ES2712714T3 - Método para identificar ronquido - Google Patents
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Abstract
Método para detener una bomba sumergible cuando la bomba está roncando, en donde la bomba está conectada funcionalmente a una unidad de control, caracterizándose el método por las etapas de: - regular, mediante la unidad de control, la velocidad de funcionamiento de la bomba para dirigir una potencia promedio de la bomba hacia un nivel establecido predeterminado, - determinar si la potencia instantánea de la bomba está fuera de un intervalo predeterminado, controlando al menos uno de los parámetros: potencia [P], corriente [I] y factor de potencia [cosδ], - determinar si la velocidad de funcionamiento de la bomba está aumentando, y - detener la bomba debido a ronquido, mediante la unidad de control, cuando se determina que la potencia instantánea de la bomba está fuera del intervalo predeterminado al mismo tiempo que se determina que la velocidad de funcionamiento de la bomba está aumentando.
Description
DESCRIPCION
Metodo para identificar ronquido
Campo tecnico de la invencion
La presente invencion se refiere de forma general al campo de metodos para controlar el funcionamiento de una bomba adecuada para bombear Kquido, tal como una bomba de aguas negras/aguas residuales sumergible o una bomba de drenaje sumergible. La presente invencion se refiere de forma mas espedfica al campo de metodos para detener una bomba de este tipo cuando se identifica que la bomba esta roncando, es decir, cuando la bomba absorbe parcialmente lfquido y absorbe parcialmente aire. Por lo tanto, la presente invencion se refiere a una bomba sumergible conectada funcionalmente a una unidad de control, siendo controlada la bomba en funcionamiento mediante la unidad de control.
Una bomba y un metodo de bombeo de este tipo se describen en el documento US 20140334943 A1.
Antecedentes de la invencion
Durante el funcionamiento de una bomba sumergible no existe ningun problema siempre que la bomba pueda bombear lfquido, es decir, si la entrada de la bomba esta dispuesta debajo del nivel del lfquido. No obstante, cuando el nivel del ifquido cae por debajo de la entrada de la bomba, la bomba empezara a absorber parcialmente lfquido y a absorber parcialmente aire durante su funcionamiento. Este fenomeno se denomina ronquido debido al sonido de ronquido generado por la bomba durante dichas condiciones.
En algunas aplicaciones, tales como una estacion de bombeo que comprende una bomba de aguas negras/aguas residuales sumergible, la bomba se detiene normalmente mediante la unidad de control basandose en una senal de detencion procedente de un detector de nivel antes de que el nivel del lfquido caiga por debajo de la entrada de la bomba. No obstante, como medida de seguridad, la bomba tambien puede detenerse cuando se identifica que la bomba esta roncando, tal como sucede, por ejemplo, si el detector de nivel no funciona correctamente. Cuando la bomba ronca, el funcionamiento de la bomba ya no resulta productivo y la bomba sigue consumiendo energfa al mismo tiempo, es decir, consume mucha energfa sin generar una salida de lfquido. Ademas, el motor electrico y otros componentes de la bomba podnan danarse debido a sobrecalentamiento/desgaste si la bomba se deja roncando un periodo de tiempo prolongado.
En algunas aplicaciones, tales como una bomba de drenaje/extraccion de agua sumergible que no tiene un detector de nivel de detencion de bomba, la bomba estara generalmente activa tambien cuando la bomba ronca hasta que la bomba se desactive manualmente. Si el operario de la bomba no es cuidadoso y la bomba funciona durante demasiado tiempo en una condicion de ronquido, se provocara un desgaste, asf como elevadas tensiones mecanicas de los componentes de la bomba, tales como el impulsor, la cubierta de succion, los precintos, el motor electrico, etc.
Existen maneras conocidas de detectar el ronquido, aunque las mismas son lentas y no siempre fiables.
Objetivo de la invencion
El objetivo de la presente invencion consiste en dar a conocer un metodo mejorado para detener una bomba sumergible cuando se identifica que la bomba esta roncando. Un objetivo principal de la presente invencion consiste en dar a conocer un metodo mejorado del tipo definido inicialmente que, de manera fiable y rapida, detectara si la bomba esta roncando. Otro objetivo de la presente invencion consiste en dar a conocer un metodo que usa la unidad de control configurada para controlar la bomba en funcionamiento para detectar del mismo modo el ronquido.
