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Patents

  1. Advanced Patent Search
Publication numberEP0465474 B1
Publication typeGrant
Application numberEP19900903351
PCT numberPCT/EP1990/000099
Publication dateSep 1, 1993
Filing dateJan 18, 1990
Priority dateMar 29, 1989
Also published asDE3910120A1, EP0465474A1, US5238371, WO1990011449A1
Publication number1990903351, 90903351, 90903351.6, EP 0465474 B1, EP 0465474B1, EP-B1-0465474, EP0465474 B1, EP0465474B1, EP19900903351, EP90903351, PCT/1990/99, PCT/EP/1990/000099, PCT/EP/1990/00099, PCT/EP/90/000099, PCT/EP/90/00099, PCT/EP1990/000099, PCT/EP1990/00099, PCT/EP1990000099, PCT/EP199000099, PCT/EP90/000099, PCT/EP90/00099, PCT/EP90000099, PCT/EP9000099
InventorsHartmut Benckert
ApplicantPutzmeister-Werk Maschinenfabrik Gmbh
Export CitationBiBTeX, EndNote, RefMan
External Links: Espacenet, EP Register
Control arrangement for a two-cylinder pump for thick materials
EP 0465474 B1
Abstract  (text from WO1990011449A1)
A servo control for a two-cylinder pump for thick materials comprises two delivery cylinders (1, 1') which open through front-face openings (2, 2') into a material dispenser container in which a hydraulically operated shunt pipe (3) is arranged. On the inlet side, the shunt pipe (3) can be connected alternately to the openings (2, 2') of the delivery cylinders (1, 1'), freeing the other opening, and on the outlet side it can be connected to a delivery line (4). The delivery cylinders (1, 1') are connected to hydraulic drive cylinders (5, 5') which are actuated by at least one push-pull hydropump (6). At the end of each pressure stroke in the delivery cylinders (1, 1'), a reversal process of the shunt pipe (3) is initiated. The delivery volume of the hydropump (6) is varied automatically in accordance with the switching states inside the pump for thick materials by the use of a switching element.
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Claims(18)
  1. Control arrangement for a two-cylinder viscous material pump, comprising at least one hydro pump (6), the conveying volume of which is adjustable by means of a command signal (p₁, p₂), two conveying cylinders (1, 1'), which communicate with a material supply tank and which are operated in contraflow by means of drive cylinders (5, 5') driven by the hydro pump (6), with a directing mechanism (3) for the material flow, which alternately connects the conveying cylinders (1, 1') to the material supply tank and to a conveying pipe (4) and which is operated by a hydraulic diverting mechanism (21, 21') which is preferably arranged as a pipe branch for the flow of material, with a probe which responds to the end of each pressure stroke of the drive and/or conveying cylinders and at the outlet of which an end-position signal (x, xx) is triggered which initiates a redirecting process of the directing mechanism, and with a switch element (60̸, 61), which is at the outlet connected to a conveying volume control (18) of the hydro pump (6) and which comprises a control input, which is loaded by end-position signals (x, xx) or with control signals which have been derived from the end-position signals by signal conversion, as well as at least two switch positions, which are set by means of the signal level at the control input, for passing on different command signals (p₁, p₂) to the conveying volume control (18), characterised in that the drive cylinders (1, 1') and the hydraulic redirecting mechanism (21, 21') of the control arrangement (3) are operated via a servo control alternately by hydraulic oil from the same hydro pump (6), and that, during the pressure stroke of the drive cylinders (5, 5') and the redirecting process of the hydraulic redirecting mechanism (21, 21'), the conveying volume control (18) of the hydro pump (6) is loaded with command signals (p₁, p₂) which are independent of each other and wherein the stroke reversal in the drive cylinders (5, 5') is triggered at the end of each redirecting process of the control arrangement.
  2. Control arrangement according to claim 1, characterised in that that the command signals (p₁, p₂) have an operational dependence of operating parameters of the two-cylinder viscous material pump, in particular of the hydro pump, which is selected according to the control position of the switch element (60̸, 61).
  3. Control arrangement according to claim 2, characterised in that the command signals (p₁, p₂) are adjusted in dependence of a maximum conveying pressure of the hydro pump (6) according to the switch position of the switch element (60̸, 61).
  4. Control arrangement according to claim 2 or 3, characterised in that the command signals (p₁, p₂) can be altered in dependence of a selected maximum value of the product of conveying volume and conveying pressure of the hydro pump (6) according to the switch position of the switch element (60̸, 61).
  5. Control arrangement according to one of claims 1 to 4, characterised in that in front of the control inlet of the switch element (60̸, 61) is arranged a signal converter (62, 63), which is at the input loaded with the end-position signal (x, xx) and the output signal of which has a rear flank with adjustable lag relative to the end-position signal.
  6. Control arrangement according to claim 5, characterised in that the output signal of the signal converter (62, 63) has a front flank which substantially coincides temporally with the end-position signal (x, xx).
  7. Control arrangement according to claim 5 or 6, characterised in that the signal converter (62, 63) has a time-delay element (66), preferably with adjustable delay time, which responds to the rear flank of the end-position signal (x, xx).
  8. Control arrangement according to one of claims 5 to 7, characterised in that the hydraulic signal converter (62) has an adjustable throttle (66) and a non-return valve (64), which is arranged parallel to the throttle and which opens from the probing mechanism (x, xx) towards the control input.
  9. Control arrangement according to claim 7, characterised in that the time-delay element has a digital counter or and electronic circuit in the form of an RC unit.
