УСТРОЙСТВО ДЛЯ СМЕШИВАНИЯ И ТРАНСПОРТИРОВКИ ВЯЗКИХ МАТЕРИАЛОВ
DEVICE FOR MIXING AND TRANSPORTING VISCOUS MATERIALS

Область техники, к которой относится изобретение
Изобретение относится к устройству для смешивания и транспортировки вязких материалов.
Уровень техники
В патентном документе DE 202011103753 U1 раскрыто пневматическое транспортировочное устройство с несколькими гидравлическими насосами.
Раскрытие сущности изобретения
Задачей изобретения является создание устройства для смешивания и транспортировки вязких материалов, которое при определенных условиях электрического подключения обеспечивает возможность наиболее оптимального использования доступной электрической мощности.
В соответствии с изобретением задача решена устройством для смешивания и транспортировки вязких материалов согласно пункту 1 формулы изобретения.
Устройство пригодно для смешивания и транспортировки вязких материалов.
Устройство содержит главное соединение с сетевым напряжением. Главное соединение с сетевым напряжением может быть выполнено, например, в виде электрического штекерного соединителя трехфазного тока. Электрический штекерный соединитель трехфазного тока может, например, быть выполнен с возможностью вставки в соответствующее гнездо распределительной коробки строительной площадки. Гнездо распределительной коробки строительной площадки может обеспечивать стандартное трехфазное соединение с определенной подключаемой мощностью.
Далее устройство содержит главный электродвигатель, электрически соединенный с главным соединением с сетевым напряжением. Главный электродвигатель может представлять собой, например, электродвигатель, приводимый трехфазным током, например, синхронный двигатель или асинхронный двигатель. Посредством главного соединения с сетевым напряжением главный электродвигатель может быть снабжен электрической энергией/мощностью. Электрическая энергия/мощность может предоставляться распределительной коробкой строительной площадки. Электрическая энергия/мощность может служить для приведения в действие главного электродвигателя.
Далее устройство содержит главный гидравлический насос, причем главный гидравлический насос выполнен с возможностью приведения в действие посредством главного электродвигателя. Главный гидравлический насос выполнен с возможностью запитывания гидравлического контура смесителя и гидравлического контура сжатого воздуха. Главный гидравлический насос выполнен с возможностью запитывания гидравлического контура смесителя независимо от гидравлического контура сжатого воздуха. Главный электродвигатель и главный гидравлический насос выполнены с возможностью преобразования электрической энергии/мощности, подаваемой на главный электродвигатель через главное соединение с сетевым напряжением, в гидравлическую энергию/мощность, подводимую после преобразования в гидравлический контур смесителя и/или в гидравлический контур сжатого воздуха.
Устройство далее содержит гидравлический привод смесителя, запитанный из гидравлического контура смесителя. Гидравлический привод смесителя предусмотрен для смешивания или изготовления вязкого материала. Вязкий материал может представлять собой кашеобразную смесь различных материалов. Под вязким материалом, в частности, подразумевается строительный раствор, цемент, стяжка (наливной пол) или бетон, в состоянии, пригодном для смешивания и/или транспортировки.
Устройство далее содержит гидравлический привод компрессора, запитанный из гидравлического контура сжатого воздуха. Гидравлический привод компрессора предусмотрен для генерирования сжатого воздуха. Сжатый воздух, сгенерированный гидравлическим приводом компрессора, может использоваться, например, для транспортировки вязкого вещества. Сгенерированный сжатый воздух может находиться под давлением от, например, 0 бар до 13 бар.
Устройство содержит дополнительное соединение с сетевым напряжением. Дополнительное соединение с сетевым напряжением может быть выполнено, например, в виде электрического штекерного соединителя трехфазного тока. Электрический штекерный соединитель трехфазного тока может, например, быть выполнен с возможностью вставки в соответствующее гнездо распределительной коробки строительной площадки. Гнездо распределительной коробки строительной площадки может обеспечивать стандартное трехфазное соединение с определенной подключаемой мощностью.
Устройство содержит опциональную дополнительную гидравлическую систему.
