ES2827500T3

ES2827500T3 - Máquina eléctrica sumergible

Info

Publication number: ES2827500T3
Application number: ES18163865T
Authority: ES
Inventors: Staffan Olsson; Måns Bergsten; Gert Hallgren
Original assignee: Xylem Europe GmbH
Current assignee: Xylem Europe GmbH
Priority date: 2018-03-26
Filing date: 2018-03-26
Publication date: 2021-05-21
Anticipated expiration: 2038-03-26
Also published as: DK3546760T3; EP3546760B1; CN111902635A; US20210115927A1; EP3546760A1; RU2020134796A3; CN111902635B; RU2020134796A; WO2019185469A1

Abstract

Una máquina (2) eléctrica sumergible para transportar un líquido, comprendiendo la máquina eléctrica sumergible (2): - una unidad (9) hidráulica que comprende un impulsor (12) configurado para propulsar el líquido, - una unidad (10) de accionamiento que comprende un alojamiento (17) de unidad de accionamiento que define un compartimento (18) de motor, un motor (18) eléctrico (19) dispuesto en el compartimento (18) de motor y un eje (20) de transmisión conectado al motor (19) eléctrico, extendiéndose el eje (20) de transmisión desde el motor (19) eléctrico hasta la unidad (9) hidráulica y que está conectado al impulsor (12), - una unidad (11) superior que comprende un alojamiento (23) de unidad superior que define una cámara (24) de la electrónica, estando la cámara (24) de la electrónica separada del compartimento (18) del motor por una pared (25) estructural divisoria, y - un sensor (29) de vibraciones caracterizada por que el sensor (29) de vibraciones está conectado directa o indirectamente a una pared (30) dispuesta en la cámara (24) de la electrónica, está configurado para monitorear las vibraciones en al menos dos dimensiones [2D] y está configurado para monitorear las vibraciones a frecuencias que van hasta los 500 Hz, y por que la pared (30) está hecha de metal, está conectada al alojamiento (23) de la unidad superior y tiene una frecuencia natural igual o superior a los 500 Hz.

Description

DESCRIPCIÓN

Máquina eléctrica sumergible

Campo técnico de la invención

La presente invención se relaciona generalmente con el campo de máquinas eléctricas sumergibles especialmente configuradas para transportar/manejar un líquido, preferentemente líquidos que comprendan materia sólida. Por lo tanto la presente invención se relaciona con una máquina eléctrica que transporta líquidos. Además, la presente invención se relaciona específicamente con el campo de máquinas eléctricas sumergibles especialmente configuradas y destinadas para aplicaciones de tratamiento / transporte, y comprende máquinas eléctricas sumergibles tales como bombas y mezcladores sumergibles. Cabe señalar que, a pesar del nombre / término bombas sumergibles, es un hecho en el campo técnico en cuestión que las bombas sumergibles pueden estar situadas dentro del líquido bombeado, es decir, en aplicaciones de instalación húmeda, o alternativamente estar situadas separadas del líquido bombeado, es decir, en aplicaciones de instalación en seco. Por lo tanto, el término sumergible no especifica que el dispositivo esté o deba estar sumergido, sino que define que el dispositivo tiene propiedades/calidades específicas.

La máquina eléctrica sumergible comprende una unidad hidráulica que comprende un impulsor configurado para propulsar / mover el líquido, una unidad de accionamiento que comprende un alojamiento de unidad de accionamiento que define un compartimento del motor, un motor eléctrico dispuesto en el compartimento del motor y un eje de transmisión conectado al motor eléctrico, extendiéndose el eje de transmisión desde el motor eléctrico hasta la unidad hidráulica y estando conectado al impulsor, una unidad superior que comprende un alojamiento de unidad superior que define una cámara de la electrónica, estando la cámara de la electrónica está separada del compartimento del motor por una pared estructural divisoria, y un sensor de vibraciones.

Antecedentes de la invención

Las máquinas eléctricas sumergibles que tienen un sensor de vibración interna son conocidas en la técnica, véanse por ejemplo los documentos KR101578478 y EP2426360. '478 describe una bomba sumergible que tiene un sensor de vibración no especificado conectado a una superficie superior de una placa de terminales que separa una cámara de la electrónica del compartimento del motor que alberga el motor eléctrico. '360 describe una bomba sumergible que tiene un sensor de vibración en 1D o 2D conectado a una caja de rodamientos superior que separa una cámara de la electrónica del compartimento del motor que alberga el motor eléctrico. El sensor de vibración en 2D monitorea dos dimensiones perpendiculares al eje de transmisión de la bomba.

