KR20200086359A - 펌프 및 펌프를 제어하는 방법 - Google Patents

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얀 비크스트렘
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자일럼 유럽 게엠베하
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Abstract

제 1 양태에서, 본 발명은 고형물을 포함하는 액체를 펌핑하도록 구성되고 펌프(2)의 동작 중에 액체 내에 적어도 부분적으로 잠기는 펌프(2)를 제어하는 방법으로서, 상기 펌프(2)는, - 통합형 제어 유닛(12); - 전기 모터(9) 및 구동 샤프트(10)를 갖는 구동 유닛; 및 - 상기 구동 샤프트(10)를 통해 상기 전기 모터(9)에 연결되는 임펠러(11)를 포함하는 유압 유닛을 포함하고, 상기 제어 유닛(12)은 상기 전기 모터(9)에 동작가능하게 연결되고, 상기 펌프(2)의 동작을 모니터링하고 제어하도록 구성되며, 상기 펌프(2)는, 고정된 레퍼런스 압력을 가지고 상기 제어 유닛(12)에 동작가능하게 연결되는 통합형 압력 센서(15)를 더 포함하고, 상기 제어 유닛(12)은 펌프(2)를 둘러싸는 액체의 액체 레벨을 상기 압력 센서(15)의 실제 값과 레퍼런스 값 사이의 관계에 기반하여 결정하도록 구성되며, 상기 방법은 상기 펌프(2)를 캘리브레이션하기 위한 하위-방법을 포함하고, 상기 하위-방법은, 펌핑을 개시하는 단계; 상기 펌프(2)를 둘러싸는 액체의 액체 레벨이 미리 결정된 캘리브레이션 레벨과 같아질 때까지 펌핑을 계속하는 단계 - 상기 미리 결정된 캘리브레이션 레벨은 상기 펌프(2)에 관하여 고정됨 -; 상기 펌프(2)를 둘러싸는 액체의 액체 레벨이 상기 미리 결정된 캘리브레이션 레벨과 같아지면, 상기 압력 센서(15)의 캘리브레이션 레벨 실제 값을 결정하는 단계; 및 상기 캘리브레이션 레벨 실제 값에 대응하는 새로운 레퍼런스 값을 설정함으로써 상기 펌프(2)를 캘리브레이션하는 단계를 포함하는, 펌프 제어 방법에 관련된다. 제 2 양태에서, 본 발명은 이러한 펌프(2)에도 관련된다.

Description

펌프 및 펌프를 제어하는 방법
본 발명은 일반적으로 고형물을 포함하는 액체를 펌핑하도록 구성되는 펌프의 분야에 관한 것이다. 더 나아가, 본 발명은 특히, 채굴/터널링 애플리케이션에서의 착정수(drilling water) 또는 건설 현장에서의 지표수와 같이 모래 및 석재를 포함하는 액체를 펌핑하도록, 즉 배수하도록 특히 구성되는 배출 펌프의 분야에 관한 것이다. 이러한 펌프는 통합된 제어 유닛, 전기 모터 및 구동 샤프트를 가지는 구동 유닛, 및 상기 구동 샤프트를 통해 상기 전기 모터에 연결되는 임펠러를 가지는 유압 유닛을 포함하는데, 제어 유닛은 전기 모터에 동작가능하게 연결되고 펌프의 동작을 모니터링하고 제어하도록 구성된다. 더 나아가, 본 발명은 이러한 펌프를 제어하기 위한 방법에 관한 것이다.
광산, 건설 현장 등의 애플리케이션에서, 작업 현장에서 충분히 건조한 환경을 보장하기 위해서 물을 제거할 필요성이 거의 항상 존재한다. 채굴/터널링 애플리케이션에서는 폭발 전에 화약을 채우기 위한 준비과정에서 많은 착정수가 사용되고, 이러한 착정수가 제거되지 않으면 적어도 광산의 낮은 부분들이 침수될 것이다. 지표수 및 지하수도 모이게 되어, 제거될 물이 축적된다. 통상적으로 물을 광산 밖으로 인양하기 위해 배출 펌프를 사용하고, 물은 광산의 낮은 부분으로부터 광산의 상이한 깊이에 위치된 상이한 베이신(basin)으로 단계적으로 인양된다. 예를 들어, 각각의 단계/인양은 수직 방향으로 25-50 미터의 범위에 있을 수 있고, 각각의 단계/인양에서의 출구 도관의 길이, 즉 수송 거리는 예를 들어 100-300 미터의 범위에 있을 수 있다. 채굴 애플리케이션에서는 일부 애플리케이션에서는 10%에 달하는 많은 양의 모래 및 석재가 물에 떠다니게 된다.
일반적으로, 작업 현장에 있는 사람들 및 실제 프로세스를 위해서는 일정하게 낮은 액체 레벨이 요구되고, 따라서 배출 펌프는 순간적으로는 물이 거의 없는 경우에도 계속 동작해야 한다고 흔히 결정된다. 따라서, 일부 애플리케이션에서 배출 펌프는 물이 펌핑되고 있는지 여부와 무관하게 계속 동작하고 있다. 배출 펌프가 계속 동작하면 배출 펌프가 손상될 수 있고, 에너지를 과다 소모하게 될 수 있다. 물이 배출 펌프를 수용하는 구덩이/덴트에 유입되지 않거나 거의 유입되지 않으면, 배출 펌프는 물을 가열하기 시작할 것이고, 이것은 보일링이라고 불리는 동작 모드이다. 보일링 중에는, 배출 펌프 및 물의 온도가 올라가서 실링에 특히 해롭게 되고, 결국 모든 물이 기화되게 될 것이다. 높은 동작 속도 및 스노어링(snoring)이 결합되어 펌프 마모가 가속화되고, 배출 펌프의 동작 수명이 크게 줄어들게 된다. 연속 동작은 펌프를 수용하는 구덩이/덴트로 지속적인 유입이 있는 경우에는 바람직하고 필수적인 것이다.
