注漿泵流量及流量比例控制的方法
【專利摘要】一種注漿泵流量及流量比例控制的方法，采用變頻器控制液壓站中的電動(dòng)機(jī)，電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)液壓站中的液壓泵，液壓泵供油給第一三位四通電磁換向閥、第二三位四通電磁換向閥，來(lái)控制第一液壓缸、第二液壓缸的運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)第一注漿泵體、第二注漿泵體的進(jìn)料、出料和停止，當(dāng)?shù)谝蛔{泵體、第二注漿泵體進(jìn)料時(shí)，分別通過(guò)第一、二注漿泵體的進(jìn)液口進(jìn)料；其特點(diǎn)是當(dāng)?shù)谝蛔{泵體、第二注漿泵體出料時(shí)，即在雙液按一定比例混合時(shí)，通過(guò)脈寬調(diào)節(jié)控制方式來(lái)實(shí)現(xiàn)第一注漿泵體、第二注漿泵體的流量及流量比例的控制，雙液以一定比例進(jìn)行混合，然后注漿。本發(fā)明的脈寬調(diào)節(jié)控制方法能更簡(jiǎn)單、高效、方便、準(zhǔn)確的控制注漿泵流量及流量比例。
【專利說(shuō)明】注漿泵流量及流量比例控制的方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種注漿泵的流量控制方法，特別涉及一種注漿系統(tǒng)用的雙液注漿泵進(jìn)行注楽.時(shí)，對(duì)按一定比例混合的雙液進(jìn)行流量及流量比例控制的方法。

【背景技術(shù)】
[0002]目前，注漿泵流量控制方式有兩種，即比例閥控制和行程控制，比例閥控制雖然對(duì)混合泵的產(chǎn)量、流量比例均可調(diào)節(jié)，操作便利，但是需要增加兩個(gè)比例閥，結(jié)構(gòu)過(guò)于復(fù)雜。行程控制雖然結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，只需要在小流量液壓缸上增加一個(gè)位移傳感器，但是由于兩個(gè)液壓缸同步推出，速度幾乎一致，故當(dāng)兩只混合比值大時(shí)，會(huì)明顯存在混合不均的問(wèn)題，還需要在混合末端增加一個(gè)混合環(huán)節(jié)。
[0003]發(fā)明人檢索到以下專利文獻(xiàn):CN102721446A公開(kāi)了一種基于注漿泵行程測(cè)量的盾構(gòu)施工注漿量測(cè)量方法及裝置，在盾構(gòu)機(jī)上增添一套本裝置實(shí)現(xiàn)施工時(shí)對(duì)注漿量準(zhǔn)確、實(shí)時(shí)的測(cè)量，提高傳統(tǒng)原有測(cè)量方法的精度、實(shí)時(shí)性，滿足盾構(gòu)施工環(huán)境下對(duì)注漿量測(cè)量的高精度和高可靠性要求。CNl0276751IA公開(kāi)了一種自動(dòng)化雙液注漿泵，包括泵體和注漿管道，所述泵體固定安裝在支撐輪上，所述注漿管道設(shè)置有兩根，注漿管道的底端通過(guò)輸送管道固定連接在泵體的底端，所述注漿管道上方設(shè)置有壓力表，注漿管道與所述泵體之間的輸送管道上設(shè)置有流量控制閥。CN101127500A公開(kāi)了一種直流變頻控制器及其控制永磁同步電機(jī)轉(zhuǎn)子速度的方法，包括提供一參考的速度設(shè)定量；采樣相電流；據(jù)速度設(shè)定量和相電流進(jìn)行速度以及電流比例積分調(diào)節(jié)和正弦矢量脈寬調(diào)節(jié)，得到永磁同步電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的三相電壓信號(hào)；重構(gòu)并據(jù)此相電壓值驅(qū)動(dòng)永磁同步電機(jī)轉(zhuǎn)子進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)；根據(jù)重構(gòu)的相電壓值進(jìn)行轉(zhuǎn)子位置滑模觀測(cè)，得到轉(zhuǎn)子估計(jì)位置和估計(jì)速度，并將轉(zhuǎn)子的估計(jì)速度。