BR102014021140B1

BR102014021140B1 - sistema de monitoramento e controle de areia para uma máquina e método de controle de tração para uma máquina

Info

Publication number: BR102014021140B1
Application number: BR102014021140-3A
Authority: BR
Inventors: Alexander Shubs Jr.; Francis VOGELS
Original assignee: Electro-Motive Diesel, Inc.
Priority date: 2013-08-29
Filing date: 2014-08-27
Publication date: 2021-05-18
Also published as: AU2014210584B2; US20150061299A1; BR102014021140A2; CN104417571A; AU2014210584A1; CN104417571B; US9421984B2

Abstract

SISTEMA DE MONITORAMENTO E CONTROLE DE AREIA PARA UMA MÁQUINA E MÉTODO DE CONTROLE DE TRAÇÃO PARA UMA MÁQUINA. Um sistema de monitoramento e controle de areia (40) para uma máquina (10) é divulgado. O sistema de monitoramento e controle de areia pode ter uma caixa de areia (24) configurada para reter areia. O sistema de monitoramento e controle de areia pode adicionalmente ter um duto (26) conectado à caixa de areia. O duto pode ser configurado para dispensar areia da caixa de areia para uma roda (14) da máquina. O sistema de monitoramento e controle de areia também pode ter uma válvula (54) conectada ao duto. Em adição, o sistema de monitoramento e controle de areia pode ter um controlador (64) em comunicação com a válvula. O controlador pode ser configurado para ajustar a válvula para controlar uma taxa de fluxo de areia através do duto.

Description

Campo técnico

[001] A presente divulgação relaciona-se geralmente com um sistema de monitoramento e controle de areia e, mais particularmente, com um sistema de monitoramento e controle de areia para uma máquina.

[002] Locomotivas ferroviárias podem experimentar deslizamento de roda durante condições de tempo chuvoso ou de gelo. Por exemplo, as rodas de uma locomotiva podem deslizar sobre uma linha ferroviária úmida ou gelada quando a locomotiva tenta partir puxando vagões ferroviários estacionários. As rodas também podem deslizar, por exemplo, quando um operador de locomotiva aplica os freios para parar uma locomotiva em movimento rápido sobre uma linha ferroviária escorregadia. As locomotivas tipicamente incluem um sistema de dispensa de areia, que dispensa areia próximo às rodas da locomotiva. A areia chega entre as rodas da locomotiva e a linha ferroviária, aumentando a fricção entre as superfícies de contato e provendo tração melhorada.

[003] Um operador de locomotiva pode detectar deslizamento de roda baseado em sinais a partir de um sensor de deslizamento de roda. O operador pode então apertar um botão ou engatar uma alavanca para dispensar areia a partir das caixas de areia localizadas na locomotiva. O operador pode, entretanto, não estar ciente da quantidade de areia restante nas caixas de areia ou da taxa de fluxo na qual a areia está sendo dispensada. Além disso, quando as caixas de areia estão vazias, não têm uma quantidade suficiente de areia, ou quando a taxa de fluxo de areia está muito baixa, o operador pode descobrir ser difícil controlar o deslizamento de roda. Por causa de restrições de segurança em muitas ferrovias, uma inspeção manual das caixas de areia ou das válvulas, que controlam a taxa de fluxo de areia, antes ou durante a operação da locomotiva, é difícil e imprecisa.

[004] Uma tentativa para encaminhar alguns dos problemas descritos acima é divulgada na patente U.S. n° 8.397.560 de De Sanzo e outros, emitida em 19 de março de 2013 (“a patente ‘560”). Em particular, a patente ‘560 divulga um sistema para monitorar um reservatório de areia incluindo pelo menos um indicador de nível de areia. O indicador de nível de areia da patente ‘560 provê um display visual externo ao reservatório de areia para indicar a quantidade de areia dentro do reservatório. A patente ‘560 divulga adicionalmente que o indicador de nível de areia pode transmitir um sinal, que indica a presença ou ausência de areia no reservatório de areia, para uma estação remota. Em adição, a patente ‘560 divulga que o nível de areia e dados relacionados podem ser usados, entre outras coisas, para evitar uma condição de “sem areia”, para detectar excesso de utilização de areia, ou para disparar um alerta se o nível de areia não tiver diminuído durante uma duração de tempo pré-definida.

[005] Embora a patente ‘560 divulgue um sistema para monitorar um reservatório de areia, o sistema divulgado ainda pode ser inadequado. Por exemplo, o sistema da patente ‘560 não detecta a taxa de fluxo de areia a partir das caixas de areia. Portanto, o sistema da patente ‘560 pode não permitir ao operador ajustar a taxa de fluxo na qual areia é dispensada para responder adequadamente a uma condição detectada de deslizamento de roda. Além disso, embora o sistema da patente ‘560 pode detectar uma condição de “sem areia”, ele não provê ao operador qualquer método alternativo para prover areia para as rodas da locomotiva.

[006] O sistema de monitoramento e controle de areia da presente divulgação resolve um ou mais dos problemas registrados acima e/ou outros problemas na técnica.

Sumário

[007] Em um aspecto, a presente divulgação é direcionada para um sistema de monitoramento e controle de areia para uma máquina. O sistema de monitoramento e controle de areia pode incluir uma caixa de areia configurada para reter areia. O sistema de monitoramento e controle de areia pode adicionalmente incluir um duto conectado à caixa de areia. O duto pode ser configurado para dispensar areia da caixa de areia para uma roda da máquina. O sistema de monitoramento e controle de areia também pode incluir uma válvula conectada ao duto. Em adição, o sistema de monitoramento e controle de areia pode incluir um controlador em comunicação com a válvula. O controlador pode ser configurado para ajustar a válvula para controlar uma taxa de fluxo de areia através do duto.

[008] Em um outro aspecto, a presente divulgação é direcionada para um método para controle de tração para uma máquina. O método pode incluir detectar deslizamento de roda usando um sensor de deslizamento. O método também pode incluir abrir uma válvula para permitir areia escoar a partir de uma caixa de areia através de um duto quando deslizamento de roda foi detectado. O método pode adicionalmente incluir dispensar a areia para uma roda da máquina. O método pode incluir determinar uma taxa de fluxo da areia escoando através do duto. Em adição, o método pode incluir ajustar a válvula para controlar a taxa de fluxo.

