CENTRIFUGA, SISTEMA NO INTRUSIVO PARA DETECCION DE NIVEL DE DICHA CENTRIFUGA Y PROCEDIMIENTO DE CONTROL DE DICHA CENTRIFUGA.
Centrífuga, sistema no intrusivo para detección de nivel de dicha centrífuga y procedimiento de control de dicha centrífuga.
Centrífuga de tipo cesto, caracterizada porque dispone de una cámara para la captación de imágenes en tiempo real del interior del cesto y medios para el tratamiento de dichas imágenes por contraste con el fin de obtener, en escala de grises, la información y control del proceso de centrifugación, carga sólido escurrido, líquido sobrenadante, interfase, etc., sin medios intrusivos, con información trazable para el sistema de control y sin afectación por el medio interno (gases, vapores, polvo, etc.)
Tipo: Patente de Invención. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: P201030534.
Solicitante: RIERA NADEU, S.A..
Nacionalidad solicitante: España.
Provincia: BARCELONA.
Inventor/es: RIERA DOMENECH,MARC.
Fecha de Solicitud: 13 de Abril de 2010.
Fecha de Publicación: .
Fecha de Concesión: 7 de Julio de 2011.
Clasificación Internacional de Patentes:
- B04B13/00 TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES. › B04 APARATOS O MAQUINAS CENTRIFUGAS UTILIZADAS PARA LOS PROCEDIMIENTOS FISICOS O QUIMICOS. › B04B CENTRIFUGADORES (tambores de gran velocidad para la desintegración B02C 19/11). › Sistemas de control especialmente concebidos para los centrifugadores; Control programado de centrifugadores (sistemas de control para la alimentación, la carga, o la descarga B04B 11/00).
Clasificación PCT:
- B04B13/00 B04B […] › Sistemas de control especialmente concebidos para los centrifugadores; Control programado de centrifugadores (sistemas de control para la alimentación, la carga, o la descarga B04B 11/00).
Fragmento de la descripción:
Centrífuga, sistema no intrusivo para detección de nivel de dicha centrífuga y procedimiento de control de dicha centrífuga.
La presente invención hace referencia a una centrífuga tipo cesto.
Más en particular, la presente invención hace referencia a una centrífuga tipo cesto filtrante o decantador, tanto de eje vertical como de eje horizontal, y que presenta un novedoso sistema para conocer el nivel de llenado además de otros diferentes parámetros durante el proceso de centrifugación.
Asimismo, la presente invención hace referencia a un sistema de detección de nivel (así como a otros parámetros) y a un procedimiento de control de dicha centrífuga.
En las máquinas convencionales para filtración o decantación centrífugas, el objetivo principal es separar dos sustancias de una suspensión sólido-líquido. Actualmente, las citadas centrífugas disponen de equipos de medición de nivel de llenado y otros parámetros poco fiables. Estas centrífugas disponen de elementos de control según los casos, entre los que se citan:
- detectores mecánicos,
- detectores mediante ultrasonidos,
- detectores mediante radar,
- detectores mediante láser, y
- palpadores de tipo térmico.
Los elementos de control actualmente conocidos no poseen las características adecuadas para efectuar un control plenamente satisfactorio del proceso de centrifugación. En el caso de los detectores mecánicos se obtienen señales correctas pero, además de ser intrusivos, la señal obtenida sólo proporciona información del nivel del sólido o líquido en el interior del cesto, dejando de lado el control de otras variables requerido para el correcto desarrollo del proceso (como el estado de la carga, descarga del sólido, etc.).
Los detectores de ultrasonidos proporcionan mayor información acerca del proceso, pero requieren ajustes constantes dependientes del tipo de atmósfera interna de la centrífuga (gases, vapores, polvo) y de las condiciones del proceso (como temperatura, presión, entre otras).
Las mediciones mediante radar podrían ser en teoría una solución adecuada para evitar la necesidad de correcciones de los medidores mediante ultrasonidos ya que su calibración se efectúa exteriormente pero aún así no se consideran adecuados porque su respuesta no es lo suficientemente rápida como para suministrar señales válidas para el sistema de control.
Los detectores mediante láser emiten una señal lumínica polarizada para efectuar la detección del nivel del sólido o líquido y otros parámetros según se requiera. Este tipo de medición es difícilmente aplicable en los procesos de las centrífugas de la presente invención, debido a la dificultad para controlar la gran cantidad de reflejos producidos por los elementos internos de la máquina y la velocidad de giro del cesto.
La medición mediante un palpador de tipo térmico por fricción, no brinda las prestaciones requeridas en cuanto a precisión se refiere para realizar un control adecuado y ha sido prácticamente desechado.
Por tanto, la medición de nivel y otros parámetros de funcionamiento es uno de los problemas que se presentan al utilizar la centrifugación o la decantación para la separación de suspensiones. La presente invención pretende dar a conocer una solución eficaz y fiable, no intrusiva, sin presentar los inconvenientes de la técnica hasta ahora conocida al problema planteado.