El objeto principal de la utilización de un sensor de vibración interno en las máquinas eléctricas sumergibles es como elemento de protección, es decir, para monitorear la condición / el estado de la máquina eléctrica sumergible. Una máquina eléctrica sumergible está sujeta a vibraciones durante su funcionamiento, principalmente debidas a la rotación del impulsor, y las vibraciones elevadas pueden ser directamente perjudiciales y/o implican que el funcionamiento no es óptimo. Básicamente, las vibraciones implican que las piezas mecánicas de la máquina eléctrica sumergible se desgastan más rápidamente y, por lo tanto, tienen una vida útil más corta. El sensor de vibraciones se utiliza para detectar condiciones anormales.

Las condiciones y circunstancias comunes que pueden conducir a una elevada vibración y que son de interés para advertir y proteger frente a ellas son las obstrucciones, la mala fijación de la bomba, los sistemas de tuberías mecánicamente débiles o mal fijados, las piezas dañadas tales como el impulsor y el eje de transmisión, los cojinetes gravemente defectuosos, etc.

Las máquinas eléctricas sumergibles de gran potencia, por ejemplo las bombas sumergibles que tienen una potencia nominal en el intervalo de aproximadamente 48 kW (aproximadamente 60 caballos de fuerza) a aproximadamente 800 kW (aproximadamente 1.100 caballos de fuerza) o más, son realmente caras y también difíciles de intercambiar. Las bombas en el extremo superior del intervalo pueden fácilmente alcanzar de 2 a 4 metros de altura y tener un peso de varias toneladas. Por lo tanto, el sensor de vibración estará configurado para detectar si la bomba está vibrando más de lo normal y en tales casos iniciar una señal de advertencia o una parada total de la bomba para poder dar servicio a la bomba antes de que se dañe, es decir, la máquina eléctrica sumergible estará configurada para tomar medidas de precaución basadas en el monitoreo de la vibración.

Sin embargo, se ha hecho evidente que en casi todas las aplicaciones el componente de vibración perjudicial y desfavorable no ha sido colineal con la dirección de medición del sensor de vibración. También se ha desconocido cuáles son las frecuencias más desfavorables y, por lo tanto, el intervalo de medición esencial, a fin de proporcionar una protección precisa de la máquina eléctrica sumergible. El resultado es que las disposiciones conocidas utilizan márgenes de seguridad demasiado grandes y por lo tanto se inician demasiadas falsas advertencias y paradas innecesarias.

Objeto de la invención

La presente invención tiene como objetivo obviar las desventajas y fallos de las máquinas eléctricas sumergibles previamente conocidas, y proporcionar una máquina eléctrica sumergible mejorada. Un objeto primario de la presente invención es proporcionar una máquina eléctrica sumergible mejorada del tipo definido inicialmente que comprende un sensor de vibración configurado para monitorear todo el intervalo de frecuencias perjudiciales. Es otro objeto de la presente invención proporcionar una máquina eléctrica sumergible, en donde la estructura de fijación para el sensor de vibración está diseñada para no interferir con el monitoreo de la vibración en el intervalo de medición esencial.

Compendio de la invención

Según la invención, al menos el objeto primario se alcanza mediante la máquina eléctrica sumergible definida inicialmente que tiene las características definidas en la reivindicación independiente. Las realizaciones preferidas de la presente invención están definidas así mismo en las reivindicaciones dependientes.

Según la presente invención, se proporciona una máquina eléctrica sumergible del tipo definido inicialmente, que se caracteriza por que el sensor de vibraciones está directa o indirectamente conectado a una pared dispuesta en la cámara de la electrónica, está configurado para monitorear las vibraciones en al menos dos dimensiones [2D] y está configurado para monitorear las vibraciones a frecuencias que van hasta los 500 Hz, y por que la pared está hecha de metal, está conectada al alojamiento de la unidad superior y tiene una frecuencia natural igual o superior a 500 Hz.

Así pues, la presente invención se basa en la perspicacia de utilizar un sensor de vibración configurado para monitorear un amplio intervalo de frecuencias, es decir, el intervalo de medición esencial, y una estructura de fijación para el sensor de vibración diseñada para tener una frecuencia natural por encima del intervalo de medición esencial. De este modo, el monitoreo de las vibraciones de la máquina eléctrica sumergible que se implementa conlleva medidas de precaución correctas y fiables. De este modo, el servicio puede hacerse más eficiente y la vida productiva de la máquina eléctrica sumergible aumentará.