다른 애플리케이션에서, 배출 펌프는 자동 온/오프-동작에서 동작되고, 즉 펌프는 펌프를 둘러싸는 수위가 낮은 경우 중지되며, 예를 들어 펌프는 해당 펌프에 스노어링이 발생하고 있을 때에 중단되거나 레벨 센서를 이용하여 중단된다. 공기 및 물의 혼합물이 펌프의 입구 내로 흡입되는 경우 펌프에는 스노어링이 발생한다. 펌프가 임의의 긍정적인 역할을 수행할 수 없을 때에 에너지 사용량을 줄이기 위해서, 그리고 펌프가 추가적으로 마모되는 것을 막기 위해서, 펌프는 중지된다.
동작 모드에 의존하지 않고, 펌프의 동작 중에 마모 및 에너지 소모를 효율적으로 최소화하기 위해서는, 적어도 일부 특정한 액체 레벨을 높은 정확도를 아는 것이 중요하다. 펌프를 둘러싸는 액체의 순간 액체 레벨에 대해서 더 양호한 정보를 가지면, 펌프를 제어하기 위한 더 세밀하고 복잡한 방법들이 사용될 수 있게 된다. 액체 레벨이 높으면 펌프는 최대 동작 속도로 동작할 필요가 있고, 다른 액체 레벨에서 펌프는 감소된 동작 속도에서 실행될 수 있으며, 액체 레벨이 낮아지면 펌프는 중지되거나 동작 속도가 크게 감소되어야 한다.
종래에는, 언제 액체 레벨이 펌프 시작 액체 레벨 및 펌프 중지 액체 레벨에 각각 도달하는지를 검출하는 외부 레벨 센서가 펌프에 장착된다. 이러한 레벨 센서는 소위 이산 타입, 즉 I/O이다. 외부 레벨 센서는, 제 1 각도로 틸팅되면 펌프 시작 액체 레벨을 검출할 것이고 제 2 각도로 틸팅되면 펌프 중지 액체 레벨을 검출할 것인 종래의 부유식 레벨 센서로 구성될 수 있다. 그러나, 이러한 부유식 레벨 센서는 액체 내의 고형물에 의해서 또는 다른 외부 장애물에 의해서 자유롭게 떠다니지 못하게 될 수 있고, 따라서 액체 레벨을 정확하게 검출할 수 없게 될 수 있다. 공지된 일부 펌프들은 펌프에 통합된 그 외의 이산 타입 레벨 센서들을 가진다.
펌프를 더 효율적으로 동작시키기 위해서, 유사한 타입의 외부 레벨 센서, 예컨대 게이지 압력 센서를 포함하는 것이 알려져 있다. 이러한 종류의 레벨 센서는 레벨 센서에 대해서 작용하는 압력을 측정하고, 측정된 압력은 액체 레벨에 대한 레벨 센서의 잠긴 깊이에 대응한다. 그러나, 즉 대기압에서의 공기압 차를 보상하기 위한 정확한 데이터를 제공하기 위하여, 이러한 레벨 센서 솔루션은 액체 레벨 위에 위치된 레퍼런스 게이지 압력 센서를 더 필요로 한다. 예를 들어 US 8036838을 참고한다. 이러한 압력 센서는 고가이다. 또한, 압력 센서는 압력 센서의 잠긴 깊이를 검출하는 것이고 이와 같은 펌프의 잠긴 깊이를 검출하는 것이 아니다. 따라서 배출 펌프 및 외부/분리된 압력 센서의 정확한 상호 위치/배향을 아는 것은 중요하고, 동시에 거의 불가능한 것이다. 그러므로, 배출 펌프에 부착된 이러한 타입의 외부 압력 센서를 포함하는 것은 적절하지 않은데, 그 이유는 배출 펌프의 거친 환경/관리에 기인하여 압력 센서에 손상이 생길 위험성이 크기 때문이다.
진정으로 이동식이고 가혹한 환경에 있는 다양한 구덩이/덴트 내에 위치되도록 구성되는 펌프, 특히 배출 펌프가 외부 레벨 센서를 가지는 것은 분명한 단점이다.
본 발명은 이전에 공지된 펌프의 전술된 단점 및 실패 내용을 피하는 것 그리고 개선된 펌프를 제공하는 것을 목적으로 한다. 본 발명의 일차 목적은, 최초로 규정되는 타입이고 펌프를 둘러싸는 액체 위의 공기의 변하는 공기압을 관리할 수 있어서, 변하는 공기압의 영향을 줄이거나 없앨 수 있는 개선된 펌프를 제공하는 것이다. 본 발명의 다른 목적은 외부 레벨 센서에 의존하지 않는 펌프를 제공하는 것이다.
본 발명에 따르면, 적어도 일차적 목적은 독립항에서 정의되는 특징을 가지는 최초로 규정되는 펌프를 이용하여 달성된다. 본 발명의 바람직한 실시예들은 종속 청구항에서 더욱 정의된다.
본 발명의 제 1 양태에 따르면, 최초로 규정되는 타입의 방법이 제공되는데, 펌프는 고정된 레퍼런스 압력을 가지고 제어 유닛에 동작가능하게 연결되는 통합형 압력 센서를 더 포함하고, 상기 제어 유닛은 펌프를 둘러싸는 액체의 액체 레벨을 상기 압력 센서의 실제 값과 레퍼런스 값 사이의 관계에 기반하여 결정하도록 구성되며, 상기 방법은 상기 펌프를 캘리브레이션하기 위한 하위-방법을 포함하고, 상기 하위-방법은, 펌핑을 개시하는 단계; 상기 펌프를 둘러싸는 액체의 액체 레벨이 미리 결정된 캘리브레이션 레벨과 같아질 때까지 펌핑을 계속하는 단계 - 상기 미리 결정된 캘리브레이션 레벨은 상기 펌프에 관하여 고정됨 -; 상기 펌프를 둘러싸는 액체의 액체 레벨이 상기 미리 결정된 캘리브레이션 레벨과 같아지면, 상기 압력 센서의 캘리브레이션 레벨 실제 값을 결정하는 단계; 및 상기 캘리브레이션 레벨 실제 값에 대응하는 새로운 레퍼런스 값을 설정함으로써 상기 펌프를 캘리브레이션하는 단계를 포함한다.
본 발명의 제 2 양태에 따르면, 상기 하위-방법의 단계들을 실행하도록 구성되는 펌프가 제공된다.
