ES2923074T3 - Bomba y método para el control de una bomba - Google Patents

Abstract

En un primer aspecto, la invención se refiere a un método para controlar una bomba (2), comprendiendo la bomba (2) una unidad de control integrada (12), una unidad de accionamiento que tiene un motor eléctrico (9) y un eje de accionamiento (10), y una unidad hidráulica que tiene un impulsor (11) conectado a dicho motor eléctrico (9) a través de dicho eje impulsor (10), en donde la unidad de control (12) está operativamente conectada al motor eléctrico (9) y está configurada para monitorear y controlar el funcionamiento de la bomba (2), en el que la bomba (2) comprende además un sensor de presión integrado (15) que tiene una presión de referencia fija y que está operativamente conectado a la unidad de control (12), estando configurada dicha unidad de control (12) para determinar el nivel de líquido del líquido que rodea la bomba (2) en base a una relación entre el valor real del sensor de presión (15) y un valor de referencia, donde dicho método comprende un submétodo para calibrar la bomba (2) y que comprende los pasos de iniciar el bombeo, continuar bombeando hasta que el líquido lev el nivel del líquido que rodea la bomba (2) es igual a un nivel de calibración predeterminado, siendo fijo el nivel de calibración predeterminado en relación con la bomba (2), determinando un valor real del nivel de calibración del sensor de presión (15) cuando el nivel de líquido del líquido que rodea la bomba (2) es igual a dicho nivel de calibración predeterminado, y calibrar la bomba (2) estableciendo un nuevo valor de referencia correspondiente al valor real de dicho nivel de calibración. En un segundo aspecto, la invención también se refiere a dicha bomba (2). (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Bomba y método para el control de una bomba

Campo técnico de la Invención

La presente invención se refiere en general al campo de las bombas configuradas para bombear un líquido que comprende materia sólida. Además, la presente invención se refiere específicamente al campo de las bombas de drenaje especialmente configuradas para bombear un líquido que comprende arena y material pétreo, tal como agua de perforación en aplicaciones de minería/tunelización o aguas superficiales en obras de construcción, es decir, desagüe. La bomba comprende una unidad de control integrada, una unidad de accionamiento que tiene un motor eléctrico y un eje de accionamiento, y una unidad hidráulica que tiene un impulsor conectado a dicho motor eléctrico a través de dicho eje de accionamiento, en el que la unidad de control está operativamente conectada al motor eléctrico y está configurada para monitorizar y controlar el funcionamiento de la bomba. La invención también se refiere a un método para el control de una bomba de este tipo.

Antecedentes de la Invención

En minas, en obras de construcción y en aplicaciones similares, casi siempre existe la necesidad de eliminar el agua al objeto de asegurar un entorno lo suficientemente seco en el lugar de trabajo. En las aplicaciones de minería/tunelización, se utiliza una gran cantidad de agua de perforación cuando se prepara la carga antes de la voladura y, si no se extrae el agua de perforación, al menos las partes inferiores de la mina se inundarán. Las aguas superficiales y subterráneas también se sumarán a la acumulación de agua que ha de ser eliminada. Es costumbre usar bombas de drenaje para sacar el agua de la mina, y el agua se eleva escalonadamente desde las partes más bajas de la mina hasta diferentes cuencas ubicadas a diferentes profundidades de la mina. Cada escalón/elevación puede estar, por ejemplo, en el rango de 25-50 metros en dirección vertical y la longitud del conducto de salida, es decir, la distancia de transporte, en cada escalón/elevación puede estar, por ejemplo, en el rango de 100-300 metros. En las aplicaciones de minería, una cantidad considerable de arena y material pétreo está suspendida en el agua, en algunas aplicaciones hasta un 10 %.

Generalmente, el personal, así como el proceso real en el lugar de trabajo, requiere un nivel de líquido bajo constante y, por lo tanto, a menudo se decide que la bomba de drenaje debe estar en funcionamiento constante aunque momentáneamente haya sólo poca agua disponible. De esta forma, en algunas aplicaciones, las bombas de drenaje están en funcionamiento constante, con independencia de que se bombee agua o no. El funcionamiento constante de la bomba de drenaje puede dañar la bomba de drenaje y provocar un consumo excesivo de energía. Si no hay flujo de entrada de agua, o hay poco flujo de entrada de agua, al pozo/depresión que aloja la bomba de drenaje, la bomba de drenaje comenzará a calentar el agua, un modo de funcionamiento denominado de ebullición. Durante la ebullición, la temperatura elevada de la bomba de drenaje y del agua es especialmente dañina para las juntas de sellado y eventualmente todo el agua se evaporará. La combinación de una alta velocidad de funcionamiento y la generación de ruido bronco acelera el desgaste de la bomba y acorta significativamente la vida operativa de la bomba de drenaje. El funcionamiento constante es bueno e inevitable cuando hay un flujo de entrada constante al pozo/depresión que aloja la bomba.

