确定旋转式容积泵中的泵流量的方法

确定旋转式容积泵中的泵流量的方法
【专利摘要】本发明提供了用于调节旋转式容积泵的技术。所述技术包括特征在于信号处理器的设备，所述信号处理器根据本发明被配置为可采用包括信号处理器的设备的形式，所述信号处理器可被配置为接收包含关于与旋转式容积泵的运行有关的实际泵性能数据的信息的信令；以及至少部分地基于所述实际泵性能数据通过补偿已公布泵性能数据来确定校正的已公布泵性能数据，以运行旋转式容积泵。所述校正的已公布泵性能数据可包括校正的已公布额定功率、流量和滑动系数，并且所述实际泵性能数据包含关于与所述旋转式容积泵的运行有关并且接收自泵控制器或控制设备包括变频驱动器的实际功率、比重和粘度的信息。
【专利说明】确定旋转式容积泵中的泵流量的方法
[0001] 相关专利申请的交叉引用
[0002] 本专利申请要求提交于2012年4月12日的临时专利申请序列号61/623, 155的 权益，该专利申请据此以引用方式全文并入。

【背景技术】
[0003] 1.抟术领域
[0004] 本申请涉及旋转式容积（PD)泵，诸如内齿轮泵或外齿轮泵、凸轮泵、叶轮泵或螺 杆泵；并且更具体地讲，涉及调节此类旋转式ro泵以便确定泵流量的技术。
[0005] 2.相关领域的简要说明
[0006] 多种不同类型或种类的泵包括旋转式容积泵在本领域中是已知的。通过举例的方 式，下文阐述了一些已知的泵和与其相关的缺点：
[0007] 名称为 "Method for Determining Pump Flow Rates Using Motor Torque Measurements"（使用电机转矩测量确定泵流速的方法）的美国专利No. 6, 591，697公开了 一种基于转矩和速度与泵流速的关系，以及使用变频驱动器（VFD)调节泵流量从而调节离 心泵速度的能力的方法，该专利据此以引用方式全文并入。'697专利中由Henyan先生使用 的技术依赖于在若干速度下校准泵流量，并且依赖于基于在若干速度下校准的转矩与流量 曲线确定流量值。内插法用于确定校准曲线之间的流量。校准流量曲线的数据在若干速度 下在零流量（闭合阀门条件）处获得。在没有泄压阀或旁通管道的情况下，容积泵不能在 闭合阀门条件下运行，因为泵将继续增加压力和功率直到系统管道或泵壳体中的轴或齿轮 断裂或发生破裂。另一缺点是'697专利依赖于在工厂中获取校准的数据，其使变频驱动器 特定于被测试的泵。另外，该发明未针对泵发生磨损时调节流量精度作出规定。Henyan先 生的发明涉及离心泵，其中转矩与速度变化的平方成比例。在旋转式容积泵中，转矩是恒定 的，与速度无关。因此，支配离心式和旋转式容积泵之间的流量的数学关系式和方程是完全 不同的。因此，Henyan先生的技术仅适用于离心泵而不能应用于容积泵。
[0008] 名称为"Method for Determining Pump Flow Without the Use of Traditional Sensors"（在不使用传统传感器的情况下确定泵流量的方法）的美国专利No. 7, 945, 411B2 公开了一种技术，该技术在闭合阀门条件下对速度和功率数据进行取样以针对实际性能校 正已公布泵曲线，该专利据此以引用方式全文并入。归一化功率曲线连同得自变频驱动器 (VFD)的速度和功率数据一起用于计算流量。'411专利中由Kernan先生使用的技术采用在 闭合阀门条件下的速度和功率数据来针对实际性能调节已公布泵性能。在没有泄压阀或旁 通管道的情况下，容积泵不能在闭合阀门条件下运行，因为其将继续增加压力和功率直到 系统管道或泵壳体中的轴或齿轮断裂或发生破裂。泵流量通过多项式功率方程和归一化功 率曲线来计算。在离心泵中，压力随速度变化的平方变化，而功率随速度变化的立方变化。 离心泵不是正排量机器，因此，容量输出将基于泵出口处的阻力而变化。阻力越小，得到的 流量将越大；阻力越大，流量越小。旋转式容积泵是正排量机器，其中无论出口处的压力为 何（除非被封堵），对于泵轴的每个回转均正向排出限定的流量体积。对于旋转式容积泵， 流量与速度变化成比例，与出口压力无关。存在因为间隙、压力、粘度和速度而引起的滑动， 所述滑动降低了理论排量。在恒定压力下，功率通常与旋转式容积泵中的速度变化成比例； 在离心泵中，功率随速度变化的立方而变化。支配离心式和旋转式容积泵之间流量的数学 关系式和方程是完全不同的。因此，Kernan先生的技术仅适用于离心泵而不能应用于容积 栗。
[0009] 在现有技术中，已知的是使用来自资料，例如用于容积泵的泵手册的计算。然而， 该方法的一个缺点是诸如泵手册中提供的那些计算技术需要复杂的知识来确定变量诸如 泵几何形状系数和滑动系数。这些计算技术不能补偿偏离已公布的性能计算结果的泵性 能。
[0010] 在现有技术中，已知的是使用外部流量计；然而，外部流量计可增加总体驱动系统 的成本和复杂性。
[0011] 本文所述的前述技术均不能用于确定旋转式容积泵中的泵流量，如在下文及本文 所述。