따라서, 본 발명은, 고정된 레퍼런스 압력을 가지는 통합형 압력 센서를 사용하고, 펌프 및 통합형 압력 센서의 규칙적인 캘리브레이션을 수행하는 통찰에 기반하고, 액체 레벨은 변하는 공기압을 가지는 환경/상황에서도 높은 정확도로 결정될 수 있으며, 이를 통하여 펌프의 동작은 시간이 지남에 따라서 실제 필요에 맞게 적응될 수 있다. 여기에서, 압력 센서는 펌프에 의해 외부 손상으로부터 보호된다.
본 발명의 바람직한 실시예에서, 상기 하위-방법은, 상기 펌프를 둘러싸는 액체의 액체 레벨이 상기 캘리브레이션 레벨과 같아지면 상기 펌프를 중지시키는 단계를 포함한다. 여기에서, 상기 압력 센서의 캘리브레이션 레벨 실제 값을 결정하는 단계는, 상기 펌프를 중지시키는 단계 이후에 수행되는 것이 바람직하다. 이를 통하여, 펌핑 펌프의 동작으로부터 초래된 압력 판독치에 대한 임의의 잠재적인 영향이 제거된다.
바람직한 실시예에 따르면, 상기 펌프의 캘리브레이션 레벨은 상기 펌프의 입구와 같은 레벨이고, 상기 제어 유닛이 상기 펌프에 스노어링(snoring)이 발생하고 있다고 검출하면, 상기 펌프를 둘러싸는 액체의 액체 레벨은 상기 캘리브레이션 레벨과 같다고 결정된다. 펌프에 관한 캘리브레이션 레벨의 위치는 시간이 지남에 따라 일정하다는 것이 중요하고, 스노어링은 펌프가 공기 및 액체의 혼합물을 입구 내로, 즉 매번 동일한 액체 레벨에서 흡입할 때에 발생된다. 펌프에 스노어링이 발생하고 있는지 여부를 검출하기 위하여, 제어 유닛은 하나 이상의 공지된 스노어링 검출 기법을 활용한다.
바람직한 실시예에 따르면, 펌프 및 압력 센서를 캘리브레이션하기 위한 하위-방법은 규칙적인 시간 간격으로 수행되고, 추가적으로 펌프가 급전/재시작될 때마다 수행된다. 펌프를 더 자주 캘리브레이션하면 변하는 공기압의 임의의 영향이 더 잘 제거된다.
본 발명의 다른 장점 및 특징은 다른 종속항 및 바람직한 실시예의 후속하는 상세한 설명으로부터 명백해질 것이다.
본 발명의 위에서 언급된 그리고 다른 피쳐 및 장점의 더 완전한 이해는 첨부 도면과 공동으로 후속하는 바람직한 실시예의 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용으로부터 분명해질 것이다:
도 1은 광산 내에 위치된 본 발명의 펌프의 개략도이다, 그리고
도 2는 본 발명의 방법의 하위-방법의 개략적인 흐름도이다.
본 발명은 특히, 슬러지/진흙, 모래 및 석재를 포함하는 물과 같은, 고형물을 포함하는 액체를 펌핑하도록 특히 구성되는 펌프의 분야에 관련된다.
일반적으로 1로 표시되는 고형물을 포함하는 액체를 펌핑하기에 적합한 펌프 어셈블리, 즉 배출/배수 펌프 어셈블리의 개략적인 실시예를 개시하는 도 1을 참조한다. 펌프 어셈블리(1)는 펌프(2) 및 펌프(2)에 분리가능하도록 연결되는 출구 도관(3)을 포함한다. 펌프(2)는 바람직하게는 원심 펌프 타입이다.
개시된 실시예에서 펌프(2)는 배출/배수 펌프로 구성된다. 본 명세서에서, 명확화를 위하여, 배출 펌프라는 용어는 일반적인 용어인 펌프와 완전히 균등하게 사용될 것이고, 다르게 표시되지 않으면 배출 펌프 이외의 다른 펌프들도 역시 관련된다는 것이 이해될 것이다.
개시된 배출 펌프(2)는 입구 스크린(4), 입구(5), 펌프 하우징(6) 및 펌프 출구(7)를 포함한다. 여기에서, 배출 펌프(2)는 펌프 챔버(8)를 가지는 통상적인 유압 유닛을 포함하고, 구동 유닛을 포함한다. 구동 유닛 및 펌프 챔버(8)는 펌프 하우징(6) 내에 배치된다. 구동 유닛은 액밀(liquid tight) 펌프 하우징(6) 내에 배치된 전기 모터(9), 및 전기 모터(9)로부터 펌프 챔버(8)로 연장되는 구동 샤프트(10)를 포함한다. 유압 유닛은, 펌프 챔버(8) 내에 배치되고 배출 펌프(2)의 동작 중에 구동 샤프트(10)에 연결되고 회전 시에 구동 샤프트에 의해 구동되는 임펠러(11)를 포함하는데, 여기에서 액체는 상기 입구 스크린(4)을 통해 그리고 입구(5) 안으로 빨아들여지고, 배출 펌프(2)가 액티브일 때 상기 출구(7) 밖으로 펌핑된다. 펌프 하우징(6) 및 임펠러(11), 및 다른 필수적 컴포넌트들은 금속, 예컨대 알루미늄 및 강철로 제작되는 것이 바람직하다. 배출 펌프(2), 더 정밀하게는 전기 모터(9)는 전력 서플라이로부터 연장되는 전기 케이블을 통해 급전되고, 배출 펌프(2)는 전기 케이블을 수용하는 액밀 리드-스루(lead-through)를 포함한다.
