ES2559820T3 - Bomba dosificadora de líquido, y dispositivo detector de la variación de presión para tal bomba - Google Patents

Bomba dosificadora de líquido, y dispositivo detector de la variación de presión para tal bomba Download PDF

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ES2559820T3 ES11773884.9T ES11773884T ES2559820T3 ES 2559820 T3 ES2559820 T3 ES 2559820T3 ES 11773884 T ES11773884 T ES 11773884T ES 2559820 T3 ES2559820 T3 ES 2559820T3
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Abstract

Bomba dosificadora de líquido que incluye una boquilla de aspiración provista de una válvula de aspiración que comunica con una cámara de trabajo en la que un pistón puede ser desplazado según un movimiento alternativo, produciéndose una aspiración, con la apertura de la válvula de aspiración, cuando el pistón se aleja de la boquilla, y produciéndose una impulsión, con el cierre de la válvula de aspiración y la salida de líquido a través de una válvula de salida, cuando el pistón se acerca a la boquilla, caracterizada por que incluye entre la válvula de aspiración (3) y la cámara de trabajo (4) un dispositivo detector (D) de la variación de presión que comprende por una parte un conducto (10, 10') conectado a una extremidad de la cámara de trabajo (4) y provisto en su otra extremidad de la válvula de aspiración (3), y por otra parte un medio (11) sensible a la presión en el conducto, montado en la pared del conducto, y por que el medio (11) sensible a la presión en el conducto está conectado a medios de explotación de las variaciones de presión que comprenden medios de cálculo electrónico (12) programados para determinar diferentes parámetros de funcionamiento, tales como: cálculo de la dosificación en tiempo real, tiempo de utilización del dosificador, consumo de producto químico, número de averías.

Description

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DESCRIPCION
Bomba dosificadora de Kquido, y dispositivo detector de la variacion de presion para tal bomba
El invento se refiere a una bomba dosificadora de lfquido, del genera de las que incluyen una boquilla de aspiracion provista de una valvula de aspiracion que comunica con una camara de trabajo en la que un piston puede ser desplazado segun un movimiento alternativo, produciendose una aspiracion, con apertura de la valvula de aspiracion, cuando el piston se aleja de la boquilla, y produciendose una impulsion con cierre de la valvula de aspiracion y la salida de lfquido a traves de una valvula de salida, cuando el piston se acerca a la boquilla.
Se conocen bombas dosificadoras de este genero, especialmente a partir del documento FR 2 847 950 a nombre de la sociedad solicitante.
El documento FR 2 707 350 divulga una bomba dosificadora que comprende un cuerpo de bomba en el que un embolo buzo, que forma el piston, esta montado deslizante. El cuerpo de bomba esta provisto de una valvula anti-retorno. El embolo buzo esta unido a un piston diferencial cuyos desplazamientos alternativos son asegurados por un dispositivo de control previsto para que los frotamientos parasitos sean reducidos. Las variaciones de presion en el cuerpo de bomba no son tenidas en consideracion.
Tales bombas proporcionan satisfaccion, pero es deseable obtener informaciones mejoradas sobre su funcionamiento, especialmente para permitir diagnosticar problemas, tales como el fallo de un elemento de la bomba, y recopilar datos que precisan el comportamiento de la bomba, tales como calculo de dosificacion en tiempo real, tiempo de utilizacion del dosificador, consumo de productos qrnmicos, numero de avenas.
El documento EP 2 228 635 describe un dispositivo de medicion de al menos un valor ffsico, temperatura o presion, de un fluido en circulacion continua en un conducto, sin contacto con el fluido.
El documento DE 39 24 740 describe un dispositivo detector de presion que incluye medios sensibles a una presion de fluido en un conducto, montados de manera que no interfieran con una circulacion de fluido en el conducto.
Los dispositivos detectores de estos documentos permiten obtener una informacion sobre al menos una magnitud ffsica, presion y/o temperatura, lo que en el caso de las bombas segun el invento no es suficiente, en particular para un calculo de dosificacion en tiempo real.
