BR112014015469B1

BR112014015469B1 - Método para controlar uma disposição de bomba

Info

Publication number: BR112014015469B1
Application number: BR112014015469-4A
Authority: BR
Inventors: Alexander Fullemann; Fredrik Soderlund; Mats Karlén
Original assignee: Xylem Ip Holdings Llc
Priority date: 2011-12-22
Filing date: 2012-12-21
Publication date: 2021-04-06
Also published as: CA2859031A1; ZA201403562B; DK2795134T3; KR102095851B1; NZ624879A; PE20142121A1; JP2015506433A; EP2795134A1; AU2012358401B2; MY172973A; WO2013096726A1; MX363789B; SA112340128B1; EP2795134B1; CL2014001631A1; SE1151254A1; CN104011396B; SE537872C2; HK1199081A1; ES2843483T3

Abstract

método para controlar uma disposição de bomba. a presente invenção está correlacionada a um método para controlar uma disposição de bomba, compreendendo uma bomba (2) tendo um motor (7) e uma unidade de controle (6), dito motor (7), quando a bomba se encontra no estado ativo e o motor (7) é acionado numa primeira direção, sendo associado a um fator de carga que corresponde a uma condição operacional da disposição de bomba; a disposição de bomba compreendendo também meios para monitorar pelo menos um parâmetro operacional, a partir do qual o fator de carga do motor (7) pode ser derivado. o método compreende as etapas de determinar um valor real do dito pelo menos um parâmetro operacional, determinar se uma força aplicada externamente está atuando no motor (7), de tal modo que uma condição operacional prejudicial à disposição de bomba seja iniciada, efetuando uma mudança de estado do estado ativo para um estado inativo da bomba (2), caso seja iniciada uma condição operacional prejudicial à dita disposição de bomba, a mudança de estado dispondo de uma unidade de controle (6), que, imediatamente após uma condição operacional prejudicial ser iniciada, interrompe, de forma abrupta, o acionamento do motor (7) na dita primeira direção.

Description

MÉTODO PARA CONTROLAR UMA DISPOSIÇÃO DE BOMBA

Campo Técnico da Invenção

[001] A presente invenção, de um modo geral, está relacionada a um método para controlar uma disposição de bomba, compreendendo uma bomba e uma unidade de controle, a bomba compreendendo um motor e a unidade de controle sendo disposta para acionar o dito motor. Em particular, a presente invenção se refere a um método para controlar uma disposição de bomba, a bomba compreendendo um motor, dito motor, em cada instante individual de tempo, quando a bomba se encontra em um estado ativo e o motor é acionado em uma primeira direção, sendo associado a um fator de carga que corresponde a uma condição operacional instantânea da disposição de bomba, a disposição de bomba compreendendo ainda dispositivos para monitorar pelo menos um parâmetro operacional, a partir do qual o fator de carga do motor pode ser deduzido.

Antecedentes da Invenção e Estado da Técnica

[002] Em estágios de bombeamento de líquido, tal como, água residual compreendendo matéria sólida, através de, por exemplo, uma bomba submersível, a matéria sólida irá, mais cedo ou mais tarde, adversamente afetar a capacidade da bomba de transportar líquido. A matéria sólida é capturada na unidade hidráulica da bomba, aderindo lentamente ao rotor da bomba, como, também, ao interior da carcaça de bomba da dita bomba, pelo que, desse modo, a eficiência hidráulica da bomba é adversamente afetada e a bomba irá operar em uma condição operacional de tensionamento, em conseqüência do aumento de resistência à rotação, aumento do momento de inércia e diminuição das propriedades hidráulicas. Atualmente, existem diversos métodos conhecidos para uma limpeza mais ou menos automática de uma bomba, quando a bomba, ou, mais precisamente, a unidade hidráulica da bomba, começa a ficar bloqueada. A condição operacional de tensionamento não é prejudicial à bomba, porém, se obtém um consumo de corrente mais alto e um desempenho mais baixo da bomba, o que é dispendioso para o proprietário da instalação e que pode envolver conseqüências adversas, como, por exemplo, inundação da estação de bombeamento, que ocorre quando a capacidade disponível da bomba não é suficiente para esvaziar a estação de bombeamento.

[003] Métodos de limpeza conhecidos ou métodos de controle de uma disposição de bomba são relativamente grosseiros e são omissos na capacidade de analisar o fator de carga do motor e que conseqüências diferentes fatores de carga podem ter. Os métodos de limpeza conhecidos detectam que a limpeza é exigida e, em seguida, executam uma predeterminada sequência padrão de limpeza, envolvendo, pelo menos que o motor da bomba seja parado, pelo fato de que a velocidade de rotação do motor é submetida a uma prolongada e predeterminada desaceleração, acionada pela unidade de controle. É sabido que não é desejado/recomendado parar o motor da bomba de forma abrupta, acima de tudo, devido às exigências de se evitar o chamado martelo hidráulico no sistema de tubulações a jusante da bomba, mas, também, devido ao grande momento de inércia e ao grande ímpeto adquirido pelo rotor da bomba em operação normal. Se o motor for interrompido de forma abrupta, o martelo hidráulico irá inevitavelmente surgir, quando a energia cinética do líquido e o momento de inércia nos condutos tubulares a jusante da bomba criam vibrações, que põem em risco a destruição dos condutos e outros componentes de engenharia e, além disso, colocam um risco iminente de que o rotor se torne frouxo, que o eixo de transmissão da bomba seja danificado, etc. Portanto, uma desaceleração prolongada e controlada da velocidade de rotação do motor irá sempre ocorrer.

