混凝土泵车及其控制方法、泵送系统及其分配机构的制作方法

专利名称：混凝土泵车及其控制方法、泵送系统及其分配机构的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种泵送混凝土或其他粘稠物料的技术，特别涉及一种泵送系统的分 配机构，包括该分配机构的泵送系统，包括该泵送系统的混凝土泵车；还提供了一种泵送系 统的控制方法。
背景技术：
混凝土泵车是当前应用广泛的混凝土机械之一。混凝土泵车一般包括泵送系统和 臂架系统。泵送系统一般又包括料斗，输送缸和分配阀；臂架系统包括臂架和输送管，臂架 包括多节通过横向铰接轴顺序铰接相连的节臂，输送管包括多节顺序相连的管道，管道分 别固定在节臂上。料斗用于存放混凝土 ；分配阀能够在摆动油缸驱动下进行状态转换，在预 定第一时间内使输送缸与料斗相通，在预定的第二时间内使输送缸与臂架系统的输送管相 通。输送缸的活塞能够在液压缸驱动下进行伸缩运动；在输送缸与料斗相通时，使输送缸的 活塞后缩，进行吸料，吸入适量的混凝土 ；在输送缸与臂架系统的输送管相通时，使输送缸 的活塞外伸，将吸入的混凝土泥浆压入输送管中，进行泵料，并对混凝土施加预定压力，使 混凝土沿输送管流动；多次吸料和泵料，可以使混凝土到达输送管末端，并从输送管末端流 出，到达预定的混凝土作业位置。改变臂架中节臂之间的位置关系，可以改变臂架末端的位 置，从而使混凝土到达预定位置，方便混凝土浇注作业的进行。根据具体结构的不同，泵送系统的分配阀可以是裙阀、C形阀、闸板阀或S阀。虽 然分配阀的具体结构形式存在不同，但其工作原理基本相同，既其基本功能在于通过状态 转换，使泵送系统能够以预定的方式反复地进行吸料与泵料，进而能够间断地泵送混凝土， 使混凝土在输送管内间断式流动。请参考图1，该图是现有技术中，混凝土在输送管内的间断式流动的原理示意图。 混凝土的流动速度V以时间T为变量进行周期性变化，在Tl期间，在输送缸产生的压力作 用下，混凝土以速度V在输送管内流动；在T2期间，分配阀进行状态转换、输送缸进行换向， 同时进行吸料，为下一过程的泵料提供前提；在吸料过程中，泵送系统停止向外泵料，输送 管内的混凝土停止流动，形成泵送间隔时间；在吸料结束后，进入下一周期的泵料过程。如 此地进行周期性变化，形成间断式泵送，使混凝土在输送管内间断式流动。当前，为了缩短泵送间隔时间，提高泵送系统的混凝土输送量，泵送系统通常设置 有两个输送缸，两个输送缸也是通过一个分配阀进行泵料；在一个输送缸吸料时，另一输送 缸泵料，并使两个输送缸轮流进行吸料和泵料，进而缩短泵送间断时间。但输送缸进行状态 转换时，同样要进行换向，分配阀也要进行状态转换，从而并不能完全消除泵送间隔时间。间断式泵送及间断式流动必然对泵送系统、臂架系统产生脉冲式冲击，使臂架系 统产生相应的振动。另外，为了将混凝土输送到较远或较高的位置，臂架系统在整体上为长 杆状结构；长杆状结构的臂架系统还会将臂架系统产生的振动放大，使臂架末端产生很大 幅度的振动。当泵送系统的间隔式泵送产生的脉冲式冲击的频率与臂架系统的固有振动频 率接近或相等时，臂架系统将产生强烈的共振，在特定情况下，臂架末端的振动幅度可能达到Im以上；臂架系统产生幅度、强度过大的振动不仅使混凝土难以到达预定位置，影响混 凝土作业的质量和顺利进行，还会造成泵送系统、臂架系统的疲劳损伤，进而影响混凝土泵 车的使用寿命。为了减小泵送系统的振动，目前公开的技术有平抑臂架振动的被动式减振技 术、降低分配阀摆缸冲击、缩短摆动油缸的换向时间、缓冲输送缸换向冲击等等技术；如 JP3040592B2.CN1486384A及CN1932215A分别公开了平抑臂架系统振动的技术方案。这些 专利文献公开的技术方案仅是从控制臂架姿态的角度入手来遏制臂架末端振动的振幅，并 不能减少臂架系统振动的振源；由于间断式泵送是引起臂架系统振动的最重要因素之一， 而上述专利文献公开的技术方案无法减小由于间断式泵送产生的混凝土间断式流动和振 动，因此，无法从根本上解决臂架系统振动的问题。DE102006028329A1公开一种双分配阀的泵送系统，该泵送系统设置两个输送缸和 两个S形的分配阀，两个分配管分别可旋转地安装在预定容腔中，并分别与一个输送缸相 配合；这样就提供了两套泵送和吸料机构，并使两套机构相配合。该技术虽然能够通过两套 机构的配合减小或消除混凝土间断式流动，但输送缸在进行泵料时，输送缸的活塞会存在 一个加速、均速和减速的变化过程，这就会使混凝土进行脉动性的、不稳定的流动，不稳定 流动仍然会导致臂架振动；另外，该泵送系统在实质上是将两套机构的组合，不仅未能在实 质上改变泵送系统的结构，且使泵送系统的结构复杂，导致控制过程也非常复杂。因此，如何消除间断式泵送并使混凝土连续地流动，减小或消除由于混凝土不连 续、不稳定流动产生的振动仍然是当前本领域技术人面对的技术难题。

