ES2265479T3 - Grupo motobomba con temporizador de la puesta bajo tension del motor. - Google Patents

Abstract

Grupo motobomba (1) que comprende una bomba (P1) accionada por un motor (M1) eléctrico mandado por un microcontrolador (E1) integrado en el grupo (1) que pone el motor (M1) bajo tensión por unas señales que recibe de un detector de nivel (CN1) y fuera de tensión por unas señales que reciben de un detector de parada (CA1), caracterizado porque el microcontrolador (E1) comprende unos medios (13/1) de temporización destinados a retardar la puesta bajo tensión del motor eléctrico (M1) en una duración de temporización elegida aleatoriamente entre unos pasos de duración progresivamente crecientes y unos medios (D1) de decrementación destinados a disminuir en un paso la duración de temporización a cada señal recibida del detector de nivel (CN1) para la cual el motor (M1) no es puesto bajo tensión.

Description

Grupo motobomba con temporizador de la puesta bajo tensión del motor.

La presente invención se refiere a los grupos motobombas y, más particularmente, a unos grupos motobombas destinados a ser colocados en una cuba o en una fosa con el fin extraer unos efluentes. La invención se aplica muy particularmente a unos grupos motobombas destinados a ser montados en cascada.

Para extraer unos efluentes es conocido utilizar una cascada de grupos motobombas, es decir m grupos motobombas, siendo m un número entero superior o igual a 2. Cada grupo motobomba comprende una bomba accionada por un motor eléctrico. El motor eléctrico es mandado por un microcontrolador integrado en el grupo motobomba, que pone el motor bajo tensión por unas señales que recibe de un detector de nivel y que lo pone fuera de tensión por unas señales que recibe de un detector de parada. El detector de nivel detecta un nivel del agua en la cuba a partir del cual es deseable que los grupos motobombas entren en acción a fin de vaciar la cuba. Los detectores de parada detectan el nivel del agua en la cuba a partir del cual es preciso parar el funcionamiento de los grupos motobombas. Cuando los grupos motobombas están montados en cascada, un primer grupo motobomba se pone en marcha en cuanto el detector de nivel envía una señal que indica que el agua alcanza un cierto nivel en la cuba. El primer grupo motobomba vacía la cuba hasta que el detector de parada indica que el nivel en la cuba ha bajado suficientemente para que se pueda parar el grupo motobomba. Si, sin embargo, el caudal de llenado de la cuba por el agua es tan grande que el primer grupo motobomba por sí solo no es suficiente para vaciar la cuba, un segundo grupo motobomba puede ponerse en marcha y si ello no es suficiente tampoco un tercero o un enésimo grupo motobomba entra en acción. En general uno de los grupos motobomba entra más a menudo en acción. Se desgasta más rápidamente que los otros. Sería muy deseable obtener un desgaste tan uniforme como sea posible de todos los grupos motobombas utilizados a fin de minimizar los trabajos de mantenimiento y de reemplazado.

Se conocen ya unos grupos motobombas que son mandados desde el exterior por una caja de mando electrónico con la ayuda de un autómata. Pero esto necesita un montaje y unos ajustes, en particular eléctricos, que deben ser efectuados por un profesional y en función de la cuba en la cual los grupos motobombas están dispuestos. Esta solución es utilizada en la cascada de grupos motobombas descrita en el documento US 5 449 274.

La invención prevé un grupo motobomba que no necesita la presencia de un profesional para su montaje y que permite sin embargo uniformizar el desgaste de los grupos motobombas montados en cascada en una cuba.

Según la invención, el microcontrolador comprende unos medios de temporización destinados a retardar la puesta en tensión del motor eléctrico en una duración de temporización elegida aleatoriamente entre unos pasos de duración progresivamente crecientes y unos medios de decrementación destinados a disminuir en un paso la duración de temporización a cada señal recibida del detector de nivel para el cual el motor no es puesto en tensión.

