ES2703912T3 - Procedimiento y aparato para proporcionar un control adaptativo de una disposición de válvulas eyectoras - Google Patents

Abstract

Un procedimiento para proporcionar un control adaptativo del flujo de una pluralidad de válvulas eyectoras (12a-e) dispuestas en una disposición (10) en una máquina de clasificación, comprendiendo el procedimiento las etapas de: medir una curva de respuesta temporal para cada válvula eyectora (12a-e); comparar la curva de respuesta temporal medida para cada válvula eyectora (12a-e) con un conjunto de biblioteca de curvas de respuesta temporal almacenadas previamente; determinar, a partir de la comparación, un flujo predicho para cada válvula eyectora (12a-e); y adaptar una señal de accionamiento (28) para cada válvula eyectora (12a-e) dependiendo del flujo predicho.

Description

DESCRIPCIÓN

Procedimiento y aparato para proporcionar un control adaptativo de una disposición de válvulas eyectoras Campo técnico

Esta invención se refiere a procedimientos y aparatos para el control adaptativo de una disposición de válvulas eyectoras, y en particular a procedimientos para proporcionar un rendimiento adecuado de tales disposiciones. La invención tiene aplicación particular, pero no exclusiva, en el campo de aparatos o máquinas de clasificación.

Antecedentes

Se utilizan disposiciones de válvulas eyectoras en aparatos de clasificación en los que el material que va a clasificarse se dirige en una corriente de producto siguiendo una trayectoria aérea, y donde se retira cierto material de la corriente mediante pulsos de las válvulas eyectoras. Las válvulas eyectoras controlan el suministro de un fluido, tal como aire, desde una fuente a presión hacia una boquilla de eyección dirigida hacia una sección particular de la corriente de producto. Un mecanismo, que comprende normalmente un electroimán, actúa para abrir cada válvula en la disposición selectivamente en respuesta a una señal de control para suministrar un pulso de fluido a presión a, y por tanto desde, la respectiva boquilla eyectando o retirando de este modo cierto material o ciertas partículas de la corriente de producto.

En una aplicación de clasificación conocida, un aparato de clasificación que tiene eyectores neumáticos clasifica material particulado según su capacidad para reflejar luz como se describe en el documento GB-A-2025038, en el que unos detectores son sensibles a la luz reflejada desde las partículas de producto y generan señales indicativas de diferentes cualidades del producto. Estas señales se comparan y analizan para generar una señal de control eléctrica, que puede activar una válvula eyectora para retirar la partícula pertinente de la corriente de producto. El rendimiento relativo de tales válvulas eyectoras puede suponer un problema porque diferentes válvulas, que reciben la misma señal de control, pueden funcionar de manera diferente debido a la edad, el mecanizado o variaciones y tolerancias de fabricación.

El documento US-A-4974622 describe un procedimiento de autocompensación para el control del ciclo de trabajo de una válvula solenoide utilizada normalmente en un motor de inyección de gasolina. El procedimiento dado a conocer implica medir el tiempo de detención nominal para que una válvula se mueva desde una primera posición (inicio) hasta una segunda posición (detención), y posteriormente ajustar este tiempo de detención mediante un tiempo de desviación determinado por la detección real del movimiento de la válvula.

El documento US-A-6889121 describe un procedimiento para, de manera adaptativa, controlar y derivar la tensión de control de válvulas que funcionan con solenoide basándose en el punto de cierre de válvula. Se deriva una estimación inicial del punto de cierre de válvula y se actualiza midiendo la realimentación de la corriente de la bobina en uso.

Los procedimientos descritos anteriormente se refieren en general a controlar una sola válvula sin compensar los efectos locales del entorno debido, en parte, a un gran número de válvulas dispuestas en una disposición tal como la encontrada en las máquinas de clasificación.

En particular, una disposición de válvulas eyectoras tiene necesariamente muchas válvulas eyectoras y solenoides muy cerca o adyacentes entre sí. En tales entornos hay un problema debido a las variaciones de temperatura y especialmente a las variaciones de ruido electromagnético que pueden interferir con o influir en las válvulas adyacentes. Por tanto, los problemas en el rendimiento en una disposición de válvulas eyectoras se ven agravados, puesto que las válvulas eyectoras influyen entre sí en diversos grados, además del aumento de la temperatura y de las variaciones de presión del colector y del desgaste y deterioro individual de cada una de las válvulas. Se apreciará que, en un sistema complejo de este tipo, muchos factores adicionales causan problemas que llevan a una degradación general o a un rendimiento inadecuado.

Por tanto, la calibración y el subsiguiente control o compensación de una disposición de este tipo no es un ejercicio trivial en estos entornos.

Adicionalmente, la sustitución de conjuntos de válvulas eyectoras individuales dentro de la disposición puede llevar, con el tiempo, a una disposición con una mezcla de válvulas eyectoras antiguas y más nuevas. Esto puede proporcionar rendimientos de válvulas individuales ligeramente diferentes y por tanto exacerbar o sumarse a los demás factores mencionados anteriormente en relación con el entorno de funcionamiento hostil. Esto puede llevar a diferentes respuestas temporales de flujo de fluido para cada eyector, lo que da como resultado un rechazo o clasificación de la corriente de producto inadecuada.

Por tanto, existe el deseo de técnicas de predicción y ajuste en tiempo real mejoradas para hacer funcionar una disposición de válvulas eyectoras en, por ejemplo, una máquina de clasificación, para correlacionar flujos de fluido de la disposición en conjunto dentro de los objetivos de rendimiento.