发明内容
针对上述技术难题，本发明的第一个目的在于，提供一种泵送系统的分配机构，利 用该分配机构可以连续或者均勻地泵送物料，以减小由于物料不连续、不稳定流动产生的 振动。在提供上述分配机构的基础上，本发明的第二个目的在于，提供了一种泵送系统。在提供上述泵送系统的基础上，本发明的第三个目的在于，还提供了一种混凝土泵车。在提供上述泵送系统的基础上，本发明的第四个目的在于，提供一种泵送系统的 控制方法，以连续地泵送物料，减小由于物料不连续流动产生的振动。为了实现上述第一个目的，本发明提供的泵送系统的分配机构包括耐磨板和至少 两个分配管，所述分配管分别具有输入端和输出端，且所述分配管的输出端之间可旋转相 连，形成一旋转轴线；两个分配管的输入端分别偏离所述旋转轴线，且所述输入端的端面与 耐磨板的耐磨面相配合；所述耐磨板具有至少三个输料孔，所述输料孔分布在所述旋转轴 线周围；在各所述分配管绕所述旋转轴线旋转时，能够顺序与至少两个输料孔相通。可选的，所述泵送系统的分配机构包括两个所述分配管。可选的，所述耐磨板具有3个输料孔，所述3个输料孔均勻分布在所述旋转轴线的 周围。可选的，所述泵送系统的分配机构还包括传动机构，该传动机构包括一个传动轴 和可旋转地套在该传动轴外的传动轴套；所述传动轴的前端与传动轴套的前端分别与两个所述分配管固定；所述传动轴的后端与传动轴套的后端均穿过所述耐磨板向后伸出。可选的，所述传动轴的后端伸出所述传动轴套的后端面。可选的，所述泵送系统的分配机构还包括两个驱动装置，所述传动轴后端和所述 传动轴套后端分别与两个驱动装置相连。可选的，所述驱动装置包括摆摇臂和摆摇油缸，所述摆摇臂一端与传动轴的后端 或传动轴套的后端相连，另一端与摆摇油缸的一端铰接相连，摆摇油缸的另一端铰接在预 定基础上，该预定基础与耐磨板相对固定；所述摆摇臂的一端与传动轴的后端或传动轴套 的后端之间通过棘轮机构传动。可选的，所述驱动装置包括驱动油缸、锁止油缸、锁止齿条和驱动齿条，所述锁止 齿条两端分别与预定基础和转动轴套铰接；所述驱动齿条的一端与所述转动轴套可滑动配 合，另一端与驱动油缸一端相连，所述驱动油缸的另一端与预定基础相连；所述锁止油缸一 端与所述预定基础铰接，另一端与所述锁止齿条铰接；所述预定基础与所述耐磨板相对固 定；所述传动轴后端或所述传动轴套后端具有传动齿；在所述锁止油缸缩短时，所述锁止 齿条与所述传动齿分离，所述驱动齿条与所述传动齿相啮合，所述驱动油缸的伸缩方向与 驱动齿条的延伸方向相同；所述锁止油缸伸长时，所述锁止齿条与所述传动齿相啮合，所述 驱动齿条与所述传动齿分离。可选的，所述驱动装置还包括与预定基础固定的滑动套，所述驱动油缸的一端与 所述滑动套可滑动配合，且穿过该滑动套与所述驱动齿条铰接相连；或，所述驱动油缸的一 端与驱动齿条固定相连，另一端与预定基础铰接相连。为了实现上述第二个目的，本发明提供的泵送系统包括料斗，还包括至少三个输 送缸和上述任一种泵送系统的分配机构，所述分配管位于料斗内，且耐磨板与料斗固定，且 耐磨板的耐磨面朝向料斗内，所述输送缸分别与耐磨板的一个输料孔相通，所述分配管可 相对于料斗旋转。为了实现上述第三个目的，本发明提供的混凝土泵车包括臂架系统和泵送系统， 所述泵送系统为上述任一种泵送系统，各所述分配管的输出端均与所述臂架系统的输送管 相通。为了实现上述第四个目的，本发明提供了 一种控制上述泵送系统的泵送系统的控 制方法，上述泵送系统中，两个所述分配管分别为第一分配管和第二分配管，三个所述输送 缸分别为第一输送缸、第二输送缸和第三输送缸；该控制方法包括在第一分配管和第二分配管分别与第一输送缸和第二输送缸相 通，且第二输送缸的活塞向前减速移动时的第一期间内，使第一输送缸的活塞向前加速移 动；在所述第二输送缸的活塞向前的移动速度减小为零时，使所述第一输送缸的活塞移动 速度最大，并开始勻速移动；在第一输送缸勻速移动的第二期间内，使第二分配管从与第二 输送缸相通的位置旋转到与第三输送缸相通的位置，并使第三输送缸在第二分配管与第三 输送缸相通时刻之前的预定时刻完成吸料。可选的，在所述第一期间内，第一输送缸的活塞的加速度与所述第二输送缸的活 塞的加速度相等。本发明提供的泵送系统的分配机构包括耐磨板和至少两个分配管，分配管输出端 之间可旋转地连接在一起，并形成一个旋转轴线；与分配管相配合使用的耐磨板包括至少
