阅读说明：本技术 混凝土泵送系统、混凝土泵送设备和控制方法 (Concrete pumping system, concrete pumping equipment and control method ) 是由 杨司空 赵雄 邹波 于 2020-05-29 设计创作，主要内容包括：本发明提供了混凝土泵送系统、混凝土泵送设备和控制方法。混凝土泵送系统包括：料斗,料斗内设置有切换管；泵送机构,包括两个输送缸,适于泵送混凝土物料；输送管,输送管通过切换管与两个输送缸可选择地连通,适于输送混凝土物料；检测装置,设置于输送管上,适于获取流经输送管的混凝土物料的输出参数；控制装置,与检测装置通讯连接；其中,控制装置用于获取检测装置的输出参数,并根据输出参数控制泵送机构的泵送频率。本发明能够对混凝土泵送系中流体物料的流动阻力,即：管损,进行准确测量,并由此提高产品设计、工艺优化和使用调试过程的效率和精准程度。(The invention provides a concrete pumping system, concrete pumping equipment and a control method. The concrete pumping system comprises: the hopper is internally provided with a switching pipe; the pumping mechanism comprises two conveying cylinders and is suitable for pumping concrete materials; the conveying pipe is selectively communicated with the two conveying cylinders through the switching pipe and is suitable for conveying concrete materials; the detection device is arranged on the conveying pipe and is suitable for acquiring the output parameters of the concrete material flowing through the conveying pipe; the control device is in communication connection with the detection device; the control device is used for acquiring the output parameters of the detection device and controlling the pumping frequency of the pumping mechanism according to the output parameters. The invention can resist the flow resistance of the fluid materials in the concrete pumping system, namely: and (4) measuring the pipe loss accurately, and improving the efficiency and the accuracy of product design, process optimization and use debugging process.)

混凝土泵送系统、混凝土泵送设备和控制方法

技术领域

本发明涉及混凝土泵送系统的技术领域，具体而言，涉及混凝土泵送系统、混凝土泵送设备和控制方法。

背景技术

混凝土泵送系统的作用在于对混凝土、砂浆、水泥等能够流动的建筑施工材料进行泵送。如何对混凝土泵送系统中的物料流量进行准确采集和统计，始终是本领域亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明旨在解决上述技术问题的至少之一。

为此，本发明的第一目的在于提供一种混凝土泵送系统。

本发明的第二目的在于提供一种混凝土泵送设备。

本发明的第三目的在于提供一种混凝土泵送系统的控制方法。

为实现本发明的第一目的，本发明的实施例提供了一种混凝土泵送系统，包括：料斗，料斗内设置有切换管；泵送机构，包括两个输送缸，适于泵送混凝土物料；输送管，输送管通过切换管与两个输送缸可选择地连通，适于输送混凝土物料；检测装置，设置于输送管上，适于获取流经输送管的混凝土物料的输出参数；控制装置，与检测装置通讯连接；其中，控制装置用于获取检测装置的输出参数，并根据输出参数控制泵送机构的泵送频率。

本实施例采用检测装置对混凝土物料进行实时检测和采集。其中，当混凝土物料流过检测装置时，混凝土物料与检测装置之间产生感应信号，检测装置根据由此产生的感应信号而判断获取流过检测装置的混凝土物料的流量或体积等输出参数。当获取了精准的输出参数，控制装置则可据此对泵送机构的泵送频率进行相应地控制，以达到提高生产效率，节约生产成本，提高生产质量的目的。

另外，本发明上述实施例提供的技术方案还可以具有如下附加技术特征：

上述技术方案中，输出参数包括以下至少之一或其组合：混凝土输出的流量、流速、体积、泵送效率。

本实施例中，流量是指在某一时间点上流经的混凝土物料的总量。本实施例的流量可采用例如立方米/分进行计算统计。流速是指在某一时间段内对实际流经的混凝土物料的流动速度。其中，本实施例的流速可采用例如米/分钟、米/秒等单位进行计算统计。泵送效率是指在某一时间段内实际流经的混凝土物料的体积。

上述任一技术方案中，泵送机构还包括：两个主油缸，分别与两个输送缸驱动连接；控制阀，设置于两个主油缸的驱动油路上；其中，控制装置还与控制阀连接，用于通过控制阀控制两个主油缸动作，从而控制泵送机构的泵送频率。

本实施例中，控制装置通过控制阀控制两个主油缸动作，由此，本实施例能够对泵送频率进行稳定而精准的控制。

上述任一技术方案中，泵送效率为单位时间内泵送混凝土的体积，泵送频率为单位时间内两个主油缸的换向次数，控制装置用于根据泵送效率与泵送频率的关系，确定目标泵送频率区间，并通过控制阀控制两个主油缸的换向，以使泵送机构在目标泵送频率区间运行。