【发明内容】

[0012] 本发明提供了用于调节旋转式容积泵的新型和独特技术。
[0013] 本发明通过引入调节功能而克服了前述缺点，所述调节功能基于已公布的性能数 据校正所计算的流量值以反映实际泵性能。可基于滑动规则自动调节滑动系数，所述滑动 规则补偿已知变量中的变化诸如转矩、速度和粘度。
[0014] 已经发现，基于定子衬套中的预期磨损，某些类型的旋转式容积泵诸如螺杆泵的 已公布性能不同于实际性能。与"新的"泵性能相比，这些类型的泵的已公布性能更反映磨 损中的中点。图1和图2显示了典型螺杆泵的已公布的性能与测试数据之间的容量和功率 的比较。如图所示，"新的"泵性能固有地具有小于已公布泵性能曲线中所示的滑动。根据 本发明的调节功能可通过补偿泵磨损而恢复流量精度。
[0015] 总之，根据本发明的技术需要输入泵使用者易于获得的泵参数，诸如泵类型、额定 流量、额定速度、额定功率、额定粘度以及无滑动流量。在得自变频驱动器（VFD)的信令中 接收的速度和功率数据连同比重和粘度数据可用于计算和补偿不同条件下的滑动流量。然 后可从理论排放流量中减去滑动流量以确定实际流量值。在比重和粘度恒定的恒温应用 中，流量计算方法为无需传感器的。对于变温应用，需要简单的温度测量设备来补偿变化的 条件。
[0016] 设各
[0017] 通过举例的方式，并且根据一些实施例，本发明可采用包括信号处理器的设备的 形式，所述信号处理器可被配置为：
[0018] 接收包含关于与旋转式容积泵的运行有关的实际泵性能数据的信息的信令；以及
[0019] 通过至少部分地基于实际泵性能数据补偿已公布泵性能数据来确定校正的已公 布泵性能数据以运行旋转式容积泵。
[0020] 根据本发明的一些实施例，校正的已公布泵性能数据可包括针对实际额定条件补 偿的校正的已公布额定功率、校正的已公布额定流量和额定滑动系数。
[0021] 根据本发明的一些实施例，实际泵性能数据可包括例如接收自泵控制器或控制设 备诸如变频驱动器（VFD)或可编程逻辑控制器（PLC)的信令中的关于与旋转式容积泵的运 行相关的实际功率、实际比重和实际粘度的信息。
[0022] 根据本发明的一些实施例，信号处理器可被配置为至少部分地基于校正的已公布 泵性能数据来确定旋转式容积泵的实际流量值。
[0023] 根据本发明的一些实施例，信号处理器可被配置为提供包含关于实际流量值的信 息的控制信号以控制旋转式容积泵的运行。
[0024] 根据本发明的一些实施例，信号处理器可被配置为通过至少部分地基于额定条件 下的实际功率、实际比重和实际粘度补偿已公布的额定功率来确定校正的已公布额定功 率。
[0025] 根据本发明的一些实施例，信号处理器可被配置为通过至少部分地基于校正的已 公布额定功率补偿已公布额定流量来确定校正的已公布额定流量。
[0026] 根据本发明的一些实施例，信号处理器可被配置为通过至少部分地基于校正的已 公布额定流量和校正的已公布额定功率补偿实际额定条件来确定额定滑动系数。
[0027] 根据本发明的一些实施例，信号处理器可被配置为至少部分地基于从理论排放量 中减去校正的额定滑动流量来确定实际流量值，所述滑动流量基于运行条件的滑动规则， 如用于ro泵类型的表I和表II所示。
[0028] 根据本发明的一些实施例，信号处理器可被配置为激活调节功能并用针对实际 条件补偿的校正的已公布额定功率、流量和额定滑动系数取代已公布的额定功率、已公布 的额定流量和额定滑动系数，并且被配置为使用针对实际条件补偿的校正的已公布额定功 率、校正的已公布额定流量和额定滑动系数直到启动另一种调节功能。
[0029] 根据本发明的一些实施例，信令可包含关于泵参数的信息，所述泵参数包括泵类 型、已公布的额定流量、已公布的额定速度、已公布的额定功率、已公布的额定粘度和无滑 动流量的某种组合，以及关于变频驱动器（VFD)的实际速度和功率以及实际比重和粘度的 信息；并且信号处理器被配置为至少部分地基于信令来确定校正的滑动流量（通过滑动规 则确定）或系数。信号处理器也可被配置为至少部分地基于从理论排放流量或系数中减去 校正的额定滑动流量或系数来确定实际流量值。
[0030] 根据本发明的一些实施例，至少部分地基于比重和粘度基本上恒定的恒温应用， 信号处理器可被配置为基于运行条件的滑动规则（如下表I和表II中针对ro泵类型所 示）来确定校正的额定滑动流量或系数，而无需使用传感器。作为另外一种选择，在变温应 用中，信号处理器可被配置为接收温度测量并通过至少部分地基于其补偿变化条件，包括 比重和粘度来确定校正的额定滑动流量（通过滑动规则确定）。
[0031] 根据本发明的一些实施例，信号处理器被配置为至少部分地基于以下等式来确定 校正的已公布额定功率：
[0032] RTD HPcoee = HPactX (SGetd/SGact) / (VISCact/VISCetd) ~N,
[0033] 其中：
