CN1788158A - 用于控制双缸泥浆泵的装置和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于控制双缸泥浆泵的装置和方法，泥浆泵的输送活塞借助于一液压可逆泵(6)和通过它控制的液压驱动缸推挽式操纵。输送缸(50，50′)在每个压缩行程时通过一转辙管(56)与一输送管(58)连接。在每个输送行程结束时触发可逆泵(6)和转辙管(56)的换向过程。为了即使在换向传感器或压力传感器失效时仍保证可靠的运行，本发明建议，在校准混凝土泵时和/或在泵运行期间，测量并储存活塞(8，8′)在驱动缸(5，5′)内预计的行程持续时间，并在每个输送行程中监测行程时间并与预计的行程持续时间比较，如果行程时间超过预计的行程持续时间一规定的量，那么可逆泵(6)便在流动反向的情况下翻转，和/或使转辙管(56)换向。此外还可以利用与可逆泵(6)连接的压力传感器(24)或设置在工作缸上的缸换向传感器(20、20′)的输出信号来触发换向过程。

Description

用于控制双缸泥浆泵的装置和方法
本发明涉及一种用于控制双缸泥浆泵的装置和方法，具有两个通过端面开口通入一物料给料容器的输送缸，所述输送缸借助于至少一个液压可逆泵和通过所述可逆泵操纵的液压驱动缸推挽式操纵；还具有一设置在物料给料容器内部的可液压操纵的转辙管，所述转辙管在入口端可交替地连接在输送缸的开口上并打开相应的另一开口且在出口端与一输送管连接，其中在每次输送行程结束时触发转辙管的换向过程，此外驱动缸在其一端分别与可逆泵的一个接头液压连接，形成一封闭的液压回路，在其另一端通过一摆动油管相互液压连接，其中，为了使转辙管换向，从由可逆泵通向驱动缸的液压管路分支出压力油。
已知一种这一类型的双缸泥浆泵的控制装置(DE-A-19542258)，其中驱动缸活塞的末端位置可借助于缸换向传感器量出，产生末端位置信号。那里可逆泵的流动反向可通过驱动缸的末端位置信号触发。在实际中末端位置信号通常通过活塞杆一侧的两个缸换向传感器触发。但是始终反复出现，缸换向传感器失效。在这种情况下迄今为止必须手动换向，或者关掉机器。
由此出发本发明的目的是，开发一种装置和方法，用这种装置和方法即使没有目前常用的油缸换向传感器也能保证具有连续的混凝土流的泵的可靠运行。
为了实现这个目的，提出了在权利要求1、6、11和14中给出的特征组合。本发明优良的方案和改进结构由从属权利要求得到。
本发明的解决方案主要从这样的认识出发，在包括计算机控制时液压回路中的附加的运行数据可以用于操纵可逆泵和转辙管。
本发明的第一种解决方案设想，换向装置具有一计算机辅助装置，其用来确定预计的行程持续时间并将其寄存在一数据存储器内以及在每个活塞行程期间用来监测时间和按照一规定的与预计行程时间相比已耗用的行程时间来触发转辙管换向和使可逆泵流动反向。这里换向装置最好具有一时间监测程序，它具有一种算法，用于确定行程时间和预计行程持续时间的比较值并在超过一规定的数值时将其转化为一用于转辙管和/或可逆泵的换向信号。这里本发明一种优良的结构设想，换向装置具有一输入程序，用来储存在校准泥浆泵时在至少一个规定的输送量时测出的行程持续时间。因为在计算机辅助泥浆泵中输送量例如可通过遥控器改变，如果换向装置具有一计算程序，用以根据由遥控器调整的输送量来换算所储存的行程持续时间，则特别有利。