[004] Uma conseqüência direta da falta de inteligência do método de limpeza é que a sequência de limpeza padrão usada, que é adequada em condições operacionais tensionadas descritas acima, aumenta acentuadamente o fator de carga da bomba, quando um objeto grande e/ou duro entra na unidade hidráulica da bomba e é calçado ascendentemente, isto é, quando uma condição operacional prejudicial à disposição de bomba tiver surgido. Com relação à expressão de condição operacional prejudicial, é feita referência a uma condição operacional que imediatamente ou em curto prazo irá provocar a quebra da bomba e/ou da unidade de controle. Quando a unidade de controle, por exemplo, na forma de um conversor de freqüência (VFD) executa a dita desaceleração, quando um objeto grande e/ou duro tiver se formado como um calço e mecanicamente quebrar o rotor, a prolongada e controlada desaceleração faz com que o motor force o rotor a girar e o objeto se torna ainda mais fortemente calçado. Isso faz com que, por sua vez, o rotor, o eixo de transmissão, o motor, etc., da bomba ou da unidade de controle apresentem um excesso de operação e se tornem danificados.

[005] A fim de evitar que a bomba e/ou a unidade de controle sejam danificados, diversos sistemas de segurança/equipamentos de proteção são atualmente usados, tais como, chaves protetoras de motor, fusíveis, etc., que são dispostos para proteger o equipamento e serem ativados antes de o equipamento ser danificado. Um aspecto comum que se verifica quando as condições operacionais são prejudicadas, conforme descrito acima, ou seja, se os sistemas de segurança são ativados e/ou se a disposição de bomba quebra, é de se exigir que o pessoal de manutenção faça uma limpeza de emergência e atenda à ocorrência de falhas/obstruções. Essas intervenções são dispendiosas per se e, além disso, uma bomba inoperante se torna de custo dispendioso para o proprietário da instalação.

Breve Descrição dos Objetivos da Invenção

[006] A presente invenção tem como objetivo diminuir as desvantagens e falhas acima mencionadas dos métodos de limpeza anteriormente conhecidos e proporcionar um aperfeiçoado método para controlar uma disposição de bomba. Um principal objetivo da invenção é prover um aperfeiçoado método para controlar uma disposição de bomba do tipo definido na presente introdução, que analisa o fator de carga do motor e atua diferentemente, dependendo da condição operacional instantânea.

[007] Outro objetivo da presente invenção é proporcionar um método para controlar uma disposição de bomba, que quase que completamente evita a necessidade de limpezas de emergência pelo pessoal de manutenção.

Breve Descrição das Características da Invenção

[008] De acordo com a invenção, pelo menos o principal objetivo é alcançado por meio do método definido pela presente invenção.

[009] De acordo com um primeiro aspecto da presente invenção, é proporcionado um método para controlar uma disposição de bomba do tipo definido pela presente introdução, o qual é caracterizado pelo fato de compreender as etapas de:

- determinar um valor real do dito pelo menos um parâmetro operacional, quando a bomba se encontrar no dito estado ativo;
- com base no dito valor real do dito pelo menos um parâmetro operacional, determinar se uma força aplicada externamente está atuando sobre o motor (7), com uma tal intensidade, que faz com que uma condição operacional prejudicial à disposição de bomba é iniciada, que de fato ocorre, quando o fator de carga do motor (7) excede um nível prejudicial à disposição de bomba;
- efetuar uma mudança de estado do estado ativo da bomba para um estado inativo da bomba, caso uma condição operacional prejudicial à disposição de bomba seja iniciada, dita mudança de estado compreendendo a etapa em que a unidade de controle, logo após ser determinado que uma condição operacional prejudicial à disposição de bomba é iniciada, interrompe de modo abrupto o acionamento do motor na dita primeira direção.

[010] Assim, a presente invenção é baseada no entendimento de que mediante realização de diferentes tipos de providências, dependendo do fator de carga do motor, a disposição de bomba é preservada e o número de serviços de limpeza de emergência pode ser mais ou menos inteiramente eliminado.

[011] De acordo com uma modalidade preferida da presente invenção, o método compreende ainda as etapas de:

- com base no dito valor real do dito pelo menos um parâmetro operacional, determinar se uma força externa está atuando sobre o motor com uma tal intensidade, fazendo com que uma condição operacional de tensionamento à disposição de bomba seja iniciada, que de fato ocorre, quando o fator de carga do motor excede um nível de tensionamento da disposição de bomba; e
- efetuar uma mudança de estado do estado ativo da bomba para um estado de limpeza da bomba, caso uma condição operacional de tensionamento da disposição de bomba seja iniciada.

[012] Desse modo, a disposição de bomba será diferentemente controlada, dependendo se a característica da obstrução corresponder a uma condição operacional prejudicial e a uma condição operacional tensionada, respectivamente.

