混凝土泵送的压力补偿装置及混凝土泵送装置

摘要

本发明公开了一种混凝土泵送的压力补偿装置，该压力补偿装置包括：缸体(11)，该缸体内设置有活塞，所述活塞将所述缸体(11)的内腔分隔为液压腔(12)和混凝土腔(13)，所述混凝土腔(13)的开口(14)能够与混凝土泵送管路流体连通；液压控制部，该液压控制部根据所述混凝土泵送管路中的泵送压力来控制所述液压腔(12)内液压压力，以控制所述活塞的运动。该压力补偿装置能够在混凝土泵送时，使混凝土输送管道内的压力保持恒定。本发明还公开一种具有该压力补偿装置的混凝土泵送装置。

说明书

技术领域

本发明涉及混凝土施工设备技术领域，具体地，涉及一种能够使混凝土 输送管道保持恒定压力的混凝土泵送的压力补偿装置，以及具有该压力补偿 装置的混凝土泵送装置。

背景技术

混凝土泵车的混凝土泵送装置通常与混凝土输送管道连接，混凝土输送 管的一部分通过混凝土泵车上的支架以及臂架系统固定，从而利用混凝土泵 送装置将混凝土通过混凝土输送管泵送到指定位置。

图1显示了现有的混凝土泵送装置的一种结构形式。如图1所示，这种 混凝土泵送装置中，主油缸1的活塞杆通过水箱3与混凝土缸4相连，同时， 另一个主油缸2的活塞杆也通过水箱3与另一个混凝土缸5相连。泵送时， 两个摆动油缸6和摆动油缸7推动摆臂8就位，此时，与摆臂8固连的分配 阀例如S管阀移动到位，该S管阀的一端与混凝土缸4相连，另一端与泵送 出口10相连，此时混凝土缸5与料斗9相连。主油缸1推动混凝土缸4的 混凝土活塞向前运动，将混凝土从混凝土缸4中泵出，经过S管阀和泵送出 口10，进入混凝土输送管道；同时，主油缸2则拉动混凝土缸5的混凝土活 塞向后运动，从而将混凝土从料斗9中吸入混凝土缸5。随后，摆动油缸6 和7推动摆臂8运动，直至摆臂8带动与其固连的S管阀在另一边就位，此 时，S管阀一端与混凝土缸5相连，另一端与泵送出口10相连，而混凝土 缸4与料斗9相连。主油缸2推动混凝土缸5的混凝土活塞向前运动，从而 将前一步骤中吸入的混凝土从混凝土缸5中泵出，经过S管阀和泵送出口 10，进入混凝土输送管道，同时，主油缸1则拉动混凝土缸4的混凝土活塞 向后运动，从而将混凝土从料斗9中吸入混凝土缸4，随后依次循环。

采用现有的这种泵送方式，由于两个主油缸交替动作，带动各自的混凝 土缸周期性的将混凝土泵出，使得混凝土输送管道中的压力呈现出周期性的 脉动变化。这种泵送压力的脉动变化易引起混凝土泵车和布料杆臂架产生动 载。而在这种泵送动载的作用下，泵车和布料杆臂架会出现疲劳甚至断裂现 象，臂架的末端位置也不稳定。此外，这种泵送压力的脉动变化也会对砼管 等易损件施加交变载荷，降低易损件的使用寿命。

为此，中国专利文献CN202031799U公开了一种混凝土管路缓冲结构， 包括连通管、砼缸、砼活塞以及缓冲器，该连通管包括第一管部和与该第一 管部相连的第二管部，且第二管部相对于该第一管部倾斜一夹角，该第一管 部的两端开口，该砼缸与该第二管部连通，该砼活塞设于该砼缸内，该缓冲 器与该砼缸连通，且内部设有活塞杆，该砼活塞与该活塞杆相连，从而通过 砼活塞和缓冲器内部活塞杆的运动，来相应地减轻以上所述的泵送压力脉 动。