Desde después de que el grupo motobomba ha funcionado, por tanto después de que el detector de parada a puesto el motor fuera de tensión, el microcontrolador atribuye al grupo motobomba una duración de temporización que se elige de forma aleatoria. Cuando el detector de nivel señala que el nivel del agua en la cuba se ha elevado y que convendría que un grupo motobomba sea puesto en servicio para bajar de nuevo el nivel del agua, el grupo motobomba en cuestión que tiene la duración de temporización que le ha sido asignada no entra en acción en tanto esta duración de temporización no ha transcurrido. En el intervalo, es otro grupo motobomba, cuya duración de temporización que ha sido también elegida aleatoriamente resulta ser la más pequeña, el que entra en acción. Esto asegura ya una cierta permutación en el funcionamiento de los grupos motobombas. El grupo motobomba que se ha considerado hasta aquí y cuya duración de temporización era relativamente mayor que la de otro grupo motobomba que ha sido puesto en tensión, ve entonces su duración de temporización disminuir en un paso por los medios de decrementación. Cuando de nuevo el nivel de agua se ha elevado en la cuba y que de nuevo convendría poner en acción un grupo motobomba, el grupo motobomba cuya duración de temporización ha sido disminuida en un paso entrará de nuevo en competición con otros grupos motobombas cuyas duraciones de temporización han sido también elegidas aleatoriamente pero que tienen más probabilidades de ser puestos en acción puesto que su nueva duración de temporización es menor que anteriormente y tiene por tanto más probabilidad de ser inferior a la de los otros grupos motobombas y esto cada vez más a medida que se repiten las señales recibidas del detector de nivel. Estas características aseguran una permutación prácticamente perfecta de los grupos motobombas.

Es sin embargo deseable que el grupo motobomba como tal, aunque esté sobre todo destinado a ser utilizado como se ha visto anteriormente en una cascada de n grupos motobombas, puede ser también utilizado eventualmente solo en una cuba sin tener que prever desde la fábrica que sea así. En otros términos, se desea que un grupo motobomba según la invención pueda ser utilizado como es ventajoso en una cascada de grupos motobombas, pero pueda ser también utilizado solo en una cuba sin tener que prever de origen unas medidas particulares para su fabricación. Según un perfeccionamiento de la invención, el microcontrolador comprende unos medios de inactivación de los medios de temporización cuando el motor es puesto bajo tensión después de que la duración de temporización más larga haya transcurrido. Si, en efecto, la duración de temporización más larga ha transcurrido y el grupo motobomba ha debido ser puesto en acción, es que no hay otro grupo motobomba en la cuba y que, en consecuencia, es inútil retardar la puesta en acción del único grupo motobomba presente por unas duraciones de temporización que desde entonces no presentan ya interés. En este caso, el grupo motobomba aprende que está solo y que debe entrar en acción en cuanto recibe la señal del detector de nivel.

Se puede también, por la misma razón mencionada en el párrafo anterior, hacer de manera que el microcontrolador comprenda unos medios de inactivación de los medios de temporización cuando el motor es puesto bajo tensión por lo menos varias veces, por ejemplo por lo menos cuatro veces seguidas, sin que los medios de decrementación hayan entrado en acción en el intermedio. Aquí también, esto significa con una probabilidad que confirma prácticamente la certidumbre que el grupo motobomba está solo.

Normalmente, los grupos motobombas deberían estar dispuestos en la cuba de manera que todos los detectores de nivel se encuentren a un mismo nivel. Pero, en la práctica, esto es imposible y hay a menudo diferencias de nivel que pueden ser a veces grandes entre los detectores de nivel. En este caso, es siempre uno de los grupos motobombas que entra en acción puesto que los otros grupos motobombas tienen un detector de nivel que se encuentra a un nivel más elevado y que no manda su puesta en acción, incluso la retardada. Para evitar este inconveniente, el microcontrolador comprende unos medios de sobretemporización con decrementación progresiva que están destinados a retardar la puesta bajo tensión del motor con una duración de espera superior a la mayor duración de temporización cuando el motor ha sido puesto en tensión n veces sucesivamente sin interrupción por las señales recibidas del detector de nivel, siendo n un número entero superior o igual a 2 y preferentemente superior o igual a 4. Se tiene la seguridad así de que el grupo motobomba que es siempre puesto en marcha, por ejemplo porque su detector de nivel está más bajo que los otros detectores de nivel, permanezca parado suficientemente largo tiempo para que el agua suba y alcance el nivel de los detectores de nivel de los otros grupos motobombas a fin de que estos entren en acción según su duración de temporización.