[0034] RTD ΗΡωκκ是针对比重和粘度校正的以额定hp形式的校正的已公布额定功率，
[0035] HPact是额定条件下的实际功率，
[0036] SGktd是泵送的液体的额定比重，
[0037] SGact是泵送的液体的实际比重，
[0038] VISCktd是泵送的液体的额定粘度，
[0039] VISCact是泵送的液体的实际粘度，并且
[0040] N是随着泵的类型变化的指数。
[0041] 对于旋转式ro泵，诸如齿轮泵、叶轮泵和凸轮泵，指数N可等于约〇. 10 ;并且对于 螺杆泵，指数N可等于约0. 275。
[0042] 根据本发明的一些实施例，信号处理器可被配置为至少部分地基于以下等式来确 定校正的已公布额定流量：
[0043] Qeatedcorr = (RTD HP⑶RR/RTD HP) X Q RTD，
[0044] 其中：
[0045] Qeated^*是校正的额定流量，
[0046] RTD HP是应用的以额定hp形式的校正的已公布额定功率，并且
[0047] Q RTD是应用的额定流量。
[0048] 根据本发明的一些实施例，信号处理器可被配置为至少部分地基于以下公式确定 针对实际条件补偿的额定滑动系数：
[0049] KS - (VISCrtdX Qno SLIPX (Qno Sl1P-Qeated C0RR) / (75. 415 XKgX (Neated) X Trtd⑶RR)，
[0050] 其中：
[0051] KS是针对实际条件补偿的额定滑动系数，
[0052] VISCktd是已公布的泵额定粘度，
[0053] Qnq SUP是在Opsid差压下在额定速度以及额定粘度下的流量（gpm)，
[0054] Qeatedcqkk是校正的额定流量，
[0055] Kg = 0· 004329,是设计常数，
[0056] Neated =应用的额定栗速度，并且
[0057] Tktd =校正的额定转矩（英尺镑（Ft-Lb)) (US)，其按如下进行确定：Tktd = (5252 X RTD HPgqrr) /Nrtd。
[0058] 根据本发明的一些实施例，信号处理器被配置为至少部分地基于以下公式来确定 旋转式容积泵的实际流量值：
[0059] Qact _ = (Qno SLIPX ((Nmotok/RATIO)/N臟D)) - (((75. 415XKgXKS_) X (Nmotok/ ratio) X tactC0EE)/(ViscosityactX qno slip),
[0060] 其中：
[0061] Qnq SUP是在Opsid差压下在额定速度以及额定粘度下的流量（gpm)，
[0062] Nmqtqk =当前电机速度，
[0063] RATIO =使用齿轮减速器情况下的减速比，如果未使用齿轮减速器，则RATIO的值 = LO0
[0064] Neated=应用的额定栗速度，
[0065] Kg = 0· 004329,是设计常数，
[0066] KSotr为基于表I和表II中针对泵类型示出的滑动规则的校正的额定滑动系 数，
[0067] Tact _=转矩（Ft-Lb) (US)，其中 Tact _= (5252 XHPACT_)/NACT，并且 HPact _ =HPactX (SGetd/SGact),
[0068] HPact =实际电机功率，
[0069] Nact=实际泵速度，并且
[0070] VISCact是泵送的液体的实际粘度。
[0071] 根据本发明的一些实施例，信号处理器还可被配置为控制旋转式容积泵的运行的 控制器或控制模块，或采用其形式。
[0072] 根据本发明的一些实施例，设备可包括自身与信号处理器结合的旋转式容积泵， 包括旋转式容积泵采用内齿轮泵或外齿轮泵、或凸轮泵、或叶轮泵、或螺杆泵的形式，以及 现在已知的或以后在将来开发的其他类型或种类的旋转式容积泵的情况。
[0073] 方法
[0074] 根据一些实施例，本发明可采用包括以下步骤的方法的形式：使用信号处理器接 收包含关于与旋转式容积泵的运行相关的实际泵性能数据的信息的信令；以及使用信号处 理器通过至少部分地基于实际泵性能数据补偿已公布泵性能数据来确定校正的已公布泵 性能数据以运行旋转式容积泵。
[0075] 根据本发明的一些实施例，所述方法还可包括实施上述列出的特征中的一者或多 者。

【专利附图】

【附图说明】
[0076] 附图包括以下示图：
[0077] 图1为功率（HP)与排放压力（PSIG)的关系图，所述关系图与旋转式容积泵的 200Cp，1750Rpm下的已公布数据与测试数据的功率比较相关。
[0078] 图2为容量（GPM)与排放压力（PSIG)的关系图，所述关系图用于旋转式容积泵的 200Cp，1750Rpm下的已公布数据与测试数据的容量比较。
[0079] 图3为根据本发明一些实施例的设备的框图。

【具体实施方式】
