Procedimiento para el control de la potencia de accionamiento de una máquina de limpieza de motor eléctrico y máquina de limpieza para esto.

Procedimiento para el control de la potencia de accionamiento de un máquina de limpieza de motor eléctrico para tuberías y canales mediante un árbol de resorte (6) en espiral rotatorio con un motor (3) y un tambor (1) giratorio accionado por el mismo para el accionamiento,

el alojamiento y la salida del árbol de resorte (6), en cuyo extremo alejado del tambor se encuentran herramientas de limpieza (30) rotatorias, caracterizado porque a) las revoluciones del motor (3) se detectan mediante un sensor de revoluciones (8) y se transmite a un microprocesador (10) una señal proporcional a las respectivas revoluciones, b) en el microprocesador (10) se lleva a cabo una comparación del valor real de las revoluciones con al menos un valor teórico de las revoluciones almacenado, c) mediante el microprocesador (10) se controla de tal manera un elemento de control de potencia (13) para la corriente de funcionamiento en el sentido de un control de deslizamiento que se desconecta el motor (3) cuando descienden sus revoluciones por debajo del correspondiente valor teórico relevante y porque d) el suministro de potencia al motor (3) se interrumpe en ausencia de señales de revoluciones.

Tipo: Patente Europea. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: E06026113.

Solicitante: ROTHENBERGER AG.

Nacionalidad solicitante: Alemania.

Dirección: INDUSTRIESTR. 7 65779 KELKHEIM ALEMANIA.

Inventor/es: GREDING,ARND.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • B08B9/04 SECCION B — TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES.B08 LIMPIEZA.B08B LIMPIEZA EN GENERAL; PREVENCION DE LA SUCIEDAD EN GENERAL (cepillos A46; dispositivos para limpieza del hogar o análogos A47L; separación de partículas sólidas de líquidos o gases B01D; separación de sólidos B03, B07; pulverización o aplicación de líquidos u otros materiales fluidos sobre superficies en general B05; dispositivos de limpieza para transportadores B65G 45/10; operaciones combinadas de lavado, llenado y cierre de botellas B67C 7/00; inhibición de la corrosión o de la incrustación en general C23; limpieza de calles, de vías férreas, de playas o de terrenos E01H; partes constitutivas, detalles o accesorios de piscinas para nadar o para chapotear especialmente adaptados a la limpieza E04H 4/16; protección contra las cargas electrostáticas o supresión de estas cargas H05F). › B08B 9/00 Limpieza de objetos huecos por métodos o con aparatos especialmente adaptados a este efecto (B08B 3/12, B08B 6/00 tienen prioridad). › utilizando dispositivos de limpieza introducidos y que se desplazan a lo largo de la tubería.
  • H02H7/08 SECCION H — ELECTRICIDAD.H02 PRODUCCION, CONVERSION O DISTRIBUCION DE LA ENERGIA ELECTRICA.H02H CIRCUITOS DE PROTECCION DE SEGURIDAD (indicación o señalización de condiciones de trabajo indeseables G01R, p. ej. G01R 31/00, G08B; localización de defectos a lo largo de las líneas G01R 31/08; dispositivos de protección H01H). › H02H 7/00 Circuitos de protección de seguridad especialmente adaptados para máquinas o aparatos eléctricos de tipos especiales o para la protección seccional de sistemas de cables o líneas, y efectuando una conmutación automática en el caso de un cambio indeseable de las condiciones normales de trabajo (asociación estructural de órganos de protección con máquinas o aparatos específicos y su protección sin desconexión automática, ver la subclase correspondiente a tales máquinas o aparatos). › para motores dinamoeléctricos.

PDF original: ES-2383816_T3.pdf

 


Fragmento de la descripción:

Procedimiento para el control de la potencia de accionamiento de una máquina de limpieza de motor eléctrico y máquina de limpieza para esto La invención se refiere a un procedimiento para el control de la potencia de accionamiento de una máquina de limpieza de motor eléctrico de acuerdo con el preámbulo de la reivindicación 1.

Las obstrucciones de tuberías y canales para aguas residuales y agua pluvial, denominados de forma abreviada tubos, son un acontecimiento molesto pero común. Las causas son variadas: paños para uso doméstico de papel y material textil arrojados por el desagüe, materiales sólidos tales como productos de higiene, restos solidificados de materiales de construcción tales como yeso, cemento y pintura, incrustaciones por cal y -no menos importante- raíces de plantas que se abren camino a través de los puntos de unión de tuberías en busca de agua, que después se ramifican y a su vez sirven de dispositivos de recogida de las impurezas nombradas. Los estrechamientos en los tubos, los codos de tubos y los tubos colocados de forma inexacta también resultan ser dispositivos de recogida indeseados.

