專利名稱：用于控制泥漿泵的裝置和方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種用于控制泥漿泵的裝置和方法，具有兩個通過端面開口通入一物料給料容器的輸送缸，所述輸送缸借助于一個液壓可逆泵和通過所述可逆泵操縱的液壓驅動缸推挽式操縱；還具有一設置在物料給料容器內部的可液壓操縱的轉轍管，所述轉轍管在入口端可交替地連接在輸送缸的開口上并打開相應的另一開口且在出口端與一輸送管連接，其中在每個輸送行程中在至少兩個相互離開規(guī)定距離以及離開驅動缸的活塞桿和/或底面一側的末端規(guī)定距離的傳感器位置測定活塞從旁邊的經(jīng)過，并在輸送行程結束時觸發(fā)可逆泵和轉轍管的換向過程。
已知一種這一類型的雙缸泥漿泵的控制裝置(DE-A-19542258)，其中驅動缸活塞的末端位置可借助于缸換向傳感器量出，產(chǎn)生末端位置信號。那里可逆泵的流動反向可通過驅動缸的末端位置信號觸發(fā)。在實際中末端位置信號通常通過活塞桿一側的兩個缸換向傳感器觸發(fā)。在換向可逆泵和轉轍管時總是反復出現(xiàn)這樣的問題，如果例如通過遙控裝置應該運送不同的輸送量的話。這里應該考慮，可逆泵的換向不是瞬間進行的。而是需要一定的換向時間，在這段時間內在可逆泵內存在的斜盤可以轉過(一個角行程)。在常用的可逆泵中換向時間為約0.1秒。在行程長度為2秒時這個換向時間相當于行程長度的約5％。此外還加上另外的滯后時間，例如用于繼電器換向，它大致和上述時間相同。這意味著，為了換向可逆泵，視活塞速度的不同會得出不同的路程，它既可能導致活塞撞在底面上，也可能導致缸不完全的排空。由于這個原因迄今為止在離缸的活塞桿或底面一側的末端一定距離的末端位置區(qū)域內已經(jīng)設置了用來對活塞通過發(fā)出信號的缸換向傳感器。也就是說如果活塞經(jīng)過傳感器位置，始終還有一活塞移動距離以供換向之用。在已知的雙缸泥漿泵中，缸換向傳感器的位置這樣選擇，使得在可能的最大活塞速度時可以進行可逆泵換向，它正好造成活塞與底面接觸。如果活塞移動較慢，由于可逆泵換向時間和繼電器的響應時間是恒定的，這將導致，在這段時間內活塞沒有完全移動到相鄰底面處。亦即缸內始終留有殘存混凝土，它在一個活塞行程中沒有從缸中排出。這可能導致混凝土的硬化和堵塞。在單回路泵中還用同一個液壓泵對轉轍管進行換向。這必須精確地在活塞到達底面一側或活塞桿一側的末端的時刻進行。這時泵壓力便足夠用來換向轉轍管。亦即單回路泵的一個特殊問題是，可逆泵換向、活塞停止和轉轍管換向的時刻相互必須精確地一致。而在轉轍管通過一蓄壓器進行換向的雙回路泵時一致性問題比較小一些。但是這里同樣通過適當?shù)钠ヅ鋪硎够钊耆哌^工作缸，以避免工作缸內不希望的殘留。
由此出發(fā)本發(fā)明的目的是，開發(fā)一種開頭所述類型的用于控制泥漿泵的裝置和方法，用這種裝置和方法在每個活塞行程中都可以使工作缸完全排空，還避免活塞在驅動缸末端不希望的撞擊。
為了實現(xiàn)這個目的推薦在權利要求1和6中給出的特征組合。本發(fā)明優(yōu)良的方案和改進結構由從屬權利要求得到。
本發(fā)明的解決方案從這樣的想法出發(fā)，即用至少兩個設置在工作缸的任意位置上、相互離開以及離開兩個末端位置一定距離地設置的缸換向傳感器可以測量驅動活塞的運動，它在一帶有合適軟件的計算機輔助換向裝置的幫助下允許完整地測定活塞沿工作缸的運動過程，從而解決上述問題。為了實現(xiàn)這一點，按照本發(fā)明首先建議，計算機輔助的換向裝置具有一測量及處理程序，用來按測量技術和/或用計算機測定活塞在其在缸的兩個末端之間的路程上的按時間運動過程以及用來計算由此推導出來的用于對可逆泵和轉轍管進行換向的起動時刻。
