25 julio 2012

Método de control de bombas con capacidad de control externa




Describimos un método para controlar bombas y otros dispositivos, tales como purificadores de aire, calentadores, enfriadoras, y otros sistemas tales como los de liberación de vacío por succión asociados con la circulación de fluidos.
En la figura con la que abrimos el artículo se muestra un sistema S de piscina/spa  El recipiente de contención está bajo el nivel del suelo, algo común en piscinas y spas. El sistema S tiene tiene un sistema de circulación del fluido incluyendo uno o más pluralidad de drenajes en el fondo y de ahí se comunican con un conducto de drenaje que se extiende a una válvula. Alternativamente, para piscinas pequeñas, puede utilizarse un drenaje simple. Un drenaje de nivel superior, tal como un skimmer, comunica con el conducto de drenaje correspondiente que termina en una válvula. Las salidas de las válvulas llegan a un conducto de succión extendiéndose desde las válvulas a una cesta de filtración. La cesta de filtración descarga en la entrada de una bomba. La bomba descarga en el conducto de salida que se extiende a la entrada de un filtro. El filtro descarga en un conducto de retorno que descarga agua filtrada en un recipiente V vía una salida de retorno. Un sistema de liberación de vacío es proporcionado para liberar/reducir el vacío presente en el sistema de circulación del fluido en respuesta a anomalías tales como la oclusión del drenaje. Más particularmente, el conducto de salida tiene un ramal que se extiende a una válvula de venteo. La válvula de venteo es una válvula de solenoide que es eléctricamente operado a la transición entre posiciones abierta y cerrada, abriendo la rama a la atmósfera. Alternativamente, la válvula de venteo puede ser actuada por vacío o por gas presurizado (ej. neumático) o fluido (hidráulico). Una válvula de venteo alternativa y/o redundante puede ser proporcionada para controlar el venteo a la atmósfera en el conducto de succión. Un sensor de vacío se inserta en el conducto de succión, la señal de vacío se transmite a un controlador.
El sensor puede ser de cristal piezoeléctrico de estado sólido o tipo diafragma teniendo una salida eléctrica en forma de un cambio en resistencia a una corriente eléctrica o una salida en voltios o milivoltios. Este tipo de sensor de vacío puede ser instalado en el conducto de succión por medio de un accesorio roscado o un accesorio saddle. Alternativamente, una línea de vacío extendiéndose desde un transductor de vacío posicionado o próximo al controlador y extendiéndose al conducto de succión puede ser empleado. Si se emplea una línea de vacío, retorcimiento de la línea debe ser prevenido y la distancia entre el conducto de vacío y el transductor no debe exceder al que permite una señal de vacío exacta desde el conducto a lo largo de toda su longitud. En la situación donde una línea de vacío se extiende desde el conducto de succión al transductor de vacío al controlador, la línea de vacío debe comunicar con la válvula de venteo, tal que cuando la válvula de venteo se abre a la atmósfera, el aire entra rápido en la línea de vacío y al conducto de succión para liberar/reducir el nivel de vacío presente en el conducto de succión y los drenajes.
El controlador recibe energía de una línea eléctrica, que se extiende a una caja de de un interruptor de circuitos. El controlador conmuta potencia a la bomba y también controla la posición de las válvulas vía líneas de control. Un cambio en el nivel de vacío es sentido por el sensor de vacío y por el controlador, que pueden responder abriendo las válvulas. De esta manera, la succión en los drenajes es liberada permitiendo limpiar cualquier obstrucción.
La línea de retorno tiene un ramal que comunica con la entrada de una bomba booster opcional que se usa para incrementar la presión del fluido desde la línea de retorno para ayudar en la operación. Algunas piscinas están equipadas con limpiadores automáticos que utilizan el caudal de retorno del agua desde el sistema de filtración para impulsar varios dispositivos limpiadores de presión. En algunos sistemas de piscinas, la bomba de circulación de filtración es conmutada a alta potencia para generar un caudal presurizado que es efectivo para impulsar un limpiador de presión. Otros sistemas de piscinas utilizan una bomba booster para incrementar la presión del caudal de retorno del agua para realzar la efectividad de un limpiador de piscina durante el modo de limpieza.
El sensor, o la línea de vacío alternativa, se localizan preferiblemente en la proximidad a la entrada de la bomba. Esta posición minimiza fluctuaciones debido a la aspiración del aire.
El controlador recibe potencia de las redes públicas, que llega a través de un cuadro de protección. El controlador conmuta potencia a la bomba y también controla la posición de la válvula. Un cambio en el nivel de vacío es sentido por el sensor de vacío y por el controlador que luego responden abriendo la válvula y permitiendo  que el acumulador descargue el fluido presurizado contenido en el conducto de succión para presurizar el conducto de succión y liberar cualquier condición de vacío que puede haber existido debido a una oclusión de drenaje.
Cada sistema pool/spa tiene diferentes características de operación, es decir, niveles de vacío en los conductos de succión, dependiendo de muchos factores, tales como el tamaño de la piscina, altura del agua por encima del nivel del suelo, número y tamaño de drenajes, conductos, bombas, etc. El nivel de vacío en los conductos de succión, también varía ampliamente dependiendo del estado funcional en el que está el sistema de circulación del fluido en cualquier momento: arranque, estabilización, filtración, cambio de velocidad y/o limpieza. Como resultado de ello, es necesario valorar niveles de vacío apropiados y seguros para varios modos de operación del sistema de circulación, de forma que los sistemas de liberación de vacío, son disparados bajo circunstancias apropiadas para proteger a los usuarios y el equipo del sistema pool/spa durante todas las fases de operación, mientras que permite al sistema operar de forma normal y efectiva.
Con este método lo que se consigue es un ajuste continuo del sistema basándonos en datos empíricos obtenidos por los sensores para compensar las condiciones cambiantes en el sistema tales como la intervención de filtros que proporcionan resistencia cambiante al caudal del fluido debido a la acumulación/retirada de residuos

Bibliografía

  • Pump controller with external device control capacity. United States Patent Application Publication. US 2011/0286859 A1

Palabras clave

Vacuum sensor
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