ES2843483T3 - Control de bomba que incluye procedimiento de limpieza o parada dependiendo de la carga del motor - Google Patents

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Abstract

Método para controlar un conjunto de bomba que comprende una bomba (2) y una unidad de control (6), comprendiendo la bomba un motor (7) y estando dispuesta la unidad de control (6) para accionar dicho motor (7), estando asociado dicho motor (7), en cada instante de tiempo individual, cuando la bomba (2) está en un estado activo y el motor (7) es accionado en una primera dirección, con un factor de carga que corresponde a una condición de operación instantánea del conjunto de bomba, comprendiendo el conjunto de bomba, además, medios para monitorizar al menos un parámetro de operación a partir del cual el factor de carga del motor (7) puede ser deducido, comprendiendo el método los pasos de: - determinar un valor real de dicho al menos un parámetro de operación, cuando la bomba (2) está en dicho estado activo, - basándose en dicho valor real de dicho al menos un parámetro de operación, determinar si una fuerza aplicada externamente está actuando sobre el motor (7) hasta un punto tal que está iniciada una condición de operación perjudicial para el conjunto de bomba, lo cual es cierto cuando el factor de carga del motor (7) excede un nivel perjudicial para el conjunto de bomba, lo cual, a su vez, es cierto cuando dicho valor real de dicho al menos un parámetro de operación está fuera de un primer intervalo denominado "intervalo perjudicial" (RS), - efectuar un cambio de estado desde el estado activo de la bomba (2) a un estado inactivo de la bomba (2) si está iniciada una condición de operación perjudicial para el conjunto de bomba, comprendiendo dicho cambio de estado el paso de que la unidad de control (6), inmediatamente después de que se determina que está iniciada una condición de operación perjudicial para el conjunto de bomba, detenga bruscamente el accionamiento del motor (7) en dicha primera dirección, en donde el método comprende, además, los pasos de: - basándose en dicho valor real de dicho al menos un parámetro de operación, determinar si una fuerza externa está actuando sobre el motor (7) hasta un punto tal que se ha iniciado una condición de operación que fuerza al conjunto de bomba, lo cual es cierto cuando el factor de carga del motor (7) excede un nivel de forzamiento el conjunto de bomba, lo cual, a su vez, es cierto cuando dicho valor real de dicho al menos un parámetro de operación está fuera de un segundo intervalo denominado "intervalo de forzamiento" (RA) predeterminado, durante un primer período de tiempo (T1) predeterminado, en donde el "intervalo perjudicial" (RS) es mayor que e incluye el "intervalo de forzamiento" (RA), y - efectuar un cambio de estado desde el estado activo de la bomba (2) a un estado de limpieza de la bomba (2) si está iniciada una condición de operación que fuerza el conjunto de bomba o si el motor (7) ha sido accionado continuamente en dicha primera dirección durante un segundo período de tiempo (T2) predeterminado, caracterizado por que el límite inferior del "intervalo de forzamiento" es estrictamente más alto que el límite inferior del "intervalo perjudicial" y por que dicho cambio de estado desde el estado activo de la bomba (2) al estado de limpieza de la bomba (2) comprende el paso de: - reducir la velocidad de rotación del motor (7) en dicha primera dirección de acuerdo con una deceleración predeterminada de la velocidad de rotación del motor (7).

Description

DESCRIPCIÓN
Control de bomba que incluye procedimiento de limpieza o parada dependiendo de la carga del motor
Campo técnico de la Invención
La presente invención se relaciona, en general, con un método para controlar un conjunto de bomba que comprende una bomba y una unidad de control, comprendiendo la bomba un motor y estando dispuesta la unidad de control para accionar dicho motor. En particular, la presente invención se relaciona con un método para controlar un conjunto de bomba, dicho motor, en cada instante de tiempo individual, cuando la bomba está en un estado activo y el motor es accionado en una primera dirección, que está asociado con un factor de carga que corresponde a una condición de operación instantánea del conjunto de bomba, comprendiendo el conjunto de bomba, además, medios para monitorizar al menos un parámetro de operación a partir del cual el factor de carga del motor puede ser deducido.
Antecedentes de la invención y técnica anterior
En el bombeo de un líquido, tal como aguas residuales que comprenden materia sólida, por medio de, por ejemplo, una bomba sumergible, la materia sólida, antes o después, afectará de manera adversa la capacidad de la bomba para transportar líquido. La materia sólida es capturada en la unidad hidráulica de la bomba y se adhiere lentamente al impulsor de la bomba, así como al interior de la carcasa de la bomba, y, de este modo, la eficiencia hidráulica de la bomba es afectada de manera adversa y la bomba operará en una condición de operación forzada como consecuencia del aumento de resistencia a la rotación, del aumento del momento de inercia y de la afectación de las propiedades hidráulicas. En la actualidad, hay varios métodos conocidos para una limpieza más o menos automática de una bomba cuando la bomba, o más precisamente la unidad hidráulica de la bomba, comienza a obstruirse. La condición de operación forzada no es perjudicial para la bomba pero se obtienen un consumo de corriente más elevado y un rendimiento de la bomba inferior lo cual es caro para el propietario de la planta y lo cual puede acarrear consecuencias adversas tales como que se inunde la estación de bombeo cuando la capacidad disponible de la bomba no sea suficiente para vaciar la estación de bombeo.