En otras aplicaciones, la bomba de drenaje funciona en un modo automático ON/OFF, es decir, la bomba se detiene cuando el nivel de agua que rodea la bomba es bajo, por ejemplo, la bomba se detiene cuando la bomba hace un ruido bronco o se detiene por medio de un sensor de nivel. La bomba hace un ruido bronco cuando se aspira una mezcla de aire y agua hasta el interior de la entrada de la bomba. La bomba se detiene para disminuir el uso de energía cuando la bomba no puede realizar ningún trabajo positivo y para evitar que la bomba sufra un desgaste adicional.

Con independencia del modo de funcionamiento, es importante conocer al menos algunos niveles de líquido específicos con alta precisión, al objeto de minimizar de forma eficaz el desgaste y el consumo de energía durante el funcionamiento de la bomba. Cuanto mejor se conozca el nivel momentáneo de líquido del líquido que rodea la bomba, más detallados y sofisticados serán los métodos para el control de la bomba que se pueden utilizar. Si el nivel de líquido es alto, es posible que la bomba deba funcionar a la máxima velocidad de funcionamiento, en otros niveles de líquido la bomba puede funcionar a una velocidad de funcionamiento reducida, y cuando el nivel de líquido es bajo la bomba debe detenerse o la velocidad de funcionamiento se debe reducir significativamente.

Convencionalmente, una bomba está equipada con sensores de nivel externos que detectan cuándo el nivel de líquido alcanza un nivel de líquido de arranque de bomba y un nivel de líquido de parada de bomba, respectivamente. Estos sensores de nivel son del denominado tipo discreto, es decir, E/S. Los sensores de nivel externos pueden estar constituidos por sensores de nivel flotantes convencionales que detectarán un nivel de líquido de arranque de bomba cuando se inclinen un primer ángulo y que detectarán un nivel de líquido de parada de bomba cuando se inclinen un segundo ángulo. Sin embargo, es posible que estos sensores de nivel flotante no floten libremente debido a la materia sólida del líquido o por otros obstáculos externos y, por lo tanto, que no puedan detectar el nivel de líquido correctamente. Algunas bombas conocidas tienen otros sensores de nivel de tipo discreto integrados en la bomba.

Al objeto de hacer funcionar la bomba de forma más eficiente, es conocido el tener sensores de nivel externos de tipo analógico, tales como sensores de presión manométrica. Este tipo de sensor de nivel mide la presión que actúa contra el sensor de nivel, y la presión medida corresponde a una profundidad sumergida del sensor de nivel en relación con el nivel de líquido. Sin embargo, a fin de proporcionar unos datos precisos, es decir, para compensar las diferencias de presión de aire en la atmósfera, una solución de sensor de nivel de este tipo también requiere un sensor de presión manométrica de referencia ubicado por encima del nivel de líquido (véase, por ejemplo, el documento de patente de EE.UU. n° US8036838). Estos sensores de presión son caros. En relación con ello, el sensor de presión detecta la profundidad sumergida del sensor de presión y no la de la bomba como tal. Por lo tanto, es vital, y al mismo tiempo casi imposible, conocer la ubicación/orientación mutua exacta de la bomba de drenaje y del sensor de presión externo/independiente. Por lo tanto, no es adecuado tener este tipo de sensor de presión externo fijado a la bomba de drenaje ya que el riesgo de dañar el sensor de presión debido al entorno/manejo tosco de la bomba de drenaje es inminente.

Las bombas, especialmente las bombas de drenaje, que son verdaderamente móviles y están configuradas para estar situadas en diferentes pozos/depresiones en entornos difíciles, tienen una desventaja obvia para tener sensores de nivel externos.

Objeto de la Invención

La presente invención tiene por objeto evitar las desventajas y fallos mencionados con anterioridad de las bombas conocidas previamente, y proporcionar una bomba mejorada. Un objeto principal de la presente invención es proporcionar una bomba mejorada del tipo definido inicialmente que sea capaz de manejar una presión de aire cambiante del aire situado sobre el líquido que rodea la bomba, y de esta forma reducir o eliminar el impacto de una presión de aire cambiante. Es otro objeto de la presente invención proporcionar una bomba que no dependa de sensores de nivel externos.

Compendio de la Invención

Según la invención, al menos el objeto principal se consigue por medio de la bomba y el método definidos inicialmente que tienen las características definidas en las reivindicaciones independientes. Las realizaciones preferidas de la presente invención se definen adicionalmente en las reivindicaciones dependientes.

Según un primer aspecto de la presente invención, se proporciona un método del tipo definido inicialmente, en el que la bomba comprende además un sensor de presión integrado que tiene una presión de referencia fija y que está conectado operativamente a la unidad de control, estando configurada dicha unidad de control para determinar el nivel de líquido del líquido que rodea la bomba en base a una relación entre el valor real del sensor de presión y un valor de referencia, en el que dicho método comprende un submétodo para la calibración de la bomba y comprende las etapas de iniciar el bombeo, continuar el bombeo hasta que el nivel de líquido del líquido que rodea la bomba sea igual a un nivel de calibración predeterminado, estando fijado el nivel de calibración predeterminado en relación a la bomba, determinar un valor real de nivel de calibración del sensor de presión cuando el nivel de líquido del líquido que rodea la bomba es igual a dicho nivel de calibración predeterminado, y calibrar la bomba estableciendo un nuevo valor de referencia correspondiente a dicho valor real de nivel de calibración.