控制装置根据泵送效率与泵送频率的关系来确定目标泵送频率区间，进而，控制阀进一步在控制装置的控制下进行换向。由此，本实施例能够根据目标泵送频率区间对泵送机构进行控制，以保证泵送机构在目标泵送频率区间运行。

上述任一技术方案中，检测装置为电磁流量传感器，电磁流量传感器安装在输送管的倾斜向上输出段上。

电磁流量传感器可安装在倾斜向上输出段上的任意位置处。电磁流量传感器还安装有陶瓷内衬作为保护内衬层。保护内衬层可大幅度提高产品的耐磨性能，以对抗混凝土对管壁的冲刷，延长产品使用寿命。

上述任一技术方案中，检测装置包括电磁感应检测装置，电磁感应检测装置包括：磁场施加单元，适于向混凝土物料施加磁场，以使得混凝土物料产生感应电压；采集单元，适于采集感应电压，并根据感应电压输出采集信号；处理单元，适于接收采集信号，并根据采集信号获取输出参数。

本实施例能够获取与混凝土物料的流速相对应的采集信号。其精准程度高，反应灵敏，结构简单，成本低廉，并且便于安装。

上述任一技术方案中，输送管包括：检测管路段；保护内衬层，保护内衬层设于检测管路段的内壁周缘；其中，检测装置设于检测管路段，适于对流经检测管路段的混凝土物料进行检测。

保护内衬层的作用在于有效保护流经检测管路段的内壁。保护内衬层采用耐磨性能优异的材料制成，其可大幅度地提高流经检测管路段的耐磨性，以使得检测管路段对抗水泥、砂浆、混凝土等材料对其管壁的冲刷或冲击，并由此延长检测管路段的使用寿命。

上述任一技术方案中，保护内衬层包括以下至少之一：陶瓷材料保护内衬层、金属材料保护内衬层、耐磨复合材料保护内衬层。

本实施例的陶瓷材料保护内衬层可采用氧化硅、氧化铝、氧化锆等无机非金属氧化物经过高温烧结而获得。陶瓷材料保护内衬层的机械强度高、耐磨性能优异，能够极大程度地经受水泥、砂浆、混凝土等材料的冲刷或冲击。

上述任一技术方案中，第一连接部；第二连接部，设于检测管路段上；紧固件；其中，第一连接部和第二连接部相互配合，紧固件分别贯穿第一连接部和第二连接部，以固定检测管路段。

第一连接部和第二连接部成对设置并相互连接配合。由此，可使得测管路段与输送管之间相互对准和连接。

为实现本发明的第二目的，本发明的实施例提供了一种混凝土泵送设备，包括：底盘；如本发明任一实施例的混凝土泵送系统，混凝土泵送系统设置于底盘上。

本实施例的混凝土泵送设备包括如本发明任一实施例的混凝土泵送系统，其具有如本发明任一实施例的混凝土泵送系统的全部有益效果，在此不再赘述。

为实现本发明的第三目的，本发明的实施例提供了一种混凝土泵送系统的控制方法，适于控制如本发明任一实施例的混凝土泵送系统，混凝土泵送系统的控制方法包括以下步骤：获取泵送机构中混凝土物料的输出参数；根据输出参数控制泵送机构的泵送频率；其中，输出参数包括以下至少之一或其组合：混凝土输出的流量、流速、体积、泵送效率。

本实施例的混凝土泵送系统的控制方法适于控制如本发明任一实施例的混凝土泵送系统，其具有如本发明任一实施例的混凝土泵送系统的全部有益效果，在此不再赘述。

上述技术方案中，输出参数包括泵送效率，根据输出参数控制泵送机构的泵送频率的步骤包括：根据所述泵送效率与所述泵送频率的关系，确定目标泵送频率区间；控制所述泵送机构，以将所述泵送机构的泵送频率调整至所述目标泵送频率区间。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述部分中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为相关技术中泵送装置充分吸料的示意图；