按照本发明一种优选的或二者择一的结构，在可逆泵的高压侧设置一用来监测液压压力的传感器，其输出信号通过换向装置的一压力监测程序可以用来触发转辙管的换向和可逆泵流动反向。为此目的在每个压缩行程期间可以求出一平均泵压力并储存起来。压力监测程序具有一种算法，用来确定在有关驱动缸内在每个压缩行程的末尾相对于平均压力值出现的压力升高及将其转换成转辙管和/或可逆泵的换向信号。
如果在离驱动缸在活塞杆一侧和底面一侧的末端一定距离处分别设置一对从旁边经过的活塞作出反应的缸换向传感器，那么除此之外换向装置可以具有一对所选择的缸换向传感器的输出信号作出反应的用来触发转辙管换向和/或可逆泵流动反向的路程监测程序。在这种情况下换向装置可以附加地具有一测量程序，用以由缸换向传感器的输出信号确定行程持续时间并将其记录下来。用这种方式寄存在数据存储器内的行程持续时间可以在紧急情况下用来按时间控制流动反向。
本发明一种优选的结构设想，对所选择的缸换向传感器作出反应的路程监测程序，对压力测量值作出反应的压力监测程序和对行程时间作出反应的时间监测程序形成一尤其是分级结构的、用来换向转辙管和/或可逆泵的冗余的程序序列。
本发明的控制装置在正常运行时在到达底面一侧的油缸传感器时换向可逆泵，从而保证连续的混凝土流动。同时在运行期间算出相应的行程持续时间，并求出在可逆泵压力出口处的平均压力和储存在数据存储器内。
对于至少一个在活塞杆一侧的缸换向传感器失效的情况，为了泵的继续运行控制装置可以自动地转换到至少一个在底面一侧的缸换向传感器。虽然活塞杆一侧的缸换向传感器是优先的。但是在运行时监测活塞杆一侧和底面一侧的缸换向传感器，并且在上述测量过程中可以相互独立地起作用。
对于三个或所有四个缸换向传感器失效的情况，可以用本发明的附加措施监测从最后的换向过程开始的行程时间，并与储存的行程持续时间比较，预计的行程持续时间可以根据输送量、转速或输送物的粘度计算。如果行程时间接近于走完，那么将在泵出口处的高压与储存的实际行程的平均高压比较。在压力超过一规定的阈值时在这种情况下可以促使强制换向。
如果测量的行程时间超过储存的行程持续时间，而到此时为止没有发现压力升高，那么强制换向可以仅仅基于时间测量进行。从而确保，即使在压力传感器失效时仍保证泥浆泵自动地继续运行。
为了简化泵的控制装置，也可以单独采用上述措施来使转辙管和可逆泵换向。
下面借助于在附图中示意表示的实施例详细说明本发明。附图表示：
图1以局部剖开的示意图表示双缸泥浆泵的局部；
图2用于双缸泥浆泵的计算机辅助液压驱动装置的线路图；
图3用于泵控制的冗余程序序列的流程图。
在图2中示意表示的控制装置确定用于按图1的泥浆泵，该泥浆泵具有两个输送缸50，50′，其端面开口52通入一物料送料容器54，并可在压缩行程期间通过一转辙管56交替地与一输送管58连接。输送缸50，50′通过液压驱动缸5，5′和一可逆液压泵6推挽式驱动。为此目的，输送缸50，50′的输送活塞60，60′与驱动缸5，5′的活塞8，8′通过一共同的活塞杆9，9′连接。
在所示实施例中，驱动缸5，5′在底面一侧通过液压回路的液压管11，11′借助于可逆泵6供给压力油，并在其活塞杆一侧的末端通过一摆动油管(Schaukellleitung)12相互液压连接。驱动活塞8，8′以及共同的活塞杆9，9′的运动方向通过这样的方式反向，即通过一包含一计算机14和一调整机构16的换向装置18使可逆泵6的流动方向反向。为此可逆泵6具有一斜盘62，它在换向时回转经过其零位，使得压力油在液压管11，11′中的输送方向反向。在未画出的驱动电机规定的转速时可逆泵6的输送流量可通过斜盘62的回转角改变。这里斜盘62的回转角可以通过遥控器64在计算机14的支持下进行调整。