  10. Control arrangement according to one of claims 1 to 9, characterised in that the switch element is arranged as a directional valve (60̸, 61) comprising an electrically, hydraulically or pneumatically operated pre-control valve as input control, at least two selector connections which are adjustable to at least two different command signals (p₁, p₂), and an operational connection (ps), which is connected to the conveying volume control (18) of the hydro pump (6) and selectively connectable to one of the selector connections.
  11. Control arrangement according to claim 10̸, characterised in that at least one of the selector connections is loaded by a variable adjustable command value (p₁, p₂).
  12. Control arrangement according to claim 10̸ or 11, characterised in that the directional valve can be redirected between at least two control lines, which are arranged at the side of the selector connections and fitted with throttles (65, 125), pressure-maintaining valves and/or pressure-limiting valves (70̸, 82).
  13. Control arrangement according to one of claims 10̸ to 12, characterised in that the directional valve (60̸, 61) can be redirected between at least two parallel lines of a throttle chain (69, 125 or 69, 65 respectively), which are arranged at the side of the selector connections.
  14. Control arrangement according to claim 13, characterised in that an adjustment throttle (125, 65) is arranged at least in one of the parallel lines of the throttle chain.
  15. Control arrangement according to one of claims 12 to 14, characterised in that the control lines and/or the throttle chains are preferably loaded via an auxiliary pump (25) with a specified control pressure (ND).
  16. Control arrangement according to one of claims 12 to 15, characterised in that in at least one of the control or throttle lines is arranged an adjustable pressure-restricting valve (70̸, 82), which is at one control input connected to the high-pressure side of the hydro pump (6) and which controls the command signal (p₁, p₂) in the form of a hydraulic pressure.
  17. Control arrangement according to one of claims 12 to 16, characterised in that in at least one of the control or throttle lines is arranged a control valve (20̸0̸, 30̸0̸), which is controlled by the high-pressure signal (HD) of the hydro pump (6) and by the command signal (p₁, p₂) which is preferably in the form of a hydraulic pressure, for the purpose of setting a command signal (p₁, p₂) in dependence of the product of high pressure (HD) and command value (p₁, p₂).
  18. Control arrangement according to one of claims 1 to 17, characterised in that the stroke reversal in the drive cylinders (5, 5') is initiated by a command mechanism (y) which is triggered at the end of each redirecting process of the control arrangement (3).
Description  translated from German
  • [0001] [0001]
    Die Erfindung betrifft eine Steuerungsanordnung für eine Zweizylinder-Dickstoffpumpe mit mindestens einer durch ein Vorgabesignal in ihrer Fördermenge einstellbaren Hydropumpe, mit zwei mit einem Materialaufgabebehälter kommunizierenden, mittels durch die Hydropumpe gesteuerter Antriebszylinder im Gegentakt betätigbaren Förderzylindern, mit einer die Förderzylinder abwechselnd mit dem Materialaufgabebehälter und einer Förderleitung verbindenden, durch einen hydraulischen Umsteuermechanismus betätigbaren, vorzugsweise als Rohrweiche ausgebildeten Lenkanordnung für den Materialfluß, mit einer auf das Ende eines jeden Druckhubs der Antriebs- und/ oder Förderzylinder ansprechenden Abtasteinrichtung, an deren Ausgang ein einen Umsteuervorgang der Lenkanordnung auslösendes Endlagensignal zu abgreifbar ist, und mit einem ausgangsseitig mit einem Fördermengenregler der Hydropumpe verbundenen Schaltelement, das einen mit den Endlagensignalen oder mit aus den Endlagensignalen durch Signalumformung abgeleiteten Steuersignalen beaufschlagten Steuereingang sowie mindestens zwei durch den Signalpegel am Steuereingang einstellbare Schaltstellungen zur Durchsteuerung unterschiedlicher Vorgabesignale auf den Fördermengenregler aufweist. The invention relates to a control arrangement for a two-cylinder slurry pump with at least one of a default signal in its flow adjustable hydraulic pump with two communicating with a material feed container, means controlled by the hydraulic pump drive cylinder in a push-operable delivery cylinders, with the delivery cylinders alternately with the material feed container and a feed line connected, actuated by a hydraulic reversing mechanism is preferably constructed as diverter steering assembly for the flow of material, means responsive to the end of each compression stroke of the drive and / or delivery cylinder pickup at the output of an a reversal process of the steering assembly triggering end position is to be tapped, and an output side connected to a flow regulator of the hydraulic pump switching element having a acted upon by the end position signals or derived from the end position signals by signal conversion control signals control input and at least two adjustable by the signal level at the control input of switch positions by controlling different preset signals on the flow regulator.
  • [0002] [0002]
    Bei einer bekannten Steuerungsanordnung dieser Art (DE-A-3 243 738), ist ein ausgangseitig mit dem Fördermengenregler der Hydropumpe verbundenes Schaltelement vorgesehen, das nach Umkehr der Hubrichtung in den Antriebs- und Förderzylindern die Hydropumpe auf maximale Fördermenge durchsteuert. In a known control arrangement of this type (DE-A-3243738), an output side connected to the flow regulator of the hydraulic pump switching element is provided which by controls after reversing the stroke direction in the drive and conveyor cylinders, the hydraulic pump at maximum flow rate. Dadurch soll die bei der Umsteuerung der Rohrweiche entstehende Förderlücke ausgefüllt und ein weitgehend gleichmäßiger Fördergutstrom am Ende der Förderleitung erzielt werden. The aim is that created by the reversal of the transfer tube conveying gap filled and a largely uniform Fördergutstrom be achieved at the end of the delivery line. Bei der bekannten Anordnung wird als nachteilig angesehen, daß die Umsteuerung der Rohrweiche gleichzeitig mit der Hubumkehr in den Förderzylindern über einen von der Hydropumpe unabhängig betätigbaren Umsteuermechanismus ausgelöst wird. In the known arrangement is considered disadvantageous in that the change of the diverter valve is triggered simultaneously with the stroke reversal in the delivery cylinders on an independently operated by the hydraulic pump reversing mechanism. Dazu ist eine zusätzliche Hydraulikpumpe erforderlich. This requires an additional hydraulic pump is required. Entsprechendes wurde auch bereits in der prioritätsälteren, unveröffentlichten WO 89/11037 vorgeschlagen. The same has also been proposed in the earlier priority, unpublished WO 89/11037.