本發(fā)明一種優(yōu)選的方案設想，測量及處理程序具有一種算法，其用來按時間測定活塞在缸換向傳感器處的經(jīng)過以及用來計算由此推算的在每個活塞行程時用于換向可逆泵和轉轍管的起動時刻，同時考慮活塞直至相應地撞上缸末端為止規(guī)定的或計算出來的制動時間。活塞的制動時間主要由換向繼電器的響應時間和可逆泵的轉換時間組成。
在輸送量不變的恒定運行方式時，作為速度的基準值測量出來的每個時間間隔對應到一個用來換向可逆泵和轉轍管的起動時刻。在這種情況下，時間測量例如可以通過用于轉轍管的換向脈沖進行。轉轍管兩次換向之間的間隔相當于行程持續(xù)時間。在考慮測出的行程持續(xù)時間的情況下在活塞通過兩個缸換向傳感器之一時便確定換向的起動時刻。在同一種泵結構類型時這個數(shù)值大致是恒定的。如果在泵的一個行程內輸送量發(fā)生變化，則是例外。在這種情況下必須考慮新的輸送量，并換算成一相應的剩余運行時間，以便求出精確的起動時刻。
因此本發(fā)明一種優(yōu)選的方案設想，測量及處理程序具有一種算法其用來計算活塞在其在缸換向傳感器之間的路程上的速度和用于計算一由此推算的用于換向過程的起動時刻，同時考慮活塞直到缸內相應的末端止擋為止的一規(guī)定的或計算出來的制動時間。
本發(fā)明一種優(yōu)選的方案設想，測量及處理程序對尤其是在遙控機構上調整的可逆泵輸送量的規(guī)定值作出反應，并具有一種算法，其用來確定活塞速度變化和由此推算出來的按照目前所調整的規(guī)定值的下一次換向過程起動時刻。這里如果測量及處理程序具有一種算法，其用來按照目前測量或計算的活塞速度確定活塞的制動時間或制動路程和確定由此推算出來的換向過程的起動時刻，則特別有利。
在方法方面，按照本發(fā)明首先建議，測量和/或計算活塞在其在兩個缸末端之間的路程上的按時間的運動過程，并由此推算出換向過程相應的下一次起動時刻。本發(fā)明一種優(yōu)選的方案設想，測量活塞從缸換向傳感器旁經(jīng)過的相互的時間關系，并在考慮活塞直至缸相應的末端位置為止規(guī)定的或計算的制動時間的情況下由此算出可逆泵和轉轍管相應地接著進行換向的起動時刻，這里可以計算出活塞在其在所選擇的缸換向傳感器之間的路徑上的速度，并由此推算出換向過程的下一個時刻。
另一種優(yōu)選的方法是，通過用于輸送量的遙控規(guī)定值來改變活塞的按時間的運動過程，并由按照規(guī)定值計算出的活塞運動過程在考慮由此改變的制動時間的情況下推算出換向過程的下一個起動時刻。為此適宜的是，在相應地考慮可逆泵由設備決定的響應時間和換向時間的情況下，由測量的或算出的瞬時活塞速度求出活塞的制動時間或制動路程并由此算出相應的下一次起動時刻。
下面借助于在附圖中用示意方式表示的實施例詳細說明本發(fā)明。
附圖表示

圖1以局部剖開的示意圖表示雙缸泥漿泵的局部；圖2一用于雙缸泥漿泵的計算機輔助液壓驅動裝置的線路圖；圖3圖2中的帶有用來計算優(yōu)選的起動時刻的尺寸數(shù)據(jù)的局部視圖；圖4活塞沿驅動缸運動的速度/時間圖；圖5測量和觸發(fā)程序的流程圖。