一旦驱动缸5，5′的活塞8，8′到达其末端位置，可逆泵6和转辙管56便进行换向。为此目的换向装置18具有多个冗余的控制程序，它们相互连结，形成一个分级式(hierarchisch)结构的程序序列(参见图3)。
换向装置处理各个离两个驱动缸5，5′在活塞杆一侧和底面一侧的末端一定距离设置的油缸换向传感器20、22和20′、22′的输出信号，传感器的出口端与计算机辅助的换向装置18连接。缸换向传感器对在泵运行时从旁边经过的驱动活塞8，8′作出反应，并将此事件以信号的形式发给计算机输入端66，68。在出现输出信号时在换向装置内触发一换向信号76，它通过调整机构16换向可逆泵6。此外在换向过程中通过换向阀79和柱塞缸72、72′触发转辙管56的换向。在正常运行时首先应用活塞杆一侧的缸换向传感器20、20′的信号，以产生一换向信号76。为此计算机14具有一路程监测程序40，在该程序内利用在活塞杆一侧的缸换向传感器20，20′的输出信号，形成可逆泵6和/或转辙管56的换向信号76。对于至少一个活塞杆一侧的缸换向传感器20，20′失效的情况，取而代之至少一个底面一侧的缸换向传感器20、22′起作用，通过监测程序40形成换向信号76。
换向装置18还包括一压力传感器24，它连接在可逆泵6的高压侧76上，并在计算机14内借助于压力监测程序80处理其输出信号。压力监测程序80计算一个行程内的平均高压，并包括一用来确定出现在每个输送行程终点的压力升高及其转换成用于可逆泵6和/或转辙管56的换向信号76的算法。这个换向信号76优选在油缸换向传感器20、20′，22、22′失效时用来换向。
此外在校准混凝土泵时可以确定取决于可逆泵6的输送量和驱动转速的行程持续时间，并储存在计算机14的一个数据存储器内。在泵运行期间也可以通过活塞杆一侧和底面一侧的缸换向传感器20，20′；22，22′根据所调整的输送量和电机转速测量和储存行程持续时间。如果为此在每个换向过程之后监测行程时间并与储存的行程持续时间比较，那么由此可以通过计算机14的时间监测程序82推算出可逆泵6和/或转辙管56的换向信号76″。这里比较程序82适宜于具有一个算法，它在调整输送量和/或电机转速的情况下也可以换算所储存的行程持续时间。用由此推算出的换向信号76″确保，即使在缸换向传感器20，20′；22，22′和压力传感器24失效或不存在这些传感器的情况下也可以触发可逆泵6和转辙管56的自动换向。
在所述换向装置中对所选择的缸换向传感器20，20′；22，22′作出反应的监测程序40，对压力传感器24作出反应的压力监测程序80和对行程时间作出反应的时间监测程序82以这样的顺序相互连接成一冗余的、优先结构的程序序列(图3)。换向过程的触发通过程序序列三个程序中的一个进行。此外在程序段84中在每个换向过程之后监测行程时间，并在某些情况下储存新的行程持续时间。
综上所述确定如下：本发明涉及一种用于控制双缸泥浆泵的装置和方法，其输送活塞借助于一液压可逆泵6和通过该可逆泵控制的液压驱动缸推挽式操纵。在每次压缩行程时输送缸50，50′通过一转辙管56与一输送管58连接。在输送缸50，50′内的每个输送行程结束时触发可逆泵6和转辙管56的换向过程。为了即使在换向传感器或压力传感器失效的情况下仍保证可靠地运行，本发明建议，在校准混凝土泵时和/或在泵运行期间，测量和储存活塞在驱动缸内的行程持续时间，并在每个输送行程内监测行程时间，并与储存的行程持续时间比较，并在行程时间超过储存的行程持续时间一规定的量时，可逆泵6便在流动反向的情况下翻转和/或使转辙管换向。此外还可以利用与可逆泵连接的压力传感器或设置在工作缸上的缸换向传感器20、20′的输出信号来触发换向过程。