Para resolver el problema antes citado, segun el invento, una bomba dosificadora de lfquido, del genero definido precedentemente, esta caracterizada por que incluye, entre la valvula de aspiracion y la camara de trabajo, un dispositivo detector de la variacion de presion que comprende por una parte un conducto conectado a una extremidad de la camara de trabajo y provisto en su otra extremidad de la valvula de aspiracion, y por otra parte un medio sensible a la presion en el conducto, montado en la pared del conducto,
y por que el medio sensible a la presion en el conducto esta conectado a medios de explotacion de las variaciones de presion que comprenden medios de calculo electronico programados para determinar diferentes parametros de funcionamiento, tales como: calculo de dosificacion en tiempo real, tiempo de utilizacion del dosificador, consumo de producto qmmico, numero de avenas.
El medio sensible a la presion en el conducto puede comprender una membrana instalada sobre una parte de pared del conducto y sometida a la presion que proviene de la camara de trabajo, y un medio de deteccion de los desplazamientos de la membrana a consecuencia de las variaciones de presion.
Ventajosamente, la membrana esta dispuesta en una cavidad, rebajada de la superficie interna del conducto, comunicando la cavidad por un orificio transversal con el conducto.
El medio de deteccion de los desplazamientos de la membrana puede ser un medio mecanico, en particular constituido por un palpador, un sensor optico, accionado por un dedo unido a la membrana.
Alternativamente, el medio de deteccion de los desplazamientos de la membrana puede comprender un sensor de desplazamiento de naturaleza inductiva, en particular de efecto Hall.
El medio sensible a la presion en el conducto puede comprender un transductor, en particular un indicador de tension montado en la pared del conducto, para proporcionar senales electricas representativas de las variaciones de presion en la camara de trabajo.
Los medios de explotacion estan previstos ademas ventajosamente para visualizar los ciclos de la bomba dosificadora, emitir una alerta en caso de una parada del bombeo, detectar un fallo del sistema de aspiracion y, opcionalmente, detectar el final de un deposito de lfquido en el que tiene lugar la aspiracion.
Preferiblemente, el dispositivo detector de la variacion de presion esta conectado de manera desmontable a la camara de trabajo.
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El invento tambien se refiere a un dispositivo detector de la variacion de presion para una bomba que incluye una camara de trabajo en la que un piston puede ser desplazado segun un movimiento alternativo, tal como se ha definido precedentemente, caracterizado por que comprende por una parte un conducto apropiado para ser conectado de manera desmontable a una extremidad de la camara de trabajo de la bomba, y provisto en su otra extremidad de una valvula de aspiracion, y por otra parte de un medio sensible a la presion en el conducto, montado en la pared del conducto, y por que el medio sensible a la presion en el conducto esta conectado a medios de explotacion de las variaciones de presion que comprenden medios de calculo electronico programados para determinar diferentes parametros de funcionamiento, tales como: calculo de la dosificacion en tiempo real, tiempo de utilizacion del dosificador, consumo de producto qmmico, numero de avenas.
El invento consta, a parte de las disposiciones expuestas anteriormente, de un cierto numero de otras disposiciones de las que se tratara explfcitamente mas adelante a proposito de ejemplos de realizacion descritos con referencia a los dibujos adjuntos pero que no son de ninguna manera limitativos. En estos dibujos:
La fig. 1 es una representacion parcial con partes en el exterior de una bomba dosificadora conforme al invento, cuya parte inferior esta equipada con un dispositivo detector de presion y esta representada en corte axial vertical.
La fig. 2 es una representacion en perspectiva en corte axial, a una escala mas grande, de una variante del dispositivo detector con su eje geometrico sensiblemente horizontal y
La fig. 3 es una vista de conjunto en alzado, a una escala mas pequena, de una bomba dosificadora equipada con un dispositivo detector segun la fig. 2, con un medio de explotacion formado por un ordenador electronico.
