[發明專利]油缸控制系統、控制方法及泵送機械

有效

• 申請號: 201310648177.8
• 申請日: 2013-12-04
• 公開（公告）號: CN103603843B
• 公開（公告）日: 2017-01-11
• 發明（設計）人: 宋永紅;劉江明;余威
• 申請（專利權）人: 三一汽車制造有限公司
• 主分類號: F15B15/14
• 分類號: F15B15/14;F15B19/00;F15B21/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及液壓控制技術，具體涉及一種油缸控制系統及控制方法；另外，本發明還涉及具有上述油缸控制系統的泵送機械。

背景技術

目前，泵送機械（比如泵車、車載泵等）已廣泛應用于工程建設中；在這些泵送機械中，最核心的機構是泵送系統。如圖1所示，泵送系統通常包括主油缸1、輸送缸2、砼活塞3及水箱4，砼活塞3滑動設置于輸送缸2中，主油缸1的活塞桿6與砼活塞3連接；泵送系統的工作原理是：當活塞桿6縮回時，輸送缸2從端口8吸入物料；當活塞桿6伸出時，輸送缸2從端口8泵出物料。

在上述泵送系統中，砼活塞3通過活塞桿6與活塞5相連，砼活塞3的動作頻率、行程與活塞5保持一致，因此，主油缸1對整個泵送系統的排量、工作效率、使用壽命等具有非常重要的影響。為了使主油缸1起到較好的作用，通常需要保證主油缸1能夠及時換向（在活塞運動至極限位置及時改變運動方向）；如主油缸1過早換向（即活塞未到極限位置就換向），主油缸1的行程無法充分利用起來，泵送系統的排量和效率均會受影響；如主油缸1過晚換向（即活塞到達極限位置停滯時間過長），則會影響泵送系統的工作效率。

為了使主油缸1及時換向，常用以下方式控制主油缸1的換向：在主油缸1的缸筒上靠近極限位置一定距離的位置設置位置監測元件7，并在活塞桿6上設置感應套，通過位置監測元件和感應套的配合來獲取活塞5行程，進而算出活塞5的運動速度，結合感應套的長度、及位置監測元件所設置的位置即可預估出活塞需要多長時間到達極限位置；然后根據該預估時間控制液壓油的流動方向，從而使主油缸1換向。

雖然上述方式可以實現主油缸1的換向，但是它需要在活塞桿上設置較長長度的感應套，否則無法計算出活塞5的運動速度，在主油缸總長不變的情況下，這會導致主油缸的有效行程減小；在保持主油缸原有行程的情況下，必須增加主油缸的總長，這會導致主油缸重量增加，且給安裝也帶來困難。

因此，如何在主油缸能夠及時換向的基礎上，延長主油缸的有效行程或縮短主油缸的總長度，仍是本領域技術人員亟待解決的技術問題。

發明內容

有鑒于此，本發明提出一種油缸控制系統，利用該油缸控制系統，可在保證主油缸及時換向的基礎上，延長主油缸的有效行程或縮短主油缸的總長度。在此基礎上，本發明還提出一種具有該油缸控制系統的泵送機械。

另外，本發明還提出一種油缸控制方法，利用該油缸控制方法，也可以在保證主油缸及時換向的基礎上，延長主油缸的有效行程或縮短主油缸的總長度。

一方面，本發明提出了一種油缸控制系統，包括閉式油泵、主油缸及換向閥組，所述閉式油泵與主油缸連接，所述閉式油泵包括主油泵、補油泵和伺服油缸，所述伺服油缸用于驅動所述主油泵的斜盤轉動進而調節所述主油泵輸出液壓油的排量和方向，所述換向閥組用于控制所述伺服油缸的運動方向，還包括：

轉速檢測元件，用于直接或間接獲取所述閉式油泵的轉速，并生成轉速信號；

排量檢測單元，用于獲取所述閉式油泵的排量，并產生排量信號；

位置監測元件，用于在所述主油缸的活塞到達預定位置時生成到位信號；

控制單元，用于根據所述轉速信號、排量信號和到位信號控制所述換向閥組對伺服油缸進行換向。

對于該油缸控制系統，主油缸的內徑、活塞桿的直徑、位置監測元件與極限位置之間的距離都是可以預先獲知的，結合主油缸的通流面積、閉式油泵的排量和轉速，控制單元可以計算出活塞在主油缸內的運動速度；當活塞運動至預定位置時，位置監測元件會將到位信號發送給控制單元，根據活塞的運動速度、及預定位置與極限位置之間的距離可以計算出活塞將在多長時間后達到極限位置，控制單元根據計算出來的時間控制伺服油缸換向，此時閉式油泵的出油口和進油口對調，從而改變活塞在主油缸內的運動方向（即完成主油缸換向）。通過上述工作原理可以知道，該油缸控制系統可以及時對主油缸進行換向，防止憋壓現象的發生；并且，與現有技術相比，它在主油缸上設置簡單的位置監測元件即可，并不需要通過在活塞桿上設置較長長度的感應套來獲取活塞的運動速度，因此，利用該油缸控制系統，在保持主油缸長度的情況下，可以延長主油缸的有效行程；或，在保持主油缸現有行程的情況下，縮短主油缸的長度。