ES2581979T3

ES2581979T3 - Bomba dosificadora con motor

Info

Publication number: ES2581979T3
Application number: ES06119205.0T
Authority: ES
Inventors: Thomas Freudenberger
Original assignee: Prominent Dosiertechnik GmbH
Current assignee: Prominent Dosiertechnik GmbH
Priority date: 2005-08-19
Filing date: 2006-08-18
Publication date: 2016-09-08
Anticipated expiration: 2026-08-18
Also published as: US20070041845A1; DE102005039237A1; JP2007051645A; EP1754891A3; EP1754891B1; EP1754891A2

Abstract

Bomba dosificadora con motor de accionamiento giratorio y desplazador oscilante, en la que el movimiento giratorio de un motor de accionamiento (2) es convertido a través de una disposición que actúa como engranaje en un movimiento oscilante de una barra de empuje (19), de manera que un órgano de desplazamiento activado a través de ésta, cuando el motor de accionamiento (2) está girando continuamente, realiza un movimiento lineal oscilante, que conduce en una cabeza dosificadora (12) dispuesta en el eje longitudinal de la barra de empuje (19), en colaboración con una válvula de salida y una válvula de entrada, en secuencia alterna a una carrera de la bomba (carrera de presión) y a una carrera de aspiración y, por lo tanto, a un transporte del medio de dosificación, en la que con la barra de empuje (19) está conectado un elemento de referencia (35), cuya posición es explorada por un sensor de posición (36), en la que el sensor de posición emite una señal real (xI), que está en una relación fija con la posición del elemento de referencia y, por lo tanto, del órgano de desplazamiento y con cuya ayuda se obtiene conocimiento sobre el ciclo de movimiento del órgano de desplazamiento, de manea que el control electrónico de la bomba dosificadora puede reaccionar a estados de funcionamiento del circuito de dosificación y de la bomba, caracterizada por que la señal (xI) leída a partir del sensor de posición (36) para la posición de la barra de empuje (19) influye a través de un circuito de regulación en el marco de su exactitud de regulación sobre el número de revoluciones del motor de accionamiento (2) y como consecuencia influye sobre el movimiento lineal de la barra de empuja y, por lo tanto, del órgano de desplazamiento, de tal manera que sigue un perfil de valor teórico (38) predeterminado.

Description

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DESCRIPCION

Bomba dosificadora con motor

La invencion se refiere a una bomba dosificadora con motor de acuerdo con el preambulo de la reivindicacion 1.

Se conocen, en general, tales bombas dosificadoras con motor y se adaptan a traves de instalaciones adicionales a los requerimientos respectivos. Trabajan segun el principio volumetrico, en el que el proceso de dosificacion consiste en el transporte de un volumen cerrado de la camara a traves de un organo de desplazamiento. El volumen de dosificacion por carrera corresponde en este caso a la diferencia de volumen durante el movimiento del organo de desplazamiento.

En una bomba dosificadora con motor de este tipo se convierte el movimiento giratorio generalmente continuado de un motor de accionamiento a traves de una unidad de engranaje en un movimiento lineal oscilante del organo de desplazamiento. El numero de revoluciones y el par motor del motor son reducidos en un engranaje y son adaptados a la velocidad y a la necesidad de fuerza del organo de desplazamiento. El arbol de salida del engranaje acciona un dispositivo para la conversion del numero de revoluciones en una desviacion lateral, es decir, en angulo recto con respecto al eje de giro, como por ejemplo un accionamiento de muelle / leva o un accionamiento de excentrica. El movimiento de desviacion lateral activa una barra de empuje que esta guiada desplazable axialmente en la direccion del movimiento de desviacion en cojinetes. Esta transmite el movimiento y la fuerza sobre el organo de desplazamiento, que conduce en una cabeza dosificadora dispuesta en el eje longitudinal de la barra de empuje en colaboracion con una valvula de salida y una valvula de entrada en secuencia alterna a una carrera de la bomba (carrera de presion) y a una carrera de aspiracion y, por lo tanto, a un transporte del medio de dosificacion.

Existen diferentes variantes de realizacion distintas, por una parte, en el tipo del motor; normalmente son motores asmcronos, motores smcronos y motores paso a paso, que estan montados fuera o entro de la carcasa de la valvula propiamente dicha, Ademas, los tipos de bombas dosificadoras individuales se diferencian en la realizacion del engranaje, que puede ser un engranaje de tornillo sin fin, un engranaje de ruda dentada recta o un engranaje de correa. El accionamiento de la barra de empuje a traves del dispositivo de desviacion se puede guiar de manera forzada o tambien se puede realizar en un lado en union positiva solamente durante el avance del dispositivo de desviacion. La barra de empuje es accionada en la carrera de presion a traves del dispositivo de desviacion, en cambio para la aspiracion se acciona en el ultimo caso mencionado a traves de un muelle de recuperacion, que se apoya libre de juego en el dispositivo de desviacion de retorno. El muelle de recuperacion es comprimido en la carrera de presion y esta disenado en su dimensionado para la necesidad de fuerza durante el proceso de aspiracion. Como otra caractenstica diferencial de los diferentes tipos de bombas, el acoplamiento de fuerza desde la barra de empuje hacia una membrana como organo de desplazamiento se realiza o bien a traves de una conexion ngida o a traves de un circuito intermedio hidraulico. Puesto que el lfquido hidraulico, normalmente aceite, no es comprimible, un acoplamiento hidraulico actua como una conexion ngida. Ademas el sistema escrito aqu con una cabeza dosificadora, se conocen tambien construcciones de bombas, que trabajan con dos o mas cabeza dosificadoras accionadas en un accionamiento comun. Por una parte, como ejemplo de realizacion, a ambos lados de una excentrica, pueden estar dispuestas dos barras de empuje opuestas en un eje longitudinal comun, que son accionadas en sentido opuesto y accionan, respectivamente, una cabeza dosificadora con un organo de desplazamiento propio. Por otra parte, otro principio se aplica son cabeza dosificadoras multiples con un arbol de excentrica prolongado, que lleva varias excentricas accionadas en comun, cada una de las cuales de nuevo por sf acciona una unidad asociada formada por la barra de empuje dispuesta transversalmente al eje de excentrica y la cabeza dosificadora dispuesta en la direccion del eje de la barra de empuje con organo de desplazamiento.

Todas las partes moviles estan alojadas en el caso mas sencillo en una carcasa de bomba comun a traves de cojinetes de bolas o cojinetes de friccion, en otras formas de realizacion, grupos funcionales individuales estan agrupados en otras partes de carcasa o partes de montaje, que estan tambien parcialmente llenas de aceite, para formar grupos funcionales y se montan como unidades de construccion. Un ejemplo de ello sena una unidad montada fuera de la carcasa de la bomba formada por motor y engranaje reductor con pestana de montaje y arbol de salida ya reducido.

En el caso individual, el motor de accionamiento se conecta para una dosificacion continuada o para la realizacion de carreras de dosificacion individuales durante un tiempo determinado. Otras formas de realizacion controlan el motor de accionamiento a traves de un convertidor de frecuencia de acuerdo con un perfil de tiempo predeterminado, con lo que el numero de revoluciones del motor y, por lo tanto, la potencia de dosificacion se pueden reproducir mejor y son independientes de los parametros electricos como por ejemplo frecuencia o la altura actual de la tension de la red.

El numero de revoluciones del motor se predetermina a traves de la frecuencia electrica del control con motor y junto con la reduccion del engranaje y la curva caractenstica del engranaje, que es de forma sinusoidal en el caso de un engranaje de excentrica, se determina la duracion de tiempo de cada carrera. En el caso de la activacion continuada, la duracion de tiempo por carrera resulta a partir del numero efectivo de revoluciones del motor en el estado de carga y de la reduccion del engranaje. En el llamado modo de conexion / desconexion, en el que se procesan las carreras individuales o los paquetes de carreras, entre las que el motor se detiene de manera definida,

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por ejemplo en el punto muerto de aspiracion, se anaden tiempos de arranque y tiempos de frenado y se prolonga la duracion de tiempo por carrera de manera correspondiente. La frecuencia de la carrera se predetermina en el modo continuado a traves de la duracion de tiempo por carrera o bien en el modo de conexion y desconexion a traves de la frecuencia siguiente de las conexiones del motor, que no se pueden realizar, naturalmente, con mayor frecuencia que el tiempo necesario predeterminado para la realizacion de una carrera.

La longitud de la carrera se puede ajustar a traves la limitacion de la desviacion lateral. Esto se puede realizar, por una parte, a traves de la regulacion de la excentricidad, por ejemplo a traves de la utilizacion de los llamados cilindros oscilantes, que trabajan sobre la base de dos planos inclinados giratorios entre su Por otra parte, como otra posibilidad es habitual un tope ajustable, que se puede emplear en el caso de sistemas de desviacion no guiados de manera forzada. Este tope en forma de un husillo regulable mecanicamente limita, con un ajuste correspondiente, el movimiento de retorno de la barra de empuje durante la aspiracion a una posicion regulable antes de alcanzar el punto muerto trasero del dispositivo de desviacion. A traves del tope se preve el punto de partida del movimiento de carrera; la posicion final resulta cuando el movimiento de desviacion ha ido realizado totalmente. Una forma de realizacion posible es enroscar un bulon de regulacion de la carrera con boton pulsador accesible desde el lado de mando del aparato y escala en una rosca de la carcasa de la bomba, que representa un tope para la barra de empuje durante la aspiracion. En sistemas hidraulicos, se realiza la regulacion de la carrera, por ejemplo, a traves de un manguito desplazable, cuya posicion es regulable por medio de un boton giratorio accesible desde el lado de mando del aparato con escala, que esta enroscado en una rosca de la carcasa de la bomba. El manguito cubre un taladro de derivacion en la barra de empuje, que libera despues de recorrer un trayecto determinado una derivacion del circuito de aceite y de esta manera anula el acoplamiento de fuerzas desde la barra de empuje hacia la membrana.

El ciclo del movimiento del organo de desplazamiento resulta a partir de la colaboracion del engranaje y de otros componentes mecanicos. Durante el movimiento de avance, el accionamiento trabaja contra la fuerza que actua a traves del organo de desplazamiento y el muelle de recuperacion (si esta presente) sobre la barra de empuje. Durante el movimiento de retorno, se retrae la barra de empuje, cuando el sistema de desviacion esta guiado forzado, de la misma manera a traves del accionamiento, cuando se activa en un lado, el muelle de recuperacion presiona la barra de empuje de retorno y aplica en este caso la fuerza para la aspiracion del medio de dosificacion. El movimiento de la barra de empuje sigue en este caso la curva caractenstica del dispositivo de desviacion, en el caso de una excentrica se trata, por ejemplo, de un desarrollo sinusoidal que, con la longitud completa de la carrera se encuentra entre los dos puntos muertos de la carrera de la excentrica. En el funcionamiento con longitud reducida de la carrera, el movimiento durante la regulacion de una excentricidad es, ademas, puramente sinusoidal con amplitud reducida, en el caso de sistemas acoplados ngidamente con tope regulable o bien sistemas hidraulicos con taladro de desviacion, se mantiene el ciclo del movimiento original y se mantiene la amplitud del dispositivo de desviacion, pero no se ejecuta ya totalmente; en su lugar, el movimiento de las barras de empuje esta seccionado de acuerdo con la longitud ajustada de la carrera y el sistema de acoplamiento en la zona inicial o bien en la zona final (corte de fases). El movimiento de avance para la realizacion de la carrera de presion se ejecuta segun el control del motor en un intervalo de tiempo claramente inferior a un segundo (por ejemplo, en el intervalo en torno a 200 ms), la carrera de aspiracion se realiza de la misma manera de acuerdo con un desarrollo predeterminado por el dispositivo de desviacion dentro de un tiempo similar a la carrera de presion. De ello resultan en las dos fases de la carrera velocidades momentaneas relativamente altas; en el caso de un accionamiento de excentrica, el maximo esta en cada caso aproximadamente en la mitad del recorrido del movimiento.

En formas de realizacion, en las que varias unidades, que estan constituidas por barra de empuje y cabeza dosificadora, son accionadas por un arbol de excentrica comun que trabaja con varias excentricas, estas excentricas pueden estar dispuestas desfasadas sobre el arbol, para distribuir la necesidad de fuerza punta respectiva de las cabezas dosificadoras individuales temporalmente sobre una rotacion completa del arbol de excentrica y de esta manera aprovechar optimamente la fuerza del motor disponible.

Determinadas formas de realizacion, las llamadas bombas dosificadoras de membrana, tienen como organo de desplazamiento una membrana parcialmente flexible. Esta no es ngida, sino que se deforma elasticamente en la zona de batanado en un importe determinado, cuando la presion del medio de dosificacion actua sobre ella. El importe de esta deformacion, que se forma en una primera parte del movimiento de la carrera no utilizado para la dosificacion, se pierde durante el movimiento de carrera realizado efectivamente y conduce a que se reduzca la cantidad de dosificacion a medida que se incrementa la presion de trabajo. Esta curva caractenstica descendente es claramente mas marcada en aplicaciones normales que lo que permitina la exactitud de dosificacion requerida. Por lo tanto, las bombas dosificadoras con motor no se pueden accionar normalmente en un ajuste general sobre una zona amplia de la presion de trabajo con la exactitud necesaria, en su lugar se detecta el error que aparece a traves de una medicion de calibracion y se incluye en los otros calculos. Sin embargo, esta medicion de calibracion debe realizarse en la aplicacion concreta en condiciones reales de trabajo y en particular en conexion con productos qmmicos agresivos es una etapa de trabajo, que implica un gasto considerable.

Las bombas dosificadoras con motor habituales, en general, actualmente, son en efecto potentes y presentan propiedades de dosificacion favorables para muchos procesos, pero tienen a pesar de todo inconvenientes con respecto a las propiedades hidraulicas frente al estado ideal deseable. Como ejemplo se mencionan aqrn la dependencia relativamente fuerte de la cantidad dosificada de la presion de trabajo del circuito de dosificacion e

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inconvenientes con ruidos de flujo o bien perdidas de presion a traves de velocidades momentaneas altas de la circulacion del medio dosificado.

Tal bomba dosificadora se describe en el documento EP 0 798 558 A2. Para conseguir la exactitud de dosificacion se calculan con un detector de posicion y un segundo detector los puntos muertos, es decir, los puntos de inversion, del movimiento del organo de desplazamiento. Con la ayuda de la diferencia de tiempo que el organo de desplazamiento necesita para llegar desde un punto muerto hasta el otro punto muerto, se puede determinar la velocidad de dosificacion media. En este caso es un inconveniente que la velocidad media de dosificacion puede ayudar a elevar la exactitud media de la dosificacion, pero no es posible una manifestacion sobre la dosificacion dentro de una carrera de presion o carrera de aspiracion.