Haciendo referencia a los dibujos, especialmente a la fig. 1, se puede ver una bomba dosificadora 1 de lfquido que incluye una boquilla de aspiracion 2 con una valvula de aspiracion 3 que comunica con una camara de trabajo 4 de la que solo la parte inferior es visible en la fig. 1. Un piston 5, representando sumariamente, puede ser desplazado segun un movimiento de traslacion alternativo en la camara de trabajo; una aspiracion se produce con apertura de la valvula 3 cuando el piston 5 se aleja de la boquilla 2, mientras que una impulsion, con cierre de la valvula de aspiracion 3 y salida de lfquido a traves de una valvula de salida 6, se produce cuando el piston 5 se acerca a la boquilla 2.
El desplazamiento en traslacion alternativo del piston 5 es ventajosamente asegurado por un motor hidraulico (no representado) incluido en la bomba 1 y accionado por un lfquido a presion admitido en la bomba 1 por un orificio de entrada 7 previsto en el cuerpo 1a de la bomba. El cuerpo 1a esta generalmente realizado de material plastico, con una tapa o cubierta 1b (fig. 3) fijada de manera desmontable, en particular roscada, en este cuerpo.
Un aditivo lfquido, contenido en un recipiente no representado, puede ser aspirado con la ayuda de un tubo (no representado) sumergido por una extremidad en el recipiente de aditivo lfquido y unido en su otra extremidad a la boquilla de aspiracion 2. El aditivo lfquido es mezclado en el cuerpo de bomba 1a con el lfquido principal que entra por el orificio 7, y la mezcla dosificada sale por el orificio de salida 8, diametralmente opuesto al orificio 7.
Segun el estado de la tecnica, la boquilla de aspiracion 2 esta prevista en la extremidad inferior de la camara de trabajo 4, la cual esta equipada con medios de conexion 9, en particular por roscado, permitiendo instalar de manera desmontable la boquilla en la extremidad de la camara 4.
Segun el invento, la bomba dosificadora 1 esta equipada con un dispositivo D detector de la variacion de presion en la camara de trabajo 4. Este dispositivo D esta instalado entre la valvula de aspiracion 3 y la camara 4. El dispositivo D incluye, un conducto 10 conectado en una extremidad a la camara 4 por un manguito M y por los medios de conexion 9. El conducto 10 esta provisto en su otra extremidad de la valvula de aspiracion 3 y de la boquilla 2.
El dispositivo D incluye ademas un medio 11 sensible a la presion en el conducto 10, y por lo tanto a la presion de la camara 4 conectada a este conducto. Unos medios 12 (fig. 3) de explotacion de las variaciones de presion detectadas estan ventajosamente previstos y unidos al medio 11 sensible a la presion, para analizar el funcionamiento de la bomba.
Segun el modo de realizacion representado en la fig. 1, el medio 11 sensible a la presion comprende una membrana flexible 13 dispuesta de manera estanca contra la pared de fondo 14 de una cavidad prevista en la pared exterior cilmdrica del conducto 10. La membrana 13 constituye un tabique deformable de una camara 15 prevista en la pared del conducto 10. La camara 15 comunica por un orificio transversal 16 con el espacio interior 10a del conducto 10 en una zona comprendida entre la valvula de aspiracion 3 y los medios de conexion 9 a la camara 4. La presion que reina al nivel del orificio 16 es sensiblemente la misma que la que reina en la camara 4.
La membrana 13 esta hecha de un material flexible, en particular de un material elastomero, y es mantenida contra el fondo 14 por una tapa 17 cuyo perfil interno se adapta al perfil externo de la membrana que presenta un engrosamiento periferico. Segun la realizacion representada, la membrana 13 incluye ademas, en el lado opuesto al espacio interior 10a, una nervadura circular situada radialmente en el interior del burlete periferico.