[013] De acordo com uma modalidade preferida da presente invenção, o método compreende também a etapa de:

- efetuar uma mudança de estado do estado ativo da bomba para um estado de limpeza da bomba, caso o motor tenha sido continuamente acionado na dita primeira direção, durante um predeterminado segundo período de tempo (T2).

[014] Desse modo, se obtém uma limpeza com remoção das obstruções, que não é suficientemente severa para que uma condição operacional tensionada seja detectada, mas, que de modo algum, afeta adversamente as propriedades hidráulicas da bomba.

[015] Adicionais vantagens e características da invenção serão observadas em seguida, na descrição detalhada de modalidades preferidas.

Breve Descrição dos Desenhos

[016] Um mais completo entendimento das características e vantagens acima mencionadas da presente invenção se tornará evidente, a partir da seguinte descrição detalhada de modalidades preferidas, fazendo-se referência aos desenhos anexos, nos quais:

- a figura 1 é uma ilustração esquemática de uma estação de bombeamento;
- a figura 2 é um fluxograma mostrando uma modalidade preferida do método de acordo com a invenção;
- a figura 3 é um fluxograma mostrando o submétodo “Limpeza”;
- a figura 4 é um diagrama que esquematicamente mostra como o consumo de corrente (I) é modificado no decurso do tempo (T) e quando uma condição operacional prejudicial foi detectada;
- a figura 5 é um diagrama correspondente ao diagrama mostrado na figura 4, quando uma condição operacional tensionada de um primeiro tipo foi detectada;
- a figura 6 é um diagrama correspondente ao diagrama mostrado na figura 5, quando uma condição operacional tensionada de um segundo tipo foi detectada; e
- a figura 7 é um diagrama correspondente ao diagrama mostrado na figura 4, quando uma necessidade de limpeza de emergência foi detectada.

Descrição Detalhada de Modalidades Preferidas

[017] Na figura 1, é mostrada uma estação de bombeamento, geralmente referida por (1), compreendendo pelo menos uma bomba de velocidade controlada (2), normalmente, duas bombas submersíveis, dispostas para bombear líquido a partir de um reservatório (3) incluído na estação de bombeamento (1), para uma tubulação de saída (4), e para longe da estação de bombeamento (1). Além disso, de um modo convencional, a estação de bombeamento (1) compreende pelo menos um instrumento de nivelamento (5), disposto para determinar o nível de líquido na estação de bombeamento (1). Deve ser indicado que o instrumento de nivelamento (5) pode ser um dispositivo separado, o qual é operacionalmente conectado a uma unidade de controle externa (6), e ainda, operacionalmente conectado à dita pelo menos uma bomba de velocidade controlada (2), ser embutido na dita pelo menos uma bomba de velocidade controlada (2), etc. A dita pelo menos uma bomba de velocidade controlada (2), preferivelmente, é operacionalmente conectada a uma unidade de controle externa (6), com a finalidade de permitir a regulação da velocidade de rotação da bomba, alternativamente, a dita pelo menos uma bomba de velocidade controlada (2) pode compreender uma unidade de controle embutida (não mostrado). Doravante, a denominação unidade de controle (6) será usada independentemente da localização física da mesma.

[018] Juntas, a bomba (2) e a unidade de controle (6) formam pelo menos uma parte de uma disposição de bomba, em que a bomba (2) compreende um motor elétrico (7), disposto para ser acionado pela dita unidade de controle (6), e um rotor (8), conectado ao motor (7) através de um eixo de transmissão (9), de uma maneira convencional.

[019] A expressão “velocidade controlada” abrange todas as maneiras possíveis de mudar a velocidade de rotação de uma bomba ou, mais precisamente, a velocidade de rotação do motor (7) e, acima de tudo, é feita referência ao controle de frequência de alimentação de corrente por meio de um conversor de frequência (VFD), o qual é embutido ou externo a uma bomba, e que constitui um exemplo da dita unidade de controle (6), a velocidade de rotação sendo proporcional à frequência de alimentação de corrente. Entretanto, um freio mecânico interno, de controle de suprimento de voltagem interna ou externamente controlado, que atua preferivelmente sobre o eixo de transmissão da bomba, etc., é também idealizado. Desse modo, em um nível global de idealização da invenção, não é crítico como a velocidade de rotação da bomba é regulada, mas, somente, que a velocidade de rotação da bomba (2) pode ser regulada/controlada.

[020] O método de acordo com a invenção tem como objetivo controlar uma disposição de bomba que compreende uma bomba (2), tendo um motor (7) e uma unidade de controle (6), com a finalidade de obter uma adaptada limpeza, baseada na condição operacional instantânea da bomba (2). Nesse sentido, a estação de bombeamento (1) deve ser vista como uma instalação delimitada, para a qual entra um líquido de chegada e da qual um líquido de saída é bombeado. A estação de bombeamento, com relação à presente invenção, deve ser considerada como independente do tipo de líquido e independente de onde o líquido chega e para onde o líquido deve ser bombeado. No caso de a estação de bombeamento compreender uma pluralidade de bombas (2), uma adequada alternativa pode ocorrer entre as mesmas, que, entretanto, não será aqui tratado.

