DISPOSITIVO PARA DETECTAR EL NIVEL DE LÍQUIDO PARA BOMBAS SUMERGIDAS.

Un dispositivo para detectar el nivel de líquido, particularmente para permitir accionar y detener el funcionamiento de una bomba sumergida,

del tipo que comprende dos capacitores (11, 12) formados por tres placas coplanares (13, 14, 15) dispuestas en sucesión vertical en tres posiciones diferentes correspondientes a tres niveles diferentes del líquido, estando al menos una placa (14) compartida por los dos capacitores (11, 12), caracterizado porque comprende al menos un tercer capacitor (16), proporcionado disponiendo al menos una cuarta placa (17) al lado de la placa compartida (14)

La presente invención se refiere a un dispositivo mejorado para detectar el nivel de líquido, particularmente para bombas sumergidas.

Como se sabe, las bombas sumergidas se aplican muy frecuentemente para evacuar colectores o 5 similares, para retirar una cantidad excesiva de líquidos acumulada gradualmente en su interior.

Un caso típico es el vaciado de colectores de drenaje y de agua acumulada en excavaciones en patios de edificios.

Las bombas sumergidas habitualmente tienen dispositivos para detectar el nivel de líquido que permiten el accionamiento cuando el nivel de líquido supera un valor máximo y detienen el funcionamiento si el 10 nivel de líquido alcanza un valor mínimo.

Estos dispositivos de detección conocidos están constituidos sustancialmente por apéndices que sobresalen de las dimensiones de la bomba con boyas en el extremo que, al ser afectadas por la subida o la caída del nivel de líquido, activan conexiones eléctricas.

Dado que sobresalen de las dimensiones globales de las bombas, los dispositivos de detección 15 conocidos requieren que los colectores o espacios de los que se va a evacuar el líquido sean más grandes que dichas dimensiones globales de la bomba.

Además, el correcto funcionamiento de estos dispositivos depende también de si están presentes o no objetos flotantes en el líquido.

La presencia de un objeto extraño flotante podría, de hecho, afectar a las lecturas del dispositivo o 20 incluso dañarlo.

El algunos casos, las lecturas de los dispositivos también podrían estar desvirtuadas como consecuencia de un movimiento turbulento del líquido.

Para resolver estas desventajas, se ha diseñado un dispositivo de detección que es el tema del documento EP-A-1177419 a nombre de este mismo Solicitante y comprende medios para detectar la variación 25 del campo eléctrico y/o magnético en relación con la variación del nivel de líquido.

Una realización de estos medios de detección está constituida por dos pares de placas, dispuestas una encima de la otra, en una tubería en la que está presente el líquido.

Las placas dispuestas en una región superior indican que se ha alcanzado el nivel superior del líquido a una unidad de control, que enciende la bomba. 30

Las placas dispuestas en una región inferior indican en su lugar cuando es oportuno apagar la bomba.

Para detectar la variación de la capacitancia de los capacitores que produce la señal de nivel, se usa el procedimiento de medir su tiempo de carga.

La capacitancia de cada capacitor varía considerablemente cuando está presente agua o aire como 35 dieléctrico entre las placas (la diferencia es de aproximadamente dos órdenes de magnitud) y el tiempo de carga resulta afectado por ello en gran medida, aunque las capacitancias a medir son pequeñas en términos absolutos.

La figura 1 de los dibujos adjuntos representa el tiempo de carga y de descarga de un capacitor.

La línea discontinua se refiere al capacitor con aire como dieléctrico, mientras que la línea continua se 40 refiere a agua como dieléctrico.

La considerable diferencia entre los tiempos de carga t1 y t2 y los tiempos de descarga t3 y t4 es evidente.

La electrónica proporciona actualmente unidades lógicas o microcontroladores muy rápidos y la medición se realiza fácilmente. 45

Los dispositivos con dos capacitores proporcionan una serie de ventajas:

- se miden dos capacitancias distintas y claramente identificadas para comprobar los niveles máximos y mínimos, dado que se usan todas las placas metálicas y no se usan capacitores parásitos que introducirían incertidumbres;

- la detección de la variación de la capacitancia según el tiempo de carga y/o de descarga no 50 depende de efectos ambientales sino de un principio básico de física, las capacitancias varían en gran medida, y es necesario distinguir solamente dos valores por sensor (agua o aire), digitalizando la señal;

- con circuitos digitales no hay deriva debida a componentes análogos.

No obstante, la ejecución práctica ha revelado desventajas, en particular la necesidad de proporcionar huecos, formas irregulares, inserción de tuberías, para evitar problemas debidos a suciedad, cuerpos flotantes, movimientos en vórtice y obstrucción.