Descrição resumida dos desenhos

[009] A figura 1 é uma ilustração figurativa de uma máquina divulgada exemplar;

[0010] A figura 2 é um esquema de um sistema de monitoramento e controle de areia divulgado exemplar para a máquina da figura 1;

[0011] A figura 3 é um diagrama de fluxo ilustrando um método divulgado exemplar de controle de tração executado pelo sistema de monitoramento e controle de areia da figura 2; e

[0012] A figura 4 é um diagrama de fluxo ilustrando um outro método divulgado exemplar de controle de tração executado pelo sistema de monitoramento e controle de areia da figura 2.

Descrição detalhada

[0013] A figura 1 ilustra uma configuração exemplar de uma máquina 10. Por exemplo, como mostrado na figura 1, a máquina 10 pode ser uma locomotiva projetada para puxar matéria rolante. A máquina 10 pode ter uma plataforma 12. Uma pluralidade de rodas 14, 16 podem ser configuradas para suportar a plataforma 12. As rodas 14, 16 também podem ser configuradas para contatar a linha 18. Embora a figura 1 ilustre rodas 14 como localizadas mais próximas a uma extremidade frontal da máquina 10 e as rodas 16 localizadas mais próximas a uma extremidade traseira da máquina 10, é contemplado que as rodas 14, 16 podem ser localizadas em qualquer posição de roda na máquina 10. As rodas 14, 16 podem ter motores de tração (não mostrados) associados com elas, que podem acionar as rodas motrizes 14, 16 para propelir a máquina 10 em uma direção para frente ou para trás.

[0014] A máquina 10 pode ter um motor 20 montado sobre a plataforma 12. O motor 20 pode ser configurado para acionar um ou mais geradores 22, que podem gerar energia para acionar os motores de tração. Um ou mais geradores 22 podem ser também montados sobre a plataforma 12 da máquina 10. Embora a figura 1 represente um motor 20, é contemplado que a máquina 10 pode ter mais que um motor 20, que podem acionar um ou mais geradores 22. Em uma configuração exemplar, como mostrada na figura 1, o motor 20 pode ser alinhado no sentido do comprimento sobre a plataforma 12 ao longo de uma direção de percurso da máquina 10. Alguém experiente na técnica reconhecerá, entretanto, que o motor 20 pode ser localizado em série, transversalmente, ou em qualquer outra orientação sobre a plataforma 12.

[0015] A máquina 10 pode incluir uma ou mais caixas de areia 24, 52. Dutos 26 podem ser conectados em uma extremidade as caixas de areia 24, 52. As extremidades distais dos dutos 26 podem ser dispostas próximas às rodas 14, 16. Cada duto 26 pode permitir areia a partir de uma caixa de areia 24 ou 52 ser dispensada próxima a uma roda 14 ou 16, respectivamente. Cada duto 26 também pode ser equipado com um bico 28 para direcionar areia a partir da caixa de areia 24 ou 52 para a roda 14 ou 16, respectivamente, tal que areia pode ser esmagada entre as rodas 14, 16 e a linha 18 para prover tração melhorada para as rodas 14, 16. Em uma configuração exemplar, como mostrada na figura 1, o duto 27 pode permitir areia a partir de uma caixa de areia 24 ou 54 ser dispensada próxima a uma roda em um lado oposto a um lado no qual o duto 26 dispensa areia. Tal configuração pode permitir operações de areia serem executadas independente de uma direção de percurso da máquina 10. Embora a figura 1 mostre só uma roda 14 e uma roda 16 tendo ambas dutos 26, 27, alguém experiente na técnica reconhecerá que os dutos 26, 27 podem dispensar areia a partir de primeira ou segunda caixas de areia 24, 52 em ambos os lados de só algumas rodas 14, 16 ou todas as rodas 14, 16 da máquina 10.

[0016] Em uma outra configuração exemplar, como mostrado na figura 1, cada roda 14 ou 16 pode ter sua própria caixa de areia dedicada 24 ou 52, respectivamente. É contemplado, entretanto, que mais que uma caixa de areia 24, 52 e/ou dutos 26, 27 podem fornecer areia para as rodas 14 ou 16 usando um ou mais dutos 26, 27. As caixas de areia 24, 52 podem ser ligadas fixamente à máquina 10 ou podem ser removíveis. Em uma configuração exemplar, como mostrado na figura 1, as caixas de areia 24, 52 podem ser localizadas sobre a plataforma 12 próximo às rodas 14, 16, respectivamente. Alguém experiente na técnica reconhecerá, entretanto, que as caixas de areia 24, 52 podem ser localizadas em qualquer lugar na máquina 10.

[0017] A figura 2 ilustra um sistema de monitoramento e controle de areia divulgado exemplar 40 para a máquina 10. Como mostrado na figura, o sistema de monitoramento e controle de areia 40 pode incluir o sistema de dispensa de areia 50, sistema de instrumentação 70, e sistema de monitoramento remoto 90. O sistema de dispensa de areia 50 pode incluir primeira caixa de areia 24, segunda caixa de areia 52, primeira válvula 54, segunda válvula 56, primeiro sensor 58, segundo sensor 60, sensor de deslizamento 62, e controlador 64. A primeira e segunda caixas de areia 24, 52 podem ser configuradas para reter areia para uso em operações de controle de tração para a máquina 10. Embora a figura 2 ilustra só duas caixas de areia, nominalmente primeira e segunda caixas de areia 24 e 52, é contemplado que o sistema de monitoramento e controle de areia 40 pode incluir qualquer número de primeira e segunda caixas de areia 24 e/ou 52. Também é contemplado que a primeira e segunda caixas de areia 24, 52 podem ser localizadas na mesma máquina 10 ou em máquinas 10 diferentes. Uma extremidade dos dutos 26 e/ou 27 pode ser conectada a cada uma de a primeira e segunda caixas de areia 24, 52. As extremidades distais dos dutos 26, 27 podem ser dispostas próximas às rodas 14, 16. É contemplado que mais que um duto 26 e/ou 27 podem ser conectados a cada uma de a primeira e segunda caixas de areia 24, 52 para permitir areia ser dispensada a partir de cada uma de a primeira e segunda caixas de areia 24, 52 para mais que uma roda 14, 16. Também é contemplado que os dutos 26, 27 podem ser conectados à primeira e segunda caixas de areia 24, 52 para permitir areia ser dispensada a partir de mais que uma primeira e/ou segunda caixas de areia 24, 52 para uma única roda 14, 16.

[0018] A primeira válvula 54 pode ser conectada ao duto 26 da primeira caixa de areia 24. A primeira válvula 54 pode ser seletivamente ajustável para controlar uma primeira taxa de fluxo de areia da primeira caixa de areia 24 para a primeira roda 14. A segunda válvula de controle 56 pode ser conectada ao duto 26 da segunda caixa de areia 52. A segunda válvula de controle 56 pode ser seletivamente ajustável para controlar uma segunda taxa de fluxo da segunda caixa de areia 52 para uma segunda roda 16.