전기 모터(9)는, 펌프(2) 내에 통합되고 배출 펌프(2)의 동작을 모니터링하고 제어하도록 구성되는, 지능형 드라이브(Intelligent Drive)라고도 알려져 있는 제어 유닛(12)에 동작가능하게 연결된다. 따라서, 제어 유닛(12)은 펌프의 상태 및 펌핑 동작의 성질을 모니터링하고, 주어진 및/또는 최적의 전략/모드에 따라 동작가능하게 펌프(2)를 제어한다. 제어 유닛(12)의 가변 주파수 드라이브(Variable Frequency Drive; VFD)를 포함하는 제어 유닛(12)이 펌프 하우징(6)의 액밀 구획 내에 위치된다. 따라서, 상기 배출 펌프(2)는, 배출 펌프(2)의 동작 속도를 제어하도록 구성되는 상기 제어 유닛(12)을 이용하여, 가변 동작 속도 [rpm]에서 동작되도록 구성된다. 배출 펌프(2)의 동작 속도는 더 정밀하게는 전기 모터(9) 및 임펠러(11)의 rpm이고, 및 제어 유닛(12) 출력 주파수에 대응/관련된다.
배출 펌프(2)의 컴포넌트는 보통, 배출 펌프(2)를 둘러싸는 액체/물을 사용하여 직접적으로 또는 간접적으로 냉각된다. 배출 펌프(2)는 잠긴 구성/포지션에서 동작할 수 있도록, 즉 동작 시에 완전히 액체 표면 아래에 위치되도록 설계되고 구성된다. 그러나, 잠김형(submersible) 배출 펌프(2)는 동작 중에, 반드시 액체 표면 아래에 완전히 위치되어야 하는 것이 아니고, 계속적으로 또는 간헐적으로 액체 표면 위에 부분적으로 위치될 수도 있다는 것이 이해되어야 한다.
배출 펌프(2)는 개시된 애플리케이션에서 제 1/더 낮은 베이신(13) 내에 위치되고, 고형물을 포함하는 액체를 상기 제 1/더 낮은 베이신(13)으로부터 제 2/더 높은 베이신(14)으로 수송/펌핑하도록 한다. 여기에서, 다른 배출 펌프가 제 2 베이신(14) 내에 위치되고 액체를 제 2 베이신(14)으로부터 제 3 베이신 등으로 수송하게 하는 것이 착상될 수 있다는 것이 이해될 것이다. 베이신은 자연의 함요부/공동(cavity)/구덩이이거나 준비된 함요부/공동/구덩이일 수 있다.
여기에서, 배출 펌프(2)는 고정된 레퍼런스 압력을 가지고 제어 유닛(12)에 동작가능하게 연결되는 통합형 압력 센서(15)를 더 포함한다. 압력 센서(15)는 배출 펌프(2)의 동작 중에 상기 액체와 접촉하도록 구성되고, 바람직하게는 입구 스크린(4)에 의해 한정되는 부피 내에 위치된다. 압력 센서(15)는 펌프(2)의 입구(5)의 업스트림에 위치된다. 따라서, 압력 센서(15)는 변하는 압력, 즉 압력 센서(15) 상에 작용되는 액체 압력 및 공기압의 합을 모니터링하도록 배치된다. 압력 센서(15)는 센서 내에 또는 센서 외에 자기 자신의 고정된 레퍼런스 압력을 가진다. 따라서, 고정된 레퍼런스 압력을 가지는 가스 볼륨이 센서 내에 또는 펌프 내의 공동 내에 위치될 수 있다. 고정된 레퍼런스 압력은 시간이 변해도 일정하다. 따라서, 압력 센서(15)는 소위 실링된 압력 센서, 바람직하게는 소위 절대 압력 센서에 의해 구성된다. 절대 압력 센서 내에서 레퍼런스 압력은 보통 진공이거나, 거의 진공이거나 적어도 대기압보다 훨씬 적다. 그러나, 일반적인 실링된 압력 센서 내에서는 그 외의 자기-선택된 레퍼런스 압력 레벨들이 착상가능하다는 것을 지적할 수 있다. 고정된 레퍼런스 압력은 바람직하게는 500 hPa 이하의 범위에 있는 것이 바람직하고, 300 hPa 이하이면 가장 바람직하며, 진공 이상이다.
압력 센서(15)는 상이한 고도, 즉 해수면에서 수 천 미터 위에 위치된 현장(예를 들어 400 hPa) 및 해수면 아래에 위치된 현장(예를 들어 1150 hPA)에서 동작가능하게 구성된다. 압력 센서(15)는 변동하는 주위 압력, 즉 낮은 대기압(예를 들어 해수면에서의 980 hPa) 및 높은 대기압(예를 들어 해수면에서 1040 hPa)에서 동작가능하게 구성된다. 압력 센서(15)는 상이한 잠긴 깊이, 즉 전혀 잠기지 않음으로부터 3 미터 깊이까지 잠김까지, 바람직하게는 5 미터까지 잠김(즉 약 500 hPA)까지 동작가능하게 구성된다. 압력 센서(15)는 500 hPa 내지 1500 hPA의 범위, 바람직하게는 300 hPa 내지 2000 hPa의 범위 내의 압력에 노출되도록 구성되는 것이 바람직하다.
액체는 압력 센서(15)의 멤브레인/격판(16)과 직접 접촉하거나 간접 접촉할 수 있다는 것을 지적해야 한다. 그렇지 않으면 잘못된 판독치가 얻어지게 할 수 있는, 멤브레인(16)의 파울링(fouling)을 방지하기 위하여, 액체가 가스를 통해 멤브레인(16)과 간접적으로만 접촉하는 것이 바람직하다. 바람직한 실시예에서, 압력 센서(15)는 액체를 향해 개방된 하부 개구를 가지는 입구 튜브(17)를 포함하는데, 여기에서 입구 튜브(17) 내의 작은 공기 쿠션이 멤브레인(16)을 액체로부터 분리시킨다. 이를 통하여, 멤브레인(16)이 액체 내의 고형물로부터의 임의의 가능한 부정적 영향에 대해 보호된다. 압력 센서(15)의 입구 튜브(17)의 하부 개구는 배출 펌프(2)의 입구(5) 아래의 레벨에 위치되는 것이 바람직하다. 그러나, 대안적으로, 압력 센서(15)의 입구 튜브(17)의 하부 개구는 펌프(2)의 입구(5)와 동일한 레벨, 또는 배출 펌프(2)의 입구(5) 위의 레벨에 위치된다. 입구 튜브(17)의 하부 개구는 펌프(2)의 입구(5)와 동일한 레벨에 또는 40 cm 미만으로 그 위에 위치되어야 한다.