[0080] 以举例的方式，如图3所示，根据一些实施例，本发明可采用设备10的形式，该设 备包括信号处理器12,该信号处理器可被配置为控制和保护旋转式容积泵14的运行，例如 其可包括内齿轮泵或外齿轮泵、凸轮泵、叶轮泵或螺杆泵，或采用这些泵的形式。
[0081] 信号处理器12可被配置为接收包含关于与旋转式容积泵14的运行相关的实际泵 性能数据的信息的信令，以及通过至少部分地基于实际泵性能数据补偿已公布泵性能数据 来确定校正的已公布泵性能数据以运行所述旋转式容积泵。
[0082] 信号处理器12还可被配置为至少部分地基于校正的已公布泵性能数据来确定旋 转式容积泵的实际流量值，以及提供包含关于实际流量值的信息的控制信号以控制旋转式 容积泵的运行。
[0083] 旋转式容积泵14可包括模块16,该模块被配置为提供包含关于与旋转式容积泵 14的运行相关的实际泵性能数据的信息的信令，并且还可被配置为接收包含关于实际流量 值的信息的控制信号以控制旋转式容积泵14的运行。
[0084] 通过举例的方式，可与下文所述的实施一致的方式来实施信号处理器12 :
[0085] 具体实施
[0086] 根据本发明的逻辑通过针对实际额定条件补偿已公布的额定功率、额定流量和额 定滑动系数的值而工作，方式如下：
[0087] 可针对额定条件下的实际功率、实际比重和实际粘度来补偿已公布的额定功率。 这成为校正的额定功率。
[0088] 可基于校正的额定功率针对实际额定条件来补偿已公布的额定流量。这成为校正 的额定流量。
[0089] 可基于校正的额定功率和校正的额定流量针对实际额定条件来补偿由已公布数 据计算的额定滑动系数。
[0090] 一旦计算了这些值并激活了调节功能，则已公布额定HP、额定流量和额定滑动系 数的值被对应的补偿值或校正值取代。保存这些补偿值或校正值并且其不会改变，除非启 动另一种调节功能。应当注意，调节功能通常在泵在额定速度和额定条件下运行时被激活。 [0091] 通过举例的方式，补偿和流量计算的技术可包括以下步骤：
[0092] a)额定 HP 补偿（RTD HP^)
[0093] 例如，信号处理器12可被配置为至少部分地基于以下公式来确定校正的已公布 额定功率：
[0094] RTD HPcoee = HPactX (SGetd/SGact) / (VISCact/VISCetd) ~N,
[0095] 其中：
[0096] RTD ΗΡωκκ是针对比重和粘度校正的额定hp，
[0097] HPact是额定条件下的实际功率，
[0098] SGktd是泵送的液体的额定比重，
[0099] SGact是泵送的液体的实际比重，
[0100] VISCktd是泵送的液体的额定粘度，
[0101] VISCact是泵送的液体的实际粘度，并且
[0102] N是随着泵的类型变化的指数。
[0103] 通过举例的方式，对于旋转式ro泵诸如齿轮泵、叶轮泵和凸轮泵，指数N等于约 0. 10,并且对于螺杆泵，指数N等于约0. 275。
[0104] 本发明的范围并不旨在限于上文列出的具体上述公式和参数来确定校正的已公 布额定功率。例如，期望可使用上述公式和/或参数的变型形式来确定与现在已知的或以 后在将来开发的一致的校正的已公布额定功率的实施例。
[0105] b)额定流量补偿（0ΜΤΕΙ)αΜ；1_
[0106] 例如，信号处理器12可被配置为至少部分地基于以下等式来确定校正的已公布 额定流量：
[0107] Qeatedcqkk = (RTD HP_/RTD HP) XQ RTD,
[0108] 应当注意，Qk ATEDC0EE 是在额定速度下计算的。
[0109] 其中：
[0110] Qrat··是校正的额定流量，
[0111] RTD ΗΡωκκ是针对比重和粘度校正的额定hp，
[0112] RTD HP是应用的额定hp，
[0113] Q RTD是应用的额定流量，
[0114] 本发明的范围并不旨在限于上文列出的具体上述公式和参数来确定校正的已公 布额定流量。例如，期望可使用上述公式和/或参数的变型形式来确定与现在已知的或以 后在将来开发的一致的校正的已公布额定流量的实施例。
[0115] c)额定滑动系数补偿（KS)：
[0116] 例如，信号处理器12可被配置为至少部分地基于以下等式来确定针对实际条件 补偿的额定滑动系数KS:
[0117] KS - (VISCrtdX QN。SLIPX (QN。Sl1P-Qeated C0RR) / (75. 415 XKgX (Nrtd) X Trtd ⑶RR)，
[0118] 其中：
[0119] KS是针对实际条件补偿的额定滑动系数，
[0120] QN。SUP是在Opsid压差下在额定速度以及额定粘度下的流量（Gpm)，
[0121] Qeathokk是校正的额定流量，
[0122] Ke = 0· 004329,是设计常数，
[0123] Nrtd =应用的额定栗速度，并且
[0124] Tktd=校正的额定转矩（Ft-Lb) (US)，其按如下进行计算：TKTD= (5252XRTD HP_)/NKTD，其中