[0019] A primeira válvula 54 pode ser uma válvula de duas posições ou válvula do tipo proporcional tendo um elemento de válvula móvel para permitir areia escoar da primeira caixa de areia 24 através do duto 26 para a primeira roda 14. O elemento de válvula na primeira válvula 54 pode ser hidráulico ou pneumático e pode ser operável para se mover entre uma posição de passagem de fluxo e uma posição de bloqueio de fluxo. É contemplado que o elemento de válvula na primeira válvula 54 pode ser operável por solenóide, operável mecanicamente, operável eletricamente, ou operável de qualquer outra maneira conhecida na técnica. Na posição de passagem de fluxo, a primeira válvula 54 pode permitir areia escoar da primeira caixa de areia 24 através do duto 26 para a primeira roda 14, causando tração melhorada entre a primeira roda 14 e a linha 18. Em contraste, na posição de bloqueio de fluxo, a primeira válvula 54 pode bloquear completamente areia de escoar através do duto 26. A segunda válvula 56 pode ter uma estrutura e função similares àquelas da primeira válvula 54. É contemplado que em uma configuração exemplar a primeira e/ou segunda válvulas 54, 56 podem ser válvulas de fluxo fixo nas quais o elemento de válvula pode ter só duas posições tal que a primeira e/ou segunda válvulas 54, 56 podem ou estar totalmente abertas ou totalmente fechadas.

[0020] O primeiro sensor 58 pode ser ligado a ou montado próximo a primeira caixa de areia 24. O primeiro sensor 58 pode ser configurado para determinar um nível de areia na primeira caixa de areia 24. Como usado nesta divulgação, o nível de areia refere-se a uma altura de areia como medida a partir de uma superfície de fundo ou um local de referência próximo à superfície de fundo da primeira caixa de areia 24, 52. Como usado nesta divulgação, o nível de areia pode também referir-se a uma profundidade da superfície da areia como medida a partir de um local de referência acima da superfície da areia. Também é contemplado que o primeiro sensor 58 pode ser configurado para determinar uma quantidade de areia na primeira caixa de areia 24. Como usado nesta divulgação, a quantidade de areia refere-se ao volume, massa, ou peso da areia na primeira ou segunda caixa de areia 24, 52.

[0021] O primeiro sensor 58 pode ser configurado para determinar um nível ou quantidade de areia na primeira caixa de areia 24 em instantes diferentes. Também é contemplado que o primeiro sensor 58 pode ser configurado para determinar o nível ou quantidade de areia na primeira caixa de areia 24 em um instante especificado pelo controlador 64 ou por um operador da máquina 10. O primeiro sensor 58 pode ser um sensor acústico, um sensor ultrassônico, um sensor infravermelho, um sensor ótico, uma célula de carga, um sensor de pressão, ou qualquer outro tipo de sensor conhecido na técnica para a medição de altura, profundidade, volume, massa, ou peso.

[0022] O primeiro sensor 58 pode ser configurado para comunicar informações com relação ao nível ou quantidade de areia na primeira caixa de areia 24 para o controlador 64. O primeiro sensor 58 pode comunicar informações para o controlador 64 sem fio ou por fios ou cabos conectando o primeiro sensor 58 ao controlador 64. O segundo sensor 60 pode ser configurado para determinar um nível de areia ou quantidade de areia na segunda caixa de areia 52. O segundo sensor 60 pode ter uma estrutura e função similares àquelas do primeiro sensor 58. Embora a figura 2 ilustre uma configuração na qual só um sensor está associado com cada uma de a primeira e segunda caixas de areia 24, 52, alguém experiente na técnica reconhecerá que mais que um primeiro e segundo sensores 58, 60 podem ser ligados a ou montados próximos a primeira e segunda caixas de areia 24, 52, respectivamente, para determinar o nível de areia na primeira e segunda caixas de areia 24, 52.

[0023] O sensor de deslizamento 62 pode ser configurado para determinar se a primeira roda 14 ou a segunda roda 16 podem estar deslizando sobre a linha 18. O sensor de deslizamento pode determinar uma condição de deslizamento de roda baseado em uma velocidade da máquina 10, uma posição ou distância de percurso da máquina 10, uma velocidade rotacional da primeira ou segunda roda 14 ou 16, e uma dimensão da primeira ou segunda roda 14 ou 16. Como usado nesta divulgação, a velocidade rotacional pode ser medida em termos de revoluções por minuto ou em termos de uma velocidade angular. Em uma configuração exemplar, o sensor de deslizamento 62 pode detectar uma condição de deslizamento de roda comparando a distância percorrida pela máquina 10 em um dado período de tempo com distância linear percorrida por um centro da primeira ou segunda roda 14 ou 16 no mesmo período de tempo. A distância percorrida pela máquina 10 pode ser determinada baseada na velocidade da máquina 10 e a distância percorrida pelo centro da primeira ou segunda roda 14 ou 16 pode ser determinada baseada na velocidade angular da primeira ou segunda roda 14 ou 16, respectivamente. O sensor de deslizamento 62 pode comunicar informações com relação a deslizamento de roda para o controlador 64 sem fio ou por fios ou cabos conectando o sensor de deslizamento 62 ao controlador 64. Também é contemplado que o sensor de deslizamento 62 pode comunicar informações com relação a uma quantidade ou magnitude de deslizamento de roda para o controlador 64.

[0024] Embora a divulgação acima descreva a detecção de deslizamento de roda usando o sensor de deslizamento 62, alguém experiente na técnica reconhecerá que o deslizamento de roda pode ser detectado por muitos outros modos. Por exemplo, sinais a partir de um sistema de radar a bordo ou não a bordo, ou um sistema GPS a bordo podem ser usados pelo controlador 64 para detectar deslizamento de roda. Também é contemplado que medições de fluxo de corrente para os motores de tração associados com as rodas 14, 16, sinais a partir dos codificadores associados com as rodas 14,1 6, e/ou sinais a partir dos geradores 22 podem ser usados pelo controlador 64 para detectar deslizamento de roda.

