Procedimiento para el funcionamiento de una instalación de elevación de aguas residuales e instalación que funciona con este procedimiento.

Procedimiento para la regulación y el funcionamiento de una instalación de elevación de aguas residuales equipada con una bomba centrífuga, que se utiliza para el transporte de las aguas residuales con o sin sustancias fecales y dado el caso, de aguas superficiales a un sistema de canales, llegando las aguas residuales a ser transportadas a través de un elemento de retención

(6, 11), especialmente una válvula de retención en una tubería (4) preferentemente por debajo de un nivel de inundación (1) definido para el sistema de canales (5), y estando predeterminada una velocidad de flujo mínima para el transporte, caracterizado porque en una instalación de elevación totalmente instalada se determinan primeramente para los diferentes puntos de funcionamiento distintivos, la máxima altura geodésica incluyendo pérdidas dinámicas, la altura de transporte geodésica y la obtención de velocidades de flujo mínimas prescritas, así como las velocidades de rotación significativas de la bomba centrífuga (8) con la ayuda de un electromotor (9) que impulsa la bomba centrífuga (8) y que está equipado con un convertidor de frecuencia programable (10) y junto con los datos resultantes de este proceso se almacenan en una unidad central que controla la instalación, constituyendo la base para su funcionamiento posterior y establece la curva característica de la instalación de elevación de aguas residuales utilizando los datos obtenidos y en base a esta curva característica se determina la 15 velocidad de rotación correspondiente a la velocidad de flujo mínima prescrita.

Tipo: Patente Europea. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: E06011987.

Solicitante: KSB AKTIENGESELLSCHAFT.

Inventor/es: GROSCHEL,JURGEN.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION E — CONSTRUCCIONES FIJAS > SUMINISTROS DE AGUA; EVACUACION DE AGUAS > ALCANTARILLAS; FOSAS SEPTICAS > Estructura de alcantarillas > E03F5/22 (Adaptaciones de instalaciones de bombeo para subir las aguas de alcantarilla (aparatos sobre ruedas para el vaciado de alcantarillas o de fosas sépticas E03F 7/10; bombas, instalaciones de bombeo en sí F04))

PDF original: ES-2526197_T3.pdf

 

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Fragmento de la descripción:

Procedimiento para el funcionamiento de una instalación de elevación de aguas residuales e instalación que funciona con este procedimiento

El invento trata de un procedimiento para la regulación y el funcionamiento de una instalación de elevación de aguas residuales equipada con una bomba centrífuga, que se utiliza para el transporte de las aguas residuales con o sin sustancias fecales y dado el caso, de aguas superficiales a un sistema de canales, llegando las aguas residuales a ser transportadas a través de un elemento de retención, especialmente una válvula de retención en una tubería preferentemente por debajo de un nivel de inundación definido para el sistema de canales, y estando predeterminada una velocidad de flujo mínima para el transporte. Además, el invento trata también de una Instalación de elevación de aguas residuales en sí.

Las Instalaciones de elevación de aguas residuales que tienen que transportar el agua que cae por debajo del nivel de Inundación de un sistema de canales están dispuestas mayormente en edificios residenciales. Estas sirven sobre todo para transportar aguas residuales con sustancias fecales que caen sobre todo en los sótanos de dichos edificios residenciales. Por lo tanto, también son denominadas con frecuencia Instalaciones de elevación de aguas residuales con sustancias fecales.

Para diseñar dichas instalaciones se determina primeramente la altura de transporte geodésica existente del lado de la construcción y las pérdidas dinámicas por el flujo. Sobre la base de estos datos se determina la curva característica de la tubería. Ahora se calculan los caudales máximos y mínimos a partir de las velocidades de flujo máximas prescitas según la norma y se registran en un diagrama preparado. Las curvas características de varias de las instalaciones de elevación disponibles se registran convenientemente en el diagrama. Un punto de Intersección de la curva característica de las instalaciones de elevación y de la tubería dispuesto en el área admisible, proporciona la referencia buscada para una instalación de elevación adecuada.

Si bien los costes a incurrir para el diseño de una instalación de elevación se pueden minimizar, permanece sin embargo el peligro de sobre-dimensionamiento de la instalación de elevación debido a las pérdidas estimadas demasiado elevadas. Esto conduce al hecho de que la instalación es puesta en funcionamiento fuera de velocidades de flujo permisibles, produciéndose ruidos no deseados. Además de los ruidos del flujo en la tubería, se puede producir un funcionamiento semejante al beber por sorbos en el caso de flujos volumétricos demasiado grandes de la bomba al alcanzar el nivel mínimo de líquido, lo cual también genera ruidos molestos en el edificio.