[0125] RTD ΗΡωκκ是针对比重和粘度校正的额定hp。
[0126] 本发明的范围并不旨在限于上文列出的具体上述公式和参数来确定额定滑动系 数。例如，期望可使用上述公式和/或参数的变型形式来确定与现在已知的或以后在将来 开发的一致的额定滑动系数的实施例。
[0127] d)调节功能激活
[0128] 为了计算并保存步骤a至c中计算的值，信号处理器12被配置为激活调节功能过 程，同时泵是稳定的并且在额定条件下运行。调节功能过程对用户是无缝的。在不改变运 行条件或泵速度的情况下调节样品实际条件。一旦完成调节，就保存RTD HPkmoQkated和 KS的值。这些值不会改变，除非重新启动另一个调节功能过程。
[0129] 因为磨损周期性地发生，因此当在额定条件下运行时可通过重新激活该参数来恢 复泵流量精度。
[0130] e)实际流量计算
[0131] 例如，额定滑动系数KS可因为根据表I和表II中示出的旋转泵和螺杆泵的滑动 规则的运行条件而针对改变变量进行校正。校正的滑动系数为KSot*。
[0132] 信号处理器12可被配置为至少部分地基于以下等式来确定旋转式容积泵的实际 流量值：
[0133] Qact C0rr = (Qno SLipX ( (Nmotor/RATIO)/Nrtd) ) - (((75. 415 X KgX KS⑶RR) X (Nmotor/ RATIO) XTact coee)/ (VISCactXQno slip),
[0134] 其中：
[0135] QN。SUP是在Opsid压差下在额定速度以及额定粘度下的流量（Gpm)，
[0136] Nmqtqk =当前电机速度，
[0137] RATIO =使用齿轮减速器时的减速比（如果未使用齿轮减速器，则RATIO的值= 1.0),
[0138] Nrtd =应用的额定栗速度，
[0139] Ke = 0· 004329,是设计常数，
[0140] VISCact是泵送的液体的实际粘度，
[0141] Tact ωκκ =转矩（Ft-Lb) (US)，其按如下进行计算：Tact = (5252 XHPact 漏)/ Nact，其中 HPact ωκκ = HPactX (SGKTD/SGACT)，并且
[0142] KSam =基于表I和表II中示出的运行条件的滑动规则的校正的滑动系数。
[0143] 对于恒温应用，不需要比重值，并且HPact= HPact，其中
[0144] HPact=实际电机功率,并且
[0145] Nact =头际栗速度。
[0146] 额定滑动系数KS的调整可根据下文示出的滑动规则来进行，其产生校正的滑动 系数 " KSam "。
[0147] 表I :旋转式PD泵和磁驱动旋转式PD泵的滑动规则：
[0148]

【权利要求】
1. 设备，所述设备包括： 信号处理器，其被配置为 接收包含关于与旋转式容积泵的运行有关的实际泵性能数据的信息的信令；以及 通过至少部分地基于所述实际泵性能数据补偿已公布泵性能数据来确定校正的已公 布泵性能数据以运行所述旋转式容积泵。
2. 根据权利要求1所述的设备，其中所述校正的已公布泵性能数据包括针对实际条件 补偿的校正的已公布额定功率、校正的已公布额定流量和额定滑动系数。
3. 根据权利要求1所述的设备，其中所述实际泵性能数据包括关于与所述旋转式容积 泵的运行有关的实际速度、实际功率、实际比重和实际粘度的信息。
4. 根据权利要求3所述的设备，其中所述校正的已公布泵性能数据包括针对实际条件 补偿的校正的已公布额定功率、校正的已公布额定流量和额定滑动系数。
5. 根据权利要求1所述的设备，其中所述信号处理器被配置为至少部分地基于所述校 正的已公布泵性能数据确定所述旋转式容积泵的实际流量值。
6. 根据权利要求5所述的设备，其中所述信号处理器被配置为提供包含关于实际流量 值的信息的控制信号以控制所述旋转式容积泵的运行。
7. 根据权利要求2所述的设备，其中所述信号处理器被配置为至少部分地基于额定 条件下的实际功率、比重和粘度通过补偿已公布额定功率来确定所述校正的已公布额定功 率。
8. 根据权利要求7所述的设备，其中所述信号处理器被配置为至少部分地基于所述校 正的已公布额定功率通过补偿已公布额定流量来确定校正的已公布额定流量。
9. 根据权利要求8所述的设备，其中所述信号处理器被配置为至少部分地基于所述校 正的已公布额定流量和所述校正的已公布额定功率来确定针对实际条件补偿的额定滑动 系数。
10. 根据权利要求9所述的设备，其中所述信号处理器被配置为激活调节功能并用针 对实际条件补偿的所述校正的已公布额定功率、校正的已公布额定流量和所述额定滑动系 数取代所述已公布额定功率、所述已公布额定流量和所述额定滑动系数。
11. 根据权利要求10所述的设备，其中所述信号处理器被配置为至少部分地基于从理 论排放流量中减去所述校正的额定滑动流量来确定实际流量值。