En particular, el problema de la presente invencion es eliminar los inconvenientes conocidos con respecto a las propiedades hidraulicas del proceso de dosificacion y de esta manera conseguir una zona de empleo variable motor de las bombas dosificadoras con motor, sin influir negativamente sobre su gasto de fabricacion. Ademas, el proceso de movimiento de la barra de empuje y el organo de desplazamiento implicado con ello deben adaptarse a los datos teoricos para que tanto el proceso de dosificacion propiamente icho sea ajustable, como tambien se pueden tener en cuenta y se puedan subsanar tambien los errores que aparecen a traves de la tecnica de fabricacion o las propiedades desfavorables de componentes (por ejemplo, de la membrana elastica, si esta presente) a traves de control electronico. A traves de estas medidas debe asegurarse la dosificacion exacta de un volumen predeterminado de un medio de dosificacion durante un proceso de dosificacion a traves de la prevencion o bien el reconocimiento de estados de funcionamiento erroneos y las inexactitudes que aparecen durante la fabricacion y/o en la utilizacion deben poder compensarse a traves de la electronica empleada.

La solucion del problema consiste en que la senal (xi) lefda a partir del sensor de posicion para la posicion de la barra de empuje a traves de un circuito de regulacion en el marco de su exactitud de regulacion influye en el numero de revoluciones del motor de accionamiento y como consecuencia del movimiento lineal de la barra de empuje y, por lo tanto, del organo de desplazamiento, de tal manera que sigue un perfil del valor teorico predeterminado.

Con la ayuda del sensor de posicion se detecta el movimiento de la barra de empuje y se evalua a traves del control electronico. A tal fin, el control investiga, partiendo desde las condiciones marco, el ciclo el movimiento sobre rasgos caractensticos respectivos y reacciona a ello con la ayuda de una influencia sobre el control del motor, de tal manera que la dosificacion sigue lo mejor posible la especificacion y se eliminan las inexactitudes que aparecen, por ejemplo, a traves de las propiedades de la membrana.

Si el sensor de posicion trabaja de acuerdo con el principio sin contacto, se asegura el funcionamiento libre de desgaste del sensor, lo que es ventajoso y en ultimo termino necesario a la vista del alto numero de carreras durante la duracion de vida util de una bomba de dosificacion.

Si el elemento de posicion conectado con la barra de empuje esta dispuesto fuerza de la cabeza dosificadora, se consigue de esta manera una mayor flexibilidad con respecto al espacio de montaje para el sensor de posicion.

Si el elemento de referencia influye sobre la trayectoria de los rayos de una fuente de luz y el sensor de posicion que colabora con el, que esta dispuesto fijamente en la carcasa de la bomba o en otra pieza en reposo, trabaja de acuerdo con el principio de recepcion fotosensible, se asegura, por una parte, un funcionamiento libre de desgaste, como es imprescindible a la vista del alto numero de carreras durante la duracion de vida util de una bomba dosificadora, y las piezas moviles son exploradas sin contacto. Otra ventaja de la disposicion es que una configuracion de este tipo de un sensor de posicion es, en principio, insensible frente a campos de dispersion magnetica.

Si el elemento de referencia es un cuerpo de sombras o bien un contorno generador de sombras y el sensor de posicion que colabora con el, que esta dispuesto fijamente en la carcasa de la bomba o en otra pieza en reposo, esta constituido por una serie de celulas de recepcion acopladas con la carga fotosensibles (llamadas celulas-CCD, charge coupled device), tal disposicion tiene propiedades importantes sobre base optica, que debe cumplir el sensor de posicion. Por una parte, la disposicion trabaja libre de desgaste en virtud del principio funcional optico y es insensible frente a campos de dispersion magnetica, por otra parte un sensor configurado de esta manera no presenta practicamente ningun error de linealidad.

Si el sensor de posicion esta dispuesto, ademas, sobre un soporte de sensor propio, que esta conectado fijamente con la carcasa de la bomba u otra pieza en reposo, tal disposicion puede estar premontada como unidad de construccion y se puede verificar y de esta manera facilita el montaje. Si el soporte de sensor esta realizado como pieza de plastico no conductor de calor, se simplifica de esta manera adicionalmente el aislamiento electrico de los componentes de sensor contra piezas metalicas de la carcasa o bien del engranaje.

Si la fuente de luz, el cuerpo de sombras o bien el contorno generador de sombras y el receptor representan una disposicion similar a una barrera optica y se alimentan los valores de medicion continuamente o dclicamente al control electronico, tal disposicion pone los datos de posicion a la disposicion del control electronico con una velocidad acorde con los requerimientos.

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Si el receptor optico del sensor de posicion esta constituido por una pluralidad de receptores ^xeles) dispuestos linealmente, con preferencia 128 pfxeles, entonces tal disposicion puede calcular de una manera sencilla la posicion a traves de recuento del lfmite de sombras entre celulas iluminadas y no iluminadas u alcanza ya con este metodo sencillo una resolucion que corresponde a la distancia de las celulas del modulo receptor utilizado.

Si la fuente de luz es un diodo luminoso (LED), que esta dispuesto frente al receptor optico del sensor de posicion, de tal manera que no se impide su haz de rayos de luz sobre el camino directo hacia el receptor a traves de la barra de empuje, esto tiene la ventaja de que el LED valioso posee un foco de luz aproximadamente en forma de punto, que es imprescindible para una resolucion optica alta y presenta graficamente una duracion de vida util casi infinita. La disposicion frente al sensor de posicion por delante de la barra de empuje da como resultado una distancia grande entre la fuente de luz y el receptor, que hace que el angulo de proyeccion del rayo de luz relevante sea relativamente independiente de la posicion de montaje.

Si se forma el valor de salida del sensor de posicion a traves de interpolacion de los valores de claridad de varios pfxeles que estan en la zona de transicion de las sombras, entonces se consigue para la senal de salida del sensor de posicion una resolucion mas fina que la que esta predeterminada a traves del retfculo mecanico de las celulas del receptor-CCD.

Si se aplican medidas de filtro durante el procesamiento de las senales del sensor de posicion, entonces se mejora la inmunidad a las interferencias del sensor de posicion.

La sensibilidad del sensor de posicion frente a desviaciones de montaje y desplazamientos mecanicos durante el funcionamiento, por ejemplo a traves de calentamiento o desgaste de cojinetes se reduce cuando se eliminan errores de posicion cero del sensor de posicion por medio de una memoria de referencia o bien errores de escala del sensor de posicion a traves de arranque de una o varias posiciones de referencia.

Si se compensan las oscilaciones de la iluminacion del sensor de posicion a traves de un control o regulacion de la fuente de luz con la ayuda de los valores de claridad obtenidos de los pfxeles, esto reduce la sensibilidad del sensor de posicion frente a oscilaciones de parametros de componentes.

Si se compensan las oscilaciones de la claridad entre pfxeles individuales del receptor optico a traves de la incorporacion de una memoria de referencia para la sensibilidad de cada pixel, esto reduce las repercusiones de contaminaciones del receptor optico.

Si se realiza el reconocimiento del valor al que esta ajustado el organo de regulacion de la carrera, a traves de medicion durante la dosificacion directamente sobre el sensor de posicion, se puede suprimir el sensor en otro caso necesario adicionalmente para la posicion mecanica de los elementos de ajuste correspondientes.

Si el control electronico reconoce a traves de evaluacion de la senal del sensor de posicion un bloqueo del organo de desplazamiento o bien una carrera realizada incompleta, esto eleva la fiabilidad de la dosificacion. En bombas dosificadoras de tipo de construccion convencional sin sensor de posicion se emplean con frecuencia sensores, se emite para la supervision del movimiento de dosificacion, por ejemplo durante el paso de una marca de referencia por cada carrera, un impulso de reconocimiento al control electronico, a partir del cual se puede medir la duracion de los periodos de la carrera y se puede deducir un ciclo libre de interferencia del proceso de dosificacion. Frente a tales sensores, la utilizacion descrita de un sensor de posicion tiene la ventaja de que la informacion deseada esta presente en cualquier instante de la carrera de dosificacion y no solo durante el paso de la marca de referencia, de manera que tales sensores adicionales se pueden suprimir sin impedimentos.

Si el motor de accionamiento trabaja de acuerdo con un principio afectado por resbalamiento, empleando, por ejemplo, un motor asmcrono, y el control electronico calcula a partir del numero teorico de revoluciones del motor de accionamiento predeterminado a traves del control y a partir de la curva caractenstica del engranaje conocida una frecuencia teorica de la carrera o bien un periodo teorico de la carrera para el organo de desplazamiento y adicionalmente a traves de la evaluacion de la senal del sensor de posicion detecta la frecuencia real de la carrera o bien el periodo real de la carrera del organo de desplazamiento, en la que a traves de la comparacion de la frecuencia real de la carrera con la frecuencia teorica de la carrera o bien del periodo real de la carrera con el periodo teorico de la carrera del organo de desplazamiento calcula el resbalamiento del motor de accionamiento y modifica su numero teorico de revoluciones para que el organo de desplazamiento se mueva en ultimo termino con la frecuencia deseada de la carrera, esto mejora la exactitud de la dosificacion a traves de la eliminacion del error en la frecuencia de la carrera, que ha sido provocado por el resbalamiento del motor de accionamiento. En bombas de dosificacion del tipo de construccion convencional sin sensor de posicion, se emplean a menudo sensores, que emiten para la supervision del movimiento de dosificacion, por ejemplo al paso de una marca de referencia por cada carrera un impulso de reconocimiento al control electronico, a partir del cual se puede medir y corregir de la misma manera la duracion de los periodos de la carrera; tales sensores adicionales se pueden suprimir cuando se utiliza un sensor de posicion.

Si el motor de accionamiento trabaja segun un principio afectado por resbalamiento, empleando, por ejemplo, un motor asmcrono, y el control electronico calcula a partir del numero teorico de revoluciones del motor de accionamiento predeterminado a traves del control y a partir de la curva caractenstica del engranaje conocida una

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frecuencia teorica de la carrera o bien un periodo teorico de la carrera para el organo de desplazamiento y adicionalmente a traves de la evaluacion de la senal del sensor de posicion detecta la frecuencia real de la carrera o bien el periodo real de la carrera del organo de desplazamiento, en la que a traves de la comparacion de la frecuencia real de la carrera con la frecuencia teorica de la carrera o bien del periodo real de la carrera con el periodo teorico de la carrera del organo de desplazamiento calcula el resbalamiento del motor de accionamiento y, ademas, el control electronico calcula a partir del resbalamiento calculado de esta manera del motor de accionamiento y de la curva caractenstica del engranaje conocida la fuerza que actua sobre el organo de desplazamiento y de esta manera saca una conclusion sobre la presion de trabajo del medio de dosificacion, con esta informacion se pueden realizar funciones de supervision y de compensacion, que mejoran la fiabilidad asf como la exactitud de la dosificacion. Si el control electronico calcula a partir del numero teorico de revoluciones del motor de accionamiento predeterminado a traves del control y a partir de la curva caractenstica conocida o para cada momento del proceso de dosificacion una velocidad teorica para el organo de desplazamiento y detecta adicionalmente a traves de la evaluacion de la senal del sensor de posicion la velocidad real del organo de desplazamiento, de manera que calcula a traves de la comparacion de la velocidad momentanea real con la velocidad teorica del organo de desplazamiento el resbalamiento momentaneo del motor de accionamiento y a partir de ello, de nuevo en colaboracion con la curva caractenstica conocida del engranaje, deduce la curva momentanea de la fuerza en el organo de desplazamiento, entonces la informacion deseada sobre la curva de la fuerza esta disponible en cualquier momento del proceso de dosificacion y las funciones de supervision y de compensacion pretendidas se pueden realizar de manera diferenciada en el tiempo, lo que mejora la fiabilidad asf como la exactitud de la dosificacion.

Si el control electronico deduce a partir de la curva de la fuerza observada en el organo de desplazamiento una conclusion sobre la presion de trabajo del medio de dosificacion, entonces se pueden contrarrestar las repercusiones nocivas conocidas de la presion de trabajo sobre el proceso de dosificacion.

Si el control electronico reconoce a partir de la presion de trabajo calculada del medio de dosificacion un funcionamiento fuera de la zona de presion espedfica y ajusta la dosificacion en el caso de que se exceda una presion maxima admisible predeterminada a traves de la especificacion de la bomba dosificadora o bien a traves de una entrada de un usuario o bien en el caso de que no se alcance una presion minima predeterminada, entonces se reconocen estados de funcionamiento erroneos como situaciones de sobrepresion o bien perdida de presion a traves de una tubena defectuosa y se pueden tomar medidas de seguridad como por ejemplo el ajuste de la dosificacion, lo que mejora la fiabilidad de la dosificacion. Los medios de funcionamiento adicionales necesarios en otro caso como por ejemplo limitadores de la sobrepresion se pueden ahorrar de esta manera, si la bomba dosificadora es el unico equipo que eleva la presion en el proceso. La posibilidad de controlar la presion de trabajo tambien a valores dentro de la zona de presion especificada de la bomba dosificadora, amplfa las posibilidades de la supervision de la presion en situaciones, en las que no se puede utilizar el sistema de supervision de bombas dosificadoras convencionales, que solo reacciona en el caso de un bloqueo de la bomba dosificadora.

Si el organo de desplazamiento es una membrana parcialmente elastica y el control electronico calcula, a partir de la presion de trabajo medida del medio de dosificacion y a partir de la dependencia conocida de la potencia de dosificacion de la presion de trabajo, que se provoca por la deformacion elastica de la membrana, un error de dosificacion previsible, e influye sobre el numero de revoluciones del motor de accionamiento y, por lo tanto, sobre la frecuencia de la carrera, de manera que se contrarresta este error de dosificacion previsible, de manera que esto mejora la exactitud de la dosificacion.

Si la senal (xi) lefda a partir del sensor de posicion para la posicion de la barra de empuje influye a traves de un circuito de regulacion en el marco de su exactitud de regulacion sobre el numero de revoluciones del motor de accionamiento y como consecuencia de ello sobre el movimiento lineal de la barra de empuje y, por lo tanto, del proceso de desplazamiento, de manera que sigue un perfil del valor teorico predeterminado, entonces esta posibilidad de influencia selectiva del movimiento del organo de desplazamiento se puede aprovechar para la consecucion o bien para la mejora de propiedades hidraulicas ventajosas de la dosificacion, por ejemplo durante la dosificacion lenta y/o la exactitud de la dosificacion en la zona de la carrera parcial.