在圖2和3中示意表示的控制裝置確定用于按圖1的泥漿泵，該泥漿泵具有兩個輸送缸50，50′，其端面開口52通入一物料送料容器54，并可在壓縮行程期間通過一轉轍管56交替地與一輸送管58連接。輸送缸50，50′通過液壓驅動缸5，5′和一可逆液壓泵6推挽式驅動。為此目的，輸送缸50，50′的輸送活塞60，60′與驅動缸5，5′的活塞8，8′通過一共同的活塞桿9，9′連接。
在所示實施例中，驅動缸5，5′在底面一側通過液壓回路的液壓管11，11′借助于可逆泵6供給壓力油，并在其活塞桿一側的末端通過一擺動油管(Schaukellleitung)12相互液壓連接。驅動活塞8，8′以及共同的活塞桿9，9′的運動方向通過這樣的方式反向，即通過一包含一計算機14和一調整機構16的換向裝置18使可逆泵6的流動方向反向。為此可逆泵6具有一斜盤62，它在換向時回轉經(jīng)過其零位，使得壓力油在液壓管11，11′中的輸送方向反向。在未畫出的驅動電機規(guī)定的轉速時可逆泵6的輸送流量可通過斜盤62的回轉角改變。這里斜盤62的回轉角可以通過遙控器64在計算機14的支持下進行調整。
一旦驅動缸5，5′的活塞8，8′到達其末端位置，可逆泵6和轉轍管56便進行換向。換向裝置處理分別與兩個驅動缸5，5′的活塞桿一端和底面一端間隔開設置的缸換向傳感器20，22和20′，22′的輸出信號，傳感器的出口端與換向裝置18的計算機14連接。缸換向傳感器對在泵運行時從旁邊經(jīng)過的驅動活塞8，8′作出反應，并且對這個事件向計算機輸入端66，68發(fā)出信號。在出現(xiàn)輸出信號時在換向裝置內滯后一定時間觸發(fā)一換向信號76，此信號通過調整機構16對可逆泵6換向。此外在換向過程中由一信號77通過換向閥79和換向缸72，72′使得轉轍管56換向。在正常運行時首先應用活塞桿一側的缸換向傳感器20，20′的信號，以產(chǎn)生換向信號。為此計算機14具有一測量及處理程序40(參見圖5)，在該程序內處理活塞桿一側的缸換向傳感器20，20′的輸出信號，形成一用于可逆泵6和/或轉轍管56的換向信號76，77。
下面借助于圖3和4詳細說明以此測量及處理程序為基礎的計算方法。
在圖3中活塞桿一側的缸換向傳感器20、20′用S1和S2表示。相應地傳感器離驅動缸在底面一側的末端的位置用Xs1和Xs2表示，而由缸長度減活塞長度算出的缸使用長度用XZyl表示。這里它牽涉到活塞最大行程。缸換向傳感器的位置Xs1，Xs2和使用長度XZyl是已知的。
本發(fā)明的目的是計算位置Xx或活塞經(jīng)過這個位置Xx所對應的時間tx，由此開始可逆泵必須被換向，從而可以實現(xiàn)完整的活塞行程而不在缸底面上硬碰撞。這個位置取決于輸送量，但是和缸換向傳感器的位置無關(參見圖4)?；钊乃俣萔k由使用長度和行程時間以及加速路程和制動路程及加速時間和制動時間XBeschl、XBrems、tBeschl、tBrems得到Vk=XZyl-XBeschl-XBremstHub-tBeschl-tBrems]]>用于換向的制動或起動點服從于Xx＝XZyl-XBrems這里為了簡化起見，從制動加速度bbrems為常數(shù)出發(fā)tbrems＝Vk/bbrems。
由此得到Xx=XZyl-yz·1/2Vk2bbrems.]]>因此制動時刻確定為tx=tHub·XxXZyl.]]>如果附加地考慮活塞經(jīng)過換向位置S1和S2的信息，那么可以更精確地確定起動時刻。由此算出例如行程起點和開關1之間的時間txsl=XslXZyl·tHub]]>對于從開關1出發(fā)的起動時間得到一數(shù)值Δtx1＝tx-txs1相應地缸換向傳感器S2的位置Xs2也一樣Δtx2＝tx-txs2如果在起動時間之前越過開關S1或S2，那么時間Δtx1或Δtx2在越過缸換向傳感器后開始。如果缸換向傳感器位于起動位置之后，那么起動時間從行程起點開始計算。