El documento US-A-5460007 desvela un sensor de nivel de hielo que incluye tres placas capacitivas para detectar el nivel de cubitos de hielo en una bandeja o cubo de hielo. El sensor del nivel de hielo incluye 5 preferentemente un relé para apagar la máquina de hielo cuando se alcanza un nivel de hielo particular. Las tres placas capacitivas proporcionan inmunidad contra la recogida de escarcha, ya que se recogerá escarcha por igual en todas las placas.

El documento WO99/10714A desvela un sensor de nivel de líquido capacitivo compensado que comprende un sustrato eléctricamente aislante, que tiene un primer y un segundo patrón de placas de 10 capacitancia conductoras colocadas sobre la superficie. Cada patrón constituye un capacitor de campo marginal que tiene una capacitancia cuyo valor depende del nivel de líquido y depende de la constante dieléctrica del líquido. La proporción de las dos capacitancias, sin embargo, es proporcional al nivel de líquido e independiente de la constante dieléctrica del líquido. El sensor del nivel de líquido capacitivo de campo marginal puede usarse para la medición de líquidos de sustancialmente cualquier constante dieléctrica. 15

El documento EP-A-0377508 desvela un sensor de nivel de líquido capacitivo que incluye un sensor capacitivo de punto único montado en la superficie externa de un receptáculo para detectar el nivel de un líquido contenido dentro del receptáculo. El arreglo de sensor está dispuesto es una posición sustancialmente fija sobre la pared exterior del receptáculo en la que el efecto dieléctrico del líquido cambia la capacitancia eficaz del capacitor de detección a medida que el líquido sube y cae dentro del receptáculo. 20

Ninguno de los documentos mencionados anteriormente desvela un dispositivo para detectar el nivel de líquido, particularmente para bombas sumergidas, que comprende un tercer capacitor que permite el control del funcionamiento de la bomba independientemente del estado de los otros dos capacitores, permitiendo de este modo detectar otra variación de la capacitancia de los capacitores.

El propósito de la presente invención es mejorar adicionalmente los dispositivos para detectar el nivel 25 de líquido, basados en capacitores, eliminado los problemas de los tipos indicados anteriormente.

Con este propósito, un objeto de la invención es proporcionar un dispositivo para detectar el nivel de líquido cuya detección no puede resultar influida por movimientos turbulentos cualesquiera del líquido ni por la presencia de objetos extraños que floten en dicho líquido.

Otro objeto es proporcionar un dispositivo de detección que está contenido dentro de las dimensiones 30 de la bomba.

Otro objeto es ser capaz de proporcionar bombas que sean más compactas que las actuales.

Otro objeto es proporcionar un dispositivo que proporcione ventajas en términos de producción tanto a la bomba como a los circuitos de control y de accionamiento.

Este propósito y estos y otros objetos que se volverán más evidentes en lo sucesivo se consiguen 35 mediante un dispositivo mejorado para detectar el nivel de líquido, particularmente para bombas sumergidas, según la reivindicación 1.

Características y ventajas adicionales resultarán más evidentes a partir de la descripción de una realización preferida aunque no exclusiva de la invención, ilustrada solamente a modo de ejemplo no limitante en los dibujos y figuras adjuntas, en las que: 40

La fig. 1 representa los tiempos de carga y de descarga de un capacitor en el que el dieléctrico está constituido por aire y por agua;

La fig. 2 es una vista lateral esquemática de un dispositivo según la invención;

La fig. 3 es una vista frontal esquemática de un dispositivo según la invención;

La fig. 4 es una vista frontal esquemática de un dispositivo según la invención en una realización diferente. 45

En referencia particular...

1. Un dispositivo para detectar el nivel de líquido, particularmente para permitir accionar y detener el funcionamiento de una bomba sumergida, del tipo que comprende dos capacitores (11, 12) formados por tres placas coplanares (13, 14, 15) dispuestas en sucesión vertical en tres posiciones diferentes correspondientes a tres niveles diferentes del líquido, estando al menos una placa (14) compartida por los dos capacitores (11, 12), 5 caracterizado porque comprende al menos un tercer capacitor (16), proporcionado disponiendo al menos una cuarta placa (17) al lado de la placa compartida (14).

2. El dispositivo según la reivindicación 1, caracterizado porque dichas placas (13, 14, 15, 17) están dispuestas coplanares.

3. El dispositivo según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque dichas placas (13, 14, 15, 17) son 10 planas.

4. El dispositivo según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque dicha placa compartida es la placa intermedia (14).