一种移动式混凝土搅拌车熄火卸料控制系统及控制方法与流程

本发明涉及一种移动式混凝土搅拌车，特别是涉及一种移动式混凝土搅拌车的卸料控制系统及发动机熄火后的卸料控制方法。

背景技术：

目前，在偏远地区的小规模建筑施工、水利建设、路面硬化施工等场合进行混凝土搅拌和运输时，多采用滚筒搅拌机或强制搅拌机搅拌混凝土，再用运载车辆或人工将混凝土运送到指定位置，耗费大量的人力物力资源，占地面积较大，且需要动力电源。移动式混凝土搅拌车具有自己上料、搅拌和运输等功能，解决了原有混凝土施工中的不足，具有广阔的应用前景。可是，移动式混凝土搅拌车也存在一定问题：一旦车辆的发动机因故障熄火短时间内无法起动时，如搅拌罐中的存留的混凝土不能及时卸出，将会出现混凝土的离析、凝固给正常的施工造成影响。

为解决发动机熄火后罐内混凝土凝固的问题，人们通常采用如下方法：

1、在混凝土搅拌罐尾部开一个口，正常工作时用钢板和螺栓封住，当发动机熄火后，可将其打开，使罐内的混凝土流出。

2、提出一种双动力系统的混凝土搅拌车，当发动机不工作时可利用电驱动搅拌罐，将混凝土倒出。

3、当混凝土凝固后则通常是用电焊或气割切开罐体，然后将凝固的混凝土机械破碎或用“风炮”打碎凝结的混凝土，然后一点点铲出来。

其中方法1中因为螺栓常年浸泡在混凝土中，很难将此卸料口打开，即使打开后，由于罐体不能转动也很难使罐中的全部混凝土倒出。方法2中只在当车辆在有电源的地方才可以使用，当车辆故障发生在无电源的工地或路上时，则不可用。方法3中轻则影响车辆的作业效率，重则使车辆的搅拌罐完全报废更不可取。

技术实现要素：

针对上述现有状况，本发明提供一种移动式混凝土搅拌车熄火卸料系统及控制方法。本发明在现车基础上新增结构，当车辆正常行驶时，可以向该系统内储存能量，当车辆发动机熄火或发动机发生故障无法起动时，可起动储能系统为搅拌罐的驱动马达提供能量，将搅拌罐内的混凝土全部卸出，解决了现有技术中熄火无法卸料的问题。

本发明解决以上技术问题所采用的技术方案如下：

一种移动式混凝土搅拌车熄火卸料控制系统，其特征在于包括驾驶员操作手柄、发动机和一液压控制系统；

所述液压控制系统包括液压油箱、液压油泵、单向阀一、单向阀二、液压蓄能器、电磁换向阀、液压马达；

所述驾驶员操作手柄和发动机连接在所述液压油泵上；

所述液压油泵与电磁换向阀进油口之间连接构成直通油路，所述单向阀一连接在所述直通油路上；

自所述单向阀一出口端的直通油路上分支出一条分支油路，在所述分支油路上设置所述单向阀二、液压蓄能器，所述分支油路连接至所述电磁换向阀的进油口；

所述单向阀一和所述单向阀二同方向导通；

所述液压马达连接在所述电磁换向阀的工作端口，液压马达工作端连接搅拌罐；

所述液压油箱连接在所述电磁换向阀的回油口。

优选地，所述液压油泵为一变量泵，其流量由所述驾驶员操作手柄控制。

进一步地，所述液压控制系统中还包含一溢流油路，所述溢流油路中设置一溢流阀，所述溢流阀一端连接在所述单向阀一的出油端，另一端接至液压油箱。

再进一步地，沿液流方向，所述溢流油路设置在所述分支油路的前端。

优选地，在所述分支油路上设置有换向阀，所述换向阀位于所述液压蓄能器的出油端，连接至所述电磁换向阀的进油口。

再进一步地，所述换向阀为手动换向阀或电磁换向阀。

优选地，所述电磁换向阀为三位四通电磁换向阀或两位四通电磁换向阀。

一种移动式混凝土搅拌车熄火卸料控制方法，其特征在于包括如下步骤：

1)当车辆处于正常工作状态时，由所述发动机带动液压油泵旋转，驾驶员通过驾驶员操作手柄调整液压油泵的排量，液压油泵的油直接经过直通油路供给液压马达，推动液压马达旋转，带动搅拌罐工作；