6三个输料孔；在分配管绕旋转轴线旋转时，在不同的位置，任一分配管能够和至少两个输料 孔相通；在输料孔与输送缸相通时，相应的输送缸可以通过输料孔与对应的分配管向外泵 送物料。利用本发明提供泵送系统的分配机构，通过旋转分配管，可以协调至少两个输送缸 的泵送动作，使泵送系统能够连续地向外泵送物料，消除泵送过程中的泵送间隔时间；进一 步地，通过准确控制输送缸活塞之间的运动关系，可以使泵送系统均勻地向外泵送物料，减 小或避免物料的脉动性流动，进一步减小由于物料不稳定流动产生的振动。在进一步的技术方案中，所述耐磨板具有3个输料孔，所述3个输料孔均勻分布在 所述旋转轴线周围，这样可以方便对分配管旋转动作的控制。在进一步的技术方案中，传动机构包括传动轴与套在传动轴外的传动轴套；该结 构可以减小传动机构占用的空间，提高传动机构的可靠性。在进一步的技术方案中，驱动装置包括驱动齿条、锁止齿条、驱动油缸和锁止油 缸；在一种状态下，该驱动装置能够驱动传动轴或传动轴套旋转，在另一种状态下，锁止齿 条能够将传动轴或传动轴套锁止，防止分配管偏离预定位置，这样可以提高分配机构工作 的可靠性。由于分配机构具有上述技术效果，提供的包括上述分配机构的泵送系统也具有相 应的技术效果。以适当的方式进行控制，不仅能够消除泵送间隔时间，还可以均勻地进行泵 料，从而能够大幅度地减小由于物料流动造成的振动。对于包括该泵送系统的混凝土泵车 来讲，由于泵送混凝土没有泵送间隔时间，或者流动更稳定时，因此可以减小由于混凝土流 动不稳定而产生的振动，进而减小混凝土泵车臂架产生的振动及其振动幅度。提供的泵送系统的控制方法中，在第一期间内，第一输送缸泵料流量减小过程中， 第二输送缸加速泵料，这就能够实现泵送系统的连续泵送，避免泵料间隔，消除臂架系统由 于间断式泵送而产生的振动。在进一步技术方案中，在第一期间内，第一输送缸的加速度与 第二输送缸的加速度相等，这样可以使两个输送缸泵送流量之和保持不变，从而能够实现 均勻泵送，减小由于物料流动不稳定而产生的振动。


图1是现有技术中，混凝土在输送管内的间断式流动的原理示意图；图2是本发明实施例一提供的泵送系统的爆炸图；图3是本发明实施例一提供的泵送系统的主视方向结构示意图；图4是本发明实施例一提供的泵送系统上视方向的结构示意图；图5是图3中A-A剖视结构示意图；图6是图3中B-B剖视结构示意图；图7是图3中I-I部分放大图；图8是实施例一泵送系统中，各输送缸活塞速度与时间之间的函数图；图9是实施例一中，泵送系统的一种状态的立体结构示意图；图10是实施例一中，泵送系统的另一种状态的立体结构示意图；图11是本发明提供泵送系统的分配机构中，第一种驱动装置的结构简图；图12是本发明提供泵送系统的分配机构中，第二种驱动装置的结构简图，同时也 是该驱动装置处于驱动状态时的结构简图13是图12所示第二种驱动装置处于锁止状态下的结构简图；图14是本发明提供的第三种驱动装置的结构简图。
具体实施例方式下面结合附图对本发明进行详细描述，本部分的描述仅是示范性和解释性，不应 对本发明的保护范围有任何的限制作用。应当说明的是虽然以下以泵送混凝土为例对本发明进行描述，但本发明提供的 技术方案也可以应用于泵送与混凝土类似的。如泥浆、灰渣其他粘稠物。为了更清楚地描 述工作过程和技术效果，以下在对泵送系统描述的同时，对泵送系统的分配机构进行描述， 不再对泵送系统的分配机构进行单独描述。本文件中以混凝土流出方向为前，反向方向为后。请参考图2、图3、图4、图5和图6，图2是本发明实施例一提供的泵送系统的爆炸 图，图3是本发明实施例一提供的泵送系统的主视方向结构示意图。图4是本发明实施例 一提供的泵送系统上视方向的结构示意图，图5是图3中A-A剖视结构示意图，图6是图3 中B-B剖视结构示意图。该泵送系统为一种混凝土泵，包括料斗(图中未示出)、分配机构和三个输送缸。 料斗和输送缸的结构可与公知技术相同；为了描述方便，将三个输送缸分别称为第一输送 缸310、第二输送缸320和第三输送缸330。以下对分配机构的结构进行详细描述。分配机构包括耐磨板200和两个分配管；为了描述方便，将两个分配管分别称为 第一分配管Iio和第二分配管120。第一分配管110和第二分配管120具有输入端和输出 端。如图3所示，第一分配管110的输出端和第二分配管120的输出端之间可旋转相连，并 形成旋转轴线0-0，使第一分配管110可以相对于第二分配管120绕旋转轴线0-0旋转，同 样，第二分配管120可以相对于第一分配管110绕旋转轴线0-0旋转。