Si la bomba dosificacion posee adicionalmente al sensor de posicion una instalacion de regulacion y esta influye de forma alternativa sobre la posicion (designada a continuacion con xi), la velocidad (designada a continuacion con vi) o la aceleracion del organo de desplazamiento a traves de una instalacion de regulacion por medio de la modificacion del numero de revoluciones del motor de accionamiento, de acuerdo con los requerimientos de una tarea de dosificacion concreta se pueden utilizar de manera selectiva las ventajas del metodo de regulacion adecuado en cada caso. Una regulacion de la exactitud permite un control directo de la velocidad de flujo real del medio de dosificacion, que es necesaria para la aspiracion lenta para la prevencion de cavitacion. En cambio, una regulacion de la posicion permite controlar situaciones proximas a la parada, en las que las informaciones de la velocidad, que se forman a traves de la diferenciacion de la senal del recorrido, llegan a ser muy pequenas y no se pueden procesar ya a traves de la instalacion de regulacion. La regulacion de la posicion elude esta dificultad y se puede aplicar con ventaja, por ejemplo, en la limitacion electronica de la longitud de la carrera o en la dosificacion lenta. La regulacion de la aceleracion es ventajosa para poder controlar facilmente la regulacion, puesto que la aceleracion de las masas moviles para procesos rapidos representa una reproduccion directa de la fuerza del motor.

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Si la bomba dosificadora posee adicionalmente al sensor de posicion una instalacion de regulacion y reduce de forma selectiva esta Vi del organo de desplazamiento en la fase de aspiracion y/o en la fase de presion, entonces se contrarrestan de esta manera las perdidas de presion, que son provocadas por resistencias a la circulacion, o bien la aparicion de cavitacion. Durante la dosificacion de medios altamente viscosos, por ejemplo de lecitina, aparecen en lugares estrechos, como por ejemplo en las valvulas a velocidad demasiado alta de la circulacion, altas perdidas de presion. Estas perdidas de presion deben aplicarse en forma de una fuerza adicional a traves del accionamiento y se pueden mantener bajas en el caso de utilizacion de la regulacion de vi del organo de desplazamiento. Adicionalmente, se reducen eficazmente los ruidos de flujo a velocidad reducida de la circulacion. Durante la dosificacion de medios ligeramente desgasificantes, por ejemplo de lejfas cloradas para blanquear, se produce cavitacion especialmente durante la aspiracion a velocidad demasiado alta de la circulacion debido a que no se alcanza la presion del vapor del medio de dosificacion, que tiene como consecuencia un desgaste mecanico elevado. Esto se evita de manera ventajosa durante la regulacion de vi del organo de desplazamiento en la fase de aspiracion y/o en la fase de presion.

Si la bomba dosificadora posee adicionalmente al sensor de posicion una instalacion de regulacion y se comunica la longitud deseada de la carrera a traves de una prevision del usuario a la instalacion de regulacion y se limita a traves de la instalacion de regulacion el movimiento del organo de desplazamiento electronicamente a la longitud de la carrera a ejecutar, deteniendo la instalacion de regulacion el motor de accionamiento despues de la realizacion de la longitud deseada de la carrera, se conmuta al modo reversible y de esta manera se realiza a continuacion una carrera de aspiracion y se detiene entonces el motor o bien se ejecuta una carrera de presion siguiente, se pueden suprimir, en principio, los elementos de ajuste mecanicos correspondientes.

Si la bomba dosificadora posee adicionalmente al sensor de posicion una instalacion de regulacion y la instalacion de regulacion distribuye el movimiento de avance del organo de desplazamiento durante la fase de presion a traves el control del motor de accionamiento sobre el tiempo predeterminado a traves de la frecuencia siguiente de las carreras de dosificacion de tal manera que se realiza la descarga de dosificacion de la manera mas uniforme posible, hasta carreras de dosificacion realizadas muy lenta, por ejemplo, de algunos minutos, se pueden evitar en gran medida las oscilaciones de la concentracion del medio de dosificacion.

La exactitud de la dosificacion se mejora cuando el organo de desplazamiento es una membrana parcialmente elastica y el control electronico reconoce a partir de la curva de fuerza momentanea en la membrana la apertura de la valvula de descarga y con la ayuda de esta observacion se mide la zona muerta, que resulta en virtud de la deformacion elastica de la membrana y se influye sobre el recorrido de la carrera realizado realmente a traves de la terminacion selectiva el movimiento de la carrera en funcion de la deformacion calculada de la membrana, de tal manera que se reduce esencialmente la dependencia de la cantidad dosificada de la contra presion. Esta mejora se consigue a traves de la eliminacion el error, que resulta a traves de la deformacion elastica de la membrana bajo la accion de la presion de trabajo, porque el importe de esta deformacion no contribuye a la dosificacion. A traves de la dependencia reducida de la cantidad de dosificacion de la presion de trabajo se pueden suprimir las re-calibraciones que en otro caso son necesarias en el caso de una modificacion significativa de parametros de funcionamiento, como por ejemplo de la presion de trabajo. La derivacion de la deformacion de la membrana a partir de una observacion de la curva de la fuerza es especialmente ventajosa en la evaluacion del resbalamiento del motor, porque este representa una buena reproduccion de la necesidad de fuerza real y de esta manera no se requiere ningun gasto tecnico de medicion adicional.

La exactitud de dosificacion se mejora cuando la bomba dosificadora posee adicionalmente al sensor de posicion una instalacion de regulacion, el organo de desplazamiento es una membrana parcialmente elastica y el recorrido de la carrera realizado realmente esta influenciado en funcion de la deformacion calculada de la membrana, deteniendo la instalacion de regulacion el motor de accionamiento despues de la realizacion de la longitud deseada de la carrera a partir de la apertura de la valvula de descarga, conmutando al modo reversible y de esta manera realizando a continuacion una carrera de aspiracion y deteniendo entonces el motor o bien realizando la carrera de compresion siguiente, de tal manera que se elimina la aportacion al error provocada a traves de la deformacion de la membrana (con respecto al recorrido de la carrera o bien al volumen dosificado), que resulta porque el importe de esta deformacion no contribuye a la dosificacion. A traves de la dependencia reducida de la cantidad de dosificacion de la presion de trabajo se pueden suprimir las re-calibraciones, que son necesarias en otro caso en el caso de una modificacion significativa de parametros de funcionamiento como por ejemplo la presion de trabajo, y se mejora la linealita de la relacion entre la longitud ajustada de la carrera y la cantidad realmente dosificada del medio de dosificacion. La derivacion de la deformacion de la membrana a partir de una observacion de la curva de fuerza es especialmente ventajosa durante la evaluacion del resbalamiento del motor porque este representa una buena representacion de la necesidad de fuerza real y de esta manera no se requiere ningun gasto tecnico de medicion adicional.

Cuando el organo de desplazamiento es una membrana parcialmente elastica y la bomba dosificadora posee adicionalmente al sensor de posicion una instalacion de regulacion, y la frecuencia de la carrera realizada realmente es influenciada en funcion de la deformacion calculada de la membrana, calculando la instalacion de regulacion un valor de correccion para el importe de error provocado a traves de la deformacion de la membrana (con respecto al recorrido de la carrera o bien el volumen dosificado) y modificando el numero teorico de revoluciones del motor de accionamiento con la ayuda de este valor de correccion, de tal manera que se elimina la aportacion del error

provocada por la deformacion de la membrana, se reduce la dependencia de la cantidad de dosificacion de la presion de trabajo.

A continuacion se describe en detalle como ejemplo de realizacion de la invencion una bomba dosificadora de membrana accionada con motor con engranaje de excentrica con sus diferentes posibilidades de aplicacion. En este 5 caso:

La figura 1 muestra una seccion longitudinal a traves de una bomba dosificadora con motor con sensor de posicion. La figura 2 muestra una representacion despiezada el sensor de posicion (ampliacion del fragmento X de la figura 1). La figura 3 muestra componentes del circuito de regulacion de la posicion.

La figura 4 muestra componentes del circuito de regulacion de la velocidad.

10 La figura 5 muestra una vista en planta superior sobre el sensor de posicion en direccion axial.

La figura 6 muestra una vista lateral del sensor de posicion transversalmente al eje.

La figura 7 muestra una representacion de la zona de sombras del sentir de posicion.

La figura 8 muestra una representacion de los valores de claridad de los pfxeles, como corresponden al desarrollo real de las sombras.

15 La figura 9 muestra una representacion de la escala de reproduccion del sensor de posicion en virtud de la disposicion geometrica.

La figura 10 muestra la interpolacion de la resolucion de la posicion.

La figura 11 muestra una representacion del principio de calculo para la interpolacion de la resolucion de la posicion.

La figura 12 muestra una representacion de la potencia de dosificacion en funcion de la longitud de la carrera 20 mecanica y de la presion de trabajo.

La figura 1 muestra la estructura de una bomba dosificadora con motor (parcialmente en seccion). La bomba dosificadora con motor esta constituida, como se conoce en general, esencialmente por tres grupos de componentes, a saber, el motor de accionamiento 2 con unidad de engranaje, el accionamiento de excentrica 1 y la carcasa de la electronica 28 con el control electronico contenido en ella y los conjuntos y componentes electronicos 25 empleados allf. La carcasa de la electronica 28 presenta sobre el lado inferior una placa de fondo 4 con taladros de fijacion, la carcasa de excentrica 1, que descansa sobre la carcasa de la electronica 28 y que esta conectada fijamente con esta, lleva el motor de accionamiento 2 con unidad de engranaje, que esta conectado, por ejemplo, por medio de tornillos con la carcasa de excentrica.

En la llamada carcasa, que se forma por la carcasa de excentrica 1 y la carcasa de la electronica 28, estan fijados 30 en su parte superior, la carcasa de excentrica 1, los componentes del accionamiento de excentrica. Los componentes del accionamiento de excentrica estan alojados en un soporte de excentrica 22, que asegura la adaptacion de la posicion de las piezas individuales entre sf y esta fijado en la carcasa de excentrica 1. Un motor asmcrono trifasico 2 esta embridado junto con un engranaje reductor 11, que esta realizado como engranaje angular, como unidad de construccion desde fuera en la carcasa de excentrica 1 y esta fijado con tornillos. El arbol 35 de arrastre del motor de engranaje forma un angulo recto con el eje del arbol del motor y forma o bien directamente el arbol de accionamiento del accionamiento de excentrica o esta conectado como en el ejemplo de realizacion escrito coaxial con este a traves de un acoplamiento. El arbol de accionamiento del accionamiento de excentrica, el arbol de excentrica 17, esta alojado de forma giratoria en el soporte de excentrica 22 y lleva una excentrica como pieza conectada fijamente con el. El arbol de excentrica atraviesa con la excentrica una abrazadera de empuje 20 40 seccionada de forma correspondiente. El arbol de excentrica 17 se desplaza en rotacion por medio de una unidad de motor / engranaje sobre el acoplamiento de arbol cuando el motor 2 esta activado y continua accionando la abrazadera de empuje 20 en una superficie interior de su fragmento, a saber, la superficie de rodadura, con la superficie exterior de la excentrica. La abrazadera de empuje 20 acciona una barra de empuje 19, moleada por inyeccion en el ejemplo, conectada con ella. La unidad formada por la abrazadera de empuje 20 y la barra de 45 empuje 19 esta alojada desplazable en direccion longitudinal en dos casquillos deslizantes. El eje del arbol de excentrica 17 asf como el eje longitudinal 18 de la abrazadera de empuje 20 asf como de la barra de empuje 19 se encuentran, respectivamente, en un plano horizontal y forman un angulo recto entre sf. Uno de los dos caquillos deslizantes 26 para la barra de empuje 19 se asienta en un disco de cojinete 24, que esta fijado en el lado de la cabeza de presion en el soporte de excentrica 22; otro casquillo deslizante 27, que recibe el pivote de la abrazadera 50 de empuje 20, que esta alejado del lado de la cabeza de dosificacion, se asienta en el bulon de regulacion de la carrera 8. Coaxial al eje longitudinal 18 de la barra de empuje 19, un organo de regulacion 7 que puede activarse con la mano pata la regulacion del bulon de regulacion de la carrera 8 esta enroscado en una rosca del soporte de excentrica 22, que limita el movimiento axial de la abrazadera de empuje 20 durante la aspiracion y de esta manera limita la carrera de la bomba dosificadora.

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La carcasa contiene, ademas, en su parte inferior en un espacio cerrado, la carcasa de la electronica 28, el control electronico. La carcasa esta realizada hermetica a las salpicaduras de agua y protege el accionamiento de excentrica as^ como el control electronico frente a la humedad o bien la corrosion, puesto que las bombas dosificadoras se emplean con frecuencia en conexion con medios qmmicamente agresivos. El control electronico esta constituido por una electronica de control 34 colocada horizontal con las fases de conmutacion de potencia para el control del motor 29, que estan configuradas como convertidor de frecuencia integrad, asf como con una electronica 6 dispuesta en una tapa de la carcasa 5, que contiene los elementos de entrada y los elementos de representacion necesarios para el manejo de la bomba dosificadora. Los elementos de mando estan protegidos por medio de una campana de cubierta 9. Debajo de la campana de cubierta 9 estan previstas conexiones para las lmeas de control 10 o bien para el suministro de corriente.

Sobre el lado opuesto a las lmeas de control 10 o bien a la conexion de suministro de corriente, coaxialmente al eje longitudinal 18 de la barra de empuje esta dispuesta una cabeza dosificadora 12, en la que trabaja como organo de desplazamiento una membrana 13 fabricada, por ejemplo de plastico, que esta empotrada fijamente en su periferia. La cabeza dosificadora 12 lleva, ademas, una valvula de entrada 14 y una valvula de salida 15, para presionar el medio de dosificacion aspirado entre la membrana 13 y la cabeza dosificadora 12 en el espacio de dosificacion 16 a traves de la valvula de entrada 14 sobre la valvula de salida 15 al conducto de dosificacion. La bomba dosificadora con motor trabaja segun el principio volumetrico, es decir, que un volumen predeterminado debe aspirarse, por un lado, en cada carrera y, por otra parte, debe expulsarse a traves de la valvula de salida 15. La membrana 13 es desplazada en un movimiento oscilante por medio del accionamiento de excentrica, que mueve en vaiven la barra de empuje 19 en el eje longitudinal. Hacia el lado del bulon de regulacion de la carrera 8, la unidad formada por la abrazadera de empuje 20 y la barra de empuje 19 colabora con el organo de regulacion 7 como dispositivo de regulacion de la carrera regulable con la mano. En el extremo opuesto, la parte de la barra de empuje 19 que apunta hacia la cabeza dosificadora 12 esta conectada fijamente con el nucleo 30 de la membrana 13 y la desplaza en un movimiento oscilante.