압력 센서(15), 즉 아날로그 레벨 센서를 가짐으로써, 펌프(2)의 동작은 더 정교해질 수 있다. 예를 들어, 순시(momentary) 액체 레벨에 연속적으로 적응된다.
제어 유닛(12)은 배출 펌프(2)를 둘러싸는 액체의 순시 액체 레벨을 순시 압력 센서(15)의 실제 값 및 펌프(2)의 레퍼런스 값 사이의 관련성에 기반하여 결정하도록 구성된다. 배출 펌프(2)의 레퍼런스 값은, 배출 펌프(2)를 둘러싸는 액체의 액체 레벨이 배출 펌프(2)에 관하여 고정되는 미리 결정된 캘리브레이션 레벨과 같아지면 결정되고 캘리브레이션된다. 예를 들어, 제어 유닛(12)은 룩업 테이블 또는 수학적 함수를 활용할 수 있는데, 여기에서 입력 데이터는 적어도 배출 펌프(2)의 현존/현재 레퍼런스 값 및 압력 센서(15)의 순시 실제 값으로 구성되고, 출력 데이터는 적어도 배출 펌프(2)를 둘러싸는 액체의 순시 액체 레벨에 의해 구성된다. 또한, 배출 펌프(2)를 둘러싸는 액체의 액체 레벨을 결정하는 단계는 실무상, 배출 펌프(2)에 관련된 액체 레벨의 위치, 즉 배출 펌프(2)의 입구(5)의 잠긴 깊이 또는 배출 펌프(2)의 최하단부의 잠긴 깊이 또는 압력 센서(15) 등의 잠긴 깊이를 결정하는 것을 의미한다는 것이 이해될 것이다. 펌프(2)의 동작 중에, 순시 액체 레벨의 결정은 연속적으로 또는 미리 결정된 시간 간격마다 수행될 수 있다. 펌프(2)는 액체 레벨을 결정하는 중에 액티브 또는 인액티브일 수 있다.
배출 펌프(2)를 둘러싸는 액체의 액체 레벨을 시간이 지남에 따라 정확하게 결정할 수 있도록 빈번하게 캘리브레이션되는 레퍼런스 값을 가지는 것이 중요하다. 따라서, 절대 압력 센서(15)를 포함하는 펌프(2)는 빈번하게 캘리브레이션되어야 한다. 이것은, 액체 표면에 작용되는 공기압이, 변하는 날씨 상태 때문에, 즉 배출 펌프(2)의 위치에서 고압 대 저압으로 변하기 때문에, 배출 펌프(2)의 고도가, 예를 들어 펌프가 광산 내에서 수직 방향으로 많은 거리만큼 이동되어 변하기 때문에, 예를 들어 광산 내에 광범위한 환기가 이루어지는 것처럼 공기압을 사람이 변하게 하기 때문에 시간이 지남에 따라서 변하기 때문이다. 예를 들어, 날씨에서의 고압과 저압 사이의 공기압차는, 배출 펌프(2)를 둘러싸는 액체의 액체 레벨을 결정할 때 약 40-50 cm의 잘못된 값에 대응하는 약 40-50 hPa이다. 사람이 초래한 공기압차는 극단 조건에서는 배출 펌프(2)를 둘러싸는 액체의 액체 레벨을 결정할 때 약 500 cm의 잘못된 값에 대응하는 약 500 hPa일 수 있다. 액체 레벨이 실제보다 더 낮다고 펌프(2)가 믿는다면 이것은 잠재적으로 침수의 문제를 초래할 것이고, 액체 레벨이 실제보다 높다고 펌프가 믿는다면 이것은 배출 펌프(2)의 과도한 건조 동작(dry running)의 문제를 초래할 것이다. 일부 애플리케이션에서는, 시작 및 중지 사이의 수직 방향의 차이는 심지어 50 센티미터 미만이라는 것이 지적되어야 한다.
따라서, 펌프(2)를 제어하기 위한 본 발명의 방법은 펌프(2)를 캘리브레이션하기 위한 하위-방법을 포함하는데, 이러한 하위-방법은 도 2에 개략적으로 도시되고 다음의 필수적 단계들을 포함한다:
- 펌핑을 개시한다(박스 18),
- 펌프(2)를 둘러싸는 액체의 액체 레벨이 미리 결정된 캘리브레이션 레벨과 같아질 때까지 펌핑을 계속하는데, 미리 결정된 캘리브레이션 레벨은 펌프(2)에 관하여 고정된다(박스 19-20),
- 펌프(2)를 둘러싸는 액체의 액체 레벨이 상기 미리 결정된 캘리브레이션 레벨과 같아지면, 압력 센서(15)의 캘리브레이션 레벨 실제 값을 결정한다(박스 21), 그리고
- 상기 캘리브레이션 레벨 실제 값에 대응하는 새로운 레퍼런스 값을 설정함으로써 펌프(2)를 캘리브레이션한다(박스 22).
펌핑을 개시하는 단계(박스 18)는, 제어 유닛(12)이 전기 모터(9), 구동 샤프트(10) 및 임펠러(11)를 제어하여 액체를 펌핑하기 위해 회전을 시작하게 하는 것을 수반한다. 펌핑을 개시하는 단계(박스 18)는, 펌프 시작 액체 레벨에 도달하는 것에 대한 응답으로서 또는 현재/현존 액체 레벨과 독립적으로, 즉 시간 등에 기반한 제어 유닛(12) 내의 명령에 대한 응답으로서 수행될 수 있다.