Los métodos de limpieza., o los métodos para controlar un conjunto de bomba, conocidos son relativamente groseros y les falta capacidad para analizar el factor de carga del motor y qué consecuencias pueden tener los diferentes factores de carga. Los métodos de limpieza conocidos detectan que se requiere limpieza y, entonces, llevan a cabo una secuencia de limpieza estándar predeterminada la cual supone, al menos, que el motor de la bomba sea frenado mediante el hecho de que la velocidad rotacional del motor sea sometida a una deceleración predeterminada, prolongada, dirigida por la unidad de control. Se conoce que no se quiere/recomienda parar el motor de la bomba bruscamente, sobre todo debido a requerimientos para evitar el denominado golpe de ariete en el sistema de tuberías aguas abajo de la bomba pero, también, debido al gran momento de inercia y al gran empuje poseídos por el impulsor de la bomba en operación normal. Si el motor se para bruscamente, surge el golpe de ariete inevitablemente donde la energía cinética del líquido y el momento de inercia en las conducciones de tubería aguas abajo de la bomba crean vibraciones que generan riesgo de destruir las conducciones de tubería y otros componentes mecánicos y, además, el riesgo es inminente de que el impulsor se afloje, se dañe el árbol de accionamiento de la bomba, etc. Así, siempre tiene lugar una deceleración controlada y prolongada de la velocidad rotacional del motor.
Una consecuencia directa de la falta de inteligencia en el método de limpieza es que la secuencia de limpieza estándar usada, y que es adecuada en condiciones de operación forzada como se describió anteriormente, aumenta drásticamente el factor de carga de la bomba cuando un objeto grande y/o duro entra en la unidad hidráulica de la bomba y es aprisionado, es decir, cuando ha surgido una condición de operación perjudicial para el conjunto de bomba. Con condición de operación perjudicial, se hace referencia a una condición de operación que, inmediatamente o a corto plazo, causará que la bomba y/o la unidad de control se averíen. Cuando la unidad de control, por ejemplo en forma de un convertidor de frecuencia (VFD), lleva a cabo dicha deceleración cuando un objeto grande y/o pesado se ha encajado y frena mecánicamente el impulsor, la deceleración controlada y prolongada causa que el motor fuerce al impulsor a rotar y el objeto se encaja más fuerte/grave. Esto causa, a su vez, que el impulsor, el árbol de accionamiento, el motor, etc. de la bomba o la unidad de control se sobrecarguen y se dañen.
Con el fin de impedir que la bomba y//o la unidad de control sean dañados, se usan hoy diversos sistemas de seguridad/equipamiento de protección tales como interruptores de protección del motor, fusibles, etc., los cuales se disponen para proteger el equipo y ser disparados antes de que el equipo se dañe. Común para las condiciones de operación perjudicial descritas anteriormente, es decir, si los sistemas de seguridad se disparan y/o si el conjunto de bomba se avería, se requiere que el personal de mantenimiento haga una parada de emergencia y atienda al error/obstrucción. Estas paradas son caras per se y, además, una bomba inoperativa es cara para el propietario de la planta. Un documento de la técnica anterior que representa el contexto de la invención es el documento de patente europea EP 2025943 A2.
Breve descripción de los objetos de la Invención
La presente invención tiene como objetivo obviar las desventajas y fallos mencionados anteriormente de los métodos de limpieza conocidos previamente y proporcionar un método mejorado para controlar un conjunto de bomba. Un objeto principal de la invención es proporcionar un método mejorado para controlar un conjunto de bomba del tipo definido a modo de introducción, que analiza el factor de carga del motor y actúa de manera diferente dependiendo de la condición de operación instantánea.
Otro objeto de la presente invención es proporcionar un método para controlar un conjunto de bomba el cual impide casi por completo la necesidad de paradas de emergencia por el personal de mantenimiento.
Breve descripción de las características de la Invención
De acuerdo con la invención, al menos el objeto principal se consigue por medio del método definido en la reivindicación independiente. Realizaciones preferidas de la presente invención se definen, además, en las reivindicaciones dependientes.