Sumario de la invención

En un primer aspecto de la presente invención, se proporciona un procedimiento para proporcionar un control adaptativo del flujo de una pluralidad de válvulas eyectoras dispuestas en una disposición en una máquina de clasificación según la reivindicación 1.

En un segundo aspecto de la presente invención, se proporciona un aparato de clasificación que comprende una pluralidad de válvulas eyectoras dispuestas en una disposición según la reivindicación 11.

Se ha encontrado que ciertos aspectos de las respuestas temporales eléctricas de tales conjuntos de válvulas de control de flujo de fluido son suficientemente representativos de la respuesta temporal de flujo de fluido de las válvulas, es decir, representativos de la apertura y/o el cierre de la válvula para emitir un chorro de fluido. Por tanto, las respuestas temporales de flujo de fluido de una disposición de válvulas pueden obtenerse mediante cálculos basándose en respuestas temporales eléctricas o magnéticas medidas. De este modo pueden adaptarse las variaciones en las respuestas temporales de flujo de fluido de válvulas en una disposición aplicando temporizaciones o señales de accionamiento eléctricas modificadas o adaptadas de manera adecuada a cada una de las válvulas en la disposición.

El primer aspecto de la invención prevé medir cada válvula eyectora en una disposición cuando la máquina no está clasificando, en un modo “estático” o de “calibración”.

La medición proporciona una curva de respuesta temporal para cada válvula que determina los tiempos de apertura y cierre para esa válvula. Esta curva puede obtenerse midiendo la corriente, tasa de cambio de corriente, o tensión suministrada a la válvula con respecto al tiempo, o flujo magnético o enlace de flujo magnético u otros parámetros adecuados indicativos de la respuesta temporal de la válvula. Entonces se compara con un conjunto de biblioteca determinado previamente de curvas de respuesta temporal almacenadas. A continuación se utiliza la comparación para predecir el flujo o temporización de cada válvula y por consiguiente se adapta una señal de accionamiento dependiendo de la comparación. Esto se repite para todas las válvulas en la disposición y la temporización adaptada de modo que se proporciona una respuesta de flujo correlacionada de la disposición.

Ventajosamente, el conjunto de biblioteca de curvas de respuesta temporal almacenadas previamente incluye información relativa al número de válvulas adyacentes individuales que tiene cada válvula en la disposición. Por consiguiente, la selección de curvas almacenadas previamente pertinentes para la disposición en conjunto tiene en cuenta diferentes configuraciones y disposiciones de las válvulas. Por consiguiente, se consideran los efectos electromagnéticos locales que pueden imponer las válvulas adyacentes sobre sus elementos adyacentes y automáticamente se incluyen en el cálculo.

De este modo, las curvas de predicción estrechamente correlacionadas se adaptan a la válvula, proporcionando adaptaciones de temporización generales dentro de los umbrales de rendimiento establecidos por el usuario.

En una forma de realización ventajosa adicional, durante la clasificación activa (modo activo), se proporciona una monitorización y realimentación del rendimiento de las válvulas a través de curvas de respuesta temporal medidas, para actualizar adicionalmente el flujo predicho previamente del modelo estadístico determinado en el modo estático. Por consiguiente se proporciona una realimentación iterativa a lo largo del tiempo para mejorar la correlación de la disposición de válvulas.

Esto permite un rendimiento adecuado mejorado a pesar del desgaste y deterioro en válvulas individuales, cambiando localmente las variaciones electromagnéticas o de temperatura, o incluso la sustitución de una válvula en tal disposición.

Si la disposición se calibra o comprueba regularmente, entonces pueden compensarse las variaciones en el desgaste de las válvulas eyectoras. Esto significa que cada válvula se abre con un primer retardo de tiempo predeterminado y/o se cierra con un segundo retardo de tiempo predeterminado después de que se detecte una partícula a rechazar respectiva, con una variación mínima entre los retardos de tiempo asociados con diferentes válvulas. Esto mejora enormemente la precisión de clasificación que puede alcanzarse mediante una máquina de clasificación calibrada según la presente invención.

Cada válvula eyectora puede comprender un conjunto electromagnético, para controlar el movimiento de la válvula en respuesta a una señal de accionamiento eléctrico. El conjunto electromagnético comprenderá en general un electroimán para facilitar la apertura y el cierre de la válvula asociada. En este caso, las una o más respuestas temporales eléctricas medidas pueden corresponder a una respuesta temporal del conjunto electromagnético asociado.

La señal de accionamiento, que puede ser un pulso de corriente o tensión, puede comprender secuencialmente en el tiempo al menos las siguientes partes: un pico para abrir la válvula (“impulso”) y un periodo de “mantenimiento”, que puede implementarse como una meseta central de la señal de accionamiento, para mantener la válvula en su posición abierta. Además, la señal de accionamiento puede comprender secuencialmente después del periodo de “mantenimiento”, uno o varios de los siguientes: una caída de la señal de accionamiento; y un punto mínimo de polaridad opuesta al pico; para facilitar el cierre de la válvula.

