专利名称：与泵驱动器有关的方法
与泵驱动器有关的方法技术领域
根据本发明的独立权利要求的前序部分，本发明涉及一种与连接于容器或类似物 的泵驱动器相关的方法和装置。
背景技术：
连接于容器或类似物的泵驱动器用于诸多用途，例如从井里泵抽地下水或杂用 水，或者从容器中泵抽其它液体等。当被泵抽的物料有限时，可能不能一直以恒定的功率使 用所述泵。长时间在没有流动通过泵的情况下使用泵可导致泵及正在被泵抽的物料过热， 并还随之导致对泵驱动器的损坏。
在现有技术中，利用诸如基于超声波或压力的测量传感器的液面测量技术控制 泵。这种类型的测量传感器提供精确的液面数据。泵流量被调节以提供所需的液面液位。 也可以通过使用电缆浮动液位开关或安装的浮动液位开关控制泵。通过这些装置，液面上 下极限之间的泵抽常常通过开/关控制实施而不进行调节。
总会存在测量传感器损坏的风险，这就降低了设备运行的可靠性。例如，浮动液位 开关可能由于其中可能出现的潮湿或接触端子连接问题而立刻(in time)损坏。此外，测 量传感器及其线缆、以及安装和维护它们所需要的额外工作都会造成附加的成本。发明内容
因此，本发明的目标是开发一种方法以及以解决上述问题的方式实施所述方法的 装置。本发明的所述目标通过一种方法和一种装置实现，其特征在于独立权利要求中公开 的内容。本发明的优选实施方式在从属权利要求中被公开。
本发明基于这样的构思，即流入容器或类似物的平均流量的大小通过利用由变频 器控制的已知的泵流量来估计。基于此估计的大小而将泵设定至用于泵抽的操作点，即为 泵设定合适的流量。通过以规则的时间间隔或根据需要而重复测量周期更新关于估计的平 均流入流量大小的信息。
根据本发明的优选的实施方式，容器或类似物的排空由变频器所测量的泵转矩随 着泵流量减少而降低来检测。
本发明的方法和系统提供这样优点本发明的装置不需要关于容器中的液面液位 的信息，因此不需要确定液位的传感器。由于不需要单独的器件来测量液面，本发明的装置 的安装比以前更快且更便宜。本发明的装置由于只包括泵抽所需的零件，所以在操作上也 更可靠。此外，本发明的装置比通过之前已知的方式实施的装置更便宜。
根据优选的实施方式，使用浮动液位开关以产生容器中的上液位警报，但并不控 制实际泵抽过程。
现在通过优选的方式并参照附图更详细地解释本发明，其中
图1示出了本发明的方法可应用于其上的装置的示意图。
图2示出了流入流量Q与经过泵的流出流量Glp对容器中的物料量ν的影响。
图3示出了本发明的一种实施方式，其中，液面液位h可保持在容器或类似物中的 期望的液位。
具体实施方式
图1示出了可以适用于本发明的方法的一种装置的示意图。物料以流量Q流入容 器1并通过泵3以流量A从容器1中流出。所述容器中的物料的液面液位h响应于容器 的流入流量与流出流量之间的差值而被保持。连接变频器2以便通过为电动马达提供动力 来控制以机械方式联接于泵3的电动马达。
图2示出了流入流量Q与经过泵的流出流量％对容器中的物料量ν的影响。在使 用本发明的方法之前，如果发现容器1或类似物不为空，则将其排空(drain)。容器1或类 似物被排空时，泵3的流量％减小。一般来说，泵的流量响应于泵马达的转矩。由于泵3中 流量％减小，泵3马达的转矩也下降。变频器2包括用于测量转矩的装置并且检测泵3马 达的转矩的下降。根据本发明的优选实施方式，如果转矩小于为泵3的设定流量％所限定 的假定转矩的预定百分比，则判定容器1或类似物为空。所述预定百分比例如可以是20% 至 50%。
在检测容器1为空后，允许在预定填注时间tfill期间填注容器，此间泵3不工作。 此后，容器1以已知的泵3流量Qp,n。m被再次排空，而排空所需时间tdMin被确定。如上文所 述，现在排空也优选地基于泵抽中所用转矩的变化而检测。
正如在测量周期开始时那样，容器1再次为空，这样，在测量周期期间，流过泵3的 物料的量与流入容器1的量相等。因此，在测量周期期间流入流量Q对时间积分的绝对值 等于测量周期期间通过泵3的额定流量Qp,n。m对时间的积分。流入流量Q与额定泵流量Qp, n。m的值的符号相反，这是因为它们的流动方向相对于容器1彼此相反。这样就能够基于额 定泵3流量Qp,_计算流入流量Q的估计值。额定泵3流量Qp,_可以通过使用泵3的特定 性能曲线计算。在测量周期期间流入流量Q可被假定为常量。因此，对应于流入流量Q的 估计平均流入流量Ast为SQ ρ, nom ^ drain--如=_ “--t fill + ^drain
在测量周期结束时，容器1允许填注至预定程度以便在测量周期后具有通过泵3 的流量。测量周期后，由变频器2向泵3供应的动力设置为使泵3流量％对应于得出的估 计平均流入流量Ast。关于估计平均流入流量Ast的大小的信息通过以预定的测量时间间 隔tmeas重复测量周期或在检测到容器被排空时根据需要而不断更新。