De acuerdo con un primer aspecto de la presente invención, se proporciona un método para controlar un conjunto de bomba del tipo definido a modo de introducción, el cual comprende, entre otros, los pasos de:
- determinar un valor real de dicho al menos un parámetro de operación, cuando la bomba está en dicho estado activo,
- basándose en dicho valor real de dicho al menos un parámetro de operación, determinar si una fuerza aplicada externamente está actuando sobre el motor hasta un punto tal que se ha iniciado una condición de operación perjudicial para el conjunto de bomba, lo cual es cierto cuando el factor de carga del motor excede un nivel perjudicial para el conjunto de bomba,
- efectuar un cambio de estado desde el estado activo de la bomba a un estado inactivo de la bomba si está iniciada una condición de operación perjudicial para el conjunto de bomba, comprendiendo dicho cambio de estado el paso de que la unidad de control, inmediatamente después de que se determina que está iniciada una condición de operación perjudicial para el conjunto de bomba, detenga bruscamente el accionamiento del motor en dicha primera dirección.
Así, la presente invención se basa en la comprensión de que llevando a cabo diferentes tipos de medidas dependiendo del factor de carga del motor, el conjunto de bomba es bien conservado y el número de paradas de mantenimiento de emergencia puede, más o menos, eliminarse enteramente.
De acuerdo con el mismo primer aspecto de la presente invención, el método comprende, también, los pasos de:
- basándose en dicho valor real de dicho al menos un parámetro de operación, determinar si una fuerza externa está actuando sobre el motor hasta un punto tal que se ha iniciado una condición de operación que fuerza al conjunto de bomba, lo cual es cierto cuando el factor de carga del motor excede un nivel de forzamiento al conjunto de bomba, y
- efectuar un cambio de estado desde el estado activo de la bomba a un estado de limpieza de la bomba si está iniciada una condición de operación que fuerza al conjunto de bomba.
De esta manera, el conjunto de bomba será controlado de manera diferente dependiendo de si el carácter de la obstrucción corresponde a una condición de operación perjudicial y a una condición de operación forzada, respectivamente.
De acuerdo con el mismo primer aspecto de la presente invención, el método también comprende el paso de: -efectuar un cambio de estado desde el estado activo de la bomba al estado de limpieza de la bomba si el motor ha sido accionado continuamente en dicha primera dirección durante un segundo período de tiempo (T2) predeterminado.
De esta manera, se obtiene una limpieza para eliminar una obstrucción que no es suficientemente grave como para que sea detectada una condición de operación forzada pero, sin embargo, afecta a las propiedades hidráulicas de la bomba adversamente.
Para la definición completa del método de la invención, véase la reivindicación 1.
Ventajas y características adicionales de la invención se ven en las reivindicaciones dependientes así como en la descripción detallada de realizaciones que sigue.
Breve descripción de los dibujos
Una comprensión más completa de las características y ventajas mencionadas anteriormente y otras de la presente invención serán evidentes a partir de la descripción detallada de realizaciones que sigue, siendo hecha referencia a los dibujos que acompañan, en donde:
La figura 1 es una ilustración esquemática de una estación de bombeo,
la figura 2 es una diagrama de flujo que muestra una realización que ayuda a comprender la invención, aunque esta realización no es exactamente de acuerdo con la invención,
la figura 3 es un diagrama de flujo que muestra el sub-método “Limpieza”,
la figura 4 es una diagrama que muestra esquemáticamente cómo el consumo de corriente I cambia en el tiempo T, y cuando se ha detectado una condición de operación perjudicial,
la figura 5 es un diagrama que corresponde al mostrado en la figura 4, cuando se ha detectado una condición de operación forzada,
la figura 6 es un diagrama que corresponde al mostrado en la figura 5, cuando se ha detectado una condición de operación forzada de un segundo tipo, y
la figura 7 es un diagrama que corresponde al mostrado en la figura 4, cuando se ha detectado la necesidad de limpieza basada en el tiempo.
Descripción detallada de realizaciones
En la figura 1, se muestra una estación de bombeo, designada generalmente 1, que comprende al menos una bomba 2 controlada por velocidad, usualmente dos bombas sumergibles, dispuestas para bombera líquido desde un pozo 3 incluido en la estación de bombeo 1 hasta una tubería de salida 4 y más allá de la estación de bombeo 1. Además, de manera convencional, la estación de bombeo 1 comprende al menos un instrumento de nivel 5 dispuesto para determinar el nivel de líquido en la estación de bombeo 1. Debe señalarse que el instrumento de nivel 5 puede ser un dispositivo separado que está conectado operativamente a una unidad de control 6 externa, estar conectado operativamente a dicha al menos una bomba 2 controlada por velocidad, estar incorporado en dicha al menos una bomba 2 controlada por velocidad, etc. Dicha al menos una bomba 2 controlada por velocidad, preferiblemente, está conectada operativamente a la unidad de control 6 externa con el propósito de permitir la regulación de la velocidad de rotación de la bomba, como alternativa, dicha al menos una bomba 2 controlada por velocidad, puede comprender una unidad de control incorporada (no mostrada). En adelante en esta memoria, la denominación unidad de control 6 se usará independientemente de la ubicación física de la misma.