[0025] O controlador 64 pode estar em comunicação com a primeira e segunda válvulas 54, 56, primeiro e segundo sensores 58, 60, sensor de deslizamento 62, e sistema de instrumentação 70. O controlador 70 pode ser configurado para monitorar uma primeira taxa de fluxo de areia escoando a partir da primeira caixa de areia 24 e uma segunda taxa de fluxo de areia escoando a partir da segunda caixa de areia 52. O controlador 64 pode determinar a primeira taxa de fluxo baseada em sinais e/ou informações comunicadas pelo primeiro sensor 58 para o controlador 64. É contemplado que o controlador 64 pode receber informações relacionadas com uma quantidade de areia na primeira caixa de areia 24 a partir do primeiro sensor 58. Também é contemplado que o controlador 64 pode receber informações relacionadas com um nível de areia na primeira caixa de areia 24 a partir do primeiro sensor 58 e pode determinar uma quantidade de areia na primeira caixa de areia 24 baseada na informação de nível. É contemplado que o controlador 64 pode determinar a primeira taxa de fluxo baseada em características da primeira válvula 54 e uma quantidade de abertura da primeira válvula 54. Por exemplo, o controlador 64 pode determinar a primeira taxa de fluxo como metade de uma taxa de fluxo máxima permitida pela primeira válvula 54 quando a quantidade de abertura da primeira válvula 54 é metade de uma quantidade máxima de abertura. Também é contemplado que o controlador 64 pode determinar a primeira taxa de fluxo baseada na quantidade ou magnitude detectada de deslizamento de roda detectado pelo sensor de deslizamento 62. O controlador 64 pode determinar a segunda taxa de fluxo baseada em sinais, informação relacionada com um nível ou quantidade de areia na segunda caixa de areia 52 recebida a partir do segundo sensor 60, abertura da segunda válvula 56, e/ou a quantidade ou magnitude de deslizamento de roda detectada pelo sensor de deslizamento 62 de uma maneira similar.

[0026] O controlador 64 pode ser configurado para seletivamente ajustar a primeira válvula 54 para aumentar ou diminuir a primeira taxa de fluxo de areia. Por exemplo, o controlador 64 pode ser configurado para aumentar a primeira taxa de fluxo movendo um elemento de válvula na primeira válvula 54 para aumentar uma área de fluxo de areia através da primeira válvula 54. Similarmente, o controlador 64 pode diminuir a primeira taxa de fluxo reduzindo a área de fluxo na primeira válvula 54. O controlador 64 pode ser configurado para monitorar e controlar a segunda taxa de fluxo ajustando a segunda válvula 56 de uma maneira similar aos ajustes da primeira válvula 54.

[0027] É contemplado que em uma configuração exemplar na qual a primeira e/ou segunda válvulas 54, 56 são uma válvula de fluxo fixo, o controlador 64 pode controlar uma quantidade de areia fornecida para as rodas 14, 16 permitindo a primeira e/ou segunda válvulas 54, 56 permanecerem abertas por um período de tempo mais longo ou mais curto, respectivamente. Alguém experiente na técnica reconhecerá que a primeira e/ou segunda taxas de fluxo a partir da primeira e/ou segunda válvulas 54, 56 podem ser inferiores à taxa de fluxo alvo porque a primeira e/ou segunda válvulas 54, 56 podem estar funcionando mal ou porque pode haver algum bloqueio no duto 26. Por exemplo, quando o controlador 64 detecta que a primeira taxa de fluxo é menor que a taxa de fluxo alvo, o controlador 64 pode manter a primeira válvula 54 aberta por um período de tempo mais longo.

[0028] O controlador 64 pode configurar um microprocessador único ou múltiplos microprocessadores, arranjos de gates [“portões inteligentes”] programáveis no campo (FPGAs), processadores de sinal digital (DSPs), etc. O controlador 64 pode ser configurado para controlar as operações do sistema de monitoramento e controle de areia 40. É contemplado que o controlador 64 pode ser configurado para controlar as operações da máquina 10. Adicionalmente ou alternativamente, o controlador 64 pode ser configurado para comunicar-se com um outro controlador (não mostrado), que pode ser configurado para controlar operações da máquina 10. Vários outros circuitos conhecidos podem ser associados com o controlador 64, incluindo circuitagem de suprimento de energia, circuitagem de condicionamento de sinal, circuitagem de driver de atuador (isto é, solenóides energizando circuitagem, motores, ou atuadores piezo), circuitagem de comunicação, e outra circuitagem apropriada.

[0029] O sistema de instrumentação 70 pode incluir o botão 72, display 74, alarme 76, módulo de comunicações 78 e antena 80. O botão 72 pode ser configurado para permitir um operador da máquina 10 controlar a dispensa de areia a partir da primeira e/ou segunda caixas de areia 24, 52. O botão 72 pode ser configurado para comunicar um sinal para o controlador 64, que pode seletivamente abrir ou fechar a primeira e segunda válvulas 54, 56, para dispensar areia a partir da primeira e segunda caixas de areia 24, 52, respectivamente. É contemplado, entretanto, que o botão 72 pode ser configurado para se comunicar diretamente com a primeira e segunda válvulas 54, 56 para seletivamente abrir ou fechar a primeira e segunda válvulas 54, 56 para dispensar areia a partir da primeira e segunda caixas de areia 24, 52, respectivamente. Embora a figura 2 ilustra só um botão 72, é contemplado que o sistema de instrumentação 70 pode ser equipado com mais que um botão 72 para iniciar e controlar o fluxo de areia a partir de uma ou mais primeira e segunda caixas de areia 24, 52. Também é contemplado que botões 72 separados podem ser usados para iniciar e controlar o fluxo de areia a partir da primeira caixa de areia 24 e segunda caixa de areia 52. É contemplado adicionalmente que os botões 72 podem ser ativados por botões 72 de toque, aperto, rotação, e/ou movimento. Também é contemplado que botões 72 podem assumir a forma de alavancas, volantes, coisas de controle por toque, ou qualquer outra estrutura conhecida na técnica para ajustar a primeira e segunda válvulas 54, 56.

[0030] O sistema de instrumentação 70 pode incluir o display 74, que pode ser configurado para exibir informações recebidas a partir do controlador 64. O display 74 pode ser monocromático ou pode ser capaz de exibir múltiplas cores. O display 74 pode ser um display de cristal líquido, um display de tubo de raios catódicos, um display de tela de toque, um display de plasma, um display de diodo emissor de luz, ou qualquer outro tipo de display conhecido na técnica para exibir informações para um operador da máquina 10. O display 74 também pode ser configurado para exibir coisas e/ou outros gráficos que podem ser ativados usando controles de toque por um operador da máquina 10 para controlar ou monitorar o sistema de monitoramento e controle de areia 40.