Según un segundo aspecto de la presente invención, se proporciona una bomba configurada para ejecutar las etapas de dicho submétodo.

Por lo tanto, la presente invención se basa en la idea de usar un sensor de presión integrado que tiene una presión de referencia fija y realizar una calibración regular de la bomba y del sensor de presión integrado, el nivel de líquido se puede determinar con alta precisión también en entornos/situaciones que tienen una presión de aire cambiante, y de esta forma el funcionamiento de la bomba se puede adaptar mejor a la necesidad real a lo largo del tiempo. Para ello, el sensor de presión está protegido por la bomba frente a daños externos.

En una realización preferida de la presente invención, el submétodo comprende la etapa de detener la bomba cuando el nivel de líquido del líquido que rodea la bomba es igual al nivel de calibración. Para ello, es preferible que la etapa de determinar el valor real de nivel de calibración del sensor de presión se realice después de la etapa de detener la bomba. De esta forma se elimina cualquier efecto potencial sobre la lectura de presión que surja de la operación de bombeo de la bomba.

Según una realización preferida, el nivel de calibración de la bomba está al mismo nivel que una entrada de la bomba, en el que se determina que el nivel de líquido del líquido que rodea la bomba es igual al nivel de calibración cuando la unidad de control detecta que la bomba está haciendo un ruido bronco. Es importante que la ubicación del nivel de calibración con respecto a la bomba sea constante a lo largo del tiempo, y el ruido bronco se produce cuando la bomba aspira una mezcla de aire y líquido hasta el interior de la entrada, es decir, siempre al mismo nivel de líquido. Al objeto de detectar si la bomba está haciendo ruido bronco o no, la unidad de control utiliza una o más técnicas conocidas de detección de ruido bronco.

Según una realización preferida, el submétodo para la calibración de la bomba y del sensor de presión se lleva a cabo a intervalos de tiempo regulares, y en este sentido cada vez que la bomba se conecta/arranca de nuevo. Una calibración más frecuente de la bomba elimina mejor cualquier efecto de una presión de aire cambiante.

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

Aclaración adicional de la técnica anterior

El documento de patente de EE.UU. n° US 4627281 describe un tanque de almacenamiento de líquido que comprende un sensor de nivel y describe un método para la calibración de dicho sensor de nivel. El sensor de nivel es un transductor de presión diferencial, y al objeto de calibrar el sensor, se llenan hasta el borde con líquido dos tubos verticales de igual altura, uno a cada lado del sensor, de forma que ambos lados del transductor de presión diferencial queden expuestos a la misma presión y se pueda hacer una calibración cero.

Breve descripción de los dibujos

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

La figura 1 es una ilustración esquemática de una bomba inventiva ubicada en una mina, y

la figura 2 es un diagrama de flujo esquemático del submétodo del método inventivo.

Descripción detallada de las realizaciones preferidas de la Invención

La presente invención se refiere específicamente al campo de las bombas especialmente configuradas para bombear líquidos que comprenden materia sólida, tal como agua que comprende lodo/barro, arena y material pétreo.

Haciendo referencia a la figura 1, en ella se describe una realización esquemática de un conjunto de bomba adecuado para bombear líquido que comprende materia sólida, designado en general como 1, es decir, un conjunto de bomba de drenaje/desagüe. El conjunto de bomba 1 comprende una bomba 2 y un conducto de salida 3 que está conectado de forma liberable a la bomba 2. La bomba 2 es preferiblemente del tipo de bomba centrífuga.

En la realización descrita, la bomba 2 está constituida por una bomba de drenaje/desagüe. En la presente memoria, en aras de la claridad, el término bomba de drenaje se utilizará como equivalente total al término genérico bomba, y se debe tener en cuenta que esto también concierne a otras bombas distintas de las bombas de drenaje, si no se indica nada más.

La bomba de drenaje 2 descrita comprende un filtro de entrada 4, una entrada 5, una carcasa de bomba 6 y una salida de bomba 7. Para ello, la bomba de drenaje 2 comprende de manera convencional una unidad hidráulica que tiene una cámara de bomba 8, y comprende una unidad de accionamiento. La unidad de accionamiento y la cámara de bomba 8 están dispuestas en la carcasa de bomba 6. La unidad de accionamiento comprende un motor eléctrico 9 dispuesto en la carcasa de bomba 6 hermética a los líquidos, y un eje de accionamiento 10 que se extiende desde el motor eléctrico 9 hasta la cámara de bomba 8. La unidad hidráulica comprende un impulsor 11 que está dispuesto en la cámara de bomba 8 y que está conectado y es accionado de forma giratoria por el eje de accionamiento 10 durante el funcionamiento de la bomba de drenaje 2, en el que el líquido es aspirado a través de dicho filtro de entrada 4 hasta el interior de la entrada 5 y es bombeado hacia afuera de dicha salida 7 cuando la bomba de drenaje 2 está activa. La carcasa de bomba 6 y el impulsor 11, y otros componentes esenciales, están preferiblemente hechos de metal, tal como de aluminio y acero. La bomba de drenaje 2, más concretamente el motor eléctrico 9, recibe potencia a través de un cable eléctrico que se extiende desde una fuente de alimentación, y la bomba de drenaje 2 comprende un cuello hermético a los líquidos que recibe el cable eléctrico.