El último recurso en tales casos son las conocidas máquinas de limpieza de tubos con árboles de resorte rotatorios que se abren paso a través de las conducciones, también se denominan en el sector, espirales de limpieza, y en cuyos extremos se fijan diferentes herramientas de limpieza. A este respecto cabe señalar que los diferentes tipos de obstrucciones y herramientas requieren fuerzas de accionamiento significativamente distintas y también un desarrollo de fuerzas en el tiempo distinto durante el procedimiento de limpieza.

Para las máquinas de limpieza de tubos con árboles de resorte, los mismos son un elemento crítico que también influye de forma decisiva en el comportamiento de funcionamiento. En su extremo de accionamiento, estos árboles de resorte están alojados en un tambor accionado por motor y se pueden hacer avanzar desde el mismo mediante un cabezal de guía e introducirse de nuevo en el tambor. En su extremo de accionamiento llevan herramientas de limpieza intercambiables que se abren paso a través de las obstrucciones del tubo aplicando momentos de torsión elevados y muy variables. A estas herramientas de limpieza pertenecen, entre otras cosas, perforadoras de recuperación, cabezales de corte de dientes de sierra, perforadoras con hojas en cruz, cortadoras de raíces, cabezales de rascadores de tuberías de cadenas con pinchos, perforadoras de tipo maza, perforadoras de tipo embudo, perforadoras de tipo pala y cabezales de perforación de metal duro.

A este respecto, la inercia de masa del tambor y la característica de resorte del árbol de resorte desempeñan un papel decisivo, al ser ambas un acumulador de energía indeseado para la potencia de accionamiento. Esto es tolerable mientras que no se sobrepase el momento de torsión máximo para una guía estirada del árbol de resorte. Sin embargo, si esto ocurre, el árbol de resorte forma en su camino libre un enredo en forma de "a" que lleva a cabo movimientos de agitación y bloquea otro movimiento, no pudiéndose en ocasiones deshacer de nuevo el enredo e inutilizándose el árbol de resorte por la deformación permanente. En todos los casos, las descargas repentinas del árbol de resorte al atravesar las obstrucciones de tubo llevan a rotaciones de alta velocidad que también someten a esfuerzo mecánica y térmicamente a las herramientas de limpieza, sobre todo ya que el motor de accionamiento aumenta también sus revoluciones. Es sobre todo el tambor con su diferente contenido de longitudes de árbol de resorte lo que influye de forma decisiva en el problema de la masa.

Esto lleva al siguiente planteamiento del problema: solo se conocen la geometría y el modo de trabajo general de las herramientas. La necesidad de momentos, sin embargo, se obtiene de la suma de los momentos del procedimiento de limpieza y del rozamiento en el exterior del tambor hasta la herramienta, que forman un momento de contratorsión que debe superarse por el motor. En este caso desempeñan también un papel decisivo la longitud del árbol de resorte y los acoplamientos entre secciones del árbol de resorte. Esto se comunica al motor en el extremo de accionamiento, pero solo de modo retrasado y distorsionado. Ahí de nuevo son los momentos de inercia del tambor con contenido y motor los que se oponen a una regulación a corto plazo y exacta. Tales problemas no se presentan con herramientas unidas de forma fija con un accionamiento.

Se conoce por el documento US 5 199 129 cómo llevar a cabo en una máquina de limpieza de tubos con tambor, árbol de limpieza flexible, herramienta y motor de accionamiento, para la supervisión y la restricción del momento de torsión, un registro del consumo de corriente y al superar un momento de torsión predefinido, interrumpir el circuito de corriente mediante un transformador de corriente y un relé de conmutación y al descender por debajo de este momento de torsión, volver a cerrar el circuito de corriente. Se trata por tanto de una conexión-desconexión o un regulador de dos puntos, pudiendo indicarse el estado de conmutación también de forma óptica y acústica. El operario está encargado de atender estas señales y eventualmente también disminuir o detener el avance manual del árbol de limpieza o incluso retirar el árbol de limpieza. Por medio de un interruptor de pie se puede activar también un dispositivo de frenado eléctrico. Esto está muy lejos de una automatización y de una posibilidad de adaptación de la potencia del motor y del momento de torsión de salida. El documento se basa en la reflexión de relevar los previamente conocidos acoplamientos inductivos mecánicos.