它還有直流變頻控制器，包括輸入裝置、采樣裝置、兩個(gè)調(diào)節(jié)裝置，對(duì)速度設(shè)定量和估計(jì)速度進(jìn)行速度和電流比例積分調(diào)節(jié)，兩個(gè)變換裝置分別進(jìn)行兩種變換，滑模觀測(cè)器，根據(jù)重構(gòu)的相電壓和第一次變換后的電流，產(chǎn)生動(dòng)態(tài)補(bǔ)償后的轉(zhuǎn)子位置信號(hào)角度估計(jì)值；重構(gòu)裝置，對(duì)重構(gòu)的轉(zhuǎn)子位置信號(hào)角度估計(jì)值重構(gòu)形成轉(zhuǎn)子的估計(jì)速度。
[0004]以上這些技術(shù)對(duì)于如何提供一種能更簡(jiǎn)單、準(zhǔn)確的控制注漿泵流量及流量比例的方法，并未給出具體的指導(dǎo)方案。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題在于，提供一種注漿泵流量及流量比例控制的方法，該方法能更簡(jiǎn)單、高效、方便、準(zhǔn)確的控制注漿泵流量及流量比例。
[0006]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下:
[0007]一種注漿泵流量及流量比例控制的方法，它是雙液注漿泵體通過(guò)一定比例進(jìn)行混合，然后注漿，注漿泵工作中各部件的連接關(guān)系是:液壓站中的液壓泵、油箱分別通過(guò)液壓管路與第一三位四通電磁換向閥的進(jìn)出油口、第二三位四通電磁換向閥的進(jìn)出油口相連接，第一三位四通電磁換向閥的液壓油進(jìn)出口、第二三位四通電磁換向閥的液壓油進(jìn)出口分別與第一液壓缸的油口、第二液壓缸的油口相連接，第一液壓缸內(nèi)的活塞、第二液壓缸內(nèi)的活塞分別通過(guò)活塞桿與其對(duì)應(yīng)的第一輸送料缸即第一注漿泵體、第二輸送料缸即第二注漿泵體傳動(dòng)連接，第一液壓缸的左右開(kāi)關(guān)、第二液壓缸的左右開(kāi)關(guān)分別與控制器的輸入端相連接，控制器的2路輸出端分別與第一三位四通電磁換向閥的線圈、第二三位四通電磁換向閥的線圈相連接，控制器的另一路輸出連接到變頻器上，變頻器的輸出端與液壓站中的電動(dòng)機(jī)的接線端子相連接；注漿泵工作過(guò)程即運(yùn)行步驟是:采用變頻器控制液壓站中的電動(dòng)機(jī)，所述電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)液壓站中的液壓泵，液壓泵供油給第一三位四通電磁換向閥、第二三位四通電磁換向閥，來(lái)控制第一液壓缸、第二液壓缸的向左、向右、停止的運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)第一注漿泵體、第二注漿泵體的進(jìn)料、出料和停止，當(dāng)?shù)谝蛔{泵體、第二注漿泵體進(jìn)料時(shí)，分別通過(guò)第一注漿泵體的進(jìn)液口、第二注漿泵體的進(jìn)液口進(jìn)料；其技術(shù)方案在于當(dāng)?shù)谝蛔{泵體、第二注漿泵體出料時(shí)，即在雙液按一定比例混合時(shí)，通過(guò)脈寬調(diào)節(jié)控制方式來(lái)實(shí)現(xiàn)第一注漿泵體、第二注漿泵體的流量及流量比例的控制，雙液以一定比例進(jìn)行混合，然后注漿。
[0008]上述技術(shù)方案中，脈寬調(diào)節(jié)控制時(shí)，最好以第一三位四通電磁換向閥、第二三位四通電磁換向閥其中一個(gè)大流量的三位四通電磁換向閥的閉合時(shí)間為基準(zhǔn)，按流量設(shè)定比例，自動(dòng)計(jì)算小流量的三位四通電磁換向閥的閉合時(shí)間，上述的大流量是通過(guò)測(cè)量第一液壓缸、第二液壓缸中大流量的液壓缸的左右開(kāi)關(guān)(或者說(shuō)是左右行程開(kāi)關(guān))之間的行程時(shí)間來(lái)計(jì)算的，其流量調(diào)節(jié)通過(guò)變頻器和所述大流量的液壓缸的脈寬調(diào)節(jié)來(lái)控制。脈寬調(diào)節(jié)控制中，兩種物料混合時(shí)，將其中一種物料(B物料)的推出時(shí)間最好均勻分配在另一種物料(A物料)的推出時(shí)間的過(guò)程中，從而解決了兩種物料均勻混合的問(wèn)題。