Según un segundo aspecto de la presente invención, se proporciona un sistema que comprende al menos un conjunto de máquina eléctrica sumergible que comprende una máquina eléctrica sumergible del tipo anterior y una unidad base, estando la unidad base operativamente conectada al sensor de vibración de la máquina eléctrica sumergible y estando configurada para interrumpir / desconectar la corriente a la máquina eléctrica sumergible, una unidad central operativamente conectada a la unidad base de cada uno de los -al menos uno- conjuntos de máquina eléctrica sumergible, y una interfaz de operador operativamente conectada a la unidad central.

Según una realización preferida de la presente invención, la pared está hecha de aluminio. De este modo se obtiene una pared rígida y a la vez se obtiene una pared de bajo peso.

Según una realización preferida de la presente invención, la pared está dispuesta para dividir la cámara de la electrónica en una sección de alta tensión y una sección de baja tensión, estando el bloque de terminales dispuesto en la sección de alta tensión y estando el sensor de vibración dispuesto en la sección de baja tensión. De este modo, el sensor de vibración está protegido de las interferencias del bloque de terminales.

Según una realización preferida de la presente invención, el sensor de vibración está configurado para monitorear las vibraciones en tres dimensiones [3D].

Según una realización preferida de la presente invención, la unidad superior comprende un módulo electrónico configurado para monitorear el funcionamiento de la máquina eléctrica sumergible, estando el módulo electrónico fijado a la pared, y en donde el sensor de vibración está integrado en el módulo electrónico.

Las ventajas adicionales y las características de la invención serán evidentes a partir de las otras reivindicaciones dependientes así como de la siguiente descripción detallada de las realizaciones preferidas.

Breve descripción de los dibujos

Una comprensión más completa de lo mencionado anteriormente y de otras características y ventajas de la presente invención será evidente a partir de la siguiente descripción detallada de las realizaciones preferidas en junto con los dibujos adjuntos, en donde:

la Figura 1 es una ilustración esquemática de un sistema de la invención para transportar un líquido,

la Figura 2 es una vista transversal esquemática de una máquina eléctrica sumergible de la invención según una realización preferida, y

la Figura 3 es una vista esquemática en perspectiva desde arriba de una pared.

Descripción detallada de las realizaciones preferidas de la invención

La presente invención se relaciona generalmente con el campo de máquinas eléctricas sumergibles especialmente configuradas para manejar y/o transportar líquidos, preferentemente líquidos que comprenden materia sólida. La máquina eléctrica sumergible está, por ejemplo, constituida por una bomba sumergible o un mezclador sumergible. La presente invención se refiere específicamente al campo de las bombas sumergibles tales como las bombas centrífugas y las bombas axiales / de hélice. La presente invención se describirá en conexión con la aplicación con una bomba, pero se comprenderá que esto también se aplica a las aplicaciones con mezcladores si no se indica otra cosa. La presente invención se describirá en conexión con una bomba instalada en húmedo, pero se comprenderá que esto también se aplica a las bombas instaladas en seco si no se indica otra cosa. Una aplicación instalada en húmedo implica que el dispositivo está parcial o totalmente sumergido en el líquido. Una aplicación de instalación en seco implica que el dispositivo está totalmente situado separado del líquido.

Inicialmente se hace referencia a la figura 1, describiendo esquemáticamente un sistema de la invención para el transporte de un líquido, generalmente designado como 1. El sistema 1 comprende al menos un conjunto de máquina eléctrica sumergible que comprende una máquina eléctrica sumergible, generalmente designada como 2 y una unidad 3 base. El sistema 1 descrito en la figura 1 comprende dos conjuntos de máquinas eléctricas sumergibles, es decir, dos máquinas 2 eléctricas sumergibles y dos unidades 3 base. Una unidad 3 base específica está conectada operativamente a una máquina 2 eléctrica sumergible, y la unidad 3 base está configurada para interrumpir / desconectar la corriente a la máquina 2 eléctrica sumergible. Así, la unidad 3 base está configurada para controlar el funcionamiento de la máquina 2 eléctrica sumergible. El sistema 1 también comprende una unidad 4 central conectada operativamente a la unidad 3 base de cada uno de los -al menos uno- conjuntos de máquina eléctrica sumergible, y una interfaz 5 de usuario conectada operativamente a la unidad 4 central.