El motor eléctrico 9 está operativamente conectado a una unidad de control 12, también conocida como accionamiento inteligente, integrada en la bomba 2 y configurada para monitorizar y controlar el funcionamiento de la bomba de drenaje 2. Por lo tanto, la unidad de control 12 monitoriza el estado de la bomba y el tipo de la operación de bombeo, y controla la bomba 2 para que funcione de acuerdo a unas estrategias/modos dados y/u óptimos. La unidad de control 12, que incluye un mecanismo de frecuencia variable (VFD) de la unidad de control 12, está ubicada dentro de un compartimento hermético a los líquidos de la carcasa de bomba 6. Por lo tanto, dicha bomba de drenaje 2 está configurada para ser accionada a una velocidad de funcionamiento variable [rpm], por medio de dicha unidad de control 12 que está configurada para controlar la velocidad de funcionamiento de la bomba de drenaje 2. La velocidad de funcionamiento de la bomba de drenaje 2 es, más en concreto, las rpm del motor eléctrico 9 y del impulsor 11, y se corresponden/relacionan con una frecuencia de salida de la unidad de control 12.

Los componentes de la bomba de drenaje 2 son enfriados normalmente, directa o indirectamente, por medio del líquido/agua que rodea la bomba de drenaje 2. La bomba de drenaje 2 está diseñada y configurada para poder operar en una configuración/posición sumergida, es decir, para estar ubicada durante el funcionamiento completamente por debajo de la superficie del líquido. Sin embargo, se debe tener en cuenta que la bomba de drenaje 2 sumergible, durante el funcionamiento, no debe estar completamente ubicada por debajo de la superficie del líquido, sino que puede estar parcialmente ubicada de manera continua u ocasional por encima de la superficie del líquido.

La bomba de drenaje 2 está dispuesta, en la solicitud descrita, en una cuenca primera/inferior 13 y está destinada a transportar/bombear líquido que comprende materia sólida desde dicha cuenca primera/inferior 13 hasta una cuenca segunda/superior 14. En relación con ello, se ha de observar que puede pasar que otra bomba de drenaje esté dispuesta en la segunda cuenca 14 y esté destinada a transportar el líquido desde la segunda cuenca 14 hasta una tercera cuenca, etc. Las cuencas pueden ser entrantes/cavidades/pozos naturales o entrantes/cavidades/pozos preparados.

Para ello, la bomba de drenaje 2 comprende además un sensor de presión integrado 15 que tiene una presión de referencia fija y que está operativamente conectado a la unidad de control 12. El sensor de presión 15 está configurado para estar en contacto con dicho líquido durante el funcionamiento de la bomba de drenaje 2 y está preferiblemente dispuesto en el volumen delimitado por el filtro de entrada 4. El sensor de presión 15 está ubicado aguas arriba de la entrada 5 de la bomba 2. Por lo tanto, el sensor de presión 15 está dispuesto para monitorizar el cambio de presión, es decir, la suma de la presión de líquido y la presión de aire, que actúa sobre el sensor de presión 15. El sensor de presión 15 tiene su propia presión de referencia fija dentro o fuera del sensor. Por lo tanto, el volumen de gas que tiene la presión de referencia fija puede estar situado dentro del sensor o dentro de una cavidad de la bomba. La presión de referencia fija es constante en el tiempo. Así, el sensor de presión 15 está constituido por un denominado sensor de presión sellado, preferiblemente por un denominado sensor de presión absoluta. En un sensor de presión absoluta, la presión de referencia suele ser el vacío, casi el vacío o al menos una mucho menor que la presión atmosférica. Sin embargo, debe señalarse que, en general, son posibles sensores de presión sellados con otros niveles de presión de referencia elegidos por el usuario. La presión de referencia fija está preferiblemente en el rango igual o inferior a 500 hPa, más preferiblemente igual o inferior a 300 hPa, e igual o superior al vacío.

El sensor de presión 15 está configurado para funcionar a diferentes altitudes, es decir, en sitios ubicados a varios miles de metros sobre el nivel del mar (por ejemplo, 400 hPa) y en sitios ubicados por debajo del nivel del mar (por ejemplo, 1150 hPa). El sensor de presión 15 está configurado para funcionar a presión ambiental variable, es decir, presión atmosférica baja (por ejemplo, 980 hPa a nivel del mar) y presión atmosférica alta (por ejemplo, 1040 hPa a nivel del mar). El sensor de presión 15 está configurado para funcionar a diferentes profundidades sumergidas, es decir, desde no estar sumergido en absoluto hasta estar sumergido hasta 3 metros, preferiblemente sumergido hasta 5 metros (es decir, aproximadamente 500 hPA). El sensor de presión 15 está preferiblemente configurado para estar expuesto a presiones dentro de un rango de 500 hPa a 1500 hPa, preferiblemente dentro de un rango de 300 hPa a 2000 hPa.