[021] Na figura 2 é mostrada uma modalidade preferida de um método, geralmente referida por (10), para controlar uma disposição de bomba, compreendendo uma bomba (2) e uma unidade de controle (6). Deve ser observado que o método (10), de acordo com a invenção, pode ser expandido, usando um ou mais submétodos, e/ou ser processado em paralelo com outros métodos de controle.

[022] O método (10) de acordo com a invenção, para controlar uma disposição de bomba é, na prática, um método de limpeza de uma bomba, que se encontra inteira ou parcialmente obstruída. O grau de obstrução e/ou a característica da obstrução cria uma carga no motor (7) da bomba (2) e indica uma condição operacional da disposição de bomba. Assim, em cada instante de tempo, quando a bomba (2) se encontrar em um estado ativo e o motor (7) for acionado em uma primeira direção pela unidade de controle (6), o motor (7) é associado a um fator de carga que corresponde a uma condição operacional da disposição de bomba. A disposição de bomba compreende também dispositivos para monitorar de modo intermitente ou contínuo, pelo menos um parâmetro operacional, a partir do qual o fator de carga, o torque e a velocidade de rotação do motor (7) podem ser deduzidos, tanto por medição direta, como por dedução de uma medição de outra quantidade/parâmetro operacional. O dito parâmetro operacional é, por exemplo, um consumo de corrente (I), um consumo de energia (P), um torque (M), uma velocidade de rotação (RPM), etc., ou combinações dos mesmos. Na realidade, o fator de carga do motor (7) será modificado, o que significa que o torque e a velocidade de rotação são modificados, quando a unidade hidráulica da bomba (2) se encontrar inteira ou parcialmente obstruída. Um efeito direto decorrente desse aspecto é que o consumo de corrente, o consumo de energia, etc., da bomba são modificados em um correspondente grau, em que o fator de carga do motor (7) pode ser deduzido, por exemplo, do consumo de corrente do motor. Preferivelmente, o consumo de corrente real (IR) da bomba (2) ou, mais precisamente, do motor (7), é monitorado quando a bomba (2) se encontra no estado ativo acima mencionado e, doravante, a invenção será descrita usando isso como ponto de partida. Entretanto, deverá ser observado que a invenção não está limitada à medição do consumo de corrente como parâmetro operacional.

[023] Agora, o método (10) de acordo com a invenção, na sua forma mais fundamental, será descrito em conexão com as figuras 2 e 4.

[024] O método (10) pressupõe que a bomba (2) se encontra no seu estado ativo e que o motor (7) é acionado numa primeira direção pela unidade de controle (6). Nesse sentido e em operação normal, a dita primeira direção é a direção que faz o rotor (8) transportar líquido do reservatório (3) para a tubulação de saída (4), isto é, o motor (7) é acionado na direção dianteira. Na partida da bomba (2), isto é, que tem origem em um estado inativo da bomba (2), a unidade de controle (6) proporciona uma aceleração controlada, por exemplo, linear, da velocidade de rotação nominal (VN) do motor (7), de 0 a uma predeterminada velocidade de rotação (VD), que, por exemplo, é de aproximadamente 75-85% da chamada velocidade de rotação máxima (VMAX) do motor (7). A velocidade de rotação máxima do motor (7) é a velocidade de rotação que o motor (7) apresenta se a bomba (2) for diretamente conectada a uma grade (isto é, normalmente, com uma frequência de alimentação de corrente de 50 Hz ou 60 Hz). A velocidade de operação (VD) pode, por exemplo, ser um valor estabelecido manualmente ou um valor otimizado automaticamente, baseado no consumo instantâneo de energia, etc.

[025] Quando a bomba (2) se encontra no dito estado ativo, o método (10) compreende a etapa de determinar um valor real do dito pelo menos um parâmetro operacional; na modalidade descrita, o consumo de corrente real (IR) é determinado. O consumo de corrente real (IR) varia durante uma operação normal em torno de um valor nominal do consumo de corrente (IN), pelo fato de que a entrada de material sólido encontrado no líquido bombeado ao ser transportado através da unidade hidráulica da bomba (2) causa efeito e, desse modo, instantaneamente, afeta o fator de carga do motor (7).

[026] A seguir, ocorre uma etapa para determinar, com base no dito valor real do dito pelo menos um parâmetro operacional, se uma força aplicada externamente, atuando sobre o motor (7) com grande intensidade, faz com que uma condição operacional prejudicial à disposição de bomba seja iniciada, que, de fato ocorre, quando o fator de carga do motor (7) excede um nível prejudicial à disposição de bomba (2). Com relação a uma condição operacional prejudicial, é feita referência a uma condição operacional que imediatamente ou em curto prazo irá causar à bomba (2) e/ou à unidade de controle (6) um excesso de operação e avarias, após inalterado acionamento do motor (7) ou, alternativamente, irá ativar o sistema de segurança/equipamento protetor disponibilizados. Uma condição operacional prejudicial é iminente quando um objeto grande e/ou duro entra na unidade hidráulica da bomba (2), sendo calçado entre o rotor (8) e a carcaça de bomba. Exemplos de como é feita a etapa de determinação, quando uma força é aplicada externamente e atua sobre o motor (7) são apresentados abaixo.