Entre la abrazadera de empuje 20 y un collar 25 del disco de cojinete 24 esta dispuesto un muelle de compresion 23, por ejemplo un muelle en espiral, que apoya la abrazadera de empuje 20 en cada instante en union positiva en la excentrica. En la fase de avance del movimiento de excentrica, es decir, del movimiento de la barra de empuje hacia la cabeza dosificadora, se mueve la abrazadera de empuje con la barra de empuje hacia el muelle de compresion, al mismo tiempo se presiona la membrana 13 en el espacio de dosificacion 16, lo que tiene como consecuencia que en el espacio de dosificacion aparece una sobrepresion, la valvula de salida 15, por ejemplo una valvula de bola cargada por resorte, se abre y el medio de dosificacion es comprimido al conducto de dosificacion. En la fase de retorno del movimiento de excentrica, es decir, del movimiento de la barra de empuje fuera de la cabeza dosificadora, la abrazadera de empuje 20 se mueve a traves del muelle de compresion 23 comprimido, que puede estar configurado, por ejemplo, como muelle en espiral, siguiendo el movimiento de la excentrica, en la direccion opuesta hacia el bulon de regulacion de la carrera 8, lo que tiene como consecuencia que la barra de empuje 19 conectada con la membrana 13 arrastre a la membrana en su movimiento, con lo que aparece en el espacio de dosificacion 16 una presion negativa, que abre la valvula de entrada 14, de manera que se puede aspirar otra vez medio de dosificacion en el espacio de dosificacion. A traves del movimiento oscilante alternativo de la membrana 13 por medio del accionamiento de excentrica aparece la corriente de transporte del medio de dosificacion en el conducto de dosificacion. A traves del accionamiento de excentrica aparece un ciclo de movimiento sinusoidal de la unidad formada por la abrazadera de empuje 20, la barra de empuje 19 y la membrana 13 en el curso de la carrera de dosificacion. Si se ajusta por medio del bulon de regulacion de la carrera 8 una longitud reducida de la carrera, se frena prematuramente el ciclo del movimiento en la fase de aspiracion antes de alcanzar el punto muerto a traves del tope regulable del bulon de regulacion de la carrera 8, con lo que se corta el desarrollo sinusoidal del movimiento y aparece un corte de fases del movimiento de carrera.

La posicion de la unidad formada por la abrazadera de empuje 20, la barra de empuje 19 y la membrana 13 es detectada a traves del sensor de posicion 36, cuya senal de medicion esta en una relacion definida con esta posicion; esta relacion puede ser, como forma de realizacion posible, por ejemplo estrechamente proporcional. La senal de medicion del sensor de posicion 36 se refiere en este caso siempre a la posicion de la pieza de la unidad movil, en la que esta incide. Este punto de ataque se forma por el elemento de referencia, que debe entenderse en este contexto en sentido abstracto, Segun los requerimientos del sensor de posicion, puede estar realizado como componente concreto, a montar adicionalmente, pero tambien puede estar constituido solamente por una configuracion caractenstica, por ejemplo un canto o superficie en uno de los componentes necesarios de todos modos, por ejemplo en la abrazadera de empuje 20.

En el ejemplo de realizacion, en el soporte de la excentrica 22 esta fijado un soporte de sensor 31 (ver tambien la representacion esquematica en la figura 6), que lleva, por una parte, celulas-CCD 32 foto sensibles (CCD = charged coupled device; modulo receptor optico acoplado cargado) en la extension longitudinal y en frente una fuente de luz 33, por ejemplo un diodo luminoso (LED).

El soporte de sensor 31 conectado con el soporte de la excentrica y los componentes fijados encima forman una barrera optica, cuya trayectoria de los rayos es interrumpida parcialmente por la abrazadera de empuje. El elemento de referencia se forma por un canto de sombras 35 de la abrazadera de empuje 20 en la zona de la disposicion de barrera optica. Durante el movimiento oscilante de la barra de empuje 19, por lo tanto, el canto de sombras 35 cubre

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sin contacto las celulas foto sensibles 32. Como se representa de forma esquematica ahora especialmente en la figura 5, que muestra una vista en planta superior en direccion axial, la fuente de luz 33 debe estar dispuesta de tal forma que el rayo de luz no se cubre en su camino hacia las celulas foto sensibles 32 por la barra de empuje 19, es decir, por ejemplo, que la fuente de luz 33 y las lmeas de las celulas-CCD foto sensibles 32 estan dispuestas por encima o por debajo de la barra de empuje 19. Como se representa ahora de forma esquematica especialmente en la figura 7, a traves de la fuente de luz 33 por medio del canto de sombras 35 se lanza una sombra sobre las celulas foto sensibles 32, que divide las celulas en principio en celulas iluminadas (b) y celulas no iluminadas (d). Puesto que la serie de las celulas foto sensibles dispuestas paralelamente al eje longitudinal 18, por ejemplo 128 pfxeles, que cubre un trayecto total de aproximadamente 8 mm, es iluminada o bien sombreada solo parcialmente en la zona lfmite, aparece la situacion de transicion representada en la figura 8 del desarrollo de las sombras SV. La altura de las superficies rectangulares representadas en la figura 8 representa en este caso la intensidad de la iluminacion de los pfxeles respectivos. A traves de un procedimiento especial, que se describe en detalle mas adelante y que se explica con la ayuda de la figura 10, se utiliza esta situacion lfmite para determinar con exactitud la posicion respectiva del canto de sombras y, por lo tanto, la posicion de la barra de empuje o bien de la membrana. Esta instalacion de medicion, que esta constituida por canto de sombras en el lado de la abrazadera de empuje y celulas- CCD foto sensibles en el lado del soporte del sensor con fuente de luz opuesta sirve para medir la posicion real o bien la velocidad de la longitud de empuje oscilante y para utilizar esta informacion para la realizacion de las funciones descritas.

La barra de empuje, que desplaza la membrana en un movimiento oscilante, recorre en cada carrera un trayecto, que corresponde a la longitud de la carrera mecanica. Para tener en cuenta las tolerancia de montaje, la extension longitudinal de las celulas-CCD foto sensibles debe ser un poco mayor. Esto se aplica en principio tambien para cualquier otro sensor de posicion concebible para la aplicacion.

Cuando debe realizarse con la ayuda de la senal del sensor de posicion una regulacion del movimiento de la membrana o, en general, del movimiento de desplazamiento, son necesarios, como se explica de forma esquematica especialmente en la figura 3 o bien en la figura 4, los componentes mecanicos y electronicos mencionados a continuacion. Las designaciones abreviadas contenidas en estos diagramas significan en este caso:

xsi : valor teorico de la posicion del organo de desplazamiento

xi : valor real de la posicion del organo de desplazamiento

xsi: desviacion de la regulacion de la posicion de organo de desplazamiento

vs : valor teorico de la velocidad del organo de desplazamiento

vi : valor real de la velocidad del organo de desplazamiento

vsi : desviacion de la regulacion de la velocidad del organo de desplazamiento

SG: variable de ajuste

KSG: variable de ajuste corregida

MA(U,f): Control del motor (tension o bien frecuencia)

La parte movil el accionamiento, cuyo movimiento debe regularse, esta constituida por la abrazadera de empuje 20 con la barra de empuje 19, con la que esta conectado fijamente el nucleo de la membrana 30. El muelle de

recuperacion 23 retorna la abrazadera de empuje despues de la realizacion de la carrera de trabajo y de esta

manera provoca la aspiracion. El anillo exterior de la membrana 13 esta montado fijamente en la cabeza dosificadora 12, el nucleo metalico de la membrana 30 moldeado por inyeccion en la membrana mueve la superficie central de la membrana como organo de desplazamiento en la cabeza dosificadora. La valvula de entrada 14 cierra la cabeza dosificadora sobre el lado de aspiracion, la valvula de salida 15 cierra la cabeza dosificadora sobre el lado de la presion y ofrece en cada caso una posibilidad de conexion para la tubena exterior. Con la barra de empuje 19 o con un componente que esta conexion con esta, aqrn con la abrazadera de empuje 20, esta conectado, por ejemplo, en el extremo alejado de la cabeza dosificadora, un elemento de referencia, cuya posicion es explorada por un sensor de posicion 36 que trabaja sin contacto en el presente caso. En el ejemplo de realizacion, el elemento de referencia es un canto de sombras 35 de la abrazadera de empuje 20 y el sensor de posicion es una disposicion similar a una barrera optica, que esta constituida por la fuente de luz 33 descrita anteriormente en colaboracion con la serie de celulas foto sensibles 32, que detecta la posicion del canto de sombras 35 opticamente y, por lo tanto, sin contacto a traves de su formacion de sombras. Puesto que la barra de empuje 19 asegura la conexion propiamente dicha y la union por aplicacion de fuerza con la membrana 13 y la abrazadera de empuje y la barra de empuje estan unidas fijamente en el presente ejemplo, la descripcion siguiente se refiere siempre al movimiento de la barra de empuje 19, aunque en sentido exacto se mide el movimiento del canto de sombras 35 de la abrazadera de empuje 20.

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El sensor de posicion 36 emite una senal real Xi, que es proporcional a la posicion del elemento de referencia 35. En el caso del regulador de la velocidad, este se deriva en el ejemplo de realizacion a traves de un diferenciador 37 segun el tiempo (dxi/dt) y de esta manera se forma adicionalmente una senal real Vi proporcional a la velocidad. Para la regulacion son adecuados evidentemente tambien otros metodos, que acondicionan una senal proporcional a la velocidad de la membrana. Segun el tipo de regulacion y los requerimientos de la dosificacion se predetermina un perfil de tiempo para el valor teorico 38 de la posicion Xs o bien de la velocidad vs. A traves de una comparacion del valor teorico y del valor real 39 se calcula la desviacion de la regulacion como desviacion de la posicion xsi = (xs - xi) o bien la desviacion de la velocidad vsi = (vs - vi) y se da el resultado sobre un regulador-PiD 40 (regulador PID = regulador con porcion proporcional, integral y diferencial). Cuya salida, la variable de ajuste SG, corresponde a un valor de demanda para la potencia de accionamiento. Para la mejora de la estabilidad del regulador, se procesa adicionalmente la variable de ajuste SG a traves de una correccion de la posicion 41. La correccion de la posicion 41 tiene en cuenta el hecho de que el numero de revoluciones del motor se convierte en funcion de la posicion del angulo de giro de la excentrica (a derivar a partir de la posicion de la barra de empuje) de acuerdo con la curva caractenstica sinusoidal del engranaje de excentrica en una velocidad en la barra de empuje. La correccion de la posicion 41 calcula a tal fin la senal de salida del regulador-PID 40 sobre la curva caractenstica inversa del engranaje de excentrica en una variable de ajuste corregida KSG, que representa con relacion a la entrada del engranaje de reductor 11 el control necesario del motor, que es necesario, para obtener en la salida del engranaje de excentrica un movimiento de la barra de empuje 19 de acuerdo con la variable de ajuste SG deseada. Un amplificador 42, que esta realizado como convertidor de frecuencia, contiene las fases de conmutacion de la potencia y controla el motor de acuerdo con el numero de revoluciones requerido con la tension y la frecuencia correspondientes. El importe de la correccion de la posicion en funcion de la posicion, la conversion de la variable de ajuste KSG corregida en una prevision concreta del numero de revoluciones para el convertidor de frecuencia asf como, dado el caso, la constante de derivacion para la formacion de la senal de la velocidad vi se establecen a traves de los tres factores de proporcionalidad k1, k2, k3. El factor para la correccion de la posicion k1 en funcion de la posicion se puede seleccionar de acuerdo con la curva caractenstica del engranaje de excentrica, los dos factores k2 para el amplificador de potencia o bien k3 para la derivacion de la senal de la velocidad se pueden seleccionar con la ayuda de puntos de vista practicos, como por ejemplo el trabajo con intervalos de valores lo mejor manipulables posible de las variables correspondientes.

En la figura 3 se representa esquematicamente el circuito de regulacion para un regulador de posicion, en la figura 4 se representa esquematicamente el circuito de regulacion en el caso de empleo como regulador de la velocidad. El circuito de regulacion descrito convierte el perfil de tiempo predeterminado para el valor teorico de la posicion xs o bien de la velocidad vs, naturalmente en el marco de su exactitud de regulacion posible.

La determinacion del perfil concreto para la posicion, la velocidad o bien la aceleracion y la conmutacion entre estos tipos de funcionamiento se realiza en este caso con la ayuda de los requerimientos, que resultan a partir de las funciones escritas de forma ejemplar a continuacion, teniendo en cuenta los lfmites de la funcion del regulador como velocidad de regulacion, exactitud alcanzable, etc.

Con una regulacion de este tipo es posible en una bomba dosificadora con motor predeterminar una velocidad deseada de la membrana 13, en general del organo de desplazamiento y de esta manera controlar la velocidad efectiva de la circulacion del medio de dosificacion.

De la misma manera se puede regular directamente la posicion de la membrana. Esta funcion posibilita recorrer de forma selectiva posiciones determinadas a partir de fases seleccionadas del proceso de dosificacion y mantenerse tambien en reposo cuando sea necesario.

A traves de la regulacion del ciclo del movimiento por medio de un codificador de la posicion se puede reaccionar, a diferencia de un funcionamiento no regulado, a modificaciones de variables de funcionamiento, que aparecen con el tiempo o estan condicionadas por condiciones del medio ambiente o bien dispersiones ejemplares, es decir, desviaciones estadfsticas dentro de la serie de produccion, y se puede reducir al mmimo su influencia nociva. Como ejemplos se mencionan la rigidez de la membrana o la viscosidad del medio de dosificacion. Ambas requieren una porcion de fuerza de accionamiento, que debe aplicarse adicionalmente a la fuerza que aparece a traves de la actuacion de la presion de trabajo sobre la superficie de la membrana. Estas influencias nociva se pueden compensar a traves de la deteccion de su repercusion y control del motor. En el caso de una bomba dosificadora no regulada con numero de revoluciones predeterminado del motor, aunque este se mantenga el mismo estable por medio de regulacion, no se tienen en cuenta tales influencias perturbadoras. En el caso de una bomba dosificadora no regulada de este tipo no es posible, ademas, en virtud de la curva caractenstica de forma sinusoidal del engranaje de excentrica una prevision exacta de la velocidad momentanea del organo de desplazamiento sin conocimiento de la posicion de la barra de empuje, es decir, del angulo de giro de la excentrica.