然而，根据该专利文献的附图5的时间-压力曲线图，该混凝土管路缓 冲结构仅能缓解混凝土泵送过程中的压力变化，但无法消除这一导致结构疲 劳、臂架振动、易损件寿命下降的根本原因。

发明内容

本发明的目的是提供一种设备混凝土泵送的压力补偿装置，该压力补偿 装置能够在混凝土泵送时，使混凝土输送管道内的压力保持恒定。

为了实现上述目的，本发明提供一种混凝土泵送的压力补偿装置，该压 力补偿装置包括：缸体，该缸体内设置有活塞，所述活塞将所述缸体的内腔 分隔为液压腔和混凝土腔，所述混凝土腔的开口能够与混凝土泵送管路流体 连通；液压控制部，该液压控制部根据所述混凝土泵送管路中的泵送压力来 控制所述液压腔内液压压力，以控制所述活塞的运动。

通过上述技术方案，当混凝土泵送装置的主油缸换向，导致混凝土泵送 管路中的泵送压力下降时，所述液压控制部将根据泵送压力的下降来增加液 压腔内的压力，推动活塞朝向混凝土腔运动，将存放在混凝土腔内的混凝土 挤出并进入到混凝土输送管道内，以补偿混凝土输送管道内的泵送压力的下 降，从而恒定泵送压力。而当混凝土的另一个主油缸运动泵送，使混凝土输 送管道的泵送压力上升时，液压控制部将根据泵送压力的上升来降低液压腔 内的压力，此时，活塞朝向液压腔运动，并且混凝土将进入到混凝土腔内， 以补偿混凝土输送管道内的泵送压力的上升，从而再次恒定泵送压力，同时， 存放在混凝土腔内的混凝土将在主油缸进行下次换向时进入到混凝土输送 管道内，依次循环，从而在混凝土泵送时，使混凝土输送管道内的压力保持 恒定，从而能够极大地减小或消除臂架所受的交变应力，抑制臂架振动，提 高了混凝土布料的质量。

优选地，所述压力补偿装置还包括管道，所述管道的一端为进料口，另 一端为出料口，并且所述管道的管壁上形成有连接口，所述混凝土腔的所述 开口与所述连接口连接。

优选地，所述管道的所述进料口与混凝土泵送装置的料斗连通，所述管 道的所述出料口与混凝土输送管道连通。

优选地，所述缸体包括可拆卸连接的混凝土缸体和液压缸体，所述活塞 包括设置在所述混凝土缸体内的混凝土活塞和设置在所述液压缸体内的油 缸活塞，所述混凝土活塞通过活塞杆与所述油缸活塞连接。

优选地，所述液压控制部为液压油恒压装置，以将所述液压腔内液压油 的压力保持恒定。

进一步地，所述液压油恒压装置为溢流阀。

可选择地，所述液压控制部包括：传感器；控制单元，该控制单元与所 述传感器信号连接；

电液控制器，该电液控制器与所述控制单元信号连接，并且该电液控制 器通过液压管路与所述液压腔连接。

优选地，所述传感器为压力传感器，以用于检测混凝土泵送管路的泵送 压力。

可选择地，所述传感器为位置传感器，以用于检测混凝土泵送装置的主 油缸的行程位置。

另外，本发明还提供一种混凝土泵送装置，该混凝土泵送装置包括以上 所述的压力补偿装置，该压力补偿装置的所述混凝土腔的开口与该混凝土泵 送装置的混凝土泵送管路流体连通

本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与 下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在 附图中：

图1是现有的混凝土泵送装置的一种结构示意图；

图2是本发明具体实施方式提供的混凝土泵送的压力补偿装置的结构示 意图；

图3是图2的压力补偿装置的缸体的剖视结构示意图；

图4是在本发明的压力补偿装置的作用下，混凝土的泵送压力与时间的 关系图。

附图标记说明

1，2-主油缸，3-水箱，4，5-混凝土缸，6，7-摆动油缸，8-摆臂，9-料 斗，10-泵送出口，11-缸体，12-液压腔，13-混凝土腔，14-开口，15-传感器， 16-管道，17-进料口，18-出料口，19-连接口，20-混凝土缸体，21-液压缸体， 22-混凝土活塞，23-油缸活塞，24-活塞杆，25-控制单元，26-电液控制器， 27-液压管路，28-油口。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是， 此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发 明。