Resumen de la invencion
Segun la invencion, al menos el objetivo principal se consigue mediante el metodo definido inicialmente que tiene las caractensticas definidas en la reivindicacion independiente. Las realizaciones preferidas de la presente invencion tambien se definen en las reivindicaciones dependientes.
Segun la presente invencion, se da a conocer un metodo del tipo definido inicialmente que se caracteriza por las etapas de regular, mediante la unidad de control, la velocidad de funcionamiento de la bomba para dirigir una potencia promedio de la bomba hacia un nivel establecido predeterminado, determinar si la potencia instantanea de la bomba esta fuera de un intervalo predeterminado, controlando al menos uno de los parametros: potencia [P], corriente [I] y factor de potencia [cos9], determinar si la velocidad de funcionamiento de la bomba esta aumentando, y detener la bomba debido a ronquido, mediante la unidad de control, cuando se determina que la potencia instantanea de la bomba esta fuera del intervalo predeterminado al mismo tiempo que se determina que la velocidad de funcionamiento de la bomba esta aumentando.
Por lo tanto, la presente invencion se basa en asumir que, en una bomba controlada por la unidad de control de manera que la potencia promedio de la bomba se dirige hacia un nivel establecido predeterminado, es decir, la bomba intenta mantener la potencia a un nivel constante, mediante el ajuste de la velocidad de funcionamiento de la
bomba, la potencia de la bomba y la velocidad de funcionamiento de la bomba son parametros bastante estables durante un funcionamiento normal, es decir, siempre que la bomba bombea Kquido. No obstante, cuando se determina/identifica que la velocidad de funcionamiento de la bomba esta aumentando al mismo tiempo que la potencia instantanea de la bomba fluctua fuera de un intervalo predeterminado, la bomba esta roncando. De este modo, es posible detectar el ronquido en una etapa temprana de manera eficaz y facil mediante la unidad de control que monitoriza/controla la velocidad y la potencia de funcionamiento.
En una realizacion preferida de la presente invencion, la etapa de determinar si la velocidad de funcionamiento de la bomba esta aumentando se lleva a cabo despues de que se ha determinado que la potencia instantanea de la bomba esta fuera del intervalo predeterminado.
Segun una realizacion preferida, la etapa de determinar si la velocidad de funcionamiento de la bomba esta aumentando se lleva a cabo controlando una tendencia de cambio de la velocidad de funcionamiento de la bomba. La velocidad de funcionamiento de la bomba sera regulada constantemente mediante la unidad de control, es decir, fluctuando, independientemente de un funcionamiento normal o de un ronquido, y cuando la bomba empieza a bombear aire la unidad de control lo compensara aumentando la velocidad de funcionamiento de la bomba.
Segun una realizacion mas preferida, el control de la tendencia de cambio de la velocidad de funcionamiento de la bomba se lleva a cabo mediante las etapas de medir una pluralidad de velocidades [n1, n2, n3, n4, ...] de funcionamiento instantaneas de la bomba durante un periodo [t] de tiempo predeterminado, comparar la relacion mutua de cada par de velocidades [n1;n2, n2;n3, n3;n4, ...] de funcionamiento instantaneas adyacentes, controlar el numero [m] de veces que una velocidad [n2] de funcionamiento instantanea posterior de un par de velocidades [n1;n2] de funcionamiento instantaneas adyacentes es mas grande que una velocidad [n1] de funcionamiento instantanea anterior del par de velocidades [n1;n2] de funcionamiento instantaneas adyacentes, y confirmar que la velocidad de funcionamiento de la bomba esta aumentando cuando el numero [m] de veces que la velocidad [n2] de funcionamiento instantanea posterior es mas grande que la velocidad [n1] de funcionamiento instantanea anterior es mas grande que un umbral predeterminado durante el periodo [t] de tiempo predeterminado.
Otras ventajas de la invencion y de sus caractensticas resultaran evidentes a partir de las otras reivindicaciones dependientes, asf como a partir de la siguiente descripcion detallada de realizaciones preferidas.