Ademas, a traves de la regulacion del ciclo el movimiento por medio de un codificador de la posicion es posible, en oposicion a un proceso de dosificacion que se desarrolla de forma espontanea en el funcionamiento no regulado reaccionar a variables internas y externas de influencia, que se describen a continuacion, y asegurar condiciones de funcionamiento, con cuya ayudase pueden provocar o bien evitar de manera selectiva propiedades hidraulicas seleccionadas de la dosificacion. Como ejemplo de ello se remite a la funcion descrita mas adelante de la proteccion contra cavitacion durante la aspiracion.

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A continuacion se explican de forma ejemplar posibilidades de aplicacion individuales de la bomba dosificadora con motor, que presenta un sensor de posicion y por medio de una evaluacion de la senal de la posicion saca conclusiones sobre el estado de funcionamiento del circuito de dosificacion o influye a traves de una regulacion y modificacion del control del motor sobre el ciclo del movimiento de la membrana.

Deteccion de la posicion del regulador de ajuste para la longitud de la carera

Las bombas dosificadoras de acuerdo con el estado de la tecnica ofrecen a menudo un tipo de funcionamiento, en el que las carreras de dosificacion realizadas son convertidas a traves del volumen ajustado de la camara de desplazamiento (longitud de la carrera) directamente en un volumen total dosificado y este se representa, por ejemplo, como corriente volumetrica en la unidad l/h. Para tales funciones es necesario el conocimiento sobre la longitud de la carrera ajustada por el usuario, puesto que de ello depende el volumen dosificado por cada carrera. La posicion de la instalacion de regulacion de la carrera debe convertirse con esta finalidad en bombas dosificadores del tipo de construccion hasta ahora a traves de un sensor separado en una senal electrica y debe introducirse en el control. Un ejemplo de una realizacion practica sena un potenciometro lineal en el organo de regulacion de la carrera 7, que explora su ajuste a traves de un empujador.

Una bomba dosificadora, que puede detectar con la ayuda del sensor de posicion integrado 36 el trayecto realmente recorrido por la membrana durante una carrera, no necesita ningun sensor adicional. A traves de la formacion de la diferencia de los dos valores de posicion en las posiciones finales, que se pueden medir en cada caso despues de alcanzar el tope mecanico, tan pronto como se ha terminado el movimiento, se puede calcular directamente la longitud de la carrera y esta disponible para el procesamiento posterior.

Deteccion de un bloqueo o bien de una carrera realizada incompleta

En bombas dosificadoras de acuerdo con el estado de la tecnica sin sensor de posicion se emplean a menudo sensores, que para la supervision del movimiento de dosificacion emiten por cada carrera un impulso de reconocimiento al control electronico. Una forma de realizacion conocida es, por ejemplo, un iman permanente pequeno, que esta fijado en el arbol de salida el engranaje, es decir, en el arbol de excentrica 17 fuera el eje y circula con este, en conexion con un sensor Hall estacionario, que genera una senal al paso del iman en una posicion determinada el angulo de giro del arbol de excentrica. Con la ayuda de esta senal, el control electronico mide la duracion de los periodos de la carrera, que es identica con la duracion de la revolucion del arbol de excentrica y a partir de ello deriva un ciclo libre de interferencias del proceso de dosificacion. En el caso de un bloqueo en el curso de la carrera de dosificacion a traves de una situacion de sobrepresion, por ejemplo en el caso de que un organo de bloqueo se cierre de forma imprevista en el conducto de dosificacion, la senal del sensor Hall desaparece y al termino del periodo de tiempo de supervision conduce a un mensaje de error y a otras reacciones, por ejemplo parada de la bomba dosificadora. En un sistema convencional de este tipo, la informacion deseada solamente esta presente despues de la expiracion del tiempo de supervision.

En el caso de utilizacion de un sensor de posicion 36 se puede poner en cualquier instante de la carrera de dosificacion la velocidad de la barra de empuje 19 en relacion con el control del motor 2, y se puede reconocer practicamente sin demora un bloqueo.

Compensacion del resbalamiento

Si se emplea como motor de accionamiento 2, por ejemplo, un motor asmcrono, el numero de revoluciones mecanicas efectivas en el arbol de salida del motor bajo carga es siempre insignificantemente menor que el que esta predeterminado a traves de la frecuencia del control electrico. La diferencia de los dos numeros de revoluciones, el llamado resbalamiento, depende de variables caractensticas del motor y dentro de una zona de carga conveniente es aproximadamente proporcional al par de torsion de la carga. El resbalamiento se puede medir de acuerdo con diferentes metodos descritos a continuacion. A partir del mismo se puede calcular un valor de correccion, que se introduce en el calculo, en el caso de utilizacion de un convertidor de frecuencia, en el numero de revoluciones predeterminado del motor en forma de una elevacion de la frecuencia y de esta manera se puede compensar.

El resbalamiento se puede calcular a traves de la comparacion de la duracion medida de los periodos de la carrera con la predeterminada a traves del control electronico. Este metodo se aplica tambien en bombas dosificadoras de acuerdo con el estado de la tecnica a traves de medicion del intervalo de tiempo de dos impulsos de sensor Hall. En el caso de una bomba dosificadora con sensor de posicion, para la medicion de la duracion de los periodos se define un punto caractenstico a lo largo del recorrido de la carrera, por ejemplo la mitad del recorrido y en procesos de dosificacion siguientes se establece en cada caso el instante, en el que se pasa por este punto; la diferencia de tiempo de tales instantes es la duracion buscada de los periodos.

En bombas dosificadoras con motor con sensor de posicion 36, un metodo directo trabaja pata la deteccion del resbalamiento con la observacion de la velocidad momentanea de la barra de empuje 19. A partir del numero de revoluciones del motor predeterminado a traves del control electrico se puede calcular a traves de la curva caractenstica conocida del engranaje y de la excentrica en cualquier momento una velocidad ideal de la barra de empuje. A traves de la comparacion de la velocidad ideal con la velocidad medida se puede calcular el

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resbalamiento en cualquier instante durante la circulacion de la excentrica y a traves de la correccion de la frecuencia del control del motor.

Deteccion de la presion

Si se emplea, por ejemplo, un motor asmcrono, se puede calcular con la ayuda del resbalamiento calculado de acuerdo con uno de los metodos descritos anteriormente la fuerza que actua sobre el organo de desplazamiento y de esta manera se puede sacar una conclusion sobre la presion de trabajo del medio de dosificacion. No obstante, en este caso hay que observar que la excentrica transmite la fuerza que actua sobre la barra de empuje 19 de acuerdo con su curva caractenstica de forma sinusoidal segun la posicion angular momentanea a traves del engranaje 11 hasta el motor 2. En los dos puntos muertos, es decir, los puntos de inversion del movimiento de la carrera, el motor esta desacoplado de la fuerza de la barra de empuje, es decir, libre de carga, en los dos puntos exactamente en el intermedio la excentrica transmite el momento de carga maximo hasta el motor. De manera correspondiente, suponiendo que la fuerza de la barra de empuje sea constante, el par de torsion a aplicar en el arbol de salida del motor y, por lo tanto, tambien el resbalamiento oscilaran aproximadamente siguiendo una funcion sinusoidal. La anchura de la oscilacion es en este caso una reproduccion de la fuerza de la barra de empuje.

Si se calcula como se ha descrito anteriormente la desviacion de la duracion de los periodos de la carrera desde el valor ideal, entonces esta representa el resbalamiento calculado sobre la curva sinusoidal de la excentrica, que representa de nuevo una medida de la fuerza media de la barra de empuje, es decir, la presion de trabajo. Si se calcula el resbalamiento continuamente a partir de la comparacion del numero de revoluciones del motor predeterminado a traves del control electrico con la velocidad de la barra de empuje, con la ayuda de la curva caractenstica de la excentrica conocida y del conocimiento del angulo de giro momentaneo de la excentrica, que se deduce a partir de la posicion de la barra de empuje, se puede calcular la curva de la fuerza en el tiempo en la barra de empuje 19. A partir de la curva de la fuerza en la barra de empuje se puede derivar de nuevo la presion de trabajo.

Si se realiza el mecanismo de desviacion a traves de otra solucion que una excentrica, se puede aplicar su curva caractenstica en el sentido correcto sobre lo dicho.

Limitacion de la presion, deteccion de la perdida de presion

Si se calcula presion de trabajo de acuerdo con uno de los metodos descritos, se puede supervisar el mantenimiento de determinados lfmites y en el caso de reaccion de la supervision se pueden disparar mensajes de error y otras reacciones, como por ejemplo parada de la bomba dosificadora. Una supervision del exceso del valor lfmite se puede realizar para la proteccion de la bomba o de otros componentes de la instalacion; dado el caso se puede supervisar si se excede un valor lfmite predeterminado en la fabrica de por ejemplo 130% de la presion maxima de la bomba dosificadora, pero el lfmite de supervision puede estar tambien dentro de la zona espedfica de trabajo de la bomba dosificadora, por ejemplo cuando deben protegerse partes mas sensibles de la instalacion, y en este caso puede ser predeterminado por el usuario. Es posible tambien una supervision del mantenimiento de condiciones predeterminadas de funcionamiento; en este caso se dispara un mensaje de error, por ejemplo cuando una presion de trabajo una vez predominante y caracterizada como referencia (por ejemplo, a traves de una indicacion del usuario) se modifica en un porcentaje hacia arriba o hacia abajo. Si se supervisa la presion de trabajo para el mantenimiento de una presion minima de por ejemplo 1 bar, de esta manera es posible reconocer una fuga, que ha sido provocada por un dano en la tubena.

Compensacion de la presion

La potencia dosificadora exacta esta influenciada en la bomba dosificadora con motor segun la forma de realizacion de forma diferente por la presion de trabajo. Por una parte, el motor de accionamiento 2, cuando esta realizado, por ejemplo, como motor asmcrono, a medida que se incrementa la presion de trabajo trabaja con resbalamiento creciente que repercute en una cafda del numero de revoluciones y una frecuencia reducida de la carrera implicada con ello. Por otra parte, una membrana 13 empleada como organo de desplazamiento experimenta durante la carrera dosificadora una deformacion elastica bajo la influencia de la presion de trabajo. Al comienzo de la carrera dosificadora se eleva continuamente la presion interior en el espacio de dosificacion 16 cuando la valvula de salida 15 esta todavfa cerrada, de manera que el nucleo de membrana 30 se mueve a traves de la barra de empuje 19 bajo la formacion de presion en el interior del espacio de dosificacion 16 y la zona de la pared elastica de la membrana 13 retrocede en la misma medida cediendo a la presion en sentido opuesto al movimiento del nucleo de la membrana 30. La membrana 13 se deforma en sf misma, pero en la suma no tiene lugar ninguna modificacion del volumen, lo que es atribuible al hecho de que el medio de dosificacion es practicamente no comprimible y en este instante ambas valvulas estan cerradas. Al final de esta fase de deformacion, la presion de la camara corresponde a la presion exterior de trabajo. El trayecto recorrido hasta ahora de la barra de empuje 19 corresponde al importe de la deformacion de la membrana, es decir, a la zona muerta al comienzo de la dosificacion y no contribuye practicamente a la dosificacion. La deformacion o bien la zona muerta se mueve tfpicamente en una zona de aproximadamente 0,1-0,5 mm segun el tamano de la membrana, etc. En el punto de la compensacion de la presion, se abre la valvula de salida 15 en el lado de la presion. Ahora la presion que actua sobre la membrana 13 es practicamente identica con la presion de trabajo exterior y permanece aproximadamente constante, como tambien la

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deformacion de la membrana, para la parte restante de la carrera de dosificacion. El punto del equilibrio de la presion, en el que se abre la valvula de salida en el lado de la presion, marca el comienzo propiamente dicho de la dosificacion, de manera que se pierde la aportacion de la deformacion de la membrana a la carrera de dosificacion, es decir, que la longitud efectiva de la carrera se calcula a partir de la longitud predeterminada mecanicamente menos la deformacion de la membrana. Puesto que la deformacion de la membrana propiamente dicha aumenta mas o menos proporcional con la presion de trabajo, resulta como dependencia tfpica una curva descendente de la potencia de dosificacion a medida que se incrementa la presion de trabajo. La desviacion negativa resultante pondera tanto mas fuertemente cuanto menos es la longitud de la carrea ajustada.

En la bomba dosificadora con motor de acuerdo con el estado de la tecnica, la potencia dosificadora no solo depende de la presion, sino adicionalmente en el modo de carrera parcial no es fuertemente proporcional a la longitud de la carrera mecanica ajustada. Mas bien, la dosificacion efectiva durante la carrera comienza solo despues de una zona muerta inicial a partir del instante de la deformacion completa de la membrana con la apertura de la valvula de salida 15. Si se aplica una curva caractenstica, que muestra la potencia de dosificacion en funcion de la longitud de la carrera mecanica ajustada, resulta una curva ascendente lineal, que solo a partir de una longitud minima de la carrera de acuerdo con la zona muerta de xti, xt2, xt3 ... XTn, presenta una potencia dosificadora real (ver, por ejemplo la figura 12). Puesto que esta longitud minima de la carrera corresponde a la deformacion de la membrana, depende, ademas, de la presion de trabajo p-i, p2, p3,... pn.

Este desplazamiento de las curvas caractensticas xti, xt2, xt3 ... XTn condiciona en la tecnica hasta ahora una recalibracion en condiciones reales de trabajo, tan pronto como se modifica esencialmente la longitud de la carrera ajustada hasta ahora, puesto que la nueva potencia dosificadora no se puede calculan con exactitud suficiente a traves de una conversion proporcional a partir de la longitud de la carrera hasta ahora y la longitud de la carrera ajustada nueva.

