EP4647606A1 - Computerimplementiertes verfahren zum detektieren und/oder bestimmen einer anomalie einer kreiselpumpe - Google Patents

Computerimplementiertes verfahren zum detektieren und/oder bestimmen einer anomalie einer kreiselpumpe

Info

Publication number
EP4647606A1
EP4647606A1 EP25174268.0A EP25174268A EP4647606A1 EP 4647606 A1 EP4647606 A1 EP 4647606A1 EP 25174268 A EP25174268 A EP 25174268A EP 4647606 A1 EP4647606 A1 EP 4647606A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
centrifugal pump
rotor
torque
normal state
anomaly
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP25174268.0A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Klaus Edmund Räbiger
Alex Schewalje
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Wilo SE
Original Assignee
Wilo SE
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Wilo SE filed Critical Wilo SE
Publication of EP4647606A1 publication Critical patent/EP4647606A1/de
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D15/00—Control, e.g. regulation, of pumps, pumping installations or systems
    • F04D15/0088—Testing machines
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D15/00—Control, e.g. regulation, of pumps, pumping installations or systems
    • F04D15/0066—Control, e.g. regulation, of pumps, pumping installations or systems by changing the speed, e.g. of the driving engine
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D15/00—Control, e.g. regulation, of pumps, pumping installations or systems
    • F04D15/0077—Safety measures