  • [0003] [0003]
    Ausgehend hiervon liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Steuerungsanordnung für Zweizylinder-Dickstoffpumpen zu schaffen, mit der in einer Einkreisanordnung das Fördervolumen der Hydropumpe im Verlauf eines Förder- und Umschaltzyklus an die augenblicklichen Anforderungen optimal angepaßt werden kann. Proceeding from this, the present invention seeks to provide a control arrangement for two-cylinder slurry pump, in a Einkreisanordnung the volume of the hydraulic pump can be optimally adapted in the course of incentives and switching cycle to the instantaneous requirements with.
  • [0004] [0004]
    Die erfinderische Lösung geht von der Erkenntnis aus, daß während der Umschaltzeit der Lenkanordnung eine von der Ölmenge für den Förderhub unabhängige Ölmenge benötigt wird. The inventive solution is based on the recognition that is independent of the amount of oil for the delivery stroke oil quantity is needed during the switching time of the steering assembly. Für Einkreis-Anordnungen besteht also ein Bedürfnis nach einer Anpassung des Fördervolumens der Hydropumpe an den jeweiligen Betriebszustand. So there is a need for an adaptation of the flow of the hydraulic pump on the operational state for single-loop configurations. Um dies zu erreichen, wird gemäß der Erfindung vorgeschlagen, daß die Antriebszylinder und der hydraulische Umsteuermechanismus der Lenkanordnung über eine Folgesteuerung abwechselnd mit Drucköl aus der gleichen Hydropumpe betätigbar sind, und daß der Fördermengenregler der Hydropumpe wahrend der Hubphase der Antriebszylinder und des Umsteuervorgangs des Umsteuermechanismus mit voneinander unabhängigen Vorgabesignalen beaufschlagt wird, wobei die Hubumkehr in den Antriebszylindern am Ende eines jeden Umsteuervorgangs der Lenkanordnung ausgelöst wird. To achieve this, it is proposed according to the invention in that the drive cylinders and the hydraulic reversing mechanism of the steering assembly are alternately via a sequence control with pressure oil from the same hydro pump operable and that the flow regulator of the hydraulic pump during the lifting phase of the drive cylinders and the reversing of the reversing mechanism with is applied independent default signals, the stroke reversal is initiated in the drive cylinders at the end of each reversing the steering assembly.
  • [0005] [0005]
    Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung können die Vorgabesignale eine nach Maßgabe der Schaltstellung des Schaltelements auswählbare funktionelle Abhängigkeit von Betriebsparametern der Zweizylinder-Dickstoffpumpe, insbesondere der Hydropumpe aufweisen Beispielsweise können die Vorgabesignale in Abhängigkeit von einem vorgegebenen maximalen Förderdruck oder in Abhängigkeit von einem vorgegebenen Maximalwert des Produkts aus Fördermenge und Förderdruck der Hydropumpe variiert werden. According to a preferred embodiment of the invention, the target signals can be a selectable in accordance with the switching position of the switching element functional dependence of operating parameters of two-cylinder viscous material pump, in particular the hydraulic pump having For example, the designation signals in response to a predetermined maximum delivery pressure or in response to a predetermined maximum value of the product be varied from flow rate and pressure of the hydraulic pump.
  • [0006] [0006]
    Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vor dem Steuereingang des Schaltelements ein eingangsseitig mit dem im wesentlichen ein Rechtecksignal bildenden Endlagensignal beaufschlagbarer Signalumformer angeordnet, dessen Ausgangssignal eine gegenüber dem Eingangssignal einstellbar nacheilende Rückflanke aufweist. According to a preferred embodiment of the invention, an input side can be acted upon with the substantially forming a rectangular signal end position transducers arranged in front of the control input of the switching element, the output signal having a relation to the input signal adjustable lagging falling edge. Damit soll erreicht werden, daß nach der Umsteuerung der Rohrweiche und der darauf folgenden Umsteuerung der Förderrichtung in den Förderzylindern die Hydropumpe zunächst mit vorgegebener Fördermenge auf die anzuschiebende Dickstoffsäule einwirkt, was zu einer vorgegebenen Beschleunigung der Säule und zu einer Vorverdichtung des darin befindlichen Materials führt. This is to ensure that the hydraulic pump is first applied after the reversal of the pipe switch and the subsequent reversal of the direction of conveyance in the conveyor cylinders with a predetermined flow rate for the to-donating thick matter column, which leads to a predetermined acceleration of the column and into a pre-compression of the material contained therein. Andererseits fallen die Ein- und Ausgangssignale des Signalumformers in ihren Vorderflanken zeitlich im wesentlichen zusammen, so daß unmittelbar nach Beendigung eines jeden Druckhubs die Rohrweiche weitgehend verzögerungsfrei umgesteuert wird. On the other hand, drop the input and output signals of the transducer in their leading edges substantially along time, so that immediately after the end of each compression stroke, the diverter valve is reversed largely delay.