[027] A seguir, ocorre a etapa de efetuar uma mudança de estado de um estado ativo da bomba (2) para um estado inativo da bomba (2), caso uma condição operacional prejudicial à disposição de bomba seja iniciada, dita mudança de estado, por sua vez, compreendendo a etapa de que a unidade de controle (6), imediatamente após ser determinado que uma condição operacional prejudicial à disposição de bomba é iniciada, interrompe de forma abrupta o acionamento do motor (7) na dita primeira direção. A característica de interromper de forma abrupta o acionamento é implementada pela velocidade de rotação nominal (VN) do motor (7) sendo ajustada para igual a 0 na unidade de controle (6), isto, é, não ocorre nenhuma desaceleração da velocidade de rotação do motor (7) ou, então, pela velocidade de rotação nominal (VN) do motor (7) sendo ajustada para igual a 0 mediante desconexão do motor (7), isto é, o motor (7) se tornando inteiramente sem corrente. Isso faz com que o objeto estranho, que tenha entrado na unidade hidráulica da bomba (2) e tenha sido disposto como um calço, não seja calçado de modo duro nem de modo mais severo.

[028] Na modalidade preferida mostrada na figura 4, a etapa de determinar se uma força externa está atuando sobre o motor (7) com uma tal intensidade que faz com que uma condição operacional prejudicial à disposição de bomba (1) seja iniciada, compreende a etapa de determinar se o dito valor real do dito pelo menos um parâmetro operacional é igual ou excede um predeterminado valor limite prejudicial (GS). Em outras palavras, é verificado se o consumo de corrente real (IR) é igual ou excede a um predeterminado valor limite prejudicial (GS) do consumo de corrente. Preferivelmente, o valor do dito valor limite prejudicial (GS) é 70-90%, mais preferivelmente, 75-85% maior que o valor nominal do parâmetro operacional, por exemplo, o consumo de corrente nominal (IN).

[029] De acordo com uma modalidade alternativa (não mostrado), a etapa de determinar se uma força externa está atuando sobre o motor (7) com uma intensidade que faz com que uma condição operacional prejudicial à disposição de bomba (1) seja iniciada, compreende, ao invés disso, a etapa de determinar se o dito valor real do dito pelo menos um parâmetro operacional está fora de um predeterminado intervalo prejudicial (RS). O dito intervalo prejudicial (RS) pode ser distribuído lateralmente igual, assim como, lateralmente distribuído de modo desigual em torno do valor nominal do parâmetro operacional, por exemplo, o consumo de corrente nominal (IN).

[030] De acordo com uma adicional modalidade alternativa (não mostrado), a etapa de determinar se uma força externa está atuando sobre o motor (7) com uma intensidade que faz com que uma condição operacional prejudicial à disposição de bomba (1) seja iniciada, compreende, ao invés disso, a etapa de determinar se uma diferença entre o dito valor real e um predeterminado valor nominal do parâmetro operacional, quando a bomba (2) se encontra em um estado ativo, é igual ou excede um predeterminado valor limite de diferença prejudicial (DS). Na modalidade descrita, a diferença é determinada entre o consumo de corrente real (IR) e o consumo de corrente nominal (IN).

[031] Referência é feita uma vez mais, principalmente, à figura 2, em combinação com as figuras 5 e 6. O método (10) de acordo com a invenção compreende, preferivelmente, também, a etapa de determinar, com base no dito valor real do dito pelo menos um parâmetro operacional, se uma força externa que está atuando sobre o motor (7) com grande intensidade faz com que uma condição operacional de tensionamento à disposição de bomba (1) seja iniciada, que, de fato ocorre, quando o fator de carga do motor (7) excede um nível de tensionamento à disposição de bomba (1), e a etapa de efetuar uma mudança de estado a partir do estado ativo da bomba (2) para um estado de limpeza da bomba (2), caso uma condição operacional de tensionamento à disposição de bomba (1) seja iniciada. Com relação a uma condição operacional de tensionamento, é feita referência a uma condição operacional que promove o surgimento, relativamente lento, de um maior consumo de energia e um reduzido desempenho da bomba/reduzidas propriedades hidráulicas, em que a bomba (2) e/ou a unidade de controle (6) serão desnecessariamente tensionadas. Uma condição operacional tensionada é iminente quando uma matéria sólida é retida na unidade hidráulica da bomba e adere de forma lenta ao rotor da bomba (2), assim como, ao interior da carcaça de bomba da bomba (2) (ver a figura 5). Alternativamente, uma condição operacional tensionada é iminente quando a entrada da bomba (2) é inteiramente ou acentuadamente obstruída por um objeto grande, que não consegue entrar na unidade hidráulica da bomba (2), desse modo, impedindo o fluxo de líquido dentro da bomba (2) (ver a figura 6). Exemplos de como a etapa de determinar se uma força externamente aplicada está atuando sobre o motor (7) são apresentados abaixo.

[032] A dita mudança de estado do estado ativo da bomba (2) para o estado de limpeza da bomba (2) compreende, preferivelmente, a etapa de diminuir a velocidade de rotação do motor (7) na dita primeira direção, de acordo com uma predeterminada desaceleração controlada, por exemplo, uma desaceleração linear, da velocidade de rotação nominal (VN) do motor (7) para 0.