Descripcion detallada de realizaciones preferidas de la invencion
La presente invencion se refiere a un metodo para controlar el funcionamiento de una bomba adecuada para bombear lfquido, tal como una bomba de aguas negras/aguas residuales sumergible o una bomba de drenaje/extraccion de agua sumergible. La presente invencion se refiere a un metodo para detener la bomba cuando se identifica que la bomba esta roncando. Segun una primera realizacion, la bomba se detiene directamente despues de confirmar que la bomba esta roncando y, segun una segunda realizacion, la bomba se detiene despues de que ha transcurrido un periodo de tiempo predeterminado una vez se ha confirmado que la bomba esta roncando. La primera realizacion resulta especialmente util para el control de una bomba de drenaje/extraccion de agua dispuesta en una estacion de bombeo. Cuando se permite que la bomba en una estacion de bombeo funcione un periodo de tiempo predeterminado mientras ronca, la grasa y otros materiales acumulados en la superficie del ifquido seran absorbidos al interior de la bomba y transportados fuera de la estacion de bombeo.
La bomba esta conectada funcionalmente a una unidad de control y, segun una realizacion preferida, la unidad de control esta integrada en la bomba. En funcionamiento, la bomba es controlada mediante la unidad de control. En una realizacion preferida la unidad de control esta constituida por un variador de frecuencia [VFD] que esta configurado para regular la velocidad de funcionamiento de la bomba, por ejemplo, regulando la frecuencia en Hz de la corriente alterna suministrada al motor electrico de la bomba. Por lo tanto, la unidad de control esta configurada para monitorizar/regular/controlar la velocidad de funcionamiento de la bomba, y la unidad de control tambien esta configurada para controlar la potencia o la potencia promedio de la bomba. Para controlar la potencia de la bomba la unidad de control controla al menos uno de los parametros de funcionamiento: potencia [P], corriente [I] y factor de potencia [cos9].
Segun la invencion, la unidad de control esta configurada para regular la velocidad de funcionamiento de la bomba a efectos de dirigir una potencia promedio de la bomba hacia un nivel establecido predeterminado, en otras palabras, la bomba y la unidad de control intentan mantener la potencia de la bomba a un nivel constante ajustando la velocidad de funcionamiento de la bomba. Por lo tanto, durante el funcionamiento normal de la bomba la potencia promedio es mas o menos constante. Preferiblemente, se usa un filtro adecuado al controlar/evaluar la potencia promedio de la bomba a efectos de minimizar la frecuencia del ajuste de la velocidad de funcionamiento de la bomba.
A efectos de detectar el ronquido de la bomba, la unidad de control esta configurada para determinar si la potencia instantanea de la bomba esta fuera de un intervalo predeterminado. Esto se lleva a cabo controlando al menos uno de los parametros: potencia [P], corriente [I] y factor de potencia [cos9]. Por lo tanto, la etapa de determinar si la potencia instantanea esta fuera de un intervalo predeterminado puede llevarse a cabo directamente controlando la potencia [P] o indirectamente controlando la corriente [I] o el factor de potencia [cos9]. La monitorizacion puede
llevarse a cabo de forma continua o intermitente.
De este modo, la unidad de control esta configurada para determinar si la velocidad de funcionamiento de la bomba esta aumentando. Preferiblemente, la etapa de determinar si la velocidad de funcionamiento de la bomba esta aumentando se lleva a cabo despues de una determinacion afirmativa de que la potencia instantanea de la bomba esta fuera del intervalo predeterminado. Finalmente, la unidad de control esta configurada para detener la bomba debido a ronquido cuando se determina que la potencia instantanea de la bomba esta fuera del intervalo predeterminado al mismo tiempo que se determina que la velocidad de funcionamiento de la bomba esta aumentando.
Por lo tanto, cuando la bomba absorbe parcialmente aire y absorbe parcialmente ftquido la amplitud de la fluctuacion de la potencia instantanea de la bomba aumentara y, al mismo tiempo, la bomba debe aumentar la velocidad de funcionamiento a efectos de mantener la potencia promedio al nivel establecido predeterminado, ya que, para una velocidad de funcionamiento determinada, la potencia instantanea disminuira cuando la bomba absorbe aire en lugar de ftquido.