펌프(2)를 둘러싸는 액체의 액체 레벨이 미리 결정된 캘리브레이션 레벨과 같아질 때까지(박스 20) 펌핑을 계속하는 단계(박스 19)는, 제어 유닛(12)이 액체 레벨이 미리 결정된 캘리브레이션 레벨까지 감소될 때를 모니터링하는 것을 수반한다. 액체 레벨이 캘리브레이션 레벨과 같아지는 것은 압력 센서(15)에 의해 모니터링되지 않고, 다른 센서/장비를 통해서 제어 유닛(12)에 의해 모니터링된다. 캘리브레이션 레벨은 펌프(2)에 관하여 고정되고, 바람직한 실시예에 따르면 캘리브레이션 레벨은 펌프(2)의 입구(5)와 같은 레벨인데, 여기에서 제어 유닛(12)이 펌프(2)에 스노어링이 발생하고 있다고 검출하면, 펌프를 둘러싸는 액체의 액체 레벨은 캘리브레이션 레벨과 같다고 결정된다. 다른 실시예에 따르면, 액체 검출기 센서가 상기 펌프(2)의 외부에 연결되고, 펌프(2)의 캘리브레이션 레벨은 상기 액체 검출기 센서와 같은 레벨이며, 액체 검출기 센서로부터 상기 제어 유닛(12)으로의 신호가 변경되면, 즉 액체 검출기 센서가 더 이상 액체의 존재를 검출하지 않으면, 펌프(2)를 둘러싸는 액체의 액체 레벨은 캘리브레이션 레벨과 같다고 결정된다.
펌프(2)를 캘리브레이션하는 단계(박스 22)는, 새로운 레퍼런스 값이 펌프(2) 내에, 예를 들어 제어 유닛(12) 또는 압력 센서(15) 내에서 설정되는 것을 수반하는데, 여기에서 레퍼런스 값은 압력 센서(15)의 캘리브레이션 레벨 실제 값에 대응한다. 레퍼런스 값은 캘리브레이션 레벨 실제 값과 같도록 설정되는 것이 바람직한데, 여기에서 제어 유닛(12)은 펌프(2) 결정의 동작 중에 펌프(2)를 둘러싸는 액체의 순시 액체 레벨을 압력 센서(15)의 순시 실제 값 및 펌프(2)의 현존/현재 레퍼런스 값 사이의 차이에 기반하여 결정한다. 압력 센서(15)의 실제 값 및 펌프(2)의 현존/현재 레퍼런스 값 사이의 특정한 차이는, 순시 액체 레벨 및 미리 결정된 캘리브레이션 레벨 사이의 높이에서의 차이에 직접적으로 관련된다.
바람직한 실시예에 따르면, 이러한 하위-방법은, 펌프(2)를 둘러싸는 액체의 액체 레벨이 캘리브레이션 레벨과 같아지면 펌프(2)를 중지시키는 단계를 수반한다. 여기에서, 압력 센서(2)의 캘리브레이션 레벨 실제 값을 결정하는 단계는, 펌프(2)를 중지시키는 단계 이후에 수행되는 것이 바람직하다. 따라서, 펌프(2)는 캘리브레이션 레벨 실제 값이 결정될 때 펌프(2)를 둘러싸는 액체를 교란시키지 않고, 이를 통하여 잘못된 값이 얻어질 위험성이 방지된다.
배출 펌프(2)를 캘리브레이션하는 하위-방법은, 규칙적인 시간 간격에서, 예를 들어 3-240 분마다, 및/또는 펌프(2)가 급전/활성화될 때마다 수행되는 것이 바람직하다. 대안적 실시예에 따르면, 펌프(2)를 캘리브레이션하는 하위-방법은 펌핑이 개시될 때마다, 즉 펌프(2)가 펌프(2)를 둘러싸는 액체의 순시 액체 레벨을 미리 결정된 캘리브레이션 레벨로 낮출 때마다 수행된다. 다르게 말하면 펌프 중지 액체 레벨이 캘리브레이션 레벨과 같아질 때이다. 따라서, 이것은 펌프(2) 내로의 유입량이 많아서 펌프가 캘리브레이션 레벨에 도달하기 위해서 장 시간(수 시간 또는 수 일) 동작하고 있는 애플리케이션에서 특히 유용하다.
일부 애플리케이션에서, 배출 펌프(2)는 연속적으로 동작하고 있으며, 즉 임펠러(11)가 양의 방향으로 회전하고 있다. 임펠러(11)의 회전의 양의 방향은 액체를 입구(5)로부터 배출 펌프(2)의 출구(7)를 향해 펌핑하기 위해서 사용되는 회전 방향과 같다. 이러한 배출 펌프(2)를 정지 상태로부터 시동할 때에 극복되어야 하는 큰 관성 모멘트 때문에, 고형물, 즉 슬러리를 포함하는 액체/물을 펌핑하는 배출 펌프(2)의 동작 속도를 양의 방향으로 낮은 회전 속도로부터 증가시키는 것은, 배출 펌프(2)의 동작 속도를 정지상태부터 동일한 속도까지 증가시키는 것보다 훨씬 적은 에너지를 소모한다. 더 좋지 않은 상황은, 배출 펌프(2)의 동작 속도를 음의 방향으로의 강제된 회전으로부터 양의 방향으로 증가시키는 것이다. 이러한 상황은, 배출 펌프(2)가 아이들 상태가 되고 액체가 출구 도관(3)을 통해 그리고 배출 펌프(2)를 통해 제 1 베이신(13) 내로 역방향으로 흘러서, 임펠러(11)가 풍력 터빈과 같이 음의 방향으로 회전하도록 강제될 것인 경우에 발생할 것이다. 배출 펌프(2)가 음의 회전으로부터 직접적으로, 양의 방향으로의 동작 속도를 증가시키도록 지시되면, 보호 모터 스위치가 거의 확실하게 릴리스/트릭(trig)될 것이다. 여기에서, 배출 펌프(2)가 언제나 동작/실행중이어야 한다는 것이 운영자/고객으로부터의 명시적인 요구인데, 그 이유는 수평 갱도가 침수됨으로 인해 광산이 정지되면 엄청난 비용이 발생하기 때문에 운영자/고객은 배출 펌프가 과도하게 마모되는 것을 선호할 것이기 때문이다.
배출 펌프(2)에 스노어링이 발생하고 있는지 여부를 검출하는 단계는 상이한 기법들을 독립적으로 또는 서로 조합하여 수행될 수 있다. "스노어링(snoring)"이라는 용어는, 배출 펌프(2)에 스노어링 동작 모드에서 동작된다는 것, 즉 배출 펌프(2)가 공기 및 액체의 혼합물을 입구(5) 안으로 빨아들인다는 것을 수반한다. 제어 유닛(12)은, 배출 펌프(2)가 매 시점/시간마다 미리 결정된 동작 속도를 가지도록 제어한다.