Se ha de destacar que el líquido puede estar en contacto directo o en contacto indirecto con la membrana/diafragma 16 del sensor de presión 15. Se prefiere que el líquido esté sólo en contacto indirecto con la membrana 16, a través de un gas, al objeto de evitar el ensuciamiento de la membrana 16 que, de lo contrario, podría provocar una lectura defectuosa. En la realización preferida, el sensor de presión 15 comprende un tubo de entrada 17 que tiene una abertura inferior abierta hacia el líquido, en el que un pequeño colchón de aire dentro del tubo de entrada 17 separa la membrana 16 del líquido. De esta forma, la membrana 16 está protegida contra cualquier posible impacto adverso de la materia sólida del líquido. La abertura inferior del tubo de entrada 17 del sensor de presión 15 está situada preferiblemente a un nivel por debajo de la entrada 5 de la bomba de drenaje 2. Sin embargo, alternativamente la abertura inferior del tubo de entrada 17 del sensor de presión 15 está situada al mismo nivel que la entrada 5 de la bomba 2, o a un nivel por encima de la entrada 5 de la bomba de drenaje 2. La abertura inferior del tubo de entrada 17 se situará a un nivel igual o inferior a 40 cm por encima de la entrada 5 de la bomba 2

Al tener un sensor de presión 15, es decir, un sensor de nivel analógico, el funcionamiento de la bomba 2 puede ser más sofisticado. Por ejemplo, puede ser continuamente adaptado al nivel momentáneo de líquido.

La unidad de control 12 está configurada para determinar el nivel momentáneo de líquido del líquido que rodea la bomba de drenaje 2 en función de una relación entre el valor momentáneo real del sensor de presión 15 y un valor de referencia de la bomba 2. El valor de referencia de la bomba de drenaje 2 se determina y calibra cuando el nivel de líquido del líquido que rodea la bomba de drenaje 2 es igual a un nivel de calibración predeterminado que se fija en relación con la bomba de drenaje 2. Por ejemplo, la unidad de control 12 puede utilizar una tabla de bloqueo o una función matemática, en la que los datos de entrada están constituidos por al menos el valor de referencia presente/actual de la bomba de drenaje 2 y el valor momentáneo real del sensor de presión 15, y los datos de salida están constituidos por al menos el nivel momentáneo de líquido del líquido que rodea la bomba de drenaje 2. También se ha de entender que la etapa de determinar el nivel de líquido del líquido que rodea la bomba de drenaje 2 en la práctica significa la determinación de la ubicación del nivel de líquido en relación con la bomba de drenaje 2, es decir, la profundidad sumergida de la entrada 5 de la bomba de drenaje 2 o las profundidades sumergidas de la parte más inferior de la bomba de drenaje 2 o la profundidad sumergida del sensor de presión 15, o similar. Durante el funcionamiento de la bomba 2, la determinación del nivel momentáneo de líquido se puede realizar de forma continua o en intervalos de tiempo predeterminados. La bomba 2 puede estar activa o inactiva durante la determinación del nivel de líquido.

Es importante tener un valor de referencia que se calibre con frecuencia al objeto de poder determinar con precisión el nivel de líquido del líquido que rodea la bomba de drenaje 2 a lo largo del tiempo. Por lo tanto, la bomba 2, incluido el sensor de presión absoluta 15, tiene que calibrarse con frecuencia. Es importante porque la presión de aire que actúa sobre la superficie del líquido cambia con el tiempo, debido al cambio en las condiciones meteorológicas, es decir, alta presión frente a baja presión en la ubicación de la bomba de drenaje 2, debido a un cambio de altitud de la bomba de drenaje 2, por ejemplo, la bomba es desplazada una gran distancia en dirección vertical dentro de una mina, debido a cambios hechos por el hombre en la presión de aire, por ejemplo, ventilación importante en una mina. Por ejemplo, la diferencia de presión de aire entre alta presión y baja presión con las condiciones meteorológicas es de aproximadamente 40-50 hPa, lo cual corresponde a un valor defectuoso de aproximadamente 40-50 cm cuando se determina el nivel de líquido del líquido que rodea la bomba de drenaje 2. Las diferencias de presión de aire generadas por el hombre pueden ser, en condiciones extremas, de aproximadamente 500 hPa, lo cual corresponde a un valor defectuoso de aproximadamente 500 cm cuando se determina el nivel de líquido del líquido que rodea la bomba de drenaje 2. Esto puede potencialmente causar problemas de inundación si la bomba 2 cree que el nivel de líquido es inferior a lo que realmente es, o causar un problema relacionado con un funcionamiento en seco excesivo de la bomba de drenaje 2 si la bomba cree que el nivel de líquido es superior a lo que realmente es. Se ha de destacar que, en algunas aplicaciones, la diferencia vertical entre el arranque y la parada es incluso inferior a 50 centímetros.