如图2和3所示，本发明提供的混凝土泵送的压力补偿装置包括缸体11 和液压控制部，其中，

缸体11内设置有活塞，所述活塞将所述缸体11的内腔分隔为液压腔12 和混凝土腔13，所述混凝土腔13的开口14能够与混凝土泵送管路流体连通； 所述液压控制部则根据所述混凝土泵送管路中的泵送压力来控制所述液压 腔12内液压压力，以控制所述活塞的运动。

这样，当图1中的混凝土泵送装置的主油缸1或2换向，导致混凝土泵 送管路中的泵送压力下降时，所述液压控制部将根据泵送压力的下降来相应 地增加液压腔12内的压力，推动所述活塞朝向混凝土腔13运动，将前一步 骤中容纳在混凝土腔13内的混凝土挤出并推入到混凝土输送管道内，以补 偿混凝土输送管道内的泵送压力的下降，从而恒定泵送压力。而当混凝土的 另一个主油缸运动泵送，使混凝土输送管路中的泵送压力上升时，所述液压 控制部将根据泵送压力的上升来降低液压腔12内的压力，此时，所述活塞 朝向液压腔12运动，并且混凝土将进入到混凝土腔13内，以补偿混凝土输 送管道内的泵送压力的上升，从而继续恒定泵送压力，同时，存放在混凝土 腔13内的混凝土将在主油缸进行下次换向时进入到混凝土输送管道内，依 次循环，从而在混凝土泵送时，使混凝土输送管道内的压力保持恒定。

当然，所述活塞与缸体11的内腔壁之间有滑动密封配置。

进一步地，为了便于和混凝土泵送装置连接，优选地，如图2所示，本 发明的混凝土泵送的压力补偿装置还包括管道16，该管道16的一端为进料 口17，另一端为出料口18，并且在该管道16的管壁上形成有连接口19，而 混凝土腔13的开口14与连接口19连接。

进一步，为了维修更换，优选地，如图2所示，缸体11与管道16的连 接口19通过法兰连接的方式连接。

当然，缸体11也可以直接焊接在管道16上，以使混凝土腔13的开口 14与连接口19连通。

另外，管道16的进料口17和出料口18可以分别连接有混凝土输送管 道(图中未显示)。

但是，为了提高混凝土的输送效率，同时在混凝土泵送装置的主油缸推 送混凝土时，不对输送管道内的混凝土的量造成影响，优选地，本发明的所 述管道16的所述进料口17与混凝土泵送装置的料斗(例如图1中的料斗9) 连通，而所述管道16的所述出料口18则与混凝土输送管道连通。

这样，当主油缸推送混凝土时，所述液压控制部控制液压腔12内的压 力降低，并使所述活塞朝向液压腔12运动，此时，混凝土腔可以直接从料 斗吸取混凝土，同时，由于出料口18与混凝土输送管道连通，混凝土腔吸 取混凝土的同时能够对混凝土输送管道内的泵送压力的上升进行补偿，从而 恒定泵送压力；而当主油缸换向时，所述活塞推动混凝土腔内的混凝土进入 混凝土输送管道，从而补偿混凝土输送管道内的泵送压力的下降，以恒定泵 送压力，同时，提高了混凝土的泵送压力。需要注意的是，此时，料斗与进 料口17连接的位置处可连接有阀门，该阀门允许混凝土从料斗进入到混凝 土腔内，同时在所述活塞推动混凝土时能够阻挡混凝土返回到料斗。

图3显示了缸体11的一种结构形式，但需要理解的是，缸体11并不限 于此，其可以具有其他的结构形式。

如图3所示，缸体11包括可拆卸连接的混凝土缸体20和液压缸体21， 所述活塞包括设置在所述混凝土缸体20内的混凝土活塞22和设置在所述液 压缸体21内的油缸活塞23，所述混凝土活塞22通过活塞杆24与所述油缸 活塞23连接。