图2为相关技术中泵送装置吸料不充分的示意图；

图3为本发明一些实施例的混凝土泵送系统的结构示意图；

图4为本发明一些实施例的检测装置的组成示意图；

图5为本发明一些实施例的混凝土泵送系统的泵送效率与泵送频率的关系示意图；

图6为本发明一些实施例的混凝土泵送系统的控制方法的第一步骤流程图；

图7为本发明一些实施例的混凝土泵送系统的控制方法的第二步骤流程图；

图8为本发明一些实施例的混凝土泵送系统的立体图；

图9为本发明一些实施例的混凝土泵送设备的组成示意图。

其中，图1至图2中附图标记与部件名称之间的对应关系为：

100’：混凝土泵送系统，200’：混凝土物料。

图3至图9中附图标记与部件名称之间的对应关系为：

100：混凝土泵送系统，110：料斗，112：切换管，120：泵送机构，122：输送缸，124：主油缸，126：控制阀，130：输送管，132：检测管路段，134：保护内衬层，136：倾斜向上输出段，140：检测装置，142：磁场施加单元，144：采集单元，146：处理单元，150：控制装置，160：第一连接部，170：第二连接部，180：紧固件，200：混凝土物料。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。

下面参照图1至图9描述本发明一些实施例的混凝土泵送系统100和混凝土泵送系统的控制方法。

例如泵车、拖泵和车载泵等的混凝土泵送系统能够对例如混凝土、砂浆、水泥等的流动物料进行泵送。在泵送过程中，操作人员需要对物料的泵送流量进行采集统计，以便获知混凝土泵送系统的实时物料泵送状态。该物料泵送状态主要包括物料的流量和/或体积。其中，泵送体积亦称泵送方量，泵送方量是指混凝土物料以立方米为单位的体积数量。

为了获取上述信息，相关技术中采用通过视觉传感器检测混凝土泵送系统出料口的出料体积的技术方案来实现对出料体积的测量。然而，其存在的不足是：视觉传感器无法实现对出料体积的精准检测。此外，相关技术中还存在通过理论计算获取出料体积的技术方案。该方案利用泵送次数乘以输送缸的几何尺寸得出理论出料体积。然而，计算获得的理论数值与实际值的差异通常较大。其原因在于，理论计算的方式并未考虑泵送过程中的吸料效率。举例而言，如图1所示，相关技术采用混凝土泵送系统100’实现对混凝土物料200’的泵送传输，并根据公式计算理论出料体积。然而，图1示出的是在理想状态或理论状态下的混凝土物料泵送状况。如图2所示，在实际泵送过程中，输送缸是不可能吸满混凝土物料的。因此，实际的吸料效率往往达不到100％，但是理论计算的方式却按照吸料效率为100％来进行计算。因此，相关技术中理论计算的技术方案仍然无法获取准确的泵送流量和/或体积。

有鉴于此，本发明的以下实施例通过对混凝土泵送系统100以及混凝土泵送系统的控制方法进行改进，并由此达到对泵送流量和/或体积进行准确采集统计的目的。

实施例1：

本实施例提供了一种混凝土泵送系统100，包括：料斗110，料斗110内设置有切换管112；泵送机构120，包括两个输送缸122，适于泵送混凝土物料200；输送管130，输送管130通过切换管112与两个输送缸122可选择地连通，适于输送混凝土物料200；检测装置140，设置于输送管130上，适于获取流经输送管130的混凝土物料200的输出参数；控制装置150，与检测装置140通讯连接；其中，控制装置150用于获取检测装置140的输出参数，并根据输出参数控制泵送机构120的泵送频率。

本实施例中，混凝土泵送系统100的作用在于对例如混凝土、砂浆、水泥等的混凝土物料200进行泵送。其具有管道结构，混凝土物料200在管道结构之中流动，以被输送至目标位置。检测装置140用于精准地检测获取混凝土物料200的流动性能参数。流动性能参数可通过检测装置140直接测量，亦可在检测装置140获得检测结果后采用检测结果进行计算或表征。

本实施例采用检测装置140对混凝土物料200进行实时检测和采集。其中，当混凝土物料200流过检测装置140时，混凝土物料200与检测装置140之间产生感应信号，检测装置140根据由此产生的感应信号而判断获取流过检测装置140的混凝土物料200的流量或体积等输出参数。当获取了精准的输出参数，控制装置150则可据此对泵送机构120的泵送频率进行相应地控制，以达到提高生产效率，节约生产成本，提高生产质量的目的。

实施例2：

本实施例提供了一种混凝土泵送系统100，除上述实施例的技术特征以外，本实施例进一步地包括了以下技术特征。

输出参数包括以下至少之一或其组合：混凝土输出的流量、流速、体积、泵送效率。

本实施例中，流量是指在某一时间点上流经的混凝土物料200的总量。本实施例的流量可采用例如立方米/分进行计算统计。流速是指在某一时间段内对实际流经的混凝土物料200的流动速度。其中，本实施例的流速可采用例如米/分钟、米/秒等单位进行计算统计。泵送效率是指在某一时间段内实际流经的混凝土物料200的体积。其中，上述体积可根据混凝土物料200的流量、流速或体积中的任之一进行表征，亦可采用不具有具体单位的系数值进行表征，例如：泵送效率为80％或90％，或泵送效率为0.7或0.75等。