El invento tiene por objeto proporcionar un procedimiento que supere los problemas identificados del diseño y ponga a disposición una instalación de elevación de aguas residuales adaptada a la aplicación específica y que no emita ruidos molestos durante el funcionamiento.

Este objeto se consigue según el invento, para una instalación del tipo mencionado por un procedimiento, que en una instalación de elevación totalmente instalada determina primeramente para los diferentes puntos de funcionamiento distintivos, las velocidades de rotación significativas de la bomba centrífuga con la ayuda de un electromotor que impulsa la bomba centrífuga y que está equipado con un convertidor de frecuencia programable y junto con los datos resultantes de este proceso se almacenan en una unidad central que controla la instalación, constituyendo la base para su funcionamiento posterior.

El procedimiento según el invento determina por sí mismo todos los parámetros relevantes de la instalación en particular y regula la instalación de elevación en consecuencia. Esta auto-regulación tiene la ventaja de que la instalación de elevación es puesta en funcionamiento en el rango de velocidad de flujo óptimo y por lo tanto los ruidos antes citados no se producen.

Los costes necesarios hasta ahora para el diseño de la instalación se ahorran. El requisito de la norma respecto a velocidades de flujo específicas se cumple con seguridad. Además, la instalación se puede utilizar en una amplia gama de aplicaciones, por lo que se reduce el número de variantes necesarias, lo cual a su vez genera un ahorro para en la fabricación y el almacenamiento.

La unidad de control utilizada para la auto-regulación también puede asumir aún una serie de tareas de vigilancia hasta incluso la autoasistencia.

Un configuración adecuada del procedimiento según el invento prevé que durante una primera puesta en marcha o en una nueva puesta en marcha de la instalación de elevación de aguas residuales, la bomba centrífuga arranque con una velocidad de rotación máxima constante y se desconecte antes de llegar a un todavía adecuado nivel mínimo de las aguas residuales necesario para que luego, con la unidad de retorno cerrada se reconecte la bomba centrífuga, desarrollándose su velocidad de rotación de forma constante, almacenándose la velocidad de rotación al

abrir la unidad de retorno, como la velocidad correspondiente a la altura de transporte del punto cero, y así se determina y almacena luego la velocidad de rotación correspondiente a la velocidad de flujo mínima prescrita.

La determinación de la velocidad de rotación correspondiente a la velocidad de flujo mínima prescrita se puede hacer de diferentes maneras. Por un lado, se puede determinar la velocidad de rotación mediante operaciones de cálculo. En este caso, la curva característica de la instalación es (determinada por la altura de transporte del punto cero) y la curva característica de la bomba se intersecta en un punto de caudal correspondiente mayor que la velocidad de flujo mínima. Por otro lado, la velocidad de rotación cuestionable también se puede determinar por medio de una válvula de retorno dispuesta en la tubería. En este caso se utiliza adecuadamente una válvula de retorno conformada según el principio de presión dinámica, como medidor de caudal.

En otra configuración favorable del invento, se sugiere que la desconexión de la bomba centrífuga se realice a través de una rampa de velocidad de rotación preestablecida. Esto tiene el efecto beneficioso de que la unidad de retorno se cierra lentamente, con lo que se evita un sonido de cierre fuerte y duro.

Como se mencionó anteriormente, una instalación de elevación que trabaja según el procedimiento del invento, también es capaz de hacerse cargo de las tareas de vigilancia durante el funcionamiento. Así, el procedimiento detecta, debido a un esquema de evaluación diseñado apropiadamente, un bloqueo de la unidad de retorno o un fallo del flujo en la tubería, en virtud de lo cual se puede producir una acción correctiva. De este modo en el caso de un fallo detectado del caudal, se puede incrementar la velocidad de rotación de la bomba centrífuga, por así decirlo, se puede causar una corriente de purga. Sólo después de superar un período predeterminado de tiempo se emite una señal de cierre y/o una señal de alerta en el caso de persistir el fallo.

Por último, se propone también que en una transición de la velocidad de flujo en un rango máximo de carga predeterminado se produzca un aumento de la velocidad de rotación, manteniéndose en cada caso la velocidad de flujo permisible. Esto permite que con un dimensionamiento correspondiente de la bomba centrífuga se ahorre una bomba de carga máxima hasta ahora requerida.

