ES2203218T3 - Compresor o bomba de vacio que utiliza filtros de fluido que tienen una indentificacion legible por maquina oculta. - Google Patents
Compresor o bomba de vacio que utiliza filtros de fluido que tienen una indentificacion legible por maquina oculta.Info
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Abstract
Compresor o bomba de vacío (2) que tiene: un filtro (1) de entrada de aire y/o o un filtro (4) de coalescencia para acondicionar el flujo de gas, para mantener el correcto funcionamiento del compresor o de la bomba y que requiere ser sustituido periódicamente; medios aplicados (51/54) a dicho filtro para proporcionar una identificación legible por máquina inviolable oculta para dicho filtro; una cabeza de filtro o alojamiento que forma parte de dicho compresor o bomba de vacío y que tiene medios (52/56) para detectar dicha identificación; medios para medir la caída de presión a través del filtro de entrada de aire y/o el filtro de coalescencia y para generar una señal cuando la caída de presión ha alcanzado un valor predeterminado que significa que el filtro ha alcanzado el final de su vida útil; y medios (55) de control que se pueden hacer funcionar para interrogar un nuevo cartucho siempre que se cambia el filtro, para recuperar la identificación, almacenarla en memoria (5) si se ha montado un filtro de sustitución automática y proporcionar una indicación de si una vida útil inferior al intervalo de servicio del fabricante está asociada al no uso de un filtro de sustitución original.
Description
Compresor o bomba de vacio que utiliza filtros de
fluido que tienen una identificacion legible por maquina oculta.
La presente invención se refiere a un compresor o
una bomba de vacío que utiliza un elemento de filtro sustituible o
cartucho, en particular, aunque no exclusivamente, para la
filtración y la purificación del aire.
La invención proporciona un compresor o bomba de
vacío tal como se define en la reivindicación 1 de las
reivindicaciones adjuntas.
Los medios para proporcionar la identificación
legible por máquina inviolable oculta se pueden proveer mediante un
dispositivo activo que tiene su propia fuente de alimentación. Sin
embargo, sería preferible que fuese provisto mediante un dispositivo
pasivo o sin alimentación como un resonador, un dispositivo de
memoria o un transpondedor que puede ser interrogado mediante
señales desde un lector, que puede conectarse directamente al mismo
o que puede acoplarse magnética o electrostáticamente al mismo.
A continuación se describirán realizaciones de la
invención, sólo a título de ejemplo, con referencia a los dibujos
adjuntos en los que:
La figura 1 es un diagrama de un compresor;
La figura 2 es un diagrama de una unidad de
cárter y separación de aire que forma parte del compresor;
La figura 3 es un gráfico que muestra, para un
filtro de coalescencia que forma parte del compresor de la figura 1,
la caída de presión como una función de tiempo.
La figura 4 es una vista esquemática de una
unidad de filtro de coalescencia en línea;
La figura 5 es un diagrama de una bomba de
vacío;
La figura 6 es un detalle de un filtro que
muestra una cápsula de extremo;
La figura 7 es un detalle en sección vertical del
filtro de un lado de la cápsula de extremo que muestra las partes
adyacentes del alojamiento del filtro;
La figura 8 muestra otra forma de la cápsula de
extremo prevista en un filtro según la invención; y
La figura 9 muestra parte de un cartucho de
filtro esquemáticamente en sección durante el transcurso de la
fabricación.
Los compresores accionados mediante electricidad
u otras fuentes de alimentación se utilizan para distribuir
corrientes de gas comprimido para diversos usos, por ejemplo en
sistemas de aire acondicionado en edificios, en pintura a pistola,
en pequeñas fábricas e instalaciones de reparación de vehículos, en
sistemas de aire comprimido para hospitales y laboratorios y en la
industria de servicios de restauración. La mayoría de los
compresores se lubrican mediante aceite, sirviendo el aceite para
lubricar las partes móviles, eliminar calor y capturar las
partículas finas del aire que está comprimido. Los principales
componentes de un compresor típico se muestran en la figura 1. El
aire de una admisión 10 pasa a través de un filtro 1 de entrada y
por consiguiente por una tubería 12 hacia una unidad 2 de compresor
rotativo de paletas o helicoidal accionado por un motor 3 eléctrico.