两个分配管的输入 端分别偏离所述旋转轴线0-0，进而分别形成S形管；本例中，各分配管输入端偏离旋转轴 线0-0的距离相等。第二分配管120的输出端和第一分配管110的输出端相交汇，形成一 个向外泵送物料的输出口，输出口的中心线与旋转轴线重合。第一分配管110输出端设置 有空心套管，该空心套管后端与第二分配管120的输出端可旋转相连，使得第二分配管120 和第一分配管110可相对旋转；同时，本领域技术人员可以采用公知的方式使空心套管与 第一分配管110的之间保持密封，以避免泵送过程中，混凝土从连接处泄漏。本例中，耐磨 板200的延展方向与上述旋转轴线0-0垂直，且朝向前方的面形成耐磨面。各分配管的输入 端的端面与耐磨板200的耐磨面相配合，在各分配管绕旋转轴线0-0旋转时，其输入端的端 面能够与耐磨板200的耐磨面保持配合，以保持分配管内部空间的密封。可以理解，耐磨板 200耐磨面不限于为平面，也可以根据实际需要，在保持与分配管输入端的端面相配合的情 况下，将耐磨面设置为其他具体结构。同时，耐磨板200具有三个输料孔201，优选地，三个输料孔201均勻分布在旋转轴 线0-0周围；且其中心线与旋转轴线0-0具有相等的距离，该距离与分配管输入端偏离旋转 轴线0-0距离相等；这样，在各分配管绕旋转轴线0-0旋转，旋转到预定位置时，分配管的输 入端能够与一个输料孔201相通。与现有混凝土泵的分配阀相对应，分配管输入端可以设 置耐磨性能更优良的切割环，耐磨板200的耐磨面可以设置耐磨性能更优良的耐磨层或其他耐磨结构，以提高分配管与耐磨板200配合部分的使用寿命。上述两个分配管位于料斗内，且耐磨板200与料斗的后墙板固定，且使耐磨板200 的耐磨面朝向料斗内；第二分配管120前端可以与料斗的前墙板可旋转相连，也可以通过 适当的过渡管与料斗外的输送管相通，并使两个分配管可相对于料斗旋转。三个输送缸分别与一个耐磨板200的输料孔相通，即第一输送缸310、第二输送缸 320和第三输送缸330也均勻分布在旋转轴线0-0周围。结合图3，并参考图7，图7是图3中I-I部分放大图。为便于对第二分配管120 和第一分配管Iio分别进行控制，分配机构还包括传动机构400。该传动机构400包括一个 传动轴410和一个传动轴套420，传动轴套420可旋转地套在传动轴4外。传动轴410和传 动轴套420轴线均与旋转轴线0-0重合，传动轴410的后端和传动轴套420的后端分别从 耐磨板200前侧向后延伸，并穿过耐磨板200后伸出；同时，传动轴套420与耐磨板200可 旋转配合，以使传动轴套420和传动轴410可相对于耐磨板200旋转；传动轴410前端与第 二分配管120固定，传动轴套420通过中间杆421与第一分配管110固定，中间杆421延伸 方向与旋转轴线0-0垂直。传动轴410后端部分至少有一部分露在传动轴套420外，以通 过不同的驱动机构驱动传动轴410和传动轴套420分别旋转。本例中，优选传动轴410后 端伸出传动轴套420后端面，且二者后端分别设置与驱动装置相配合的结构，传动轴410后 端和传动轴套420后端可以分别设置传动齿。驱动装置可以是现有的装置，也可以利用后 述的驱动装置。以下对泵送系统的工作原理进行描述，结合泵送系统的控制方法，详细说明本发 明提供的泵送系统及泵送系统的分配机构的技术效果。对本发明提供的泵送系统的控制方 法不再单独描述。请参考图8，该图是实施例一泵送系统中，各输送缸活塞速度与时间之间的函数 图；图中，横向坐标表示时间t，纵坐标表示速度V，向前运动的速度为正值，向后运动的速 度为负值；实线表示第一输送缸310活塞的速度变化，单点划线表示第三输送缸330的速度 变化，双点划线表示第二输送缸320的速度变化。以图9所示的状态为基础，该图是实施例一中，泵送系统的一种状态的立体结构 示意图。在第二分配管120通过输料孔201与第二输送缸320相通(指与输送缸的泵送腔 相通，为了简便起见，本文件中，简称为与相应的输送缸相通)，第一分配管110通过输料孔 201与第一输送缸310相通，第三输送缸330与料斗内的空间相通。以图8中坐标原点为起始，在0到tl期间，第二输送缸320的活塞向前减速移动， 第一输送缸310的活塞从最后端向前加速移动，二者分别通过第二分配管120和第一分配 管110向外泵送混凝土。优选的技术方案是，在0到tl期间，使第一输送缸310的活塞的 加速度与第二输送缸320的活塞的加速度相等，即使第一输送缸310活塞与第二输送缸320 活塞的速度变化率相等，使第一输送缸310活塞与第二输送缸320活塞速度之和保持不变， 以使泵送系统向外泵送混凝土的速度保持不变。