Por lo tanto, el método inventivo para el control de una bomba 2 comprende un submétodo para la calibración de la bomba 2, en el que el submétodo se describe esquemáticamente en la figura 2 y comprende las etapas esenciales de:

- iniciar el bombeo, (recuadro 18),

- continuar el bombeo hasta que el nivel de líquido del líquido que rodea la bomba 2 sea igual a un nivel de calibración predeterminado, estando fijado el nivel de calibración predeterminado en relación a la bomba 2 (recuadros 19-20),

- determinar un valor real de nivel de calibración del sensor de presión 15 cuando el nivel de líquido del líquido que rodea la bomba 2 es igual a dicho nivel de calibración predeterminado (recuadro 21), y

- calibrar la bomba 2 estableciendo un nuevo valor de referencia correspondiente a dicho valor real de nivel de calibración (recuadro 22).

La etapa de iniciar el bombeo (recuadro 18) implica que la unidad de control 12 controla el motor eléctrico 9, el eje de accionamiento 10 y el impulsor 11 para comenzar a girar con el fin de bombear líquido. La etapa de iniciar el bombeo (recuadro 18) se puede llevar a cabo como respuesta a un nivel de líquido de arranque de bomba que se alcanza o como respuesta a una instrucción en la unidad de control 12 con independencia del nivel de líquido actual/presente, es decir, en función del tiempo o similar.

La etapa de continuar el bombeo (recuadro 19) hasta que el nivel de líquido del líquido que rodea la bomba 2 sea igual a un nivel de calibración predeterminado (recuadro 20) implica que la unidad de control 12 monitoriza cuándo el nivel de líquido ha disminuido hasta el nivel de calibración predeterminado. La ocurrencia de que el nivel de líquido sea igual al nivel de calibración no es monitorizada por el sensor de presión 15, sino que es monitorizada por la unidad de control 12 a través de otros sensores/equipos. El nivel de calibración se fija en relación a la bomba 2 y, según una realización preferida, el nivel de calibración está al mismo nivel que la entrada 5 de la bomba 2, en el que el nivel de líquido del líquido que rodea la bomba se determina que es igual al nivel de calibración cuando la unidad de control 12 detecta que la bomba 2 está haciendo un ruido bronco. Según otra realización, un sensor detector de líquido se conecta a la parte exterior de la bomba 2, estando el nivel de calibración de la bomba 2 al mismo nivel que dicho sensor detector de líquido, en el que se determina que el nivel de líquido del líquido que rodea la bomba es igual al nivel de calibración cuando cambia la señal del sensor detector de líquido enviada a la unidad de control 12, es decir, cuando el sensor detector de líquido ya no detecta la presencia de líquido.

La etapa de calibrar la bomba 2 (recuadro 22) implica que se establece un nuevo valor de referencia en la bomba 2, por ejemplo en la unidad de control 12 o en el sensor de presión 15, en el que el valor de referencia corresponde al valor real de nivel de calibración del sensor de presión 15. El valor de referencia se establece preferiblemente igual al valor real de nivel de calibración, en el que la unidad de control 12 durante el funcionamiento de la bomba 2 determina el nivel momentáneo de líquido del líquido que rodea la bomba 2 en función de la diferencia entre un valor momentáneo real del sensor de presión 15 y el valor de referencia presente/actual de la bomba 2. Una diferencia específica entre el valor real del sensor de presión 15 y el valor de referencia presente/actual de la bomba 2, se correlaciona directamente con la diferencia de altura entre el nivel momentáneo de líquido y el nivel de calibración predeterminado.

Según una realización preferida, el submétodo comprende además la etapa de detener la bomba 2 cuando el nivel de líquido del líquido que rodea la bomba 2 es igual al nivel de calibración. Para ello, se prefiere que la etapa de determinar el valor real de nivel de calibración del sensor de presión 2 se realice después de la etapa de detener la bomba 2. De esta forma, la bomba 2 no perturba el líquido que rodea la bomba 2 cuando se determina el valor real de nivel de calibración, y por consiguiente se evita el riesgo de tener un valor defectuoso.

El submétodo de calibrar la bomba de drenaje 2 se realiza preferentemente a intervalos de tiempo regulares, por ejemplo, cada 3-240 minutos, y/o cada vez que la bomba 2 se conecta/activa. Según una realización alternativa, el submétodo de calibrar la bomba 2 se realiza cada vez que se inicia el bombeo, es decir, cada vez la bomba 2 baja el nivel momentáneo de líquido del líquido que rodea la bomba 2 hasta el nivel de calibración predeterminado. Dicho de otro modo, el nivel de líquido de parada de la bomba es igual al nivel de calibración. Por lo tanto, esto es especialmente útil en aplicaciones que tienen una gran cantidad de flujo de entrada a la bomba 2 y en las que la bomba, por tanto, funciona durante largos períodos de tiempo (horas o días) al objeto de poder alcanzar el nivel de calibración.

