Procedimiento para detener una bomba hidráulica con velocidad de rotación ajustable en una instalación hidráulica y dispositivo controlador de bomba hidráulica.

Procedimiento para detener una bomba (2) hidráulica con velocidad de rotación ajustable en una instalación hidráulica preestablecida a una presión de consigna

(PC), que comprende los pasos de:

- comparar (A) la presión del fluido (p) de la instalación con la presión de consigna (Pc) de la instalación y variar (B) la velocidad de rotación de dicha bomba para igualar la presión de la instalación a la presión de consigna preestablecida;

- verificar (C) si la frecuencia de alimentación (f) de dicha bomba disminuye por debajo de una frecuencia de alimentación de paro (fSTOP) predeterminada y en caso afirmativo detener (D) la bomba hasta que la presión de la instalación descienda (E) por debajo de la presión de consigna caracterizado porque la frecuencia de alimentación de paro (fSTOP) de la bomba se determina automáticamente por unos medios de cálculo conectados a la bomba mediante la expresión:**Fórmula**

a partir de la presión máxima de bombeo (HMAX) de la bomba y la frecuencia de alimentación a velocidad de rotación máxima (fMAX), intrínsecas de la bomba.

Tipo: Patente Europea. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: E11382410.

Solicitante: ESPA 2025, S.L.

Nacionalidad solicitante: España.

Inventor/es: TUBERT BLANCH,Pere, JIMENEZ DESCALZO,Francesc.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION F — MECANICA; ILUMINACION; CALEFACCION;... > MAQUINAS DE LIQUIDOS DE DESPLAZAMIENTO POSITIVO;... > BOMBAS DE DESPLAZAMIENTO NO POSITIVO (bombas de inyección... > F04D15/00 (Control, p. ej. regulación de las bombas, instalaciones o sistemas de bombeo)

PDF original: ES-2510892_T3.pdf

 

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Procedimiento para detener una bomba hidráulica con velocidad de rotación ajustable en una instalación hidráulica y dispositivo controlador de bomba hidráulica.

Fragmento de la descripción:

DESCRIPCION

Procedimiento para detener una bomba hidráulica con velocidad de rotación ajustable en una instalación hidráulica y dispositivo controlador de bomba hidráulica

Sector técnico de la invención

La invención tiene por objetivo un procedimiento y un dispositivo para detener una bomba hidráulica con velocidad de rotación ajustable en una instalación hidráulica.

Antecedentes de la invención

Las bombas hidráulicas instaladas en una instalación tal como una instalación de bombeo de agua deben proporcionar una presión suficiente a dicha instalación para que el caudal de agua se mantenga estable en las diferentes salidas, independientemente del número de salidas abiertas en dicha instalación. Para este fin se 15 conocen dispositivos para el control y detención de bombas hidráulicas que permiten variar la velocidad de rotación de la bomba para permitir que la presión de la instalación sea igual a una presión de consigna preestablecida, independientemente de las válvulas que haya abiertas o cerradas en dicha instalación. WO 2006136202 presenta un método de funcionamiento de las bombas con variador de frecuencia.

Es necesario que cuando todas las salidas de la instalación se cierren, las bombas hidráulicas de dicha instalación se detengan para evitar incrementar innecesariamente la presión de la instalación, además de suponer un desgasto innecesario de la bomba que disminuye su vida útil.

Una solución conocida es dotar las instalaciones hidráulicas de un sensor de caudal que permita detener las bombas 25 cuando el caudal de la instalación es nulo, es decir, todas las válvulas de salida de la instalación están cerradas.

El uso de un sensor de caudal es caro, por lo que en muchos casos se prescinde de dicho sensor de caudal y de manera manual se determina la frecuencia de alimentación de paro de la bomba por simple inspección de la frecuencia de alimentación del motor de la bomba cuando todas las válvulas de la instalación están cerradas y, por 30 tanto, el caudal es nulo. Este procedimiento manual tiene el grave inconveniente que el operario puede determinar una frecuencia de alimentación de paro del motor de la bomba superior o inferior a la frecuencia de alimentación de paro óptima de la bomba, por lo que la bomba puede seguir funcionando cuando el caudal es nulo o puede pararse antes, causando bajadas de presión indeseadas en la presión de la instalación.

Es un objeto de la presente invención dar a conocer un procedimiento y un dispositivo que permiten detener la bomba hidráulica de manera óptima cuando el caudal de la instalación es nulo sin necesidad de utilizar un sensor de caudal.