La unidad 4 central comprende una página web incorporada, configurada para revelar datos relativos a los diferentes parámetros de funcionamiento de todas las máquinas 2 eléctricas sumergibles. Así pues, la unidad 4 central recoge datos y se comunica con todos los conjuntos de máquinas eléctricas sumergibles conectados y proporciona todos los datos a la interfaz del operador a fin de proporcionarle al operador una visión general de todo el sistema.

Según una realización, la interfaz 5 de operador está constituida por un panel de operador conectado a la unidad 4 central mediante un cable de datos, en donde el panel de operador está configurado para interactuar con la página web incorporada. El panel de operador está situado en las proximidades de la unidad 4 central. Según una realización alternativa y/o complementaria, la interfaz 5 de operador está constituida por un dispositivo de operador remoto conectado operativamente a la unidad 4 central, ya sea mediante un cable de datos o de forma inalámbrica mediante un router inalámbrico conectado a la unidad 4 central mediante un cable de datos, en donde el dispositivo de operador remoto está configurado para interactuar con la página web incorporada. El dispositivo de operador remoto puede estar constituido por un teléfono inteligente, un ordenador portátil, una tableta, un PC, etc.

Según la realización preferida, el conjunto de la máquina eléctrica sumergible comprende una unidad 6 de variador de frecuencia (VFD). El VFD 6 está conectado a la máquina 2 eléctrica sumergible mediante un cable de alimentación eléctrica, generalmente designado como 7. La unidad 3 base está conectada a un disyuntor 8 que está dispuesto para interrumpir / desconectar los cables de alimentación del cable 7 de alimentación eléctrica.

Ahora también se hace referencia a las figuras 2 y 3. La máquina 2 eléctrica sumergible comprende una unidad 9 hidráulica, una unidad 10 de accionamiento y una unidad 11 superior.

La unidad 9 hidráulica comprende un impulsor 12 configurado para propulsar el líquido. Según la realización descrita, es decir, las aplicaciones de bombas, la unidad 9 hidráulica también comprende una voluta 13 que define una cámara 14 de bomba, teniendo la cámara 14 de bomba una abertura 15 de entrada y una abertura 16 de salida. El impulsor 12 está situado en la cámara 14 de bomba y está configurado para mover el líquido desde la abertura 15 de entrada a la abertura 16 de salida a través de la cámara 14 de bomba, cuando la máquina 2 eléctrica sumergible está en funcionamiento. Un conducto 16' de salida está conectado de forma que se pueda liberar a la abertura 16 de salida de la bomba. En las aplicaciones instaladas en seco, un conducto de entrada está conectado de forma que se pueda liberar a la abertura 15 de entrada de la bomba, es decir, el conducto de entrada se extiende desde la cubeta que alberga el líquido a bombear hasta la abertura 15 de entrada de la bomba.

La unidad 10 de accionamiento comprende un alojamiento 17 de unidad de accionamiento que define un compartimento 18 de motor, un motor 19 eléctrico dispuesto en el compartimento 18 de motor y un eje 20 de transmisión conectado al motor 19 eléctrico. El motor 19 eléctrico comprende un estátor 21 y un rotor 22, en donde el eje 20 de transmisión está conectado al rotor 22 del motor 19 eléctrico. El eje 20 de transmisión se extiende desde el motor 19 eléctrico hasta la unidad 9 hidráulica, en donde el impulsor 12 está conectado a y es impulsado en rotación por el eje 20 de transmisión durante el funcionamiento de la máquina 2 eléctrica sumergible. Así pues, la máquina 2 eléctrica sumergible está configurada para funcionar a una velocidad [rpm] de funcionamiento variable, mediante el VFD 6 que está configurado para controlar la velocidad de funcionamiento de la máquina 2 eléctrica sumergible. La velocidad de funcionamiento de la máquina 2 eléctrica sumergible es más precisamente las rpm del motor 19 eléctrico y del impulsor 12, y se corresponde / relaciona con una frecuencia de salida del VFD 6.

La unidad 11 superior comprende un alojamiento 23 de unidad superior que define una cámara 24 de la electrónica, también conocida como cámara de conexión. La cámara 24 de la electrónica, hermética a los líquidos, está separada del compartimento 18 del motor por una pared 25 estructural divisoria. El alojamiento 23 de la unidad superior está dividido en una parte 23' inferior del alojamiento y una parte 23" superior del alojamiento.