Дополнительная гидравлическая система содержит дополнительный электродвигатель. Дополнительный электродвигатель электрически соединен с дополнительным соединением с сетевым напряжением. Дополнительный электродвигатель выполнен с возможностью приведения в действие независимо от главного электродвигателя. Дополнительный электродвигатель может представлять собой, например, электродвигатель, приводимый трехфазным током, например, синхронный двигатель или асинхронный двигатель. Посредством дополнительного соединения с сетевым напряжением дополнительный электродвигатель может быть снабжен электрической энергией/мощностью. Электрическая энергия/мощность может служить для приведения в действие дополнительного электродвигателя.
Если распределительная коробка строительной площадки содержит достаточное число гнезд, штекерный соединитель трехфазного тока главного соединения с сетевым напряжением и штекерный соединитель трехфазного тока дополнительного соединения с сетевым напряжением могут быть одновременно вставлены в соответствующие гнезда распределительной коробки строительной площадки, так что и главный электродвигатель и дополнительный электродвигатель обеспечиваются электрической энергией/мощностью.
Дополнительная гидравлическая система далее содержит дополнительный гидравлический насос. Дополнительный гидравлический насос выполнен отдельно от главного гидравлического насоса. Дополнительный гидравлический насос выполнен с возможностью приведения в действие посредством дополнительного электродвигателя. Дополнительная гидравлическая система может быть гидравлически соединена с гидравлическим контуром сжатого воздуха, в случае необходимости с промежуточным подключением гидравлических компонентов, таких как клапаны и т.д.
Устройство далее содержит управляющее устройство. Управляющее устройство может представлять собой, например, компьютер, микроконтроллер или механическую схему. Управляющее устройство выполнено с возможностью управления дополнительной гидравлической системой в зависимости от потребности в сжатом воздухе при генерации сжатого воздуха таким образом, чтобы дополнительный гидравлический насос запитывал гидравлический контур сжатого воздуха в дополнение к и/или одновременно с главным гидравлическим насосом.
Управляющее устройство может быть выполнено с возможностью определения потребности в сжатом воздухе на основе сигналов датчика и/или режимов работы устройства. Потребность в сжатом воздухе может возникнуть, например, вследствие израсходования сжатого воздуха, в частности, при начале транспортировки, или вследствие утечки. Потребность в сжатом воздухе может зависеть, например, от требуемого объемного потока и/или требуемого давления сжатого воздуха и определяться по меньшей мере на основе одной из этих величин. Потребность в сжатом воздухе может представлять собой будущую потребность в сжатом воздухе или актуальную потребность в сжатом воздухе. Управляющее устройство может, например, быть выполнено с возможностью определения повышенной или неповышенной потребности в сжатом воздухе.
Дополнительный электродвигатель, соединенный с дополнительным гидравлическим насосом, выполнен с возможностью преобразования электрической энергии/мощности, подаваемой на дополнительный электродвигатель посредством дополнительного соединения с сетевым напряжением, в гидравлическую энергию/мощность, подводимую в гидравлический контур сжатого воздуха. За счет гидравлической энергии/мощности дополнительного гидравлического насоса возможно, например, удовлетворить повышенную потребность в сжатом воздухе.
В соответствии с вариантом осуществления изобретения управляющее устройство выполнено с возможностью активирования или деактивирования дополнительного электродвигателя в зависимости от потребности в сжатом воздухе. Управляющее устройство может быть выполнено с возможностью активирования дополнительного электродвигателя, если определена повышенная потребность в сжатом воздухе, и деактивирования дополнительного электродвигателя, если определена неповышенная потребность в сжатом воздухе.