在tl时刻，第二输送缸320的活塞运动到 最前端，其运动速度也减小到零，不再泵送混凝土，第一输送缸310的活塞速度达到最大， 且开始勻速运动。在0到tl期间，第三输送缸330与料斗内空间相通，可以通过输料孔201 进行吸料，如图所示，第三输送缸330的活塞反向移动，速度记为负值；实际上，在第一分配 管110和第二配管120均与第三输送缸330不相通时，第三输送缸330就可以开始吸料；如图所示，本例中，从0时刻开始，第三输送缸330的吸料速度随其活塞运动速度减小而逐渐 减小，在到达tl时刻之前，第三输送缸330的活塞已经移动到最后端，并停止移动，吸料完 毕。当然，根据实际需要，可以对吸料时间进行相应的调整，比如说可以延长到tl时刻，也 可以延长到下述第二分配管120与第三输送缸330相通之前的时刻。在tl到t2之间，第一输送缸310的活塞勻速向前移动，通过第一分配管110向外 均勻泵送混凝土 ；同时，使第二分配管120旋转，直到第二分配管与120与第三输送缸330 相通。在第二分配管与120与第三输送缸330相通时，泵送系统的状态如图10所示，该图 示出实施例一中，泵送系统的另一种状态的立体结构示意图。在图10所示的状态，第三输 送缸330准备完毕，等待泵料。第二分配管120完成旋转的时间应当不迟于t2时刻，以使 第三输送缸330进行泵料。到达t2时刻，使第一输送缸310的活塞开始减速移动。在第二分配管120旋转，并与第二输送缸320不相通，保持隔离时，就可以使第二 输送缸320进行吸料，设第二输送缸320开始吸料的时刻为tll，tl与til之间应当具有一 定的时间差，即使第二输送缸320停顿tl至tll之间的时间，以避免第二输送缸320将泵 出混凝土吸入。在t2到t3期间，第一输送缸310的活塞减速移动，第三输送缸330的活塞从最后 端向前加速移动，二者分别通过第一分配管110和第二分配管120向外泵送混凝土 ；同样， 优选使第一输送缸310的活塞的加速度与第三输送缸330的活塞的加速度相等，以使泵送 系统向外泵送混凝土的速度保持不变。在t3时刻，第一输送缸310的活塞速度减小为零， 第三输送缸330的活塞速度达到最大，并开始向外勻速泵料。在t2到t3之间的预定时刻， 第二输送缸320完成吸料；本例中，为了延长吸料时间，可以使第二输送缸320吸料时的最 大速度大于第二输送缸320泵料时的最大速度，并可以使其完成吸料的时刻延长至第一分 配管110与第二输送缸320相通之间的任意时刻。在t3到t4期间，使第三输送缸330通过第二分配管120向外均勻泵送混凝土 ；使 第一分配管110旋转，直到第一分配管与110与第二输送缸320相通，第二输送缸320准备 完毕，等待泵料；第一分配管110完成旋转的时间应当不迟于t4时刻。到达t4时刻，使第 三输送缸330的活塞开始减速移动。在第一分配管110旋转，并与第一输送缸310不相通，保持隔离时，可以使第一输 送缸310进行吸料，设第一输送缸310开始吸料的时刻为t31，t3与t31之间应当具有一定 的时间差。在t4到t5期间，第三输送缸330的活塞减速移动，第二输送缸320的活塞从最后 端向前加速移动，二者分别通过第二分配管120和第一分配管110向外泵送混凝土。在t5 时刻，第三输送缸330的活塞速度减小为零，第二输送缸320的活塞速度达到最大，并开始 向外勻速泵料。在t4到t5之间的预定时刻，第一输送缸310完成吸料。在t5到t6期间，使第二输送缸320通过第一分配管110向外均勻泵送混凝土 ；同 时，使第二分配管120旋转，直到第二分配管与120与第一输送缸310相通，第一输送缸310 准备完毕，等待泵料；第二分配管120完成旋转的时间应当不迟于t6时刻。在第二分配管 120旋转，并与第三输送缸330不相通，保持隔离时，可以使第三输送缸330进行吸料，设第 一输送缸310开始吸料的时刻为t51，t5与t51之间应当具有一定的时间差。到达t6时 刻时，使第二输送缸320的活塞开始减速移动，再使第一输送缸310的活塞开始向前加速移动，重复上述过程，可以使泵送系统连续、均勻地泵送混凝土。根据上述对泵送系统的分配机构工作过程的描述，可以确定利用本发明提供的 泵送系统的分配机构，根据预定的规律旋转预定的分配管，可以协调至少两个输送缸的泵 送过程，使泵送系统能够连续并均勻地向外泵送混凝土，不仅能够消除泵送过程中的泵送 间隔时间，还可以使泵送系统均勻地向外泵送混凝土，减小或避免物料的脉动性流动，进一 步减小由于混凝土流动产生的振动。