La medición de las una o varias respuestas temporales eléctricas o magnéticas puede comprender al menos uno de lo siguiente:

• accionar un electroimán para facilitar la apertura y/o el cierre de la válvula y medir el tiempo necesario para que la corriente en el electroimán se eleve hasta un umbral dado en respuesta a la aplicación de una señal de accionamiento;

• accionar un conjunto electromagnéti

que la corriente en el conjunto electromagnético, i, o la tasa de cambio de corriente en el conjunto electromagnético con respecto al tiempo, dl/dt, alcanza un valor predeterminado en respuesta a la aplicación de una señal de accionamiento;

• accionar un conjunto electromagnéti

conjunto electromagnético, I, o la tasa de cambio de corriente en el conjunto electromagnético con respecto al tiempo, dl/dt, con un retardo de tiempo predeterminado después de la aplicación de una señal de accionamiento; y • accionar un conjunto de electroimán para facilitar la apertura y/o el cierre de la válvula y medir o estimar los cambios en el flujo o enlace de flujo en el electroimán a medida que aumenta la corriente en el electroimán y a continuación comparar los valores de corriente en cualquier momento con el flujo o enlace de flujo asociado en el mismo momento.

Estas mediciones pueden comprender una única medición o una serie de mediciones repetidas, dependiendo de las respuestas eléctricas que se miden. Para un experto en la técnica resultará evidente que existen otras maneras de medir las respuestas temporales eléctricas, no mencionándose todas en el presente documento. En particular sería posible intentar accionar el conjunto de válvula con una corriente constante o con una tasa de cambio de corriente conocida y medir los niveles de tensión.

La señal de accionamiento eléctrico para cada válvula eyectora puede adaptarse, por ejemplo:

• ajustando un retardo de tiempo antes de que se aplique la señal de accionamiento;

• ajustando la longitud de la señal de accionamiento;

• ajustando la tensión aplicada;

• ajustando la altura y/o longitud de un pico al inicio de la señal de accionamiento;

• ajustando la altura y/o longitud de un periodo de mantenimiento de la señal de accionamiento;

• ajustando una tasa de caída al final de la señal de accionamiento; y

• ajustando la profundidad y/o longitud de un punto mínimo al final de la señal de accionamiento.

El procedimiento según el primer aspecto de la presente invención puede implementarse parcial o totalmente mediante un software proporcionado a un módulo de procesamiento y control y/o mediante circuitería electrónica. En una forma de realización del aparato de clasificación según el segundo y/o tercer aspecto de la presente invención, el módulo de procesamiento y control puede comprender adicionalmente al menos un elemento de detección o grupo de detección para medir el rendimiento de una válvula eyectora.

En una forma de realización particular, el grupo de detección puede incluir un sensor de corriente para cada válvula eyectora.

En otra forma de realización, las curvas de respuesta temporal medidas se utilizan para evaluar el estado de una válvula eyectora, y la señal de accionamiento se adapta adicionalmente dependiendo de este estado.

En otra forma de realización más, el estado de una válvula se define por su capacidad para funcionar dentro de una ventana de parámetros de clasificación, que depende del producto que está clasificándose y el rendimiento deseado.

A partir de la siguiente descripción y las reivindicaciones adjuntas resultarán evidentes características opcionales adicionales.

Breve descripción de los dibujos

A continuación se describirán formas de realización de la presente invención, únicamente a modo de ejemplo, con referencia a los dibujos adjuntos, en los que:

la figura 1a ilustra una disposición de válvulas eyectoras para eyectar un producto a partir de una corriente de producto;

la figura 1b es otra vista de la disposición de válvulas de la figura 1a, que muestra la disposición de válvulas eyectoras dirigida hacia la corriente de producto y eyectando un producto desde la misma;

la figura 2 ilustra la construcción de una válvula eyectora típica utilizada en la disposición de válvulas de la figura 1a; la figura 3 es una ilustración de una respuesta temporal idealizada de la válvula eyectora de la figura 2; y la figura 4 es un diagrama de flujo que muestra un procedimiento según una forma de realización de la presente invención.

Descripción de las formas de realización

El término “respuestas temporales eléctricas o magnéticas” incluye respuestas eléctricas a señales de origen magnético.

La figura 1a es una vista en perspectiva de una forma de realización de un alojamiento de disposición eyectora 10 que tiene una pluralidad de válvulas eyectoras 12a; 12b; 12c; 12d; 12e muy cerca entre sí. Las válvulas eyectoras 12a; 12b; 12c; 12d; 12e están conectadas a un módulo de procesamiento y control 14 a través del enlace 16. Aunque el número de válvulas eyectoras mostrado (por motivos de simplicidad) es una disposición unidimensional de cinco, los expertos en la técnica apreciarán que pueden emplearse muchos más eyectores en configuraciones de disposición bidimensional o tridimensional. Por ejemplo, en aplicaciones para máquinas de clasificación, no es poco común configuraciones de disposición con 64 o incluso 78 x 6 = 468 válvulas eyectoras en una disposición que va a utilizarse.

El alojamiento 10, las válvulas eyectoras asociadas 12a; 12b; 12c; 12d; 12e y el módulo de procesamiento y control 14 y el enlace 16 forman parte de una máquina de clasificación (no mostrada). La máquina de clasificación proporciona una corriente de material o corriente de producto 20 para clasificar que puede comprender partículas individuales, gránulos o unidades 20a; 20b; 20c (por ejemplo, granos de arroz o gránulos de plástico). Las válvulas eyectoras 12a; 12b; 12c; 12d; 12e están colocadas para interceptar la corriente de producto 20. Normalmente, tal corriente de producto 20 puede tener una anchura lateral de 30 cm, a través de la cual, por ejemplo, está dispuesta una disposición de 64 o más válvulas eyectoras 12a; 12b; 12c; 12d; 12e con la misma separación para permitir una clasificación como se describirá ahora con la ayuda de la figura 1b.