В соответствии с одним вариантом осуществления изобретения дополнительная гидравлическая система содержит клапан, выполненный с возможностью управления посредством управляющего устройства. Клапан может представлять собой гидравлический клапан. Клапан может быть расположен между дополнительным гидравлическим насосом и гидравлическим контуром сжатого воздуха. В первом положении переключения клапан обеспечивает возможность дополнительного запитывания гидравлического контура сжатого воздуха посредством дополнительного гидравлического насоса. Во втором положении переключения клапан обеспечивает отсоединение дополнительного гидравлического насоса от гидравлического контура сжатого воздуха. Управляющее устройство выполнено с возможностью управления клапаном в зависимости от потребности в сжатом воздухе таким образом, чтобы он в зависимости от потребности в сжатом воздухе занимал либо первое положение переключения, либо второе положение переключения. Если управляющее устройство, к примеру, определяет потребность в сжатом воздухе как повышенную, управляющее устройство управляет клапаном таким образом, чтобы клапан занимал первое положение переключения. Если управляющее устройство, к примеру, определяет потребность в сжатом воздухе как неповышенную, управляющее устройство управляет клапаном таким образом, чтобы клапан занимал второе положение переключения.
В соответствии с одним вариантом осуществления изобретения управляющее устройство выполнено с возможностью активирования главного электродвигателя в процессе транспортировки вязкого вещества в течение длительного времени, так что гидравлический контур сжатого воздуха в процессе транспортировки вязкого вещества в течение длительного времени запитан от главного гидравлического насоса.
В соответствии с одним вариантом осуществления изобретения главный гидравлический насос выполнен с возможностью изменения соотношения между мощностью, подведенной в гидравлический контур смесителя и мощностью, подведенной в гидравлический контур сжатого воздуха в зависимости от управляющего сигнала. Для этого главный гидравлический насос может представлять собой, например, регулируемый насос с электрическим пропорциональным управлением или содержать подобный насос.
В этом случае управляющее устройство выполнено с возможностью генерирования управляющего сигнала в зависимости от потребности в сжатом воздухе. Если, например, сжатый воздух не требуется, управляющее устройство может генерировать управляющий сигнал таким образом, что вся предоставляемая главным гидравлическим насосом мощность подается в гидравлический контур смесителя. Если требуется сжатый воздух, управляющее устройство может генерировать управляющий сигнал таким образом, что зависящая от потребности в сжатом воздухе часть мощности, генерируемой главным гидравлическим насосом, подается в гидравлический контур сжатого воздуха.
В соответствии с одним вариантом осуществления изобретения подключаемая мощность главного соединения с сетевым напряжением больше, чем подключаемая мощность дополнительного соединения с сетевым напряжением.
В соответствии с одним вариантом осуществления изобретения токовая нагрузка главного соединения с сетевым напряжением ограничена 32 амперами, а токовая нагрузка дополнительного соединения с сетевым напряжением ограничена 16 амперами.
В соответствии с одним вариантом осуществления изобретения устройство содержит аккумулятор для сжатого воздуха. Аккумулятор для сжатого воздуха накапливает сжатый воздух, сгенерированный гидравлическим приводом компрессора. Аккумулятор для сжатого воздуха может представлять собой, например, металлическую камеру. Далее устройство содержит датчик давления, соединенный с управляющим устройством. Датчик давления измеряет действительное давление сжатого воздуха в аккумуляторе для сжатого воздуха. Далее управляющее устройство выполнено с возможностью определения потребности в сжатом воздухе на основании действительного давления.
В соответствии с одним вариантом осуществления изобретения устройство имеет режим работы, в котором осуществляется транспортировка вязкого материала, и режим работы, в котором не осуществляется транспортировка вязкого материала.
В режиме работы, в котором осуществляется транспортировка вязкого материала, управляющее устройство определяет потребность в сжатом воздухе как повышенную, как только действительное давление оказывается ниже первого порогового значения. В противном случае потребность в сжатом воздухе определяется как неповышенная. Первое пороговое значение может представлять собой заданное или задаваемое давление сжатого воздуха, накопленного в аккумуляторе для сжатого воздуха, например, 10 бар. Если управляющее устройство определяет потребность в сжатом воздухе как повышенную, управляющее устройство управляет дополнительной гидравлической системой таким образом, чтобы дополнительный гидравлический насос запитывал гидравлический контур сжатого воздуха в дополнение к главному гидравлическому насосу. Если управляющее устройство определяет потребность в сжатом воздухе как неповышенную, управляющее устройство управляет дополнительной гидравлической системой таким образом, чтобы дополнительный гидравлический насос не запитывал гидравлический контур сжатого воздуха.