Definitions

  • the invention relates to a computer-implemented method for detecting and/or determining an anomaly of a centrifugal pump, comprising the steps of: In a normal state, accelerating and/or decelerating a rotor of the centrifugal pump to quantify at least one term of a dynamic rotor model of the centrifugal pump, and in a fault state deviating from the normal state, accelerating and/or decelerating the rotor of the centrifugal pump to detect at least one disturbance parameter.
  • Centrifugal pumps are known from the prior art and are used to pump a liquid by means of the rotary motion of an impeller.
  • the liquid to be pumped enters the pump chamber of the centrifugal pump through a suction port, is captured by the rotating impeller, and subsequently conveyed to a discharge port.
  • Solid particles contained in the liquid can settle in the area of the impeller and on the inside of the pump housing, thus negatively affecting the hydraulic and/or mechanical efficiency of the centrifugal pump or even causing it to become clogged and fail.
  • a key aspect of the proposed solution is that the dynamic rotor model creates a digital twin of the centrifugal pump, with parameter estimation achieved by solving the inverse problem, for example by Solving an optimization problem to determine the anomaly, particularly a clogging situation in the centrifugal pump, based on the identified parameters.
  • the anomaly could, for example, be bearing damage including wear and/or aging, seal damage including wear and/or aging, a particularly significant temperature change, a consequence such as expansion and/or viscosity change, misalignment of pump components, a consequence such as misalignment and/or gap dimension change, a blockage within the centrifugal pump at various locations, a corrosion effect, a deposit effect, multi-component fluids in the impeller, multiphase or cavitating fluids in the impeller, an unknown increase in friction, etc.
  • the dynamic rotor model determined in this way allows for significantly easier and more accurate detection and determination of anomalies.
  • the proposed method enables a much better analysis of a clogging situation or other possible types of mechanically induced malfunctions related to the rotation of the centrifugal pump rotor.
  • a suitable unblocking routine can be selected for the blockage situation in order to return the centrifugal pump to its normal state as quickly as possible.
  • the method provides a mathematical and/or physical analysis of a motor's start-up or deceleration phase, including the shaft and all rotating components of the centrifugal pump, compared to a previously defined digital twin of the centrifugal pump.
  • This analysis aims to identify potential blockage situations and/or other resistance-related or resistance-induced torques and forces. Based on this classification of the blockage situation, for example, regarding the location of a blockage within the pump housing of the centrifugal pump, a suitable, problem-specific unblocking routine can be selected. The method thus enables a faster and more efficient unblocking sequence for wastewater or sewage pumps.
  • the proposed method is particularly suitable for detecting blockages, especially during a coordinated, preferably stepwise, ramp-up sequence.
  • the terms of the dynamic rotor model can be determined based on the run-up and/or run-down sequence.
  • the method considers, in particular, a breakaway and/or static friction torque, a friction torque directly proportional to the angle of rotation (especially as stiffness), any number of friction torques directly proportional to angular velocities with different exponents (especially as damping of different orders), and/or allows the selection of a cleaning sequence optimally suited to the anomaly, depending on the classification of the existing blockage.
  • the proposed method further allows for the detection of dry running, the detection of a total blockage (especially), differentiation with respect to both directions of rotation of the rotor, and/or preprocessing of raw time signals such as torque, angular velocity, and/or angle of rotation, such as smoothing and/or filtering of the signals.
  • the term "computer-implemented” means, in particular, that the proposed method can be executed by a computer, a computer-based controller, a microprocessor, is cloud-based, or similar. Preferably, all steps of the method are executed by the computer, i.e., in a computer-implemented manner.
  • the normal state is understood to be, in particular, the state of the centrifugal pump in which the centrifugal pump, without increased friction or altered inertia, pumps a fluid of any origin, especially without problems.
  • the acceleration and/or deceleration of the rotor can be performed under laboratory conditions, for example, using clear water.
  • a term in the dynamic rotor model of the centrifugal pump is understood to be, for example, a friction term, a hydraulic torque term, and/or an inertia term.
  • the acceleration and/or deceleration of the centrifugal pump rotor to detect the at least one disturbance parameter preferably takes place during regular operation of the centrifugal pump, for example, when pumping wastewater.
  • a centrifugal pump is generally defined as a turbomachine that uses rotary motion and dynamic forces to pump predominantly liquids.
  • Centrifugal pumps are preferably designed as wastewater pumps. In a centrifugal pump, in addition to tangential acceleration of the liquid, radial acceleration is also achieved. The centrifugal force generated by the flow is used for pumping, which is why such pumps are also called centrifugal pumps. Centrifugal pumps are particularly suitable for use in the hydraulic systems of buildings or other applications.
  • the motor housing can be located above the pump housing.
  • the impeller driven by the motor via a shaft, is located within the motor housing and is used to pump the fluid.
  • the motor housing can be fixedly connected to the pump housing and/or be a single unit.
  • the centrifugal pump and the motor can each have their own shaft, which can be connected via a coupling.
  • the shaft projects from the motor housing into the pump housing on one drive side and/or is fixedly connected to the shaft on the drive side of the impeller.
  • an inlet for the fluid to be pumped can preferably be located below or at the bottom of the pump housing.
  • the liquid preferably comprises water or another liquid medium such as wastewater.
  • the liquid may also include solids such as impurities or waste of any kind, in particular feces, sediments, dirt, sand, or even small pieces of wood, brush, textiles, or rags, or the like.
  • the motor housing and/or the pump housing is made of metal, in particular cast iron or stainless steel, ceramic, and/or plastic.
  • accelerating and/or decelerating the rotor in the normal state to quantify at least one term of the dynamic rotor model of the centrifugal pump means, in particular, during regular, trouble-free operation of the centrifugal pump, namely when the centrifugal pump is pumping a fluid, which may be fresh water or may contain one of the aforementioned solid components.
  • the fault condition includes, in particular, a malfunction, bearing damage including wear and/or aging, seal damage including wear and/or aging, a particularly significant change in temperature, a consequence such as expansion and/or viscosity change, incorrect alignment of pump components, a consequence such as misalignment and/or gap dimension change, a blockage within the centrifugal pump, particularly at different locations, a Corrosion effect, a deposit effect, multi-component fluids in the impeller, multi-phase or cavitating fluids in the impeller, an unknown increase in friction, etc.
  • the procedure includes the following step: based on the specific anomaly, in particular automatic or manual transfer of the centrifugal pump from the fault state to the normal state.
  • a suitable unblocking routine is selected to resolve the anomaly or blockage, enabling the centrifugal pump to return from the fault state to its normal state as quickly as possible.
  • the selection of the unblocking routine and/or the return of the centrifugal pump from the fault state to the normal state is automated, particularly by computer-based control.
  • Such automated return can be achieved, for example, by the unblocking routine involving multiple changes in the direction and/or speed of rotation of the rotor.
  • the return of the centrifugal pump from the fault state to the normal state can be performed manually, for example, by user intervention. Such manual return could, for instance, be achieved by replacing a damaged impeller.
  • quantifying the dynamic rotor model, particularly force-based comprises determining a braking torque of the normal state, in particular at least one friction term, a hydraulic torque term, and/or, in particular, a time-dependent torque as a function of an angular velocity of the rotor, and/or determining the total inertia of a rotating system of the centrifugal pump in the normal state, in particular including a portion of the fluid moved by the centrifugal pump.
  • the quantification of the dynamic rotor model, particularly force-based is performed for the normal state, particularly under laboratory conditions, whereby, in particular, all braking torques of the rotor or the centrifugal pump are determined or measured beforehand.
  • quantifying the dynamic rotor model, particularly force-based comprises determining a braking torque of the normal state, consisting in particular of a total friction term and a hydraulic torque term, all in particular depending on the angular velocity of the rotor as a function of time, as well as a measurement of the total inertia of the rotating system in the normal state including proportionally moving fluid.
  • quantification is carried out taking into account a pump characteristic curve, a system characteristic curve, in particular a geodetic height difference, and/or a gate valve, a bypass valve, and/or a check valve, and in particular the position of the valve, and/or the fill level of a pipeline and/or the length of the pipeline, a fluid temperature, a fluid viscosity, a fluid density, a pressure difference, a volume flow rate, a pump efficiency, and/or a valve opening degree.
  • Data determined in this way can be stored in a database for a specific type of centrifugal pump in order to be used for comparison with the normal state, especially in the event of a fault.
  • the proposed method can be applied, in particular, with the pressure-side valve closed or the check valve closed, in order to generate a repeatable and comparable state, almost independent of the system. Furthermore, methods of machine learning or artificial intelligence can be applied to further process the disturbance parameters, in particular for classification, after conducting a large number of experiments and subsequently evaluating the results.
  • the equation described above combines all braking moments of the centrifugal pump in normal conditions into a total braking moment.
  • the dynamic rotor model comprises, in the normal state, an inertia term and a braking torque on the left side of the equation and a time-dependent motor torque on the right side of the equation.
  • J ⁇ ⁇ t + M R ⁇ ⁇ t M M t
  • J moment of inertia in particular as the sum of various inertial effects of rotating solid parts, fluid in the impeller and/or fluid in the pump housing and/or in parts of a piping system.
  • the acquisition of the dynamic rotor model in the normal state includes calculating and/or experimentally determining a moment of inertia.
  • the acquisition of the dynamic rotor model in the normal state includes determining the moment of inertia of the entire rotating system of the centrifugal pump, especially including additive inertias due to fluid in the vicinity of the rotor, for example by experimental determination in the laboratory or based on a calculation.
  • solving the inverse problem involves classifying the anomaly, the normal state, and/or the fault state. Based on the classification of the anomaly, a suitable measure can be selected, manually or automatically, to correct the anomaly. According to a further preferred embodiment, the centrifugal pump is returned from the fault state to the normal state based on the classification of the anomaly and/or the fault state. Ideally, in the case of a blockage, the classification allows for... For example, a suitable unblocking routine can be selected for the classification, so that after applying the unblocking routine the centrifugal pump can be returned from the fault state to the normal state.
  • the at least one disturbance parameter comprises a breakaway torque and/or a static friction torque of the fault condition
  • the acceleration of the rotor to detect the disturbance parameter includes increasing the motor torque from zero until the rotor is moved for the first time, wherein the static friction torque of the anomaly is calculated as the motor torque present at the initial movement minus a breakaway torque of the normal state.
  • the at least one disturbance parameter comprises a breakaway torque and/or a static friction torque of the fault condition
  • the acceleration of the rotor to detect the disturbance parameter includes increasing the motor torque from zero until the rotor is moved for the first time, wherein the static friction torque of the anomaly is calculated as the motor torque present at the initial movement minus a breakaway torque of the normal state.
  • a potential additional breakaway torque of the anomaly is determined first. To achieve this, the motor torque can be continuously and slowly increased from zero until the rotor first starts to move. The breakaway torque of the normal state is then subtracted from this current motor torque to obtain the static friction torque of the anomaly.
  • “Vanishingly small” means in particular ⁇ 1 and ⁇ 100 rotations of the rotor per minute, preferably ⁇ 1 and ⁇ 10 rotations of the rotor per minute.
  • the initial movement of the motor is, in particular, a breaking-in process.
  • the rotor's angle of rotation can be measured directly or calculated using an integration method.
  • the procedure includes the step: Calculating an additional moment of inertia, particularly with a positive or negative sign, during positive or negative acceleration within a predetermined angular velocity range.
  • the acceleration can be constant, according to a predefined function, according to arbitrary functions, etc.
  • the procedure includes the following step: Determine, based on a result of at least one of the four preceding developments, the fault condition comprising in particular no blockage, blockage between a rotating and a stationary part of the centrifugal pump, blockage leading to the standstill of an impeller of the centrifugal pump or blockage within an impeller channel and in particular in impeller side spaces, in different Gaps, on impeller edges, on a tongue and/or in a spiral of the centrifugal pump.
  • the determination includes a mix of blockage locations, such as pump housing, impeller channel, impeller edge and/or gap between rotating and stationary parts, and/or consequences, such as no blockage, mild blockage and/or severe blockage.
  • the procedure includes the following step: Gradual, periodic and/or repetitive acceleration and/or deceleration.
  • the procedure includes the following step: Storing at least one term of the dynamic rotor model in the normal state of the centrifugal pump in the form of a characteristic curve and/or a characteristic map in the Database for comparing the fault state with the normal state, in particular depending on fluid temperature, fluid viscosity, fluid density, pressure difference, volume flow, pump efficiency and/or depending on a system, in particular on the geodetic height difference, position of the valve and/or the check valve, the fill level of all pipelines, lengths of all pipelines and/or the existence of a bypass.
  • the procedure includes the step: Acceleration and/or deceleration over a particularly sufficiently large speed range, wherein the acceleration and/or deceleration can be carried out with a positive or negative acceleration that is always non-zero, in particular with a strictly monotonic speed profile, and/or stepwise, in particular with a monotonic speed profile, with time periods of in particular almost constant angular velocity, in particular with intermediate periods of sustained speed, and/or in particular with constant or true acceleration periods, in particular with acceleration not equal to zero, between individual stages, a starting speed and a final speed and/or in any sequence.
  • the normal state can be taught and/or the rotor model applied to determine the fault parameters in various ways.
  • the normal state of the centrifugal pump particularly with regard to start-up and shutdown, can be determined for each individual application and stored in the form of a characteristic curve.
  • the normal state of the centrifugal pump particularly with regard to start-up and shutdown, can be determined in advance for different applications and stored in the form of characteristic curves or maps for later selection.
  • the normal state as well as the fault state of the centrifugal pump during start-up and/or shutdown can always be analyzed with the valve closed, particularly with the valve on a pressure side of the centrifugal pump closed, whereby the normal state is saved and stored in the database.
  • the procedure includes the step:
  • the determined disturbance parameters which can be viewed as coordinates of a multidimensional parameter space, allow us to determine the type of anomaly or disturbance present, and to which class the respective anomaly or disturbance belongs. With a sufficient data basis, such classification can also be supported by artificial intelligence methods, particularly machine learning methods.
  • the normal state can be defined as a situation in which all disturbance parameters are smaller in magnitude than their respective threshold values, i.e., in particular, close to zero.
  • the normal state represents, in particular, the centrifugal pump upon delivery or commissioning in a given system or during operation without disturbance and/or without aging effects such as wear.
  • the fault state is defined as a situation in which at least one disturbance parameter is greater than or equal to a respective threshold value, i.e., in particular, differs significantly from zero in magnitude.
  • the fault condition can include, in particular, bearing damage including wear, seal damage including wear, and/or a particularly significant change in temperature and its consequences such as expansion and/or viscosity changes, incorrect alignment of pump components and the consequences such as misalignment and/or changes in clearance dimensions, and/or blockages within the centrifugal pump, especially at different locations, further wear effects, corrosion effects, deposit effects, and/or the presence of fluids with multiple components and/or phases within the pump.
  • the threshold values can be defined in advance experimentally or based on existing experience.
  • time signals of torque, angle of rotation, and angular velocity can be acquired by hardware sensors and/or soft sensors.
  • Hardware sensors are understood to be, in particular, sensors that directly measure quantities as a function of time; a sensor for the combined measurement of all relevant quantities is also conceivable.
  • Soft sensors are This refers specifically to sensors that allow the measurement of basic signals from the motor and/or frequency converter, adapted to a particular motor technology. A combination of hardware and soft sensors is also conceivable.
  • FIG. 1 shows a schematic view of a centrifugal pump 1 for carrying out a method described below for detecting, determining and/or classifying an anomaly and, in particular in the case of a blockage, for subsequently resolving the blockage of the centrifugal pump 1 according to a preferred embodiment of the invention.
  • the centrifugal pump 1 has a conventional pump housing 2 with a suction opening 3, located at the bottom of the pump housing 2 in the figure, serving as an inlet.
  • a rotor 4 is provided in the pump housing 2, extending vertically in the drawing.
  • the rotor 4 is part of a motor 5, shown only in outline, which rotates in the opposite direction.
  • the suction opening 3 is arranged. Facing the suction opening 3 is an impeller 6, which is driven by the motor 5 via the rotor 4.
  • the centrifugal pump 1 has a microprocessor-based control unit 7, in Fig. 1 only hinted at.
  • the centrifugal pump 1 has one or more sensors 8 for quantifying at least one term of a dynamic rotor model and/or for detecting at least one disturbance parameter of the centrifugal pump 1.
  • the sensor 8 is configured accordingly as an acceleration and/or vibration sensor, in particular as a 3-axis acceleration and/or vibration sensor, as a pressure sensor and/or as a current sensor, and/or as a sensor for determining a motor torque, an angle of rotation and/or an angular velocity or a rotational speed.
  • the sensor 8 is provided in particular in contact with, immediately adjacent to, and/or rigidly mounted, for example on a metal plate, especially near a respective bearing point, on the motor 5, associated with the rotor 4, on the pump housing 2, on a motor housing of the motor 5, and/or associated with the impeller 6.
  • the sensor 8 is provided on the pressure side and/or suction side, in particular at the suction opening 3.
  • sensor 8 measures a motor current drawn by motor 5.
  • the computer-implemented method described below for detecting, determining, and/or classifying the anomaly of centrifugal pump 1 is performed by a processor and/or computer (not shown), in particular the controller 7.
  • the method essentially uses a mathematical-physical approach to analyze pump behavior during the acceleration and/or deceleration of the rotor 4, especially during the start-up or shutdown phase of the motor 5.
  • the approach consists of three main components: training a digital twin using a normal state, identifying anomaly parameters by solving an inverse problem, and classifying anomalies using the identified parameters.
  • centrifugal pump 1 can be automatically or manually returned from the fault state to the normal state.
  • the sum of all moments of inertia is multiplied by the angular acceleration.
  • the sum of all moments of inertia includes, on the one hand, moments of inertia of the normal state and, on the other hand, moments of inertia of an anomaly, i.e., the fault state.
  • An additional moment of inertia of an anomaly can be positive or negative, depending on the case.
  • the decelerating torque can be defined as follows: all braking torques of centrifugal pump 1 are combined into a total braking torque. The result is an equation with an inertia term and a braking torque on the left-hand side and the motor torque on the right-hand side.
  • boundary conditions can include temperature, fluid viscosity, fluid density, pressure difference, volumetric flow rate, pump efficiency, valve opening state, etc.
  • data determined in the form of characteristic curves or maps, can be stored in a database. The data is stored for a specific pump type and/or a specific centrifugal pump 1. This data is subsequently needed for comparison with the normal state and then retrieved.
  • a stepwise procedure is applied during acceleration, allowing unknown perturbation parameters to be determined incrementally.
  • other methods are possible, which can be used for both acceleration and deceleration phases, as well as for solving general or specific inversion, optimization, or parameter identification problems.
  • Step 1 Estimating the perturbation parameters for an initial perturbation (breaking out)
  • a (potential) additional breakaway torque for the anomaly is determined (the breakaway torque of the normal state is already known).
  • the motor torque is used. The torque is continuously increased from zero until rotor 4 first moves. The breakaway torque of the normal state is subtracted from this current motor torque. The result represents the static friction torque of the anomaly.
  • Step 2 Estimating the constant disturbance parameter (see also notes and calculation method in step 4)
  • This disturbance parameter is implicitly calculated in step 4, since in step 4 a disturbance parameter of an occurring velocity-independent constant friction is considered as the coefficient of an angular velocity with an exponent of zero. The result is a sliding friction moment (Coulomb friction) of the anomaly.
  • Step 3 Estimating the angle-related disturbance parameter
  • the angular velocity of centrifugal pump 1 is rapidly increased to a very small but constant value.
  • the motor torque is then adjusted to maintain this constant angular velocity.
  • the angle of rotation is either measured directly or calculated using an integration method.
  • the angle-related disturbance parameter is obtained as the derivative of the motor torque with respect to the angle of rotation.
  • a comparison with a predefined threshold determines whether further identification will take place.
  • angle-related disturbance parameter is greater than or equal to a certain threshold value, a rapid or short-term standstill of the centrifugal pump 1 after a certain number of revolutions or a certain time period can be assumed (in particular, restricted rotation of the rotor 4). In this case, the identification procedure can be aborted.
  • angle-related disturbance parameter is below a certain threshold, the following steps should be taken (in particular, ensuring that infinite free rotation of rotor 4 is possible). In the following, it is assumed that ⁇ is zero.
  • ⁇ is zero and proceeds to step 4. If rotor 4 can rotate freely, step 4 can be completed; the assumption was therefore correct. If rotor 4 cannot rotate freely (noticeable, in particular, upon reaching maximum motor torque or a certain threshold), step 4 is aborted; the assumption was therefore incorrect.
  • ⁇ is simply interpreted as a Boolean variable indicating an angle-related malfunction. Since such an anomaly ultimately leads to total stalling, the precise value of ⁇ as a real-valued variable is not important, so representing it as a Boolean variable is sufficient.
  • Step 4 Estimating the velocity-related disturbance parameters
  • the coefficients for the angular velocities with different exponents, as well as the constant perturbation parameter, can be determined by defining a linear system of equations with K + 1 linearly independent equations.
  • the equations are associated with pairwise different constant angular velocities in a specific range between low and high velocities.
  • the additional section modulus M ⁇ is constant and corresponds in the following to the constant perturbation parameter ⁇ from step 2.
  • This as yet unknown perturbation parameter on the left-hand side can also be interpreted as a coefficient for an angular velocity with an exponent of zero.
  • a linear system of equations with K + 1 linear independent equations is formulated to determine the K + 1 unknown parameters.
  • the K + 1 equations can be associated with the K + 1 steps with constant angular velocity.
  • the angular velocities with exponents represent the known or measured entries of the coefficient matrix.
  • the right-hand side of the The system of equations corresponds to the vector of the equally known differences between engine torque and braking torque at specific times.
  • Another way to solve this linear system of equations, or another way to calculate the parameters could be to consider a larger number of stages in order to (intentionally) define an overdetermined system of equations that is ultimately solved approximately.
  • Step 5 Estimating the acceleration-related perturbation parameter
  • centrifugal pump 1 and its motor 5 can be accelerated in stages.
  • centrifugal pump 1 and its motor 5 can be accelerated finally over a sufficiently wide speed range to the actual operating speed of motor 5.
  • the system waits until the speed reaches a steady state.
  • These individual speed values are then used to establish the system of equations for steps 2 and 4.
  • all speed values for an acceleration sequence can be evaluated as a function of time. This allows for the analysis of dynamic profiles and accelerations between successive stages. Depending on the resolution of the speed-time curves, this results in a large number of equations and, consequently, an overdetermined system of equations. This can subsequently be solved, for example, using a least squares method.
  • the advantage of this method lies in the simultaneous processing of steps 2, 4, and 5.
  • centrifugal pump 1 Pump housing 2 Suction opening 3 rotor 4 Motor 5 balance bike 6 steering 7 sensor 8

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Control Of Non-Positive-Displacement Pumps (AREA)
  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)

Abstract

Gegenstand der Erfindung ist ein computerimplementiertes Verfahren zum Detektieren und/oder Bestimmen einer Anomalie einer Kreiselpumpe (1), mit den Schritten: in einem Normalzustand, Beschleunigen und/oder Verlangsamen eines Rotors (4) der Kreiselpumpe (1) zum Quantifizieren mindestens eines Terms eines dynamischen Rotormodells der Kreiselpumpe (1), in einem von dem Normalzustand abweichenden Fehlerzustand, Beschleunigen und/oder Verlangsamen des Rotors (4) der Kreiselpumpe (1) zum Erfassen mindestens eines Störungsparameters, und Lösen eines inversen Problems des dynamischen Rotormodells zum Identifizieren des mindestens einen Störungsparameters zum Detektieren und/oder Bestimmen der Anomalie.