[033] Na modalidade preferida mostrada na figura 5, a etapa de determinar se uma força externa está atuando sobre o motor (7) com grande intensidade, que faz com que uma condição operacional de tensionamento à disposição de bomba (1) seja iniciada, compreende a etapa de determinar se o dito valor real do dito pelo menos um parâmetro operacional é igual ou excede a um predeterminado valor de tensionamento limite (GA), durante um predeterminado primeiro período de tempo (T1). Em outras palavras, é verificado se o consumo de corrente real (IR) é igual ou excede a um predeterminado valor limite de tensionamento (GA) do consumo de corrente, durante um predeterminado período de tempo, que, preferivelmente, é maior que 5 segundos. Preferivelmente, o valor do dito valor limite tensionado (GA) é de 10–30%, mais preferivelmente, de 15– 25%, maior que o valor nominal do parâmetro operacional, por exemplo, o consumo de corrente nominal (IN).

[034] De acordo com uma modalidade alternativa (não mostrado), a etapa de determinar se uma força externa está atuando sobre o motor (7) com grande intensidade, que faz com que uma condição operacional de tensionamento à disposição de bomba (1) seja iniciada, compreende, ao invés disso, a etapa de determinar se o dito valor real do dito pelo menos um parâmetro operacional está fora de um predeterminado intervalo de tensionamento (RA), durante um predeterminado primeiro período de tempo (T1). O dito intervalo de tensionamento (RA) pode ser distribuído lateralmente igual, assim como, lateralmente distribuído de modo desigual em torno do valor nominal do parâmetro operacional, por exemplo, o consumo de corrente nominal (IN).

[035] De acordo com uma modalidade alternativa (não mostrado), a etapa de determinar se uma força externa está atuando sobre o motor (7) com grande intensidade, que faz com que uma condição operacional de tensionamento à disposição de bomba (1) seja iniciada, compreende, ao invés disso, a etapa de determinar se uma diferença entre o dito valor real e um predeterminado valor nominal, quando a bomba (2) se encontra em um estado ativo, é igual ou excede a um predeterminado valor limite de diferença de tensionamento (DA), durante um predeterminado primeiro período de tempo (T1). Na modalidade descrita, a diferença é determinada entre o consumo de corrente real (IR) e o consumo de corrente nominal (IN).

[036] Nos casos em que o método (10) compreende a detecção de uma condição operacional prejudicial, assim como, de uma condição operacional tensionada, o valor limite (GS) prejudicial ao dito pelo menos um parâmetro operacional deve ser, pelo menos, 20% maior que o valor limite (GA) de tensionamento ao dito pelo menos um parâmetro operacional. Alternativamente, o intervalo (RS) prejudicial ao dito pelo menos um parâmetro operacional deve ser maior que e incluir o intervalo (RA) de tensionamento ao dito pelo menos um parâmetro operacional. Além disso e alternativamente, o valor limite de diferença (DS) prejudicial ao dito pelo menos um parâmetro operacional, deve ser pelo menos duas vezes maior que o valor limite de diferença (DA) de tensionamento ao dito pelo menos um parâmetro operacional.

[037] Referência é uma vez mais feita principalmente à figura 2, em combinação com a figura 7. O método (10) de acordo com a invenção compreende, preferivelmente, também a etapa de efetuar uma mudança de estado de um estado ativo da bomba (2) para um estado de limpeza da bomba (2), caso o motor (7) tenha sido continuamente acionado na dita primeira direção, durante um predeterminado segundo período de tempo (T2). Em outras palavras, a bomba (2) deve, em intervalos regulares, ser submetida a uma limpeza, mesmo que uma obstrução tensionada ou prejudicial não tenha sido detectada. A dita mudança de estado do estado ativo da bomba (2) para o estado de limpeza da bomba (2) compreende, preferivelmente, a etapa de diminuir a velocidade de rotação do motor (7) na dita primeira direção, de acordo com uma predeterminada desaceleração controlada, por exemplo, uma desaceleração linear, da velocidade de rotação nominal (VN) do motor (7) para 0.

[038] Referência é agora feita, essencialmente, à figura 3. Na conclusão do método (10) de acordo com a invenção, um submétodo é implementado, geralmente referido por (11) e que recebe a denominação de Limpeza. Deve ser mencionado que o método (10) de acordo com a invenção pode compreender diferentes tipos de submétodos, acoplados para limpeza, com base na circunstância de que uma condição operacional prejudicial ou tensionada, respectivamente, foi detectada. Entretanto, a seguir, um único submétodo (11) será descrito.

[039] O submétodo (11) compreende as etapas de interromper o motor (7) e manter o motor (7) parado durante um predeterminado terceiro período de tempo (T3). Desse modo, uma automática lavagem retroativa da unidade hidráulica da bomba (2) é obtida, após o que a matéria sólida é possivelmente descarregada da bomba (2).

