ES2226450T3

ES2226450T3 - Dispositivo regulador para una bomba de diafragma.

Info

Publication number: ES2226450T3
Application number: ES99950623T
Authority: ES
Inventors: Goerdt Abel
Original assignee: Abel GmbH and Co KG
Current assignee: Abel GmbH and Co KG
Priority date: 1998-12-09
Filing date: 1999-10-05
Publication date: 2005-03-16
Anticipated expiration: 2019-10-05
Also published as: DE29821910U1; DE59910519D1; EP1055071B1; JP2002531774A; WO2000034659A1; EP1055071A1; US6344722B1

Abstract

Dispositivo de regulación para una bomba de diafragma para alimentar filtros-prensa o consumidores similares con - un convertidor de frecuencia, - un motor de accionamiento eléctrico de corriente trifásica (16) para la bomba (18), que está unido mediante el convertidor de frecuencia (20) variable en su frecuencia con la red de suministro, en el que el convertidor de frecuencia presenta una salida analógica (22), en la que aparece una señal real correspondiente al par motor respectivo, - un indicador de valor teórico de velocidad (30), a cuya entrada se transmite la señal real mediante un invertidor (28), y en el que está almacenada una curva teórica que genera una dependencia entre el par motor y la velocidad, de forma que en caso de valores de señal reales por debajo de un valor límite, la velocidad presenta un valor máximo constante (nmax) y al alcanzar el valor límite con señales reales crecientes se reduce gradualmente a una velocidad mínima (nmin) y - un nivel de amortiguación (23) para la señal real.

Description

Dispositivo regulador para una bomba de diafragma.

La invención se refiere a un dispositivo regulador para una bomba de diafragma según la reivindicación 1.

Las bombas de diafragma se montan en muchos casos. Se accionan de forma mecánica o hidráulica. Sirven para alimentar filtros-prensa o consumidores similares como, por ejemplo, alimentaciones de torres de pulverización o similares.

En la alimentación de un filtro-prensa su capacidad de absorción disminuye durante un ciclo de filtración en la medida en que se generan tortas. La presión asciende en igual medida. Por tanto, debe tenerse en cuenta este comportamiento en el funcionamiento de la bomba. Se conoce la reducción de la carrera de la membrana mediante presión creciente, para prever una reducción de la cantidad de suministro hasta aprox. cero al alcanzar una presión de filtración fijada previamente.

Así mismo, se conoce el funcionamiento del motor de accionamiento, por ejemplo, de un motor de corriente trifásica, mediante un convertidor de frecuencia y el ajuste de la cantidad de suministro y de la presión de la bomba dependiendo de la presión medida. Con este objeto, se asigna un convertidor de presión a la conducción entre la bomba y el filtro-prensa, cuya señal de salida se transmite a un control programable de memoria. Este genera, según un programa predeterminado, la señal de ajuste correspondiente al convertidor de frecuencia para ajustar la velocidad del motor de accionamiento a las proporciones de presión mediante la variación de la frecuencia de salida del convertidor. Los controles programables de memoria, tal como se requieren para las regulaciones de velocidad de este tipo, son proporcionalmente costosos.

Del documento DE 4335403 se conoce, también, el control de una máquina para moldear por inyección de plástico mediante un motor sincrónico de corriente trifásica y un convertidor de frecuencia. En esta disposición, también, se mide la presión suministrada al dispositivo de inyección y se usa para ajustar la bomba hidráulica.

La invención se basa en el objetivo de crear un dispositivo regulador para una bomba de diafragma, que trabaje con un coste mínimo de aparatos.

Este objetivo se alcanza mediante las características de la reivindicación 1.

Un motor de accionamiento eléctrico, especialmente un motor sincrónico de corriente trifásica, acciona la bomba de diafragma. El motor de accionamiento se abastece mediante un convertidor de frecuencia variable en su frecuencia, que está unido, por su parte, a la red, por ejemplo, a una red de 50 ó 60 Hz. El convertidor de frecuencia tiene una salida analógica, en la que aparece una señal, por ejemplo, una corriente, que es representativa para el par motor respectivo.

En la invención se prevé, además, un indicador de valor teórico de velocidad, que no predetermina un valor de velocidad constante, sino una curva de valor teórico, que se almacena en el indicador de valor teórico de velocidad. La curva se compone, por un lado, de una rama constante, que corresponde a la velocidad máxima. Puesto que la salida del convertidor de frecuencia se transmite a través de un invertidor a la entrada del indicador de valor teórico de velocidad, una pequeña señal (par motor) en la salida conduce a una señal mayor (velocidad del motor) en la entrada del indicador de valor teórico del motor. Con otras palabras, en caso de pares relativamente pequeños, el indicador de valor teórico de velocidad predetermina un valor máximo de velocidad. Este puede ser superior al que alcanza, por ejemplo, de 50 ó 60 Hz. Puede predeterminarse, incluso, un valor de velocidad que corresponda, por ejemplo, a una frecuencia de 130 Hz. Un valor teórico de velocidad de este tipo se mantiene hasta que el par alcanza un valor crítico. Esto corresponde a una fase de funcionamiento, en la que la presión del consumidor ha alcanzado la presión de regulación del proceso. A partir de este punto, el valor teórico de velocidad se desplaza a lo largo de una curva decreciente predeterminada, preferentemente, a lo largo de una recta. El curso de la curva decreciente o de la recta es de forma que se mantiene una presión de consumidor o curso de presión deseados. De forma conocida, esta se rige según el estado de funcionamiento respectivo del consumidor, por ejemplo, un filtro-prensa.