[0009]本發(fā)明當(dāng)?shù)谝蛔{泵體、第二注漿泵體出料時(shí)，即在雙液按一定比例混合時(shí)，通過(guò)脈寬調(diào)節(jié)控制方式來(lái)實(shí)現(xiàn)第一注漿泵體、第二注漿泵體的流量及流量比例的控制，雙液以一定比例進(jìn)行混合，然后注漿。本發(fā)明的脈寬調(diào)節(jié)技術(shù)方法，不需要添加其他裝置，成本低，混合性能好。與上述(【背景技術(shù)】中)兩種控制方法相比，在兩種液體按一定比例混合方面，本發(fā)明的脈寬調(diào)節(jié)控制方法能更簡(jiǎn)單、高效、方便、準(zhǔn)確的控制注漿泵流量及流量比例，它具有突出的實(shí)質(zhì)性特點(diǎn)和顯著的進(jìn)步。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0010]圖1為注漿機(jī)工作過(guò)程結(jié)構(gòu)框圖。
[0011]圖2為脈寬調(diào)節(jié)控制中，兩種物料混合時(shí)，將其中一種物料的推出時(shí)間均勻分配在另一種物料的推出時(shí)間的過(guò)程中的示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0012]如圖1所示，本發(fā)明的注漿泵流量及流量比例控制的方法，它是雙液注漿泵體通過(guò)一定比例進(jìn)行混合，然后注漿，注漿泵工作中各部件的連接關(guān)系是:液壓站I中的液壓泵101、油箱103分別通過(guò)液壓管路與第一三位四通電磁換向閥3的進(jìn)出油口、第二三位四通電磁換向閥4的進(jìn)出油口相連接，第一三位四通電磁換向閥3的液壓油進(jìn)出口、第二三位四通電磁換向閥4的液壓油進(jìn)出口分別與第一液壓缸5的油口、第二液壓缸6的油口相連接，第一液壓缸5內(nèi)的活塞、第二液壓缸6內(nèi)的活塞分別通過(guò)活塞桿與其對(duì)應(yīng)的第一輸送料缸即第一注漿泵體7、第二輸送料缸即第二注漿泵體8傳動(dòng)連接，第一液壓缸5的左右開(kāi)關(guān)(9和10)、第二液壓缸6的左右開(kāi)關(guān)(11和12)分別與控制器16的輸入端相連接，第一、二液壓缸的左右開(kāi)關(guān)可以為行程開(kāi)關(guān)，為已有技術(shù)?？刂破?6的2路輸出端分別與第一三位四通電磁換向閥3的線圈、第二三位四通電磁換向閥4的線圈相連接，控制器16的另一路輸出連接到變頻器2上。圖1中標(biāo)記17、標(biāo)記18分別為作用到第一三位四通電磁換向閥、第二三位四通電磁換向閥上的兩路換向閥控制線。變頻器2的輸出端與液壓站I中的電動(dòng)機(jī)102的接線端子相連接。上述控制器16包含CPU，控制器、變頻器本身為已有技術(shù)。注漿泵工作過(guò)程即運(yùn)行步驟是:采用變頻器2控制液壓站I中的電動(dòng)機(jī)102，所述電動(dòng)機(jī)102驅(qū)動(dòng)液壓站I中的液壓泵101，液壓泵101供油給第一三位四通電磁換向閥3、第二三位四通電磁換向閥4，來(lái)控制第一液壓缸5、第二液壓缸6的向左、向右、停止的運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)第一注漿泵體7、第二注漿泵體8的進(jìn)料、出料和停止。圖1中標(biāo)記P表示進(jìn)油口，標(biāo)記T表示出油口。