La figura 1b es una vista lateral de la disposición de la figura 1a que muestra, para una ilustración clara, una única válvula eyectora 12a dispuesta para dirigirse a la corriente de producto 20. La corriente de producto 20 sigue la trayectoria 22 hacia la vía o cubo o tolva 24 si la válvula eyectora 12a no se activa por el módulo de procesamiento y control 14.

La figura 1b también muestra la trayectoria 30 tomada por una partícula 20a de la corriente de producto 20 cuando se activa la válvula eyectora 12a para eyectar un fluido F (en este ejemplo aire) por el módulo de procesamiento y control 14 proporcionando una señal de temporización adaptada 28. En este caso, la unidad o el gránulo 20a se dirige mediante el flujo de fluido F (tal como un “soplo” de aire) a una vía o cubo o tolva 26 alternativos. La vía, cubo o tolva 26 pueden designar material “rechazado”, o en otras aplicaciones pueden designar un tipo particular de material que se clasifica de manera deseable desde la corriente 20 para su procesamiento alternativo.

Mientras que la figura 1b ilustra cubos o tolvas 24, 26, se apreciará que éstas son únicamente esquemáticas, y en un entorno automatizado industrial las corrientes de clasificación podrían alimentarse a cintas transportadoras u otro aparato proporcionando vías o flujos para su procesamiento adecuado adicional.

La máquina de clasificación comprende sistemas de detección de visión o color o forma, como se conocen en la técnica, para proporcionar una señal de activación al módulo de procesamiento y control 14. Por ejemplo, un sistema de este tipo puede detectar un grano de arroz con un color inadecuado (no blanco), ligeramente aguas arriba de la disposición eyectora, y posteriormente se introduce la señal de activación o “rechazo” en el módulo de procesamiento y control 14. Por tanto, se activa el módulo de procesamiento y control 14 para generar una señal de accionamiento temporal 28 para el eyector de modo que eyecte la partícula o el gránulo “rechazado” de la corriente 20 al cubo o tolva 26.

La señal de accionamiento temporal 28 está adaptada para cada válvula eyectora individual de modo que se permite un flujo predicho F para cada válvula eyectora individual 12a; 12b; 12c; 12d; 12e.

Las válvulas eyectoras 12a; 12b; 12c; 12d; 12e en la disposición 10 tienen preferiblemente boquillas dirigidas hacia zonas objetivo particulares de la corriente de producto 20, y están conectadas a una fuente de aire a presión a través de un colector.

Los expertos en la técnica también apreciarán que, en algunas configuraciones y aplicaciones de clasificación, las dimensiones del producto que está clasificándose (por ejemplo, granos de arroz u otros granos de tamaño similar) dictan la separación y el tamaño de boquilla de cada eyector.

En tales aplicaciones las boquillas de eyección 12a; 12b; 12c; 12d; 12e pueden estar agrupadas y el grupo puede ser atendido por un actuador compartido (por ejemplo un actuador neumático) y pueden estar conectadas al actuador a través de tubos de plástico por limitaciones de espacio.

En algunas aplicaciones de clasificación, la relación de boquillas con respecto a actuadores puede ser de 4:1.

En la figura 2 se muestra una construcción típica de una válvula eyectora individual 12a; 12b; 12c; 12d; 12e. La válvula eyectora 12a; 12b; 12c; 12d; 12e comprende un alojamiento que comprende dos partes 41, 42 que se mantienen unidas mediante tornillos 43 y que definen una cámara de válvula 44 que recibe aire a presión de una fuente (no mostrada) a través de un orificio de entrada 46. El orificio de salida 48 desde la cámara 44 está conectado a la cámara 44 a través de un cuerpo de conducto de salida 50 sobre cuya cara de extremo hay un asiento de válvula 51. El asiento de válvula 51 se cierra mediante un plato de válvula 52. El plato 52 está formado por un material magnetizable, y se retira del asiento de válvula 51 para abrir la válvula mediante la activación selectiva de un conjunto electromagnético 54. El conjunto electromagnético 54 incluye un electroimán que se activa y desactiva mediante la aplicación de una señal de accionamiento eléctrico.

En la figura 3 se muestra la respuesta temporal típica de una válvula eyectora 12a; 12b; 12c; 12d; 12e del tipo mostrado en la figura 2, en la que la gráfica superior muestra una señal de activación o “rechazo” proporcionada por el sistema de control de visión mencionado anteriormente.

La gráfica central de la figura 3 muestra una señal de accionamiento 28 proporcionada posteriormente por el módulo de procesamiento y control 14 a través del enlace 16 al conjunto electromagnético 54 de la válvula eyectora 12a; 12b; 12c; 12d; 12e.

La gráfica inferior de la figura 3 indica la respuesta temporal física de la válvula eyectora 12a; 12b; 12c; 12d; 12e medida, en esta forma de realización, por la presión de salida de boquilla de eyección de la válvula eyectora 12a;12b;12c;12d;12e.

La señal de activación se genera por el sistema de reconocimiento y detección de visión o color o forma mencionado anteriormente, y se introduce en el módulo de procesamiento y control 14, que a continuación genera la señal de accionamiento 28. La señal de accionamiento 28 representa la magnitud y duración de un pulso y la presión de salida de boquilla de eyección representa la magnitud de la presión medida a una distancia aguas abajo del orificio de salida 48 de la válvula eyectora mediante un transductor de presión.