[0031] O sistema de instrumentação 70 pode incluir um alarme 76. Alternativamente ou adicionalmente, o alarme 76 pode ser localizado dentro de uma cabina de controle da máquina 10, dentro do sistema de monitoramento remoto 90, ou em um local central para monitorar o status de uma ou mais máquinas 10 e um ou mais sistemas de monitoramento e controle de areia 40, por exemplo, em uma sala de controle central ou departamento de manutenção. O alarme 76 pode ser audível, visual, ou ambos. Em uma configuração exemplar, o alarme 76 pode ser incluído no display 74. O alarme 76 pode ser disparado pelo controlador 64, quando o controlador 64 determinar que a primeira ou segunda taxas de fluxo difere de uma taxa de fluxo alvo ou quanto a primeira ou segunda caixas de areia 24, 52 opera sem areia.

[0032] O sistema de instrumentação 70 pode incluir um módulo de comunicações 78, que pode ser configurado para comunicar informações e dados recebidos a partir do display 74 ou a partir do controlador 64 para o sistema de monitoramento remoto 90. O módulo de comunicações 78 pode se comunicar sem fio com o sistema de monitoramento remoto 90. O módulo de comunicações 78 pode ser equipado com uma antena 80 para transmitir ou receber sinais para e a partir do servidor 92. Embora a figura 2 represente o módulo de comunicações 78 como transmitindo e recebendo sinais sem fio via a antena 80, é contemplado que o módulo de comunicações 78 pode receber sinais via outros métodos conhecidos na técnica. Por exemplo, o módulo de comunicações 78 pode receber sinais a partir de outros dispositivos de comunicações (não mostrados) ou a partir do sistema de monitoramento remoto 90 via uma conexão por fios, uma conexão de rede, uma conexão por celular, uma conexão por satélite, ou por quaisquer outros meios de comunicação conhecidos na técnica.

[0033] O sistema de monitoramento remoto 90 pode incluir o servidor 92 e antena 94. O servidor 92 pode incluir um ou mais servidores configurados para interagir com um ou mais módulos de comunicações 78 ou controladores 64. O servidor 92 pode ser um computador desktop ou um computador servidor. O servidor 92 pode ser implementado como um servidor, um sistema servidor compreendendo uma pluralidade de servidores, ou uma fazenda servidora compreendendo um sistema de balanceamento de carga e uma pluralidade de servidores. Alternativamente, o servidor 92 pode ser um computador portátil, por exemplo, um computador laptop, um computador tablet, ou qualquer outro dispositivo móvel conhecido na técnica. O servidor 92 pode incluir um número de componentes, tais como um ou mais processadores, dispositivos de memória e outros dispositivos de armazenagem para armazenar instruções executadas pelo(s) processador(es) e/ou para armazenar comunicações eletrônicas e outros dados. Exemplos de dispositivos de memória e outros dispositivos de armazenagem incluem discos rígidos, dispositivos NOR, NAND, ROM, etc. O servidor 92 também pode incluir um dispositivo display para exibir dados e informações. O servidor 92 pode ser equipado com dispositivos de entrada, que podem incluir teclados físicos, teclados de tela de toque virtuais, joysticks, canetas apontadoras, etc. Em uma configuração exemplar, o servidor 92 também pode ser capaz de receber entrada a partir de um microfone usando aplicações de reconhecimento de voz. O servidor 92 pode ser equipado com uma antena 94 para se comunicar sem fio com o módulo de comunicações 78 ou controlador 64. É contemplado, entretanto que o servidor 92 pode transmitir ou receber sinais a partir dos módulos de comunicações 78 ou controladores 64 via uma conexão por fio, uma conexão de rede, uma conexão por celular, uma conexão por satélite, ou por quaisquer outros meios de comunicações conhecidos na técnica.

[0034] O servidor 92 pode ser configurado para receber informações e dados a partir do módulo de comunicações 78. O servidor 92 pode usar as informações e dados para determinar uma primeira taxa de fluxo e uma segunda taxa de fluxo de areia escoando a partir da primeira e segunda caixas de areia 24, 52, respectivamente. Adicionalmente, ou alternativamente, o servidor 92 também pode determinar uma quantidade de areia restante na primeira e segunda caixas de areia 24, 52. O servidor 92 pode comparar a primeira ou segunda taxa de fluxo com uma taxa de fluxo alvo e comunicar os resultados da comparação para o módulo de comunicações 78. Também é contemplado que o servidor 92 pode direcionar o controlador 64 para ajustar a primeira e/ou segunda válvulas 54, 56 para controlar a primeira e/ou segunda taxas de fluxo de areia a partir da primeira e segunda caixas de areia 24, 52, respectivamente. Em uma configuração exemplar, o servidor 92 pode ser configurado para disparar um alarme 76 quando a primeira ou segunda caixa de areia 24, 52 se esgotar de areia, ou quando a primeira ou segunda taxa de fluxo diferir da taxa de fluxo alvo. O servidor 92 pode usar informações com relação à utilização de areia e quantidades obtidas a partir de um ou mais módulos de comunicações 78 ou controladores 64 em uma ou mais máquinas 10 para executar auditorias de segurança ou suprimento e monitorar a disponibilidade de areia através de todo o sistema ferroviário. Alguém experiente na técnica reconhecerá que todas as funções do servidor 92 descritas acima podem ser executadas pelo controlador 64 ou vice-versa.

[0035] O controlador 64 e/ou servidor 92 também podem ser configurados para registrar falhas em um arquivo de manutenção, que pode ser armazenado na máquina 10 ou em uma localização remota. Por exemplo, quando o controlador 64 ou servidor 92 detecta que a primeira ou segunda taxa de fluxo difere da taxa de fluxo alvo, o controlador 64 ou servidor 92 pode registrar a condição detectada em um arquivo de manutenção. O controlador 64 e servidor 92 também podem registrar tendências da primeira e/ou segunda taxas de fluxo de areia no arquivo de manutenção. O arquivo de manutenção pode ser usado para programar a manutenção do sistema de monitoramento e controle de areia 40. Adicionalmente ou alternativamente, o controlador 64 e/ou servidor 92 podem usar as informações do arquivo de manutenção para controlar a primeira e/ou segunda válvulas 54, 56 para ajustar a primeira e/ou segunda taxas de fluxo de areia.

[0036] Uma operação de controle de tração exemplar do sistema de monitoramento e controle de areia 40 será descrita a seguir.

