送油缸2的行程正常，那么在活塞的一个往返行程中，感应传感器1会被触发两次(活塞运行至泵送油缸2的前端的过程中(图1中活塞向左移动)，感应传感器1被第一感应区22触发；活塞运行至泵送油缸2的后端的过程中(图1中活塞向右移动)，感应传感器1再次被第一感应区22触发)，生成两个触发信号；若在泵送油缸2的一个换向周期内，第一感应区22、间隔区24和第二感应区23都经过感应传感器1，即泵送油缸2的行程过长，也即泵送油缸2在该换向周期内过晚换向，那么在活塞的一个往返行程中，感应传感器1会被触发三次(活塞运行至泵送油缸2的前端的过程中，感应传感器1依次被第一感应区22和第二感应区23触发；活塞运行至泵送油缸2的后端的过程中，感应传感器1再次被第一感应区22触发)，生成三个触发信号。如此，基于一个换向周期内感应传感器1生成的触发信号的个数，就能对泵送油缸2的行程偏差进行判断，其中，触发信号可以为上升沿信号或者下降沿信号。
49.液压驱动单元连通泵送油缸2，控制单元电连接液压驱动单元和感应传感器1。
50.具体而言，液压驱动单元用于驱动泵送油缸2。在当前换向周期内，感应传感器1被触发生成触发信号后，会向控制单元发送触发信号。控制单元能先确定当前换向周期内接收到的触发信号的个数，再基于所述当前换向周期内接收到的触发信号的个数，控制液压驱动单元，以调整下一个换向周期的换向缓冲时间，以实现自动纠正泵送油缸2的行程偏差。例如，若当前换向周期的换向缓冲时间为t，在控制单元确定当前换向周期内接收到的触发信号的个数为1的情况下，则控制单元调整下一个换向周期的换向缓冲时间为t+δt1，即增大换向缓冲时间；在控制单元确定当前换向周期内接收到的触发信号的个数为2的情况下，则控制单元不调整下一个换向周期的换向缓冲时间，即下一个换向周期的换向缓冲时间为t；在控制单元确定当前换向周期内接收到的触发信号的个数为3的情况下，则控制单元调整下一个换向周期的换向缓冲时间为t-δt2，即减小换向缓冲时间。
51.本发明提供的泵送系统100，通过在活塞杆21上形成间隔区24和两个感应区，控制单元能基于当前换向周期内接收到的触发信号的个数，来调整下一个换向周期的换向缓冲时间，从而实现自动纠正油缸行程偏差，避免泵送油缸2出现过早换向或过晚换向的问题。
52.泵送设备通常会设置有两个泵送油缸2，故如图1所示，在本实施例中，泵送油缸2包括联动设置的第一泵送油缸2a和第二泵送油缸2b，感应传感器1包括与第一泵送油缸2a对应设置的第一感应传感器1a、以及与第二泵送油缸2b对应设置的第二感应传感器1b。
53.具体而言，第一泵送油缸2a与第二泵送油缸2b通常呈并行设置，第一泵送油缸2a的活塞杆21设置有第一感应区22和第二感应区23，第一感应传感器1a用于判定第一泵送油缸2a的行程是否正常，同时也可以用于判定第二泵送油缸2b在后端换向是否正常。第二泵送油缸2b的活塞杆21也设置有第一感应区22和第二感应区23，第二泵送油缸2b用于判定第二泵送油缸2b的行程是否正常，同时也可以用于判定第一泵送油缸2a在后端换向是否正常。另外，在本技术的其他实施例中，感应传感器1包括第一感应传感器1a、以及第二感应传感器1b，其中，第一感应传感器1a、第二感应传感器1b分别位于同一个泵送油缸2的前端和后端，用于判定泵送油缸2在前端、后端换向是否正常。
54.第一泵送油缸2a与第二泵送油缸2b联动设置的具体实现方式通常是根据实际情况进行设定的，例如，在本实施例中，在低压泵送状态，第一泵送油缸2a的无杆腔与第二泵送油缸2b的无杆腔连通；第一泵送油缸2a的有杆腔与第二泵送油缸2b的有杆腔均连通液压驱动单元。在高压泵送状态，第一泵送油缸2a的有杆腔与第二泵送油缸2b的有杆腔连通；第一泵送油缸2a的无杆腔与第二泵送油缸2b的无杆腔均连通液压驱动单元。
55.感应传感器1呈对应泵送油缸2的活塞于泵送油缸2一端的换向位置设置，感应传感器1可以是直接安装于泵送油缸2上；感应传感器1也可以是不直接安装于泵送油缸2上。可选地，如图1所示，在本实施例中，感应传感器1设置于泵送油缸2的前端。这样感应传感器1不易受到干扰。
56.具体而言，第一感应传感器1a设置于第一泵送油缸2a的缸体的前端，并且第一感应传感器1a的探头朝向第一泵送油缸2a的轴线。第二感应传感器1b设置于第二泵送油缸2b的缸体的前端，并且第二感应传感器1b的探头朝向第二泵送油缸2b的轴线。
57.活塞杆21上的第一感应区22和第二感应区23能触发感应传感器1生成触发信号，第一感应区22和第二感应区23的具体设置方式是跟感应传感器1的选择类型相关的，例如，感应传感器1为霍尔开关，第一感应区22和第二感应区23均为磁性区。
58.可选地，如图1所示，感应传感器1为设置于泵送油缸2的接近开关；活塞杆21的后端靠近接近开关的一侧设置有第一凸出部和第二凸出部，以分别形成第一感应区22和第二感应区23。