用標(biāo)記L表示第一液壓缸、第二液壓缸的左端油口，標(biāo)記R表示第一液壓缸、第二液壓缸的右端油口，通過(guò)P、T、L、R四個(gè)位置的相對(duì)變換來(lái)控制液壓缸的動(dòng)作，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)第一注漿泵體、第二注漿泵體中對(duì)物料的進(jìn)出狀態(tài)。當(dāng)?shù)谝灰簤焊?、第二液壓缸向左運(yùn)動(dòng)時(shí)，第一注漿泵體7、第二注漿泵體8分別通過(guò)第一注漿泵體的進(jìn)液口 13、第二注漿泵體的進(jìn)液口 14進(jìn)料；第一注漿泵體裝載物料A，第二注漿泵體裝載物料B。當(dāng)?shù)谝灰簤焊?、第二液壓缸向右運(yùn)動(dòng)時(shí)，兩種物料以一定比例在混合器15進(jìn)行混合，然后注漿。當(dāng)?shù)谝灰簤焊?、第二液壓缸處于停止?fàn)顟B(tài)時(shí)，第一注漿泵體、第二注漿泵體停止而不工作。其特征在于當(dāng)?shù)谝蛔{泵體7、第二注漿泵體8出料時(shí)，即在雙液按一定比例混合時(shí)，通過(guò)脈寬調(diào)節(jié)控制方式來(lái)實(shí)現(xiàn)第一注漿泵體7、第二注漿泵體8的流量及流量比例的控制，雙液以一定比例進(jìn)行混合，然后注漿。
[0013]上述這一工作過(guò)程，通過(guò)控制器16來(lái)控制，如前所述，第一液壓缸5的左開(kāi)關(guān)9和右開(kāi)關(guān)10連接到控制器16上，第二液壓缸6的左開(kāi)關(guān)11和右開(kāi)關(guān)12也連接到控制器16上，第一液壓缸、第二液壓缸將第一注漿泵體、第二注漿泵體的流量隨時(shí)反饋至控制器?？刂破鞯?路輸出端連接到第一、二三位四通電磁換向閥的線圈上，控制器另一路連接到變頻器上，控制器通過(guò)對(duì)輸入的信號(hào)進(jìn)行計(jì)算，調(diào)節(jié)變頻器，控制第一、二三位四通電磁換向閥，進(jìn)而調(diào)節(jié)流量及流量比例。
[0014]以上述物料A受第一液壓缸作用推出的時(shí)間作為輸入量，調(diào)節(jié)上述物料B受第二液壓缸作用的推出時(shí)間，從而實(shí)現(xiàn)兩者速度的比值可控。第二液壓缸推出速度Vb= LB/tB，假設(shè)1^=1^且％可測(cè)，那么通過(guò)調(diào)tB，即可實(shí)現(xiàn)對(duì)混合料的比值控制。式中，LB、LA分別為第二液壓缸、第一液壓缸的工作行程，tB、tA分別為第二液壓缸、第一液壓缸的推出時(shí)間。這樣脈寬調(diào)節(jié)控制時(shí)，以大流量的第一三位四通電磁換向閥的閉合時(shí)間為基準(zhǔn)，按流量設(shè)定比例，自動(dòng)計(jì)算小流量的第二三位四通電磁換向閥的閉合時(shí)間，上述的大流量是通過(guò)測(cè)量第一液壓缸、第二液壓缸中大流量的液壓缸(比如第一液壓缸)的左右開(kāi)關(guān)(或者說(shuō)是左右行程開(kāi)關(guān))之間的行程時(shí)間來(lái)計(jì)算的，其流量調(diào)節(jié)通過(guò)變頻器和所述大流量的液壓缸(比如第一液壓缸)的脈寬調(diào)節(jié)來(lái)控制。
[0015]為解決上述物料B與物料A均勻混合的問(wèn)題，并將物料B推出的時(shí)間均勻分配在物料A推出的時(shí)間過(guò)程中?？蓪⑽锪螧的調(diào)節(jié)時(shí)間按一定的寬度分割，比如按2秒的時(shí)間進(jìn)行分割。如物料A推出用時(shí)(Qa)為10秒，混合比為2:1那么，物料B推出時(shí)間為5秒。則通過(guò)脈寬調(diào)節(jié)控制，將5秒的推出時(shí)間均勻分配到物料A推出的10秒過(guò)程中(即將5秒在物料A用時(shí)10秒過(guò)程中均勻分配)，形成如圖2所示的時(shí)序。
[0016]本發(fā)明是一種應(yīng)用在注漿過(guò)程中，雙液注漿泵中的兩種液體以一定比例混合時(shí)，對(duì)兩種液體的流量及流量比例進(jìn)行控制的一種脈寬調(diào)節(jié)控制方法，該方法能更簡(jiǎn)單、高效、方便、準(zhǔn)確的控制注漿泵流量及流量比例。