類似于上述計算方法，也可以在改變輸送量的情況下確定起動時刻。為此使用長度根據(jù)輸送量的變化劃分，并利用活塞新的速度Vk來計算制動時間。其基于給定的輸送量是已知的。
圖5中的測量及處理程序40的流程圖表示了活塞在工作缸內運動期間的測量和控制過程。在缸換向傳感器位置S1和S2上求出活塞從旁邊經(jīng)過的時刻ts1和ts2，并由此算出理論行程時間tHub。如果在這之間改變輸送量，那么它對行程時間tHub、從而也對活塞速度產(chǎn)生影響。這樣在計算起動時間時可以考慮這些數(shù)值，它們最終在時刻tx或Δtx造成觸發(fā)轉轍管和可逆泵的換向運動。
為了保證即使在一個或另一個缸換向傳感器S1、S2失效時仍能可靠地輸送混凝土，在用缸換向傳感器進行測量的同時對于行程時間規(guī)定一個提前時間，它可以獨立于缸換向傳感器的測量過程通過一并聯(lián)支路觸發(fā)轉轍管和可逆泵的換向。
綜上所述確定如下本發(fā)明涉及一種用于控制雙缸泥漿泵的裝置和方法，其輸送活塞借助于一液壓可逆泵6和通過該可逆泵控制的液壓驅動缸推挽式操縱。在每次壓縮行程時輸送缸50，50′通過一轉轍管56與一輸送管58連接。在每個壓縮行程結束時觸發(fā)可逆泵6和轉轍管56的換向過程。為了即使在改變輸送功率時仍能按要求換向可逆泵和轉轍管，這時保證輸送缸完全排空而不造成活塞在驅動缸內的撞擊，本發(fā)明建議，設置一計算機輔助的換向裝置，它具有一測量及處理程序，用來以測量技術和/或用計算機測定活塞在其在缸兩端之間的路程上的按時間運動過程以及用來計算由此推算的用于對可逆泵和轉轍管進行下一次換向的起動時刻。
權利要求
1.用于控制泥漿泵的裝置，具有兩個通過端面開口(52)通入一物料給料容器(54)的輸送缸(50，50′)，所述輸送缸可借助于至少一個液壓可逆泵(6)和通過它控制的液壓驅動缸(5，5′)推挽式操縱；還具有一設置在物料給料容器(54)內的可液壓操縱的轉轍管(56)，所述轉轍管在入口端可交替地連接在輸送缸(50，50′)的開口(52)上并打開相應的另一開口且在出口端與一輸送管(58)連接，其中各驅動缸(5，5′)在其一端分別通過一液壓管(11，11′)與可逆泵(6)的一個接頭液壓連接，而在其另一端通過一擺動油管(12)相互液壓連接；還具有至少兩個相互離開規(guī)定距離以及離開驅動缸(5，5′)的活塞桿一側和/或底面一側的末端規(guī)定距離地設置的、對從旁邊經(jīng)過的驅動缸活塞(8，8′)作出反應的缸換向傳感器(20，20′；22、22′)；還具有一個對所選擇的缸換向傳感器的輸出信號作出反應的、用來在每一活塞行程結束后對可逆泵(5)和轉轍管(56)進行換向的裝置(18)，其特征為計算機輔助的換向裝置具有一用來以測量技術和/或用計算機測定活塞在其在缸兩端之間的路程上的按時間的運動過程以及用來計算由此推算的用于對可逆泵和轉轍管進行換向的起動時刻。
2.按權利要求1的裝置，其特征為測量及處理程序具有一種算法，用以按時間地測定活塞在缸換向傳感器的位置處的經(jīng)過以及用以計算由此推算的在每個活塞行程時用于對可逆泵和轉轍管進行換向的起動時刻，同時考慮活塞直至缸上相應的末端止擋為止的一規(guī)定的或算出的制動時間。