Aplicabilidade industrial

[0037] O sistema de monitoramento e controle de areia divulgado pode ser usado em qualquer aplicação de máquina ou sistema de energia onde seja benéfico melhorar o controle de tração usando areia para aumentar a fricção entre rodas da máquina e uma superfície (p.ex. linha) em contato com a roda. O sistema de monitoramento e controle de areia divulgado pode encontrar particular aplicabilidade com máquinas móveis tais como locomotivas durante condições de tempo chuvoso ou de inverno. O sistema de monitoramento e controle de areia divulgado pode prover um método melhorado para controlar a tração da máquina em tais condições de tempo adversas monitorando e controlando uma taxa de fluxo de areia a partir de uma caixa de areia. Por exemplo, o sistema de monitoramento e controle de areia divulgado pode prover um método melhorado para dispensar areia baseado em uma taxa de fluxo controlada de areia saindo de uma caixa de areia. O sistema de monitoramento e controle de areia divulgado também pode prover um método melhorado para dispensar areia a partir de uma segunda caixa de areia quando uma primeira taxa de fluxo de areia a partir de uma primeira caixa de areia estiver muito baixa ou quando a primeira caixa de areia se esgotou de areia. A operação do sistema de monitoramento e controle de areia 40 será descrita agora.

[0038] A figura 3 ilustra um método exemplar 100, que pode ser executado pelo sistema de monitoramento e controle de areia 40. O controlador 64 pode monitorar sinais de um sensor de deslizamento 62 (Etapa 102). O controlador 64 pode determinar se deslizamento de roda foi detectado (Etapa 104). Alternativamente, o controlador 64 pode determinar se o operador ativou o botão 72. Quando o controlador 64 determina que um deslizamento de roda foi detectado (Etapa 104, Sim) ou quando o operador ativou o botão 72, o controlador 64 pode abrir a primeira válvula 54 (Etapa 106) para dispensar areia a partir da primeira caixa de areia 24. Quando o controlador 64 determinar, entretanto, que nenhum deslizamento de roda foi detectado (Etapa 104, Não), o controlador pode retornar para a etapa 102 e continuar a monitorar os sinais do sensor de deslizamento 62.

[0039] Após abrir a primeira válvula 54 na etapa 106, o controlador 64 pode determinar a primeira taxa de fluxo (Etapa 108) de areia escoando a partir da primeira caixa de areia 24. O controlador 64 pode determinar a primeira taxa de fluxo de muitos modos. Por exemplo, o controlador 64 pode receber informação a partir do primeiro sensor 58 sobre um nível de areia na primeira caixa de areia 24 em dois instantes diferentes. O controlador pode usar a informação com relação às dimensões da primeira caixa de areia 24 para determinar uma quantidade de areia na primeira caixa de areia 24 baseada no nível em dois instantes diferentes. O controlador 64 pode determinar a primeira taxa de fluxo baseada nas quantidades de areia na primeira caixa de areia 24 nos dois instantes diferentes e no tempo decorrido. Em uma configuração exemplar, o controlador pode receber informação com relação às quantidades de areia restantes na primeira caixa de areia 24 em dois instantes diferentes diretamente a partir do primeiro sensor 56. O controlador 64 pode usar esta informação para determinar a primeira taxa de fluxo de areia. Por exemplo, se as quantidades de areia na primeira caixa de areia 24 forem determinadas a ser Q1 e Q2 nos instantes t1 e t2, respectivamente, o controlador 64 pode determinar a primeira taxa de fluxo como uma razão da quantidade de areia dispensada (Q1-Q2) e o tempo decorrido (t2-t1). É contemplado que o controlador 64 também pode determinar a primeira taxa de fluxo, por exemplo, baseada em uma quantidade pela qual a primeira válvula 54 pode ser aberta. Por exemplo, se a primeira válvula 54 estiver metade aberta, o controlador 64 pode determinar a primeira taxa de fluxo como metade da taxa de fluxo máxima permitida pela primeira válvula 54. É contemplado adicionalmente que o controlador 64 pode determinar a primeira taxa de fluxo baseada em uma quantidade ou magnitude de deslizamento de roda detectado pelo sensor de deslizamento 62. Por exemplo, o controlador 64 pode determinar a primeira taxa de fluxo de areia baseada em uma quantidade de força friccional requerida para eliminar ou reduzir a quantidade detectada de deslizamento de roda. Após determinar a primeira taxa de fluxo na etapa 108, o controlador 65 pode prosseguir para a etapa 110.

[0040] Na etapa 110, o controlador 64 pode determinar se a primeira taxa de fluxo é < que uma taxa de fluxo alvo. O controlador 64 pode receber informação relacionada com a taxa de fluxo alvo a partir do servidor 92 via o módulo de comunicações 78. O servidor 92 pode determinar a taxa de fluxo alvo baseada em dados históricos sobre utilização de areia a partir da primeira e segunda caixas de areia 24, 52 em uma ou mais máquinas 10. Alternativamente, o servidor 92 pode determinar a taxa de fluxo alvo baseada em uma velocidade da máquina 10. Por exemplo, o servidor 92 pode determinar uma quantidade de força friccional necessária para reduzir a velocidade da máquina 10 a partir de uma velocidade corrente para uma velocidade mais baixa para evitar deslizamento de roda. Em uma configuração exemplar, o servidor 92 pode determinar a taxa de fluxo alvo baseada em características da primeira válvula 54. Por exemplo, o servidor 92 pode estimar uma taxa de fluxo alvo baseada em uma taxa de fluxo máxima da primeira válvula 54. O servidor 92 pode determinar a taxa de fluxo máxima baseada na quantidade máxima de areia que pode ser dispensada a partir da primeira caixa de areia 24 através do duto 26 em um dado período de tempo quando a primeira válvula 54 está em uma posição totalmente aberta. O servidor 92 pode comunicar a taxa de fluxo alvo para o controlador 64 diretamente ou através do módulo de comunicações 78. Embora na descrição acima o servidor 92 tenha sido descrito como determinando a taxa de fluxo alvo, é contemplado que o controlador 64 pode determinar a taxa de fluxo alvo de uma maneira similar àquela descrita para o servidor 92.

[0041] Quando o controlador 64 determina que a primeira taxa de fluxo é < que uma taxa de fluxo alvo (Etapa 110, Sim), o controlador 64 pode prosseguir para a etapa 112. A primeira taxa de fluxo pode ser menor que a taxa de fluxo alvo por muitas razões. Por exemplo, a primeira taxa de fluxo pode ser menor que a taxa de fluxo alvo porque a primeira caixa de areia 24 pode ter se esgotado de areia, porque a primeira válvula 54 pode estar funcionando incorretamente, ou por causa de um bloqueio não detectado no duto 26. Como descrito abaixo, o método 100 pode permitir a dispensa de areia a partir da segunda caixa de areia 52 em tais casos para fornecer ao operador da máquina 10 uma opção alternativa para executar operações de controle de tração para reduzir ou eliminar uma condição detectada de deslizamento de roda.