Si se calcula la presion de trabajo de acuerdo con uno de los metodos descritos anteriormente, es posible predeterminar y compensar con la ayuda de las dependencias descritas, que se pueden calcular cuantitativamente en ensayos previos para un tipo de aparato, la influencia generadora de errores de la presion de trabajo sobre la potencia de dosificacion. A tal fin, con la ayuda de la presion de trabajo calculada y de la longitud ajustada de la carrera que se pueden medir, como se ha descrito mas arriba, igualmente con la ayuda del sensor de posicion, se calcula a partir de la dependencia de errores conocida un valor de correccion, que se anade a la frecuencia ajustada de la carrera. En este caso hay que observar que bajo aspectos practicos y economicos solamente se puede eliminar la porcion sistematica de la influencia. El error de la potencia dosificadora dependiente de la presion se determina principalmente por propiedades del material y dimensiones de los componentes implicados, que se pueden modificar en cierta medida a traves de envejecimiento o bien estan sometidos a dispersiones ejemplares en la serie de produccion. Estas variaciones no son tenidas en cuenta por el metodo descrito aqrn de corregir el error condicionado por la deformacion de la membrana con la ayuda de valores predefinidos, derivados a partir de parametros de los componentes o bien calculados a traves de la deformacion de la membrana; mas bien deberian detectarse de nuevo a intervalos regulares o bien en cada carrera en el presente ejemplar de aparato las relaciones concretas de acuerdo con la tecnica de medicion.

Si se compensa la influencia generadora de error de la deformacion de la membrana como se ha descrito anteriormente, calculando la presion de trabajo de acuerdo con uno de los metodos descritos anteriormente y adaptando la frecuencia ajustada de la carrera con un valor de correccion, entonces se elimina tambien el error de proporcionalidad en el modo de carrera parcial, de manera que se puede accionar la bomba dosificadora practicamente sobre toda la zona de ajuste util de la longitud de la carrera de por ejemplo 20%-100%, sin tener que realizar las recalibraciones necesarias hasta ahora, que son necesarias en una bomba dosificadora convencional en el caso de una regulacion de la longitud de la carrera en mas que, por ejemplo, 10%, para asegurar la exactitud especificada de la dosificacion.

Prevencion de perdidas de la circulacion en medios altamente viscosos

La funcion de regular la velocidad del organo de desplazamiento, aqrn la membrana 13, se puede utilizar especialmente en medios altamente viscosos (por ejemplo, lecitina) para la limitacion de perdidas de la circulacion en valvulas y otros lugares estrechos. Las velocidades altas de la circulacion tienen en tales medios, debido a las perdidas adicionales de la presion, como consecuencia de las resistencias a la circulacion, una influencia negativa sobre la exactitud de la dosificacion. Adicionalmente, aqrn es ventajoso que debido a la velocidad limitada se proporcione mas tiempo para la apertura y cierre definidos de las valvulas. Ambos efectos mejoran, en general, la exactitud de la dosificacion en medios altamente viscosos. Para conseguir esto, se mantiene limitada la velocidad de la membrana a un valor maximo opcional durante todo el proceso de dosificacion. Esta velocidad maxima depende, entre otras cosas, de la viscosidad del medio concreto a dosificar y se puede seleccionar a traves del operador, por ejemplo, en forma de varios valores predefinidos adaptados a los casos de aplicacion habituales o se puede predeterminar directamente. Por medio del sensor de posicion y de la regulacion descrita de la velocidad del organo de desplazamiento se puede asegurar la limitacion pretendida de la velocidad de la membrana.

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Proteccion contra cavitacion

En el caso de medios facilmente desgasificantes (como, por ejemplo, lejfas cloradas para blanquear) puede aparecer cavitacion especialmente durante la aspiracion, pero tambien en la carrera de dosificacion a velocidad demasiado alta de la circulacion en lugares estrechos debido a que no se alcanza localmente la presion del vapor, que depende, entre otras cosas, de la composicion qmmica del medio de dosificacion asf como de su temperature, cuya cavitacion tiene como consecuencia un desgaste elevado. Se puede evitar la cavitacion limitando tanto en la carrera de presion como tambien durante la aspiracion, es decir, durante el retorno de la membrana 13, la velocidad a traves de regulacion o tambien a traves de simple prevision del numero de revoluciones a valores claramente por debajo de una velocidad cntica de la circulacion. La prevision de la velocidad para el circuito de regulacion o bien en el caso sencillo el numero de revoluciones del moto se ajusta tal fin de tal manera que se limita la velocidad de la membrana, que corresponde a la velocidad media, por ejemplo, a 1mm/50ms.

Especialmente el proceso de aspiracion es propenso a la aparicion de cavitacion, puesto que aqrn la presion estatica es especialmente baja y, por lo tanto, la zona de seguridad hasta que se queda por debajo de la presion del vapor aparece muy reducida. Por lo tanto, para un refinamiento del metodo es conveniente limitar la velocidad de la membrana en la aspiracion a valores mas reducidos que en la carrera de la presion. Valores convenientes son, por ejemplo, 1mm/50ms en la carrera de presion o bien 1 mm/100ms durante la aspiracion, pero tambien son posibles naturalmente valores diferentes. Para tal tratamiento individual de las fases de dosificacion es esencial que con la ayuda del sensor de posicion se conozca en cualquier momento la posicion exacta de la membrana y de esta manera se pueda reconocer de manera fiable el comienzo de la fase de aspiracion (especialmente cntica).

Regulacion electronica de la longitud de la carrera

La invencion posibilita ahorrar la instalacion mecanica para la regulacion de la longitud de la carrera (organo de regulacion 7 y bulon de regulacion de la carrera 8). A tal fin se comunica a la instalacion de regulacion la longitud deseada de la carrera por via electronica, por ejemplo a traves de una entrada del usuario. Si se ha realizado la longitud deseada de la carrera, se mantiene la posicion alcanzada de la membrana 13 a traves de frenado del motor 2 y se retorna esta a continuacion con sentido de giro invertido del motor para la aspiracion, La carrera siguiente se puede ejecutar a traves de rotacion siguiente del motor mas alla del punto muerto en el lado de aspiracion con secuencia cambiada del sentido de giro (fase de presion en el modo inverso, aspiracion en el modo normal) o tambien en la misma secuencia que la carrera precedente; en el primer caso mencionado se pueden ahorrar procesos de frenado y de arranque del motor entre las carreras y la necesidad de tiempo y de energfa implicada con ello. Hay que observar que a traves del cambio de direccion permanente, un ventilador pasivo montado fijamente sobre el arbol del motor no puede cumplir su funcion ya suficientemente, de manera que aqrn es imprescindible la utilizacion de un ventilador accionado desde el exterior para el motor, en el caso de que este necesite medidas de refrigeracion

Dosificacion lenta para prevenir oscilaciones de la concentracion

Para casos de aplicacion, en los que es importante una buena mezcla con una corriente de medio de proceso, es necesaria una introduccion lo mas uniforme posible del medio de dosificacion en el proceso. Determinadas aplicaciones requieren, ademas, la posibilidad de dosificar de la manera mas uniforme posible cantidades parciales mmimas distribuidas sobre un tiempo muy largo, con lo que debe conseguirse una dosificacion casi continua. Para estos casos, se emplean de acuerdo con el estado de la tecnica bombas dosificadoras con motor, que trabajan, por ejemplo, con un motor paso a paso y un engranaje de auto-retencion. Una carrera total se ejecuta en estas bombas dosificadoras reducidas en el numero de revoluciones o bien distribuidas en varias secciones parciales con pausas de reposo intermedias, al termino del recorrido total de la carrera se realiza una fase de aspiracion completa (rapida) y a continuacion se prosigue el proceso de dosificacion de la manera descrita.

En una bomba dosificadora con motor regulada por el movimiento, se puede distribuir el tiempo que esta disponible, que resulta de la frecuencia de repeticion de las carreras de dosificacion, de tal manera que la porcion que permanece despues de la retirada de la duracion de aspiracion se aprovecha, salvo una fase de reposo corta, al maximo para el movimiento de avance. La velocidad a regular se calcula en este caso a partir del trayecto a recorrer (longitud ajustada de la carrera) y del tiempo que esta disponible. En oposicion a una bomba dosificadora con motor de acuerdo con el estado de la tecnica, en el caso de utilizacion de un sensor de posicion 36 y de una instalacion de regulacion, a partir de la posicion conocida en cada instante de la barra de empuje 19, se re-calcula la posicion angular momentanea del engranaje de excentrica y se introduce al mismo tiempo en el calculo del numero de revoluciones del motor, de tal manera que se puede compensar la curva caractenstica del dispositivo de desviacion, que es de forma sinusoidal en el caso de utilizacion de una excentrica, y se puede ejecutar la carrera de dosificacion como movimiento exacto lineal con descarga constante correspondiente del medio de dosificacion. La velocidad puede estar en un intervalo muy amplio, por ejemplo de 1 mm/min. a 1 mm/s y mas.

Las posibilidades de aplicacion descritas anteriormente del codificador de la posicion muestran, en parte, junto con una regulacion, que a traves del empleo de un sensor de posicion, por ejemplo, en la barra de empuje durante todo el proceso de elevacion y de aspiracion, se puede establecer y supervisar la posicion exacta del organo de desplazamiento. La fijacion de la posicion y la supervision conducen a que procesos de control relacionados con la

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situacion, que conducen a las ventajas descritas, se pueden mantener exactos por medio de la medicion del valor real.

Sensor de posicion

Como ya se ha indicado, como elemento de referencia para el codificador de la posicion en el ejemplo de realizacion descrito, el canto de sombras 35 en la abrazadera de empuje 20 sirve para la exploracion de la posicion, cuya sombra se reproduce sobre las lmeas de celulas-CCD 32 (CCD = charged coupled device; modulo receptor optico acoplado cargado). Los elementos sensores activos descritos en detalle en este ejemplo de realizacion, que detectan la posicion, estan dispuestos en el lado de la abrazadera 20 que esta dirigido hacia la cabeza de dosificacion. Como fuente de luz 33 sirve un LED, el receptor optico es un modulo electronico con una celula-CCD 32, que estan montados aqrn en comun sobre una pieza intermedia, el soporte del sensor 31. El montaje sobre el soporte del sensor 31 hace posible tratar el sensor de posicion 36 en el ciclo de produccion como modulo autonomo y, por ejemplo, premontarlo por separado y verificar su funcion fuera del lugar de montaje definitivo. Ademas, la disposicion descrita similar a una barrera optica representa un sensor que trabaja libre de contacto y, por lo tanto, libre de desgaste.

Para el modo de funcionamiento basico, el lugar de instalacion del sensor en la zona de la unidad movil formada por la abrazadera de empuje 20 y la barra de empuje 19 carece de importancia, la fijacion a este respecto se puede realizar mas bien de acuerdo con puntos de vista de construccion como relaciones de espacio, secuencia de montaje, etc. Por lo demas, las partes descritas aqrn como montadas fijas (fuente de luz 33, receptor 32) y aquellas que se mueven (canto de sombras 35) junto con la barra de empuje, intercambian tambien su funcion.

El modulo-CCD 32 se activa en el ejemplo de realizacion por una unidad de evaluacion, que contiene un microprocesador y genera las senales de control necesarias. En lugar de un microprocesador, la unidad de evaluacion se puede realizar tambien por un DSP (Procesador de Senales Digitales) o en tecnica discreta.

Como fuente de luz 33 es adecuado en principio cualquier componente, que presenta un foco luminoso limitado suficientemente estrecho. Junto con la geometna de reproduccion representada en detalle en la figura 7, este determina la anchura de la zona de sombras SV, ver tambien la figura 8.

Como fuente de luz 33 se pueden utilizar tambien varios elementos o un radiador de lmeas, con cuya ayuda se puede reproducir de forma selectiva el desarrollo de las sombras SV de acuerdo con puntos de vista especiales. Como ejemplo se menciona aqrn la consecucion de una claridad mas elevada, sin perjudicar la nitidez de la reproduccion en la direccion del movimiento.

La celula-CCD 32 es una disposicion lineal de M receptores opticos (llamados pfxeles), que estan dispuestos en un retmulo R regular de algunas |im. En el ejemplo, estos son 128 pfxeles en el retmulo de aproximadamente 64 |im sobre una longitud total de aproximadamente 8 mm, es decir, M = 128 y R = 64 |im.

Las senales de control, que son generadas por la unidad de evaluacion, establecen el tiempo de iluminacion, durante el que los pfxeles individuales de la celula-CCD 32 integran la cantidad de luz incidente, respectivamente, en un amplificador de medicion dentro del modulo-CCD y son registras temporalmente para la evaluacion posterior. Esta integracion se realiza no solo sobre la duracion de iluminacion, sino tambien sobre la superficie foto sensible de cada pixel. Despues de la iluminacion se leen los valores de la claridad que pertenecen a los pfxeles sucesivamente a traves de otras senales de control como valores analogicos desde el modulo-CCD y se detectan a traves de la unidad de evaluacion.

La iluminacion y la lectura de los valores de la claridad tienen lugar en el caso sencillo. Segun el tipo de construccion, algunos modulos de celulas-CCD de venta en el comercio ofrecen tambien posibilidades para una ejecucion simultanea de ambos procesos, de manera que almacenan temporalmente los valores de medicion integrados despues de la iluminacion y liberan los integradores inmediatamente de nuevo para una medicion siguiente. A traves de la lectura simultanea de los resultados de una pasada de medicion durante la fase de iluminacion para el paso siguiente, se puede elevar de esta manera la velocidad de medicion.

En el diagrama representado en la figura 8, los valores de claridad H integrados estan representados de acuerdo con el desarrollo real de la sombra en la zona de los pfxeles mencionados en el ejemplo de realizacion concreto. La zona de las sombras SV se extiende en este ejemplo sobre los pfxeles #60 a #63.

Como procedimiento de evaluacion sencillo, se establece un umbral de decision Hv (representado en la figura 8 como lmea de trazos) arbitrariamente, por ejemplo, la mitad de la claridad maxima y se busca aquel pixel, cuyo valor de la claridad H en el paso de las sombras no alcanza el primero el umbral Hv; en el ejemplo, este sena el pixel #62.

En otras formas de realizacion, la curva de la claridad puede estar opuesta desde las celulas-CCS no iluminadas hacia las celulas iluminadas con numero creciente de los pfxeles: esto depende, por un lado, de la disposicion de los elementos fuente de luz 33, modulo-CCD 32 y cuerpo de sombras 35 y, por otra parte, de la organizacion interna del modulo-CCD 32 utilizado. En este caso, se busca aquel pixel, cuyo valor de la claridad en el paso de las sombras excede primer el umbral. Al termino de las tres fases de iluminacion, lectura y procesamiento esta presente un valor

de posicion. La necesidad total de tiempo de las tres fases determina la frecuencia, con la que se obtienen valores de posicion. La resolucion de la medicion es igual al reticulo de p^xeles R de la celula-CCR, corregido con la relacion de reproduccion A, que resulta a partir de la distancia de montaje con los componentes individuales.