[040] Além disso, o submétodo (11) compreende, preferivelmente, as etapas de aumentar a velocidade de rotação nominal (VN) do motor (7) de 0 para uma segunda velocidade de rotação de limpeza (V2), numa segunda direção, oposta à primeira direção, de acordo com uma predeterminada aceleração da velocidade de rotação do motor (7), ativando o motor (7) na dita segunda direção, durante um predeterminado quarto período de tempo (T4), diminuindo a velocidade de rotação nominal (VN) do motor (7), a partir da dita segunda velocidade de rotação de limpeza (V2) na dita segunda direção para 0, de acordo com uma predeterminada desaceleração da velocidade de rotação do motor (7), e mantendo o motor (7) parado durante o dito predeterminado terceiro período de tempo (T3). Desse modo, se obtém um aumento de turbulência na unidade hidráulica da bomba (2), o que faz com que a matéria sólida se torne solta e seja bombeada na direção traseira, para fora da bomba (2); além disso, um efeito é obtido de que objetos grandes e/ou duros que são retidos na unidade hidráulica da bomba (2) serão dispostos de modo mais solto.

[041] A seguir, o submétodo (11), preferivelmente, compreende as etapas de aumentar a velocidade de rotação nominal (VN) do motor (7) de 0 para uma primeira velocidade de rotação de limpeza (V1), na primeira direção, de acordo com uma predeterminada aceleração da velocidade de rotação do motor (7), ativando o motor (7) na dita primeira direção, durante o predeterminado quarto período de tempo (T4), diminuindo a velocidade de rotação nominal (VN) do motor (7), a partir da dita primeira velocidade de rotação de limpeza (V1) na dita primeira direção para 0, de acordo com uma predeterminada desaceleração da velocidade de rotação do motor (7), e mantendo o motor (7) parado durante o dito predeterminado terceiro período de tempo (T3). Desse modo, se obtém um adicional aumento de turbulência na unidade hidráulica da bomba (2), o que faz com que a matéria sólida se torne solta e seja bombeada para fora da bomba (2); além disso, um efeito intensificado é obtido, em que objetos grandes e/ou duros que são retidos na unidade hidráulica da bomba (2) serão dispostos de modo mais solto.

[042] As ditas acelerações são preferivelmente controladas, por exemplo, acelerações lineares, da velocidade de rotação nominal (VN) do motor (7), de 0 para a predeterminada segunda velocidade de rotação de limpeza (V2) na dita segunda direção, e para a predeterminada primeira velocidade de rotação de limpeza (V1) na dita primeira direção, respectivamente. Além disso, as ditas desacelerações são preferivelmente controladas, por exemplo, desacelerações lineares, da velocidade de rotação nominal (VN) do motor (7), a partir da predeterminada segunda velocidade de rotação de limpeza (V2) na segunda direção, e a partir da predeterminada primeira velocidade de rotação de limpeza (V1) na primeira direção, respectivamente, para 0. A amplitude da primeira velocidade de rotação de limpeza (V1), preferivelmente, é igual à máxima velocidade de rotação (VMAX) do motor (7), e a amplitude da segunda velocidade de rotação de limpeza (V2), preferivelmente, é igual a 80% da máxima velocidade de rotação (VMAX) do motor. O dito terceiro período de tempo (T3) e o dito quarto período de tempo (T4), preferivelmente, são maiores que 5 segundos, cada.

Modificações Possíveis da Invenção

[043] A invenção não está limitada somente às modalidades descritas acima e mostradas nas figuras, que apenas possuem a finalidade de ilustrar e exemplificar. O presente pedido de patente é idealizado de cobrir todas as adaptações e variações das modalidades preferidas aqui descritas.

[044] Deve ser indicado que mesmo que não seja explicitamente mencionado que as características de uma modalidade específica possam ser combinadas com as características de outra modalidade, isso deverá ser considerado como evidente, quando possível.

[045] Em todo o presente pedido, a menos que o contexto indique algo diferente, deverá ser observado que a palavra “compreender” e variações, tais como, “compreende” ou “compreendendo” significa a inclusão da unidade ou etapa indicada, ou de grupos de unidades ou etapas, porém, não excluindo outras unidades ou etapas, ou grupos de unidades ou etapas.