Claims (17)

1.用于控制双缸泥浆泵的装置，具有两个通过端面开口(52)通入一物料给料容器(54)的输送缸(50，50′)，所述输送缸可借助于至少一个液压可逆泵(6)和通过它控制的液压驱动缸(5，5′)推挽式操纵；还具有一设置在物料给料容器(54)内的可液压操纵的转辙管(56)，所述转辙管在入口端可交替地连接在输送缸(50，50′)的开口(52)上并打开相应的另一开口且在出口端与一输送管(58)连接，其中各驱动缸(5，5′)在其一端分别通过一液压管(11，11′)与可逆泵(6)的一个接头液压连接，而在其另一端通过一摆动油管(12)相互液压连接；并具有一用来在每一活塞行程结束以后对可逆泵(6)进行换向的装置(18)，其特征为：换向装置具有一计算机辅助的装置(84，82)，用来确定一预计的行程持续时间并将其储存在一数据存储器内以及用来在每个活塞行程期间进行时间监测和按照一规定的与预计的行程持续时间相比的已耗用的行程时间来触发转辙管(56)换向和/或使可逆泵(6)流动反向。
2.按权利要求1的装置，其特征为：换向装置(18)具有一时间监测程序(82)，它具有一种算法，用来确定行程时间和预计行程持续时间的比较值以及在其超过一规定值时将其转化成一用于可逆泵(6)和/或转辙管(56)的换向信号(76″)。
3.按权利要求1或2的装置，其特征为：换向装置(18)包含一输入程序，用来储存在校准泥浆泵时在至少一个规定的优选可通过遥控器(64)调整的输送量时测量的行程持续时间。
4.按权利要求1至3之任一项的装置，其特征为：换向装置(18)具有一计算程序，用以根据优选是借助遥控器(64)调整的输送量来换算所储存的行程持续时间。
5.按权利要求1至4之任一项所述的装置，其特征为，设有至少一个用来监测可逆泵(6)高压侧(78)的液压压力的传感器(24)，其输出信号通过换向装置(18)的压力监测程序处理可以触发转辙器换向和/或使可逆泵(6)流动反向。
6.用于控制双缸泥浆泵的装置，具有两个通过端面开口(52)通入一物料给料容器(54)的输送缸(50，50′)，所述输送缸可借助于至少一个液压可逆泵(6)和通过它控制的液压驱动缸(5，5′)推挽式操纵；还具有一设置在物料给料容器(54)内的可液压操纵的转辙管(56)，所述转辙管在入口端可交替地连接在输送缸(50，50′)的开口(52)上并打开相应的另一开口且在出口端与一输送管(58)连接，其中各驱动缸(5，5′)在其一端分别通过一液压管(11，11′)与可逆泵(6)的一个接头液压连接，而在其另一端通过一摆动油管(12)相互液压连接；并具有一用来在每一活塞行程结束以后对可逆泵(6)进行换向的装置(18)，其特征为：有至少一个用来监测可逆泵(6)高压侧(78)的液压压力的传感器，其输出信号可通过计算机辅助的换向装置(18)的一压力监测程序(80)进行处理，用来触发转辙管(56)换向和/或使可逆泵(6)流动反向。
7.按权利要求5或6的装置，其特征为：压力监测程序(80)包含一种算法，用以确定在每个压缩行程的末端在可逆泵(6)高压侧(78)出现的压力升高及将其转化成转辙管(56)和/或可逆泵(6)的换向信号(76′)。
8.按权利要求1至7之任一项的装置，其特征为：与驱动缸(5、5′)的在活塞杆一侧和底面一侧的末端间隔距离地分别设置一个对从旁边经过的活塞(8，8′)作出反应的缸换向传感器(20，20′；22、22′)，并且换向装置(18)具有一个对所选择的缸换向传感器的输出信号作出反应的路程监测程序(40)，用以使转辙管(56)换向和/或用来触发可逆泵(6)流动反向。