스노어링을 검출하기 위한 바람직한 실시예는, 배출 펌프(2)의 전력 또는 전류 소모를 제어 유닛(12)을 사용하여 모니터링하는 것이다. 배출 펌프(2)의 전력 또는 전류 소비가 미리 결정된 범위 밖으로 크게 요동하거나 및/또는 미리 결정된 임계 아래로 감소되기 시작하면, 배출 펌프(2)에는 스노어링이 발생하기 시작하고 제어 유닛(12)은 스노어링 상태를 검출한다.
스노어링을 검출하기 위한 대안적 실시예는 배출 펌프(2)의 토크를 제어 유닛(12)을 사용하여 모니터링하는 것이다. 배출 펌프(2)의 토크가 미리 결정된 범위 밖으로 크게 요동하거나 및/또는 미리 결정된 임계 아래로 감소되기 시작하면, 배출 펌프(2)에는 스노어링이 발생하기 시작하고 제어 유닛(12)은 스노어링 상태를 검출한다.
스노어링을 검출하기 위한 다른 대안적 실시예는, 배출 펌프(2)의 출구(7) 등에서 소리, 진동, 압력 중 하나 이상을 모니터링하는 것을 구성한다.
펌프(2)는 위의 방법의 단계들을 실행하도록 구성되는 수단을 포함한다. 위의 방법의 단계들 중 많은 것은 제어 유닛(12)에 의해 수행/제어되는 것이 바람직하고, 따라서 "배출 펌프(2)가 ~을 포함한다"는 용어는 상기 수단이 배출 펌프(2)의 펌프 하우징 내에 위치되어야 한다는 것을 꼭 암시하는 것이 아니다. 따라서 이러한 용어는 액세스가능한/이용가능한/배출 펌프(2)에 동작가능하게 연결가능한 수단을 더 포함한다.
펌프(2)가 위의 방법의 단계들을 수행하게 하기 위한 명령을 포함하는 컴퓨터 프로그램 제품/패키지가 액세스가능하고/이용가능하고/배출 펌프(2)에 동작가능하게 연결가능하다. 상기 컴퓨터 프로그램 제품은 제어 유닛(12) 내에 위치/내에서 실행되는 것이 바람직하다.
여기에서, 운영자의 선택에 의하여, 펌프가 정상 동작 중에 공통 온-오프 방식으로 동작되도록 구성될 것이고, 즉 펌프가 액체 시작 레벨에서 펌핑을 시작하고 액체 중지 레벨에서 펌핑을 중지하도록 레벨 센서에 의해 제어되도록 구성될 것이라는 것이 지적되어야 한다.
본 발명의 실현가능한 수정예
본 발명은, 위에서 설명되고 주로 예시하고 도시하는 목적만을 가지는 도면에 도시되는 실시예로만 한정되지 않는다. 본 출원서는 여기서 설명되는 바람직한 실시예의 모든 조절 및 변형을 커버하도록 의도되고, 따라서 본 발명은 첨부된 특허청구범위의 표현에 의하여 정의되며, 이에 따라서 장비는 첨부된 청구항의 범위 내에서 모든 실현가능한 방법으로 수정될 수도 있다.
본 명세서에서 "통합된"이라는 용어는 "통합/종합된 어셈블리의 일부임"이라는 의미를 가진다는 것이 지적되어야 한다.
또한, "액체 레벨을 모니터링한다"는 용어는 "액체 레벨을 측정한다", "액체 레벨을 결정한다", "액체 레벨을 감지한다", "액체 레벨을 검출한다"라고도 불릴 수 있다는 것도 지적되어야 한다.
위, 아래, 상부, 하부 등과 같은 용어에 대한/관련한 모든 정보가 도면에 따라서 지향되는 장비를 가지는 것으로 해석/판독되어야 하며, 도면은 참조 번호가 적합한 방식으로 판독될 수 있게 하는 방식으로 지향된다는 것이 지적되어야 한다. 따라서 이러한 용어는 오직 도시된 실시예 내의 상호 관련성을 표시할 뿐이고, 이러한 관련성은 본 발명에 따른 장비에 다른 구조/디자인이 제공되면 변경될 수도 있다.
따라서, 특정 실시예로부터의 피쳐들이 다른 실시예로부터의 피쳐들과 결합될 수도 있다는 것이 명시적으로 진술되지는 않았다고 하더라도, 이것은 그러한 조합이 가능한 경우 명백한 것으로 간주되어야 한다는 것이 역시 지적되어야 한다.

Claims (11)

  1. 고형물을 포함하는 액체를 펌핑하도록 구성되고 펌프(2)의 동작 중에 액체 내에 적어도 부분적으로 잠기는 펌프(2)를 제어하는 방법으로서,
    상기 펌프(2)는,
    - 통합형 제어 유닛(12);
    - 전기 모터(9) 및 구동 샤프트(10)를 갖는 구동 유닛; 및
    - 상기 구동 샤프트(10)를 통해 상기 전기 모터(9)에 연결되는 임펠러(11)를 포함하는 유압 유닛을 포함하고,
    상기 제어 유닛(12)은 상기 전기 모터(9)에 동작가능하게 연결되고, 상기 펌프(2)의 동작을 모니터링하고 제어하도록 구성되며,
    상기 펌프(2)는, 고정된 레퍼런스 압력을 가지고 상기 제어 유닛(12)에 동작가능하게 연결되는 통합형 압력 센서(15)를 더 포함하고,
    상기 제어 유닛(12)은 펌프(2)를 둘러싸는 액체의 액체 레벨을 상기 압력 센서(15)의 실제 값과 레퍼런스 값 사이의 관계에 기반하여 결정하도록 구성되며,
    상기 방법은 상기 펌프(2)를 캘리브레이션하기 위한 하위-방법을 포함하고, 상기 하위-방법은,
    - 펌핑을 개시하는 단계;
    - 상기 펌프(2)를 둘러싸는 액체의 액체 레벨이 미리 결정된 캘리브레이션 레벨과 같아질 때까지 펌핑을 계속하는 단계 - 상기 미리 결정된 캘리브레이션 레벨은 상기 펌프(2)에 관하여 고정됨 -;
    - 상기 펌프(2)를 둘러싸는 액체의 액체 레벨이 상기 미리 결정된 캘리브레이션 레벨과 같아지면, 상기 압력 센서(15)의 캘리브레이션 레벨 실제 값을 결정하는 단계; 및
    - 상기 캘리브레이션 레벨 실제 값에 대응하는 새로운 레퍼런스 값을 설정함으로써 상기 펌프(2)를 캘리브레이션하는 단계를 포함하는, 펌프 제어 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 하위-방법은,
    상기 펌프(2)를 둘러싸는 액체의 액체 레벨이 상기 캘리브레이션 레벨과 같아지면 상기 펌프(2)를 중지시키는 단계를 포함하는, 펌프 제어 방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 압력 센서(15)의 캘리브레이션 레벨 실제 값을 결정하는 단계는, 상기 펌프(2)를 중지시키는 단계 이후에 수행되는, 펌프 제어 방법.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 펌프(2)의 캘리브레이션 레벨은 상기 펌프(2)의 입구(5)와 같은 레벨이고,
    상기 제어 유닛(12)이 상기 펌프(2)에 스노어링(snoring)이 발생하고 있다고 검출하면, 상기 펌프(2)를 둘러싸는 액체의 액체 레벨은 상기 캘리브레이션 레벨과 같다고 결정되는, 펌프 제어 방법.