Las diferentes partes del alojamiento de la máquina 2 eléctrica sumergible y del impulsor 12 están preferiblemente hechas de metal, tales como el aluminio y/o el hierro / acero. Según la realización descrita, la cámara 14 de bomba está separada del compartimento 18 del motor hermético a los líquidos por medio de una cámara 26 de sellado líquido, impidiendo que el líquido bombeado llegue al compartimento 18 del motor a lo largo del eje 20 de transmisión. La máquina 2 eléctrica sumergible según la realización descrita comprende una cubierta 27 exterior que encierra el alojamiento 17 de la unidad de accionamiento. La cubierta 27 exterior está configurada para definir las disposiciones 28 de refrigeración internas para enfriar el compartimento 18 del motor y el motor 19 eléctrico, lo que resulta especialmente útil en las aplicaciones de instalación en seco, pero también en las de instalación en húmedo.

Los componentes de la máquina 2 eléctrica sumergible suelen ser, directa o indirectamente, refrigerados por medio del líquido / medio que rodea a la máquina 2 eléctrica sumergible. La máquina 2 eléctrica sumergible está diseñada y configurada para poder funcionar en una configuración / posición sumergida, es decir, durante el funcionamiento estar configurada para poder estar situada totalmente bajo la superficie del líquido. Sin embargo, debe tenerse en cuenta que en las aplicaciones instaladas en húmedo, durante su funcionamiento, la máquina 2 eléctrica sumergible no debe estar situada totalmente bajo la superficie del líquido, sino que puede estar situada, de forma continua u ocasionalmente, parcialmente por encima de la superficie del líquido. La máquina 2 eléctrica sumergible está destinada a situarse en un hueco / cavidad / foso natural o en un tanque / estación preparados. En las aplicaciones instaladas en seco, durante su funcionamiento, la máquina 2 eléctrica sumergible se encuentra completamente separada / fuera del líquido bombeado.

Es esencial que la máquina 2 eléctrica sumergible comprenda un sensor 29 de vibraciones, ilustrado esquemáticamente en la figura 3, y una pared 30 dispuesta en la cámara 24 de la electrónica. El sensor 29 de vibraciones estará conectado directa o indirectamente a la pared 30. El sensor 29 de vibraciones está configurado para monitorear las vibraciones en al menos dos dimensiones [2D] y está configurado para monitorear las vibraciones en frecuencias que van de los 10 Hz a los 500 Hz. Según una realización preferida, el sensor 29 de vibraciones está configurado para monitorear las vibraciones en tres dimensiones [3D], a fin de obtener un monitoreo completo de las vibraciones en todas las direcciones posibles, independientemente de la orientación del sensor 29 de vibraciones. Las vibraciones se miden en cada dimensión a lo largo de todo el intervalo de frecuencias de monitoreo / medición. Sobre la base de esos datos, se determina un valor medio de la velocidad de las vibraciones, por ejemplo utilizando medias cuadráticas, para cada dimensión. A continuación se determina / calcula una velocidad de vibración resultante para todas las dimensiones, utilizando, por ejemplo, medias cuadráticas. La unidad 3 base se conecta operativamente al sensor 29 de vibraciones de la máquina 2 eléctrica sumergible, y si la velocidad de vibración resultante excede un umbral predeterminado, la unidad 3 base emitirá una señal de advertencia o detendrá la máquina 2 eléctrica sumergible.

La pared 30 está hecha de metal y está conectada al alojamiento 23 de la unidad superior de manera que las vibraciones de la máquina 2 eléctrica sumergible se transfieren / propagan a la pared 30 y al sensor 29 de vibraciones al mismo tiempo ya que la pared 30 es rígida. Preferiblemente, la pared 30 está hecha de aluminio para obtener una construcción rígida y al mismo tiempo una construcción de bajo peso. Según una realización preferida, la pared 30 está dispuesta / sujeta entre la parte 23' inferior del alojamiento y la parte superior 23" del alojamiento del alojamiento 23 de la unidad superior. Según la realización preferida la pared 30 está sujeta por medio de un elemento 31 de resorte, resorte ondulatorio circular, hacia la parte 23' inferior del alojamiento, es decir, el elemento 31 de resorte está situado entre la parte 23" superior del alojamiento y la pared 30.

Es esencial que la pared 30 tenga una frecuencia natural igual o superior a los 500 Hz, es decir, por encima del intervalo de monitoreo / medición del sensor 29 de vibraciones a fin de no causar lecturas de vibración falsas. Preferiblemente, la frecuencia natural de la pared 30 es igual o superior a los 700 Hz, a fin de tener un margen de seguridad a partir del intervalo de monitoreo del sensor 29 de vibraciones.