La tapa 17 incluye una abertura central para el paso y el guiado de un dedo 18 de eje geometrico ortogonal al eje geometrico del conducto 10. La extremidad del dedo 18 vuelta hacia el orificio 16 es realizada en forma de una valvula de
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aguja 18a recubierta por la membrana y apropiada para aplicarse en el orificio 16 bajo el efecto de una depresion. En la fig. 1, la membrana 13 se ha representado aplicada contra la tapa 17, lo que corresponde al volumen maximo de la camara 15 y a una fase de presion en la camara 4 y en el conducto 10.
El dedo 18, en su extremidad opuesta a la aguja de valvula 18a, es apropiado para actuar sobre un palpador 19, en particular constituido por la palanca giratoria 19a de un sensor optico 20. La union entre el dedo 18 y el palpador 19 esta asegurada por una articulacion. El montaje giratorio de la palanca 19a es asegurado con la ayuda de un eje 19b ortogonal al plano de la fig. 1, situado sensiblemente en mitad de la longitud de la palanca 19a y soportado por un cojinete previsto en el sensor optico. La extremidad 19c de la palanca alejada del dedo 18 puede cortar un haz optico del sensor 20, segun la posicion controlada por el dedo 18, y asf disparar una senal electrica representativa de la posicion de la membrana 13.
El conjunto de la tapa 17, del dedo 18 y del sensor optico 20 es mantenido en una caja 21 fijada a su vez contra el conducto 10. La caja 21 incluye una boca 22 para la salida de uno o varios cables (no representados en la fig. 1) unidos al contacto 20.
Haciendo referencia a la fig. 2, se puede ver, representada sensiblemente en la horizontal, en corte axial, una variante de realizacion del dispositivo detector D para una bomba dosificadora segun el invento. Los elementos de la fig. 2, identicos a elementos ya descritos a proposito de la fig. 1 estan designados por las mismas referencias numericas, eventualmente seguidas de un apostrofe ' cuando se ha aportado una modificacion a este elemento. La descripcion de los elementos identicos no se ha repetido.
La membrana 13' incluye, en el lado opuesto a la camara 15, una parte cilmdrica 13'a en saliente que sigue la direccion radial, que rodea de manera estanca una parte del dedo 18'. La aguja de valvula 18'a forma la extremidad de este dedo vuelta hacia el conducto 10a y sobresale en la camara 15. La aguja de valvula 18'a permanece aplicada en parte en el orificio 16 cuando la membrana 13', como se ha ilustrado en la fig. 2, es aplicada contra la tapa 17'. Durante una fase de aspiracion, la membrana 13' se aleja de la tapa 17' y viene a aplicarse contra la otra pared de la camara 15.
El dedo 18', por su extremidad opuesta a la aguja de valvula 18'a, puede actuar sobre el palpador de un contacto electrico 20' alojado en una caja 21'. Dos cables 23a, 23b parten del contacto 20' para transmitir las informaciones en forma de senales electricas a medios de explotacion constituidos en particular por un ordenador electronico 12, como se ha ilustrado en la fig. 3.
Una pared 24 sensiblemente en forma de elipsoide, de eje geometrico longitudinal confundido con el del conducto 10', rodea este conducto y es hecho solidario del mismo por tabiques transversales 25. La tapa 17' es insertada en un alojamiento de la pared 24 mientras que la caja 21' corona la tapa 17' y esta fijada, de manera desmontable, a la pared 24. Esta pared incluye, en su extremidad alejada de la boquilla 2, un manguito 24a roscado interiormente que viene a roscarse sobre una boca fileteada exteriormente de los medios de conexion 9.
Es decir, el funcionamiento de una bomba dosificadora segun el invento, es el siguiente. Este funcionamiento esta descrito con referencia a la fig. 1, pero la descripcion se aplica inmediatamente a la variante de la fig. 2.
Durante una fase de aspiracion en la camara de trabajo 4, una depresion es creada en el conducto 10, lo que provoca la apertura de la valvula 3 y la aspiracion de lfquido en el conducto 10 y en la camara 4.