[0042] Quando o controlador 64 determina, entretanto, que a primeira taxa de fluxo não é < que a taxa de fluxo alvo (Etapa 110, Não), o controlador 64 pode determinar se a primeira taxa de fluxo > taxa de fluxo avo (Etapa 114). Quando o controlador 64 determinar que a primeira taxa de fluxo é maior que a taxa de fluxo alvo (Etapa 114, Sim), o controlador 64 pode ajustar a primeira válvula 54 para reduzir a primeira taxa de fluxo tal que a primeira taxa de fluxo seja aproximadamente igual à taxa de fluxo alvo (Etapa 116). Quando o controlador 64 determinar, entretanto, que a primeira taxa de fluxo não é maior que a taxa de fluxo alvo (Etapa 114, Não), o controlador 64 pode prosseguir para a etapa 126. Alguém de experiência ordinária na técnica reconhecerá que quando a primeira taxa de fluxo não é nem menor que a taxa de fluxo alvo (Etapa 110, Não) nem maior que a taxa de fluxo alvo (Etapa 114, Não), então a primeira taxa de fluxo será igual à taxa de fluxo alvo.

[0043] Retornando para a etapa 112, o controlador 64 pode determinar se a primeira válvula 54 está totalmente aberta (Etapa 112). Quando o controlador 64 determina que a primeira válvula 54 está totalmente aberta (Etapa 112, Sim), o controlador 64 pode abrir a segunda válvula 56 (Etapa 118) para dispensar areia a partir da segunda caixa de areia 52. Quando o controlador 64 determina, entretanto, que a primeira válvula 54 não está totalmente aberta (Etapa 112, Não), o controlador 64 pode ajustar a primeira válvula 54 para aumentar a primeira taxa de fluxo (Etapa 120). Assim quando a primeira taxa de fluxo é menor que a taxa de fluxo alvo, o controlador 64 pode ajustar a primeira válvula 54 para aumentar a primeira taxa de fluxo tal que a primeira taxa de fluxo seja aproximadamente igual à taxa de fluxo alvo. Após ajustar a primeira válvula 54 na etapa 120, o controlador 64 pode retornar para a etapa 108 para determinar a primeira taxa de fluxo novamente. Assim, ajustando a primeira taxa de fluxo para um valor alvo, o controlador 64 pode permitir o operador da máquina 10 prover uma quantidade adequada de areia para controlar uma condição detectada de deslizamento de roda na máquina 10.

[0044] Continuando a partir da etapa 118, o controlador 64 pode determinar uma segunda taxa de fluxo (Etapa 122). O controlador 64 pode determinar a segunda taxa de fluxo de uma maneira similar àquela pela qual o controlador 64 determinou a primeira taxa de fluxo na Etapa 108. Alternativamente, o servidor 92 pode determinar a segunda taxa de fluxo de uma maneira similar à sua determinação da primeira taxa de fluxo descrita acima e comunicar a segunda taxa de fluxo para o controlador 64 diretamente ou via o módulo de comunicações 78. Após determinar a segunda taxa de fluxo, o controlador 64 pode ajustar a segunda válvula 56 tal que a taxa de fluxo total «(isto é, aproximadamente igual a) taxa de fluxo alvo (Etapa 124). Assim, permitindo a areia a partir da segunda caixa 52 ser dispensada quando a primeira taxa de fluxo de areia a partir da primeira caixa de areia 24 estiver abaixo da taxa de fluxo alvo, o método 100 provê um modo melhorado para executar controle de tração. O controlador 64 pode determinar a taxa de fluxo total como uma soma da primeira e segunda taxas de fluxo. O controlador 64 pode ajustar a segunda válvula 56 executando ações similares àquelas descritas para a primeira válvula 54 nas etapas 114 e 116. Após ajustar a segunda válvula 56, o controlador 64 pode continuar para a etapa 126 para continuar as operações de dispensa de areia.

[0045] O controlador 64 pode terminar as operações de dispensa de areia fechando a primeira e/ou segunda válvulas 54, 56 após uma duração especificada de tempo ou quanto o deslizamento de roda tiver sido eliminado ou reduzido para uma quantidade aceitável. A duração especificada de tempo pode ser determinada pelo controlador 64, servidor 92, ou pode ser especificada por um operador da máquina 10. O controlador 64 ou servidor 92 pode determinar quando deslizamento de roda foi eliminado ou reduzido para uma quantidade aceitável monitorando sinais do sensor de deslizamento 62.

[0046] A figura 4 ilustra um outro método exemplar 200, que pode ser executado pelo sistema de monitoramento e controle de areia 40 quando a primeira e/ou segunda válvulas 54, 56 são válvulas de fluxo fixo. O controlador 64 pode monitorar os sinais de um sensor de deslizamento 62 (Etapa 202). O controlador 64 pode determinar se deslizamento de roda foi detectado (Etapa 204). Alternativamente, o controlador 64 pode determinar se o operador ativou o botão 72. Quando o controlador 64 determina que um deslizamento de roda foi detectado (Etapa 204, Sim) ou quando o operador ativou o botão 72, o controlador pode abrir a primeira válvula 54 (Etapa 206) para dispensar areia a partir da primeira caixa de areia 24. Quando o controlador 64 determinar, entretanto, que nenhum deslizamento de roda foi detectado (Etapa 204, Não), o controlador pode retornar para a etapa 202 e continuar a monitorar os sinais do sensor de deslizamento 62.

[0047] Após abrir a primeira válvula 54 na etapa 206, o controlador 64 pode determinar uma primeira taxa de fluxo (Etapa 208) de areia escoando a partir da primeira caixa de areia 24. O controlador 64 pode determinar a primeira taxa de fluxo usando métodos similares àqueles descritos acima com relação à etapa 108 do método 100. Após determinar a primeira taxa de fluxo na etapa 208, o controlador 64 pode determinar se a primeira taxa de fluxo é -(aproximadamente igual a) uma taxa de fluxo alvo (Etapa 210). O controlador 64 pode determinar ou receber informação com relação à taxa de fluxo alvo de uma maneira similar àquela descrita para o método 100. Quando o controlador 64 determinar que a primeira taxa de fluxo é - uma taxa de fluxo alvo (Etapa 210, Sim), o controlador pode manter a primeira válvula 54 aberta por uma primeira duração de tempo Δtl (Etapa 212) . Após a primeira duração de tempo Δt1 ter decorrido, o controlador 64 pode prosseguir para a etapa 220. Quando o controlador 64 determinar que a primeira taxa de fluxo não é igual à taxa de fluxo alvo (Etapa 210, Não), o controlador 64 pode prosseguir para a etapa 214.