Una mezcla de aire comprimido, agua y aceite es expulsada desde la
unidad de compresión y viaja a través de la tubería 14 hasta una
unidad 16 de separación de aceite mostrada esquemáticamente en la
figura 2. Típicamente, la corriente de aire comprimido que entra en
la unidad 16 choca contra un deflector 18 y las gotitas más grandes
coalescen y caen dentro de una región 20 de cárter. La corriente de
aire contiene gotitas de aceite de un tamaño de
0,3-1,5 \mum, que se separan mediante un filtro 4
de coalescencia de microfibras de vidrio moldeadas o arrolladas para
reducir así la contaminación y recuperar el aceite. El aceite
coalescido vuelve desde el interior del cartucho a través de una
tubería 22 de barrido y una tubería 12 hasta la unidad de compresor.
La disposición mostrada es para un filtro vertical con sentido de
flujo de fuera a dentro, pero es común un sentido de flujo de dentro
a fuera, como también lo es una disposición de filtro horizontal. El
aire filtrado desde la unidad 16 pasa por una tubería 26 hacia el
lado 28 de aire de un aparato 5 de postenfriamiento y, por
consiguiente, a través de una tubería 30 de salida hasta un depósito
o red de distribución o similar. El aceite de la región 20 de cárter
pasa a través del filtro 6 y el lado 32 de aceite del aparato 5 de
post-enfriamiento. Éste pasa entonces por la tubería
34 dentro de la unidad 2 de compresor.
La figura 3 muestra la caída de presión en
milibares (Mb) frente al tiempo para un filtro 4 de coalescencia
típico. La caída de presión aumenta vertiginosamente durante un
periodo inicial, mientras el filtro se empapa en aceite. Ésta
aumenta entonces gradualmente sólo hasta que los agujeros se
obstruyen con contaminante, momento en el cual se alcanza una región
A en la que la caída de presión se eleva bruscamente, el
funcionamiento del compresor se vuelve ineficaz y no se consigue la
producción esperada, por ejemplo después de un funcionamiento de 12
meses del compresor. En caso de un filtro 1 de admisión
insuficiente, aceite de mala calidad o deteriorado, o vapor que se
desplaza a través de la entrada, el tiempo B en el que se
experimenta una caída de presión que aumenta rápidamente, puede
reducirse, por ejemplo a aproximadamente 6 meses.
Un compresor es un dispositivo de valor
relativamente elevado, se protege mediante el filtro 1 de entrada y
el filtro 6 de aceite y tiene un filtro de coalescencia que está
destinado a garantizar que el aire que sale del compresor es
conforme a los niveles de calidad definidos. Los usuarios del
compresor pueden sustituir los filtros suministrados por el
fabricante del equipo original por piezas coincidentes hechas por
terceras partes, cuya calidad no esté bajo el control del fabricante
del equipo original y cuyo rendimiento puede ser significativamente
menor que el de la pieza de repuesto original. Por consiguiente,
existe un riesgo de que el filtro de sustitución pueda fallar antes
de que haya transcurrido el plazo de servicio recomendado por el
fabricante para el filtro. También existe un riesgo de que el
usuario no cumpla los plazos de servicio recomendados. En
consecuencia, el compresor puede verse sometido a un desgaste
excesivo y puede fallar prematuramente, o se puede deteriorar la
calidad del aire de salida, lo que puede provocar un daño del equipo
aguas abajo. El fabricante del equipo original puede enfrentarse a
una reparación o una reclamación de garantía no justificada, y puede
experimentar daños inmerecidos para su reputación de suministrar de
equipos de alta calidad.
El aire del compresor, incluso después de pasar a
través el filtro de coalescencia puede contener aún grandes
cantidades indeseables de aceite, que puede estar en forma de
gotitas muy finas o puede estar en forma de vapor. La extensión de
la purificación requerida dependerá del uso al cual el aire
comprimido se va a someter, el cual puede ser, por ejemplo, soplar
suciedad de las piezas de trabajo, etc. para controles e
instrumentación neumáticos y herramientas neumáticas, aire
acondicionado en edificios, pintura a pistola y aplicaciones
farmacéuticas y electrónicas. Para eliminar contaminantes traza, es
común prever uno o más filtros en línea. La figura 4 muestra un
filtro de coalescencia en línea que tiene una cabeza 40 de filtro
provista con una entrada 42 de aire y una salida 44 de aire. Un
cartucho 46 de filtro sustituible se soporta desde la cabeza 40, por
ejemplo, mediante una varilla 47 de acoplamiento y puede disponerse
para el flujo en un sentido de dentro a fuera, tal como se muestra,
o en sentido contrario. El aceite se recoge en una región inferior
de una cubeta 48 de filtro y puede eliminarse a intervalos mediante
una válvula 50 de drenaje. Cada vez más, se utilizan los denominados
filtros "hilados", en los que el filtro y el alojamiento se
suministran como una única unidad desechable, que se fija a rosca a
la cabeza de filtro. Para la retirada del vapor, un cartucho
adsorbente lleno de carbón activo sustituye el filtro 46 de
coalescencia. En los documentos
GB-A-1236396, 1557821 y 1609519,
US-A-3841484 y
EP-B-0081297, por ejemplo, se
describen los filtros de coalescencia de aceite y los cartuchos de
retirada de vapor de aceite. De nuevo, el usuario puede no mantener
el filtro en línea con las piezas originales del fabricante y puede
no cumplir los plazos de servicio especificados.