12. 根据权利要求10所述的设备，其中所述信号处理器被配置为使用针对实际条件补 偿的所述校正的已公布额定功率、所述校正的已公布额定流量和所述额定滑动系数，直至 启动另一种调节功能。
13. 根据权利要求1所述的设备，其中所述信令包含关于泵参数的信息，所述泵参数包 括泵类型、已公布额定流量、已公布额定速度、已公布额定功率、已公布额定粘度和无滑动 流量的某种组合，以及关于来自可变频率驱动器（VFD)的实际速度和功率以及实际比重和 粘度的信息；并且所述信号处理器被配置为至少部分地基于所述信令来确定校正的滑动流 量或系数。
14. 根据权利要求13所述的设备，其中所述信号处理器被配置为至少部分地基于从理 论排放流量或系数中减去所述校正的额定滑动流量或系数来确定实际流量值。
15. 根据权利要求14所述的设备，其中所述信号处理器被配置为至少部分地基于其中 比重和粘度基本上恒定的恒温应用在不使用传感器的情况下确定所述校正的额定滑动流 量或系数。
16. 根据权利要求14所述的设备，其中在变温应用中，所述信号处理器被配置为接收 温度测量并至少部分地基于其通过补偿变化条件，包括实际速度、比重和粘度来确定所述 校正的额定滑动系数。
17. 根据权利要求2所述的设备，其中所述信号处理器被配置为至少部分地基于以下 等式来确定所述校正的已公布额定功率： RTD HPcoee = HPactX (SGetd/SGact) / (VISCact/VISCetd) ~N, 其中： RTD HPam是针对比重和粘度校正的额定hp形式的校正的已公布额定功率， HPact是额定条件下的实际功率， SGktd是泵送液体的额定比重， SGact是泵送液体的实际比重， VISCktd是泵送液体的额定粘度， VISCact是泵送液体的实际粘度，并且 N是随着泵的类型变化的指数。
18. 根据权利要求17所述的设备，其中对于旋转式ro泵诸如齿轮泵、叶轮泵和凸轮泵 而言N等于约0. 10,并且其中对于螺杆泵而言N等于约0. 275。
19. 根据权利要求17所述的设备，其中所述信号处理器被配置为至少部分地基于以下 等式来确定所述校正的已公布额定流量： Qratedcorr = (RTD HP漏/RTD HP) XQ RTD， 其中： Qratedcoee 是校正的额定流量， RTD HP是应用的额定hp形式的校正的已公布额定功率，并且 Q RTD是针对应用的额定流量。
20. 根据权利要求19所述的设备，其中所述信号处理器被配置为至少部分地基于以下 等式来确定针对实际条件补偿的所述额定滑动系数： KS = (VISCrtdXQno SLIPX (Qn。slip-Qrated C0RR)/(75. 415 XKgX (Neated) XTrtd core) j 其中： KS是针对实际条件补偿的额定滑动系数， VISCktd是已公布泵额定粘度， Qto sup是在〇Psid压差下在额定速度和额定粘度下的以gpm计的流量， Qratedcoee 是校正的额定流量， Ke = 0? 004329,是设计常数， Nmm =针对所述应用的额定栗速度，并且 Trtd圆=以Ft-Lb(US)计的校正的额定转矩，其按如下式测定：Trtd(5252XRTD HPcorr) /Nrtd 〇
21. 根据权利要求20所述的设备，其中所述信号处理器被配置为至少部分地基于以下 等式来确定所述旋转式容积泵的实际流量值： Qact core - (Qno Slipx((NmotoeZRATIO)ZNeated)) - (((75. 415 X KgX KScoee) X (Nmotoe/RATIO) XTACTcoee)/(VISCOSITYactXQno slip), 其中： Qto sup是在〇Psid压差下在额定速度和额定粘度下的以gpm计的流量，nm。? =当前电机速度， RATIO =使用齿轮减速器情况下的减速比，如果未使用齿轮减速器，则RATIO的值= 1. 0, Nmm =针对应用的额定栗速度， Ke = 0? 004329,是设计常数， KSam是基于特定旋转式容积泵类型的运行条件的滑动规则的校正的额定滑动系数， Tact CORR=以 Ft-Lb (US)计的转矩，其中 Tact _= (5252 X HPact _)/Nact，并且 HPactcore - HPactX (SGetd/SGact), HPact =头际电机功率， Nact =头际栗速度，并且 VISCact是泵送液体的实际粘度。
22. -种方法，包括： 用信号处理器接收包含关于与旋转式容积泵的运行有关的实际泵性能数据的信息的 信令；以及 用所述信号处理器至少部分地基于所述实际泵性能数据通过补偿已公布泵性能数据 来确定校正的已公布泵性能数据，以运行所述旋转式容积泵。
23. 根据权利要求22所述的方法，其中所述校正的已公布泵性能数据包括针对实际条 件补偿的校正的已公布额定功率、校正的已公布额定流量和额定滑动系数。