La máquina 2 eléctrica sumergible comprende un bloque 32 de terminales dispuesto en la cámara 24 de la electrónica. El cable 7 de alimentación eléctrica se extiende a través de un pasamuros 33 hermético a los líquidos hasta la cámara 24 de la electrónica, preferiblemente a través de la parte 23' inferior del alojamiento del alojamiento 23 de la unidad superior. Las máquinas 2 eléctricas sumergibles de gran potencia pueden comprender dos o más cables eléctricos paralelos, a fin de obtener un área de sección transversal suficiente de los cables de alimentación. La distancia mínima entre el bloque 32 de terminales y la pared 30 es igual o superior a 7 milímetros, preferiblemente igual o superior a 10 milímetros.

Según una realización preferida, la superficie de la pared 30 que da al bloque 32 de terminales está recubierta con una capa aislante. El recubrimiento aislante tiene una fuerza dieléctrica igual o superior a 5 kV, preferiblemente igual o superior a 8 kV. Medido a 20 °C y al 65 % de humedad relativa. El recubrimiento aislante tiene un espesor igual o superior a 0,2 milímetros, preferiblemente igual o superior a 0,4 milímetros, e igual o inferior a 2 milímetros.

Según la realización descrita, la pared 30 está dispuesta para dividir la cámara 24 de la electrónica en una sección de alta tensión y una sección de baja tensión, en donde la sección de alta tensión está configurada para niveles que superan los 400 VCA y hasta los 1.500 VCA y la sección de baja tensión está configurada para niveles de hasta 24 VCA, preferiblemente hasta 50 VCA. El bloque 32 de terminales está dispuesto en la sección de alta tensión y el sensor 29 de vibraciones está dispuesto en la sección de baja tensión. Por lo tanto, en la realización descrita el recubrimiento aislante está extendido sobre la superficie de la pared 30 que se está orientada a la sección de alta tensión. Preferiblemente, la sección de alta tensión de la cámara 24 de la electrónica está situada entre el compartimento 18 del motor y la sección de baja tensión, a fin de minimizar la interferencia electromagnética y el calor del motor eléctrico a la sección de baja tensión tanto como sea posible.

El cable 7 de energía eléctrica comprende una pluralidad de cables 34 de energía conectados al bloque 32 de terminales, y el cable 7 de alimentación eléctrica comprende un primer par de cables 35 de comunicación conectados operativamente al sensor 29 de vibraciones y conectados a la unidad 3 base. El primer par de cables 35 de comunicación está configurado para la comunicación bidireccional de datos.

Según la realización preferida, la unidad 11 superior comprende un módulo 36 electrónico configurado para monitorear el funcionamiento de la máquina 2 eléctrica sumergible. El módulo 36 electrónico está firmemente fijado a la pared 30. Según una realización preferida, el sensor 29 de vibraciones está integrado en el módulo 36 electrónico, en donde el sensor de vibraciones está constituido por un sensor de vibraciones MEMS. Al tener un sensor 29 de vibraciones mecatrónico e integrado es posible medir con precisión, el sensor de vibraciones ocupa poco espacio y trabaja en un ambiente con interferencia electromagnética severa y alto calor. Otros sensores, tales como los sensores de temperatura del motor, los sensores de temperatura de los cojinetes, los sensores de fugas, etc. también están conectados al módulo 36 electrónico, en donde dicho primer par de cables 35 de comunicación están conectados al módulo 36 electrónico. De este modo, las señales de medición (señales analógicas) de todos los sensores se recogen y almacenan como datos digitales en un dispositivo de memoria / almacenamiento del módulo 36 electrónico, transfiriéndose dichos datos entre la máquina 2 eléctrica sumergible y la unidad 3 base a través del primer par de cables 35 de comunicación. La memoria del módulo 36 electrónico comprende umbrales predeterminados, para enviar señales de alarma / información a la unidad 3 base o para enviar señales de parada a la unidad 3 base. La memoria del módulo 36 electrónico también puede almacenar estadísticas de funcionamiento y actuar así como una caja negra si la máquina 2 eléctrica sumergible se avería o se detiene. La memoria también puede contener datos de la placa de características de la máquina 2 eléctrica sumergible. Preferiblemente, toda la información en la memoria del módulo 36 electrónico también tiene una copia en una memoria / dispositivo de almacenamiento de la unidad 4 central.