当然，在一个输送缸泵送过程结束之前，使另一个输送 缸进行泵料就可以消除泵送过程中的泵送间隔时间；在一个输送缸泵送速度减小时，使另 一个输送缸开始加速泵料，且使二者泵送速度(活塞的移动速度)以相同的速率变化，并在 一个输送缸速度减小到零时，使另一个输送缸的泵送速度最大并开始勻速移动，这样可以 使泵送系统均勻地向外泵送混凝土。为了实现输送缸与分配管运动关系的联动，可以通过相应的控制器实现，比如，以 预定的输送缸的运动速度为基础，根据预定的关系和预定的运动规律，控制其他输送缸的 运动速度及相关分配管的旋转运动；也可以根据预定的规律，轮换以勻速泵料的输送缸为 基础，控制分配管的旋转运动；当然，也可以通过相反的方法，以预定的分配管的状态为基 础，根据预定的关系及运动规律控制预定输送缸的运动，以使泵送系统能够以上述控制方 法进行运转。根据上述描述，可以看出，使泵送系统连接泵送或均勻泵送不限于上述控制方法 实现，使两个分配管分别在适当的角度范围内摆动，也可以实现连续泵送或均勻泵送的目 的；比如，使第一分配管110在两个极限位置之间摆动，并使其在两个极限位置分别与第一 输送缸310与第二输送缸320相通，使第二分配管120在两个极限位置之间摆动，并使其在 两个极限位置分别与第三输送缸330与第二输送缸320相通，也可以实现两个输送缸协调 泵料或吸料，使泵送系统连续或均勻泵料；只是此时，分配管的摆动可以会产生由于摆动而 产生的振动。另外，由于通过两个分配管、两个输送缸协调动作，输送缸和分配管进行位置转换 的时间可以比较长；与现有的降低分配阀摆缸冲击或缩短摆动油缸的换向时间的技术方案 相比，上述泵送系统可以使输送缸与分配管运动速度比较小，这不仅能够减小输送缸与分 配管运动对泵送系统产生的振动，而且可以为泵送系统的控制与操作提供便利。可以理解，分配机构不限于包括两个分配管，也可以设置更多个分配管，当然，在 耐磨板200上要设置更多个输料孔201，且输料孔201的数量应当多于分配管的数量，以在 至少两个分配管分别通过输料孔与两个输送缸相通时，有一个输送缸可以进行吸料。保证 至少两个分配管与两个输送缸相通，可以为协调两个输送缸的动作提供前提，以保持泵送 过程的连续，或者实现均勻泵送。根据上述描述，泵送系统及泵送系统分配机构运行需要适当的驱动装置，驱动输 送缸可以是现有的液压油缸，驱动分配管进行旋转运动，也可以是现有的S阀摇摆机构，还 可以是其他驱动装置；为使分配管进行圆周式旋转运动，本发明还提供了另外两种驱动装 置。由于驱动装置可以驱动上述的传动轴410或/和传动轴套420进行旋转，传动轴410和 传动轴套420作为分配机构的传动部分发挥作用；为了描述的方便，以下以驱动传动轴410 为例对驱动装置进行的描述。请参考图11，该图是本发明提供泵送系统的分配机构中，第一种驱动装置的结构简图。该驱动装置包括摆摇臂520和两个摆摇油缸510，摆摇臂520 —端与传动轴410的 后端相连，另一端与摆摇油缸510的一端铰接相连，摆摇油缸510的另一端铰接在预定基础 (图中未示出)上，该预定基础与耐磨板200相对固定；摆摇臂520的一端与传动轴410的 后端之间通过棘轮机构530传动。如图所示，棘轮机构530包括与摆摇臂520固定的内棘 齿531、内端与传动轴410边缘部分铰接的传力杆532和使传力杆532外端保持与内棘齿 510相接触的弹簧片533 ；弹簧片533 —端支撑在传动轴410上，另一端支撑在传力杆532 的靠近外端的部位。以图11为参考，在摆摇油缸510驱动摆摇臂520顺时针旋转时，内棘 齿531与传力杆532相抵触，进而驱动传动轴410顺时针旋转。在摆摇油缸510驱动摆摇 臂520逆时针旋转时，内棘齿510使传力杆532克服弹簧片533作用力绕其内端铰接轴逆 时针旋转，摆摇臂520空转，传动轴410不随摆摇臂520旋转；这样，该驱动装置就可以将摆 摇臂520的摇动转化为旋转运动，使传动轴410以预定的运动规律进行圆周式旋转，使第二 分配管120进行圆周式运动，并在三个输料孔201之间进行位置转换。根据上述描述，棘轮机构530不限于上述结构，也可以通过外棘齿实现动力传递， 在此不再详细描述。请参考图12，该图是本发明提供泵送系统的分配机构中，第二种驱动装置的结构 简图，同时也是该驱动装置处于驱动状态时的结构简图。该驱动装置包括驱动齿条620、锁止齿条640、驱动油缸650和锁止油缸610。