Explicación de la invención 40

El procedimiento para detener una bomba hidráulica con velocidad de rotación ajustable en una instalación hidráulica preestablecida a una presión de consigna de la presente invención es de los que comprende los pasos de comparar la presión del fluido de la instalación con la presión de consigna de la instalación y variar la velocidad de rotación de dicha bomba para igualar la presión de la instalación a la presión de consigna preestablecida; y detener 45 la bomba si la frecuencia de alimentación de dicha bomba disminuye por debajo de una frecuencia de alimentación de paro previamente determinada, hasta que la presión de la instalación vuelva a disminuir por debajo de la presión de consigna. En esencia, el procedimiento se caracteriza porque la frecuencia de alimentación de paro de la bomba se determina automáticamente mediante la expresión:

MAXCMAXSTOPHPffï?

a partir de la presión máxima de bombeo de la bomba y la frecuencia de alimentación a velocidad de rotación máxima de la bomba, características constructivas de la bomba, que permiten calcular automáticamente la frecuencia de alimentación de paro de la bomba a la que la bomba debe detenerse, evitando que el operario tenga 55 que introducir manualmente y experimentalmente dicho valor de frecuencia de alimentación de paro.

En una variante de la invención, la expresión para calcular la frecuencia de alimentación de paro de la bomba incorpora un margen de seguridad, siendo dicha expresión:

SECMAXCMAXPAROfHPffï?«ï?

Dicho margen de seguridad permite salvar las tolerancias de construcción de la bomba. En una variante concreta, el margen de seguridad es de 1 Hz.

En otra variante de la invención, la bomba se detiene si la frecuencia de alimentación de la bomba disminuye por debajo de la frecuencia de alimentación de paro durante un tiempo de seguridad predeterminado, evitándose detener la bomba durante los transitorios de presión creados por el cierre de la última válvula de la instalación. Si el tipo de válvulas de la instalación permiten cerrar el paso de líquido en un espacio de tiempo muy pequeño, se creará una zona de sobrepresión adyacente a la válvula tras su cierre que se transmitirá a modo de onda de presión a 10 través de las conducciones de la instalación durante un tiempo transitorio hasta que la presión de la instalación se iguale. Es por tanto necesario que la bomba se detenga pasado un tiempo de seguridad predeterminado de al menos dicho tiempo transitorio tras el cierre de la válvula. Se ha observado que dicho tiempo de seguridad predeterminado debe ser de al menos 5 segundos, que es el tiempo transitorio que tarda en estabilizarse la presión del conducto tras el cierre de una válvula o grifo. Es recomendable establecer un valor de dicho tiempo de seguridad 15 predeterminado de 10 segundos, ya que de esta manera se asegura que la presión del conducto se ha restablecido en la mayoría de instalaciones antes de detener la bomba. Naturalmente el valor de dicho tiempo de seguridad predeterminado puede ser ajustado por el operario en función de las características específicas de cada instalación.

En otra variante, el paso de obtener la presión de consigna de la instalación se realiza automáticamente mediante la 20 medición de la presión de la instalación en un instante determinado, permitiendo obtener automáticamente la presión de consigna.

En otra realización, el paso de obtener la presión de consigna de la instalación se realiza introduciendo manualmente dicho valor de presión de consigna. 25

El dispositivo para desencadenar el paro de una bomba hidráulica de la presente invención es de los que comprenden unos medios para obtener en tiempo real el valor de la presión de la instalación hidráulica, tales como un sensor de presión o una entrada para una lectura analógica o digital de la presión; unos medios de memoria para almacenar la presión de consigna preestablecida para la instalación hidráulica, la frecuencia de alimentación a 30 velocidad de rotación máxima de la bomba hidráulica, y la presión máxima de bombeo de la bomba hidráulica; y unos medios de monitorización y control de la frecuencia de alimentación de la bomba hidráulica adaptados para determinar y modificar la frecuencia de alimentación de la bomba para igualar la presión de la instalación con la presión de consigna preestablecida en la instalación hidráulica.

En esencia, el dispositivo se caracteriza porque comprende además unos medios de cálculo que determinan la frecuencia de alimentación de paro de la bomba mediante la siguiente expresión:

MAXCMAXSTOPHPffï?

que generan una señal de paro de la bomba si la frecuencia de alimentación alcanza dicha frecuencia de alimentación de paro.

En una variante de la invención, los medios de cálculo del dispositivo incorporan un margen de seguridad, determinándose la frecuencia de alimentación de paro de la bomba mediante la siguiente expresión: 45

SECMAXCMAXSTOPfHPffï?«ï?

... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Procedimiento para detener una bomba (2) hidráulica con velocidad de rotación ajustable en una instalación hidráulica preestablecida a una presión de consigna (PC) , que comprende los pasos de:

- comparar (A) la presión del fluido (p) de la instalación con la presión de consigna (Pc) de la instalación y variar (B) la velocidad de rotación de dicha bomba para igualar la presión de la instalación a la presión de consigna preestablecida;

- verificar (C) si la frecuencia de alimentación (f) de dicha bomba disminuye por debajo de una frecuencia de alimentación de paro (fSTOP) predeterminada y en caso afirmativo detener (D) la bomba hasta que la 10 presión de la instalación descienda (E) por debajo de la presión de consigna

caracterizado porque

la frecuencia de alimentación de paro (fSTOP) de la bomba se determina automáticamente por unos medios 15 de cálculo conectados a la bomba mediante la expresión:

a partir de la presión máxima de bombeo (HMAX) de la bomba y la frecuencia de alimentación a velocidad 20 de rotación máxima (fMAX) , intrínsecas de la bomba.

2. Procedimiento para detener una bomba (2) hidráulica según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la expresión para calcular la frecuencia de alimentación de paro (fSTOP) de la bomba incorpora un margen de seguridad (fSEC) , siendo dicha expresión: 25

3. Procedimiento para detener una bomba (2) hidráulica según la reivindicación anterior, caracterizado porque el margen de seguridad (fSEC) es de 1 Hz. 30

4. Procedimiento para detener una bomba (2) hidráulica según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la bomba se detiene si la frecuencia de alimentación (f) de dicha bomba disminuye por debajo de la frecuencia de alimentación de paro (fSTOP) durante un tiempo de seguridad predeterminado (tSTOP) .

5. Procedimiento para detener una bomba (2) hidráulica según la reivindicación anterior, caracterizado porque el tiempo de seguridad predeterminado (tSTOP) es de al menos 5 segundos.

6. Procedimiento para detener una bomba (2) hidráulica según la reivindicación anterior, caracterizado porque el tiempo de seguridad predeterminado (tSTOP) es de 10 segundos. 40

7. Procedimiento para detener una bomba (2) hidráulica según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el paso de obtener la presión de consigna (PC) de la instalación se realiza automáticamente mediante la medición de la presión de la instalación en un instante determinado.

8. Procedimiento para detener una bomba (2) hidráulica según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque el paso de obtener la presión de consigna (PC) de la instalación se realiza introduciendo manualmente dicho valor de presión de consigna.

9. Dispositivo (1) para desencadenar el paro de una bomba (2) hidráulica según el procedimiento de una cualquiera 50 de las reivindicaciones 1 a 8 que comprende:

- unos medios para obtener en tiempo real el valor de la presión (3) de la instalación hidráulica;

- unos medios de memoria (4) para almacenar

o la presión de consigna (Pc) preestablecida para la instalación hidráulica; 55

o la frecuencia de alimentación a velocidad de rotación máxima (fMAX) de la bomba hidráulica; y

o la presión máxima de bombeo (HMAX) de la bomba hidráulica - unos medios de control (5) de la frecuencia de alimentación (f) de la bomba hidráulica adaptados para determinar y modificar la velocidad de rotación de la bomba para igualar la presión de la instalación con la presión de consigna preestablecida en la instalación hidráulica; 60

caracterizado porque comprende además unos medios de calculo (6) que determinan la frecuencia de alimentación de paro (fSTOP) de la bomba mediante la siguiente expresión:

que generan una señal de paro de la bomba si la frecuencia de alimentación alcanza dicha frecuencia de alimentación de paro.

10. Dispositivo (1) controlador según la reivindicación anterior, caracterizado porque los medios de cálculo (6) 10 incorporan un margen de seguridad (fSEC) , determinándose la frecuencia de alimentación de paro (fSTOP) mediante la siguiente expresión:

11. Dispositivo (1) controlador según la reivindicación anterior, caracterizado porque el margen de seguridad (fSEC) es de 1 Hz.

12. Dispositivo (1) controlador según una cualquiera de las reivindicaciones 9 a 11, caracterizado porque comprende un interfaz para la modificación de la información almacenada en los medios de memoria (4) . 20

13. Bomba (2) hidráulica caracterizada porque incorpora un dispositivo (1) controlador para una bomba hidráulica según una cualquiera de las reivindicaciones 9 a 12.

14. Instalación (10) hidráulica caracterizada porque comprende al menos una bomba (2) según la reivindicación 25 anterior.