Por lo tanto, las centrífugas filtrantes y decantadoras, tanto de eje vertical como de eje horizontal, objeto de la presente invención obtienen simultáneamente los datos adecuados para la medición en tiempo real del nivel de sólidos separados, así como de otros parámetros. Estos datos permiten el control y la regulación de la centrífuga en intervalos de tiempo o en continuo, por lo tanto en tiempo real, lo que es difícil en un sistema de control convencional por las razones antes citadas.
La presente invención comprende una centrífuga, un procedimiento para el control de una centrífuga y un sistema para el control de una centrífuga.
La centrífuga objeto de la presente invención comprende una cámara para la obtención de imágenes dispuesta para obtener imágenes del interior del cesto y un módulo de tratamiento de imágenes para el tratamiento de dichas imágenes para la medición de, al menos, un nivel de una sustancia dentro del cesto de la centrífuga. Dicha cámara se ubica preferentemente en el exterior de la envolvente de la centrífuga, para lo cual la centrífuga podrá comprender una mirilla de separación interior/exterior de la envolvente de la centrífuga, a través de la cual la cámara toma las imágenes.
La cámara podrá ser una cámara de adquisición de imágenes bidimensionales o tridimensionales.
Preferentemente, la cámara adquirirá instantáneas a una frecuencia determinada, (más preferentemente a alta frecuencia, para obtener un control en tiempo real) durante el proceso de operación de la centrifuga.
El nivel determinado podrá ser, el nivel de llenado de la suspensión, de espumas, salpicaduras, interfase, etc., incluso de manera simultánea.
Para determinar los niveles, de manera especialmente preferente según la presente invención, el módulo de tratamiento de imágenes presenta un submódulo de medición del cambio de contraste en una imagen adquirida para la detección de una interfase.
Mediante la medición del cambio de contraste también pueden detectarse sin necesidad de intervención humana espumas y/o salpicaduras.
De manera complementaria, la centrifuga objeto de la presente invención podrá comprender un dispositivo de control que modifica automáticamente al menos un parámetro de control de la centrifuga en función de los datos proporcionados por el módulo de tratamiento de imágenes. Dicho parámetro de control podrá ser preferentemente el nivel de llenado. También podrá controlarse la interfase sólido-liquido de llenado de la centrífuga.
Para un mejor aprovechamiento de las ventajas de la invención, la centrífuga objeto de la presente invención podrá comprender un extractor centrípeto para extracción de la fase líquida de la mezcla y/o un sistema de eliminación de espumas y salpicaduras y/o un sistema automático de limpieza interna.
El procedimiento según la presente invención comprende las fases de:
en el que la citada fase de medición de al menos un nivel comprende las subfases de:
- adquisición de imágenes del interior del cesto, y
- tratamiento de dicha imagen mediante un módulo de tratamiento de imágenes.
Preferentemente, dicha toma de imágenes es una toma de imágenes instantáneas tomadas a una frecuencia determinada.
Como ya se ha indicado, preferentemente, dicha medición de niveles de las fases se realiza a partir del análisis del contraste de las imágenes adquiridas.
Más preferentemente, dicha medición de los cambios de contraste se realiza sobre una imagen en escala de grises.
La presente invención también comprende un sistema para el control de una centrífuga de tipo cesto. Dicho sistema comprende un PLC, una interfaz de usuario caracterizado porque comprende una cámara y un módulo para tratamiento de imágenes, y porque dicho PLC recibe información de las imágenes capturadas por la cámara y tratadas mediante el módulo para tratamiento de imágenes para definir los parámetros de las variables de control del proceso de centrifugación. El sistema objeto de la presente invención se dispone con la centrífuga objeto de la presente invención o como una centrífuga existente a la que se le hacen las adaptaciones necesarias.
Dichas variables pueden ser el nivel de llenado de la centrífuga, la velocidad de rotación de la centrífuga y/o el caudal de entrada a la centrífuga, tanto en configuración, forma y cantidad, entre otros.
Preferentemente, el sistema comprende además, un módulo de control de un extractor centrípeto para extracción de la centrífuga de una fase líquida sobrenadante.
Más preferentemente, el sistema comprende además...
Reivindicaciones:
1. Centrífuga de tipo cesto, caracterizada porque comprende una cámara para la obtención de imágenes dispuesta para obtener imágenes del interior del cesto y un módulo de tratamiento de imágenes para el tratamiento de dichas imágenes para la medición de, al menos, un nivel de una sustancia dentro del cesto de la centrífuga.
2. Centrífuga, según la reivindicación 1, caracterizada porque dicha cámara se ubica en el exterior de la envolvente de la centrífuga.