24. 根据权利要求22所述的方法，其中所述实际泵性能数据包含关于与所述旋转式容 积泵的运行有关的实际速度、实际功率、实际比重和实际粘度的信息。
25. 根据权利要求24所述的方法，其中所述校正的已公布泵性能数据包括针对实际条 件补偿的校正的已公布额定功率、校正的已公布额定流量和额定滑动系数。
26. 根据权利要求22所述的方法，其中所述方法包括用所述信号处理器至少部分地基 于所述校正的已公布泵性能数据来确定所述旋转式容积泵的实际流量值。
27. 根据权利要求26所述的方法，其中所述方法包括用所述信号处理器提供包含关于 实际流量值的信息的控制信号以控制所述旋转式容积泵的运行。
28. 根据权利要求23所述的方法，其中所述方法包括用所述信号处理器至少部分地基 于在额定条件下的实际功率、比重和粘度通过补偿已公布额定功率来确定所述校正的已公 布额定功率。
29. 根据权利要求28所述的方法，其中所述方法包括用所述信号处理器至少部分地基 于所述校正的已公布额定功率通过补偿已公布额定流量来确定校正的已公布额定流量。
30. 根据权利要求29所述的方法，其中所述方法包括用所述信号处理器至少部分地基 于所述校正的已公布额定流量和所述校正的已公布额定功率来确定针对实际条件补偿的 额定滑动系数。
31. 根据权利要求30所述的方法，其中所述方法包括用所述信号处理器激活调节功 能，其用所述校正的已公布额定功率、所述校正的已公布额定流量和针对实际条件补偿的 所述额定滑动系数来取代所述已公布额定功率、所述已公布额定流量和所述额定滑动系 数。
32. 根据权利要求31所述的方法，其中所述方法包括用所述信号处理器至少部分地基 于从理论排量流量减去所述校正的额定滑动流量来确定实际流量值。
33. 根据权利要求31所述的方法，其中所述方法包括使用所述校正的已公布额定功 率、流量和额定滑动系数，直到另一个调节功能被启动。
34. 根据权利要求22所述的方法，其中所述信令包含关于泵参数的信息，所述参数包 括泵类型、已公布额定流量、已公布额定速度、已公布额定功率、已公布额定粘度和无滑动 流量的某种组合；以及关于来自变频驱动器（VFD)的实际速度和功率以及实际比重和粘度 的信息；并且所述方法包括用所述信号处理器至少部分地基于所述信令来确定校正的滑动 流量或系数。
35. 根据权利要求34所述的方法，其中所述方法包括用所述信号处理器至少部分地基 于从理论排量流量或系数减去所述校正的额定滑动流量或系数来确定实际流量值。
36. 根据权利要求35所述的方法，其中所述方法包括用所述信号处理器至少部分地基 于其中比重和粘度基本上恒定的恒温应用在不使用传感器的情况下确定所述校正的额定 滑动流量或系数。
37. 根据权利要求35所述的方法，其中在变温应用中，所述方法包括用所述信号处理 器接收温度测量，以及通过补偿变化条件，包括实际速度、比重和粘度，并至少部分地基于 此来确定所述校正的额定滑动流量或系数。
38. 根据权利要求23所述的方法，其中所述方法包括用所述信号处理器至少部分地基 于以下等式来确定所述校正的已公布额定功率： RTD HPcoee = HPactX (SGetd/SGact) / (VISCact/VISCetd) ~N, 其中： RTD HPam是针对比重和粘度校正的以额定hp形式的校正的已公布额定功率， HPact是额定条件下的实际功率， SGktd是泵送液体的额定比重， SGact是泵送液体的实际比重， VISCktd是泵送液体的额定粘度， VISCact是泵送液体的实际粘度，并且 N是随着泵的类型而改变的指数。
39. 根据权利要求38所述的方法，其中对于旋转式泵诸如齿轮泵、叶轮泵和凸轮泵 而言N等于约0. 10,并且其中对于螺杆泵而言N等于约0. 275。
40. 根据权利要求38所述的方法，其中所述方法包括用所述信号处理器至少部分地基 于以下等式来确定所述校正的已公布额定流量： Qratedcorr = (RTD HP漏/RTD HP) XQ RTD， 其中： Qratedcoee 是校正的额定流量， RTD HP是针对应用的以额定hp形式的校正的已公布额定功率，并且 Q RTD是针对应用的额定流量。
41. 根据权利要求40所述的方法，其中所述方法包括用所述信号处理器至少部分地基 于以下等式来确定针对实际条件补偿的所述额定滑动系数： KS = (VISCrtdXQno SLIPX (Qn。slip-Qrated C0RR)/(75. 415 XKgX (Neated) XTrtd core) j 其中： KS是针对实际条件补偿的额定滑动系数， VISCktd是已公布泵额定粘度， Qto sup是在〇Psid压差下在额定速度和额定粘度下的以gpm计的流量， Qratedcoee 是校正的额定流量， Ke = 0? 004329,是设计常数， Nmm =针对应用的额定栗速度，并且 Tktd OMi = WFt-Lb(US)计的校正的额定转矩，其按如下式确定：Tktd漏=(5252XRTD HPcorr) /Nrtd。