9.按权利要求8的装置，其特征为：换向装置(18)具有一测量程序(84)，用以由缸换向传感器(20，20′；22、22′)的输出信号确定行程持续时间并将其记录下来。
10.按权利要求1至9之任一项的装置，其特征为：对所选择的缸换向传感器(20，20′)作出反应的路程监测程序(40)、对压力传感器(24)作出反应的压力监测程序(80)和对行程时间作出反应的时间监测程序(82)构成一用来冗余地使转辙管(56)和/或可逆泵(6)换向的程序序列。
11.用于控制泥浆泵的方法，具有两个通过端面开口(52)通入一物料给料容器(54)的输送缸(50，50′)，所述输送缸借助于一个液压可逆泵(6)和通过它控制的液压驱动缸(5，5′)推挽式操纵(50，50′)；还具有一设置在物料给料容器(54)内的可液压操纵的转辙管(56)，所述转辙管在入口端可交替地连接在输送缸(50，50′)的开口上并打开相应的另一开口且在出口端可与一输送管(58)连接，其中每当输送缸(50，50′)中输送行程结束时触发可逆泵(6)和/或转辙管(56)的换向过程，其特征为：在校准混凝土泵时和/或在泵运行期间，测量和储存活塞(8，8′)在驱动缸(5，5′)内预计的行程持续时间，在每个输送行程期间监测行程时间并与预计的行程持续时间比较，当行程时间超过预计的行程持续时间一规定的数值时，可逆泵(6)便在流动反向的情况下翻转，和/或使转辙管(56)换向。
12.按权利要求11的方法，其特征为：储存的行程持续时间根据一规定的输送量与功率成正比地换算，以便与目前的行程时间比较。
13.按权利要求11或12的方法，其特征为：在泵运行期间监测可逆泵(6)高压侧(78)的液压压力，并且对在每个活塞行程末端处测量的压力升高进行分析处理，以形成用于可逆泵(6)和/或转辙管(56)的换向信号。
14.用于控制泥浆泵的方法，具有两个通过端面开口(52)通入一物料给料容器(54)的输送缸(50，50′)，所述输送缸借助于一个液压可逆泵(6)和通过它控制的液压驱动缸(5，5′)推挽式操纵(50，50′)；还具有一设置在物料给料容器(54)内的可液压操纵的转辙管(56)，所述转辙管在入口端可交替地连接在输送缸(50，50′)的开口上并打开相应的另一开口且在出口端可与一输送管(58)连接，其中每当输送缸(50，50′)中输送行程结束时触发可逆泵(6)和转辙管(56)的换向过程，其特征为：在泵运行期间监测可逆泵(6)压力侧的液压压力，并对在每个活塞行程末端处测出的压力升高进行分析处理，以形成一用于可逆泵(6)和/或转辙管(56)的换向信号(76′)。
15.按权利要求11至14之任一项的方法，其特征为：在泵运行期间对活塞(8，8′)从工作缸或输送缸(5，5′；50，50′)的缸换向传感器(20，20′；22，22′)旁经过进行记录，并用以确定可逆泵(6)和/或转辙管(56)的换向信号。
16.按权利要求15的方法，其特征为：对两个相互间隔距离设置的缸换向传感器(20，20′)的输出信号进行分析处理，以便确定行程持续时间并在每个活塞行程之后将其记录下来。
17.按权利要求15或16的方法，其特征为：利用缸换向传感器(20，20′；22，22′)、压力监测传感器(24)和行程时间/行程持续时间比较器(82)的输出信号(76、76′、76″)来冗余地触发可逆泵(6)和/或转辙管(56)的换向过程。
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