Description

    Technisches Gebiet
  • Die Erfindung betrifft ein computerimplementiertes Verfahren zum Detektieren und/oder Bestimmen einer Anomalie einer Kreiselpumpe, mit den Schritten: In einem Normalzustand, Beschleunigen und/oder Verlangsamen eines Rotors der Kreiselpumpe zum Quantifizieren mindestens eines Terms eines dynamischen Rotormodells der Kreiselpumpe, und in einem von dem Normalzustand abweichenden Fehlerzustand, Beschleunigen und/oder Verlangsamen des Rotors der Kreiselpumpe zum Erfassen mindestens eines Störungsparameters.
    • Hintergrund der Erfindung
  • Kreiselpumpen sind aus dem Stand der Technik bekannt und dienen zum Fördern einer Flüssigkeit mittels einer Drehbewegung eines Laufrades. Die zu fördernde Flüssigkeit tritt über eine Saugöffnung in einen Pumpenraum der Kreiselpumpe ein, wird von dem rotierenden Laufrad erfasst und in der Folge in einen Druckstutzen befördert. In der Flüssigkeit enthaltene Feststoffanteile können sich im Bereich des Laufrades sowie an einer Innenseite eines Pumpengehäuses absetzen und derart einen hydraulischen und/oder mechanischen Wirkungsgrad der Kreiselpumpe negativ beeinflussen oder sogar ein Verstopfen und Ausfall der Kreiselpumpe bewirken.
  • Obwohl aus dem Stand der Technik mehrere Verfahren zum Detektieren und/oder Bestimmen einer Anomalie und insbesondere zum Lösen von Verstopfungen von Kreiselpumpen bekannt sind, zeigt die derzeitige Praxis, dass die bekannten Verfahren nicht ideal sind, um eine Kreiselpumpe vor Beschädigung aufgrund einer solchen möglicherweise nicht rechtzeitig erkannten Verstopfung in sicherer und verlässlicher Weise zu schützen, und insbesondere einen entsprechenden Anomalie der Kreiselpumpe verlässlich zu Detektieren und/oder zu Bestimmen.
    • Beschreibung der Erfindung
  • Ausgehend von dieser Situation ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum Detektieren und/oder Bestimmen einer Anomalie einer Kreiselpumpe, welches gegenüber den aus dem Stand der Technik bekannten Lösungen verlässlicher und schneller die Anomalie, und insbesondere eine Verstopfung, erkennen und klassifizieren kann und/oder zielgerichtete Maßnahmen zum Beseitigen der Anomalie, insbesondere zum Lösen der Verstopfung einleiten kann.
  • Die Aufgabe der Erfindung wird durch die Merkmale des unabhängigen Anspruchs gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen angegeben.
  • Demnach wird die Aufgabe gelöst durch ein computerimplementiertes Verfahren zum Detektieren, Bestimmen und/oder Klassifizieren einer Anomalie einer Kreiselpumpe, mit den Schritten:
    • in einem Normalzustand, Beschleunigen und/oder Verlangsamen eines Rotors der Kreiselpumpe zum Quantifizieren mindestens eines Terms eines dynamischen Rotormodells der Kreiselpumpe,
    • in einem von dem Normalzustand abweichenden Fehlerzustand, Beschleunigen und/oder Verlangsamen des Rotors der Kreiselpumpe zum Erfassen mindestens eines Störungsparameters, und
    • Lösen eines inversen Problems des dynamischen Rotormodells zum Identifizieren des mindestens einen Störungsparameters zum Detektieren, Bestimmen und/oder Klassifizieren der Anomalie.
  • Ein wesentlicher Punkt der vorgeschlagenen Lösung liegt darin, dass durch das dynamische Rotormodell ein digitaler Zwilling der Kreiselpumpe geschaffen wird, wobei eine Parameterschätzung durch Lösung des inversen Problems erfolgt, beispielsweise durch Lösen eines Optimierungsproblems, um derart die Anomalie, insbesondere eine Verstopfungssituation der Kreiselpumpe anhand der identifizierten Parameter bestimmen zu können. Die Anomalie kann beispielsweise ein Lagerschaden inklusive Verschleiß und/oder Alterung, ein Dichtungsschaden inklusive Verschleiß und/oder Alterung, eine insbesondere starke Änderung einer Temperatur, eine Folge wie Ausdehnung und/oder Viskositätsänderung, eine fehlerhafte Ausrichtung von Pumpenkomponenten, eine Folge wie Fluchtungsfehler und/oder Spaltmaßänderung, eine Verstopfung innerhalb der Kreiselpumpe an insbesondere unterschiedliche Stellen, ein Korrosionseffekt, ein Ablagerungseffekt, mehrkomponentige Fluide im Laufrad, mehrphasige oder kavitierende Fluide im Laufrad, ein unbekannter Anstieg von Reibung usw. darstellen. Durch das derart bestimmte dynamische Rotormodell lässt sich eine Anomalie wesentlich einfacher und genauer detektieren bzw. bestimmen. Noch anders formuliert lässt sich durch das vorgeschlagene Verfahren eine Verstopfungssituation, oder eine andere mögliche Art mechanisch bedingter Fehlfunktion in Bezug auf eine Drehung des Rotors der Kreiselpumpe, wesentlich besser analysieren. Im Falle einer Verstopfung als Anomalie, kann eine für die Verstopfungssituation passende Entblockungsroutine ausgewählt werden, um derart die Kreiselpumpe möglichst schnell wieder in den Normalzustand zu überführen.
  • Zusammengefasst stellt das Verfahren eine mathematische und/oder physikalische Analyse einer Hochlauf- oder Abbremsphase eines Motors insbesondere inklusive Welle und allen rotierenden Komponenten der Kreiselpumpe im Vergleich zu einem zuvor bestimmten digitalen Zwilling der Kreiselpumpe zwecks Identifizierung potenzieller Verstopfungssituationen und/oder weiterer widerstands- oder widerstandsbedingter Drehmomente und Kräfte zur Verfügung. Aufgrund einer solchen Klassifizierung der Verstopfungssituation, beispielsweise hinsichtlich eines Ortes einer auftretenden Verstopfung in einem Inneren eines Pumpengehäuses der Kreiselpumpe, kann eine für die Verstopfung passende, problemangepasste Entblockungsroutine ausgewählt werden. Das Verfahren ermöglicht somit eine schnellere und effizientere Entblockungssequenz für Abwasser- oder Schmutzwasserpumpen.
  • Das vorgeschlagene Verfahren lässt sich bevorzugt zum Bestimmen einer Verstopfung verwenden. Insbesondere während einer abgestimmten bevorzugt stufenweisen Hochlauf-Sequenz und/oder Auslauf-Sequenz lassen sich die Terme des dynamischen Rotormodells bestimmen. Das Verfahren berücksichtigt zum Erfassen des mindestens einen Störungsparameters insbesondere ein Losbrech- und/oder Haftreibungsmoment, ein Reibmoments direkt proportional zum Drehwinkel, insbesondere als Steifigkeit, beliebig viele Reibmomente direkt proportional zu Winkelgeschwindigkeiten mit unterschiedlichen Exponenten, insbesondere als Dämpfungen unterschiedlicher Ordnungen, und/oder erlaubt ein Auswählen einer zu der Anomalie optimal passenden Reinigungssequenz je nach Klassifizierung der vorliegenden Verstopfung. Das vorgeschlagene Verfahren erlaubt ferner ein Erkennen eines Trockenlaufs, das Erkennung einer insbesondere totalen Blockierung, eine Differenzierung hinsichtlich beider Drehrichtungen des Rotors, und/oder eine Vorverarbeitung von Roh-Zeitsignalen wie Drehmoment, Winkelgeschwindigkeit und/oder Drehwinkel, wie beispielsweise eine Glättung und/oder Filterung der Signale.
  • Der Begriff computerimplementiert meint insbesondere, dass das vorgeschlagene Verfahren durch einen Computer, eine computerbasierte Steuerung, einen Mikroprozessor, cloudbasiert oder dergleichen ausführbar ist bzw. ausgeführt wird. Bevorzugt werden alle Schritte des Verfahrens durch den Computer d.h. computerimplementiert ausgeführt. Als Normalzustand wird insbesondere der Zustand der Kreiselpumpe verstanden, in welchem die Kreiselpumpe ohne erhöhte Reibung und ohne veränderte Trägheit jeglichen Ursprung, insbesondere problemfrei ein Fluid fördert. Das Beschleunigen und/oder Verlangsamen des Rotors kann unter Laborbedingungen erfolgen, beispielsweise unter Verwendung von Klarwasser. Als Term des nachfolgend weiter beschriebenen dynamischen Rotormodells der Kreiselpumpe wird beispielsweise ein Reibungsterm, ein hydraulischer Drehmomentterm und/oder ein Trägheitsterms, verstanden. Das Beschleunigen und/oder Verlangsamen des Rotors der Kreiselpumpe zum Erfassen des mindestens einen Störungsparameters erfolgt bevorzugt während eines regulären Betriebs der Kreiselpumpe, beispielsweise beim Fördern von Abwasser.
  • Als Kreiselpumpe wird im Allgemeinen eine Strömungsmaschine bezeichnet, die eine Drehbewegung und dynamische Kräfte zur Förderung überwiegend von Flüssigkeiten als Fluid nutzt. Bevorzugt ist die Kreiselpumpe als Abwasserpumpe ausgestaltet. Bei der Kreiselpumpe wird neben einer tangentialen Beschleunigung der Flüssigkeit eine in radialer Strömung auftretende Fliehkraft zur Förderung genutzt, so dass solche Pumpen ebenso als Zentrifugalpumpen bezeichnet werden. Bevorzugt lässt sich die Kreiselpumpe für eine hydraulische Anlage eines Gebäudes oder sonstige Anwendungen verwenden.
  • Im regulären Betrieb der Kreiselpumpe kann ein Gehäuse des Motors der Kreiselpumpe oberhalb des Pumpengehäuses angeordnet sein, in welchem das von dem Motor über die Welle angetriebenes Laufrad zum Fördern der Flüssigkeit vorgesehen ist, wobei das Gehäuse des Motors mit dem Pumpengehäuse ortsfest verbunden und/oder einteilig gestaltet sein kann. Ebenso kann die Kreiselpumpe und der Motor jeweils eine eigene Welle aufweisen, wobei die Wellen über eine Kupplung miteinander verbindbar sind. Bevorzugt ragt die Welle an einer Antriebsseite aus dem Gehäuse des Motors in das Pumpengehäuse hinein und/oder ist an der Antriebsseite des Laufrads ortsfest mit der Welle verbunden. Entsprechend kann ein Einlass für die zu fördernde Flüssigkeit bevorzugt unterhalb oder unten an dem Pumpengehäuse angeordnet sein.
  • Die Flüssigkeit umfasst bevorzugt Wasser oder ein sonstiges flüssiges Medium wie beispielsweise Abwasser. Die Flüssigkeit kann Feststoffe wie beispielsweise Verunreinigungen oder Müll jeglicher Art, insbesondere Fäkalien, Sedimente, Dreck, Sand, oder auch kleinere Holz-, Gestrüpp-, Textilien- oder Lappenteile oder dergleichen umfassen. Bevorzugt ist das Gehäuse des Motors und/oder das Pumpengehäuse aus Metall, insbesondere aus Gusseisen oder Edelstahl, Keramik, und/oder Kunststoff gestaltet. Wie bereits angesprochen, bedeutet im Rahmen der Erfindung das Beschleunigen und/oder Verlangsamen des Rotors im Normalzustand zum Quantifizieren des mindestens eines Terms des dynamischen Rotormodells der Kreiselpumpe insbesondere während eines regulären, störungsfreien Betriebs der Kreiselpumpe, nämlich wenn die Kreiselpumpe ein Fluid als Flüssigkeit fördert, welches Frischwasser sein kann oder mit einem vorgenannten Feststoffanteil versetzt sein kann. Der Fehlerzustand umfasst insbesondere eine Störung, ein Lagerschaden inklusive Verschleiß und/oder Alterung, ein Dichtungsschaden inklusive Verschleiß und/oder Alterung, eine insbesondere starke Änderung einer Temperatur, eine Folge wie Ausdehnung und/oder Viskositätsänderung, eine fehlerhafte Ausrichtung von Pumpenkomponenten, eine Folge wie Fluchtungsfehler und/oder Spaltmaßänderung, eine Verstopfung innerhalb der Kreiselpumpe an insbesondere unterschiedliche Stellen, ein Korrosionseffekt, ein Ablagerungseffekt, mehrkomponentige Fluide im Laufrad, mehrphasige oder kavitierende Fluide im Laufrad, ein unbekannter Anstieg von Reibung usw.
  • Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung umfasst das Verfahren den Schritt:
    basierend auf der bestimmten Anomalie, insbesondere automatisches oder manuelles Überführen der Kreiselpumpe aus dem Fehlerzustand in den Normalzustand.
  • Gemäß dieser Weiterbildung wird basierend auf der bestimmten Anomalie beispielsweise im Fall der Verstopfung, eine für die Behebung der Anomalie bzw. der Verstopfung geeignete Entblockungsroutine gewählt, durch welche die Kreiselpumpe möglichst schnell aus dem Fehlerzustand wieder in den Normalzustand überführt werden kann. Bevorzugt erfolgt das Auswählen der Entblockungsroutine und/oder Überführen der Kreiselpumpe aus dem Fehlerzustand in Normalzustand automatisiert, insbesondere durch die Computer-basierte Steuerung. Ein solches automatisierte Überführen kann beispielsweise durch die Entblockungsroutine umfassend ein mehrfaches Ändern der Drehrichtung und/oder Drehzahl des Rotors erreicht werden. Ebenso kann es zweckmäßig sein, dass das Überführen der Kreiselpumpe aus dem Fehlerzustand in den Normalzustand manuell, beispielsweise durch Eingreifen eines Nutzers, erfolgt. Ein solches manuelles Überführen kann beispielsweise durch Austauschen eines beschädigten Laufrads erfolgen