Una bomba de vacío rotativa de paletas lubricada
con aceite se muestra esquemáticamente en la figura 5. De nuevo, el
aire del espacio que se está evacuando entra dentro de la unidad 2
de bomba a través del filtro 1 de entrada. El aceite circula entre
la unidad 2 de bomba, un radiador 5 de enfriamiento y a través del
filtro 6 dentro de una cámara 16" de depósito. El aire pasa de la
cámara 16" y el filtro 4 de coalescencia a la salida de escape.
De nuevo, los filtros 1,6 deficientes de entrada y de aceite, o un
retraso inoportuno en su sustitución, puede conllevar un desgaste
prematuro o un fallo de la bomba, y un filtro 4 de coalescencia
deficiente puede producir la contaminación del entorno con
aceite.
La presente invención tiene como objetivo
resolver el problema anterior proporcionando elementos de filtro
sustituibles en los que hay una identificación legible por máquina
inviolable oculta. Dicha identificación puede ser una identificación
de un solo bit (es decir, la presencia o ausencia de un registro en
la memoria o un dispositivo que proporcionará una respuesta
predeterminada a una señal de interrogación) o puede ser una
identificación de múltiples bits. Se puede utilizar una
identificación de múltiples bits para proporcionar un código, que
puede proporcionar una indicación de familia (por ejemplo, el
fabricante y el número de modelo) y un número de serie, junto con,
si su capacidad lo permite, información adicional tal como la fecha
y el lugar de fabricación y se pueden proporcionar códigos similares
en diversas formas. La información almacenada se puede usar para
permitir llevar a cabo una comprobación de que está montado un
filtro homologado. Se puede usar un cambio del número de serie del
filtro para controlar el cumplimiento de los tiempos homologados
para los cambios de filtro. En el caso de un defecto de fabricación,
también se puede utilizar un número de serie almacenado para seguir
la huella de los detalles de fabricación del filtro en cuestión
desde los registros en poder del fabricante y ayudar así a hallar la
causa del defecto.
A continuación se exponen ejemplos de tecnologías
de identificación sin contacto que se pueden aplicar a un filtro
para su identificación con grados variables de detalle desde la
autentificación más simple a registros de número de serie etc.
- (a)
- una banda oculta de material magnético blando en o sobre el filtro que se puede interrogar mediante una señal de un lector conectado a una antena en la cabeza de filtro y que tiene una frecuencia a la que la banda es resonante. La condición de resonancia genera histéresis o armónicos que se pueden detectar para indicar que un filtro está presente y que tiene la etiqueta correcta.
- (b)
- Una etiqueta de circuito resonante que comprende un sustrato aislante que lleva un bucle cerrado de un elemento conductor y un elemento capacitivo que puede estar provisto adecuadamente con dos áreas separadas de metal fino sobre cada lado del sustrato. La etiqueta se puede fijar o integrarse al filtro en una localización adecuada y se puede interrogar mediante una señal RF a o cerca de la frecuencia resonante del circuito. Una bobina o antena de interrogación se puede integrar en la cabeza de filtro.
- (c)
- Una etiqueta magnetostrictiva fijada al filtro. Tal etiqueta puede incorporar una o más bandas de material magnetostrictivo y una banda de material magnético de alta coercividad, resonando mecánicamente el material magnetostrictivo en presencia de un campo magnético alterno de la frecuencia apropiada. El campo magnético interrogador puede proceder de una bobina en la cabeza de filtro que se puede conectar a una fuente de una frecuencia CA apropiada. Un lector sensible a un campo magnético de la frecuencia apropiada y también integrado en la cabeza de filtro también puede detectar la resonancia.
- (d)
- Un transpondedor magnéticamente acoplado que funciona a, por ejemplo, aproximadamente 125 KHz está integrado en el filtro. Puede comprender normalmente un único circuito integrado fijado a una antena y tener una memoria de sólo lectura, un circuito rectificador de potencia, un oscilador y un circuito de excitación. Puesto que la memoria es permanente, no se requiere que la alimentación mantenga la identidad de la etiqueta, que puede ser puramente pasiva. Los transpondedores de este tipo están disponibles, por ejemplo de Biomark de Boise, ID, USA, y de Trovan.