Existe un retardo de tiempo Tr entre que se aplica la señal de activación/rechazo y se abre sustancialmente la válvula eyectora 12a; 12b; 12c; 12d; 12e (que se define normalmente como un flujo mayor que el 80%-95% del flujo constante de una válvula eyectora 12a; 12b; 12c; 12d; 12e completamente abierta), normalmente 1-2 ms.

En la figura 3 se muestra el tiempo de apertura de válvula eyectora o 'tiempo de subida' tr de la válvula eyectora, y representa el tiempo entre que se cierra sustancialmente la válvula eyectora 12a; 12b; 12c; 12d; 12e (que se define normalmente como un flujo menor que el 20%-5% del flujo constante de una válvula 12a; 12b; 12c; 12d; 12e completamente abierta) y se abre sustancialmente la válvula, normalmente 1-3 ms.

Existe un retardo de tiempo Tf entre que se aplica el final de la señal de activación/rechazo y se cierra sustancialmente la válvula eyectora 12a; 12b; 12c; 12d; 12e como se muestra en la gráfica superior de la figura 3. En la gráfica inferior de la figura 3 también se muestra el tiempo de cierre de la válvula eyectora 12a; 12b; 12c; 12d; 12e o 'tiempo de bajada' tf de la válvula, que representa el tiempo entre que se abre sustancialmente la válvula eyectora 12a; 12b; 12c; 12d; 12e y se cierra sustancialmente la válvula eyectora, normalmente 0,5-2 ms.

En un diseño de la válvula eyectora 12a; 12b; 12c; 12d; 12e, la señal de accionamiento tiene un primer nivel de corriente, que en este caso comprende 12 Vcc, con modulación de ancho de pulso para proporcionar un amperio o más, para abrir la válvula 12a; 12b; 12c; 12d; 12e, un periodo de mantenimiento a un segundo nivel de corriente inferior para mantener la válvula 12a; 12b; 12c; 12d; 12e en la posición abierta y una corriente inversa para cerrar la válvula eyectora 12a; 12b; 12c; 12d; 12e.

Las señales mostradas en la figura 3 son esquemáticas y no reflejan el pico de corriente inicial o la corriente inversa, o niveles de tensión excesivos o insuficientes al final de los pulsos como ocurre normalmente en el funcionamiento real.

Por consiguiente, si los tiempos de subida y bajada varían para diferentes válvulas eyectoras 12a; 12b; 12c; 12d; 12e en una disposición eyectora 10, entonces el tiempo efectivo de apertura y cierre de cada válvula eyectora 12a; 12b; 12c; 12d; 12e con respecto a la aplicación de la señal de accionamiento será diferente para cada válvula. Esta diferencia puede depender de la temperatura de funcionamiento ambiente, la edad y las tolerancias de mecanizado de cada válvula eyectora 12a; 12b; 12c; 12d; 12e. Además, en una disposición 10 de válvulas eyectoras 12a; 12b; 12c; 12d; 12e, el disparo (apertura y cierre) de una válvula eyectora 12b también puede tener un efecto electromagnético inductivo que puede influir en el disparo de sus válvulas adyacentes 12a; 12c en la disposición 10. Esto significa que diferentes válvulas eyectoras 12a; 12b; 12c; 12d; 12e tendrán flujos de aire que se elevan por encima y caen por debajo de un umbral de activación en momentos diferentes con respecto a la aplicación de la misma señal de accionamiento 28. El umbral de activación depende del producto que está clasificándose y es el umbral de flujo de aire por encima del cual las partículas del producto 20a; 20b; 20c se desviarán de la corriente de producto 20 abandonando la trayectoria o vía de clasificación.

Esto influye en el rendimiento de la disposición eyectora 10 en conjunto, porque las partículas aceptables que anteceden y siguen a la partícula que se rechazará o redirigirá pueden desviarse de la corriente 20 por error, al igual que o en lugar de la partícula objetivo 20a.

Se ha encontrado que la respuesta temporal en cuanto a presión de eyección de una válvula eyectora 12a; 12b; 12c; 12d; 12e (aproximadamente unos pocos milímetros del orificio de salida 48) del tipo de válvula mostrada en la figura 2 es una función del espacio entre el plato de válvula 52 y el asiento de válvula 51 (el “espacio de válvula”).

Además, este espacio de válvula puede predecirse mediante cambios de corriente y tensión con respecto al tiempo (respuesta temporal) en el conjunto electromagnético 54 de esa válvula eyectora 12a; 12b; 12c; 12d; 12e. Por consiguiente, la señal de accionamiento 28 puede adaptarse para cada válvula eyectora basándose en la respuesta temporal predicha, actualizando el funcionamiento en tiempo real la señal de accionamiento 28 para su adaptación adicional.

En una forma de realización la adaptación de la señal de accionamiento proporcionada por el módulo de procesamiento y control 14 comprende medir, en una fase de calibración, una curva de respuesta temporal para cada válvula eyectora antes de hacer funcionar la máquina en una operación de clasificación, comparar cada curva de respuesta con un conjunto de biblioteca de curvas de respuesta almacenadas previamente y determinar un flujo predicho para proporcionar una señal de temporización o accionamiento adaptada para esa válvula eyectora.

Para proporcionar una calibración en esta forma de realización, se aplica una señal de accionamiento eléctrico 28 a cada uno de los conjuntos electromagnéticos 54 de las válvulas eyectoras 12a; 12b; 12c; 12d; 12e. Puede aplicarse la misma señal a cada conjunto 54. La señal de accionamiento aplicada 28 puede ser adecuada, por ejemplo, para hacer que los conjuntos electromagnéticos 54 de cada válvula eyectora 12a; 12b; 12c; 12d; 12e realicen un ciclo mediante disparo (es decir, apertura y cierre).