锁 止齿条630 —端与预定基础铰接，另一端与转动轴套630铰接；锁止齿条630两端的铰接轴 线与传动轴410的轴线平行，即与旋转轴线0-0平行，为了节省空间，本例中，锁止齿条630 设置为弧形结构。锁止油缸650 —端与预定基础铰接，另一端与锁止齿条640铰接，锁止油 缸650的伸缩方向与旋转轴线0-0垂直。驱动油缸650的一端与安装在预定基础上，另一 端与滑动套611可滑动配合，且穿过滑动套611与驱动齿条620的铰接相连，滑动套611与 预定基础固定。驱动齿条620的另一端与转动轴套630可滑动配合，且其延伸方向与旋转 轴线0-0垂直。上述预定基础与耐磨板200相对固定。传动轴410后端具有与传动齿，该 传动齿能够与驱动齿条620及锁止齿条640的齿相配合，进而能够与驱动齿条620及锁止 齿条640相啮合。该驱动装置的工作原理如下该驱动装置的具有两种状态，一种是驱动状态，一种是锁止状态。请参考图12所 示的驱动状态，该状态下，锁止油缸650缩短，锁止齿条640与传动轴410后端的传动齿分 离；此时，驱动齿条620与传动轴410后端的传动齿相啮合；驱动油缸610伸缩方向与驱动 齿条620的延伸方向相同。在该状态下，由于滑动套611限制了驱动油缸610的自由度，在 驱动油缸610伸缩时，可以通过驱动齿条620驱动传动轴410旋转。请参考图13，该图是图12所示第二种驱动装置处于锁止状态下的结构简图。在该 状态下，锁止油缸650伸长时，锁止齿条640逆时针旋转，锁止齿条640带动驱动齿条620 旋转，使驱动齿条620与传动轴410后端的传动齿分离；同时，锁止齿条640与传动轴410 后端的传动齿相啮合，将传动轴410锁止，防止第二分配管120在其他作用力下旋转。通过液压系统，使上述驱动装置在两种状态下进行转换，在需要第二分配管120 旋转时，可以使驱动装置处于驱动状态，并使驱动油缸610伸长或缩短，使传动轴410旋转
12120度，实现第二分配管120的位置转换。需要第二分配管120保持不动，使相应的输送缸 泵料时，可以使驱动装置处于锁止状态，锁止齿条640与传动轴410的传动齿相啮合，使第 二分配管120保持不动。两个状态的转换，可以实现驱动传动轴410按预定规律旋转。在安装空间足够的情况下，也可以使驱动油缸610与驱动齿条620 —体旋转，请参 考图14，该图是本发明提供的第三种驱动装置的结构简图。与第二种驱动装置相比，第三种 驱动装置中，驱动油缸610的一端与驱动齿条620之间固定相连，另一端与预定基础铰接相 连，这样，在锁止油缸650伸长时，驱动油缸610与驱动齿条620可以一体旋转，从驱动状态 转换到锁止状态，实现上述目的。由于上述泵送系统具有上述技术效果，提供的包括上述泵送系统的混凝土泵车也 具有相对应的技术效果。以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人 员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应 视为本发明的保护范围。
权利要求
一种泵送系统的分配机构，其特征在于，包括耐磨板(200)和至少两个分配管，所述分配管分别具有输入端和输出端，且所述分配管的输出端之间可旋转相连，形成一旋转轴线(O O)；两个分配管的输入端分别偏离所述旋转轴线(O O)，且所述输入端的端面与耐磨板(200)的耐磨面相配合；所述耐磨板(200)具有至少三个输料孔(201)，所述输料孔(201)分布在所述旋转轴线(O O)周围；在各所述分配管绕所述旋转轴线(O O)旋转时，能够顺序与至少两个输料孔(201)相通。
2.根据权利要求1所述的泵送系统的分配机构，其特征在于，包括两个所述分配管。
3.根据权利要求2所述的泵送系统的分配机构，其特征在于，所述耐磨板(200)具有3 个输料孔(201)，所述3个输料孔(201)均勻分布在所述旋转轴线(0-0)的周围。
4.根据权利要求2或3所述的泵送系统的分配机构，其特征在于，还包括传动机构，该 传动机构包括一个传动轴(410)和可旋转地套在该传动轴(410)外的传动轴套(420)；所 述传动轴(410)的前端与传动轴套(420)的前端分别与两个所述分配管固定；所述传动轴 (410)的后端与传动轴套(420)的后端均穿过所述耐磨板(200)向后伸出。
5.根据权利要求4所述的泵送系统的分配机构，其特征在于，所述传动轴(410)的后端 伸出所述传动轴套(420)的后端面。
6.根据权利要求4所述的泵送系统的分配机构，其特征在于，还包括两个驱动装置，所 述传动轴(410)后端和所述传动轴套(420)后端分别与两个驱动装置相连。