Siempre a fin de poder utilizar un grupo motobomba que tiene la característica mencionada en el párrafo anterior como grupo motobomba utilizado solo en una cuba a vaciar, se prefiere que el microcontrolador comprenda unos medios de inhibición de los medios de temporización y de sobretemporización mientras que en cambio los medios de sobretemporización estaban en acción. Si los medios de sobretemporización han entrado en acción es que el grupo motobomba está sólo, puesto que si no las señales recibidas del detector de nivel no lo habrían sido n veces sin interrupción.

La invención prevé también una cascada de m grupos motobombas caracterizada porque los m grupos motobombas son tales como los definidos anteriormente y están dispuestos en una misma cuba. Preferentemente m es igual o superior a 3.

En los planos anexos, dados únicamente a título de ejemplo:

la figura 1 es una vista esquemática en sección de una cascada de grupos motobomba en una cuba,

la figura 2 es un esquema sinóptico del dispositivo de mando, y

la figura 3 es un logigrama que ilustra la estructura de la lógica.

Están montados en una cuba C tres grupos motobombas 1, 2, 3. Cada grupo motobomba comprende una bomba P1, P2, P3 accionada por un motor M1, M2, M3 eléctrico. El motor eléctrico es mandado por un microcontrolador E1, E2, E3 propiamente dicho integrado en el grupo motobomba 1, 2, 3. En el grupo motobomba 1 está montado un detector de nivel CN1 y un detector de parada CA1. El detector de nivel es de tipo electrónico pero podría ser también de tipo mecánico siendo por ejemplo simplemente de flotador. El detector de nivel CN1 envía una señal al microcontrolador E1 cuando el nivel del agua en la cuba C alcanza un valor dado alto. Así mismo, el detector de parada CA1 que puede ser también electrónico o de flotador envía una señal al microcontrolador E1 cuando el nivel del agua en la cuba alcanza un nivel bajo. Es lo mismo para los detectores CN2, CN3 y CA2, CA3.

Las tuberías T1, T2, T3 de impulsión de las bombas desembocan en un colector 4 común. Los grupos motobombas 1, 2, 3 son alimentados por unas líneas 5, 6, 7 eléctricas a partir de la red 8.

En la figura 2, se reconoce el motor M1 y la bomba P1, teniendo los otros grupos motobombas una estructura idéntica. El motor M1 trifásico, pero que podría ser monobásico, es alimentado por tres hilos 5A, 5B, 5C de fase a partir de la red 8 por medio de un contactor 9/1, a su vez mandado por el microcontrolador E1 por medio de una línea 10/1. El microcontrolador E1 recibe las señales del captador CN1 por medio de una línea 11/1 y las señales del captador CA1 por medio de una línea 12/1. El microcontrolador E1 está conectado a una tabla 13/1 de temporización y a unos medio D1 de decrementación por una línea 14/1 y a una tabla 15/1 de sobretemporización que tiene unos medios S1 de decrementación por una línea 16/1. El microcontrolador E1 está también conectado por una línea 17/1 a una memoria 18/1 de estado del captador CN1 y por una línea 19/1 a un contador 20/1 de sobretemporización que cuenta el número de veces en que el grupo motobomba ha funcionado.