在液压油泵直接向液压马达供油的同时，如果此时单向阀一出口油的压力高于液压蓄能器出口油的压力，则单向阀二导通，液压油泵为液压蓄能器充能，如果单向阀一出口油的压力低于液压蓄能器出口油的压力，则单向阀二截止，液压蓄能器处于保压状态；

2)当车辆熄火后，或发动机无法正常启动时，则打开所述分支油路，由所述液压蓄能器向液压马达供油，推动液压马达旋转，为搅拌罐提供驱动能量。

在所述分支油路上设置一换向阀，当所述液压油泵直接向液压马达供油时，所述换向阀截止；当所述液压蓄能器向液压马达供油时，所述换向阀打开。

与已有技术相比，本发明显著的有益效果体现在：

1)没有额外增加动力源，对外界环境没有依赖。

2)液压蓄能器的储能过程属全自动过程，不会因人为原因导致蓄能器无法充能。

3)可以保证无外界动力，不拆装车上任何部件的工况下正常卸料。

4)只需驾驶员一人操作，保证在车辆在任何地方发动机无法启动时都能顺利卸料，避免事故发生。

本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且部分的从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。

附图说明

附图仅用于示出具体实施例的目的，而并不认为是对本发明的限制，在整个附图中，相同的参考符号表示相同的部件。

图1为本发明是系统结构图；

图2为液压控制系统的液压原理图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进行详细的描述，其中，附图构成本申请一部分，并与本发明的实施例一起用于阐释本发明。但本领域的技术人员应该知道，以下实施例并不是对本发明技术方案作的唯一限定，凡是在本发明技术方案精神实质下所做的任何等同变换或改动，均应视为属于本发明的保护范围。

如图1所示，本发明所保护的移动式混凝土搅拌车卸料系统，主要由驾驶员操作手柄1(这个手柄就是档位手柄，对于搅拌车基本上就是一个高档位和一个低档位的手柄)、发动机2和一套完整的液压控制系统构成，其中，液压控制系统包含有液压油泵3、单向阀一4、单向阀二5、液压蓄能器6、换向阀7、溢流阀8、液压油箱9、电磁换向阀10、液压马达11等部件组成。驾驶员操作手柄1和发动机2都与液压油泵3相连。

从原理上讲，驾驶员操作手柄1控制液压油泵3的流量，发动机2为液压油泵3提供动力，也即液压油泵3与驾驶员操作手柄1相连以接受驾驶员的控制命令，与发动机2相连从发动机2上获得动力。作为装卸料工具的搅拌罐12与液压马达11相连，由液压马达11为搅拌罐12提供动力，带动其旋转，实现搅拌罐内混凝土的上料、搅拌和卸出。

进一步讲，本发明中液压油泵3为一变量油泵，常规变量油泵包括变量控制机构和泵执行机构，变量控制机构的控制油量输出，泵执行机构是驱动泵工作，驾驶员操作手柄1直接控制变量控制机构，以实现变量油泵输出高压油的方向，以及泵速的调整。

如图2所示，本发明液压控制系统的具体构造是：液压油泵3进油口与液压油箱9连接，工作油来自于液压油箱9；单向阀一4与液压油泵3出油口相连，通过单向阀一4为整个液压系统提供能量；单向阀一4的出油油路可直通电磁换向阀10，同时，自单向阀一4的出油油路上可分出一条分支油路，在该分支油路上连接有单向阀二5和液压蓄能器6、换向阀7，单向阀二5与单向阀一4同方向导通，单向阀二5的出油油路上连接液压蓄能器6，液压蓄能器6继而连接换向阀7，换向阀7继而接至电磁换向阀10，因此单向阀一4的出油油路可直接连接至电磁换向阀10的进油口，也可通过换向阀7连接至该进油口；进一步地，在单向阀一4的出油油路上还可接另一分支油路，该分支油路上设置溢流阀8，溢流阀8接回至液压油箱9，沿液流方向，溢流阀8所在分支油路位于单向阀二5所在分支油路之前，这样可以保证系统安全，当系统中出现压力过高时，将系统中的能量以溢流的形势返回油箱；液压油箱9同时连通电磁换向阀10的回油口；电磁换向阀10的两个工作油口分别连接液压马达11的进油口和出油口，构成流动回路。

因此，为完成工作任务，本发明电磁换向阀10可选为一O型三位四通电磁换向阀，其具有P口、R口、A口和B口。P口为压力油进油口，R口通油箱或油泵的回油口，A、B口通液压缸或马达等执行机构的工作油口。所以，本发明中P口与单向阀一4的出油油路连通，或与经过单向阀二5、换向阀7的分支油路连通，R口与油箱连通；A口、B口中的一个口与液压马达11的进油口连通，另一个口与液压马达11的出油口连通。