  • Nach einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung umfasst das Quantifizieren des insbesondere kräftebasierten dynamischen Rotormodells ein Erfassen eines Bremsmoments des Normalzustands, insbesondere wenigstens eines Reibungsterms, eines insbesondere hydraulischen Drehmomentterms, und/oder insbesondere zeitabhängig, in Abhängigkeit von einer Winkelgeschwindigkeit des Rotors, und/oder das Quantifizieren des insbesondere kräftebasierten dynamischen Rotormodells ein Erfassen einer Gesamtträgheit eines rotierenden Systems der Kreiselpumpe im Normalzustand, insbesondere inklusive einer anteilig durch die Kreiselpumpe bewegter Flüssigkeit. Das Quantifizieren des insbesondere kräftebasierten dynamischen Rotormodells erfolgt für den Normalzustand insbesondere unter Laborbedingungen, wobei insbesondere alle bremsenden Momente des Rotors bzw. der Kreiselpumpe vorab bestimmt bzw. vermessen werden. Weiter bevorzugt umfasst das Quantifizieren des insbesondere kräftebasierten dynamischen Rotormodells ein Erfassen eines Bremsmoments des Normalzustands, bestehend aus insbesondere einem Gesamtreibungsterm und einem insbesondere hydraulischen Drehmomentterm, alle insbesondere in Abhängigkeit von der Winkelgeschwindigkeit des Rotors als Funktion der Zeit, sowie ein Erfassen der Gesamtträgheit des rotierenden Systems im Normalzustand inklusive anteilig mitbewegter Flüssigkeit.
  • Gemäß einer anderen bevorzugten Weiterbildung erfolgt das Quantifizieren unter Berücksichtigung einer Pumpenkennlinie, unter Berücksichtigung einer Systemkennlinie, insbesondere unter Berücksichtigung einer geodätischen Höhendifferenz, und/oder unter Berücksichtigung eines Absperrschiebers, eines Ventils, eine Bypasses und/oder einer Rückschlagklappe sowie insbesondere einer Stellung des Ventils und/oder unter Berücksichtigung eines Füllstands einer Rohrleitung und/oder Länge der Rohleitung, einer Flüssigkeitstemperatur, einer Flüssigkeitsviskosität, einer Flüssigkeitsdichte, einer Druckdifferenz, eines Volumenstroms, eines Pumpenwirkungsgrads und/oder eines Ventilöffnungsgrad. Derart ermittelte Daten können in einer Datenbank für einen bestimmten Typ der Kreiselpumpe abgespeichert werden, um bei einem Vergleich, insbesondere im Fehlerzustand, mit dem Normalzustand herangezogen zu werden. Das vorgeschlagene Verfahren lässt sich insbesondere bei geschlossenem druckseitigem Ventil bzw. bei geschlossener Rückschlagklappe anwenden, um einen wiederholbaren und vergleichbaren Zustand, nahezu unabhängig vom System, zu erzeugen. Ferner lassen sich Methoden Maschinellen Lernens bzw. künstlicher Intelligenz zur weiteren Verarbeitung der Störungsparameter anwenden, insbesondere zur Klassifizierung, nach Durchführung einer Vielzahl an Experimenten und anschließender Auswertung von Ergebnissen.
  • Nach einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung umfasst das dynamische Rotormodell ein von einer Drehzahl und/oder Winkelgeschwindigkeit abhängiges Bremsmoment des Normalzustands gemäß folgender Gleichung M R φ ˙ t : = ∑ i = 1 N k i φ ˙ r i t + M T φ ˙ t + M I φ ˙ t , mit
    • ki Koeffizienten der Winkelgeschwindigkeit des Rotors,
    • ri Exponenten der Winkelgeschwindigkeit des Rotors,
    • MT Momentenfunktion eines Übergangs von Haft- zu Gleitreibung insbesondere des Rotors, und
    • MI Drehmoment eines Laufrads der Kreiselpumpe.
  • Die vorbeschriebene Gleichung vereint alle bremsenden Momente der Kreiselpumpe im Normalzustand zu einem gesamten Bremsmoment.
  • Gemäß einer anderen bevorzugten Weiterbildung umfasst das dynamische Rotormodell, gemäß folgender Gleichung, im Normalzustand auf einer linken Seite der Gleichung einen Trägheitsterm sowie ein Bremsmoment und auf einer rechten Seite der Gleichung ein zeitabhängiges Motordrehmoment, J φ ¨ t + M R φ ˙ t = M M t , mit
    J Trägheitsmoment, insbesondere als Summe verschiedene Trägheitseffekte von rotierenden festen Teilen, Flüssigkeit im Laufrad und/oder Flüssigkeit im Pumpengehäuse und/oder in Teilen eines Rohrleitungssystem.
  • Nach einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung umfasst das Erfassen des dynamischen Rotormodells im Normalzustand ein Berechnen und/oder experimentelles Bestimmen eines Trägheitsmoments. Insbesondere umfasst das Erfassen des dynamischen Rotormodells im Normalzustand ein Erfassen des Trägheitsmoments eines gesamten rotierenden Systems der Kreiselpumpe, insbesondere inklusive additiver Trägheiten durch Flüssigkeit in der Umgebung des Rotors, beispielsweise durch experimentelles Bestimmen im Labor oder aufgrund einer Berechnung.
  • Gemäß einer anderen bevorzugten Weiterbildung umfasst das Lösen des inversen Problems ein Klassifizieren der Anomalie, des Normalzustands und/oder des Fehlerzustands. Basierend auf der Klassifizierung der Anomalie lässt sich eine geeignete Maßnahme auswählen, manuell oder automatisiert, um die Anomalie zu beheben. Nach einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung erfolgt das Überführen der Kreiselpumpe aus dem Fehlerzustand in den Normalzustand basierend auf der Klassifizierung der Anomalie und/oder des Fehlerzustands. Idealerweise kann aufgrund der Klassifizierung im Fall der Verstopfung beispielsweise eine für die Klassifizierung passende Entblockungsroutine gewählt werden, so dass nach Anwendung der Entblockungsroutine die Kreiselpumpe aus dem Fehlerzustand wieder zurück in den Normalzustand überführt werden kann.
  • Gemäß einer anderen bevorzugten Weiterbildung umfasst der mindestens eine Störungsparameter ein Losbrechmoment und/oder ein Haftreibungsmoment des Fehlerzustands umfasst und/oder das Beschleunigen des Rotors zum Erfassen des Störungsparameters ein Erhöhen eines Motordrehmoments von Null ab bis zu einem erstmaligen Bewegen des Rotors umfasst, wobei sich ein Haftreibungsmoment der Anomalie aus einem bei dem erstmaligen Bewegen aktuellen Motordrehmoment abzüglich eines Losbrechmoments des Normalzustands ergibt. Nach einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung umfasst der mindestens eine Störungsparameter ein Losbrechmoment und/oder ein Haftreibungsmoment des Fehlerzustands umfasst und/oder das Beschleunigen des Rotors zum Erfassen des Störungsparameters ein Erhöhen eines Motordrehmoments von Null ab bis zu einem erstmaligen Bewegen des Rotors, wobei sich ein Haftreibungsmoment der Anomalie aus einem bei dem erstmaligen Bewegen aktuellen Motordrehmoment abzüglich eines Losbrechmoments des Normalzustands ergibt. Bevorzugt wird zunächst ein potentielles zusätzliches Losbrechmoment der Anomalie bestimmt. Dazu kann das Motordrehmoment kontinuierlich von Null ab langsam erhöht werden, bis sich der Rotor erstmalig bewegt. Von diesem aktuellen Motormoment wird das Losbrechmoment des Normalzustands abgezogen, so dass das Haftreibungsmoment der Anomalie erhalten wird.
  • Gemäß einer anderen bevorzugten Weiterbildung umfasst das Verfahren den Schritt:
    • nach dem erstmaligen Bewegen des Rotors, insbesondere schnelles Erhöhen einer Winkelgeschwindigkeit des Rotors auf einen insbesondere konstanten aber insbesondere verschwindend kleinen Wert durch Regeln und/oder Anpassen des Motordrehmoments und
    • nach Erreichen der insbesondere konstanten aber insbesondere verschwindend kleinen Winkelgeschwindigkeit, Messen und/oder Berechnen mittels eines Integrationsverfahrens eines Drehwinkels des Rotors, wobei sich der insbesondere winkelbezogene mindestens eine Störungsparameter als Ableitung des Motordrehmoments nach dem Drehwinkel ergibt.
  • Verschwindend klein bedeutet insbesondere ≥ 1 und ≤ 100 Umdrehungen des Rotors pro Minute, vorzugsweise ≥ 1 und ≤ 10 Umdrehungen des Rotors pro Minute.
  • Das erstmalige Bewegen des Motors stellt insbesondere ein Losbrechen dar. Der Drehwinkel des Rotors kann direkt gemessen oder durch ein Integrationsverfahren berechnet werden.
  • Nach einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung umfasst das Verfahren den Schritt:
    • Bestimmen von K Koeffizienten für Winkelgeschwindigkeiten mit verschiedenen Exponenten sowie des mindestens einen Störungsparameters als geschwindigkeitsunabhängige Coulombsche Reibung, entsprechend einem Koeffizienten einer Winkelgeschwindigkeit mit dem Exponenten Null,
    • durch Lösen eines linearen Gleichungssystems mit K + 1 linear unabhängigen Gleichungen, dessen Gleichungen mit paarweise unterschiedlichen konstanten Winkelgeschwindigkeiten in einem Bereich zwischen niedrigen und hohen Drehzahlen des Rotors assoziiert werden können.
  • Gemäß einer anderen bevorzugten Weiterbildung umfasst das Verfahren den Schritt:
    Berechnen eines zusätzlichen Trägheitsmoments, insbesondere mit positivem oder negativem Vorzeichen, während des positiven oder negativen Beschleunigens in einem vorbestimmten Winkelgeschwindigkeitsbereich. Das Beschleunigen kann konstant, gemäß einer vordefinierten Funktion, gemäß beliebigen Funktionen usw. erfolgen.
  • Nach einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung umfasst das Verfahren den Schritt:
    Bestimmen, basierend auf einem Ergebnis wenigstens eines der vier vorhergehenden Weiterbildungen, den Fehlerzustand umfassend insbesondere keine Verstopfung, Verstopfung zwischen einem rotierenden und einem feststehenden Teil der Kreiselpumpe, zum Stillstand eines Laufrads der Kreiselpumpe führende Verstopfung oder Verstopfung innerhalb eines Laufradkanals sowie insbesondere in Radseitenräumen, in unterschiedlichen Spalten, an Schaufelkanten, an einer Zunge und/oder in einer Spirale der Kreiselpumpe. Besonders bevorzugt umfasst das Bestimmen einen Mix aus Verstopfungsorten, wie beispielsweise Pumpengehäuse, Laufradkanal, Laufradkante und/oder Spalt zwischen rotierenden und feststehenden Teilen, und/oder Konsequenzen, wie beispielsweise keine Verstopfung, sanfte Verstopfung und/oder harte Verstopfung.
  • Gemäß einer anderen bevorzugten Weiterbildung umfasst das Verfahren den Schritt:
    • Hinterlegen des dynamischen Rotormodells insbesondere des Normalzustands der Kreiselpumpe in einer Datenbank insbesondere als Kennlinie und/oder eines Kennfelds, und/oder
    • Erfassen des dynamischen Rotormodells und/oder des Störungsparameters in Abhängigkeit von Temperatur, Flüssigkeitsviskosität, Flüssigkeitsdichte, Druckdifferenz, Volumenstrom, Pumpenwirkungsgrad und/oder Öffnungsgrad bzw. Stellung von Ventilen oder der Rückschlagklappe.
  • Nach einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung umfasst das Verfahren den Schritt:
    stufenweises, periodisches und/oder wiederholendes Beschleunigen und/oder Verlangsamen.
  • Gemäß einer anderen bevorzugten Weiterbildung umfasst das Verfahren den Schritt:
    Vergleich der ermittelten Störungsparameter mit jeweiligen Schwellenwerten in Kategorien von Störungsparametern, insbesondere umfassend:
    1. a) Störungsparameter mit Losbrechmoment-Bezug (Haftreibung)
    2. b) Störungsparameter mit Konstantmoment-Bezug (Coulombsche Gleitreibung)
    3. c) Störungsparameter mit Drehwinkel-Bezug (Steifigkeit)
    4. d) Störungsparameter mit Winkelgeschwindigkeits-Bezug (Dämpfung)
    5. e) Störungsparameter mit Winkelbeschleunigungs-Bezug (Trägheit)
  • Nach einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung umfasst das Verfahren den Schritt:
    Hinterlegen des wenigstens eines Terms des dynamischen Rotormodells im Normalzustand der Kreiselpumpe in Form einer Kennlinie und/oder eines Kennfeldes in der Datenbank zum Vergleichen des Fehlerzustands mit dem Normalzustand, insbesondere in Abhängigkeit von Flüssigkeitstemperatur, Flüssigkeitsviskosität, Flüssigkeitsdichte, Druckdifferenz, Volumenstrom, Pumpenwirkungsgrad und/oder in Abhängigkeit eines Systems, insbesondere von der geodätischen Höhendifferenz, Stellung des Ventils und/oder der Rückschlagklappe, dem Füllstand insbesondere aller Rohrleitungen, Längen insbesondere aller Rohrleitungen und/oder Existenz eines Bypasses.
  • Gemäß einer anderen bevorzugten Weiterbildung umfasst das Verfahren den Schritt:
    Beschleunigen und/oder Verlangsamen über eine insbesondere ausreichend große Drehzahlspanne, wobei das Beschleunigen und/oder Verlangsamen mit einer positiven oder negativen Beschleunigung stets ungleich Null, insbesondere streng monotoner Drehzahlverlauf, und/oder stufenweise, insbesondere monotoner Drehzahlverlauf, mit Zeitabschnitten von insbesondere nahezu konstanter Winkelgeschwindigkeit, insbesondere zwischenzeitliche Beharrung der Drehzahl, und/oder insbesondere konstanten bzw. echten Beschleunigungsabschnitten, insbesondere mit Beschleunigung ungleich Null, zwischen einzelnen Stufen, einer Startdrehzahl und einer Enddrehzahl und/oder in einer beliebigen Sequenz erfolgen kann.