  • [0007] [0007]
    Vorteilhafterweise weist der Signalumformer ein auf die Rückflanke des Endlagensignals ansprechendes Zeitverzögerungsglied vorzugsweise mit einstellbarer Verzögerungszeit auf. Advantageously, the transducer preferably comprises means responsive to the trailing edge of Endlagensignals with adjustable time delay element to delay time. Der beispielsweise hydraulisch ausgebildete Signalumformer kann dabei eine einstellbare Drossel und ein zur Drossel parallel geschaltetes, von der Abtasteinrichtung zum Steuereingang hin öffnendes Rückschlagventil aufweisen. The example hydraulically formed transducer can have an adjustable throttle and throttle for a parallel-connected, from the scanner to the control input through a check valve opening. Im Falle eines elektrischen Signalumformers kann eine auf die Rückflanke des elektrischen Endlagensignals ansprechende Zeitverzögerungsschaltung vorgesehen werden, die beispielsweise einen einstellbaren Digitalzähler oder ein einstellbares RC-Glied als Zeitverzögerungsglied aufweist. In the case of an electrical transducer, an responsive to the trailing edge of the electrical Endlagensignals time delay circuit may be provided, for example, includes an adjustable digital counter or an adjustable RC element as a time delay element.
  • [0008] [0008]
    Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist das Schaltelement als Wegeventil ausgebildet, das ein elektrisch, hydraulisch oder pneumatisch betätigbares Vorsteuerventil als Steuereingang, mindestens zwei auf unterschiedliche Drücke einstellbare Auswahlanschlüsse und einen mit dem Regler für die Hydropumpe verbundenen, wahlweise mit einem der Auswahlanschlüsse verbindbaren Arbeitsanschluß aufweist. According to another preferred embodiment of the invention, the switching element is designed as a way valve is an electrically, hydraulically or pneumatically actuated pilot valve as a control input, at least two adjustable to different pressures select terminals and an output connected to the controller for the hydraulic pump, optionally with one of the select terminals connectable working connection has. Zweckmäßig ist dabei mindestens einer der Auswahlanschlüsse mit einem variabel einstellbaren Vorgabesignal beaufschlagbar. Expedient in this case acted upon at least one of the select terminals with a variably adjustable setting signal.
  • [0009] [0009]
    Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist das Wegeventil zwischen mindestens zwei auf der Seite der Auswahlanschlüsse angeordneten, mit Drosseln, Druckhalteventilen und/oder Druckbegrenzungsventilen bestückten Steuersträngen umsteuerbar. According to another preferred embodiment of the invention, the directional valve between at least two fitted with restrictors, pressure holding valves and / or pressure relief valves control strands is arranged on the side of the selection terminals, reversible. Insbesondere kann das Wegeventil zwischen mindestens zwei auf der Seite der Auswahlanschlüsse angeordneten Parallelsträngen einer Drosselkette umgesteuert werden, wobei in mindestens einem der Parallelstränge eine Einstelldrossel angeordnet ist. In particular, the directional control valve can be switched over between at least two arranged on the side of the selection terminals parallel lines of a throttle chain, wherein an adjustable restrictor is arranged in at least one of the parallel strands. Die Steuerstränge bzw. Drosselketten können vorzugsweise über eine Hilfspumpe mit einem vorgegebenen Steuerdruck beaufschlagt werden. The control lines or choke chains can be preferably applied via an auxiliary pump with a predetermined control pressure. Weiter können über das Schaltelement im Zuge des durch die Endlagensignale ausgelösten Umsteuervorgangs weitere Schaltfunktionen ausgelöst werden. Continue further switching functions can be triggered via the switching element in the wake of the end position signals triggered by the reversal process. So können beispielsweise nach Maßgabe der Schaltstellung des Schaltelements den jeweiligen Bedürfnissen angepaßte Hochdruckbegrenzungen oder Drehmomentbegrenzungen durch entsprechende Beeinflussung der Vorgabesignale vorgenommen werden. As can be made by appropriate influencing of the designation signals, for example, in accordance with the switching position of the switching element adapted to the respective needs high pressure limits or torque limits.
  • [0010] [0010]
    Im folgenden wird die Erfindung anhand einiger in der Zeichnung in schematischer Weise dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert. In the following the invention is further illustrated by means of some shown in the drawing in schematic form embodiments. Es zeigen Shown
    • Fig. 1 einen Schaltplan einer Steuerungsanordnung für eine Zweizylinder-Dickstoffpumpe mit einer Freifluß-Folgesteuerung von Antriebszylindern und Rohrweichenzylindern in Einkreisanordnung; 1 is a circuit diagram of a control arrangement for a two-cylinder slurry pump with a free-flow sequence control of drive cylinders and diverter valves cylinders in Einkreisanordnung.
    • Fig. 2 ein Schaltelement zur Fördermengensteuerung mit elektrischem Zeitverzögerungsglied; Figure 2 is a switching element for flow control with electrical time-delay element.
    • Fig. 3 ein Schaltelement zur Fördermengensteuerung mit hydraulischem Zeitverzögerungsglied; Figure 3 is a switching element for flow control with hydraulic time delay device.
    • Fig. 4 einen Schaltplan einer Steuerungsanordnung entsprechend Fig. 1 mit zusätzlichen Schaltfunktionen. Fig. 4 is a circuit diagram of a control arrangement according to FIG. 1 with additional circuit functions.