3.按權利要求1或2的裝置，其特征為測量及處理程序具有一種算法，用以計算活塞在其在缸換向傳感器之間的路程上的速度以及用以計算由此推算的下一次換向過程的起動時刻，同時考慮活塞直至缸上相應的末端止擋為止的一規(guī)定的或算出的制動時間。
4.按權利要求1至3之任一項的裝置，其特征為測量及處理程序對尤其是通過遙控機構調整的可逆泵輸送量的規(guī)定值作出反應，并具有一種算法，用以確定活塞速度變化和由此按照目前所調整的規(guī)定值推算的用于下一次換向過程的起動時間。
5.按權利要求1至4之任一項的裝置，其特征為測量及處理程序具有一種算法，用以按照當時所測出的或算出的活塞速度確定活塞制動時間或制動路程以及確定由此推算的換向過程的起動時刻。
6.用于控制泥漿泵的方法，具有兩個通過端面開口(52)通入一物料給料容器(54)的輸送缸(50，50′)，所述輸送缸借助于一個液壓可逆泵(6)和通過它控制的液壓驅動缸(5，5′)推挽式操縱(50，50′)；還具有一設置在物料給料容器(54)內的可液壓操縱的轉轍管，所述轉轍管在入口端可交替地連接在輸送缸(50，50′)的開口上并打開相應的另一開口且在出口端與一輸送管(58)連接，其中在每個輸送行程中在至少兩個相互離開規(guī)定距離以及離開驅動缸的活塞桿一側和底面一側的末端規(guī)定距離的傳感器位置測定活塞從旁邊的經(jīng)過，并觸發(fā)可逆泵(6)和/或轉轍管(56)的換向過程，其特征為對活塞在其在缸兩端之間的路程上的按時間的運動過程進行測量和/或計算，并由此推算相應的下一次換向過程的起動時刻。
7.按權利要求6的方法，其特征為測定活塞從缸換向傳感器旁經(jīng)過的相互的時間關系，并由此推算出可逆泵和轉轍管相應地接著進行換向的起動時刻，同時考慮活塞直至缸上相應的末端止擋為止的規(guī)定的或算出的制動時間。
8.按權利要求6或7的方法，其特征為計算活塞在其在所選擇的缸換向傳感器之間的路程上的速度，并由此推算出可逆泵和轉轍管相應地接著進行換向的起動時刻，同時考慮活塞直至缸上相應的末端止擋為止的規(guī)定的或算出的制動時間。
9.按權利要求6至8之任一項的方法，其特征為通過用于輸送量的遙控規(guī)定值來改變活塞的按時間的運動過程，并在考慮由此修改的制動時間的情況下由按照規(guī)定值算出的活塞運動過程推算出接著的換向過程的起動時刻。
10.按權利要求6至9之任一項的方法，其特征為在分別考慮由設備決定的可逆泵的響應時間和轉換時間的情況下，由共同的或算出的活塞速度求出活塞制動時間或制動路程，并由此算出相應的下一次起動時刻。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于控制雙缸泥漿泵的裝置和方法，泥漿泵的輸送活塞借助于一液壓可逆泵(6)和通過它控制的液壓驅動缸推挽式操縱。輸送缸(50，50′)在每個壓縮行程時通過一轉轍管(56)與一輸送管(58)連接。在每個輸送行程結束時觸發(fā)可逆泵(6)和轉轍管(56)的換向過程。為了即使在改變輸送量時仍能達到可逆泵和轉轍管按要求的換向，這時保證輸送缸完全排空，而活塞在驅動缸內沒有撞擊，本發(fā)明建議，設置一計算機輔助的換向裝置，它具有一測量及處理程序，用來按測量技術和/或用計算機測定活塞在其在缸兩端之間的路程上的按時間運動過程以及用來計算由此推算出的用于對可逆泵和轉轍管進行下一次換向的起動時刻。
文檔編號F04B49/06GK1788160SQ200580000379
公開日2006年6月14日 申請日期2005年3月18日 優(yōu)先權日2004年3月26日
發(fā)明者W·霍夫曼, S·赫夫林 申請人:粉刷師股份公司