[0048] O controlador 64 pode determinar se a primeira taxa de fluxo é < a taxa de fluxo alvo (Etapa 214). Quando o controlador 64 determinar que a primeira taxa de fluxo é < a taxa de fluxo alvo (Etapa 214, Sim), o controlador pode manter a primeira válvula 54 aberta por uma segunda duração de tempo Δt2>Δt1 (Etapa 216). Mantendo a primeira válvula 54 aberta por um período de tempo mais longo comparado com Δt1, o controlador 64 pode garantir que areia suficiente pode ser dispensada para as rodas 14, 16 para reduzir ou eliminar o deslizamento de roda detectado quando a primeira taxa de fluxo for menor que a taxa de fluxo alvo. Após o tempo Δt2 ter decorrido, o controlador 64 pode prosseguir para a etapa 220.

[0049] Quanto o controlador 64 determinar que a primeira taxa de fluxo não é menor que a taxa de fluxo alvo (Etapa 214, Não), o controlador 64 pode manter a primeira válvula 54 aberta por uma terceira duração de tempo Δt3<Δt1 (Etapa 218). Mantendo a primeira válvula 54 aberta por um período de tempo mais curto comparado com Δt1, o controlador 64 pode garantir que areia em demasia não seja dispensada para as rodas 14, 16 quando a primeira taxa de fluxo for maior que a taxa de fluxo alvo. Após o tempo Δt3 ter decorrido, o controlador 64 pode prosseguir para a etapa 220. O controlador 64 pode fechar a primeira válvula 54 (Etapa 220) para terminar as operações de liberação de areia.

[0050] Será aparente àqueles experientes na técnica que várias modificações e variações podem ser produzidas para o sistema de monitoramento e controle de areia divulgado sem se desviar do escopo da divulgação. Outras configurações do sistema de monitoramento e controle de areia serão aparentes àqueles experientes na técnica a partir da consideração da especificação e prática do sistema de monitoramento e controle de areia divulgado aqui. É intencionado que a especificação e exemplos sejam considerados só como exemplares, com um verdadeiro escopo da divulgação sendo indicado pelas reivindicações seguintes e suas equivalentes.

Claims

1. Sistema de monitoramento e controle de areia para uma máquina, compreendendo: - uma caixa de areia (24) configurada para reter areia; - um duto (26) conectado à caixa de areia e configurado para dispensar a areia a partir da caixa de areia para uma roda (14) da máquina; - uma válvula (54) conectada ao duto; e - um controlador (64) em comunicação com a válvula e configurado para ajustar a válvula para controlar uma taxa de fluxo de areia através do duto, dito sistema sendo caracterizadopelo fato de incluir adicionalmente: - um sensor (58) configurado para determinar quantidades de areia na caixa de areia em instantes diferentes, sendo que - o controlador é configurado para determinar a taxa de fluxo baseada nas quantidades determinadas.

2. Sistema de monitoramento e controle de areia, de acordo com a reivindicação 1, caracterizadopelo fato de o controlador ser configurado para disparar um alarme (76) quando a taxa de fluxo for menor que uma taxa de fluxo alvo.

3. Sistema de monitoramento e controle de areia, de acordo com a reivindicação 1, caracterizadopelo fato de o controlador ser configurado para ajustar a válvula para: - aumentar a taxa de fluxo quando a taxa de fluxo for menor que uma taxa de fluxo alvo; e - reduzir a taxa de fluxo quando a taxa de fluxo exceder a taxa de fluxo alvo.

4. Sistema de monitoramento e controle de areia, de acordo com a reivindicação 3, caracterizadopelo fato de a caixa de areia ser uma primeira caixa de areia (24), o duto ser um primeiro duto (26), a válvula ser uma primeira válvula (54), a roda ser uma primeira roda (14), a taxa de fluxo ser uma primeira taxa de fluxo, e o sistema incluir: - uma segunda caixa de areia (52); - um segundo duto (26) conectado à segunda caixa de areia e configurado para dispensar areia da segunda caixa de areia para uma segunda roda (16) da máquina; - uma segunda válvula (56) conectada ao segundo duto, sendo que o controlador está: - em comunicação com a segunda válvula, e - configurado para ajustar a segunda válvula para controlar uma segunda taxa de fluxo de areia através do segundo duto.

5. Método de controle de tração para uma máquina, compreendendo: - detectar deslizamento de roda usando um sensor de deslizamento (62); - abrir uma válvula (54) para permitir areia escoar de uma caixa de areia (24) através de um duto (26) quando deslizamento de roda tiver sido detectado; - dispensar a areia para uma roda (14) da máquina; - determinar uma taxa de fluxo da areia escoando através do duto; e - ajustar a válvula para controlar a taxa de fluxo, dito método sendo caracterizadopelo fato de incluir adicionalmente: - determinar uma primeira quantidade de areia na caixa de areia em um primeiro instante; - determinar uma segunda quantidade de areia na caixa de areia em um segundo instante; e - determinar a taxa de fluxo, usando um controlador (64), baseada na primeira quantidade, na segunda quantidade, no primeiro instante, e no segundo instante.

6. Método, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de ajustar a válvula incluir: - fechar seletivamente a válvula para diminuir a taxa de fluxo, quando a taxa de fluxo for maior que uma taxa de fluxo alvo; e - abrir seletivamente a válvula para aumentar a taxa de fluxo, quando a taxa de fluxo for menor que a taxa de fluxo alvo.

7. Método, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de a caixa de areia ser uma primeira caixa de areia (24), a válvula ser uma primeira válvula (54), a taxa de fluxo ser uma primeira taxa de fluxo, e ajustar a válvula incluir adicionalmente: - determinar se a primeira taxa de fluxo é menor que uma taxa de fluxo alvo; - determinar se a primeira válvula está totalmente aberta; - abrir uma segunda válvula (56) associada com uma segunda caixa de areia (52), quando a primeira válvula estiver totalmente aberta e a primeira taxa de fluxo for menor que a taxa de fluxo alvo; e - ajustar uma segunda taxa de fluxo de areia a partir da segunda caixa de areia, tal que uma taxa de fluxo total seja aproximadamente igual à taxa de fluxo alvo.

8. Método, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de o ajuste incluir manter a válvula aberta por uma primeira duração de tempo, o método incluindo adicionalmente: - manter a válvula aberta por uma segunda duração de tempo maior que a primeira duração de tempo quando a taxa de fluxo for menor que uma taxa de fluxo alvo; e - manter a válvula aberta por uma terceira duração de tempo menor que a primeira duração de tempo quando a taxa de fluxo for maior que a taxa de fluxo alvo.