59.具体而言，接近开关为沿活塞杆21的径向布置，并且接近开关的探头朝向活塞杆21。在接近开关与活塞杆21相对时，活塞杆21是位于接近开关的感应范围外的，故接近开关不会被触发；在接近开关与第一感应区22相对时，第一感应区22是位于接近开关的感应范围内的，故接近开关会被触发而产生触发信号；在接近开关与间隔区24相对时，间隔区24是位于接近开关的感应范围外的，故接近开关不会被触发；在接近开关与第二感应区23相对时，第二感应区23是位于接近开关的感应范围内的，故接近开关会被触发而产生触发信号
60.进一步，如图1所示，在本实施例中，活塞杆21的后端外部套设有环形的感应块25；感应块25设置有凹槽，以形成间隔区24，凹槽的前壁和后壁分别形成第一感应区22和第二感应区23。此种第一感应区22、间隔区24和第二感应区23的成型方式较为简单。并且，凹槽通常为环形凹槽。
61.可选地，在本实施例中，液压驱动单元包括换向阀和溢流阀；换向阀连通泵送油缸2，换向阀的进油口与溢流阀通过进油管路连通，进油管路上设置有压力传感器，用于生成换向阀的进油口压力信号；控制单元电连接换向阀、溢流阀和压力传感器。
62.具体地说，压力传感器能实时或者周期性地检测换向阀的进油口压力，并向控制单元发送进油口压力信号。当出现撞缸冲击或者阀芯中位冲击时，控制单元基于当前换向周期的进油口压力信号，来区分撞缸冲击和阀芯中位冲击。若当前换向周期发生阀芯中位冲击，控制单元会控制溢流阀，以增大下一个换向周期的溢流阀失电缓冲时间，直到阀芯中位冲击消除，以实现对换向阀的保护。
63.本发明还提供一种泵送设备，包括如上所述的泵送系统，该泵送设备可以为泵车、拖泵、车载泵、消防车等
64.本发明提供的泵送设备，通过在活塞杆上形成间隔区和两个感应区，控制单元能基于当前换向周期内接收到的触发信号的个数，来调整下一个换向周期的换向缓冲时间，从而实现自动纠正油缸行程偏差，避免泵送油缸出现过早换向或过晚换向的问题。
65.本发明还提供一种泵送系统的换向参数调节方法，该泵送系统的换向参数调节方法是基于如上所述的泵送系统来实现的，如图2所示，该泵送系统的换向参数调节方法包括步骤s210和s220。
66.步骤s210：确定当前换向周期内接收到的触发信号的个数。
67.具体地说，在当前换向周期内，感应传感器被触发生成触发信号后，会向控制单元发送触发信号。控制单元在接收到触发信号后，控制单元能确定当前换向周期内接收到的触发信号的个数。
68.步骤s220：基于当前换向周期内接收到的触发信号的个数，调整下一个换向周期的换向缓冲时间。
69.具体地说，在当前换向周期的换向缓冲时间为t的情况下，若当前换向周期内接收到的触发信号的个数为n1，例如在本实施中n1为1，则控制单元确定下一个换向周期的换向缓冲时间为t1，例如在本实施中t1＝t+δt1；若当前换向周期内接收到的触发信号的个数为n2，例如在本实施中n2为2，则控制单元确定下一个换向周期的换向缓冲时间为t2，例如在本实施中t2＝t；若当前换向周期内接收到的触发信号的个数为n3，例如在本实施中n3为3，则控制单元确定下一个换向周期的换向缓冲时间为t3，例如在本实施中t3＝t-δt2。其中，n1、n2、n3为正整数，且n1＜n2＜n3，t2通常为正常换向的换向缓冲时间。控制单元基于当前换向周期内接收到的触发信号的个数，来自适应调整下一个换向周期的换向缓冲时间，直到泵送油缸的行程正常为止。
70.可选地，在控制单元执行步骤s210之前，控制单元还执行：获取当前换向周期的进油口压力信号；基于当前换向周期的进油口压力信号，确定当前换向周期的压力冲击的类型；若确定当前换向周期的压力冲击为阀芯中位冲击，则增大下一个换向周期的溢流阀失电缓冲时间。
71.具体地说，压力冲击包括撞缸冲击和阀芯中位冲击，进油口压力信号可以为压力冲击波形图等。压力传感器能实时或者周期性地检测换向阀的进油口压力，并向控制单元发送进油口压力信号。当出现撞缸冲击或者阀芯中位冲击时，控制单元基于当前换向周期的进油口压力信号，来区分撞缸冲击和阀芯中位冲击。若当前换向周期发生阀芯中位冲击，
控制单元会控制溢流阀，以增大下一个换向周期的溢流阀失电缓冲时间，直到阀芯中位冲击消除，以实现对换向阀的保护。
72.可选地，在确定当前换向周期的压力冲击为撞缸冲击的情况下，若当前换向周期的进油口压力值大于压力阈值，且当前换向周期内接收到的触发信号的个数为3，则确定下一个换向周期的换向缓冲时间为t3。
73.具体地说，在控制单元确定当前换向周期的压力冲击为撞缸冲击的情况下，控制单元会同时基于当前换向周期的进油口压力值和当前换向周期内接收到的触发信号的个数，来确定当前换向周期内泵送油缸的行程是否过长，这样判定结果会更为精确。
74.本发明提供的泵送系统的换向参数调节方法，通过在活塞杆上形成间隔区和两个感应区，控制单元能基于当前换向周期内接收到的触发信号的个数，来调整下一个换向周期的换向缓冲时间，从而实现自动纠正油缸行程偏差，避免泵送油缸出现过早换向或过晚换向的问题。
75.最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。