В режиме работы, в котором не осуществляется транспортировка вязкого материала, управляющее устройство определяет потребность в сжатом воздухе как повышенную, как только действительное давление оказывается выше второго порогового значения. Второе пороговое значение может представлять собой заданное или задаваемое давление сжатого воздуха, накопленного в аккумуляторе для сжатого воздуха, например, 3 бар.
Краткое описание чертежей
Далее изобретение детально описывается со ссылкой на чертежи. Показаны:
фиг. 1 - первый вариант осуществления устройства для смешивания и транспортировки вязких материалов и
фиг. 2 - еще один вариант осуществления устройства для смешивания и транспортировки вязких материалов.
Осуществление изобретения
На фиг. 1 показано устройство 1000 для смешивания и транспортировки вязких материалов, в данном случае стяжки.
Устройство 1000 содержит главный электродвигатель 20, электрически соединенный с главным соединением 10 с сетевым напряжением. Главное соединение 10 с сетевым напряжением рассчитано на максимальную токовую нагрузку в 32 ампера. Главное соединение 10 с сетевым напряжением содержит электрический штекерный соединитель 160 трехфазного тока, соединенный с соответствующим гнездом 170 распределительного щита 180 строительной площадки с подходящей подключаемой мощностью.
Устройство 1000 содержит главный гидравлический насос 30, приводимый в действие посредством главного электродвигателя 20. Главный гидравлический насос 30 запитывает гидравлический контур 40 смесителя и гидравлический контур 50 сжатого воздуха.
Главный гидравлический насос 30 представляет собой регулируемый насос с электрическим пропорциональным управлением. Главный гидравлический насос 30 выполнен с возможностью установления соотношения между мощностью, подведенной в гидравлический контур 40 смесителя и мощностью, подведенной в гидравлический контур 50 сжатого воздуха в зависимости от управляющего сигнала S.
К гидравлическому контуру 40 смесителя подключен гидравлический привод 60 смесителя, который, будучи запитанным от гидравлического контура 40 смесителя, перемешивает стяжку.
К гидравлическому контуру 50 сжатого воздуха подключен гидравлический привод 70 компрессора, который, будучи запитанным от гидравлического контура 50 сжатого воздуха, генерирует сжатый воздух путем откачивания воздуха из окружающей среды и его сжатия. Сгенерированный таким образом сжатый воздух накапливается в аккумуляторе 140 для сжатого воздуха.
Устройство 1000 далее содержит управляющее устройство 120, которое, помимо прочего, генерирует управляющий сигнал S для управления главным гидравлическим насосом 30.
Внутри аккумулятора 140 для сжатого воздуха расположен датчик 150 давления, измеряющий действительное давление в аккумуляторе 140 для сжатого воздуха. Датчик 150 давления функционально соединен с управляющим устройством 120, так что управляющее устройство 120 имеет данные о давлении в аккумуляторе 140 для сжатого воздуха.
Устройство 1000 далее содержит дополнительную гидравлическую систему 90, содержащую дополнительный электродвигатель 100 и дополнительный гидравлический насос 110.
Устройство 1000 далее содержит дополнительное соединение 80 с сетевым напряжением. Дополнительное соединение 80 с сетевым напряжением рассчитано на максимальную токовую нагрузку в 16 ампер. Дополнительное соединение 80 с сетевым напряжением содержит электрический штекерный соединитель 161 трехфазного тока, соединенный с соответствующим гнездом 171 распределительного щита 180 строительной площадки.
Распределительный щит строительной площадки выполнен таким образом, что главное соединение 10 с сетевым напряжением может быть запитано максимум 32 амперами, а дополнительное соединение 80 с сетевым напряжением одновременно с этим может быть запитано максимум 16 амперами.
Дополнительный электродвигатель 100 снабжается электрической энергией/мощностью посредством дополнительного соединения 80 с сетевым напряжением.