A continuación, con el fin de calibrar los conjuntos de válvula en la disposición uno respecto a otro, durante el tiempo de subida de las válvulas, puede llevarse a cabo las siguientes mediciones de calibración.

a. Se mide el tiempo necesario para que la corriente I en cada conjunto electromagnético 54 suba hasta un umbral dado en respuesta a la aplicación de una señal de accionamiento 28. Esto puede producirse al inicio de la subida de corriente en el conjunto 54 y entonces puede establecerse el umbral de modo que se alcance antes de que el plato de válvula 52 se haya movido del asiento de válvula 51. Esto garantiza la eliminación de la medición del efecto CEM del movimiento del plato de válvula 52. La corriente en cada bobina puede medirse con un medidor de corriente en el respectivo conjunto electromagnético 54 y la señal medida puede realimentarse al módulo de procesamiento y control 14;

b. el tiempo en el que la tasa de cambio de corriente con respecto al tiempo dl/dt alcanza un valor particular en respuesta a la aplicación de la señal de accionamiento 28. La tasa de cambio de corriente dl/dt en cada bobina 56 puede medirse con un sensor o medidor de corriente en los respectivos conjuntos electromagnéticos 54 y la señal medida realimentarse al módulo de procesamiento y control 14;

c. la corriente en los conjuntos electromagnéticos 54, I, o la tasa de cambio de corriente I en los conjuntos electromagnéticos 54 con respecto al tiempo, dl/dt, con un retardo de tiempo predeterminado después de la aplicación de una señal de accionamiento; o

d. el valor de la corriente I en los conjuntos electromagnéticos 54 cuando el enlace de flujo asociado con el núcleo de cada conjunto electromagnético 54 alcanza un cierto umbral o el valor del enlace de flujo cuando la corriente I alcanza un cierto umbral. El enlace de flujo asociado con la bobina 56 del conjunto electromagnético 54 puede estimarse mediante la integración de la tensión aplicada a la bobina 56, menos cualquier caída de tensión que tenga en cuenta las pérdidas resistivas en la bobina 56. La precisión de la estimación del flujo magnético en el núcleo (y por consiguiente el enlace de flujo asociado con la bobina de accionamiento principal 56) puede mejorarse adicionalmente mediante la adición de una segunda bobina, acoplada magnéticamente a la bobina de accionamiento principal 56, pero que no se utiliza para llevar corriente de accionamiento. La tensión inducida en esta segunda bobina es una medida precisa de la tasa de cambio de flujo en el circuito magnético. La integración de esta tensión inducida y el ajuste a escala para adaptar los números de vueltas proporciona una medida muy precisa de enlace de flujo en el conjunto electromagnético 54. La relación de enlace de flujo con respecto a corriente será una medida del espacio de válvula o la posición del plato de válvula. Los datos medidos también pueden compararse con datos almacenados para producir la estimación requerida del espacio de válvula.

Por consiguiente se obtiene un conjunto de curvas de respuesta temporal que se almacena para formar un conjunto de biblioteca de curvas almacenadas.

En respuesta a las mediciones anteriores, la señal de accionamiento para cada una de las válvulas eyectoras 12a; 12b; 12c; 12d; 12e puede adaptarse para correlacionar la respuesta de las válvulas eyectoras 12a; 12b; 12c; 12d; 12e una respecto a otra cuando el aparato de clasificación está operativo.

En otra forma de realización el conjunto de biblioteca de curvas de respuesta temporal almacenadas se recopila para diferentes tipos y configuraciones de válvula, y posteriormente se almacena.

En una forma de realización la señal de accionamiento 28 se aplica a las válvulas eyectoras 12a; 12b; 12c; 12d; 12e después de un retardo de tiempo primario tras la detección de una partícula 20a que va a eyectarse. La adaptación a la señal de accionamiento para cada válvula eyectora 12a; 12b; 12c; 12d; 12e puede conseguirse modificando este retardo de tiempo primario para tener en cuenta la respuesta temporal predicha de la válvula eyectora.

En otra forma de realización la selección del conjunto de curvas de respuesta almacenadas previamente está asociada con el número de válvulas eyectoras adyacentes que tiene cada válvula eyectora 12a; 12b; 12c; 12d; 12e en la disposición. Por ejemplo, con referencia a la figura 1a, las válvulas eyectoras 12a y 12e tienen en cada caso sólo una válvula adyacente (válvula eyectora 12b y válvula eyectora 12d) respectivamente, mientras que las válvulas eyectoras 12b, 12c y 12d tienen en cada caso dos válvulas eyectoras adyacentes.

En esta forma de realización se encontró que la curva de respuesta temporal de una válvula eyectora 12a; 12b; 12c; 12d; 12e depende del número de válvulas adyacentes más próximas que tiene la válvula eyectora 12a; 12b; 12c; 12d; 12e, que a su vez depende de la configuración de las válvulas eyectoras 12a; 12b; 12c; 12d; 12e en la disposición de alojamiento 10.

La cantidad de ruido electromagnético presente, y por consiguiente el disparo reproducible de una válvula varía y, en una disposición, depende del número de sus válvulas adyacentes más próximas.

Por consiguiente, en esta forma de realización, para cada válvula eyectora 12a; 12b; 12c; 12d; 12e, la etapa de selección de curvas de respuesta temporal almacenadas previamente depende del número de válvulas adyacentes más próximas que tiene cada válvula.