Segun una realizacion preferida, el ftmite superior del intervalo predeterminado de la potencia instantanea de la bomba es igual o superior a un factor 1,02 veces el nivel establecido predeterminado de la potencia promedio de la bomba, y el ftmite inferior del intervalo predeterminado de la potencia instantanea de la bomba es igual o inferior a un factor 0,98 veces el nivel establecido predeterminado de la potencia promedio de la bomba. Por lo tanto, las desviaciones iguales o superiores al 2% de la potencia promedio se consideran como posibles smtomas de ronquido. De esta manera, es posible llevar a cabo una deteccion muy temprana del ronquido. A efectos de obtener una identificacion mas fiable del ronquido, el factor del ftmite superior es igual a 1,03 y, preferiblemente, igual a 1,04. A efectos de obtener una identificacion mas fiable del ronquido, el factor del ftmite inferior es igual a 1,03 y, preferiblemente, igual a 1,04. Debe observarse que si se controla la corriente [I] o el factor de potencia [cos9] se usan factores correspondientes.
Segun una primera realizacion, despues de que la bomba se ha detenido debido a ronquido, la bomba se mantiene inactiva un tiempo de pausa predeterminado. Segun una segunda realizacion, despues de que la bomba se ha detenido debido a ronquido, la bomba se mantiene inactiva hasta que la unidad de control obtiene una senal de inicio procedente de un detector de nivel. A continuacion, la bomba vuelve a activarse hasta que se detiene manualmente, debido a ronquido, mediante una senal de detencion procedente de un detector de nivel, etc.
Segun una realizacion preferida, la etapa de determinar si la velocidad de funcionamiento de la bomba esta aumentando se lleva a cabo controlando una tendencia de cambio de la velocidad de funcionamiento de la bomba. Preferiblemente, el control de la tendencia de cambio de la velocidad de funcionamiento de la bomba se lleva a cabo mediante las etapas de medir una pluralidad de velocidades [n1, n2, n3, n4, ...] de funcionamiento instantaneas de la bomba durante un periodo [t] de tiempo predeterminado, comparar la relacion mutua de cada par de velocidades [n1;n2, n2;n3, n3;n4, ...] de funcionamiento instantaneas adyacentes, controlar el numero [m] de veces que una velocidad [n2] de funcionamiento instantanea posterior de un par de velocidades [n1;n2] de funcionamiento instantaneas adyacentes es mas grande que una velocidad [n1] de funcionamiento instantanea anterior del par de velocidades [n1;n2] de funcionamiento instantaneas adyacentes, y confirmar que la velocidad de funcionamiento de la bomba esta aumentando cuando el numero [m] de veces que la velocidad [n2] de funcionamiento instantanea posterior es mas grande que la velocidad [n1] de funcionamiento instantanea anterior es mas grande que un umbral predeterminado durante el periodo [t] de tiempo predeterminado.
A tftulo de ejemplo, la pluralidad de velocidades [n1, n2, n3, n4, ...] de bomba instantaneas medidas es igual o superior a diez, preferiblemente igual o superior a veinte. El umbral predeterminado del numero [m] de veces controlado que la velocidad [n2] de funcionamiento instantanea posterior es mas grande que la velocidad [n1] de funcionamiento instantanea anterior es igual o superior a cuatro, preferiblemente igual o superior a ocho, respectivamente.
A tftulo de ejemplo, el periodo [t] de tiempo predeterminado es igual o superior a dos segundos, e igual o inferior a cinco segundos.
Segun otra realizacion preferida, la etapa de determinar si la velocidad de funcionamiento de la bomba esta aumentando se lleva a cabo controlando cuando la velocidad de funcionamiento instantanea de la bomba es mas grande que un umbral predeterminado. A tftulo de ejemplo, el umbral de la velocidad de funcionamiento instantanea es igual o superior a un factor 1,03 veces una velocidad de funcionamiento promedio de la bomba. Por lo tanto, es posible llevar a cabo una deteccion muy temprana del ronquido. A efectos de obtener una identificacion mas fiable del ronquido, el factor del umbral es igual a 1,05.
Posibles modificaciones de la invencion
La invencion no se limita solamente a las realizaciones descritas anteriormente, que tienen un proposito principalmente ilustrativo y de ejemplo. Se pretende que esta solicitud de patente cubra todos los ajustes y variantes de las realizaciones preferidas descritas en la presente memoria y, por lo tanto, la presente invencion esta definida
por los terminos de las reivindicaciones adjuntas, y es posible modificar el equipo de diversas maneras dentro del alcance de las reivindicaciones adjuntas.
Tambien debe observarse que incluso aunque no se indique de forma explfcita que es posible combinar las caractensticas de una realizacion espedfica con caractensticas de otra realizacion, la combinacion se considerara evidente si la combinacion es posible.