  • Nach einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung kann ein Anlernen des Normalzustands und/oder eine Anwendung des Rotormodells zum Bestimmen der Störungsparameter auf unterschiedliche Weise erfolgen. Der Normalzustand der Kreiselpumpe, insbesondere bezüglich eines Hochfahrens und eines Auslaufens, kann für jeden einzelnen Anwendungsfall bestimmt und in Form einer Kennlinie abgespeichert werden. Ebenso kann der Normalzustand der Kreiselpumpe, insbesondere bezüglich des Hochfahrens und des Auslaufens, für unterschiedliche Anwendungsfälle vorab bestimmt und in Form von Kennlinien oder Kennfeldern für eine spätere Auswahl abgespeichert werden. Schließlich kann der Normalzustand sowie der Fehlerzustand der Kreiselpumpe beim Hochfahren und/oder beim Auslaufen stets bei geschlossenem Schieber, insbesondere bei geschlossenem Ventil auf einer Druckseite der Kreiselpumpe, analysiert werden, wobei der Normalzustand abgespeichert und in der Datenbank hinterlegt wird.
  • Gemäß einer anderen bevorzugten Weiterbildung umfasst das Verfahren den Schritt:
    Ablesen aus den ermittelten Störungsparametern, welche als Koordinaten eines mehrdimensionalen Parameterraums ansehbar sind, welche Art von Anomalie bzw. Störung vorliegt bzw. zu welcher Klasse die jeweilige Anomalie bzw. Störung gehört. Ein solches Klassenbilden kann bei ausreichender Datenbasis auch durch Methoden der künstlichen Intelligenz, insbesondere durch Methoden des Maschinellen Lernens, unterstützt werden.
  • Nach einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung ist der Normalzustand dadurch definierbar, dass alle Störungsparameter vom Betrag her kleiner als jeweilige Schwellenwerte sind, sprich vom Betrag her insbesondere nahe Null sind. Der Normalzustand stellt insbesondere die Kreiselpumpe bei Auslieferung oder bei Inbetriebnahme in einem jeweiligen System oder in einem laufenden Betrieb ohne Störung und/oder ohne Alterungseffekte wie Verschleiß dar. Gemäß einer anderen bevorzugten Weiterbildung ist der Fehlerzustand dadurch definiert, dass mindestens ein Störungsparameter vom Betrag her größer oder gleich einem jeweiligen Schwellenwert ist, sprich sich vom Betrag her insbesondere deutlich von Null unterscheidet.
  • Der Fehlerzustand kann insbesondere Lagerschäden inklusive Verschleiß, Dichtungsschäden inklusive Verschleiß, und/oder eine insbesondere starke Änderung der Temperatur und deren Folgen wie Ausdehnungen und/oder Viskositätsänderungen, fehlerhafte Ausrichtung von Pumpenkomponenten und den Folgen wie Fluchtungsfehler und/oder Spaltmaßänderungen, und/oder Verstopfungen innerhalb der Kreiselpumpe an insbesondere unterschiedlichen Stellen, weitere Verschleißeffekte, Korrosionseffekte, Ablagerungseffekte, und/oder das Auftreten von Fluiden mit mehreren Komponenten und/oder Phasen innerhalb der Pumpe darstellen. Die Schwellenwerte lassen sich im Vorfeld experimentell oder durch bereits vorliegende Erfahrungen definieren.
  • Gemäß einer anderen bevorzugten Weiterbildung lassen sich Zeitsignale von Drehmoment, Drehwinkel und Winkelgeschwindigkeit durch Hardware-Sensoren und/oder durch Softsensoren aufnehmen. Unter Hardware-Sensoren werden insbesondere Sensoren verstanden, welche Größen als Funktion der Zeit direkt messen, wobei auch ein Sensor zur kombinierten Messung aller relevanter Größen denkbar ist. Unter Softsensoren werden insbesondere Sensoren verstanden, die auf eine jeweilige Motortechnologie angepasste Messung von Grundsignalen des Motors und/oder des Frequenzumrichters erlauben. Ebenso ist eine Kombination aus Hardware-Sensoren und Soft-Sensoren denkbar.
    • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele näher erläutert.
  • In den Zeichnungen zeigen
    • Fig. 1
    eine schematische Ansicht einer Kreiselpumpe zum Ausführen des vorgeschlagenen Verfahrens gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung, und
    Fig. 2
    ein Ablaufdiagramm zum Ausführen des vorgeschlagenen Verfahrens gemäß dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung.
    Detaillierte Beschreibung der Ausführungsbespiele
  • Fig. 1 zeigt eine schematische Ansicht einer Kreiselpumpe 1 zum Ausführen eines nachfolgend beschriebenen Verfahrens zum Detektieren, Bestimmen und/oder Klassifizieren einer Anomalie und insbesondere im Falle einer Verstopfung zum nachfolgenden Lösen der Verstopfung der Kreiselpumpe 1 gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung.
  • Die Kreiselpumpe 1 weist in herkömmlicher Weise ein Pumpengehäuse 2 mit einer, in der Figur an dem Pumpengehäuse 2 unten angeordneten Saugöffnung 3 als Einlass auf. In dem Pumpengehäuse 2 ist ein Rotor 4 vorgesehen, der sich in der Zeichnung vertikal erstreckt. Der Rotor 4 ist Teil eines Motors 5, nur ansatzweise dargestellt, der entgegensetzt zu der Saugöffnung 3 angeordnet ist. Der Saugöffnung 3 zugewandt ist ein Laufrad 6 vorgesehen, welches über den Rotor 4 durch den Motor 5 angetrieben wird. Ferner weist die Kreiselpumpe 1 eine mikroprozessorbasierte Steuerung 7 auf, in Fig. 1 nur angedeutet.
  • Schließlich weist die Kreiselpumpe 1 einen oder mehrere Sensoren 8 zum Quantifizieren mindestens eines Terms eines dynamischen Rotormodells und/oder zum Erfassen mindestens eines Störungsparameters der Kreiselpumpe 1 auf. Der Sensor 8 ist entsprechend als Beschleunigungs- und/oder Vibrationssensor, insbesondere als 3-Achsen Beschleunigungs- und/oder Vibrationssensor, als Drucksensor und/oder als Stromsensor ausgestaltet, und/oder als Sensor zum Bestimmen eines Motormoments, eines Drehwinkels und/oder einer Winkelgeschwindigkeit bzw. einer Drehzahl gestaltet. Im Falle einer Ausgestaltung als Beschleunigungs- und/oder Vibrationssensor ist der Sensor 8 insbesondere berührend, unmittelbar benachbart und/oder starr, beispielsweise auf einer Metallplatte, insbesondere nahe einer jeweiligen Lagerstelle, an dem Motor 5, zugeordnet zu der Rotor 4, an dem Pumpengehäuse 2, an einem Motorgehäuse des Motors 5 und/oder zugeordnet zu dem Laufrad 6 vorgesehen. Im Falle eines Drucksensors ist der Sensor 8 druckseitig und/oder saugseitig insbesondere an der Saugöffnung 3 vorgesehen. Im Falle eines Stromsensor misst der Sensor 8 einen von dem Motor 5 aufgenommenen Motorstrom.
  • Das nachfolgend beschriebene computerimplementiertes Verfahren zum Detektieren, Bestimmen und/oder Klassifizieren der Anomalie der Kreiselpumpe 1 wird durch einen nicht dargestellten Prozessor und/oder Computer, insbesondere die Steuerung 7, durchgeführt. Grundsätzlich nutzt das Verfahren einen mathematisch-physikalischen Ansatz zum Analysieren eines Pumpenverhaltens während des Beschleunigens und/oder Verlangsamens des Rotors 4, insbesondere während einer Hochlauf- oder Auslaufzeit des Motors 5. Der Ansatz besteht im Wesentlichen aus drei Bestandteilen: Trainieren eines digitalen Zwillings anhand eines Normalzustands, identifizieren von Anomalie-Parametern durch Lösen eines inversen Problems und klassifizieren von Anomalien mittels der identifizierten Parameter.
  • Konkret weist das Verfahren zum Detektieren und/oder Bestimmen der Anomalie der Kreiselpumpe 1 die Schritte auf:
    • in einem Normalzustand, Beschleunigen und/oder Verlangsamen des Rotors 4 der Kreiselpumpe 1 zum Quantifizieren mindestens eines Terms eines dynamischen Rotormodells der Kreiselpumpe 1 100,
    • in einem von dem Normalzustand abweichenden Fehlerzustand, Beschleunigen und/oder Verlangsamen des Rotors 4 der Kreiselpumpe 1 zum Erfassen mindestens eines Störungsparameters 200, und
    • Lösen eines inversen Problems des dynamischen Rotormodells zum Identifizieren des mindestens einen Störungsparameters zum Detektieren und/oder Bestimmen der Anomalie 300.
  • Basierend auf der bestimmten Anomalie kann die Kreiselpumpe 1 insbesondere automatisch oder manuell aus dem Fehlerzustand wieder zurück in den Normalzustand überführt werden.
  • Das dynamische Rotormodell der Kreiselpumpe, welches potentielle Anomalien bzw. Fehlfunktionen als variable Terme berücksichtigt, wird durch folgende physikalischer Bewegungsgleichung beschrieben: J + λ φ ¨ = M M − ∑ i = 1 N k i φ ˙ r i − ∑ i = 1 K μ i φ ˙ s i − γφ − M T − M ψ − M I
    • mit k = (k 1, k 2, ... , kN ) , r = (r 1, r 2, ... , rN )
    • µ = (µ 1, µ 2, ... , µK ) , s = (s 1, s 2, ... , sK )
    • MT = f 1(φ̇) , Mψ = f 2(φ̇) und MI = f 3(φ̇)
    Definition der Variablen
    • t
    Zeit
    φ
    Drehwinkel
    φ˙
    Winkelgeschwindigkeit
    φ˙˙
    Winkelbeschleunigung
  • Definition bekannter Parameter (Normalzustand) (insbesondere bei einer Endabnahme der Kreiselpumpe 1, bei einer Inbetriebnahme der Kreiselpumpe 1 oder in regelmäßigen Abständen ermittelt)
    • J
    Trägheitsmoment (je nach Installation, Ventile usw. der Kreiselpumpe 1) als Summe verschiedener Trägheitseffekte von rotierenden festen Teilen der Kreiselpumpe 1, Flüssigkeit im Laufrad 6, Flüssigkeit im Pumpengehäuse 2 und Rohrleitungssystem
    MM
    Motordrehmoment
    k
    Vektor von Koeffizienten für die Winkelgeschwindigkeit
    r
    Vektor von Exponenten für die Winkelgeschwindigkeit
    MT
    Widerstandsmoment eines Übergangs von Haft- zu Gleitreibung
    MI
    Laufraddrehmoment (je nach Installation, Ventile usw. der Kreiselpumpe 1)
  • Definition unbekannter (Störungs-)Parameter
    • λ
    zusätzliches Trägheitsmoment (auch negative Werte möglich)
    µ
    Vektor von Koeffizienten für die Winkelgeschwindigkeit
    s
    Vektor von Exponenten für die Winkelgeschwindigkeit (insbesondere durch erste Versuche geschätzt)
    γ
    Koeffizient für den Drehwinkel
    Mψ
    zusätzliches Widerstandsmoment eines Übergangs von Haft- zu Gleitreibung mit folgenden Randbedingungen:
    • Mψ= ε ... im Falle der Haftreibung bei φ˙ = 0
    • Mψ = δ ... im Falle der Gleitreibung nach dem Übergang für φ˙ » 0
  • Vorgenannte Gleichung entspricht im Grunde dem zweiten Newtonschen Gesetz, wonach Kraft gleich Masse mal Beschleunigung ist. Im Falle der vorliegenden Rotation der Kreiselpumpe 1 wird aus der Kraft ein Moment, aus der Masse ein Trägheitsmoment und aus der Beschleunigung eine Winkelbeschleunigung.
  • Alle Momente, die auf den Rotor 4 wirken, egal ob antreibende Momente, bremsende Reibmomente usw., werden auf der rechten Seite der Gleichung zusammengefasst. Diese Momente können von der Zeit, vom Drehwinkel und von der Winkelgeschwindigkeit abhängen. Die Momente auf der rechten Seite der Gleichung können in zwei Gruppen eingeteilt werden. Einerseits Momente, die stets wirken oder mit anderen Worten im Normalzustand der Kreiselpumpe 1 immer auftreten, sowie andererseits zusätzliche Reibmomente, die nur im Fall eines Fehlers bzw. einer Anomalie auftreten.
  • Auf der linken Seite der Gleichung wird die Summe aller Trägheitsmomente mit der Winkelbeschleunigung multipliziert. Die Summe aller Trägheitsmomente beinhaltet zum einen Trägheitsmomente des Normalzustands und zum anderen Trägheitsmomente einer Anomalie, also des Fehlerzustands. Ein zusätzliches Trägheitsmoment einer Anomalie kann dabei je nach Fall positiv oder auch negativ sein.
  • Zum Quantifizieren des mindestens eines Terms des dynamischen Rotormodells der Kreiselpumpe 1 in dem Normalzustand lässt sich die vorgenannte Gleichung derart umstellen, dass auf der linken Seite nur Anomalie-Terme verbleiben, während auf der rechten Seite nur Terme des Normalzustands, als Term M zusammengefasst, verbleiben: λ φ ¨ t + ∑ i = 1 K μ i φ ˙ s i t + γφ t + M ψ φ ˙ t = M φ ˙ φ ¨ t mit M φ ˙ φ ¨ t = M M t − J φ ¨ t − ∑ i = 1 N k i φ ˙ r i t − M T φ ˙ t − M I φ ˙ t ∀ t ∈ I = 0 T ⊂ ℝ 0 + mit φ 0 = 0 und φ ˙ 0 = 0
  • In der Folge werden die Anomalie-Terme gleich Null gesetzt, sodass nur noch Terme des Normalzustands übrigbleiben, der im Folgenden genauer untersucht werden soll. λ = 0 , μ i = 0 ∀ i ∈ 1 , 2 , … , K , γ = 0 und M ψ = 0
  • Das verzögernde Drehmoment lässt sich folgend definieren, indem alle bremsenden Momente der Kreiselpumpe 1 zu einem gesamten Bremsmoment vereint werden. Das Ergebnis ist eine Gleichung mit einem Trägheitsterm und einem Bremsmoment auf der linken Seite und dem Motormoment auf der rechten Seite. J φ ¨ t + ∑ i = 1 N k i φ ˙ r i t + M T φ ˙ t + M I φ ˙ t = M M t M R φ ˙ t : = ∑ i = 1 N k i φ ˙ r i t + M T φ ˙ t + M I φ ˙ t J φ ¨ t + M R φ ˙ t = M M t
  • Das Trägheitsmoment des gesamten rotierenden Systems im Normalzustand, siehe obige Beschreibung der Formelzeichen, kann entweder vorab berechnet oder aber auch experimentell bestimmt werden, indem quasistationäre Kurven von Drehmoment und Winkelgeschwindigkeit gemessen werden. M R φ ˙ t = f 4 φ ˙ mit φ̈ = 0
  • Alle bremsenden Momente, die zu einem gesamten Bremsmoment zusammengefasst wurden, können nun unter Laborbedingungen als Funktion der Winkelgeschwindigkeit vorab vermessen werden. Hierbei sollten als Randbedingungen berücksichtigt werden:
    • Pumpenkennlinie bzw. Pumpenkennfeld
    • Systemkennlinie insbesondere geodätische Höhendifferenz
    • Absperrschieber oder Rückschlagklappe sowie deren Stellung (%)