La cascada de tres grupos motobombas funciona de la manera siguiente. Cuando los grupos motobombas 1, 2, 3 son puestos por primera vez en la cuba C y cuando el nivel de agua alcanza uno de los niveles de los captadores CN1, CN2, o CN3, uno de los grupos motobomba o los tres grupos motobombas se ponen en marcha. El nivel del agua desciende hasta que los detectores de parada CA1, CA2, CA3 lo detectan. Envían una señal respectivamente a su microcontrolador E1, E2, E3. El microcontrolador E1 por ejemplo, recibe de la tabla 13/1 de las temporizaciones un valor de temporización por ejemplo de seis segundos, mientras que E2 recibe de su tabla de temporización otro valor aleatorio que se supondrá de ocho segundo y que E3 recibe un valor de temporización de diez segundos. Cuando el nivel del agua se eleva de nuevo, y alcanza un nivel tal que los captadores CN1, CN2 y CN3 lo detectan, estos envían una señal a los microcontroladores E1, E2, E3 que dan la orden a los motores M1, M2, M3 de ponerse bajo tensión, salvo que esta orden está retardada en el tiempo de respectivamente seis segundos, ocho segundos y diez segundos y que en consecuencia, es el motor M1 que entrará el primero en acción. Ahora bien, en cuanto el grupo motobomba M1 entra en acción hace bajar el nivel del agua, por lo que en el momento en que el grupo M2 y a fortiori el grupo M3 debería entrar en acción después de que sus duraciones respectivas de temporización han transcurrido, sus microcontroladores E2 y E3 constatan que el nivel del agua ha descendido suficientemente para que no tengan que funcionar. En este caso, las memorias 18/2 y 18/3 dan la orden a los medios D2, D3 de decrementar en un paso la duración de temporización. Si el paso es de 2 segundos, las duraciones resultan iguales respectivamente a 6 segundos y a 8 segundos para M2 y M3. Cuando el grupo motobomba M1 se parará bajo la acción del detector de parada CA1, se le asignará de nuevo una duración de temporización elegida aleatoriamente a partir de la tabla 13.1. Si esta duración es mayor de 8 segundos, es el grupo motobomba M2 que entrará en acción cuando el nivel del agua subirá de nuevo en la cuba C. Si, en contrapartida, esta duración de temporización que acaba de ser asignada al grupo motobomba M1 permanece aún inferior a 8 - 2 = 6 segundos, es de nuevo el grupo motobomba M1 que entrará en acción una segunda vez. Pero llegará necesariamente un tiempo en que su duración de temporización será superior a la de M2 y M3, o bien bajo el efecto de las decrementaciones, o bien bajo el efecto del tiraje aleatorio. Cuando este tiempo llegue, es necesariamente M2 que entrará en acción y después, de la misma manera, M3 cuando a su vez, M2 sufrirá la misma suerte que M1.

Si, sin embargo, después de que el grupo motobomba 1 haya entrado en acción cuatro veces seguidas, o bien porque el grupo motobomba M1 está en un nivel más bajo que los grupos motobombas M2 y M3, o bien porque bajo el efecto de la elección aleatoria de las duraciones de temporización elegidas, es siempre M1 que ha sido elegido, el microcontrolador E1 recibe del contador 20.1 de sobretemporización una señal para establecer una duración de temporización enviada a la tabla 15.1 de sobretemporización, superior en 16 segundos por ejemplo a la mayor temporización de la tabla 13.1. Esto deja tiempo al agua para subir a nivel de los detectores CN2 y CN3 de nivel incluso si están más altos que el detector de nivel CN1 y a los grupos motobombas M2 y M3 entrar en acción, preferentemente al grupo motobomba M1. Cada vez que un grupo motobomba 2 o 3 entrará en acción, el detector CN1 dará la orden a los medios S1 de decrementar en la tabla 15/1 la sobretemporización en un paso de 2 segundos. En tanto el grupo 1 tendrá una sobretemporización, no entrará en acción antes de la entrada en acción de los otros grupos 2 y 3. Sin embargo, si el funcionamiento de los grupos 2 y 3 no es suficiente después del plazo de sobretemporización para vaciar la cuba C, el grupo 1 entrará en acción. Desde que el grupo 1 será, después de haber sido puesto fuera de acción por la sobretemporización, puesto de nuevo en acción, le será asignada una nueva duración aleatoria de temporización.