  • [0011] [0011]
    Die Dickstoffpumpe besteht im wesentlichen aus zwei Förderzylindern 1,1', deren stirnseitige Öffnungen 2,2' in einen nicht dargestellten Materialaufgabebehälter münden und abwechselnd während des Druckhubs über eine Rohrweiche mit einer Förderleitung 4 verbindbar sind. The thick material pump consists essentially of two delivery cylinders 1,1 ', whose end openings 2,2' open into a material feed container, not shown and are alternately connected during the pressure stroke via a transfer tube to a delivery line 4. Die Förderzylinder 1,1' werden über hydraulische Antriebszylinder 5,5' und die im gezeigten Ausführungsbeispiel als Schrägscheiben-Axialkolbenpumpe ausgebildete Reversier-Hydropumpe 6 im Gegentakt angetrieben. The delivery cylinder 1,1 'are via hydraulic drive cylinders 5,5' are driven and formed as a swash plate type axial piston pump in the embodiment shown reversing the hydraulic pump 6 in the push-pull. Zu diesem Zweck sind die Förderkolben 7,7' mit den Kolben 8,8' der Antriebszylinder 5,5' über eine gemeinsame Kolbenstange 9,9' verbunden. For this purpose, the feed piston 7.7 'with the pistons 8,8', the drive cylinder 5.5 are 'a common piston rod 9.9', respectively. Zwischen den Förderzylindern 1,1' und den Antriebszylindern 5,5' befindet sich ein Wasserkasten 10, durch den die Kolbenstangen 9,9' hindurchgreifen. Between the delivery cylinders 1,1 'and the drive cylinders 5,5', there is a water tank 10 through which the piston rods 9,9 'passing attack.
  • [0012] [0012]
    Die Antriebszylinder 5,5' werden im gezeigten Ausführungsbeispiel bodenseitig über die Druckleitungen 11,11' des Hauptkreislaufs mit Hilfe der Reversierpumpe 6 mit Drucköl beaufschlagt und sind an ihrem stangenseitigen Ende über eine Querleitung 12 hydraulisch miteinander verbunden. The drive cylinders 5,5 'are on the bottom side in the shown embodiment via the pressure lines 11,11' applied to the main circuit by means of the reversible pump 6 with pressurized oil and are connected at their end by a cross-rod-side conduit 12 hydraulically to one another. Zum Zwecke der Hubkorrektur ist an den beiden Enden des Antriebszylinders 5' je eine den betreffenden Antriebskolben 8' in dessen Endstellungen überbrückende, ein Rückschlagventil 13 enthaltende Druckausgleichsleitung 14 angeordnet. For purposes of stroke correction a non-return valve 13 comprising pressure equalizing line 14 is at the two ends of the drive cylinder 5 'each have a respective driving the piston 8' in the end positions bridging arranged.
  • [0013] [0013]
    Die Bewegungsrichtung der Antriebskolben 8,8' und damit der Förderkolben 7,7' wird dadurch umgekehrt, daß die Schrägscheibe 15 der Reversierpumpe 6 ausgelöst durch ein Umsteuerorgan durch die Null-Lage hindurchschwenkt und damit die Förderrichtung des Drucköls in den Leitungen 11,11' des Hauptkreislaufs im Freifluß wechselt. The direction of movement of the drive pistons 8,8 ', and thus the delivery pistons 7,7' is thereby reversed so that the swash plate 15 of the reversible pump 6 triggered by a reversing element through pivots through the zero position, and thus the conveying direction of the pressure oil in the conduits 11,11 ' in free flow of the main circuit switches. Die Fördermenge der Reversierpumpe 6 wird bei vorgegebener Antriebsdrehzahl durch den Schwenkwinkel der Schrägscheibe 15 bestimmt. The capacity of the reversible pump 6 is determined for a given input speed through the swing angle of the swash plate 15. Der Schrägscheibenwinkel und damit die Fördermenge ist proportional zu einem Steuerdruck p s verstellbar, der über die Leitungen 16, 17 und 17' und das im betreffenden Leitungsweg befindliche Umsteuerventil 20 den Stellzylinder 18 betätigt. The swash plate angle and thus the delivery rate is proportional to an adjustable control pressure p s, which actuates via the lines 16, 17 and 17 'and located in the respective conduction path changeover valve 20 to actuator cylinder 18. Der Steuerdruck p s wird nach Maßgabe der Schaltzustände der Dickstoffpumpe mit den weiter unten erläuterten Mitteln variiert. The control pressure p s is varied according to the switching states of the sludge pump with the means described below. Zur Einstellung des Hochdruck- und Niederdruckniveaus im Hauptkreislauf sind Druckregler 70 und 71 vorgesehen, deren Steuereingänge über ein Wechselventil 72 bzw. ein Wegeventil 73 mit der jeweils Hochdruck- bzw. Niederdruck führenden Leitung 11,11' des Hauptkreislaufes verbindbar sind. For adjusting the high and low pressure levels in the main circuit are provided 70 and 71 pressure regulator, whose control inputs are connected via a shuttle valve 72 and a directional control valve 73 leading to the respective high pressure and low pressure line 11,11 'of the main circuit connectable.