  • Weitere Randbedingungen können Temperatur, Flüssigkeitsviskosität, Flüssigkeitsdichte, Druckdifferenz, Volumenstrom, Pumpenwirkungsgrad, Ventilöffnungszustand usw. sein. Derartige in Kennlinienform oder Kennfeldform ermittelte Daten können in einer Datenbank für einen bestimmten Pumpentyp und/oder eine bestimmte Kreiselpumpe 1 abgespeichert werden. Die Daten werden nachfolgend zum Vergleichen mit dem Normalzustand benötigt und wieder aufgerufen.
  • Zum Identifizieren des mindestens einen Störungsparameters wird ein schrittweises Verfahren während des Beschleunigens angewendet, wodurch unbekannte Störungsparameter schrittweise ermittelt werden können. Alternativ sind weitere Verfahren möglich, die sowohl für eine Beschleunigungs- oder Auslaufphase als auch zum Lösen allgemeiner oder spezieller Inversions-, Optimierungs- oder Parameteridentifikationsprobleme eingesetzt werden können. Insbesondere gibt es weitere mathematische Methoden zur Parameteridentifikation bzw. zur Lösung eines solchen inversen Problems. Die im Folgenden dargestellte Methode ist daher nur eine von vielen möglichen Verfahren und somit lediglich beispielhaft.
  • Grundlegendes Anfangswertproblem zum Schätzen der Störungsparameter: λ φ ¨ t + ∑ i = 1 K μ i φ ˙ s i t + γφ t + M ψ φ ˙ t = M M t − J φ ¨ t − M R φ ˙ t ∀ t ∈ I = 0 T ⊂ ℝ 0 + mit φ 0 = 0 und φ ˙ 0 = 0
    • Schritt 1 - Schätzen der Störungsparameter für eine anfängliche Störung (Losbrechen)
  • Kontinuierlicher Anstieg des Motordrehmoments bis zum Losbrechen des Rotors 4 φ ¨ t B = 0 , φ ˙ t B = 0 , φ t B = 0 M B : = M M t B M ψ 0 = M B − M R 0 = M B − M T 0 ε : = M ψ 0
  • Zunächst wird ein (potentielles) zusätzliches Losbrechmoment der Anomalie bestimmt (das Losbrechmoment des Normalzustands ist bereits bekannt). Hierfür wird das Motormoment kontinuierlich von Null ab langsam erhöht, bis sich der Rotor 4 erstmalig bewegt. Von diesem aktuellen Motormoment wird das Losbrechmoment des Normalzustands abgezogen. Das Resultat stellt ein Haftreibungsmoment der Anomalie dar.
    • Schritt 2 - Schätzen des konstanten Störungsparameters (vgl. dazu auch Anmerkungen und Berechnungsverfahren in Schritt 4)
  • Dieser Störungsparameter wird in Schritt 4 implizit mit berechnet, da in Schritt 4 ein Störungsparameter einer auftretenden geschwindigkeitsunabhängigen konstanten Reibung als Koeffizient einer Winkelgeschwindigkeit mit dem Exponenten Null betrachtet wird. Resultat ist ein Gleitreibungsmoment (Coulombsche Reibung) der Anomalie.
    • Schritt 3 - Schätzen des winkelbezogenen Störungsparameters
  • Nach dem Losbrechen wird die Winkelgeschwindigkeit der Kreiselpumpe 1 schnell auf einen sehr kleinen, aber konstanten Wert erhöht. Danach wird das Motordrehmoment so angepasst, dass diese Winkelgeschwindigkeit konstant bleibt. Nach Erreichen dieser Winkelgeschwindigkeit wird der Drehwinkel direkt gemessen oder durch ein Integrationsverfahren berechnet. Der winkelbezogene Störungsparameter ergibt sich als Ableitung des Motordrehmoments nach dem Drehwinkel. φ = ∫ t 1 t 2 φ ˙ t dt wobei φ ¨ t = 0 und φ ˙ t = const M M t = ∑ i = 1 K μ i φ ˙ s i t + γφ t + M ψ φ ˙ t + M R φ ˙ t = const + γφ t γ ≈ dM M dφ
  • Am Ende dieses Schritts wird anhand eines Vergleichs mit einem vordefinierten Schwellenwert über die weitere Identifizierung entschieden.
  • Ist der winkelbezogene Störungsparameter größer oder gleich einem bestimmten Schwellenwert, ist von einem schnellen oder kurzzeitigen Stillstand der Kreiselpumpe 1 nach bestimmten Umdrehungen oder einer bestimmten Zeitspanne auszugehen (insbesondere eingeschränkte Drehung des Rotors 4). In diesem Fall kann das Identifikationsverfahren abgebrochen werden.
  • Liegt der winkelbezogene Störungsparameter unter einem bestimmten Schwellenwert, ist mit den folgenden Schritten fortzufahren (das insbesondere eine unendliche freie Drehung des Rotors 4 möglich ist). Im Folgenden wird davon ausgegangen, dass γ gleich Null ist.
  • Bei einer alternativen Lösung, die für verschiedene Arten von Motoren verwendet werden kann, wird zunächst angenommen, dass γ Null ist und nachfolgender Schritt 4 ausgeführt wird. Wenn sich der Rotor 4 frei drehen kann, kann Schritt 4 vollständig ausgeführt werden; die Annahme war also richtig. Wenn sich der Rotor 4 nicht frei drehen kann (insbesondere erkennbar am Erreichen des maximalen Motordrehmoments oder eines bestimmten Schwellenwerts), wird das Ausführen von Schritt 4 abgebrochen; die Annahme war also falsch. Bei dieser alternativen Lösung wird γ einfach als eine boolesche Variable interpretiert, die eine winkelbezogene Fehlfunktion anzeigt. Da eine solche Anomalie letztlich zu einer totalen Blockierung führt, ist der genaue Wert von γ im Sinne einer reell-wertigen Variablen nicht wichtig, so dass die Darstellung einer booleschen Variablen ausreicht.
    • Schritt 4 - Schätzen der geschwindigkeitsbezogenen Störungsparameter
  • Die Koeffizienten für die Winkelgeschwindigkeiten mit unterschiedlichen Exponenten sowie der konstante Störungsparameter können nach Definition eines linearen Gleichungssystems mit K + 1 linear unabhängigen Gleichungen bestimmt werden. Die Gleichungen sind mit paarweise unterschiedlichen konstanten Winkelgeschwindigkeiten in einem bestimmten Bereich zwischen niedrigen und hohen Geschwindigkeiten assoziiert.
  • Es wird davon ausgegangen, dass alle diese Winkelgeschwindigkeiten größer sind als ein Übergangsbereich von Haft- zu Gleitreibung (völlig abgeklungener Losbrech-Effekt) bezüglich der potentiellen Anomalie. Derart ist das zusätzliche Widerstandsmoment Mψ konstant und entspricht im Folgenden dem konstanten Störungsparameter δ aus Schritt 2. Dieser noch unbekannte Störungsparameter der linken Seite kann auch als Koeffizient für eine Winkelgeschwindigkeit mit dem Exponenten Null interpretiert werden. φ ¨ t = 0 , φ ˙ t = schrittweise konstant , γ = 0 ∑ i = 1 K μ i φ ˙ s i t j + δ = ∑ i = 1 K μ i φ ˙ s i t j + δ φ ˙ 0 t j = M M t j − M R φ ˙ t j für j ∈ 1 , … , K + 1 und t 1 < ⋯ < t j < ⋯ < t K + 1 mit l ≠ m ⇒ φ ˙ t l ≠ φ ˙ t m f ü r l , m ∈ 1 , … , K + 1
  • Ein mögliches Verfahren liegt in einem stufenweisen Beschleunigen der Kreiselpumpe 1 mit K + 1 Stufen konstanter Winkelgeschwindigkeiten, wobei die Winkelgeschwindigkeit einer aktuellen Stufe größer ist als die Winkelgeschwindigkeit der vorherigen Stufe. Somit kann jede einzelne Zeit t j mit einer bestimmten Stufe und einer bestimmten konstanten Winkelgeschwindigkeit in Verbindung gebracht werden. Für die endgültige Lösung dieses linearen Gleichungssystems kann ein Standard-Löser verwendet werden.
  • Im Grunde wird ein lineares Gleichungssystem mit K+1 linearen unabhängigen Gleichungen zum Bestimmen der K+1 unbekannten Parameter formuliert. Die K+1 Gleichungen können mit den K+1 Stufen mit konstanter Winkelgeschwindigkeit assoziiert werden. Die mit Exponenten versehenen Winkelgeschwindigkeiten bilden dagegen die bekannten bzw. gemessenen Einträge der Koeffizienten-Matrix. Die rechte Seite des Gleichungssystems entspricht dem Vektor der ebenso bekannten Differenzen aus Motormoment und Bremsmoment zu bestimmten Zeitpunkten.
  • Eine weitere Art, dieses lineare Gleichungssystem lösen bzw. eine weitere Art zur Parameterberechnung, könnte ein Berücksichtigen einer größeren Anzahl von Stufen sein, um (mit Absicht) ein überbestimmtes Gleichungssystem zu definieren, das am Ende näherungsweise gelöst wird.
    • Schritt 5 - Schätzen des beschleunigungsbezogenen Störungsparameters
  • Schätzen eines zusätzlichen Trägheitsmoments unter Verwendung einer starken Beschleunigung (beispielsweise konstante Beschleunigung, vordefinierte Funktion, beliebige Funktion usw.) in einem bestimmten Winkelgeschwindigkeitsbereich λ φ ¨ t ≈ M M t − J φ ¨ t − M R φ ˙ t − ∑ i = 1 K μ i φ ˙ s i t − δ wobei γ = 0
  • Für den betrachteten Winkelgeschwindigkeitsbereich wurde wiederum angenommen, dass der Losbrech-Effekt völlig abgeklungen ist.
  • Für Schritt 5 lassen sich insbesondere die folgenden drei Methoden nutzen:
    • Nach dem Schritt 4 kann die Kreiselpumpe 1 von einer letzten Drehzahlstufe auf eine Betriebsdrehzahl oder eine maximale Drehzahl beschleunigt werden.
    • Nach Schritt 4 kann das Motormoment kurzzeitig reduziert oder gleich Null gesetzt werden, wodurch die Winkelgeschwindigkeit des Rotors 4 abnimmt. Nach einer kurzen Wartezeit kann die Kreiselpumpe auf die Betriebsdrehzahl oder die maximale Drehzahl beschleunigt werden Ein Vorteil zur ersten Variante besteht darin, dass für die Beschleunigung eine größere Drehzahlspanne zur Verfügung steht.
    • Nach dem Schritt 4 kann das Motormoment gleich Null gesetzt werden. Im direkten Anschluss wird das Auslaufverhalten der Kreiselpumpe 1 analysiert. In diesem Fall wird keine positive, sondern eine negative Beschleunigung für die Trägheitsbestimmung genutzt. Diese Methode würde eine gewisse Zeitersparnis für die Bestimmung aller Störungsparameter darstellen.
    Klassifizierung der Anomalien
  • Durch den Vergleich der K + 4 geschätzten Störungsparameter mit den entsprechenden Schwellenwerten können nun verschiedene Anomalien klassifiziert werden. Diese Klassifizierung wird im Folgenden für jeden Parameter einzeln erläutert.
    Klassifizierung Normalzustand Fehlerzustand
    Initialer Störungs parameter Kriterium 0 ≤ ε < ε0 0 < ε0 ≤ ε
    Ergebnis keine zusätzliche Anfangswirkung Haftreibung (Losbrechen)
    Konstanter Störungsparameter Kriterium 0 ≤ δ < δ 0 0 <δ 0 ≤ δ
    Ergebnis keine zusätzliche konstante Wirkung Gleitreibung (geschwindigkeitsunabhängig)
    Winkelbezogener Störungsparameter Kriterium 0 ≤ γ < γ0 0 < γ0 ≤ γ
    Ergebnis kein zusätzlicher Steifigkeitseffekt erforderliches Drehmoment zu hoch, kein Hochfahren möglich, Klassifizierung stoppen
    Geschwindigkeitsbezogener Störungs parameter Kriterium ∀ i ∈ {1, ... , K} : 0 ≤ µi < µ i,0 ∃i ∈ {1, ... , K} : 0 < µ i,0 ≤ µi
    Ergebnis keine zusätzliche Dämpfungswirkung geschwindigkeitsabhängige Reibungseffekte mit unterschiedlichen Exponenten
    Beschleunigungsbezogener Störungsparameter Kriterium λ 0- < λ < λ 0+ 0 < λ 0+ ≤ λ
    λ ≤ λ 0- < 0
    Ergebnis kein zusätzlicher Trägheitseffekt hinzugefügte oder abgezogene Masse im rotierenden System
  • Zum Lösen des inversen Problems eignen sich insbesondere die beiden folgenden Methoden. Einerseits kann zum Identifizieren insbesondere aller Störungsparameter in den Schritten 2 und 4 eine stufenweise Beschleunigung der Kreiselpumpe 1 bzw. des Motors 5 der Kreiselpumpe 1 und in Schritt 5 eine finale Beschleunigung der Kreiselpumpe 1 bzw. des Motors 5 der Kreiselpumpe 1 über einen ausreichend weiten Drehzahlbereich auf die eigentliche Betriebsdrehzahl des Motors 5 erfolgen. In jeder Stufe der stufenweisen Beschleunigungssequenz wird abgewartet, bis die Drehzahl einen jeweiligen Beharrungswert erreicht hat. Diese einzelnen Drehzahlwerte werden genutzt, um anschließend das Gleichungssystem für die Schritte 2 und 4 aufzustellen. Andererseits können hinsichtlich einer Beschleunigungssequenz alle Drehzahlwerte, quasi als Funktion der Zeit, ausgewertet werden. Derart können dynamische Verläufe bzw. Beschleunigungen zwischen aufeinander folgenden Stufen genutzt werden. Je nach Auflösung der Drehzahl-Zeit-Kurven resultiert eine große Zahl an Gleichungen und als Konsequenz daraus ein überbestimmtes Gleichungssystem. Dies kann in der Folge zum Beispiel mit einem Least-Squares-Verfahren, gelöst werden. Der Vorteil dieser Methode liegt in einem gleichzeitigen Bearbeiten der Schritte 2, 4 und 5.
  • Die beschriebenen Ausführungsbeispiele sind lediglich Beispiele, die im Rahmen der Ansprüche auf vielfältige Weise modifiziert und/oder ergänzt werden können. Jedes Merkmal, das für ein bestimmtes Ausführungsbeispiel beschrieben wurde, kann eigenständig oder in Kombination mit anderen Merkmalen in einem beliebigen anderen Ausführungsbeispiel genutzt werden. Jedes Merkmal, dass für ein Ausführungsbeispiel einer bestimmten Kategorie beschrieben wurde, kann auch in entsprechender Weise in einem Ausführungsbeispiel einer anderen Kategorie eingesetzt werden.
    • Bezugszeichenliste
  • Kreiselpumpe 1
    Pumpengehäuse 2
    Saugöffnung 3
    Rotor 4
    Motor 5
    Laufrad 6
    Steuerung 7
    Sensor 8
    • in einem Normalzustand, Beschleunigen und/oder Verlangsamen eines Rotors der Kreiselpumpe zum Quantifizieren mindestens eines Terms eines dynamischen Rotormodells der Kreiselpumpe 100
    • in einem von dem Normalzustand abweichenden Fehlerzustand, Beschleunigen und/oder Verlangsamen des Rotors der Kreiselpumpe zum Erfassen mindestens eines Störungsparameters 200
    • Lösen eines inversen Problems des dynamischen Rotormodells zum Identifizieren des mindestens einen Störungsparameters zum Detektieren und/oder Bestimmen der Anomalie 300