Juntas, las bomba 2 y la unidad de control 6 forman, al menos, una parte de un conjunto de bomba, en donde la bomba 2 comprende un motor eléctrico 7, el cual está dispuesto para ser accionado por dicha unidad de control 6, y un impulsor 8, el cual está conectado al motor 7 por medio del árbol de accionamiento 9 de manera convencional.
Con la expresión “controlada por velocidad”, se abarcan todas las maneras factibles de cambiar la velocidad de rotación de una bomba, o con más precisión la velocidad de rotación del motor 7, sobre todo, se hace referencia al control de frecuencia de alimentación de la corriente por medio de un convertidor de frecuencia (VFD), el cual está incorporado en una bomba o el cual es externo, y el cual es un ejemplo de dicha unidad de control 6, siendo la velocidad de rotación proporcional a la frecuencia de alimentación de la corriente. No obstante, control de tensión de suministro controlada interna o externamente, freno mecánico interno que actúe preferiblemente sobre el árbol de accionamiento de la bomba, etc. también se tienen pensados. Así, en un nivel completo de la invención, no es central cómo se regula la velocidad de rotación de la bomba, sólo que la velocidad de rotación de la bomba 2 pueda ser regulada/controlada.
El método de acuerdo con la invención tiene como objetivo el controlar un conjunto de bomba que comprende una bomba 2 que tiene un motor 7 y una unidad de control 6, con el propósito de obtener limpieza adaptada basándose en la condición de operación instantánea de la bomba 2. A este respecto, la estación de bombeo 1 debería verse como una planta delimitada a la cual llega líquido entrante y desde la cual se bombea líquido saliente. La estación de bombeo debería, en lo que respecta a la presente invención, ser considerada independientemente del tipo de líquido e independientemente de dónde viene el líquido y a dónde debe bombearse el líquido. En el caso cuando la estación de bombeo comprende una pluralidad de bombas 2, una alternancia adecuada puede tener lugar entre ellas lo cual, no obstante, no se maneja en esta memoria.
En la figura 2, se muestra una realización de un método, designado en general 10, para controlar un conjunto de bomba que comprende una bomba 2 y una unidad de control 6. Debe señalarse que el método 10 puede ser ampliado usando uno o más sub-métodos y/o ser ejecutado en paralelo con otros métodos de control.
El método 10 para controlar un conjunto de bomba es, en la práctica, un método de limpieza para una bomba la cual está entera o parcialmente obstruida. La extensión de la obstrucción y/o el carácter de la obstrucción crean una carga sobre el motor 7 de la bomba 2 e indica una condición de operación del conjunto de bomba. Así, en cada instante individual del tiempo, cuando la bomba 2 está en un estado activo y el motor 7 es accionado en una primera dirección por la unida de control 6, el motor 7 está asociado con un factor de carga que corresponde a una condición de operación del conjunto de bomba. El conjunto de bomba también comprende medios para, de manera intermitente o continua, monitorizar al menos un parámetro de operación a partir del cual pueden deducirse el factor de potencia, el par y la velocidad de rotación del motor 7 o bien por medida directa o por deducción a partir de una medida de otro parámetro/magnitud de operación. Dicho parámetro de operación es, por ejemplo, consumo de corriente (I), consumo de energía (P), par (M), velocidad de rotación (RPM), etc., o combinaciones de los mismos.
En la realidad, el factor de carga del motor 7 cambiará lo cual significa que el par y la velocidad de rotación cambian, cuando la unidad hidráulica de la bomba 2 está entera o parcialmente obstruida. Un efecto directo de esto es que el consumo de corriente, el consumo de energía, etc. de la bomba cambian en la proporción correspondiente, en donde el factor de carga del motor 7 puede ser deducido a partir de, por ejemplo, el consumo de corriente del motor. Preferiblemente, el consumo de corriente real Ir de la bomba 2, o con más precisión del motor 7; es monitorizado cuando la bomba 2 está en el estado activo mencionado anteriormente y, en adelante en esta memoria, se describirá la invención usando éste como punto de partida. No obstante, se apreciará que la invención no está limitada a la medida del consumo de corriente como parámetro de operación.
Ahora, se describirá el método 10 en relación con las figuras 2 y 4.
El método 10 presupone que la bomba 2 está en su estado activo y el motor 7 está accionado en una primera dirección por la unidad de control 6. A este respecto y en operación normal, dicha primera dirección es la dirección que hace que el impulsor 8 transporte líquido desde el pozo 3 hasta la tubería de salida 4, es decir, el motor 7 es accionado en la dirección hacia delante. En el arranque de la bomba 2, es decir, procediendo de un estado inactivo de la bomba 2, la unidad de control 6 proporciona una aceleración controlada, por ejemplo lineal, de la velocidad de rotación nominal (Vn) del motor 7 desde 0 hasta una velocidad de operación (Vd) predeterminada que, por ejemplo, es aproximadamente 75-85% de la denominada velocidad de rotación máxima (Vmáx) del motor 7. La velocidad de rotación máxima del motor 7 es la velocidad de rotación que tiene el motor 7 si la bomba 2 estuviera conectada directamente a una red (es decir, usualmente una frecuencia de alimentación de corriente de 50 Hz o 60 Hz). La velocidad de operación (Vd) puede, por ejemplo, ser un valor establecido manualmente o un valor optimizado automáticamente basándose en el consumo de energía instantáneo, etc.