实施例3：

本实施例提供了一种混凝土泵送系统100，除上述实施例的技术特征以外，本实施例进一步地包括了以下技术特征。

如图8所示，泵送机构120还包括：两个主油缸124，分别与两个输送缸122驱动连接；控制阀126，设置于两个主油缸124的驱动油路上。控制装置150还与控制阀126连接，用于通过控制阀126控制两个主油缸124动作，从而控制泵送机构120的泵送频率。

本实施例中，控制装置150通过控制阀126控制两个主油缸124动作，由此，本实施例能够对泵送频率进行稳定而精准的控制。

实施例4：

本实施例提供了一种混凝土泵送系统100，除上述实施例的技术特征以外，本实施例进一步地包括了以下技术特征。

泵送效率为单位时间内泵送混凝土的体积，泵送频率为单位时间内两个主油缸124的换向次数，控制装置150用于根据泵送效率与泵送频率的关系，确定目标泵送频率区间，并通过控制阀126控制两个主油缸124的换向，以使泵送机构120在目标泵送频率区间运行。

本实施例中，控制装置150根据泵送效率与泵送频率的关系来确定目标泵送频率区间，进而，控制阀126进一步在控制装置150的控制下进行换向。由此，本实施例能够根据目标泵送频率区间对泵送机构120进行控制，以保证泵送机构120在目标泵送频率区间运行。

实施例5：

本实施例提供了一种混凝土泵送系统100，除上述实施例的技术特征以外，本实施例进一步地包括了以下技术特征。

检测装置140为电磁流量传感器，电磁流量传感器安装在输送管130的倾斜向上输出段136上。

电磁流量传感器可安装在倾斜向上输出段上的任意位置处。电磁流量传感器还安装有陶瓷内衬作为保护内衬层134。保护内衬层134可大幅度提高产品的耐磨性能，以对抗混凝土对管壁的冲刷，延长产品使用寿命。

实施例6：

如图4所示，本实施例提供了一种混凝土泵送系统100，除上述实施例的技术特征以外，本实施例进一步地包括了以下技术特征。

检测装置140包括电磁感应检测装置，电磁感应检测装置包括：磁场施加单元142，适于向混凝土物料200施加磁场，以使得混凝土物料200产生感应电压；采集单元144，适于采集感应电压，并根据感应电压输出采集信号；处理单元146，适于接收采集信号，并根据采集信号获取输出参数。

本实施例的检测装置140利用法拉第电磁感应定律进行工作。水泥、砂浆、混凝土等混凝土物料200具有可通过检测装置140进行测量的最低限度的电导率。磁场施加单元142向混凝土物料200施加磁场，混凝土物料200流经磁场施加单元142的过程中做切割磁力线运动，并产生感应电压。混凝土物料200产生的感应电压的强度与混凝土物料200的流速成正比，混凝土物料200流动越快，则其产生的感应电压则越大。

通过上述方式，本实施例能够获取与混凝土物料200的流速相对应的采集信号。其精准程度高，反应灵敏，结构简单，成本低廉，并且便于安装。

实施例7：

如图3所示，本实施例提供了一种混凝土泵送系统100，除上述实施例的技术特征以外，本实施例进一步地包括了以下技术特征。

输送管130包括：检测管路段132；保护内衬层134，保护内衬层134设于检测管路段132的内壁周缘；其中，检测装置140设于检测管路段132，适于对流经检测管路段132的混凝土物料200进行检测。

本实施例中，保护内衬层134的作用在于有效保护流经检测管路段132的内壁。保护内衬层134采用耐磨性能优异的材料制成，其可大幅度地提高流经检测管路段132的耐磨性，以使得检测管路段132对抗水泥、砂浆、混凝土等材料对其管壁的冲刷或冲击，并由此延长检测管路段132的使用寿命。

实施例8：

如图5所示，本实施例提供了一种混凝土泵送系统100，除上述实施例的技术特征以外，本实施例进一步地包括了以下技术特征。

保护内衬层134包括以下至少之一：陶瓷材料保护内衬层、金属材料保护内衬层、耐磨复合材料保护内衬层。

本实施例的陶瓷材料保护内衬层可采用氧化硅、氧化铝、氧化锆等无机非金属氧化物经过高温烧结而获得。陶瓷材料保护内衬层的机械强度高、耐磨性能优异，能够极大程度地经受水泥、砂浆、混凝土等材料的冲刷或冲击。