Claims (15)

  1. Computerimplementiertes Verfahren zum Detektieren und/oder Bestimmen einer Anomalie einer Kreiselpumpe (1), mit den Schritten:
    in einem Normalzustand, Beschleunigen und/oder Verlangsamen eines Rotors (4) der Kreiselpumpe (1) zum Quantifizieren mindestens eines Terms eines dynamischen Rotormodells der Kreiselpumpe (1) (100),
    in einem von dem Normalzustand abweichenden Fehlerzustand, Beschleunigen und/oder Verlangsamen des Rotors (4) der Kreiselpumpe (1) zum Erfassen mindestens eines Störungsparameters (200), und
    Lösen eines inversen Problems des dynamischen Rotormodells zum Identifizieren des mindestens einen Störungsparameters zum Detektieren und/oder Bestimmen der Anomalie (300).
  2. Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, mit dem Schritt:
    basierend auf der bestimmten Anomalie, insbesondere automatisches oder manuelles Überführen der Kreiselpumpe (1) aus dem Fehlerzustand in den Normalzustand.
  3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei
    das Quantifizieren des insbesondere kräftebasierten und/oder momentebasierten dynamischen Rotormodells ein Erfassen eines Bremsmoments des Normalzustands,
    insbesondere eines Reibungsterms, eines insbesondere hydraulischen Drehmomentterms, und/oder
    insbesondere zeitabhängig, in Abhängigkeit von einer Winkelgeschwindigkeit des Rotors (4), und/oder
    das Quantifizieren des insbesondere kräftebasierten dynamischen Rotormodells ein Erfassen einer Gesamtträgheit eines rotierenden Systems der Kreiselpumpe (1) im Normalzustand,
    insbesondere inklusive einer anteilig durch die Kreiselpumpe (1) bewegter Flüssigkeit,
    umfasst.
  4. Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei das Quantifizieren unter Berücksichtigung einer Kennlinie und/oder eines Kennfeldes, unter Berücksichtigung einer Systemkennlinie, insbesondere unter Berücksichtigung einer geodätischen Höhendifferenz, und/oder unter Berücksichtigung eines Absperrschiebers, eines Ventils, eine Bypasses und/oder einer Rückschlagklappe sowie insbesondere einer Stellung des Ventils und/oder unter Berücksichtigung eines Füllstands einer Rohrleitung und/oder Länge der Rohrleitung erfolgt.
  5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das dynamische Rotormodell ein von einer Drehzahl und/oder Winkelgeschwindigkeit abhängiges Bremsmoment des Normalzustands M R φ ˙ t : = ∑ i = 1 N k i φ ˙ r i t + M T φ ˙ t + M I φ ˙ t umfasst, mit
    ki Koeffizienten der Winkelgeschwindigkeit des Rotors (4),
    ri Exponenten der Winkelgeschwindigkeit des Rotors (4),
    MT Momentenfunktion eines Übergangs von Haft- zu Gleitreibung insbesondere des Rotors, und
    MI Drehmoment eines Laufrads (6) der Kreiselpumpe (1).
  6. Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei das dynamische Rotormodell, gemäß folgender Gleichung, im Normalzustand auf einer linken Seite der Gleichung einen Trägheitsterm sowie ein Bremsmoment und auf einer rechten Seite der Gleichung ein zeitabhängiges Motordrehmoment, J φ ¨ t + M R φ ˙ t = M M t umfasst, mit
    J Trägheitsmoment, insbesondere als Summe verschiedener Trägheitseffekte von rotierenden festen Teilen, Flüssigkeit im Laufrad (6) und/oder Flüssigkeit im Pumpengehäuse (2) und/oder in Teilen eines Rohrleitungssystem der Kreiselpumpe (1).
  7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Erfassen des dynamischen Rotormodells im Normalzustand ein Berechnen und/oder experimentelles Bestimmen eines Trägheitsmoments umfasst.
  8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Lösen des inversen Problems ein Klassifizieren der Anomalie, und/oder des Fehlerzustands umfasst.
  9. Verfahren nach Anspruch 2 und dem vorhergehenden Anspruch, wobei Überführen der Kreiselpumpe (1) aus dem Fehlerzustand in den Normalzustand basierend auf der Klassifizierung der Anomalie und/oder des Fehlerzustands erfolgt.
  10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der mindestens eine Störungsparameter ein Losbrechmoment, insbesondere eine Haftreibung, ein Konstantmoment, insbesondere eine Coulombsche Gleitreibung, umfasst und/oder einen Koeffizienten eines Drehwinkels, insbesondere eine Steifigkeit, und/oder einen Koeffizienten einer Winkelgeschwindigkeit, insbesondere einer Dämpfung, und/oder einen Koeffizienten einer Winkelbeschleunigung, insbesondere einer Trägheit, darstellt.
  11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der mindestens eine Störungsparameter ein Losbrechmoment und/oder ein Haftreibungsmoment des Fehlerzustands umfasst und/oder das Beschleunigen des Rotors (4) zum Erfassen des Störungsparameters ein Erhöhen eines Motordrehmoments von Null ab bis zu einem erstmaligen Bewegen des Rotors (4) umfasst, wobei sich ein Haftreibungsmoment der Anomalie aus einem bei dem erstmaligen Bewegen aktuellen Motordrehmoment abzüglich eines Losbrechmoments des Normalzustands ergibt.
  12. Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, mit dem Schritt:
    nach dem erstmaligen Bewegen des Rotors (4), insbesondere schnelles Erhöhen einer Winkelgeschwindigkeit des Rotors (4) auf einen insbesondere konstanten Wert durch Regeln und/oder Anpassen des Motordrehmoments und
    nach Erreichen der insbesondere konstanten Winkelgeschwindigkeit, Messen und/oder Berechnen mittels eines Integrationsverfahrens eines Drehwinkels des Rotors (4), wobei sich der insbesondere winkelbezogene mindestens eine Störungsparameter als Ableitung des Motordrehmoments nach dem Drehwinkel ergibt.
  13. Verfahren nach einem der beiden vorhergehenden Ansprüche, mit dem Schritt:
    Bestimmen von K Koeffizienten für Winkelgeschwindigkeiten mit verschiedenen Exponenten sowie des mindestens einen Störungsparameters, als geschwindigkeitsunabhängige Coulombsche Reibung, entsprechend einem Koeffizienten einer Winkelgeschwindigkeit mit dem Exponenten Null,
    durch Lösen eines linearen Gleichungssystems mit K + 1 linear unabhängigen Gleichungen, dessen Gleichungen mit paarweise unterschiedlichen konstanten Winkelgeschwindigkeiten in einem Bereich zwischen niedrigen und hohen Drehzahlen des Rotors (4) assoziiert werden können.
  14. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit den Schritt:
    Berechnen eines zusätzlichen Trägheitsmoments während des positiven oder negativen Beschleunigens in einem vorbestimmten Winkelgeschwindigkeitsbereich.
  15. Verfahren nach wenigstens einem der vier vorhergehenden Ansprüche, mit dem Schritt:
    Bestimmen, basierend auf einem Ergebnis wenigstens eines der vier vorhergehenden Ansprüche, den Fehlerzustand umfassend insbesondere keine Verstopfung, Verstopfung zwischen einem rotierenden und einem feststehenden Teil der Kreiselpumpe (1), zum Stillstand eines Laufrads (6) der Kreiselpumpe (1) führende Verstopfung oder Verstopfung innerhalb eines Laufradkanals der Kreiselpumpe (1).
EP25174268.0A 2024-05-06 2025-05-05 Computerimplementiertes verfahren zum detektieren und/oder bestimmen einer anomalie einer kreiselpumpe Pending EP4647606A1 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
BE20245267A BE1032599B1 (de) 2024-05-06 2024-05-06 Computerimplementiertes Verfahren zum Detektieren und/oder Bestimmen einer Anomalie einer Kreiselpumpe