  • [0014] [0014]
    Die Umschaltung der Rohrweiche 3 erfolgt über die vorzugsweise als Plungerzylinder ausgebildeten Hydrozylinder 21,21', die über die vom Hauptkreislauf abgezweigten Leitungen 22,22', das Umsteuerventil 30 und die Druckleitungen 23,23' direkt mit dem von der Reversierpumpe 6 geförderten Drucköl beaufschlagt werden. The switching of the diverter 3 via the plunger is preferably designed as hydraulic cylinders 21,21 ', which branched off from the main circuit lines 22,22', the reversing valve 30 and the pressure lines 23,23 'applied directly to the promoted by the reversible pump 6 oil pressure be. Die Vorsteuerung des Umsteuerventils 30 erfolgt bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel hydraulisch über die Leitungen 24,24', die über die Wegeventile 21 und 40 mit dem Steuerdruck einer gemeinsam mit der Reversierpumpe 6 angetriebenen Hilfspumpe 25 beaufschlagbar sind. The feedforward control of the reversing valve 30 is carried out hydraulically, in the embodiment shown on the lines 24,24 ', which are acted upon via the directional control valves 21 and 40 with the control pressure of a driven reversible pump 6 together with the auxiliary pump 25. Die Hilfspumpe 25 lädt auch den geschlossenen Hauptkreis über die Rückschlagventile 75,75' auf und ist abgesichert durch das Druckbegrenzungsventil 74. Das Wegeventil 31 ist über die elektrisch oder gegebenenfalls auch hydraulisch abgegriffenen Endlagensignale x bzw. xx des Antriebszylinders 5 betätigbar, während das Wegeventil 40 nach Maßgabe des in den zum Stellzylinder 18 führenden Steuerleitungen 17,17' herrschenden Druckes umsteuerbar ist. The auxiliary pump 25 also charges the closed main circuit through the check valves 75,75 'and is secured by the pressure relief valve 74. The directional valve 31 is actuated by the electrically or possibly also hydraulically tapped end position signals X and XX to the drive cylinder 5, while the directional control valve 40 is reversible accordance with the leads to the actuating cylinder 18 control lines 17,17 'prevailing pressure. Die Betätigung des die Förderrichtung der Reversierpumpe 6 bestimmenden Hauptsteuerventils 20 erfolgt über Endlagensignale der Rohrweichenzylinder 21,21', die über die Hydraulikleitungen 26,26' und/oder über elektrische Signalgeber y abgreifbar sind. The actuation of the conveying direction of the reversible pump 6 defining the main control valve 20 via end-position of the diverter cylinders 21,21 ', which via the hydraulic lines 26,26' are tapped off and / or by electrical signal generator y.
  • [0015] [0015]
    Der Steuerdruck p s , mit dem der Fördermengenregler 18 der Hydropumpe 6 angesteuert wird, wird nach Maßgabe der Schaltzustände der Dickstoffpumpe automatisch durch eine im gezeigten Ausführungsbeispiel als Drosselkette ausgebildete Schaltungsanordnung über ein Wegeventil 61 (Fig. 1 und 2) bzw. 60 (Fig. 3) eingestellt. The control pressure p s with which the flow regulator 18 of the hydraulic pump 6 is driven, is in accordance with the switching states of the thick matter pump automatically. Through an opening formed as a throttle chain in the embodiment shown the circuit arrangement via a directional control valve 61 (FIGS. 1 and 2) or 60 (Fig 3) set. Die Drosselkette wird auf der Seite der Vordrossel 69 über die Hilfspumpe 25 mit Niederdruck ND beaufschlagt und ist auf der Seite der in Parallelsträngen angeordneten Verstelldrosseln 65 und 125 mit dem Tank 100 verbunden. The throttle chain is applied to the side of the choke valve 69 via the auxiliary pump 25 with low pressure and ND is 65 and 125 connected on the side of the adjusting throttles arranged in parallel lines to the tank 100. Wird die Druckölströmung an der Drossel 125 unterbrochen, so wird wegen des fehlenden Druckabfalls an der Drossel 69 der volle Niederdruck ND als Steuerdruck p s abgegriffen, so daß die Hauptpumpe 6 über den Regler 18 auf den vollen Schwenkwinkel durchgesteuert wird. If the pressure oil flow is interrupted at the restriction 125, so is p s tapped off due to lack of pressure drop across the throttle 69 of the full low-pressure ND as a control pressure, so that the main pump is controlled 6 via the regulator 18 to full pivoting angle. Während des Förderhubs befindet sich das Wegeventil 61 (bzw. 60) in seiner federzentrierten Stellung, in der der Durchgang zur Verstelldrossel 125 geöffnet ist und das Drucköl von der Festdrossel 69 über die Verstelldrossel 125 in Richtung Tank abfließt. During the delivery, the directional control valve 61 (or 60) is in its spring-centered position in which the passage is open to adjusting throttle 125 and the pressure oil flows from the hard throttle 69 via the variable orifice 125 in the direction of the tank. Dadurch ergibt sich ein Druckgefälle, aufgrund dessen der Steuerdruck p s sich auf einen Wert (Regelvorgabe p₁) einstellt, der kleiner als der Niederdruck ND ist. This results in a pressure drop, due to which the control pressure p s, to a value (control specification P₁) is established, which is smaller than the low pressure LP. Die Hauptpumpe 6 wird