【權(quán)利要求】
1.一種注漿泵流量及流量比例控制的方法，它是雙液注漿泵體通過(guò)一定比例進(jìn)行混合，然后注漿，注漿泵工作中各部件的連接關(guān)系是:液壓站(I)中的液壓泵(101)、油箱(103)分別通過(guò)液壓管路與第一三位四通電磁換向閥(3)的進(jìn)出油口、第二三位四通電磁換向閥⑷的進(jìn)出油口相連接，第一三位四通電磁換向閥⑶的液壓油進(jìn)出口、第二三位四通電磁換向閥(4)的液壓油進(jìn)出口分別與第一液壓缸(5)的油口、第二液壓缸(6)的油口相連接，第一液壓缸(5)內(nèi)的活塞、第二液壓缸￠)內(nèi)的活塞分別通過(guò)活塞桿與其對(duì)應(yīng)的第一輸送料缸即第一注漿泵體(7)、第二輸送料缸即第二注漿泵體(8)傳動(dòng)連接，第一液壓缸(5)的左右開(kāi)關(guān)、第二液壓缸(6)的左右開(kāi)關(guān)分別與控制器(16)的輸入端相連接，控制器(16)的2路輸出端分別與第一三位四通電磁換向閥(3)的線圈、第二三位四通電磁換向閥(4)的線圈相連接，控制器(16)的另一路輸出連接到變頻器(2)上，變頻器(2)的輸出端與液壓站(I)中的電動(dòng)機(jī)(102)的接線端子相連接；注漿泵工作過(guò)程即運(yùn)行步驟是:采用變頻器(2)控制液壓站(I)中的電動(dòng)機(jī)(102)，所述電動(dòng)機(jī)(102)驅(qū)動(dòng)液壓站(I)中的液壓泵(101)，液壓泵(101)供油給第一三位四通電磁換向閥(3)、第二三位四通電磁換向閥(4)，來(lái)控制第一液壓缸(5)、第二液壓缸(6)的向左、向右、停止的運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)第一注漿泵體(7)、第二注漿泵體(8)的進(jìn)料、出料和停止，當(dāng)?shù)谝蛔{泵體(7)、第二注漿泵體(8)進(jìn)料時(shí)，分別通過(guò)第一注漿泵體的進(jìn)液口(13)、第二注漿泵體的進(jìn)液口(14)進(jìn)料；其特征在于當(dāng)?shù)谝蛔{泵體(7)、第二注漿泵體(8)出料時(shí)，即在雙液按一定比例混合時(shí)，通過(guò)脈寬調(diào)節(jié)控制方式來(lái)實(shí)現(xiàn)第一注漿泵體(7)、第二注漿泵體(8)的流量及流量比例的控制，雙液以一定比例進(jìn)行混合，然后注漿。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的注漿泵流量及流量比例控制的方法，其特征在于脈寬調(diào)節(jié)控制時(shí)，以第一三位四通電磁換向閥(3)、第二三位四通電磁換向閥(4)其中一個(gè)大流量的三位四通電磁換向閥的閉合時(shí)間為基準(zhǔn)，按流量設(shè)定比例，自動(dòng)計(jì)算小流量的三位四通電磁換向閥的閉合時(shí)間；上述的大流量是通過(guò)測(cè)量第一液壓缸、第二液壓缸中大流量的液壓缸的左右開(kāi)關(guān)之間的行程時(shí)間來(lái)計(jì)算的，其流量調(diào)節(jié)通過(guò)變頻器和所述大流量的液壓缸的脈寬調(diào)節(jié)來(lái)控制。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的注漿泵流量及流量比例控制的方法，其特征在于脈寬調(diào)節(jié)控制中，兩種物料混合時(shí)，將其中一種物料的推出時(shí)間均勻分配在另一種物料的推出時(shí)間的過(guò)程中。
【文檔編號(hào)】F15B11/16GK104500464SQ201410655945
【公開(kāi)日】2015年4月8日 申請(qǐng)日期:2014年11月17日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月17日
【發(fā)明者】馬月輝, 劉寧寧, 馮曉琳, 王娜, 王昱然, 王俊曉, 崔躍華 申請(qǐng)人:石家莊鐵道大學(xué)