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EP4647606A1 true EP4647606A1 (de) 2025-11-12

Family

ID=91334736

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP25174268.0A Pending EP4647606A1 (de) 2024-05-06 2025-05-05 Computerimplementiertes verfahren zum detektieren und/oder bestimmen einer anomalie einer kreiselpumpe

Country Status (4)

Country Link
US (1) US20250341214A1 (de)
EP (1) EP4647606A1 (de)
CN (1) CN120906819A (de)
BE (1) BE1032599B1 (de)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2009006927A1 (de) * 2007-07-11 2009-01-15 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren zur vermeidung von trockenlauf bei einer kreiselpumpe, pumpenüberwachungsbaustein und anordnung
US20210062815A1 (en) * 2011-04-19 2021-03-04 Flowserve Management Company System and method for evaluating the performance of a pump
EP4001656A1 (de) * 2020-11-18 2022-05-25 Wilo Se Verfahren zur bestimmung einer betriebsinformation aus der startenergie einer kreiselpumpe und zugehörige kreiselpumpe
US20230193913A1 (en) * 2021-12-17 2023-06-22 Jens Olav Fiedler Method of determining delivery flow or delivery head
EP3449132B1 (de) * 2017-04-28 2023-08-16 Wilo Se Verfahren zur detektion eines abnormalen betriebszustands eines pumpenaggregats

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2009006927A1 (de) * 2007-07-11 2009-01-15 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren zur vermeidung von trockenlauf bei einer kreiselpumpe, pumpenüberwachungsbaustein und anordnung
US20210062815A1 (en) * 2011-04-19 2021-03-04 Flowserve Management Company System and method for evaluating the performance of a pump
EP3449132B1 (de) * 2017-04-28 2023-08-16 Wilo Se Verfahren zur detektion eines abnormalen betriebszustands eines pumpenaggregats
EP4001656A1 (de) * 2020-11-18 2022-05-25 Wilo Se Verfahren zur bestimmung einer betriebsinformation aus der startenergie einer kreiselpumpe und zugehörige kreiselpumpe
US20230193913A1 (en) * 2021-12-17 2023-06-22 Jens Olav Fiedler Method of determining delivery flow or delivery head

Also Published As

Publication number Publication date
BE1032599A1 (de) 2025-12-01
BE1032599B1 (de) 2025-12-11
US20250341214A1 (en) 2025-11-06
CN120906819A (zh) 2025-11-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3729040B1 (de) Modellbasiertes verfahren und system zur zustandsüberwachung eines gleitlagers, insbesondere für windkraftanlagen
EP3449132B1 (de) Verfahren zur detektion eines abnormalen betriebszustands eines pumpenaggregats
EP3123033B1 (de) Verfahren zur bestimmung des hydraulischen arbeitspunktes eines pumpenaggregats
EP3739212A1 (de) Verfahren zur ermittlung eines durchflussvolumens eines durch eine pumpe geförderten fluids
EP2258949B1 (de) Verfahren zur Ermittlung von charakteristischen Werten, insbesondere Werten , insbesondere von Parametern, eines in einer Anlage eingebundenen elektromotorisch angetriebenen Kreiselpumpenaggregates
DE102017210609B4 (de) Anlagensteuervorrichtung, Walzsteuervorrichtung, Verfahren zum Steuern einer Anlage und Computerprogramm
EP0554640B1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Bestimmen der kavitationsbedingten Erosion in fluiddurchströmten Komponenten
DE112019006737B4 (de) Vorrichtung zur Lagerzustandsüberwachung, Turbolader und Verfahren zur Lagerzustandsüberwachung
EP3263148A1 (de) Verfahren zur ermittlung von betriebsparametern einer blutpumpe
DE102014101842A1 (de) Pumpentest zum Vorhersagen der Lebensdauer und der Verschleissbedingungen
WO2013087708A2 (de) Flüssigkeitsring-vakuumpumpe mit kavitationsregelung
EP4229298A1 (de) Verfahren zur feststellung von leckagen einer verdrängerpumpe
BE1032599B1 (de) Computerimplementiertes Verfahren zum Detektieren und/oder Bestimmen einer Anomalie einer Kreiselpumpe
DE102018114168A1 (de) Verfahren zur trockenen Prüfung der elektrischen und hydraulischen Funktion von Verdrängerpumpen
DE102022119147A1 (de) Verfahren zur Bestimmung oder Überwachung des Förderstroms einer Exzenterschneckenpumpe
DE102013005416A1 (de) Hydraulische Anordnung mit drehzahlvariabler Antriebsmaschine und Steuerverfahren dafür
DE102017126341A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung eines Verschleißzustands in einer Hydrostatpumpe
BE1031599B1 (de) Verfahren zum Erkennen eines Betriebszustands einer Kreiselpumpe und Kreiselpumpe
DE102023120204A1 (de) Softsensor und Verfahren zur Schätzung der Reibleistung einer Gleitringdichtung, und Pumpe hiermit
WO2022078736A1 (de) Computer-implementiertes verfahren zur bestimmung einer betriebseigenschaft einer gestänge-tiefpumpe, analysevorrichtung und pumpsystem hierfür
DE102020102301A1 (de) Diagnosevorrichtung für eine kraftstoffpumpe
WO2022078734A1 (de) Computer-implementiertes verfahren zur bestimmung einer betriebseigenschaft einer gestänge-tiefpumpe, analysevorrichtung und pumpsystem hierfür
DE102007007301A1 (de) Systeme und Verfahren zur Erfassung des Schließens eines Ansaugventils
DE102023204041B4 (de) Verfahren zur Erkennung von Verschleiß einer Wälzlagerung einer Schwenkwiege einer verstellbaren Hydraulikmaschine
DE102024120082A1 (de) Hydrauliksystem und Verfahren zur Bestimmung des Wirkungsgrades eines solchen Systems

Legal Events

Date Code Title Description
PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE APPLICATION HAS BEEN PUBLISHED

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC ME MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: REQUEST FOR EXAMINATION WAS MADE

17P Request for examination filed

Effective date: 20260311