Una instalación de elevación de aguas residuales que aplica el procedimiento según el invento y que está provista de una bomba centrífuga para el transporte de aguas residuales con o sin sustancias... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Procedimiento para la regulación y el funcionamiento de una instalación de elevación de aguas residuales equipada con una bomba centrífuga, que se utiliza para el transporte de las aguas residuales con o sin sustancias fecales y dado el caso, de aguas superficiales a un sistema de canales, llegando las aguas residuales a ser transportadas a través de un elemento de retención (6, 11), especialmente una válvula de retención en una tubería (4) preferentemente por debajo de un nivel de inundación (1) definido para el sistema de canales (5), y estando predeterminada una velocidad de flujo mínima para el transporte, caracterizado porque en una instalación de elevación totalmente instalada se determinan primeramente para los diferentes puntos de funcionamiento distintivos, la máxima altura geodésica incluyendo pérdidas dinámicas, la altura de transporte geodésica y la obtención de velocidades de flujo mínimas prescritas, así como las velocidades de rotación significativas de la bomba centrífuga (8) con la ayuda de un electromotor (9) que impulsa la bomba centrífuga (8) y que está equipado con un convertidor de frecuencia programable (10) y junto con los datos resultantes de este proceso se almacenan en una unidad central que controla la instalación, constituyendo la base para su funcionamiento posterior y establece la curva característica de la instalación de elevación de aguas residuales utilizando los datos obtenidos y en base a esta curva característica se determina la velocidad de rotación correspondiente a la velocidad de flujo mínima prescrita.

2. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque en una primera puesta en marcha o en una nueva puesta en marcha de la instalación de elevación de aguas residuales, la bomba centrífuga (8) se arranca a una velocidad de rotación máxima constante y se apaga antes de llegar a un nivel de aguas residuales mínimo aún adecuado para el transporte, y a continuación, estando la unidad de retorno (11) cerrada, se reactiva la bomba centrífuga (8) y la velocidad de rotación se desarrolla de forma continua, siendo la velocidad de giro alcanzada al abrir la unidad de retorno (11), almacenada como la velocidad de giro correspondiente de la altura de transporte del punto cero, después de lo cual se determina y se almacena la velocidad de rotación correspondiente de la velocidad de flujo mínima prescrita.

3. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque la velocidad de rotación correspondiente de la velocidad mínima de flujo prescrita se determina a través un medidor de caudal dispuesto en la tubería.

4. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 3, caracterizado porque una válvula de retención (11) que funciona bajo el principio de presión dinámica, se utiliza como un medidor de caudal.

5. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque la desconexión de la bomba centrífuga (8) se produce a través de una rampa de velocidad de rotación preestablecida.

6. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado por un esquema de evaluación que reconoce un bloqueo de la unidad de retención (11) y con una acción derivada de ello.

7. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado por un esquema de evaluación que reconoce un fallo de flujo en la tubería (4) y con una acción derivada de ello.

8. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 6 ó 7, caracterizado porque en un fallo de flujo detectado se incrementa la velocidad de la bomba centrífuga (8), emitiéndose una señal de desconexión y/o una señal de advertencia después de superar un periodo de tiempo predeterminado y de persistir el fallo.

9. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque en una transición de la velocidad de flujo en un rango máximo de carga predeterminado se produce un aumento de la velocidad de rotación, manteniéndose en cada caso la velocidad de flujo permisible.

10. Instalación de elevación de aguas residuales para llevar a cabo el procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 9, comprendiendo la instalación de elevación de aguas residuales un recipiente recolector (2) conectado a una tubería de aguas residuales (3) y una tubería de transporte (4) que desemboca en un canal de aguas residuales (5), estando la instalación de elevación de aguas residuales equipada con una unidad central que controla la unidad de elevación de aguas residuales y con una bomba centrífuga (8), estando su motor eléctrico (9) provisto de un convertidor de frecuencia programable (10), y estando una válvula de retorno (11) prevista en la tubería de transporte (4) conectada aguas abajo de la bomba centrífuga (8), caracterizada porque la bomba centrífuga (8) está dispuesta en el recipiente recolector (2), y porque es puesta en funcionamiento según el procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 9.

11. Instalación de elevación de aguas residuales según la reivindicación 10, caracterizada porque la válvula de retención (6) está equipada con un sensor que anuncia su apertura.

12. Instalación de elevación de aguas residuales según la reivindicación 10 ó 11, caracterizado porque la válvula de retención (6) está conformada según el principio de la presión dinámica como un medidor de caudal.