由于三位四通电磁换向阀为电磁换向阀，因而可以更方便地控制工位转换，使用更加方便。当然，此电磁换向阀并不限于此，其他任何能够实现换向的阀或阀组都可以，比如三位四通阀中可为O型，也可以为H型，X型，Y型。除此之外还可以选择两位四通阀。

单向阀一4、单向阀二5单向导通，用于保证系统内的高压油只能由液压油泵3流向其它部件，而无法由系统内的其它部件流向液压油泵。

电磁换向阀10控制搅拌罐12的旋转(正转、反转)与停止，采用图中O型三位四通电磁换向阀，当液流形成P-A-B-R方向流通时，设定为搅拌罐12正向旋转，则当液流形成P-B-A-R方向流通时，则为反转，当P口不进油时则工作停止。

因此，本发明设计的这套液压控制系统中，并非仅单一设置由液压油泵3直接向液压马达11供油，而且还设置了一组集储能和供油为一体的集成化分支油路，由于该组供油管路的存在，不仅使车辆运行时也就是发动机2工作时可以由液压油泵3通过直通油路直接向液压马达11供油，而且也可以由液压油泵3利用发动机2工作之机通过分支油路向液压蓄能器6供油储能，当发动机2不工作时由液压蓄能器6向液压马达11供油，保证车辆熄火后的搅拌罐工作。为了保证在发动机2工作时不由该分支油路向液压马达11供油，在该分支油路上设置一换向阀7，起到开关作用，当不需要该分支油路供油时关闭换向阀，需要该分支油路供油时打开换向阀。此处换向阀7既可以是手动换向阀，也可以是电磁换向阀，优选二位换向阀。

本发明利用当下液压车辆的驱动方式，充分利用液压能，不仅可以实现车辆运行状态下的搅拌、装卸料工作，还可以实现熄火状态下的搅拌、装卸料工作：

1)当车辆处于正常工作状态时由发动机2带动液压油泵3旋转，驾驶员可以通过驾驶员操作手柄1调整液压油泵3的变量控制机构，从而改变液压油泵3执行机构的斜盘倾角，从而达到调整液压油泵3高压油出口排量的目的，液压油泵3的油直接经过电磁换向阀10供给液压马达11，推动液压马达11旋转，带动搅拌罐12工作；

在液压油泵3直接向液压马达11供油的同时，如果单向阀一4出口液压油的压力高于液压蓄能器6出口液压油压力，单向阀二5导通，液压油泵3将为液压蓄能器6充能，如果单向阀一4出口液压油的压力低于液压蓄能器6出口液压油压力，则单向阀二5截止，液压蓄能器6处于保压状态，液压蓄能器6充能结束；

在液压油泵3直接向液压马达11供油以及为液压蓄能器6储能的同时，换向阀7要保持截止状态，防止液压油从单向阀二5流过，进入液压马达11，而不为液压蓄能器6储能；

2)当车辆熄火后，或发动机2无法正常启动时，如果还需要搅拌罐12继续工作，则可以由驾驶员控制，打开换向阀7，液压蓄能器6中的高压油可以经换向阀7向液压马达11供油，推动液压马达11旋转，为搅拌罐12的工作提供能量，实现熄火卸料工作。

液压马达11根据电磁换向阀10的电磁铁上电状态决定其正反转，工作中，或由液压油泵3排出的高压油经过单向阀一4、电磁换向阀10推动液压马达11旋转，或由液压蓄能器6排出高压油经过换向阀7、电磁换向阀10推动液压马达11旋转，液压马达11带动搅拌罐12正向(或逆向)旋转，实现混凝土搅拌和将搅拌均匀的混凝土卸料的作用，转换的时机是：当液压油泵3能够工作时由液压油泵3供油，当液压马达11无法从液压油泵3处直接获得驱动能量时，则由液压蓄能器6供能。

本液压系统的构建能够使得在发动机2停机的状态下，仍可通过液压蓄能器6在车辆正常行驶状态下储存的能量驱动液压马达11，并带动搅拌罐12运转，将搅拌罐12中的混凝土卸出，防止因搅拌罐12长时间不能旋转引起的罐内混凝土的离析、凝固引发的搅拌罐12不能正常使用甚至报废。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。本发明试制成功，将逐步提高企业的市场竞争力，使企业不断发展壮大，为企业创造很好的效益。