Preferiblemente, el cable 7 de alimentación eléctrica también comprende un segundo par de cables de comunicación (no mostrado) que no está conectado al módulo 36 electrónico sino directamente a un sensor de temperatura (no mostrado). Así, el sensor de temperatura está conectado directamente a la unidad 3 base a través del segundo par de cables de comunicación, cuando la temperatura sea demasiado alta la unidad 3 base interrumpirá la corriente a la máquina 2 eléctrica sumergible lo más rápidamente posible, sin ser procesada en el módulo 36 electrónico. No es necesario que el segundo par de cables de comunicación esté configurado para la comunicación bidireccional.

La pared 30 comprende al menos un paso 37 para pasar al menos el primer par de cables de comunicación 35 desde la sección de alta tensión hasta la sección de baja tensión. La superficie interior del -al menos uno- paso 37 está preferiblemente recubierta con el recubrimiento aislante.

El módulo 36 electrónico puede comprender un transformador de corriente integrado (no descrito) configurado para medir la corriente de la máquina 2 eléctrica sumergible y, preferiblemente, configurado para medir la frecuencia del suministro de tensión de la máquina eléctrica sumergible. Los datos del transformador de corriente pueden utilizarse para determinar, como mínimo, el tiempo de funcionamiento y el número de arranques. Esto es útil cuando la máquina eléctrica sumergible es alquilada, y para planificar el próximo servicio.

El sistema también puede comprender un analizador de potencia (no descrito) conectado operativamente a la unidad 3 base, a fin de monitorear / medir la corriente, la tensión, la potencia, el factor de potencia y los desequilibrios entre las fases. Esos datos pueden proporcionar información valiosa al operador a fin de evitar las averías.

Modificaciones factibles de la Invención

La invención no se limita únicamente a las realizaciones descritas anteriormente y mostradas en los dibujos, que tienen principalmente un propósito ilustrativo y ejemplificador. Esta solicitud de patente tiene por objeto cubrir todos los ajustes y variantes de las realizaciones preferidas descritas en la presente memoria, por lo que la presente invención se define por la redacción de las reivindicaciones anexas y, por lo tanto, el equipo puede ser modificado de todas las formas dentro del ámbito de las reivindicaciones anexas.

También se señalará que toda la información sobre / concerniente a términos tales como arriba, abajo, superior, inferior, etc., se interpretará / leerá teniendo el equipo orientado según las figuras, teniendo los dibujos orientados de tal manera que las referencias puedan ser leídas correctamente. Así pues, tales términos únicamente indican relaciones mutuas en las realizaciones mostradas, relaciones que pueden modificarse si el equipo de invención está provisto de otra estructura / diseño.

Se señalará también que, aun cuando no se indique explícitamente que las características de una determinada realización pueden combinarse con características de otra realización, la combinación se considerará obvia, si la combinación es posible.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Una máquina (2) eléctrica sumergible para transportar un líquido, comprendiendo la máquina eléctrica sumergible (2):

- una unidad (9) hidráulica que comprende un impulsor (12) configurado para propulsar el líquido,

- una unidad (10) de accionamiento que comprende un alojamiento (17) de unidad de accionamiento que define un compartimento (18) de motor, un motor (18) eléctrico (19) dispuesto en el compartimento (18) de motor y un eje (20) de transmisión conectado al motor (19) eléctrico, extendiéndose el eje (20) de transmisión desde el motor (19) eléctrico hasta la unidad (9) hidráulica y que está conectado al impulsor (12),

- una unidad (11) superior que comprende un alojamiento (23) de unidad superior que define una cámara (24) de la electrónica, estando la cámara (24) de la electrónica separada del compartimento (18) del motor por una pared (25) estructural divisoria, y

- un sensor (29) de vibraciones

caracterizada por que el sensor (29) de vibraciones está conectado directa o indirectamente a una pared (30) dispuesta en la cámara (24) de la electrónica, está configurado para monitorear las vibraciones en al menos dos dimensiones [2D] y está configurado para monitorear las vibraciones a frecuencias que van hasta los 500 Hz, y por que la pared (30) está hecha de metal, está conectada al alojamiento (23) de la unidad superior y tiene una frecuencia natural igual o superior a los 500 Hz.

2. La máquina (2) eléctrica sumergible según la reivindicación 1, en donde la frecuencia natural de la pared (30) es igual o superior a 700 Hz.

3. La máquina (2) eléctrica sumergible según las reivindicaciones 1 o 2, donde la pared (30) está hecha de aluminio.

4. La máquina (2) eléctrica sumergible según cualquier reivindicación anterior, en donde la máquina (2) eléctrica sumergible comprende un bloque (32) de terminales dispuesto en la cámara (24) de la electrónica, en donde una distancia mínima entre el bloque (32) de terminales y la pared (30) es igual o superior a 7 milímetros, preferiblemente igual o superior a 10 milímetros.