Cuando la bomba 2 está en dicho estado activo, el método 10 comprende el paso de determinar un valor real de dicho al menos un parámetro de operación; en la realización descrita, se determina el consumo de corriente real (Ir). El consumo de corriente real (Ir) varía durante la operación normal alrededor de un valor nominal del consumo de corriente (In) debido al material sólido encontrado en el líquido bombeado que entra, afecta y es transportado a través de la unidad hidráulica de la bomba 2 y que, de este modo, impacta instantáneamente en el factor de carga del motor 7.
A continuación, sucede el paso de determinar, basándose en dicho valor real de dicho al menos un parámetro de operación, si una fuerza aplicada externamente está actuando sobre el motor 7 hasta un extremo tal que está iniciada una condición de operación perjudicial para el conjunto de bomba, lo cual es cierto cuando el factor de carga del motor 7 excede un nivel perjudicial para el conjunto de bomba 1. Con condición de operación perjudicial, se hace referencia a una condición de operación que inmediatamente o a corto plazo causará que la bomba 2 y/o la unidad de control 6 se sobrecarguen y se averíen con un accionamiento inalterado del motor 7, alternativamente, causará que el sistema de seguridad/equipamiento de protección se disparen. Una condición de operación perjudicial es inminente cuando un objeto grande y/o duro entra en la unidad hidráulica de la bomba 2 y se encaja entre el impulsor 8 y la carcasa de la bomba. Ejemplos de cómo el paso de determinar si una fuerza aplicada externamente está actuando sobre el motor 7 se presentan más adelante.
A continuación, sucede el paso de efectuar un cambio de estado desde un estado activo de la bomba 2 hasta un estado inactivo de la bomba 2 si está iniciada una condición de operación perjudicial para el conjunto de bomba, comprendiendo dicho cambio de estado, a su vez, el paso de que la unidad de control 6, inmediatamente después de que se ha determinado que está iniciada una condición de operación perjudicial para el conjunto de bomba, detenga bruscamente el accionamiento del motor 7 en dicha primera dirección. La característica para detener bruscamente el accionamiento se realiza mediante poner a 0 la velocidad de rotación nominal (Vn) del motor 2 en la unidad de control 6, es decir, no tiene lugar ninguna deceleración de la velocidad de rotación del motor 7, o mediante poner a 0 la velocidad de rotación nominal (Vn) del motor 2 mediante desconexión del motor 7, es decir, que el motor 7 es dejado enteramente sin corriente. Esto conlleva que el objeto extraño que ha entrado en la unidad hidráulica de la bomba 2 y se ha encajado, no se encaja más fuete/más grave.
En una realización, mostrada en la figura 4, el paso de determinar si una fuerza externa está actuando sobre el motor 7 hasta un extremo tal que está iniciada una condición de operación perjudicial para el conjunto de bomba 1 comprende el paso determinar si dicho valor real de dicho al menos un parámetro es igual a o excede un valor umbral perjudicial (Gs) predeterminado. En otras palabras, se comprueba si el consumo de corriente real Ir es igual a o excede un valor umbral perjudicial (Gs) predeterminado de consumo de corriente. Preferiblemente, el valor de dicho valor umbral perjudicial (Gs) es 70-90%, más preferiblemente 75-85%, mayor que el valor nominal del parámetro de operación, por ejemplo, el consumo de corriente nominal (In).
De acuerdo con la invención, el paso de determinar si una fuerza externa está actuando sobre el motor 7 hasta un extremo tal que está iniciada una condición de operación perjudicial para el conjunto de bomba 1 comprende, en cambio, el paso determinar si dicho valor real de dicho al menos un parámetro de operación está fuera de un intervalo perjudicial (Rs) predeterminado. Dicho intervalo perjudicial (Rs) puede estar distribuido equilibradamente así como desequilibradamente alrededor del valor nominal del parámetro de operación, por ejemplo, el consumo de corriente nominal (In).
De acuerdo con otra realización (no mostrada), el paso de determinar si una fuerza externa está actuando sobre el motor 7 hasta un extremo tal que está iniciada una condición de operación perjudicial para el conjunto de bomba 1 comprende, en cambio, el paso determinar si una diferencia entre dicho valor real y un valor nominal predeterminado del parámetro de operación, cuando la bomba 2 está en un estado activo, es igual a o excede un valor umbral de diferencia perjudicial (Ds) predeterminado. En la realización descrita, la diferencia se determina entre el consumo de corriente real (Ir) y el consumo de corriente nominal (In).