  5. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    액체 검출기 센서가 상기 펌프(2)의 외부에 연결되고,
    상기 펌프(2)의 캘리브레이션 레벨은 상기 액체 검출기 센서와 같은 레벨이며,
    상기 액체 검출기 센서로부터 상기 제어 유닛(12)으로의 신호가 변경되면, 상기 펌프(2)를 둘러싸는 액체의 액체 레벨은 상기 캘리브레이션 레벨과 같다고 결정되는, 펌프 제어 방법.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 펌프(2)를 캘리브레이션하기 위한 하위-방법은 규칙적인 시간 간격마다 수행되는, 펌프 제어 방법.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 펌프(2)를 캘리브레이션하기 위한 하위-방법은 상기 펌프(2)가 급전될 때마다 수행되는, 펌프 제어 방법.
  8. 고형물을 포함하는 액체를 펌핑하기 위한 펌프로서, 상기 펌프는 펌프(2)의 동작 중에 액체 내에 적어도 부분적으로 잠기게 되고, 상기 펌프는,
    - 통합형 제어 유닛(12);
    - 전기 모터(9) 및 구동 샤프트(10)를 갖는 구동 유닛; 및
    - 상기 구동 샤프트(10)를 통해 상기 전기 모터(9)에 연결되는 임펠러(11)를 포함하는 유압 유닛을 포함하고,
    상기 제어 유닛(12)은 상기 전기 모터(9)에 동작가능하게 연결되고, 상기 펌프(2)의 동작을 모니터링하고 제어하도록 구성되며,
    상기 펌프(2)는, 고정된 레퍼런스 압력을 가지고 상기 제어 유닛(12)에 동작가능하게 연결되는 통합형 압력 센서(15)를 포함하고,
    상기 제어 유닛(12)은 펌프(2)를 둘러싸는 액체의 액체 레벨을 상기 압력 센서(15)의 실제 값과 레퍼런스 값 사이의 관계에 기반하여 결정하도록 구성되며,
    상기 제어 유닛(12)은 제 1 항에 따른 하위-방법의 단계들을 실행하도록 구성되는, 펌프,
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 압력 센서(15)는 실링된 압력 센서로 구성되는, 펌프.
  10. 제 8 항 또는 제 9 항에 있어서,
    상기 압력 센서(15)는 절대 압력 센서로 구성되는, 펌프.
  11. 컴퓨터 프로그램 제품으로서,
    제 8 항에 따른 펌프(2)의 제어 유닛(12)이 제 1 항에 따른 하위-방법의 단계들을 실행하게 하는 명령을 포함하는, 컴퓨터 프로그램 제품.
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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
IT201900012879A1 (it) * 2019-07-25 2021-01-25 Dab Pumps Spa Dispositivo per la rilevazione del livello di un pozzo/serbatoio ed elettropompa ad immersione con tale dispositivo
CN110440869B (zh) * 2019-08-13 2020-11-10 刘琳 一种水利工程管理用的水位检测装置及方法
CN111735517B (zh) * 2020-07-13 2023-10-20 浙江聚励云机械科技有限公司 液位测量方法

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2910003A (en) * 1955-03-11 1959-10-27 American Crucible Products Com Pump control
US3623366A (en) * 1970-04-08 1971-11-30 Former Electric Products Co In Pressure responsive switches and systems pertaining thereto
GB1562689A (en) * 1975-11-18 1980-03-12 Bell & Howell Ltd Pressure-responsive apparatus
US4627281A (en) * 1985-05-10 1986-12-09 Tavis Corporation Tank gaging system
JPH0419518A (ja) * 1990-05-11 1992-01-23 Toshiba Corp 水位計の自動校正制御装置
US6227808B1 (en) * 1999-07-15 2001-05-08 Hydroair A Unit Of Itt Industries Spa pressure sensing system capable of entrapment detection
NL1018964C2 (nl) * 2001-09-16 2003-03-20 Kanters Bedrijven Nv Pompinrichting, vloeistofniveauschakelaar en elastisch vervormbaar lichaam.
EP1403522B1 (de) * 2002-09-26 2005-11-23 Grundfos A/S Verfahren zur Erfassung eines Differenzdruckes
AU2008217000B2 (en) * 2007-09-21 2012-02-09 Multitrode Pty Ltd A pumping installation controller
CN101328898A (zh) * 2008-07-31 2008-12-24 泽尼特泵业（苏州）有限公司 潜水泵液位控制系统
US9334175B2 (en) * 2010-07-02 2016-05-10 1501367 Alberta Ltd. Method and apparatus for treatment of fluids
CN203276048U (zh) * 2013-06-17 2013-11-06 哈尔滨理工大学 一种利用气压传感器测控液位的装置
US11234577B2 (en) * 2020-01-22 2022-02-01 Haier Us Appliance Solutions, Inc. System and method for calibrating a wash fluid level detection system in a dishwasher appliance

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