Para la relacion de reproduccion A se aplica (ver la figura 9):

5 A = s'/s = X3 / X2

en la que s = movimiento real del canto de sombras

s' = movimiento proyectado del canto de sombras en el plano de la CCD X2 = distancia entre el canto de sombras activo opticamente y la fuente de luz X3 = distancia entre el plano-CCD y la fuente de luz

10 Este procedimiento calcula la posicion a traves del recuento de pfxeles, es decir, que se puede considerar como procedimiento digital. Las desviaciones y los desplazamientos de los parametros lineales como, por ejemplo, sensibilidad de los componentes no repercuten practicamente sobre el resultado en comparacion con los procedimientos analogicos. Si se calcula la relacion de reproduccion A para valores practicos, entonces las tolerancias de montaje tienen igualmente solo una influencia reducida En un ejemplo de realizacion practico con X3 = 15 21 mm y X2 = 20 mm resulta un valor nominal para la relacion de reproduccion A de 1,05; es decir, que un

movimiento del canto de sombras 35 con un recorrido determinado da como resultado un desplazamiento de 1,05 veces la zona de sombras SV en el plano de las celulas-CCD 32. Se supone ahora una tolerancia de montaje para X3, es decir, una variacion posible de la distancia de las celulas-CCD 32 respecto de la fuente de luz 33, de + 0,3 mm, y un caso de montaje concreto en el extremo superior de esta zona de tolerancia con X3 = 21,3 mm y X2 = 20 20 mm. En este caso, se calcula la relacion de reproduccion A en 1,065. La relacion de reproduccion se modifica en este ejemplo en la relacion 1,065/1,05 = 1,014 o bien en +1,4%. Esta desviacion se puede eliminar facilmente a traves de una calibracion de una sola vez, por ejemplo en la produccion. La linealidad se determina casi exclusivamente a traves de la exactitud del retfculo de pixel dentro de la geometna del chip, por lo que las desviaciones son insignificantemente pequenas.

25 Aunque el metodo descrito anteriormente para la determinacion de la posicion del canto de sombras 35 y, por lo tanto, de la posicion de la membrana 13 da como resultado ya valores muy exactos y lineales de la posicion, se puede conseguir a traves de interpolacion una resolucion todavfa mas exacta de la posicion. En esta realizacion ampliada se consigue a traves de la evaluacion de las claridad de pfxeles H una resolucion de la posicion, por ejemplo entrelos pfxeles 61 y 62 (ver la figura 10), que es mas fino que el retfculo de pfxeles R, siendo interpolados 30 los valores de claridad de los pfxeles en la zona del umbral de decision. El objetivo es determinar, el lugar en el que la curva de la claridad corta el umbral de decision Hv, asignar a este punto de interseccion un valor sobre una escala virtual de posicion, cuyos valores-x corresponden, respectivamente, en el centro de los pfxeles exactamente al numero de pfxeles.

A tal fin se buscan los dos pfxeles a la izquierda y a la derecha de los umbrales de decision Hv y se evaluan las 35 distancias AH de los valores de claridad correspondientes de este umbral. Como se representa en las figuras 10 y 11, respectivamente, se aplica:

AHi = Hi - Hv AHr = Hr - Hv

Las distancias Ax, calculadas desde el eje medio respectivo de cada uno de los dos pfxeles vecinos, en este ejemplo 40 los pfxeles #61 y #62, en multiplos de la anchura de los pfxeles, desde el punto de interseccion forman con las distancias de la claridad AH la siguiente relacion con respecto al pixel #61 colocado la izquierda del punto de interseccion buscado (pixel proximo en el lado izquierdo):

Axi / (Axi + Axr) = AHi / (AHi + AHr)

Con (Axi + Axr) = 1 (1 anchura de pixel) resulta:

45 Axi = AHi / (AHi + AHr)

Con relacion al pixel #62 colocado a la derecha del punto de interseccion buscado (pixel proximo en el lado derecho) se aplica la relacion:

Axr/(Ax| + Axr) = AHr/ (AH| + AHr) Con (Axi + Axr) = 1 (1 anchura de pixel) resulta:

Axr = AHr / (AHi + AHr) 17

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En este ejemplo, el punto de interseccion esta en el valor 61,7. Si la curva de la claridad en la zona de interpolacion sigue una recta ideal, entonces ambas vfas de calculo conducen al mismo resultado, por lo tanto es suficiente, en principio, realizar uno de los dos calculos. No obstante, con la ayuda de esta propiedad se pueden reducir al mmimo las aportaciones erroneas a traves de una curva de la claridad no exactamente recta en la zona de transicion considerada o a traves de inexactitudes de medicion siempre previsibles, realizando, por ejemplo, ambas mediciones y promediando sus resultados.

En otras formas de realizacion, de acuerdo con la curva de la claridad, se pueden intercambiar las relaciones a ambos lados del punto de interseccion de celulas-CCD no iluminadas e iluminadas; en este caso, las indicaciones de direccion izquierda y derecha intercambian, dado el caso, su funcion y se pueden adaptar de manera correspondiente las ecuaciones de interpolacion.

Ademas, tambien son posibles otras formas de realizacion, en las que los valores de la claridad son utilizados por mas de dos pfxeles para el calculo. La posicion se puede formar entonces por calculo multiple redundante y, por ejemplo, el promedio de varios resultados. Como otra posibilidad se puede aplicar otra interpolacion lineal distinta a la mostrada aqrn o bien una interpolacion con los datos de otros pfxeles vecinos distintos a los directos.

Las desviaciones y desplazamientos de parametros lineales como por ejemplo sensibilidades de los componentes repercuten sobre el resultado solo dentro de la zona de interpolacion. La pendiente de la curva de la claridad en la transicion de la sombra, que resulta a partir de la nitidez de la reproduccion del canto de sombras sobre el plano- CCD, tiene una importancia secundaria, puesto que no se tiene en cuenta por ella la interpolacion dentro de amplios lfmite; solamente la linealidad de la curva de la claridad es decisiva para la exactitud de la interpolacion.

Independientemente del metodo de interpolacion descrito anteriormente, se pueden utilizar otros procedimientos que se basan en el principio basico descrito para la mejora de las propiedades del sensor.

Mejora de la inmunidad contra interferencias a traves de filtracion

La inmunidad contra interferencias del sensor se puede mejorara traves de medidas de filtro. Se puede aplicar una filtracion tanto en el plano de los valores de claridad de los pfxeles como tambien sobre el resultado del calculo de la posicion propiamente dicho. En el primer caso, el procedimiento trabaja con valores de la claridad, que han sido promediados sobre varios pfxeles o sobre varias transiciones, en el segundo caso se agrupan varios resultados de la posicion calculados en primer lugar en un valor derivado de la posicion, con el que se realiza entonces el procesamiento siguiente.

Compensacion de desviaciones de montaje

En una fase definida, por ejemplo en la fase de reposo antes de la expiracion de la carrera de dosificacion propiamente dicha, se puede calcular el valor de posicion para esta fase y se puede depositar en una memoria de referencia. Durante la fase de movimiento activo se procesan entonces los valores de posicion con relacion al valor de referencia calculado anteriormente. A traves de este procedimiento es posible compensar automaticamente desviaciones de montaje condicionadas por la fabricacion de la posicion de reposo asf como desplazamientos durante el funcionamiento, por ejemplo a traves de dilatacion termica y de esta manera se puede mejorar la exactitud.

Compensacion de los errores de escala

En una alternativa ampliada, a traves del inicio de dos o mas posiciones conocidas, llamadas aqrn posiciones de referencia, se puede compensar la escala del sensor de posicion. Esto se puede realizar una vez en el curso el procedimiento de produccion o bien de ensayo o tambien de manera periodica en el funcionamiento.

En el primer caso, las posiciones de referencia se pueden predeterminar por instalaciones externas, por ejemplo posiciones de retencion o instalaciones de medicion externas. A partir de los valores de posicion medidos en estas posiciones de referencia se puede derivar junto con el conocimiento sobre la posicion angular de las posiciones de referencia un valor de correccion para la escala del sensor de posicion y se pueden registrar para el procesamiento posterior.

En el segundo caso de la compensacion de escala periodica son necesarias posiciones conocidas, por ejemplo topes mecanicos o senales de referencia de otras instalaciones existentes para la deteccion de la posicion. Si la membrana se encuentra durante el funcionamiento en tal posicion conocida, a partir del valor de posicion medido en este lugar se puede derivar de la misma manera un valor de correccion para la escala del sensor de posicion y se puede registrar para el procesamiento posterior.

Compensacion de los parametros opticos de sensibilidad

En una forma de realizacion ampliada, los valores de claridad de los pfxeles totalmente iluminados son utilizados para calcular un valor representativo para la intensidad de la iluminacion. A tal fin se puede formar el valor medio de la claridad, por ejemplo a partir de un grupo adecuado de pfxeles. Con la ayuda de la intensidad de la iluminacion

calculada se puede controlar la iluminacion, de tal manera que se pueden aprovechar optimamente los intervalos de valores que estan disponibles; por ejemplo, la fuente de luz se puede controlar en su claridad o su duracion de la conexion de tal manera que la intensidad de la iluminacion de los pfxeles totalmente iluminados esta ligeramente por debajo del lfmite de sobrecontrol del modulo-CCD. En cada pasada de medicion se corrige entonces la intensidad de 5 la iluminacion con la ayuda de las relaciones de la pasada precedente, de tal manera que resulta una adaptacion flexible de los parametros de iluminacion a eventuales modificaciones de propiedades de los componentes, por ejemplo en virtud del envejecimiento.

Compensacion de contaminaciones y desviaciones de pfxeles

En una forma de realizacion ampliada, se puede configurar la estructura mecanica del sensor de tal manera que en 10 una fase definida, por ejemplo en la fase de reposo antes de la ejecucion de la carrera de dosificacion propiamente dicha, se puede iluminar la zona completa de pfxeles utilizada para el recorrido de trabajo o una zona parcial de interes. Una forma de realizacion posible consiste, por ejemplo, en utilizar un canto de sobras 35 dirigido hacia la membrana para la evaluacion, con lo que en canto de sombras cubre el sensor en el transcurso del movimiento de la carrera y oscurece una zona de las celulas-CCD, que estaba iluminada en el estado de reposo previo. En esta fase, 15 se pueden calcular los valores de claridad de todos los pfxeles relevantes y se pueden depositar individualmente en una memoria de referencia. Las desviaciones de los valores de medicion de pfxeles individuales desde el valor ideal se pueden depositar, por ejemplo, en forma de valores de correccion. Durante la primera fase del movimiento se corrigen en primer lugar en cada medicion entonces los valores de la claridad de cada pixel con la ayuda de los valores de referencia calculados previamente y solo entonces se continuan procesando. A traves de este 20 procedimiento es posible compensar desviaciones de la sensibilidad condicionadas por la fabricacion de pfxeles individuales asf como contaminaciones en ciertos marcos y de esta manera se puede mejorar la exactitud o bien se puede elevar la seguridad de funcionamiento.

Naturalmente, para las celulas de receptores-CCD son posibles tambien disposiciones en dos o mas series, para conseguir a traves de redundancia una seguridad elevada contra fallos, por ejemplo a traves de contaminacion o 25 bien elevar a traves de promedio la exactitud de la medicion. Para longitudes de carreras especialmente granes se pueden combinar dos o mas celulas-CCD para ampliar la zona de medicion mas alla de los lfmites de la funcion de una celula individual.

La bomba dosificadora con motor descrita en detalle en el ejemplo de realizacion puede desviarse en zonas y disposiciones individuales de componentes como el motor, el engranaje, el accionamiento de excentrica y otros 30 detalles de construccion de otras variantes de realizacion. No obstante, es esencial que el movimiento oscilante, que se genera a traves de un accionamiento, pueda ser detectado por medio de un sensor de posicion, emitiendo el sensor de posicion una senal real, que esta en una relacion fija con la posicion del elemento de referencia y, por lo tanto, tambien con la posicion del organo de desplazamiento, de manera que con la ayuda de este valor se obtiene conocimiento sobre el ciclo del movimiento del organo de desplazamiento.

35 Lista de signos de referencia

: 1 Carcasa de excentrica

: 2 Motor (motor asmcrono)

: 3 Nervaduras de carcasa

: 4 Placa de fondo

40: 5 Pata de carcasa

: 6 Electronica en la tapa de carcasa

: 7 Organo de ajuste

: 8 Bulon de regulacion de la altura

: 9 Campana de cubierta

45: 10 Lmeas de control

: 11 Engranaje (engranaje reductor)

: 12 Cabeza dosificadora

: 13 Membrana

: 14 Valvula de entrada

50: 15 Valvula de salida

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10

15

20

25

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35

16 Espacio de dosificacion

17 Arbol de excentrica

18 Eje longitudinal

19 Barra de empuje

20 Abrazadera de empuje

21 Superficie de tope para excentrica

22 Soporte de excentrica

23 Muelle de compresion (muelle de recuperacion)

24 Disco de cojinete

25 Collar para muelle de compresion

26 Casquillo en disco de cojinete

27 Casquillo en el bulon de regulacion de la altura

28 Carcasa electronica

29 Fases de conmutacion de potencia para el control del motor

30 Nucleo de membrana

31 Soporte de sensor

32 Receptor, modulo-CCD

33 Fuente de luz

34 Electronica de control

35 Canto de sombra como elemento de referencia

36 Sensor de posicion

37 Diferenciador

38 Prevision de valor teorico

39 Comparacion teorico - real

40 Regulador-PID

41 Correccion de la posicion

42 Amplificador

SV Curva de las sombras

h Zona clara

d Zona oscura

#58...#65 Celulas (Pixeles) del CCD

H Valores de claridad de los pixeles

Hv Valor de claridad del umbral de comparacion (VS)

Hi Valor de claridad del pixel a la izquierda del punto de interseccion con el VS (pixel proximo en el lado

izquierdo)

5

10

15

20

25

30

35

AHi Distancia de claridad del pixel proximo en el lado izquierdo con respecto al valor de claridad del umbral de comparacion

Hr Valor de claridad del pixel a la derecha del punto de interseccion con el VS (pixel proximo en el lado

derecho)

AHr Distancia de claridad del pixel proximo en el lado derecho con respecto al valor de claridad del umbral de comparacion