dementsprechend über den Regler 18 auf einen neuen, zum Steuerdruck p s proportionalen Schwenkwinkel eingeregelt, der der gewünschten Fördermenge in der Hubphase entspricht. The main pump 6 is adjusted accordingly via the controller 18 to a new, to the control pressure p s proportional pivoting angle corresponding to the desired flow rate in the lifting phase. Am Ende eines jeden Förderhubs wird über eine elektrische oder hydraulische Abtasteinrichtung im Bereich des Antriebszylinders 5 jeweils ein Endlagensignal x bzw. xx abgegriffen und über einen elektrischen oder hydraulischen Signalumformer 63 bzw. 62 auf den elektromagnetischen bzw. hydraulischen Vorsteuereingang des Wegeventils 61 bzw. 60 gelegt. At the end of each conveyance, a respective end position x or xx tapped by an electric or hydraulic pickup in the area of the drive cylinder 5 and placed on an electric or hydraulic transducer 63 and 62 on the electromagnetic or hydraulic pilot control input of the directional valve 61 or 60 , Dadurch wird nun der Steuerdruck p s = p₂ durch die Drosselkette zwischen der Vordrossel 69 und der Verstelldrossel 65 (Regelvorgabe p₂) eingestellt. This will now be the control pressure p s = p₂ through the choke chain between the restrictor 69 and the variable throttle 65 (control specification p₂) set. Während der Umsteuerphase der Rohrweiche wird also ein neuer, je nach Anforderungen höherer oder niedrigerer Steuerdruck p s zur Ansteuerung des Fördermengenreglers 18 eingestellt. During the commutation phase of the diverter valve so a new, higher depending on requirements or lower tax pressure p s is set to control the flow regulator 18. Während die Vorderflanke des am Antriebszylinder 5 abgegriffenen Endlagensignals x bzw. xx nahezu ohne zeitliche Verzögerung zur Umsteuerung des Wegeventils 61 bzw. 60 führt (im hydraulischen Fall gemäß Fig. 3 wird dies durch das Rückschlagventil 64 gewährleistet), tritt am Ende der Umschaltphase und damit zu Beginn des neuen Förderhubs über das Verzögerungsglied 63 bzw. 62 eine Verzögerung der Umschaltung des Wegeventils 61 bzw. 60 ein (im Falle der Fig. 3 verursacht durch die Verstelldrossel 66). While the leading edge of the tapped on the drive cylinder 5 Endlagensignals x or xx leads almost without time delay for reversing the directional control valve 61 or 60 (in the hydraulic case of FIG. 3, this is ensured by the check valve 64) occurs at the end of the switchover and thus at the beginning of the new delivery stroke via the delay element 63 and 62, a delay of changeover of the directional control valve 61 or 60 (in the case of FIG. 3 caused by the variable throttle 66). Dadurch wird erreicht, daß nach der Umsteuerung der Rohrweiche 3 und der darauf folgenden Umsteuerung der Förderrichtung in den Förderzylindern 5,5', die Reversierpumpe 6 im Hauptkreislauf zunächst mit der zuvor eingestellten Fördermenge auf die anzuschiebende Dickstoffsäule einwirkt, was zB bei einer zuvor höher eingestellten Fördermenge zu einer kurzzeitigen Beschleunigung der Dickstoffsäule und zu einer Vorverdichtung des darin befindlichen Materials führt. It is thereby achieved that first acts after the reversal of the pipe switch 3 and the subsequent reversal of the direction of conveyance in the conveyor cylinders 5,5 ', the reversible pump 6 in the main circuit with the delivery rate previously set to the verify-donating thick matter column, such as in a previously higher set delivery to a temporary acceleration of the sludge pillar, and pre-compaction of the material contained therein leads. Auf der Seite der Einstelldrossel 65 der Drosselkette ist ferner ein Hochdruck-Begrenzungsventil 82 angeordnet, das eine Verstellung des maximalen Hochdrucks während der Umschaltphase mit Zeitverzögerung ermöglicht. On the side of the adjustable choke chain 65 of a high-pressure limiting valve 82 is further arranged that allows adjustment of the maximum high pressure during the change with time delay. Im Hochdruckfall senkt das Begrenzungsventil 82 den Steuerdruck zwischen der Drossel 69 und der Verstelldrossel 65 ab, so daß die Hauptpumpe 6 auf eine entsprechend niedrigere Fördermenge, insbesondere auf die Fördermenge 0 zurückgeschwenkt werden kann. In case the high pressure limiting valve 82 lowers the control pressure between the throttle 69 and the variable throttle 65, so that the main pump 6 can be pivoted back to a correspondingly lower flow rate, and in particular the flow rate 0. In einem weiteren Strang der Drosselkette befindet sich ein extern ansteuerbares Umschaltventil 68, das in der federzentrierten Stellung gesperrt ist und in der durchgeschalteten Stellung hinter der Drossel 69 einen unmittelbaren Abfluß zum Tank bildet, so daß über den Steuerdruck p s = 0 die Hydropumpe 6 auf Fördermenge 0 geschaltet werden kann. In another strand of the choke chain is an externally controllable switch valve 68 which is closed in the spring centered position and provide a direct outlet to the tank in the switched position behind the throttle 69 so that via the control pressure p s = 0, the hydraulic pump 6 flow 0 can be switched.