Управляющее устройство 120 подключает дополнительный электродвигатель 100 при повышенной потребности в сжатом воздухе.
Дополнительный электродвигатель 100 приводит в действие дополнительный гидравлический насос 110. Дополнительный гидравлический насос 110 при подключенном дополнительном электродвигателе 100 запитывает гидравлический контур 50 сжатого воздуха в дополнение к главному гидравлическому насосу 30.
В режиме работы, в котором осуществляется транспортировка вязкого материала/стяжки, сжатый воздух извлекается из аккумулятора 140 для сжатого воздуха для транспортировки вязкого вещества. Вследствие извлечения сжатого воздуха из аккумулятора 140 для сжатого воздуха действительное давление в аккумуляторе 140 для сжатого воздуха падает.
Управляющее устройство 120 постоянно сравнивает измеренное действительное давление с первым пороговым значением, например, 10 бар. Как только действительное давление опускается ниже первого порогового значения, управляющее устройство 120 определяет повышенную потребность в сжатом воздухе. Затем управляющее устройство 120 включает дополнительный электродвигатель 100, с тем, чтобы он также запитывал гидравлический контур 50 сжатого воздуха.
В режиме работы, в котором не осуществляется транспортировка вязкого материала, сжатый воздух не извлекается из аккумулятора 140 для сжатого воздуха. Во время наполнения аккумулятора 140 для сжатого воздуха главный гидравлический насос 30 запитывает гидравлический контур 50 сжатого воздуха и действительное давление в аккумуляторе 140 для сжатого воздуха увеличивается. Как только действительное давление в аккумуляторе 140 для сжатого воздуха оказывается выше второго порогового значения, например, 3 бар, управляющее устройство 120 определяет повышенную потребность в сжатом воздухе. Тогда управляющее устройство 120 включает дополнительный электродвигатель 100, чтобы ускорить наполнение аккумулятора 140 для сжатого воздуха. Как только аккумулятор 140 для сжатого воздуха наполнен, процесс наполнения завершается путем, например, прерывания питания гидравлического контура 50 сжатого воздуха или подключения вышеописанного режима работы, в котором осуществляется транспортировка вязкого материала/стяжки.
На фиг. 2 показан вариант осуществления устройства 1000' в соответствии с изобретением, причем для идентичных или функционально равнозначных элементов используются идентичные обозначения и делается ссылка на данные, указанные выше.
В варианте осуществления, показанном на фиг. 2, дополнительная гидравлическая система 90 далее содержит клапан 130, выполненный с возможностью управления посредством управляющего устройства 120 и занимающий в зависимости от управления первое или второе положение переключения. В первом положении переключения клапан 130 обеспечивает возможность дополнительного запитывания гидравлического контура 50 сжатого воздуха посредством дополнительного гидравлического насоса 110. Во втором положении переключения клапан 130 препятствует дополнительному запитыванию гидравлического контура 50 сжатого воздуха посредством дополнительного гидравлического насоса 110.
Как только управляющее устройство 120 определяет повышенную потребность в сжатом воздухе, управляющее устройство 120 управляет клапаном 130 таким образом, чтобы клапан 130 занял первое положение переключения. В противном случае управляющее устройство 120 управляет клапаном 130 таким образом, чтобы клапан 130 занял второе положение переключения.
В данном варианте осуществления дополнительный электродвигатель может быть активен в течение длительного времени. Когда клапан 130 находится во втором положении переключения, дополнительный электродвигатель 100 работает на холостом ходу. Мощность подается в гидравлический контур 50 сжатого воздуха, только когда клапан 130 находится во втором положении переключения.
Устройство 1000, 1000' для смешивания и транспортировки вязких материалов согласно изобретению обеспечивает возможность оптимального использования подключаемой мощности, предоставляемой посредством распределительного щита 180 строительной площадки, так как для снабжения устройства 1000, 1000' электрической энергией/мощностью одновременно используются оба гнезда 170 и 171 распределительного щита 180 строительной площадки.