En algunas aplicaciones, la bomba de drenaje 2 funciona continuamente, es decir, el impulsor 11 gira en un sentido positivo. El sentido positivo del giro del impulsor 11 es igual al sentido de giro utilizado al objeto de bombear líquido desde la entrada 5 hacia la salida 7 de la bomba de drenaje 2. El aumento de la velocidad de funcionamiento de una bomba de drenaje 2 que bombea líquido/agua que comprende materia sólida, es decir, un lodo, desde una velocidad de giro baja en el sentido positivo, requiere mucha menos energía que aumentar la velocidad de funcionamiento de la bomba de drenaje 2 hasta la misma velocidad desde un estado de parada, especialmente debido al gran momento de inercia que tiene que vencerse cuando se pone en marcha una bomba de drenaje 2 de este tipo desde un estado de parada. Una situación aún peor es aumentar la velocidad de funcionamiento de una bomba de drenaje 2 en el sentido positivo a partir de un giro forzado en el sentido negativo. Esta situación se produciría si la bomba de drenaje 2 se pone en ralentí y el líquido fluye hacia atrás a través del conducto de salida 3 y a través de la bomba de drenaje 2 hacia el interior de la primera cuenca 13, por lo que el impulsor 11 se verá obligado a girar en sentido negativo, como una turbina de agua. Si se ordena a la bomba de drenaje 2 que aumente la velocidad de funcionamiento en el sentido positivo, directamente desde un giro negativo, el interruptor protector del motor seguramente se disparará/activará. Por lo tanto, es un requisito explícito de los operadores/clientes que la bomba de drenaje 2 siempre esté en funcionamiento/operación, ya que una parada en la mina debido a una galería horizontal inundada es extremadamente costosa y, por tanto, los operadores/clientes son más favorables a tener un desgaste excesivo en las bombas de drenaje.

La etapa de detectar si la bomba de drenaje 2 hace un ruido bronco o no, puede llevarse a cabo utilizando diferentes técnicas, de forma independiente o en combinación entre sí. El término "hacer un ruido bronco" implica que la bomba de drenaje 2 opera en un modo de funcionamiento de ruido bronco, es decir, la bomba de drenaje 2 aspira una mezcla de aire y líquido hasta el interior de la entrada 5. La unidad de control 12 controla la bomba de drenaje 2, en cada momento/periodo, para que tenga una velocidad de funcionamiento predeterminada.

Una realización preferida para detectar el ruido bronco es monitorizar el consumo de energía o corriente de la bomba de drenaje 2 usando la unidad de control 12. Si el consumo de energía o corriente de la bomba de drenaje 2 comienza a fluctuar ampliamente fuera de un rango predeterminado y/o disminuye por debajo de un umbral predeterminado, la bomba de drenaje 2 ha comenzado a hacer ruido bronco y la unidad de control 12 detecta una condición de ruido bronco.

Una realización alternativa para detectar el ruido bronco es monitorizar el par de la bomba de drenaje 2 usando la unidad de control 12. Si el par de la bomba de drenaje 2 comienza a fluctuar ampliamente fuera de un rango predeterminado y/o disminuye por debajo de un umbral predeterminado, la bomba de drenaje 2 ha comenzado a hacer ruido bronco y la unidad de control 12 detecta una condición de ruido bronco.

Otras realizaciones alternativas para detectar el ruido bronco consisten en monitorizar uno o más de entre sonidos, vibraciones, presión en la salida 7, etc. de la bomba de drenaje 2.

La bomba 2 comprende unos medios adaptados para ejecutar las etapas del método anterior. Muchas de las etapas del método anterior son preferiblemente realizadas/controladas por la unidad de control 12 y, por lo tanto, la expresión "la bomba de drenaje 2 comprende unos medios..." no implica necesariamente que dichos medios tengan que estar ubicados dentro de la carcasa de bomba de la bomba de drenaje 2. Por lo tanto, el término también incluye medios accesibles/disponibles/conectados operativamente a la bomba de drenaje 2.

Un producto/paquete de programa de ordenador que comprende unas instrucciones para hacer que la bomba 2 ejecute las etapas del método anterior, está accesible/disponible/conectado operativamente a la bomba de drenaje 2. Dicho producto de programa de ordenador preferiblemente se ubica/ejecuta en la unidad de control 12.

A este respecto, se ha de destacar que la bomba preferiblemente, a elección del operador, se configurará para funcionar en un modo ON-OFF común durante el funcionamiento normal, es decir, la bomba está controlada por unos sensores de nivel para iniciar el bombeo en un nivel de inicio de líquido y para dejar de bombear en un nivel de parada de líquido.

Modificaciones posibles de la Invención

La invención no queda limitada únicamente a las realizaciones descritas anteriormente y mostradas en los dibujos, los cuales tienen fundamentalmente un propósito ilustrativo y ejemplificativo.

La presente invención se define por la redacción de las reivindicaciones adjuntas y, por lo tanto, el equipo puede modificarse de cualquier forma dentro del alcance de las reivindicaciones adjuntas.

Se ha de destacar que el término "integrado" en la presente memoria tiene el significado de "ser parte de un conjunto combinado/total".

Se ha de destacar también que la expresión "monitorizar un nivel de líquido" también se puede expresar como "medir un nivel de líquido", "determinar un nivel de líquido", "captar un nivel de líquido", "detectar un nivel de líquido".