Normalmente, la respuesta temporal de cada válvula se mide en una operación de no clasificación o fase de calibración como se describió anteriormente. Esta respuesta se compara entonces con la biblioteca almacenada previamente adecuada, es decir, específica de la válvula adyacente, de curvas de respuesta temporal.

Se tiene en cuenta cualquier diferencia por el módulo de procesamiento y control 14, que, en la operación de clasificación, proporciona una señal de accionamiento o temporización apropiada para cada válvula eyectora 12a; 12b; 12c; 12d; 12e. Por consiguiente, se predice la influencia de las válvulas que están muy cerca entre sí, y su configuración en una disposición, y se realiza su adaptación.

Ventajosamente, pueden someterse a prueba varias configuraciones de disposición, y almacenarse conjuntos de bibliotecas, para permitir la calibración de configuraciones futuras según desee el cliente.

En otra forma de realización, se determina la curva de respuesta temporal medida para cada válvula eyectora promediando las curvas de respuesta medidas por un número de operaciones de esa válvula eyectora. Por ejemplo, la válvula puede hacerse funcionar 5 o 10 veces para producir 5 o 10 salidas de fluido de aire (“soplos”), medirse la respuesta temporal para cada operación o “soplo” y utilizarse el promedio de cada operación en la comparación con el conjunto de biblioteca almacenado previamente de curvas de respuesta temporal.

En una forma de realización adicional el flujo predicho para proporcionar la señal de temporización adaptada a una válvula eyectora durante la clasificación se determina calculando el error acumulativo entre la curva de respuesta temporal media del conjunto de biblioteca y la curva de respuesta temporal medida de la válvula eyectora, y seleccionando del conjunto de biblioteca aquellas curvas con un error acumulativo minimizado con respecto a la curva de respuesta temporal de válvula medida para predecir el flujo.

En otra forma de realización el flujo predicho se calcula ponderando el flujo de las curvas de biblioteca por la inversa de sus errores acumulativos.

La figura 4 ilustra etapas de procedimiento según una forma de realización de la presente invención.

La figura 4, a la izquierda, ilustra las etapas 60, 62, 64, 66 en una forma de realización cuando se hace funcionar el aparato en un modo estático o de calibración.

Se mide 60 una curva de respuesta temporal para cada válvula eyectora sometida a prueba [M(dt)]. A continuación se compara 62 la curva de respuesta temporal medida para cada válvula eyectora con un conjunto de biblioteca de curvas de respuesta temporal almacenadas [C(dt) ^ Lib(dt)]. A continuación se determina 64 un flujo predicho para cada válvula eyectora [D(F)], y se adapta 66 una señal de accionamiento para cada válvula eyectora dependiendo del flujo predicho [A(ds)].

La figura 4, a la derecha, ilustra etapas en una forma de realización cuando se hace funcionar el aparato en un modo de clasificación o dinámico.

Durante la clasificación, se mide pasivamente 70 una curva de respuesta temporal en tiempo real o dinámica para una válvula eyectora [Mdyn(dt)]. Opcionalmente también pueden medirse datos de temperatura como parte de los datos dinámicos. A continuación se comparan 72 estos datos dinámicos con las curvas de respuesta temporal medidas previamente para esa válvula eyectora [C(dt)] para determinar las desviaciones en el flujo predicho. A continuación estas diferencias se realimentan 74 al conjunto de datos de modo estático, que a continuación ajusta la señal de accionamiento adaptada determinada previamente 66, si se requiere.

En otra forma de realización se utiliza la comparación en la etapa 72 para indicar un parámetro de estado [H] en la etapa 76, y esta indicación también puede realimentarse 74a para adaptar o modificar adicionalmente cualquier temporización determinada previamente, o utilizarse para indicar con esta desviación que la válvula debe sustituirse o realizarse su mantenimiento.

En los procedimientos y aparatos anteriores se describe el control adaptativo del flujo de una pluralidad de válvulas eyectoras dispuestas en una disposición en una máquina de clasificación. El procedimiento comprende medir una curva de respuesta temporal para cada válvula eyectora, comparar la curva de respuesta temporal medida para cada válvula eyectora con un conjunto de biblioteca de curvas de respuesta temporal almacenadas previamente, determinar, a partir de la comparación, un flujo predicho para cada válvula eyectora, y adaptar una señal de accionamiento para cada válvula eyectora dependiendo del flujo predicho. Las curvas de respuesta temporal pueden medirse y compararse en un modo de calibración (no clasificación), y puede utilizarse una realimentación en tiempo real de las respuestas temporales medidas en un modo de clasificación para indicar el estado o la condición de una válvula y para adaptar adicionalmente la señal de accionamiento para proporcionar un rendimiento adecuado. También puede tenerse en cuenta el número de válvulas eyectoras adyacentes.

Finalmente, se entenderá que la presente invención se ha descrito en sus formas de realización preferidas y que puede modificarse de muchas maneras diferentes sin apartarse del alcance de la invención tal como se define en las reivindicaciones adjuntas.

Claims (14)

REIVINDICACIONES

1. Un procedimiento para proporcionar un control adaptativo del flujo de una pluralidad de válvulas eyectoras (12a-e) dispuestas en una disposición (10) en una máquina de clasificación, comprendiendo el procedimiento las etapas de:

medir una curva de respuesta temporal para cada válvula eyectora (12a-e);

comparar la curva de respuesta temporal medida para cada válvula eyectora (12a-e) con un conjunto de biblioteca de curvas de respuesta temporal almacenadas previamente;

determinar, a partir de la comparación, un flujo predicho para cada válvula eyectora (12a-e); y

adaptar una señal de accionamiento (28) para cada válvula eyectora (12a-e) dependiendo del flujo predicho.