Axi Distancia de posicion de la lmea media del pixel proximo en el lado izquierdo con respecto al punto de

interseccion con el VS

AXr Distancia de posicion de la lmea media del pixel proximo en el lado derecho con respecto al punto de

interseccion con el VS

X1 Distancia entre el canto de sombra y el plano-CCD

X2 Distancia entre el canto de sombra y la fuente de luz

X3 Distancia entre el plano-CCD y la fuente de luz

pi Presion de trabajo pi

p2 Presion de trabajo p2

p3 Presion de trabajo p3

p4 Presion de trabajo p4

xti Zona muerta a presion de trabajo pi

xt2 Zona muerta a presion de trabajo p2

xt3 Zona muerta a presion de trabajo p3

xt4 Zona muerta a presion de trabajo p4

s Movimiento real del canto de sombras

s' Movimiento proyectado del canto de sombras

D Potencia de dosificacion

HL Longitud de la carrera mecanica

SG Variable de ajuste

KSG Variable de ajuste corregida

MA(U,f) Control del motor (tension, frecuencia)

k1 Factor para la correccion de la posicion en funcion de la posicion

k2 Factor para el amplificador de potencia

k3 Factor para la derivacion de la senal de la velocidad

xs Valor teorico de la posicion del organo de desplazamiento

xi Valor real de la posicion del organo de desplazamiento

xsi Desviacion de la regulacion de la posicion del organo de desplazamiento

vs Valor teorico de la velocidad del organo de desplazamiento

vi Valor real de la velocidad del organo de desplazamiento

xsi Desviacion de la regulacion de la velocidad del organo de desplazamiento

Claims

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

REIVINDICACIONES

1. - Bomba dosificadora con motor de accionamiento giratorio y desplazador oscilante, en la que el movimiento giratorio de un motor de accionamiento (2) es convertido a traves de una disposicion que actua como engranaje en un movimiento oscilante de una barra de empuje (19), de manera que un organo de desplazamiento activado a traves de esta, cuando el motor de accionamiento (2) esta girando continuamente, realiza un movimiento lineal oscilante, que conduce en una cabeza dosificadora (12) dispuesta en el eje longitudinal de la barra de empuje (19), en colaboracion con una valvula de salida y una valvula de entrada, en secuencia alterna a una carrera de la bomba (carrera de presion) y a una carrera de aspiracion y, por lo tanto, a un transporte del medio de dosificacion, en la que con la barra de empuje (19) esta conectado un elemento de referencia (35), cuya posicion es explorada por un sensor de posicion (36), en la que el sensor de posicion emite una senal real (xi), que esta en una relacion fija con la posicion del elemento de referencia y, por lo tanto, del organo de desplazamiento y con cuya ayuda se obtiene conocimiento sobre el ciclo de movimiento del organo de desplazamiento, de manea que el control electronico de la bomba dosificadora puede reaccionar a estados de funcionamiento del circuito de dosificacion y de la bomba, caracterizada por que la senal (xi) lefda a partir del sensor de posicion (36) para la posicion de la barra de empuje (19) influye a traves de un circuito de regulacion en el marco de su exactitud de regulacion sobre el numero de revoluciones del motor de accionamiento (2) y como consecuencia influye sobre el movimiento lineal de la barra de empuja y, por lo tanto, del organo de desplazamiento, de tal manera que sigue un perfil de valor teorico (38) predeterminado.
2. - Bomba dosificadora de acuerdo con la reivindicacion 1, caracterizada por que el sensor de posicion (36) explora la posicion del elemento de referencia (35) de acuerdo con un principio libre de contacto.
3. - Bomba dosificadora de acuerdo con la reivindicacion 1, caracterizada por que el elemento de referencia (35) conectado con la barra de empuje (19) y el sensor de posicion (36) estan dispuestos fuera de la cabeza dosificadora.
4. - Bomba dosificadora de acuerdo con una o varias de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por que el elemento de referencia (35) influye en la trayectoria de los rayos de un fuente de luz (33) y el sensor (36) que colabora con el, que esta dispuesto fijamente en la carcasa de la bomba o en otra pieza en reposo, trabaja de acuerdo con un principio de receptor fotosensible.
5. - Bomba dosificadora de acuerdo con una o varias de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por que el elemento de referencia (35) es un cuerpo de sombras o bien un contorno que emite sombras y el sensor de posicion (36) que colabora con el, que esta dispuesto fijamente en la carcasa de la bomba o en otra pieza en reposo, esta constituido por un receptor optico (32) en forma de una serie de celulas de receptores fotosensibles acopladas a la carga (charged coupled device, llamado abreviado CCD).
6. - Bomba dosificadora de acuerdo con una o varias de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por que el sensor de posicion (36) esta dispuesto sobre un soporte de sensor (31) propio, que esta conectado fijamente con la carcasa de la bomba o con otra pieza en reposo.
7. - Bomba dosificadora de acuerdo con una o varias de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por que la fuente de luz (33), el cuerpo de sombras o bien el contorno (35) emisor de sombras y el receptor (32) representan una disposicion similar a una barrera optica y los valores de medicion son alimentados continuamente o dclicamente al control electronico.
8. - Bomba dosificadora de acuerdo con una o varias de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por que el receptor optico (32) del sensor de posicion (36) esta constituido por una pluralidad de receptores (pixeles) dispuestos lineales, con preferencia 128 pixeles.
9. - Bomba dosificadora de acuerdo con una o varias de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por que la fuente de luz (33) es un diodo luminoso (LED), que esta dispuesto frente al receptor optico (32) del sensor de posicion (36) de tal manera que no se impide su haz de rayos de luz sobre el camino directo hacia el receptor a traves de la barra de empuje (19).
10. - Bomba dosificadora de acuerdo con una o varias de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por que el valor de salida del sensor de posicion (36) se forma por interpolacion de los valores de claridad de varios pixeles que estan en la zona de transicion de la sombra.
11. - Bomba dosificadora de acuerdo con una o varias de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por que durante el procesamiento de las senales del sensor de posicion (36) se aplican medidas de filtro.
12. - Bomba dosificadora de acuerdo con una o varias de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por que se eliminan errores de posicion cero del sensor de posicion (36) por medio de una memoria de referencia.
13. - Bomba dosificadora de acuerdo con una o varias de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por que se eliminan errores de escala del sensor de posicion (36) a traves del inicio de una o varias posiciones de referencia.

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14. - Bomba dosificadora de acuerdo con una o varias de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por que se compensan las oscilaciones de iluminacion del sensor de posicion (36) a traves de un control o regulacion de la fuente de luz (33) con la ayuda de los valores de claridad obtenidos de los pfxeles.
15. - Bomba dosificadora de acuerdo con una o varias de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por que se compensan las oscilaciones de la claridad entre pfxeles individuales del receptor optico (32) a traves de la incorporacion de una memoria de referencia para sensibilidad de cada pixel.
16. - Bomba dosificadora de acuerdo con una o varias de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por que el reconocimiento del valor al que se ajusta el organo de regulacion de la carrera (7), se realiza a traves de medicion durante la dosificacion directamente a traves del sensor de posicion (36).
17. - Bomba dosificadora de acuerdo con una o varias de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por que el control electronico reconoce a traves de la evaluacion de la senal del sensor de posicion (36) un bloqueo del organo de desplazamiento o bien una carrera realizada incompleta.
18. Bomba dosificadora de acuerdo con una o varias de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por que el motor de accionamiento (2) trabaja de acuerdo con un principio afectado por resbalamiento, empleando, por ejemplo, un motor asmcrono, y el control electronico calcula a partir del numero teorico de revoluciones del motor de accionamiento predeterminado a traves del control y a partir de la curva caractenstica del engranaje conocida una frecuencia teorica de la carrera o bien un periodo teorico de la carrera para el organo de desplazamiento y adicionalmente a traves de la evaluacion de la senal del sensor de posicion (36) detecta la frecuencia real de la carrera o bien el periodo real de la carrera del organo de desplazamiento, en la que a traves de la comparacion de la frecuencia real de la carrera con la frecuencia teorica de la carrera o bien del periodo real de la carrera con el periodo teorico de la carrera del organo de desplazamiento calcula el resbalamiento del motor de accionamiento y modifica su numero teorico de revoluciones para que el organo de desplazamiento se mueva en ultimo termino con la frecuencia deseada de la carrera.
19. - Bomba dosificadora de acuerdo con una o varias de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por que el motor de accionamiento (2) trabaja segun un principio afectado por resbalamiento, empleando, por ejemplo, un motor asmcrono, y el control electronico calcula a partir del numero teorico de revoluciones del motor de accionamiento predeterminado a traves del control y a partir de la curva caractenstica del engranaje conocida una frecuencia teorica de la carrera o bien un periodo teorico de la carrera para el organo de desplazamiento y adicionalmente a traves de la evaluacion de la senal del sensor de posicion (36) detecta la frecuencia real de la carrera o bien el periodo real de la carrera del organo de desplazamiento, en la que a traves de la comparacion de la frecuencia real de la carrera con la frecuencia teorica de la carrera o bien del periodo real de la carrera con el periodo teorico de la carrera del organo de desplazamiento calcula el resbalamiento del motor de accionamiento y, ademas, el control electronico calcula a partir del resbalamiento calculado de esta manera del motor de accionamiento y de la curva caractenstica del engranaje conocida la fuerza que actua sobre el organo de desplazamiento y de esta manera saca una conclusion sobre la presion de trabajo del medio de dosificacion.
20. - Bomba dosificadora de acuerdo con una o varias de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por que el motor de accionamiento (2) trabaja segun un principio afectado por resbalamiento, empleando, por ejemplo, un motor asmcrono, y el control electronico calcula a partir del numero teorico de revoluciones del motor de accionamiento predeterminado a traves del control y a partir de la curva caractenstica del engranaje conocida para cada momento del proceso de dosificacion una velocidad teorica para el proceso de desplazamiento y adicionalmente a traves de la evaluacion de la senal del sensor de posicion (36) detecta la velocidad real del organo de desplazamiento, en la que a traves de la comparacion de la velocidad momentanea con la velocidad teorica del organo de desplazamiento calcula el resbalamiento del motor de accionamiento y, ademas, el control electronico calcula a partir del resbalamiento calculado de esta manera del motor de accionamiento y a partir de ello, de nuevo en conexion con la curva caractenstica conocida del engranaje deduce la curva de la fuerza momentanea en el organo de desplazamiento.
21. - Bomba dosificadora de acuerdo con la reivindicacion 20, caracterizada por que el control electronico realiza a partir de la curva de la fuerza observada en el organo de desplazamiento una deduccion sobre la presion de trabajo del medio de dosificacion.
22. - Bomba dosificadora de acuerdo con la reivindicacion 19 o la reivindicacion 21, caracterizada por que el control electronico reconoce a partir de la presion de trabajo calculada del medio de dosificacion un funcionamiento fuera de la zona de presion especificada y ajusta la dosificacion en el caso de que se exceda una presion maxima admisible predeterminada a traves de la especificacion de la bomba dosificadora o bien a traves de la entrada del usuario, o bien en el caso de que no se alcance una presion minima predeterminada.
23. - Bomba dosificadora de acuerdo con la reivindicacion 19 o la reivindicacion 21, caracterizada por que el organo de desplazamiento es una membrana (13) parcialmente elastica, en la que el control electronico calcula a partir de la presion de trabajo calculada del medio de dosificacion y de la dependencia conocida de la potencia dosificadora de la presion de trabajo un error de dosificacion previsible e influye en el numero de revoluciones del motor de

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accionamiento (2) y, por lo tanto, en la frecuencia de la carrera, de manera que se contrarresta este error de dosificacion previsible.
24. Bomba dosificadora de acuerdo con la reivindicacion 1, caracterizada por que la instalacion de regulacion influye alternativamente en la posicion (designada a continuacion Xi), en la velocidad (designada a continuacion Vi) o en la aceleracion del organo de desplazamiento a traves de la instalacion de regulacion por medio de la modificacion del numero de revoluciones del motor de accionamiento (2).
25. - Bomba dosificadora de acuerdo con la reivindicacion 1, caracterizada por que la instalacion de regulacion vi del organo de desplazamiento puede reducir selectivamente en la fase de aspiracion y/o en la fase de presion, para contrarrestar perdidas de presion, que son provocadas por resistencias de la circulacion, o bien la aparicion de cavitacion.
26. - Bomba dosificadora de acuerdo con la reivindicacion 1, caracterizada por que la longitud deseada de la carrera se comunica a la instalacion de regulacion por medio de una prevision del usuario y a traves de la instalacion de regulacion se limita el movimiento del organo de desplazamiento electronicamente a la longitud de la carrera a ejecutar, deteniendo la instalacion de regulacion del motor de accionamiento (2) despues de la realizacion de la longitud de la carrera deseada, conmutandolo al modo invertido y realizando de esta manera a continuacion una carrera de aspiracion y deteniendo entonces el motor o bien realizando la carrera de presion siguiente.
27. - Bomba dosificadora de acuerdo con la reivindicacion 1, caracterizada por que la instalacion de regulacion distribuye el movimiento de avance del organo de desplazamiento durante la fase de presion a traves del control del motor de accionamiento (2) sobre el tiempo predeterminado por la frecuencia siguiente de las carreras de dosificacion, de tal manera que la descarga del medio de dosificacion se realiza de la manera mas uniforme posible, hasta carreras de dosificacion realizadas muy lentas, por ejemplo, de algunos minutos.
28. - Bomba dosificadora de acuerdo con la reivindicacion 20, caracterizada por que el organo de desplazamiento es una membrana (13) parcialmente elastica y el control electronico reconoce a partir de la curva de la fuerza momentanea en la membrana (13) la apertura de la valvula de salida (15) y con la ayuda de esta observacion mide la zona muerta, que aparece en virtud de la deformacion elastica de la membrana (13).
29. - Bomba dosificadora de acuerdo con la reivindicacion 28, caracterizada por que el recorrido de la carrera realizado realmente es influenciado en funcion de la deformacion calculada de la membrana, deteniendo la instalacion de regulacion del motor de accionamiento (2) despues de la realizacion de la longitud de la carrera deseada a partir de la apertura de la valvula de salida (15), conmutandolo al modo invertido y realizando de esta manera a continuacion una carrera de aspiracion y deteniendo entonces el motor o bien realizando la carrera de presion siguiente, de manera que se elimina el importe del error provocado por la deformacion de la membrana (con respecto al recorrido de la carrera o bien el volumen dosificado) y evitando esencialmente de esta manera la dependencia de la cantidad dosificada de la contrapresion.
30. - Bomba dosificadora de acuerdo con la reivindicacion 28, caracterizada por que la frecuencia de la carrera realizada realmente es influenciada en funcion de la deformacion calculada de la membrana, calculando la instalacion de regulacion un valor de correccion para el importe del error provocado a traves de la deformacion de la membrana (con respecto al recorrido de la carrera o bien el volumen dosificado) y modificando el numero teorico de revoluciones del motor de accionamiento (2) con la ayuda de este valor de correccion, de tal manera que se elimina el importe del error provocado a traves de la deformacion de la membrana.