Claims (13)
1. Metodo para detener una bomba sumergible cuando la bomba esta roncando, en donde la bomba esta conectada funcionalmente a una unidad de control, caracterizandose el metodo por las etapas de:
- regular, mediante la unidad de control, la velocidad de funcionamiento de la bomba para dirigir una potencia promedio de la bomba hacia un nivel establecido predeterminado,
- determinar si la potencia instantanea de la bomba esta fuera de un intervalo predeterminado, controlando al menos uno de los parametros: potencia [P], corriente [I] y factor de potencia [cos9],
- determinar si la velocidad de funcionamiento de la bomba esta aumentando, y
- detener la bomba debido a ronquido, mediante la unidad de control, cuando se determina que la potencia instantanea de la bomba esta fuera del intervalo predeterminado al mismo tiempo que se determina que la velocidad de funcionamiento de la bomba esta aumentando.
2. Metodo segun la reivindicacion 1, en donde la etapa de determinar si la velocidad de funcionamiento de la bomba esta aumentando se lleva a cabo despues de una determinacion afirmativa de que la potencia instantanea de la bomba esta fuera del intervalo predeterminado.
3. Metodo segun la reivindicacion 1 o 2, en donde la etapa de determinar si la velocidad de funcionamiento de la bomba esta aumentando se lleva a cabo controlando una tendencia de cambio de la velocidad de funcionamiento de la bomba.
4. Metodo segun la reivindicacion 3, en donde el control de la tendencia de cambio de la velocidad de funcionamiento de la bomba se lleva a cabo mediante las etapas de:
- medir una pluralidad de velocidades [n1, n2, n3, n4, ...] de funcionamiento instantaneas de la bomba durante un periodo [t] de tiempo predeterminado,
- comparar la relacion mutua de cada par de velocidades [n1;n2, n2;n3, n3;n4, ...] de funcionamiento instantaneas adyacentes,
- controlar el numero [m] de veces que una velocidad [n2] de funcionamiento instantanea posterior de un par de velocidades [n1;n2] de funcionamiento instantaneas adyacentes es mas grande que una velocidad [n1] de funcionamiento instantanea anterior del par de velocidades [n1;n2] de funcionamiento instantaneas adyacentes, y - confirmar que la velocidad de funcionamiento de la bomba esta aumentando cuando el numero [m] de veces que la velocidad [n2] de funcionamiento instantanea posterior es mas grande que la velocidad [n1] de funcionamiento instantanea anterior es mas grande que un umbral predeterminado durante el periodo [t] de tiempo predeterminado.
5. Metodo segun la reivindicacion 4, en donde la pluralidad de velocidades [n1, n2, n3, n4, ...] de bomba instantaneas es igual o superior a diez.
6. Metodo segun la reivindicacion 4 o 5, en donde el umbral predeterminado del numero [m] de veces controlado que la velocidad [n2] de funcionamiento instantanea posterior es mas grande que la velocidad [n1] de funcionamiento instantanea anterior es igual o superior a cuatro.
7. Metodo segun cualquiera de las reivindicaciones 4-6, en donde el periodo [t] de tiempo predeterminado es igual o superior a dos segundos, e igual o inferior a cinco segundos.
8. Metodo segun la reivindicacion 1 o 2, en donde la etapa de determinar si la velocidad de funcionamiento de la bomba esta aumentando se lleva a cabo controlando cuando la velocidad de funcionamiento instantanea de la bomba es mas grande que un umbral predeterminado.
9. Metodo segun cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde el lfmite superior del intervalo predeterminado de la potencia instantanea de la bomba es igual o superior a un factor 1,02 veces el nivel establecido predeterminado de la potencia promedio de la bomba.
10. Metodo segun cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde el lfmite inferior del intervalo predeterminado de la potencia instantanea de la bomba es igual o inferior a un factor 0,98 veces el nivel establecido predeterminado de la potencia promedio de la bomba.
11. Metodo segun cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde la bomba, despues de haberse detenido debido a ronquido, se mantiene inactiva un tiempo de pausa predeterminado.
12. Metodo segun cualquiera de las reivindicaciones 1-11, en donde la bomba, despues de haberse detenido debido a ronquido, se mantiene inactiva hasta que la unidad de control obtiene una senal de inicio procedente de un
detector de nivel.
13. Metodo segun cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde la unidad de control esta constituida por un variador de frecuencia [VFD].
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