Por el documento US-PS 6.047.431 se conoce para fines médicos cómo liberar canales existentes en un paciente de restos de un endoscopio que se introdujo anteriormente en estos canales. Para ello sirve una manguera de plástico, a través de la cual se lleva un árbol delgado desde un motor de accionamiento directamente hasta un cabezal de cepillo, que puede estar compuesto de fibras de nylon y alambres metálicos. La manguera está además conectada a una fuente de líquidos y sirve para suministrar un líquido de limpieza directamente hasta el cabezal de cepillo. Los medios y medidas para la regulación de revoluciones dependiente de la carga del motor de accionamiento no están desvelados.

El eje no está compuesto por un árbol de resorte con forma de tornillo, no se aloja en un tambor, se saca del mismo y se vuelve a conducir al mismo. En el aparato médico conocido no se plantean los siguientes problemas:

a) momentos de accionamiento muy variables debido a obstrucciones desconocidas, b) las diferentes inercias de masa de un tambor rotatorio con la longitud del árbol de resorte respectivamente almacenada en el mismo, c) la característica de resorte del árbol de resorte, que es también un acumulador de energía, d) la exposición abierta radial del árbol de resorte en el canal, e) el riesgo de un enredo en forma de α del árbol de resorte al superar un momento de torsión crítico y la destrucción del árbol de resorte, f) la influencia de un alargamiento discrecional del árbol de resorte, g) el uso de herramientas pesadas en el extremo del árbol de resorte, h) el retraso de una actuación de regulación debido a la inercia de masa del motor de accionamiento correspondientemente potente y del tambor pesado, i) la compensación de un aumento de revoluciones del motor y el tambor después de la eliminación de una obstrucción limitada localmente, j) la prevención de un deterioro térmico de las herramientas por rotación de alta velocidad después de i) , k) la capacidad de sustitución de diferentes herramientas de limpieza, l) el dominio de problemas de resorte-masa entre el motor de accionamiento y el tambor con árbol de resorte y el propio árbol de resorte.

Estos problemas no están descritos ni propuestos en el documento anterior. El equipo de regulación 112 puede ser un interruptor de CONEXIÓN/DESCONEXIÓN o un regulador de revoluciones, que sin embargo no resuelve los anteriores problemas.

Por el documento DE 196 09 986 A1 se conocen un procedimiento y una disposición de conmutación para el funcionamiento de un motor eléctrico en una herramienta manual eléctrica, estando sin embargo limitada la explicación de la función esencialmente a destornilladores eléctricos, mediante los que se deben atornillar varios tornillos de forma enrasada en piezas de trabajo de madera. Para este fin se predefinen unas primeras revoluciones y un primer momento de torsión... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Procedimiento para el control de la potencia de accionamiento de un máquina de limpieza de motor eléctrico para tuberías y canales mediante un árbol de resorte (6) en espiral rotatorio con un motor (3) y un tambor (1) giratorio accionado por el mismo para el accionamiento, el alojamiento y la salida del árbol de resorte (6) , en cuyo extremo alejado del tambor se encuentran herramientas de limpieza (30) rotatorias, caracterizado porque

a) las revoluciones del motor (3) se detectan mediante un sensor de revoluciones (8) y se transmite a un microprocesador (10) una señal proporcional a las respectivas revoluciones, b) en el microprocesador (10) se lleva a cabo una comparación del valor real de las revoluciones con al menos un valor teórico de las revoluciones almacenado, c) mediante el microprocesador (10) se controla de tal manera un elemento de control de potencia (13) para la corriente de funcionamiento en el sentido de un control de deslizamiento que se desconecta el motor (3) cuando descienden sus revoluciones por debajo del correspondiente valor teórico relevante y porque d) el suministro de potencia al motor (3) se interrumpe en ausencia de señales de revoluciones.

2. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque se almacenan en el microprocesador

(10) valores teóricos de revoluciones para al menos dos intervalos de revoluciones (B1, B2) , cuyos valores teóricos de revoluciones inferiores están escalonados unos con respecto a otros y porque con un descenso por debajo del valor teórico de revoluciones inferior del intervalo de revoluciones superior (B1) se reinicia el motor en el intervalo de revoluciones inferior (B2) .

3. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 2, caracterizado porque se almacenan en el microprocesador (10) cuatro valores teóricos de revoluciones que delimitan el intervalo de revoluciones superior (B1) y el intervalo de revoluciones inferior (B2) y porque el intervalo de revoluciones superior (B1) se cambia al intervalo de revoluciones inferior (B2) con un descenso por debajo de unas revoluciones mínimas de este intervalo.

4. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 2, caracterizado porque se lleva a cabo en el microprocesador (10) , dentro del respectivo intervalo de revoluciones (B1, B2) , una comparación periódica entre los valores teóricos de revoluciones más altos y más bajos almacenados del intervalo de revoluciones (B1, B2) , de tal manera que el microprocesador (10) controla el elemento de control de potencia (13) en el sentido de suministro de potencia por pulsos al motor (3) .

5. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 4, caracterizado porque en el microprocesador (10) se lleva a cabo el suministro de potencia por pulsos al motor (3) en el intervalo de revoluciones inferior (B2) .

6. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque se usa como elemento de control de potencia (13) un TRIAC.

7. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque se usa como motor (3) un motor asincrónico.

8. Máquina de limpieza para la limpieza de tuberías y canales mediante árboles de resorte (6) en espiral rotatorios con un motor (3) y un tambor (1) giratorio que se puede accionar por el mismo para el accionamiento, el alojamiento y la salida de los árboles de resorte (6) , en cuyo extremo alejado del tambor se encuentran herramientas de limpieza

(30) que pueden rotar, caracterizada porque a) un sensor de revoluciones (8) para una señal proporcional a las revoluciones está presente para el registro de las revoluciones del motor (3) , b) el sensor de revoluciones (8) está conectado a un microprocesador (10) , c) en el microprocesador (10) se puede llevar a cabo una comparación del valor real de revoluciones con al menos un valor teórico de revoluciones almacenado en las zonas de memoria (24, 26, 28) , d) mediante el microprocesador (10) se puede controlar un elemento de control de potencia (13) para la corriente de funcionamiento en el sentido de un control de deslizamiento de tal manera que se puede desconectar el motor (3) con un descenso de sus revoluciones por debajo del valor teórico de revoluciones inferior respectivamente relevante y porque e) el suministro de potencia al motor (3) se puede interrumpir por medio del microprocesador (10) en ausencia de señales de revoluciones.

9. Máquina de limpieza de acuerdo con la reivindicación 8, caracterizada porque los valores teóricos de revoluciones almacenados son modificables.

10. Máquina de limpieza de acuerdo con la reivindicación 8, caracterizada porque en el microprocesador (10) están dispuestas zonas de memoria (24, 26, 28) para los valores de revoluciones teóricos para al menos dos intervalos de revoluciones (B1, B2) y porque con un descenso por debajo del valor teórico de revoluciones inferior del intervalo superior (B1) se puede reiniciar el motor (3) en el intervalo de revoluciones inferior (B2) .

11. Máquina de limpieza de acuerdo con la reivindicación 8, caracterizada porque en el microprocesador (10) están

dispuestas zonas de memoria (24, 26, 28) para cuatro valores teóricos de revoluciones, mediante los que se pueden delimitar un intervalo de revoluciones superior (B1) y un intervalo de revoluciones inferior (B2) y porque el intervalo de revoluciones superior (B1) se puede cambiar al intervalo de revoluciones inferior (B2) con un descenso por debajo de unas revoluciones mínimas de este intervalo.

12. Máquina de limpieza de acuerdo con la reivindicación 8, caracterizada porque en el microprocesador (10) , dentro del respectivo intervalo (B1, B2) , se puede llevar a cabo una comparación periódica entre los valores teóricos de revoluciones más altos y más bajos almacenados del intervalo de revoluciones (B1, B2) , de tal manera que mediante el microprocesador (10) se puede controlar el elemento de control de potencia (13) en el sentido de suministro de potencia por pulsos al motor (3) .

13. Máquina de limpieza de acuerdo con la reivindicación 12, caracterizada porque en el microprocesador (10) se puede llevar a cabo el suministro de potencia por pulsos al motor (3) en el intervalo de revoluciones inferior (B2) .

14. Máquina de limpieza de acuerdo con la reivindicación 8, caracterizada porque el microprocesador (10) presenta al menos dos zonas de memoria (24, 26, 28) para valores de revoluciones teóricos y porque mediante un circuito de comparación se pueden comparar estos valores de revoluciones teóricos con el valor real de revoluciones respectivamente registrado y porque la salida del microprocesador (10) está conectada con el elemento de control de potencia (13) .

15. Máquina de limpieza de acuerdo con la reivindicación 8, caracterizada porque el elemento de control de potencia (13) es un TRIAC.

16. Máquina de limpieza de acuerdo con la reivindicación 8, caracterizada porque el motor (3) es un motor 20 asincrónico.

17. Máquina de limpieza de acuerdo con la reivindicación 8, caracterizada porque el microprocesador (13) está conectado a un equipo de indicación (22) .


 

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