  • [0016] [0016]
    Die gezeigte Schaltungsanordnung führt zu einer Folgesteuerung der Antriebszylinder 5,5' und der Rohrweichenzylinder 21,21', die wie folgt funktioniert: The circuit arrangement shown leads to a sequence control of the drive cylinder 5.5 'and the transfer tube cylinders 21,21', which works as follows:
  • [0017] [0017]
    Wenn im Zuge eines Fördervorgangs beispielsweise die stangenseitige Endlage des Antriebskolbens 8 im Antriebszylinder 5 erreicht wird, wird über das elektrisch abgegriffene Endlagensignal x eine Umsteuerung des Wegeventils 31 und des Wegeventils 61 (bzw. 60) ausgelöst. For example, if the rod-side end position of the driving piston 8 is achieved in the drive cylinder 5 during a conveying operation, is triggered by the electrically tapped end position signal x is a reversal of the directional control valve 31 and the directional valve 61 (or 60). Dadurch wird das Umsteuerventil 30 unter Auslösung eines Umsteuervorgangs an den Rohrweichenzylindern 21,21' umgesteuert, wobei die Förderrichtung der Reversierpumpe 6 zunächst noch erhalten bleibt und die Antriebskolben 8,8' über das Drucköl in der Leitung 11 in ihrer jeweiligen Endlage gehalten werden. Characterized the changeover valve 30 'is reversed, the direction of conveyance of the reversible 6 first still is maintained and the driving pistons 8,8' under triggering of a reversing process of the diverter cylinders 21,21 are held over the pressure oil in the conduit 11 in their respective end position. Wenn die Rohrweiche 3 ihre Endlage erreicht hat, wird über das entsprechende Endlagensignal das Ventil 20 umgesteuert. When the transfer tube 3 has reached its end position, the valve 20 is reversed through the corresponding end position. Dadurch wechselt die Vorsteuerung am Stellzylinder 18, so daß die Schrägscheibe 15 der Reversierpumpe 6 unter Umkehrung der Förderrichtung durchschwenkt. Characterized the pilot control switches on the control cylinder 18 so that the swash plate 15 of the reversible pump 6 through pivots under reversal of the conveyance direction. Da das Wegeventil 61 (bzw. 60) über das Verzögerungsglied 63 (bzw. 62) zeitverzögert umgeschaltet wird, wird die Fördermenge der Hydropumpe 6 zunächst durch die Drosselkette 69,65 bestimmt (Regelvorgabe p₂) und erst nach Ablauf der Verzögerungszeit auf den durch die Drosselkette 69, 125 definierten Wert (Regelvorgabe p₁) umgeschaltet. Since the directional control valve 61 (or 60) via the delay element 63 (or 62) is switched time delay, the delivery rate of the hydraulic pump 6 is first through the choke chain 69,65 (Rule default p₂) and only after the delay time on the choke chain 69, 125 defined value (usually default p₁) switched. Das Umsteuersignal wird parallel dazu zwischen dem Ventil 20 und dem Stellzylinder 18 abgegriffen und auf die Vorsteuerung des Ventils 40 geschaltet. The reverse signal is tapped parallel between the valve 20 and the actuating cylinder 18 and connected to the pilot control valve 40. Das Ventil 40 wechselt damit seine Lage und sorgt so dafür, daß die Rohrweichenzylinder 21,21' die zuvor eingenommene Endstellung trotz der Förderrichtungsumkehr der Reversierpumpe 6 beibehalten. The valve 40 thus changes its position, thus ensuring that the diverter cylinders 21,21 'previously occupied end position maintained despite the conveying direction reversal of the reversible 6. Mittels des dem Umsteuerventil 20 vorgeschalteten Rückförderventils 32 in den Steuerleitungen 26,26' können bei Bedarf die Antriebszylinder 5,5' in entgegengesetzter Weise beaufschlagt werden, so daß Material aus der Förderleitung in den Materialaufgabebehälter zurückgefördert wird. By means of the reversing valve 20 upstream return flow valve 32 in the control lines 26,26 'to the 5.5 power cylinder as needed' to be applied in the opposite way, so that material from the feed line is fed back into the material reservoir.
  • [0018] [0018]
    Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 ist in der federzentrierten Stellung des Wegeventils 61 allein das Hochdruckbegrenzungsventil 70 wirksam, während in der durchgeschalteten Stellung des Ventils 61 das Hochdruckbegrenzungsventil 82 hierzu parallel geschaltet wird. In the embodiment of Fig. 1 in the spring-centered position of the directional control valve 61 alone, the high-pressure relief valve 70 is effective, while in the switched position of the valve, the high pressure relief valve 82 is connected in parallel with this, 61. Am Druckbegrenzungsventil 82 kann daher sinnvollerweise nur ein niedrigerer Druckgrenzwert eingestellt werden als am Ventil 70, was gleichbedeutend damit ist, daß in der durchgesteuerten Stellung des Ventils 61 nur ein niedrigerer Begrenzungsdruck als in der federzentrierten Stellung dieses Ventils eingestellt werden kann. At the pressure relief valve 82 may therefore usefully only a lower pressure limit can be set as the valve 70, which is equivalent to that in the turned-on position of the valve 61 only a lower limit pressure than in the spring centered position of this valve can be adjusted.
  • [0019] [0019]
    Mit dem in Fig. 4 gezeigten Ausführungsbeispiel wird dieser Nachteil dadurch vermieden, daß das Ventil 70 in einen der auswahlseitigen Steuerstränge des Wechselventils 61 gelegt wird, so daß die Einstellung des Begrenzungsdrucks in beiden Schaltstellung unabhängig voneinander erfolgen kann. With the embodiment shown in Fig. 4, this disadvantage is avoided by the fact that the valve 70 is placed in one of the selection-side control lines of the shuttle valve 61 so that the setting of the limit pressure in both switching position can independently take place. Weiter sind in den beiden Steuersträngen Regelventile 200 und 300 angeordnet, deren Steuereingänge über das Wechselventil 72 mit der Hochdruckseite der Hydropumpe 6 verbunden sind und die den am Eingang anstehenden Vorgabedruck p₁ bzw. p₂ nach Maßgabe einer hyberbolischen Abhängigkeit aus Hochdruck und Fördermenge (Vorgabewert p₁,p₂) einregulieren. Further control valves 200 and 300 are arranged whose control inputs are connected via the shuttle valve 72 with the high pressure side of the hydraulic pump 6 and the p₁ the pending at the input preset pressure and P₂ in accordance with a Hyperbolic dependence of high-pressure and flow rate (default value P₁ in the two control strands, p₂) Balancing. Damit kann eine an die Anforderungen beim Fördervorgang und beim Umschaltvorgang angepaßte Drehmomentbegrenzung für den Antriebsmotor der Pumpe 6 eingestellt werden. Thus, a shape adapted to the requirements of the conveying operation, and in the switching operation limiting torque are set for the drive motor of the pump 6.
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CN104989687A *Jun 29, 2015Oct 21, 2015三一重型能源装备有限公司Fracturing pump hydraulic system and fracturing truck
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International ClassificationF04B9/117, F04B15/02, F04B49/00, B28C7/16
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