Durante esta fase de aspiracion, la membrana 13 es sometida a una depresion y se desplaza hacia la derecha, segun la disposicion de la fig. 1, aproximandose al fondo de la cavidad 15, o aplicandose contra este fondo, segun el valor de la depresion. El dedo 18 se desplaza hacia la derecha con la membrana 13 y arrastra al palpador 19 del sensor optico 20 que proporciona una informacion en forma de senal electrica para una fase de aspiracion.
Cuando el piston 5 desciende e impulsa el lfquido, la valvula 3 se cierra mientras que la valvula de salida 6 se abre. La presion en la camara de trabajo 4 aumenta, asf como en el conducto 10, y la membrana 13 es aplicada contra la tapa 17 empujando el dedo 18 hacia la izquierda, como se ha representado en la fig. 1. El palpador 19 del sensor 20 es desplazado en consecuencia y una senal electrica correspondiente es transmitida por medio de analisis del funcionamiento.
El sensor optico 20 puede funcionar en todo o nada. Alternativamente, el sensor optico 20, o un medio de deteccion equivalente, podna proporcionar una senal, en particular analogica, cuya amplitud dependena del desplazamiento del palpador 19, y sena en particular proporcional al desplazamiento de la aguja de valvula 18.
El sistema de deteccion de variacion de presion de la bomba, segun el invento, conectado a la camara de trabajo 4 y por encima de la valvula de aspiracion 2 del dosificador permite aprovecharse de los siguientes fenomenos:
- fase de depresion durante la aspiracion;
- fase de presion durante la impulsion.
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El invento permite explotar las dos fases sucesivas en el ciclo de funcionamiento de la bomba dosificadora para generar un movimiento mecanico de traslacion del dedo pulsador 18, 18'.
Este resultado es obtenido intercalando una membrana 13, 13' suficientemente sensible que se desplaza bajo la accion de la depresion y de la presion y que genera el movimiento de traslacion alternativo del dedo 18, 18'. Este movimiento es recuperado para crear el contacto electrico que sera de naturaleza mecanica, en el ejemplo considerado con los contactos electricos 20, 20' o que puede ser alternativamente de naturaleza inductiva (efecto Hall).
Alternativamente, el detector de la variacion de presion podna estar constituido por un indicador de tension dispuesto contra la pared externa del conducto 10.
El funcionamiento del sistema de deteccion es asegurado incluso para caudales bajos de la bomba dosificadora, para frecuencias de aproximadamente 0,003 Hz.
El funcionamiento del sistema de deteccion es poco sensible a la naturaleza ffsica de los productos dosificados gracias al sistema de membrana (viscosidad/productos cargados).
La eleccion de los materiales puestos en practica esta adaptada a la aplicacion qmmica y a la naturaleza del lfquido de adicion bombeado por el dosificador.
La region de presion del lfquido principal que llega por la entrada 7 y que sale por el orificio 8 puede ser de 0,05 a 6 bares.
La frecuencia de funcionamiento de la bomba puede ser de 0,003 Hz a 1,5 Hz.
La duracion de vida puede alcanzar cinco millones de ciclos.
El invento permite aportar informaciones de diagnostico de funcionamiento de las bombas asegurando las funciones siguientes:
- visualizacion de los ciclos de la bomba dosificadora;
- alerta durante una parada del motor de arrastre de la bomba;
- deteccion de un fallo del sistema de aspiracion;
- opcionalmente, deteccion del final de un deposito que contiene el lfquido de adicion bombeado a traves de la valvula de aspiracion.
Gracias al acoplamiento a un ordenador electronico 12, las senales proporcionadas por el detector pueden ser interpretadas de diversas formas y pueden permitir acceder a un cierto numero de informaciones:
- calculo de dosificacion en tiempo real;
- tiempo de utilizacion del dosificador;
- consumo del producto qmmico aspirado a traves de la valvula de aspiracion;
- numero de averfas eventuales, u otras informaciones sobre el funcionamiento.