Se ha de destacar también que toda información sobre/referente a términos tales como por encima, por debajo, superior, inferior, etc., se debe interpretar/leer con el equipo orientado de acuerdo a las figuras, con los dibujos orientados de forma que las referencias se puedan leer correctamente. Por lo tanto, tales términos sólo indican relaciones mutuas en las realizaciones mostradas, relaciones que pueden cambiar si el equipo inventivo se proporciona con otra estructura/diseño.

Claims (11)

REIVINDICACIONES

1. Un método para el control de una bomba (2) que está configurada para bombear un líquido que comprende materia sólida y que está al menos parcialmente sumergida en un líquido durante el funcionamiento de la bomba (2), comprendiendo la bomba (2):

- una unidad de control integrada (12),

- una unidad de accionamiento que tiene un motor eléctrico (9) y un eje de accionamiento (10), y

- una unidad hidráulica que tiene un impulsor (11) conectado a dicho motor eléctrico (9) a través de dicho eje de accionamiento (10),

en el que la unidad de control (12) está operativamente conectada al motor eléctrico (9) y está configurada para monitorizar y controlar el funcionamiento de la bomba (2),

en el que la bomba (2) comprende además un sensor de presión integrado (15) que tiene una presión de referencia fija y que está operativamente conectado a la unidad de control (12), estando configurada dicha unidad de control (12) para determinar el nivel de líquido del líquido que rodea la bomba (2) en base a una relación entre el valor real del sensor de presión (15) y un valor de referencia,

en el que dicho método comprende un submétodo para la calibración de la bomba (2) y que comprende las etapas de:

- iniciar el bombeo,

- continuar el bombeo hasta que el nivel de líquido del líquido que rodea la bomba (2) sea igual a un nivel de calibración predeterminado, estando fijado el nivel de calibración predeterminado en relación a la bomba (2),

- determinar un valor real de nivel de calibración del sensor de presión (15) cuando el nivel de líquido del líquido que rodea la bomba (2) es igual a dicho nivel de calibración predeterminado, y - calibrar la bomba (2) estableciendo un nuevo valor de referencia correspondiente a dicho valor real de nivel de calibración.

2. El método según la reivindicación 1, en el que el submétodo comprende la etapa de detener la bomba (2) cuando el nivel de líquido del líquido que rodea la bomba (2) es igual al nivel de calibración.

3. El método según la reivindicación 2, en el que la etapa de determinar el valor real de nivel de calibración del sensor de presión (15) se realiza después de la etapa de detener la bomba (2).

4. El método según cualquiera de las reivindicaciones 1-3, en el que el nivel de calibración de la bomba (2) está al mismo nivel que una entrada (5) de la bomba (2), en el que se determina que el nivel de líquido del líquido que rodea la bomba (2) es igual al nivel de calibración cuando la unidad de control (12) detecta que la bomba (2) está haciendo un ruido bronco.

5. El método según cualquiera de las reivindicaciones 1-3, en el que un sensor detector de líquido se conecta a la parte exterior de la bomba (2), estando el nivel de calibración de la bomba (2) al mismo nivel que dicho sensor detector de líquido, en el que se determina que el nivel de líquido del líquido que rodea la bomba (2) es igual al nivel de calibración cuando cambia la señal del sensor detector de líquido enviada a la unidad de control (12).

6. El método según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el submétodo para la calibración de la bomba (2) se realiza a intervalos de tiempo regulares.

7. El método según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el submétodo para la calibración de la bomba (2) se realiza cada vez que se conecta la bomba (2).

8. Una bomba (2) para el bombeo de un líquido que comprende materia sólida, que está al menos parcialmente sumergida en un líquido durante el funcionamiento de la bomba (2), comprendiendo la bomba (2):

- una unidad de control (12),

- una unidad de accionamiento que tiene un motor eléctrico (9) y un eje de accionamiento (10), y

- una unidad hidráulica conectada a dicho motor eléctrico (9) a través de dicho eje de accionamiento (10),

en el que la unidad de control (12) está operativamente conectada al motor eléctrico (9) y está configurada para monitorizar y controlar el funcionamiento de la bomba (2),

la bomba (2) está caracterizada por que la unidad de control (12) es una unidad de control integrada, la unidad hidráulica tiene un impulsor (11) y la bomba (2) comprende un sensor de presión integrado (15) que tiene una presión de referencia fija y que está conectado operativamente a la unidad de control (12), estando configurada dicha unidad de control (12) para determinar el nivel de líquido de un líquido que rodea la bomba (2) en base a una relación entre el valor real del sensor de presión (15) y un valor de referencia,

en el que la unidad de control (12) está adaptada para ejecutar las etapas del submétodo según la reivindicación 1.

9. La bomba según la reivindicación 8, en la que el sensor de presión (15) está constituido por un sensor de presión sellado.

10. La bomba según la reivindicación 8 ó 9, en la que el sensor de presión (15) está constituido por un sensor de presión absoluta.

11. Un producto de programa de ordenador que comprende unas instrucciones para hacer que la unidad de control (12) de la bomba (2) según la reivindicación 8 ejecute las etapas del submétodo según la reivindicación 1.