Claims

Método para controlar uma disposição de bomba, compreendendo uma bomba (2) e uma unidade de controle (6), a bomba (2) compreendendo um motor (7) e a unidade de controle (6) sendo disposta para acionar o motor (7),
o motor (7), em cada instante de tempo individual, quando a bomba (2) se encontra em um estado ativo e o motor (7) é acionado em uma primeira direção, sendo associado a um fator de carga que corresponde a uma condição operacional da disposição de bomba;
a disposição de bomba compreendendo adicionalmente dispositivos para monitorar um parâmetro operacional, a partir do qual o fator de carga do motor (7) pode ser deduzido;
o método sendo caracterizado pelo fato de compreender as etapas de:
- - determinar um valor real do parâmetro operacional, quando a bomba (2) se encontrar em um estado ativo;
- - com base no valor real do parâmetro operacional, determinar se uma força aplicada externamente está atuando sobre o motor (7) com uma intensidade que faz com que uma condição operacional prejudicial à disposição de bomba é iniciada, o que é verdadeiro quando o fator de carga do motor (7) excede um nível prejudicial à disposição de bomba;
- - efetuar uma mudança de estado do estado ativo da bomba (2) para um estado inativo da bomba (2), caso uma condição operacional prejudicial à disposição de bomba seja iniciada, a mudança de estado compreendendo a etapa em que a unidade de controle (6), imediatamente após ser determinado que uma condição operacional prejudicial à disposição de bomba é iniciada, interrompe de modo abrupto o acionamento do motor (7) na primeira direção ao ajustar a velocidade nominal de rotação do motor (7) igual a zero na unidade de controle (6).
Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a etapa de determinar se uma força externa está atuando sobre o motor (7) com uma intensidade que faz com com que uma condição operacional prejudicial à disposição de bomba seja iniciada compreende a etapa de:
- - determinar se o valor real do parâmetro operacional é igual ou excede a um valor predeterminado prejudicial limite (GS).
Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a etapa de determinar se uma força externa está atuando sobre o motor (7) com uma intensidade que faz com que uma condição operacional prejudicial à disposição de bomba seja iniciada compreende a etapa de:
- - determinar se o valor real do parâmetro operacional está fora de um intervalo prejudicial predeterminado (RS).
Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a etapa de determinar se uma força externa está atuando sobre o motor (7) com uma intensidade que faz com que uma condição operacional prejudicial à disposição de bomba seja iniciada compreende a etapa de:
- - determinar se uma diferença entre o valor real e um valor predeterminado nominal, quando a bomba (2) se encontra em um estado ativo, é igual ou excede um valor limite prejudicial predeterminado de diferença (DS).
Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de compreender adicionalmente as etapas de:
- - com base no valor real parâmetro operacional, determinar se uma força externa está atuando sobre o motor (7) com uma intensidade que faz com que uma condição operacional de tensionamento da disposição de bomba seja iniciada, o que é verdade quando o fator de carga do motor (7) excede um nível de tensionamento da disposição de bomba; e
- - efetuar uma mudança de estado do estado ativo da bomba (2) para um estado de limpeza da bomba (2), caso uma condição operacional de tensionamento da disposição de bomba seja iniciada.
Método, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que a etapa de determinar se uma força externa está atuando sobre o motor (7) com uma intensidade que faz com que uma condição operacional de tensionamento da disposição de bomba seja iniciada compreende a etapa de:
- - determinar se o valor real do parâmetro operacional é igual ou excede a um valor predeterminado de tensionamento limite (GA) durante um primeiro período de tempo predeterminado (T1).
Método, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que a etapa de determinar se uma força externa está atuando sobre o motor (7) com uma intensidade que faz com que uma condição operacional de tensionamento da disposição de bomba seja iniciada compreende a etapa de:
- - determinar se o valor real do parâmetro operacional está fora de um intervalo predeterminado de tensionamento (RA) durante um primeiro período de tempo predeterminado (T1).
Método, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que a etapa de determinar se uma força externa está atuando sobre o motor (7) com uma intensidade que faz com que uma condição operacional de tensionamento da disposição de bomba seja iniciada compreende a etapa de:
- - determinar se uma diferença entre o valor real e um valor predeterminado nominal, quando a bomba (2) se encontra em um estado ativo, é igual ou excede um valor limite predeterminado de diferença de tensionamento (DA), durante um primeiro período de tempo predeterminado (T1).
Método, de acordo com a reivindicação 6, quando dependente da reivindicação 5 e, por sua vez, quando dependente da reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que o valor limite (GS) prejudicial ao parâmetro operacional é pelo menos 20% maior que o valor limite (GA) de tensionamento do parâmetro operacional.
Método, de acordo com a reivindicação 7, quando dependente da reivindicação 5 e, por sua vez, quando dependente da reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que o intervalo prejudicial (RS) ao parâmetro operacional é maior que e inclui o intervalo de tensionamento (RA) do parâmetro operacional.
Método, de acordo com a reivindicação 8, quando dependente da reivindicação 5 e, por sua vez, quando dependente da reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que o valor limite da diferença (DS) prejudicial parâmetro operacional é pelo menos duas vezes maior que o valor limite da diferença (DA) de tensionamento do parâmetro operacional.
Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de compreender adicionalmente a etapa de:
- - efetuar uma mudança de estado do estado ativo da bomba (2) para um estado de limpeza da bomba (2), caso o motor (7) tenha sido continuamente acionado na primeira direção, durante um segundo período de tempo predeterminado (T2).
Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 5 a 12, caracterizado pelo fato de que a mudança de estado, a partir do estado ativo da bomba (2) para o estado de limpeza da bomba (2) compreende a etapa de:
- - diminuir a velocidade de rotação do motor (7) na primeira direção, de acordo com uma desaceleração predeterminada da velocidade de rotação do motor (7).
Método, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de compreender adicionalmente as etapas de:
- - parar o motor (7); e
- - manter o motor (7) parado durante um terceiro período de tempo predeterminado (T3).
Método, de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato de compreender adicionalmente as etapas de:
- - aumentar a velocidade de rotação do motor (7) em uma segunda direção oposta à primeira direção, de acordo com uma aceleração predeterminada da velocidade de rotação do motor (7);
- - acionar o motor (7) na segunda direção durante um quarto período de tempo predeterminado (T4),
- – diminuir a velocidade de rotação do motor (7) na segunda direção, de acordo com uma desaceleração da velocidade de rotação do motor (7); e
- - parar o motor (7).