Se hace referencia otra vez principalmente a la figura 2, en combinación con las figuras 5 y 6. El método 10 de acuerdo con la invención comprende también el paso de determinar, basándose en dicho valor real de dicho al menos un parámetro de operación, si una fuerza externa está actuando sobre el motor 7 hasta un extremo tal que está iniciada una condición de operación que fuerza el conjunto de bomba 1, lo cual es cierto cuando el factor de carga del motor 7 excede un nivel de forzamiento el conjunto de bomba 1, y el paso de efectuar un cambio de estado desde el estado activo de la bomba 2 hasta un estado de limpieza de la bomba 2 si está iniciada una condición de operación que fuerza el conjunto de bomba 1. Con una condición de operación forzada, se hace referencia a una condición de operación que da lugar de manera relativamente lenta a un consumo de corriente más elevado y a un rendimiento de la bomba perjudicado / unas propiedades hidráulicas perjudicadas, en donde la bomba 2 y/o la unidad de control 6 estarán forzados innecesariamente. Una condición de operación forzada es inminente cuando materia sólida es capturada en la unidad hidráulica de la bomba y se adhiere lentamente al impulsor de la bomba 2, así como al interior de la carcasa de la bomba 2, véase la figura 5. Como alternativa, una condición de operación forzada es inminente cuando la entrada de la bomba 2 está taponada enteramente o en su mayor parte por un objeto grande que no entra en la unidad hidráulica de la bomba 2 y, de este modo, impide que el líquido fluya al interior de la bomba 2, véase la figura 6. Ejemplos de cómo el paso de determinar si una fuerza aplicada externamente está actuando sobre el motor se presentan más adelante.
Dicho cambio de estado desde el estado activo de la bomba 2 hasta el estado de limpieza de la bomba 2 comprende el paso de reducir la velocidad de rotación del motor 7 en dicha primera dirección de acuerdo con una deceleración controlada, por ejemplo lineal, predeterminada de la velocidad de rotación nominal (Vn) del motor 7 hasta 0.
En una realización, mostrada en la figura 5, el paso de determinar si una fuerza externa está actuando sobre el motor 7 hasta un extremo tal que está iniciada una condición de operación que fuerza al conjunto de bomba 1 comprende el paso de determinar si dicho valor real de dicho al menos un parámetro de operación es igual a o excede un valor umbral de forzamiento (Ga) predeterminado durante un primer período de tiempo (T1) predeterminado. En otras palabras, se comprueba si el consumo de corriente real (Ir) es igual a o excede un valor umbral de forzamiento (Ga) predeterminado del consumo de corriente durante un período de tiempo predeterminado, el cual, preferiblemente, es mayor de 5 s. Preferiblemente, el valor de dicho valor umbral de forzamiento (Ga) es 10-30%, más preferiblemente 15-25%, mayor que el valor nominal del parámetro de operación, por ejemplo, el consumo de corriente nominal (In).
De acuerdo con la invención, el paso de determinar si una fuerza externa está actuando sobre el motor 7 hasta un extremo tal que está iniciada una condición de operación que fuerza al conjunto de bomba 1 comprende, en cambio, el paso de determinar si dicho valor real de dicho al menos un parámetro de operación está fuera de un intervalo de forzamiento (Ra) predeterminado durante un primer período de tiempo (T1) predeterminado. Dicho intervalo de forzamiento (Ra) puede estar distribuido equilibrada así como desequilibrada alrededor del valor nominal del parámetro de operación, por ejemplo, el consumo de corriente nominal (In).
De acuerdo con otra realización (no mostrada), el paso de determinar si una fuerza externa está actuando sobre el motor 7 hasta un extremo tal que está iniciada una condición de operación que fuerza al conjunto de bomba 1 comprende, en cambio, el paso de determinar si una diferencia entre dicho valor real y un valor nominal predeterminado, cuando la bomba 2 está en un estado activo, es igual a o excede un valor umbral de diferencia de forzamiento (Da) predeterminado durante un primer período de tiempo (T1) predeterminado. En la realización descrita, la diferencia se determina entre el consumo de corriente real (Ir) y el consumo de corriente nominal (In).
En aquellos casos cuando el método 10 comprende la detección de una condición de operación perjudicial, así como una condición de operación que fuerza, el valor umbral perjudicial (Gs) para dicho al menos un parámetro de operación debería ser al menos 20% mayor que el valor umbral de forzamiento (Ga) dicho al menos un parámetro de operación. De acuerdo con la invención, el intervalo perjudicial (Rs) para dicho al menos un parámetro de operación debería ser mayor que e incluir al intervalo de forzamiento (Ra) dicho al menos un parámetro de operación. Además, el valor umbral de diferencia perjudicial (Ds) para dicho al menos un parámetro de operación debería ser al menos dos veces mayor que el valor umbral de diferencia de forzamiento (Da) dicho al menos un parámetro de operación.