实施例9：

如图3所示，本实施例提供了一种混凝土泵送系统100，除上述实施例的技术特征以外，本实施例进一步地包括了以下技术特征。

还包括：第一连接部160；第二连接部170，设于检测管路段132上；紧固件180；其中，第一连接部160和第二连接部170相互配合，紧固件180分别贯穿第一连接部160和第二连接部170，以固定检测管路段。

具体而言，第一连接部160向外凸伸，第二连接部170由检测管路段132的侧部周缘向外凸伸。第一连接部160和第二连接部170成对设置并相互连接配合。由此，可使得测管路段132与输送管130之间相互对准和连接。

本实施例通过设置相互配合的第一连接部160和第二连接部170，可将检测管路段132接入输送管130之中，并使得检测管路段132易于维修更换。

实施例10：

如图9所示，本实施例提供了一种混凝土泵送设备300，包括：底盘310；如任一实施例的混凝土泵送系统100，混凝土泵送系统100设置于底盘310上。

实施例11：

如图6所示，本实施例提供了一种混凝土泵送系统的控制方法，适于控制如任一实施例的混凝土泵送系统100，混凝土泵送系统的控制方法包括以下步骤：

步骤S102，获取泵送机构中混凝土物料的输出参数；

步骤S104，根据输出参数控制泵送机构的泵送频率。

其中，输出参数包括以下至少之一或其组合：混凝土输出的流量、流速、体积、泵送效率。

实施例12：

如图7所示，本实施例提供了一种混凝土泵送系统的控制方法，输出参数包括泵送效率，根据输出参数控制泵送机构的泵送频率的步骤包括：

步骤S202，根据泵送效率与泵送频率的关系，确定目标泵送频率区间；

步骤S204，控制泵送机构，以将泵送机构的泵送频率调整至目标泵送频率区间。

具体实施例

本实施例提供了一种混凝土泵送系统100，其采用电磁流量传感器作为检测装置140，以测量混凝土的流量。电磁流量传感器可安装在上坡输送管的任意位置处。电磁流量传感器还安装有陶瓷内衬作为保护内衬层134。保护内衬层134可大幅度提高产品的耐磨性能，以对抗混凝土对管壁的冲刷，延长产品使用寿命。

本实施例还提供了一种混凝土泵送系统的控制方法，其目的在于帮助操作人员找到泵送最佳频率，为优化泵送过程控制提供依据。

本实施例的电磁流量传感器设有磁场施加单元142、采集单元144和处理单元146。磁场施加单元142向混凝土物料施加磁场，以使得混凝土物料产生感应电压。采集单元144采集感应电压，并根据感应电压输出采集信号。处理单元146接收采集信号，并根据采集信号获取输出参数。

本实施例的电磁流量传感器可以测出泵送混凝土的流速，计算出泵送混凝土的总体积，并描绘出泵送效率与泵送频率的关系图。其中，泵送效率是指单位时间内的泵送方量。

利用泵送效率与泵送频率的关系图，本实施例可将泵送频率控制在图5所示的最佳泵送频率f₀附近，以实现效率最优泵送。本实施例亦可以将泵送效率控制在任意目标值，以实现对泵送过程的控制。

本实施例的电磁流量传感器测量可出实际的泵送方量，其不受吸料效率的影响，测量准确程度高。此外，本实施例可描绘出泵送效率与泵送频率的关系图，并利用泵送效率与泵送频率的关系图，实现对泵送过程的精准控制。

综上，本发明实施例的有益效果为：

1.本发明的实施例能够获得更为精准的检测结果，以达到帮助操作人员精准控制和调整混凝土物料的给料方式的目的。

2.本发明的实施例能够获取与混凝土物料的流速相对应的采集信号。其精准程度高，反应灵敏，结构简单，成本低廉，并且便于安装。

3.本发明的实施例能够使得检测管路段132对抗水泥、砂浆、混凝土等材料对其管壁的冲刷或冲击，并由此延长检测管路段132的使用寿命。

4.本发明的实施例能够根据实时泵送效率对实时泵送频率进行调节，以使得泵送机构120的泵送频率更为合理或使得实际泵送状态能够接近或达到操作人员的理想泵送状态。

在本发明中，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性；术语“多个”则指两个或两个以上，除非另有明确的限定。术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；“相连”可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或单元必须具有特定的方向、以特定的方位构造和操作，因此，不能理解为对本发明的限制。

在本说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“具体实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实例。而且，描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。