42. 根据权利要求41所述的方法，其中所述方法包括用所述信号处理器至少部分地基 于以下等式来确定所述旋转式容积泵的实际流量值： Qact core - (Qno Slipx((NmotoeZRATIO)ZNeated)) - (((75. 415 X KgX KScoee) X (Nmotoe/RATIO) XTACTcoee)/(VISCOSITYactXQno slip), 其中： Qto sup是在〇Psid压差下在额定速度和额定粘度下的以gpm计的流量，nm。? =当前电机速度， RATIO =使用齿轮减速器情况下的减速比，如果未使用齿轮减速器，则所述RATIO的值 =1. 0, Nkath3 =针对应用的额定泵速度，Ke = 〇. 004329,是设计常数， KSam是由特定旋转式容积泵类型的运行条件的滑动规则确定的校正的额定滑动系 数， Tact mRR=以柯-Lb (US)计的转矩，其中 Tact C()KK= (5252 XHPact roKK)/Nact,并且HPact C0KK =HPactX (SGetd/SGact), HPact =头际电机功率， Nact =头际栗速度，并且 VISCact是泵送液体的实际粘度。
43. 设备，所述设备包括： 用于接收包含关于与旋转式容积泵的运行有关的实际泵性能数据的信息的信令的装 置；以及 用于至少部分地基于所述实际泵性能数据通过补偿已公布泵性能数据来确定校正的 已公布泵性能数据以运行所述旋转式容积泵的装置。
44. 根据权利要求43所述的设备，其中所述校正的已公布泵性能数据包括校正的已公 布额定功率、流量和滑动系数。
45. 根据权利要求43所述的设备，其中所述实际泵性能数据包含关于与所述旋转式容 积泵的运行有关并且接收自泵控制器或控制设备包括变频驱动器的实际速度、实际功率、 比重和粘度的彳目息。
46. 根据权利要求1所述的设备，其中所述信号处理器包括被配置为控制所述泵的运 行的控制器或控制器模块，或采用控制器或控制器模块的形式。
47. 根据权利要求1所述的设备，其中所述设备包括所述旋转式容积泵，包括内齿轮泵 或外齿轮泵、或凸轮泵、或叶轮泵、或螺杆泵。
48. 根据权利要求21所述的设备，其中所述信号处理器被配置为至少部分地基于下表 I来确定旋转式容积泵和磁驱动旋转式容积泵的滑动规则：
9 并且 其中所述信号处理器被配置为至少部分地基于下表II来确定螺杆泵和磁驱动螺杆泵 的滑动规则：

49. 根据权利要求48所述的设备，其中所述信号处理器被配置为如下确定所述流量计 算的结果： Qact core - Qact，并且 所述Qact _(显示为以Gpm计的实际流量（Qact)。
50. 根据权利要求49所述的设备，其中所述信号处理器被配置为如下确定实际和额定 泵速度的参数： Nact =头际栗速度，并且 =所述应用的额定泵速度。
51. 根据权利要求50所述的设备，其中对于磁驱动旋转式容积泵，所述信号处理器被 配置为确定以下参数： Tact 圆=以Ft-Lb (US)计的转矩，其如下计算：Tact CQKK= (5252XHPact CQKK)/Nact，其中： HPact core - (HPact _ (Pmg corrX (NACT/NRTD) ) X SGRTD/SGACT)， HPact =实际电机功率，并且 Pmac是在所用的包壳材料的额定速度下的以Hp计的涡流损耗。
52. 根据权利要求42所述的方法，其中所述方法包括至少部分地基于下表I来确定旋 转式容积泵和磁驱动旋转式容积泵的滑动规则:_
9 并且 其中所述方法包括至少部分地基于下表II来确定螺杆泵和磁驱动螺杆泵的滑动规 则：
O
53. 根据权利要求52所述的方法，其中所述方法包括如下确定所述流量计算的结果： Qact core - Qact，并且 所述Qact _(显示为以Gpm计的实际流量（Qact)。
54. 根据权利要求53所述的方法，其中所述方法包括如下确定实际和额定泵速度的所 述参数： Nact =头际栗速度，并且 =所述应用的额定泵速度。
55. 根据权利要求54所述的方法，其中对于磁驱动旋转式容积泵，所述方法包括确定 以下参数： Tact 圆=以Ft-Lb (US)计的转矩，其如下计算：Tact CQKK= (5252XHPact CQKK)/Nact，其中： HPact core = (HPAct ~ (?mg CORRX (Nact/Netd) 2) X SGETD/SGACT), HPact =实际电机功率，并且 Pmac是在所用的包壳材料的额定速度下的以Hp计的涡流损耗。
【文档编号】F04C2/00GK104334881SQ201380021297
【公开日】2015年2月4日 申请日期:2013年4月10日 优先权日:2012年4月12日
【发明者】安东尼·E·斯塔瓦莱 申请人:Itt制造企业有限责任公司