Se hace referencia otra vez principalmente a la figura 2, en combinación con la figura 7. El método 10 de acuerdo con la invención comprende, también, el paso de efectuar un cambio de estado desde el estado activo de la bomba 2 hasta un estado de limpieza de la bomba 2 si el motor 7 ha sido accionado continuamente en dicha primera dirección durante un segundo período de tiempo (T2) predeterminado. En otras palabras, la bomba 2 debería ser sometida a una limpieza a intervalos regulares incluso si una obstrucción que fuerza o es perjudicial no ha sido detectada. Dicho cambio de estado desde el estado activo de la bomba 2 hasta el estado de limpieza de la bomba 2 comprende, preferiblemente, el paso de reducir la velocidad de rotación del motor 7 en dicha primera dirección de acuerdo con una deceleración controlada, por ejemplo lineal, predeterminada de la velocidad de rotación nominal (Vn) del motor 7 hasta 0.
Se hace referencia ahora esencialmente a la figura 3. Al final del método 10 de acuerdo con la invención, puede llevarse a cabo un sub-método que generalmente está designado 11 y va bajo la denominación Limpieza. Debe mencionarse que el método 10 de acuerdo con la invención puede comprender diferentes tipos de sub-métodos acoplados para limpieza, basándose en si se ha detectado una condición de operación perjudicial o forzada, respectivamente. En adelante en esta memoria, se describe el mismo sub-método.
El sub-método 11 comprende los pasos de parar el motor 7 y mantener el motor 7 parado durante un tercer período de tiempo (T3) predeterminado. De esta manera, se obtiene un reflujo automático de la unidad hidráulica de la bomba 2, con lo cual la materia sólida posiblemente es desalojada de la bomba 2.
Además, el sub-método 11, preferiblemente, comprende los pasos de aumentar la velocidad de rotación nominal (VN) del motor 7 desde 0 hasta una segunda velocidad de rotación de limpieza (V2) en una segunda dirección opuesta a la primera dirección de acuerdo con una aceleración predeterminada de la velocidad rotacional del motor 7, accionar el motor 7 en dicha segunda dirección durante un cuarto período de tiempo (T4) predeterminado, reduciendo la velocidad de rotación nominal (VN) del motor 7 desde dicha segunda velocidad de rotación de limpieza (V2) en dicha segunda dirección hasta 0 de acuerdo con una deceleración predeterminada de la velocidad de rotación del motor 7, y mantener el motor 7 parado durante dicho tercer período de tiempo (T3) predeterminado. De esta manera, se obtiene una turbulencia aumentada en la unidad hidráulica de la bomba 2, la cual causa que la materia sólida se suelte y sea bombeada hacia atrás fuera de la bomba 2; además, se obtiene el efecto de que objetos grandes y/o duros que están capturados en la unidad hidráulica de la bomba 2 serán soltados.
A continuación, el sub-método 11 comprende, preferiblemente, los pasos de aumentar la velocidad de rotación nominal (Vn) del motor 7 desde 0 hasta una primera velocidad de rotación de limpieza (V1) en la primera dirección de acuerdo con una aceleración predeterminada de la velocidad de rotación del motor 7, accionar el motor 7 en dicha primera dirección durante el cuarto período de tiempo (T4) predeterminado, reduciendo la velocidad de rotación nominal (Vn) del motor 7 desde dicha primera velocidad de rotación de limpieza (V1) en dicha primera dirección hasta 0 de acuerdo con una deceleración predeterminada de la velocidad de rotación del motor 7 y mantener el motor 7 parado durante dicho tercer período de tiempo (T3) predeterminado. De esta manera, se obtiene una turbulencia más aumentada en la unidad hidráulica de la bomba 2 lo cual causa que materia sólida se suelte y sea bombeada fuera de la bomba 2; además, se obtiene un efecto aumentado de que objetos grandes y/o duros que están capturados en la unidad hidráulica de la bomba 2 serán soltados.
Dichas aceleraciones son, preferiblemente, controladas, por ejemplo lineales, aceleraciones de la velocidad de rotación nominal (VN) del motor 7 desde 0 hasta una segunda velocidad de rotación de limpieza (V2) predeterminada en dicha segunda dirección y hasta la primera velocidad de rotación de limpieza (V1) predeterminada en dicha primera dirección, respectivamente. Además, dichas deceleraciones son, preferiblemente, controladas, por ejemplo, lineales, deceleraciones de la velocidad de rotación nominal (Vn) del motor 7 desde dicha segunda velocidad de rotación de limpieza (V2) predeterminada en dicha segunda dirección y desde dicha primera velocidad de rotación de limpieza (V1) predeterminada en la primera dirección, respectivamente, hasta 0. La magnitud de la primera velocidad de rotación de limpieza (V1) es, preferiblemente, igual a la velocidad de rotación máxima (Vmáx) del motor 7, y la magnitud de la segunda velocidad de rotación de limpieza (V2) es, preferiblemente, igual al 80% de la velocidad de rotación máxima (Vmáx) del motor. Dicho tercer período de tiempo (T3) y dicho cuarto período de tiempo (T4) son, preferiblemente, más largos de 5 s cada uno.