当然，油缸活塞23与液压缸体21的内腔壁之间密封配置，同理，混凝 土活塞22与混凝土缸体20的内腔壁之间密封配置。

以下说明液压控制部的两个具体形式，但本领域技术人员需要理解的 是，本发明的液压控制部并不限于此，只要能够实现根据所述混凝土泵送管 路中的泵送压力来控制所述液压腔12内液压压力，以控制所述活塞运动的 功能即可。

液压控制部的一种具体形式：

这种具体形式中，所述液压控制部为液压油恒压装置，以将所述液压腔 12内液压油的压力保持恒定。

优选地，所述液压油恒压装置为溢流阀。

该液压油恒压装置，例如溢流阀可以安装在形成在液压腔12的腔壁上 的油口上。

这样，通过该液压油恒压装置(例如溢流阀)，液压腔12内的液压压力 将保持在恒定状态，此时，当混凝土输送管道内的泵送压力上升大于液压腔 12的恒定压力时，所述活塞朝向液压腔12运动，使混凝土进入到混凝土腔 13内，而当混凝土输送管道内的泵送压力下降小于液压腔12的恒定压力时， 活塞运动将混凝土推送到混凝土输送管道内，从而将混凝土输送管道内泵送 压力始终保持在恒定状态，具体如图4所示的泵送压力p与输送时间t的关 系图。

液压控制部的另一种具体形式：

而在该种具体形式中，所述液压控制部包括传感器15，控制单元25， 以及电液控制器26，其中，控制单元25与所述传感器15信号连接，而电液 控制器26与所述控制单元25信号连接，并且该电液控制器26通过液压管 路27与所述液压腔12连接，例如与形成在液压腔12的腔壁上的上述油口 28连接。

电液控制器26有现有的电液控制装置，而控制单元25可以为控制计算 机。

这样，传感器15将其检测到的信号传输给控制单元25，控制单元25 和电液控制器26将配合来增加或降低液压腔12内的油压压力，从而及时地 补偿混凝土输送管道内的泵送压力变化。

传感器15检测到的信号可以为压力信号，也可以为位置信号，具体地：

传感器15可以为压力传感器，以用于检测混凝土泵送管路的泵送压力。 此时，该压力传感器可以为多个，可以根据需要布置的混凝土输送管道的不 同位置处。这样，混凝土输送管道内的泵送压力的变化将被所述压力传感器 检测到，同时，压力传感器将检测到的压力信号传输给控制单元25，控制单 眼25将和电液控制器26配合来增加或降低液压腔12内的油压压力，从而 及时地补偿混凝土输送管道内的泵送压力变化，以恒定泵送压力。

可选择地，传感器15也可以为位置传感器，以用于检测混凝土泵送装 置的主油缸的行程位置，例如，可以在主油缸的行程始端和末端同时设置所 述位置传感器，利用这些位置传感器检测到的主油缸位置变化的信号，并通 过控制单元25可以得到混凝土泵送管道的泵送压力，并与电液控制器26配 合来控制液压腔12内的液压压力，如上所述，即可实现混凝土的恒压泵送。

另外，本发明还提供一种混凝土泵送装置，该混凝土泵送装置包括以上 所述的混凝土泵送的压力补偿装置，该压力补偿装置的所述混凝土腔13的 开口14与该混凝土泵送装置的混凝土泵送管路流体连通。

这样，本发明的混凝土泵送装置能够极大地减小或消除臂架所受的交变 应力，从而延长臂架寿命，抑制臂架振动，也有利于避免砼管等易损件的周 期性受载，从而提升易损件的使用寿命，并且可以降低臂架结构所需要的强 度，从而进一步推进臂架结构的轻量化设计。同时，包括有这种压力补偿装 置的混凝土泵送装置能够有效地避免臂架产生振动，防止造成臂架疲劳失效 开裂和并提高混凝土浇注点的稳定性。

以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限 于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明 的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特 征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必 要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其 不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。