- (e)
- Un transpondedor acoplado por campo eléctrico que puede ser un dispositivo pasivo que funciona a aproximadamente 2,5 GHz y que puede usar modulación de retrodispersión. El transpondedor puede, si se desea, adoptar la especificación de Bluetooth para conectividad sin cables y puede formar parte de una picored.
El filtro también se puede marcar con un marcador
que requiere un contacto eléctrico para recuperar la información
almacenada. Por ejemplo, un chip ROM, es decir un denominado
"número de serie de silicio" DS 2401 está disponible de Dallas
Semiconductor. Tal chip es menor a 5 mm cuadrados y tiene sólo 1,5
mm de profundidad y puede acoplarse o encapsularse fácilmente dentro
de un filtro. Si se requiere una conexión a tierra (que puede estar
en una cápsula de extremo o una pared lateral del filtro) y tiene
una única patilla para los controles, las direcciones, los datos y
la alimentación, de manera que sólo se requiere un único conductor
que vaya a una única área de contacto sobre el filtro.
Por tanto en la figura 1, el filtro 1 de entrada
lleva un transpondedor 51 que se puede interrogar mediante una
primera antena 52 conectada a un lector 53 controlado por una unidad
55 de control que puede ser un dispositivo controlado por un
microprocesador o un microcontrolador. El filtro de coalescencia
también lleva un transpondedor 54 que se puede interrogar mediante
una segunda antena 56 de la unidad 16 y también conectada al lector
53. La unidad de control también recibe señales de los dispositivos
que comprueban el correcto funcionamiento del compresor, por
ejemplo, desde un detector 58 de nivel de aceite, un detector 60 de
temperatura y un detector 62 de temperatura de aire de salida. Al
cambiar un filtro o al volver a encender el compresor después de una
interrupción, la unidad 55 de control hace que el lector 53
suministre señales de interrogación a las antenas 52, 56. Los datos
de retorno con comprobados para averiguar si los cartuchos correctos
están en su sitio. Al asumir que tanto las identidades de las piezas
como los números de serie se registran en las memorias de los
transpondedores 51, 54, las instrucciones almacenadas en la unidad
55 de control hacen que esta información se grabe en la memoria 57.
Si uno u otro filtro no proporciona una respuesta correcta o ninguna
respuesta, entonces la unidad de control hace que se grabe una
indicación de este hecho en la memoria. También puede hacer que
aparezca una advertencia en la pantalla 59 de visualización y/o
hacer que se inhiba además el funcionamiento del compresor. La
unidad 55 de control puede ser parte de un sistema de
servicio/diagnóstico para el compresor o bomba de vacío, y si no se
detecta la presencia de los filtros correctos, puede simplemente
registrar en la memoria 57 el hecho de que no se ha grabado ninguna
señal de identidad correcta, apareciendo este hecho con otros datos
de rendimiento de la máquina. Se muestra una disposición similar
para la bomba de vacío de la figura 5. Un filtro en línea también
puede tener un transpondedor 70 alimentado con señales de
interrogación, por ejemplo, mediante una antena 72.
En el caso de filtro de coalescencia de aceite,
el medio filtrante suele adoptar la forma de un tubo 61 de
microfibra de vidrio chapeada, arrollada o moldeada que está
encerrada por cápsulas de extremo de metal o de plástico en cada
extremo. El dispositivo de identificación se puede ocultar dentro de
una u otra de las cápsulas de extremo, y preferentemente, dentro de
la cápsula de extremo destinada a acoplarse dentro de una cabeza de
filtro fijada en línea o a un compresor, bomba de vacío u otro
dispositivo activo. Por consiguiente, una de las cápsulas de extremo
puede tener un chip de memoria sobre o empotrado dentro de ella,
teniendo el chip un código de identidad grabado en la memoria y una
conexión con un componente metálico del filtro (que estará
normalmente conectado a tierra) y un conductor de datos. Tal como se
muestra en las figuras 6 y 7, tal conductor de datos puede entrar en
contacto con una punta 80 de contacto que sobresale desde la cápsula
82 de extremo, la cual, cuando el filtro está correctamente
posicionado, se acopla con un contacto 84 en una parte 86 adyacente
de la cabeza de filtro. En la figura 8, un anillo 88 de contacto
sustituye la punta 80 de modo que se realiza una conexión con el
terminal 84 de la cabeza de filtro, sin tener en cuenta la posición
angular del filtro. Se pueden transmitir entonces señales de
interrogación directamente desde la cabeza de filtro a un número de
serie de silicio u otro dispositivo de memoria montado sobre o en el
filtro, y la información de identidad almacenada se puede recuperar
partir del mismo. Por consiguiente, una unidad de control puede
verificar si se está usando una filtro homologado y verificar su
reloj interno para saber si se están cumpliendo los plazos correctos
de cambio de filtro.