2. El procedimiento según la reivindicación 1, en el que el conjunto de curvas de respuesta temporal almacenadas en la biblioteca se asocia con un parámetro de flujo, opcionalmente el parámetro de flujo se asocia con al menos un parámetro eléctrico.

3. El procedimiento según la reivindicación 2, en el que el parámetro eléctrico es (i) corriente asociada con la válvula eyectora (12a-e), (ii) tasa de cambio de corriente asociada con la válvula eyectora (12a-e), (iii) flujo o enlace de flujo asociado con la válvula eyectora (12a-e), o (iv) tensión asociada con la válvula eyectora (12a-e).

4. El procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en el que el conjunto de curvas de respuesta temporal almacenadas en la biblioteca se asocia con el número de válvulas eyectoras adyacentes (12a-e) que tiene cada válvula eyectora (12a-e) en la disposición (10).

5. El procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en el que la etapa de medir una curva de respuesta temporal para cada válvula eyectora (12a-e) comprende medir una curva de respuesta temporal para cada operación de la válvula eyectora (12a-e) a lo largo de un número de operaciones de esa válvula eyectora (12ae), y promediar las curvas de respuesta obtenidas para cada operación para producir la curva de respuesta temporal medida.

6. El procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en el que el flujo predicho para cada válvula eyectora (12a-e) se determina calculando el error acumulativo entre la curva de respuesta temporal media del conjunto de biblioteca y la curva de respuesta temporal medida de la válvula eyectora (12a-e), y seleccionando a partir del conjunto de biblioteca aquellas curvas de respuesta temporal que minimizan el error con respecto a la curva de respuesta temporal medida para predecir el flujo, opcionalmente el flujo predicho se determina adicionalmente ponderando el flujo predicho de cada una de las curvas de biblioteca seleccionadas con respecto a su error respectivo.

7. El procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, en el que el conjunto de curvas de respuesta temporal almacenadas en la biblioteca se asocia con la temperatura, y se mide la temperatura ambiente de un recinto que alberga las válvulas eyectoras (12a-e) y se utiliza en la selección de curvas de biblioteca.

8. El procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, en el que la etapa de adaptar la señal de accionamiento (28) comprende ajustar un retardo de tiempo antes de aplicar la señal de accionamiento (28), y/o ajustar la longitud de una parte de la señal de accionamiento (28), y/o ajustar la tensión aplicada de la señal de accionamiento (28), y/o ajustar la altura y/o longitud de un pico al inicio de la señal de accionamiento (28), y/o ajustar la altura y/o longitud de un periodo de mantenimiento de la señal de accionamiento (28), y/o ajustar una tasa de caída al final de la señal de accionamiento (28), y/o ajustar la profundidad y/o longitud de un punto mínimo al final de la señal de accionamiento (28).

9. El procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, en el que, durante la operación de clasificación, se mide una curva de respuesta temporal dinámica de una válvula eyectora (12a-e) para determinar un flujo que se compara con el flujo predicho previamente para indicar el estado o condición de la válvula eyectora (12a-e), opcionalmente se utiliza el indicador de estado para adaptar adicionalmente la señal de accionamiento determinada previamente (28), opcionalmente el indicador de estado se asocia con el tiempo de apertura de válvula eyectora, y la adaptación adicional de la señal de accionamiento (28) comprende aplicar la desviación en el tiempo entre el tiempo de apertura de válvula eyectora medido y un flujo predicho previamente representado por un tiempo de apertura de válvula eyectora asociado.

10. El procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, en el que el flujo predicho previamente se actualiza mediante el flujo y la temporización determinados actualmente.

11. Un aparato de clasificación que comprende una pluralidad de válvulas eyectoras (12a-e) dispuestas en una disposición (10), en el que cada válvula eyectora (12a-e) se abre y cierra en respuesta a una señal de accionamiento eléctrico (28), y que tiene un grupo de detección para medir respuestas temporales eléctricas o magnéticas de cada válvula eyectora (12a-e) para indicar un flujo de esa o cada válvula eyectora (12a-e), y que comprende además al menos un módulo de procesamiento y control (14) configurado para acceder a un conjunto de biblioteca de curvas de respuesta temporal almacenadas previamente, para comparar las respuestas temporales con el conjunto de biblioteca de curvas de respuesta temporal almacenadas previamente para determinar un flujo predicho para cada válvula eyectora (12a-e), para adaptar la señal de accionamiento (28) para cada válvula eyectora (12a-e) dependiendo del flujo predicho y para proporcionar las señales de accionamiento adaptadas (28) a las válvulas eyectoras (12a-e).

12. El aparato de clasificación según la reivindicación 11, en el que el grupo de detección comprende además al menos un elemento de detección para medir las respuestas temporales de cada válvula eyectora (12a-e), opcionalmente el al menos un elemento de detección comprende un sensor de corriente dispuesto para medir la curva de respuesta temporal de cada válvula eyectora (12a-e).

13. El aparato de clasificación según la reivindicación 12, que comprende además un sensor de temperatura dispuesto para medir la temperatura del entorno de funcionamiento de las válvulas eyectoras (12a-e).

14. El aparato de clasificación según la reivindicación 12 o 13, que comprende además un colector, y en el que el grupo de detección comprende al menos un sensor de presión para medir la presión del colector.