Modificaciones factibles de la Invención
La invención no está limitada sólo a las realizaciones descritas anteriormente y mostradas en los dibujos, las cuales sólo tienen el propósito de ilustrar y ejemplificar. La presente invención está definida por la redacción de las reivindicaciones que acompañan y sólo por éstas. En consecuencia, el equipamiento puede ser modificado en todas las maneras factibles dentro del alcance de las reivindicaciones que acompañan.
A lo largo de esta memoria y en las reivindicaciones subsiguientes, a menos que el contexto indique algo diferente, se apreciará que la palabra “comprender”, y variantes tales como “comprende” o “que comprende”, significa la inclusión de la unidad o paso o grupo de unidades o pasos indicados pero no la exclusión de otras unidades o pasos o grupos de unidades o pasos.

Claims (3)

REIVINDICACIONES
1. Método para controlar un conjunto de bomba que comprende una bomba (2) y una unidad de control (6), comprendiendo la bomba un motor (7) y estando dispuesta la unidad de control (6) para accionar dicho motor (7), estando asociado dicho motor (7), en cada instante de tiempo individual, cuando la bomba (2) está en un estado activo y el motor (7) es accionado en una primera dirección, con un factor de carga que corresponde a una condición de operación instantánea del conjunto de bomba,
comprendiendo el conjunto de bomba, además, medios para monitorizar al menos un parámetro de operación a partir del cual el factor de carga del motor (7) puede ser deducido,
comprendiendo el método los pasos de:
- determinar un valor real de dicho al menos un parámetro de operación, cuando la bomba (2) está en dicho estado activo,
- basándose en dicho valor real de dicho al menos un parámetro de operación, determinar si una fuerza aplicada externamente está actuando sobre el motor (7) hasta un punto tal que está iniciada una condición de operación perjudicial para el conjunto de bomba, lo cual es cierto cuando el factor de carga del motor (7) excede un nivel perjudicial para el conjunto de bomba, lo cual, a su vez, es cierto cuando dicho valor real de dicho al menos un parámetro de operación está fuera de un primer intervalo denominado “intervalo perjudicial” (Rs),
- efectuar un cambio de estado desde el estado activo de la bomba (2) a un estado inactivo de la bomba (2) si está iniciada una condición de operación perjudicial para el conjunto de bomba, comprendiendo dicho cambio de estado el paso de que la unidad de control (6), inmediatamente después de que se determina que está iniciada una condición de operación perjudicial para el conjunto de bomba, detenga bruscamente el accionamiento del motor (7) en dicha primera dirección, en donde el método comprende, además, los pasos de:
- basándose en dicho valor real de dicho al menos un parámetro de operación, determinar si una fuerza externa está actuando sobre el motor (7) hasta un punto tal que se ha iniciado una condición de operación que fuerza al conjunto de bomba, lo cual es cierto cuando el factor de carga del motor (7) excede un nivel de forzamiento el conjunto de bomba, lo cual, a su vez, es cierto cuando dicho valor real de dicho al menos un parámetro de operación está fuera de un segundo intervalo denominado “intervalo de forzamiento” (Ra) predeterminado, durante un primer período de tiempo (T1) predeterminado, en donde el “intervalo perjudicial” (RS) es mayor que e incluye el “intervalo de forzamiento” (Ra), y
- efectuar un cambio de estado desde el estado activo de la bomba (2) a un estado de limpieza de la bomba (2) si está iniciada una condición de operación que fuerza el conjunto de bomba o si el motor (7) ha sido accionado continuamente en dicha primera dirección durante un segundo período de tiempo (T2) predeterminado,
caracterizado por que el límite inferior del “intervalo de forzamiento” es estrictamente más alto que el límite inferior del “intervalo perjudicial” y por que dicho cambio de estado desde el estado activo de la bomba (2) al estado de limpieza de la bomba (2) comprende el paso de:
- reducir la velocidad de rotación del motor (7) en dicha primera dirección de acuerdo con una deceleración predeterminada de la velocidad de rotación del motor (7).
2. Método según la reivindicación 1, el cual comprende, además, los pasos de:
- parar el motor (7), y
- mantener el motor (7) parado durante un tercer período de tiempo (T3) predeterminado.
3. Método según la reivindicación 2, el cual comprende, además, los pasos de:
- aumentar la velocidad de rotación del motor (7) en una segunda dirección opuesta a la primera dirección de acuerdo con una aceleración predeterminada de la velocidad de rotación del motor (7),
- accionar el motor (7) en dicha segunda dirección durante un cuarto período de tiempo (T4) predeterminado, - reducir la velocidad de rotación del motor (7) en dicha segunda dirección de acuerdo con dicha deceleración de la velocidad de rotación del motor (7), y
- parar el motor (7).
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