Se pueden prever medios para medir la caída de
presión a través de los filtros de coalescencia y/o de entrada y se
pueden disponer para generar una señal cuando la caída de presión ha
alcanzado un valor predeterminado, que significa que el elemento
filtrante ha alcanzado el final de su vida útil. Si el tiempo
requerido es inferior al plazo de servicio del fabricante, los
registros internos del compresor, bomba de vacío u otro dispositivo
activo pueden mostrar que esto es debido a que no se ha montado un
filtro de sustitución original.
La invención se puede aplicar a otras formas de
filtro de fluido, por ejemplo, filtros de aceite para motores de
combustión interna. En particular, se puede utilizar para filtros de
entrada de aire para motores de combustión interna y sistemas de
aire comprimido usados por todas las industrias de transportes,
incluido los aviones, los trenes, los barcos, los automóviles y los
vehículos de transportes de mercancías. Se puede aplicar a
compresores usados para proporcionar un suministro de aire
comprimido para un sistema de anillo principal para una fábrica, un
hospital u otros lugares donde se usa aire comprimido como fuente de
energía. También es útil para filtros de interceptación bajo tierra
para instalaciones hechas por Conder u otros fabricantes para
acondicionar el agua de desagüe de los depósitos de interceptación
de las instalaciones industriales (por ejemplo las explanadas de las
gasolineras) o las aguas residuales antes de su descarga en una
colector grande o un desagüe.
En la figura 9 se muestra parte de un filtro que
tiene una cápsula 90 de extremo de plástico con una región anular
rebordeada y vuelta hacia arriba que define un pozo 92 de resina que
está formado con una cavidad 94 para alojar un chip 96 de memoria
que podría ser un Número de serie de Silicio de Dallas o similar. Un
lado del chip está conectado a tierra mediante conexión (no
mostrada) a las partes metálicas del cartucho de filtro y su patilla
de datos está conectada a un terminal 98 que aparece a través de la
cara expuesta a la cápsula de extremo. El filtro tiene manguitos
100, 102 interno y externo de metal expandido entre los cuales está
intercalado en sándwich un filtro 104 de coalescencia de fibra de
vidrio ondulada. Sobre la cara externa del manguito 102 se prevé una
capa 106 de drenaje de material no-tejido. Los
componentes anteriores se empujan dentro de una capa de adhesivo de
poliuretano en el pozo 92, y el adhesivo se deja curar para
completar el extremo del filtro, estando el chip 9 sujeto en una
situación bien protegida. Se apreciará que la posición anterior es
sólo una posibilidad y son posibles otras localizaciones para un
chip o un transpondedor, por ejemplo, ente el filtro 104 de
coalescencia y la capa 106 de drenaje.
Claims (3)
1. Compresor o bomba de vacío (2) que tiene:
un filtro (1) de entrada de aire y/o o un filtro
(4) de coalescencia para acondicionar el flujo de gas, para mantener
el correcto funcionamiento del compresor o de la bomba y que
requiere ser sustituido periódicamente;
medios aplicados (51/54) a dicho filtro para
proporcionar una identificación legible por máquina inviolable
oculta para dicho filtro;
una cabeza de filtro o alojamiento que forma
parte de dicho compresor o bomba de vacío y que tiene medios (52/56)
para detectar dicha identificación;
medios para medir la caída de presión a través
del filtro de entrada de aire y/o el filtro de coalescencia y para
generar una señal cuando la caída de presión ha alcanzado un valor
predeterminado que significa que el filtro ha alcanzado el final de
su vida útil; y
medios (55) de control que se pueden hacer
funcionar para interrogar un nuevo cartucho siempre que se cambia el
filtro, para recuperar la identificación, almacenarla en memoria (5)
si se ha montado un filtro de sustitución automática y proporcionar
una indicación de si una vida útil inferior al intervalo de servicio
del fabricante está asociada al no uso de un filtro de sustitución
original.
2. Compresor o bomba de vacío según la
reivindicación 1, en el que la identificación comprende una
identidad de pieza para dicho filtro.
3. Compresor o bomba de vacío según la
reivindicación 1, en el que la identificación incluye un número de
serie con el que se puede seguir la huella hasta los detalles de
fabricación de dicho filtro.
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