La curva decreciente se sigue hasta una velocidad mínima, que se mantiene entonces constante, por ejemplo, a un valor, en el que el motor eléctrico todavía gira. Esto corresponde, por ejemplo, a una velocidad de 2,0 rpm.

El dispositivo según la invención contiene también un elemento de amortiguación. Este se encarga de que las oscilaciones periódicas de la señal real que aparecen obligatoriamente en una bomba de membrana se amortiguen de forma que se mantenga una señal transformable.

El dispositivo según la invención tiene la ventaja de que puede usarse un convertidor de frecuencia tradicional, que debe completarse sólo mínimamente mediante piezas de conexión correspondientes. No son necesarios dispositivos de control y regulación externos. En particular, puede eliminarse completamente un captador de presión para regulación. En la práctica se ha comprobado, que con la invención, únicamente, es posible reaccionar de forma proporcional a la presión de lodo que se genera en el filtro-prensa mediante el par del motor.

La invención se describe en detalle a continuación mediante dibujos:

Fig. 1: muestra de forma esquemática un diagrama de conexión bloques según la invención.

Fig. 2: muestra un diagrama de un recorrido de presión y velocidad en una alimentación de un filtro-prensa con un dispositivo según la fig. 1.

En la fig. 1 se representa una bomba de diafragma 18, que se acciona por un motor de corriente trifásica 16. El motor de corriente trifásica 16 está unido mediante un convertidor de frecuencia 21 a la red eléctrica. La frecuencia del motor puede variarse entre 2 y 130 Hz. Las corrientes del motor detectadas en un ondulador 20 se detectan y aparecen en una salida analógica 22 como señales reales para el par del motor 16. La señal es una señal de corriente, que oscila entre 0 y 21 mA. La corriente 0 significa par infinitamente pequeño y la corriente máxima significa par máximo.

Puesto que la bomba genera una presión pulsante, la señal en la salida 22 es, también, pulsante. Un elemento de amortiguación 23 se encarga de homogeneizar de forma correspondiente la señal real. La amortiguación de la señal real tiene lugar, preferentemente, con una constante de tiempo de filtraje, por ejemplo, 8 segundos. Al mismo tiempo, con esta constante puede alcanzarse un ajuste a la dimensión respectiva de la bomba.

La señal real se transmite desde la salida 22 a través de una conducción 24 a la entrada del invertidor 28 que, por su parte, está unido a un indicador de valor teórico de velocidad 30.

En un instante aparece en la entrada del indicador de valor teórico 30 una señal elevada. Con esta señal, se predetermina en el indicador de valor teórico 30 un valor máximo para la velocidad, en el que este valor, que se identifica como 9, se mantiene a lo largo de una rama horizontal según la figura 2 por encima de un intervalo predeterminado. En caso de incrementarse la presión en el consumidor, lo que se detecta en un incremento de la señal real, la señal de salida del indicador de valor teórico 30 se reduce a lo largo de una segunda rama de la curva 10, es decir, de una recta descendente y de forma gradual a un valor de velocidad mínimo predeterminado, que puede ascender a 2,0 rpm. La velocidad mínima corresponde a la cantidad de circulación mínima de la bomba y mantiene, por lo tanto, de forma constante la presión máxima P_{max} alcanzada hasta la presión de desconexión de la prensa.

Debe mencionarse también que, como se sabe, en el convertidor de frecuencia 21 está integrado un regulador de velocidad, que regula la velocidad según el valor teórico de velocidad, para que la bomba se accione con la velocidad necesaria. Un regulador de este tipo es, por ejemplo, un regulador PID.

Claims

1. Dispositivo de regulación para una bomba de diafragma para alimentar filtros-prensa o consumidores similares con

-: un convertidor de frecuencia,

-: un motor de accionamiento eléctrico de corriente trifásica (16) para la bomba (18), que está unido mediante el convertidor de frecuencia (20) variable en su frecuencia con la red de suministro, en el que el convertidor de frecuencia presenta una salida analógica (22), en la que aparece una señal real correspondiente al par motor respectivo,

-: un indicador de valor teórico de velocidad (30), a cuya entrada se transmite la señal real mediante un invertidor (28), y en el que está almacenada una curva teórica que genera una dependencia entre el par motor y la velocidad, de forma que en caso de valores de señal reales por debajo de un valor límite, la velocidad presenta un valor máximo constante (n_{max}) y al alcanzar el valor límite con señales reales crecientes se reduce gradualmente a una velocidad mínima (n_{min}) y

-: un nivel de amortiguación (23) para la señal real.

2. Dispositivo según la reivindicación 1, caracterizado porque la sección de curva decreciente (10) es una recta.

3. Dispositivo según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque en el indicador de valor teórico de velocidad (30) se almacena un valor de velocidad inferior (n_{min}) y el par motor permanece constante, si se alcanza el valor de velocidad inferior (n_{min}).

4. Dispositivo según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque el valor de velocidad superior (n_{max}) corresponde a una frecuencia de salida del convertidor de frecuencia (20), que se encuentra por encima de la frecuencia de red.

5. Dispositivo según una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque la curva (9, 10) es programable y puede ajustarse al consumidor respectivo para la bomba.