La memoria 18.1 de estado del captador CN1 da también la orden al microcontrolador E1 de inhibir la tabla de temporización 13.1 si la tabla de sobretemporización 15.1 es, mientras que el motor M1 está puesto bajo tensión, puesta en acción n veces sucesivamente sin interrupción, por las señales recibidas del detector CN1 de nivel, siendo n un número superior o igual a 4, puesto que ello significa que el grupo motobomba 1 se encuentra solo en la cuba C. Cuando el grupo motobomba 1 es puesto en sobretemporización y que su puesta en marcha tiene lugar sin embargo cada vez que el detector CN1 es activado, esto significa que la bomba está sola.

De la misma manera, el microcontrolador E1 puede comprender unos medios de inactivación de la tabla 13.1 de temporización cuando el motor es puesto bajo tensión después de que la duración de temporización más larga ha transcurrido.

Los microcontroladores descritos anteriormente comprenden los microcontroladores E1, E2, E3 propiamente dichos y también las tablas 13.1, 13,2, 13,3 y las memoria 18.1, 18.2, 18.3 y los contadores 20.1, 20.2, 20.3. Pero los microcontroladores podrían también ser unos microprocesadores a los cuales estuvieran añadidas las tablas, memorias y contadores. Finalmente todo ello puede ser ideado en forma de una lógica.

Claims (7)

1. Grupo motobomba (1) que comprende una bomba (P1) accionada por un motor (M1) eléctrico mandado por un microcontrolador (E1) integrado en el grupo (1) que pone el motor (M1) bajo tensión por unas señales que recibe de un detector de nivel (CN1) y fuera de tensión por unas señales que reciben de un detector de parada (CA1), caracterizado porque el microcontrolador (E1) comprende unos medios (13/1) de temporización destinados a retardar la puesta bajo tensión del motor eléctrico (M1) en una duración de temporización elegida aleatoriamente entre unos pasos de duración progresivamente crecientes y unos medios (D1) de decrementación destinados a disminuir en un paso la duración de temporización a cada señal recibida del detector de nivel (CN1) para la cual el motor (M1) no es puesto bajo tensión.

2. Grupo motobomba (1) según la reivindicación 1, caracterizado porque el microcontrolador (E1) comprende unos medios de inactivación de los medios (13/1) de temporización cuando el motor (M1) es puesto bajo tensión, después sin embargo de que la duración de temporización más larga haya transcurrido.

3. Grupo motobomba (1) según la reivindicación 1, caracterizado porque el microcontrolador (E1) comprende unos medios de inactivación de los medios (13/1) de temporización, cuando el motor (M1) es puesto bajo tensión por lo menos 4 veces seguidas sin que los medios (D1) de decrementación hayan entrado en acción en el intermedio.

4. Grupo motobomba (1) según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque el microcontrolador (E1) comprende unos medios (15/1) de sobretemporización con decrementación (S1) progresiva, destinados a retardar la puesta bajo tensión del motor (M1) en una duración de espera superior a la mayor duración de temporización cuando el motor (M1) ha sido puesto bajo tensión, n veces sucesivamente sin interrupción, por las señales enviadas por el detector de nivel (CN1), siendo n un número entero superior o igual a 2 y, preferentemente, superior o igual a 4.

5. Grupo motobomba (1) según la reivindicación 4, caracterizado porque el microcontrolador (E1) comprende unos medios de inhibición de los medios (13/1) de temporización y unos medios (15/1) de sobretemporización, cuando el grupo ha entrado en acción n veces, siendo n igual o superior a 2, mientras que, en cambio, los medios (S1) de sobretemporización estaban en acción.

6. Cascada de m grupos motobombas, caracterizada porque los m grupos son tales como los definidos en las reivindicaciones 1 a 5 y están dispuestos en una misma cuba.

7. Cascada según la reivindicación 6, caracterizada porque m es igual o superior a 3.