El dispositivo D detector de la variacion de presion puede equipar una bomba nueva de origen, o ser colocado facilmente sobre una bomba ya en servicio.

Claims (8)

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    REIVINDICACIONES
    1. Bomba dosificadora de Kquido que incluye una boquilla de aspiracion provista de una valvula de aspiracion que comunica con una camara de trabajo en la que un piston puede ser desplazado segun un movimiento alternativo, produciendose una aspiracion, con la apertura de la valvula de aspiracion, cuando el piston se aleja de la boquilla, y produciendose una impulsion, con el cierre de la valvula de aspiracion y la salida de lfquido a traves de una valvula de salida, cuando el piston se acerca a la boquilla,
    caracterizada por que incluye entre la valvula de aspiracion (3) y la camara de trabajo (4) un dispositivo detector (D) de la variacion de presion que comprende por una parte un conducto (10, 10') conectado a una extremidad de la camara de trabajo (4) y provisto en su otra extremidad de la valvula de aspiracion (3), y por otra parte un medio (11) sensible a la presion en el conducto, montado en la pared del conducto,
    y por que el medio (11) sensible a la presion en el conducto esta conectado a medios de explotacion de las variaciones de presion que comprenden medios de calculo electronico (12) programados para determinar diferentes parametros de funcionamiento, tales como: calculo de la dosificacion en tiempo real, tiempo de utilizacion del dosificador, consumo de producto qrnmico, numero de avenas.
  2. 2. Bomba segun la reivindicacion 1, caracterizada por que el medio (11) sensible a la presion en el conducto comprende una membrana (13, 13') instalada sobre una parte de pared del conducto (10, 10') y sometida a la presion que proviene de la camara de trabajo (4), y un medio de deteccion (18, 19, 20, 18', 20') de los desplazamientos de la membrana a consecuencia de las variaciones de presion.
  3. 3. Bomba segun la reivindicacion 2, caracterizada por que la membrana (13, 13') esta dispuesta en una cavidad rebajada de la superficie interna del conducto (10, 10'), comunicando la cavidad por un orificio transversal (16) con el conducto.
  4. 4. Bomba segun la reivindicacion 2 o 3, caracterizada por que el medio de deteccion de los desplazamientos de la membrana es un medio mecanico, en particular constituido por un palpador (19), un sensor optico (20), accionado por un dedo (18) unido a la membrana.
  5. 5. Bomba segun la reivindicacion 2 o 3, caracterizada por que el medio de deteccion de los desplazamientos de la membrana comprende un sensor de desplazamiento de naturaleza inductiva, en particular de efecto Hall.
  6. 6. Bomba segun una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque el dispositivo detector (D) comprende un transductor (20, 20') para proporcionar senales electricas representativas de las variaciones de presion en la camara de trabajo.
  7. 7. Bomba segun una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque el dispositivo detector (D) de la variacion de presion esta conectado de manera desmontable a la camara de trabajo (4).
  8. 8. Dispositivo detector de la variacion de presion para una bomba que incluye una camara de trabajo en la que un piston puede ser desplazado segun un movimiento alternativo, segun una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado por que comprende por una parte un conducto (10, 10') apropiado para ser conectado de manera desmontable a una extremidad de la camara de trabajo (4) de la bomba, y provisto en su otra extremidad de una valvula de aspiracion (3), y por otra parte un medio (11) sensible a la presion en el conducto, montado en la pared del conducto (10, 10'), y por que el medio (11) sensible a la presion en el conducto esta conectado a medios de explotacion de las variaciones de presion que comprenden medios de calculo electronico (12) programados para determinar diferentes parametros de funcionamiento, tales como: calculo de la dosificacion en tiempo real, tiempo de utilizacion del dosificador, consumo de producto qrnmico, numero de avenas.
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