3. Centrífuga, según la reivindicación 2, caracterizada porque comprende una mirilla de separación interior/exte- rior de la envolvente de la centrífuga, a través de la cual la cámara toma las imágenes.
4. Centrífuga, según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizada porque la cámara es una cámara de adquisición de imágenes bidimensionales.
5. Centrífuga, según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizada porque la cámara es una cámara de adquisición de imágenes tridimensionales.
6. Centrífuga, según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizada porque la cámara adquiere imágenes instantáneas a una frecuencia determinada.
7. Centrífuga, según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizada porque el módulo de tratamiento de imágenes presenta un submódulo de medición del cambio de contraste en una imagen adquirida para la detección de una interfase.
8. Centrífuga, según la reivindicación 7, caracterizada porque mediante la medición del cambio de contraste el módulo de tratamiento de imagen detecta espumas y/o salpicaduras.
9. Centrífuga, según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizada porque comprende un dispositivo de control que modifica automáticamente al menos un parámetro de control de la centrífuga en función de los datos proporcionados por el módulo de tratamiento de imágenes.
10. Centrífuga, según la reivindicación 9, caracterizada porque dicho parámetro de control es el nivel de llenado.
11. Centrífuga, según la reivindicación 10, caracterizada porque el dispositivo de control controla la interfase sólido-líquido en la centrífuga.
12. Centrífuga, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque comprende además un extractor centrípeto para extracción de la fase líquida de la mezcla.
13. Centrífuga, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque comprende un sistema automático de limpieza interna.
14. Procedimiento para el control de una centrífuga tipo cesto, que comprende las fases de:
la citada fase de medición de al menos un nivel comprende las subfases de:
- adquisición de imágenes del interior del cesto, y
- tratamiento de dicha imagen mediante un módulo de tratamiento de imágenes.
15. Procedimiento, según la reivindicación 14, caracterizado porque dicha toma de imágenes es una toma de imágenes instantáneas tomadas a una frecuencia determinada.
16. Procedimiento, según la reivindicación 14 ó 15, caracterizado porque dicha medición de niveles de las fases se realiza a partir del análisis del contraste de las imágenes adquiridas.
17. Procedimiento, según la reivindicación 16, caracterizado porque dicha medición de los cambios de contraste se realiza sobre una imagen en escala de grises.
18. Procedimiento, según cualquiera de las reivindicaciones 14 a 17, caracterizado porque dichas imágenes son bidimensionales.
19. Procedimiento, según cualquiera de las reivindicaciones 14 a 18, caracterizado porque dichas imágenes son tridimensionales.
20. Procedimiento, según cualquiera de las reivindicaciones 16 a 19, caracterizado porque mediante la medición del cambio de contraste el módulo de tratamiento de imagen detecta la forma del flujo de llenado, espumas y/o salpicaduras.
21. Procedimiento, según cualquiera de las reivindicaciones 14 a 20, caracterizado porque se controla el nivel de llenado de la centrífuga.
22. Procedimiento, según cualquiera de las reivindicaciones 14 a 21, caracterizado porque se controla la forma del caudal del chorro de llenado de la centrífuga.
23. Sistema para el control de una centrífuga de tipo cesto que comprende un PLC, una interfaz de usuario caracterizado porque comprende una cámara y un módulo para tratamiento de imágenes, y porque dicho PLC recibe información de las imágenes capturadas por la cámara y tratadas mediante el módulo para tratamiento de imágenes para definir los parámetros de las variables de control del proceso de centrifugación.
24. Sistema, según la reivindicación 23, caracterizado porque dichas variables comprenden el nivel de llenado de la centrífuga.
25. Sistema, según cualquiera de las reivindicaciones 23 o 24, caracterizado porque dichos parámetros comprenden la configuración del caudal de llenado de la centrífuga.
26. Sistema, según cualquiera de las reivindicaciones 23 a 25, caracterizado porque dichas imágenes tratadas mediante dicho módulo son imágenes en escala de grises.
27. Sistema, según la reivindicación 26, caracterizado porque a partir de dichas imágenes en escala de grises se realiza un análisis de contraste que determina la presencia de interfases entre diferentes sustancias.
28. Sistema, según la reivindicación 27, caracterizado porque como resultado de dicho análisis se transmite al PLC una señal con acciones de control.
29. Sistema, según cualquiera de las reivindicaciones 23 a 28, caracterizado porque dichas imágenes tratadas son imágenes tridimensionales.
30. Sistema, según cualquiera de las reivindicaciones 23 a 29, caracterizado porque comprende además un módulo de control de un extractor centrípeto para extracción de la centrífuga de una fase líquida sobrenadante.
31. Sistema, según cualquiera de las reivindicaciones 23 a 30, caracterizado porque comprende además un módulo de control para la detección de espumas y salpicaduras.
32. Sistema, según cualquiera de las reivindicaciones 23 a 31, caracterizado porque comprende un módulo de control para la limpieza interna al finalizar la separación.
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