5. La máquina (2) eléctrica sumergible según la reivindicación 4, en donde se recubre con un recubrimiento aislante la superficie del tabique (30) que está orientada hacia el bloque (32) de terminales.

6. La máquina (2) eléctrica sumergible según la reivindicación 5, en donde el recubrimiento aislante tiene un espesor igual o superior a 0,2 milímetros, preferiblemente igual o superior a 0,4 milímetros.

7. La máquina (2) eléctrica sumergible según cualquier reivindicación anterior, en donde la pared (30) está dispuesta para dividir la cámara (24) de la electrónica en una sección de alta tensión y una sección de baja tensión, estando la sección de alta tensión de la cámara (24) de la electrónica preferiblemente situada entre el compartimento (18) del motor y la sección de baja tensión.

8. La máquina (2) eléctrica sumergible según cualquiera de las reivindicaciones 4-7, en donde la pared (30) está dispuesta para dividir la cámara (24) de la electrónica en una sección de alta tensión y una sección de baja tensión, el bloque (32) de terminales está dispuesto en la sección de alta tensión y el sensor (29) de vibraciones está dispuesto en la sección de baja tensión.

9. La máquina (2) eléctrica sumergible según cualquier reivindicación anterior, en donde la unidad (11) superior comprende un módulo (36) electrónico configurado para monitorear el funcionamiento de la máquina (2) eléctrica sumergible, estando el módulo (36) electrónico fijado a la pared (30), y en donde el sensor (29) de vibraciones está integrado en el módulo (36) electrónico.

10. La máquina (2) eléctrica sumergible según la reivindicación 4, en donde la máquina (2) eléctrica sumergible comprende un cable (7) de alimentación eléctrica, en donde los cables (34) de alimentación del cable (7) de alimentación eléctrica están conectados al bloque (32) de terminales, y preferiblemente el cable (7) de alimentación eléctrica comprende un primer par de cables (35) de comunicación conectados operativamente al sensor (29) de vibraciones y a la unidad (3) base.

11. La máquina (2) eléctrica sumergible según cualquier reivindicación anterior, en donde el sensor (29) de vibraciones está configurado para monitorear las vibraciones en tres dimensiones [3D].

12. La máquina (2) eléctrica sumergible, según cualquier reclamación anterior, en donde la máquina (2) eléctrica sumergible está constituida por una bomba sumergible, la unidad (9) hidráulica que comprende una voluta (13) que define una cámara (14) de bomba, la cámara (14) de bomba que tiene una abertura (15) de entrada y una abertura (16) de salida, y el impulsor (12) que está situado en la cámara (14) de bomba, y preferiblemente la cámara (14) de bomba está separada del compartimento (18) del motor por una cámara (26) sellada a los líquidos.

13. Un sistema (1) para transportar un líquido, caracterizado por que el sistema (1) comprende:

- por lo menos un conjunto de máquina eléctrica sumergible que comprende una máquina (2) eléctrica sumergible, según cualquiera de las reivindicaciones 1-12, y una unidad (3) base, estando la unidad (3) base conectada operativamente al sensor (29) de vibraciones de la máquina (2) eléctrica sumergible y configurada para interrumpir / desconectar la corriente a la máquina (2) eléctrica sumergible,

- una unidad (4) central conectada operativamente a la unidad (3) base de cada uno de los -por lo menos unoconjuntos de máquina eléctrica sumergible, y

- una interfaz (5) de operador conectada operativamente a la unidad (4) central.

14. El sistema (1) según la reivindicación 13, en donde la unidad (4) central comprende una página web incorporada, en donde la interfaz (5) del operador comprende un panel de operador conectado a la unidad (4) central mediante un cable de datos y/o comprende un dispositivo de operador remoto conectado operativamente a un router inalámbrico que está conectado a la unidad (5) central mediante un cable de datos, estando el panel de operador y/o el dispositivo de operador remoto configurados para interactuar con la página web incorporada.

15. El sistema (2) según cualquiera de las reivindicaciones 13-14, en donde el conjunto de la máquina eléctrica sumergible comprende una unidad (6) de variador de frecuencia conectada a la máquina (2) eléctrica sumergible por medio de un cable de alimentación eléctrica, estando la unidad (3) base conectada a un disyuntor (8) que está dispuesto a interrumpir / desconectar los cables de alimentación del cable (7) de alimentación eléctrica.