如果在测量周期期间排空时间td_太短，即估计平均流入流量Qest低于预定最小 极限值(ip,min，根据本发明的优选实施方式，变频器2进入睡眠模式。此后不使用泵3。由于 来自诸如浮动液位开关的测量传感器的上限检测或新测量周期，所述系统可从睡眠模式返 回正常模式。本发明的实施方式的一个示例是雨水泵抽站。不下雨时，井是空的且变频器 处于睡眠模式。开始下雨时，水位上升而来自测量传感器的上限检测使变频器返回到正常 模式。5
根据本发明的实施方式，液面液位h可被保持在容器或类似物中的需求液位。然 后容器1在测量周期期间通过使用泵3的额定流量第一次排空。在图3示出的方式中，测 量排空时间Idraimtl而所取得的时间与泵3的额定流量Qp, n。m和估计平均流入流量Ast —起 使用以通过下式估计容器1或类似物中的物料体积
权利要求
1.一种与连接于容器(1)或类似物的泵驱动器相关的方法，其中，设置有变频器0)， 用以采用使泵流量汍)响应于流向容器⑴的估计流入流量(Qest)的方式为泵⑶提供动 力，其特征在于，所述方法包括以下步骤排空容器⑴；在预定填注时间(tfill)期间允许填注容器(1)且同时泵( 不工作；以已知的泵⑶流量(Qp,_)再次排空容器(1)；确定排空时间(tdMin)；基于排空时间(tdMin)和已知的泵流量(ζ ρ，η。ω)确定估计平均流入流量OLt)；将由变频器( 提供给泵(3)的动力设定成使泵C3)流量(Qp)对应于得出的估计平 均流入流量(Ast)。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，对容器(1)或类似物的排空的估计包括以下 步骤由变频器O)向泵C3)马达所提供的动力确定马达转矩；如果转矩小于为泵(3)的设定流量(Qp)确定的假定转矩的预定百分比，则判断所述容 器(1)或类似物为空。
3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，基于填注时间(tfill)和排空时间(tdMin) 及泵(3)的已知流量(Qp,n。m)确定估计平均流入流量OLt)，如下Qp^nom 玄 drain est — ““οt fiU + ''drain
4.如权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，通过以预定测量间隔(t_s) 或在检测到容器排空时根据需要来重复所述方法的测量周期，不断更新关于估计平均流入 流量O^st)的大小的信息。
5.如权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于，如果估计平均流入流量(Ast) 低于预定最小极限值(A,min)，则激活变频器(2)的睡眠模式O)，在此期间不使用泵(3)。
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，由于新的测量周期而从睡眠模式返回。
7.如权利要求要求5或6所述的方法，其中，容器(1)或类似物包括指示物料液位上限 数据的测量传感器，其特征在于，由于来自测量传感器的上限指示而从睡眠模式返回到正 常操作。
8.如权利要求1至7中任一项所述的方法，其特征在于在所述方法的测量周期期间通过使用泵(3)的额定流量第一次排空容器(1)；测量排空时间(tdMin,。)；及使用得到的时间与泵( 额定流量(Qp,n。m)以及估计平均流入流量OLt) —起估计所 述方法的测量周期之前的容器(1)或类似物中的物料体积(\st)，如下Vest 一 _ (Qest+Op, nom) · ^drain5O其中，估计平均流入流量Qest通过使用根据所述方法的当前测量周期的测量结果根据 所述方法确定。
9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，在根据所述方法的测量周期结束时，通过在 第二填注时间Ufillil)的时段中允许容器填注且同时泵不工作而使容器(1)中的物料体积 (ν)返回至所需液位，其中，第二填注时间UfillJ通过使用如下方程获得νf —_fill ,1ο^iest
10.如权利要求要求8或9所述的方法，其特征在于，通过用估计物料体积(Vest)除以 容器(1)的已知额定物料体积来计算容器(1)的填注因子。
全文摘要
一种与连接于容器(1)或类似物的泵驱动器相关的方法，其中，变频器(2)构造成为泵(3)提供动力以使泵的流量(Qp)响应于流向容器(1)的估计平均流入流量(Qest)。所述方法包括以下步骤排空容器(1)；允许在预定填注时间(tfill)中填注容器(1)而泵(3)不工作；以已知泵(3)流量(Qp，nom)再次排空容器(1)；确定排空时间(tdrain)；基于填注时间(tfill)、排空时间(tdrain)和已知泵(3)流量(Qp，nom)确定估计平均流入流量(Qest)；将变频器(2)给泵(3)供应的动力设置成使泵(3)流量(Qp)对应于得出的估计平均流入流量(Qest)。
文档编号G01F1/00GK102032929SQ20101050707
公开日2011年4月27日 申请日期2010年9月27日 优先权日2009年9月30日
发明者尤哈·绍科 申请人:Abb公司