7.根据权利要求6所述的泵送系统的分配机构，其特征在于，所述驱动装置包括摆 摇臂(520)和摆摇油缸(510)，所述摆摇臂(520) —端与传动轴(410)的后端或传动轴套 (420)的后端相连，另一端与摆摇油缸(510)的一端铰接相连，摆摇油缸(510)的另一端铰 接在预定基础上，该预定基础与耐磨板(200)相对固定；所述摆摇臂(520)的一端与传动轴 (410)的后端或传动轴套(420)的后端之间通过棘轮机构(530)传动。
8.根据权利要求6所述的泵送系统的分配机构，其特征在于，所述驱动装置包括驱动 油缸(610)、锁止油缸(650)、锁止齿条(640)和驱动齿条(620)，所述锁止齿条(640)两 端分别与预定基础和转动轴套(630)铰接；所述驱动齿条(620)的一端与所述转动轴套 (630)可滑动配合，另一端与驱动油缸(610) —端相连，所述驱动油缸(610)的另一端与预 定基础相连；所述锁止油缸(650) —端与所述预定基础铰接，另一端与所述锁止齿条(640) 铰接；所述预定基础与所述耐磨板(200)相对固定；所述传动轴(410)后端或所述传动轴 套(420)后端具有传动齿；在所述锁止油缸(650)缩短时，所述锁止齿条(640)与所述传动齿分离，所述驱动齿条 (620)与所述传动齿相啮合，所述驱动油缸(610)的伸缩方向与驱动齿条(620)的延伸方向 相同；所述锁止油缸(650)伸长时，所述锁止齿条(640)与所述传动齿相啮合，所述驱动齿 条(620)与所述传动齿分离。
9.根据权利要求8所述的泵送系统的分配机构，其特征在于，所述驱动装置还包括与预定基础固定的滑动套(611)，所述驱动油缸(610)的一端与 所述滑动套(611)可滑动配合，且穿过该滑动套(611)与所述驱动齿条(620)铰接相连；或，所述驱动油缸(610)的一端与驱动齿条(620)固定相连，另一端与预定基础铰接相连。
10.一种泵送系统，包括料斗，其特征在于，还包括至少三个输送缸和权利要求1-9任一项所述的泵送系统的分配机构，所述分配管位于料斗内，且耐磨板(200)与料斗固定，且 耐磨板(200)的耐磨面朝向料斗内，所述输送缸分别与耐磨板(200)的一个输料孔(201) 相通，所述分配管可相对于料斗旋转。
11.一种混凝土泵车，包括臂架系统和泵送系统，其特征在于，所述泵送系统为权利要 求10所述的泵送系统，各所述分配管的输出端均与所述臂架系统的输送管相通。
12.一种泵送系统的控制方法，其特征在于，所述泵送系统为权利要求10所述的泵送 系统，两个所述分配管分别为第一分配管(110)和第二分配管(120)，三个所述输送缸分别 为第一输送缸(310)、第二输送缸(320)和第三输送缸(330)；该控制方法包括在第一分配管(110)和第二分配管(120)分别与第一输送缸(310)和第二输送缸 (320)相通，且第二输送缸(320)的活塞向前减速移动时的第一期间内，使第一输送缸 (310)的活塞向前加速移动；在所述第二输送缸(320)的活塞向前的移动速度减小为零时， 使所述第一输送缸(310)的活塞移动速度最大，并开始勻速移动；在第一输送缸(310)勻速 移动的第二期间内，使第二分配管(120)从与第二输送缸(320)相通的位置旋转到与第三 输送缸(330)相通的位置，并使第三输送缸(330)在第二分配管(120)与第三输送缸(330) 相通时刻之前的预定时刻完成吸料。
13.根据权利要求12所述的泵送系统的控制方法，其特征在于，在所述第一期间内，第 一输送缸(310)的活塞的加速度与所述第二输送缸(320)的活塞的加速度相等。
全文摘要
本发明公开一种泵送系统的分配机构、泵送系统、混凝土泵车及泵送系统的控制方法。公开的泵送系统的分配机构包括耐磨板和至少两个分配管；分配管的输出端之间可旋转相连，形成旋转轴线；分配管的输入端偏离旋转轴线，且输入端端面与耐磨板的耐磨面相配合；耐磨板具有至少三个输料孔，在各分配管绕旋转轴线旋转时，每个分配管的输入端能够与至少两个输料孔相通。利用本发明提供的泵送系统的分配机构时，通过旋转分配管可以协调至少两个输送缸的泵送动作，使泵送系统能够连续地向外泵送物料；进一步地，通过控制输送缸活塞之间的运动关系，可以使泵送系统均匀地向外泵送物料，减小或避免物料的脉动性流动产生的振动。
文档编号F04B49/00GK101922429SQ20101026636
公开日2010年12月22日 申请日期2010年8月25日 优先权日2010年8月25日
发明者张涛, 李建涛, 符智 申请人:三一重工股份有限公司