泵和用于控制泵的方法技术

在第一方面，本发明专利技术涉及一种用于控制泵(2)的方法，该泵(2)包括：集成的控制单元(12)；驱动单元，该驱动单元有电马达(9)和驱动轴(10)；以及液压单元，该液压单元有叶轮(11)，该叶轮通过所述驱动轴(10)而与所述电马达(9)连接，其中，控制单元(12)与电马达(9)操作连接，并设置成用于监测和控制泵(2)的操作，泵(2)还包括集成的压力传感器(15)，该压力传感器有固定的参考压力，并与控制单元(12)操作连接，所述控制单元(12)设置成根据在压力传感器(15)的实际值和参考值之间的关系来确定泵(2)周围的液体的液面高度，所述方法包括用于校准泵(2)的子方法，该子方法包括以下步骤：启动泵送；继续泵送，直到泵(2)周围的液体的液面高度等于预定校准高度，该预定校准高度相对于泵(2)固定；当泵(2)周围的液体的液面高度等于所述预定校准高度时，确定压力传感器(15)的校准高度实际值；以及通过设置与所述校准高度实际值相对应的新参考值来校准泵(2)。在第二方面，本发明专利技术还涉及这种泵(2)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】泵和用于控制泵的方法
本专利技术通常涉及泵领域，该泵设置成泵送包含固体物质的液体。而且，本专利技术特别涉及排水泵领域，该排水泵特别设置成用于泵送包括砂和石头材料的液体，例如在采矿/隧道应用中的钻井水或在建筑工地上的地表水，即排水。该泵包括：集成的控制单元；驱动单元，该驱动单元有电马达和驱动轴；以及液压单元，该液压单元有叶轮，该叶轮通过所述驱动轴而与所述电马达连接，其中，控制单元与电马达操作连接，并设置成用于监视和控制泵的操作。本专利技术还涉及一种用于控制这种泵的方法。
技术介绍
在矿山、建筑工地等应用中，几乎总是需要除去水，以便确保在工作现场的足够干燥环境。在采矿/隧道应用中，在爆破前在准备装药时使用大量的钻井水，且当没有除去钻井水时，至少矿井的下部部分将被淹没。地表水和地下水也将累积，以便积聚要除去的水。通常使用排水泵来将水提升至矿井外，且水从矿井的下部部分逐步提升至位于矿井不同深度处的不同盆形部。每个台阶/提升例如可以是沿竖直方向在25-50米的范围内，且在每个台阶/提升中，出口导管的长度(即运输距离)例如可以在100-300米的范围内。在采矿应用中，大量的砂和石头材料悬浮在水中，在一些应用中高达10％。通常，人员以及在工作现场的实际处理都需要恒定的低液面高度，因此，通常决定排水泵应当一直操作，即使暂时只获取很少的水。因此，在一些应用中，不管是否泵送水，排水泵都恒定操作。排水泵的恒定操作可能损坏排水泵，并导致过多能量消耗。当没有水或有很少水流入容纳排水泵的坑/凹坑时，排水泵将开始加热水，该操作模式称为沸腾。在沸腾过程中，排水泵中和水中的升高温度对密封件特别有害，且最终所有水都将蒸发。高操作速度和鼾响(或称水位过低)(snoring)的组合将加速泵的磨损，并显著缩短排水泵的使用寿命。当有流向容纳泵的坑/凹坑的恒定进入流时，恒定操作将很好和不可避免。在其它应用中，排水泵在自动开/关操作中来操作，即，当泵周围的水位较低时，泵停止，例如当泵鼾响时该泵停止，或者通过液面高度传感器来停止。当空气和水的混合物吸入泵的进口时，泵将鼾响。当泵不能执行任何正负荷时，泵将停止，以便减少能量使用，并使得泵免受额外磨损。独立于操作模式，重要的是非常精确地至少知道某些特定液面高度，以便在泵的操作过程中高效地最小化磨损和能量消耗。对泵周围液体的瞬时液面高度了解得越好，就能够使用越详细和复杂的方法来控制泵。当液面高度较高时，泵可能需要以最大操作速度来操作，在其它的液面高度下，泵能够以降低的操作速度来运行；当液面高度较低时，泵应当停止或者操作速度明显降低。通常，泵装备有外部液面高度传感器，该外部液面高度传感器分别检测液面高度达到泵启动液面高度和泵停止液面高度的时间。这些液面高度传感器是所谓的离散类型，即I/O。外部液面高度传感器可以由常规的浮动液面高度传感器来构成，该传感器在倾斜第一角度时将检测泵启动液面高度，而在倾斜第二角度时将检测泵停止液面高度。不过，由于在液体中的固体物质或者其它外部障碍物，可能防止这些浮动液面高度传感器自由浮动，从而不能正确地检测液面高度。一些已知的泵有集成至泵中的其它离散类型液面高度传感器。为了更高效地操作泵，已知有模拟类型的外部液面高度传感器，例如表压力传感器。这种液面高度传感器测量作用在液面高度传感器上的压力，且测量的压力对应于液面高度传感器相对于液面高度的浸没深度。不过，为了提供精确的数据，即为了补偿大气中的气压差，这种液面高度传感器方案还需要位于液面高度上面的参考表压力传感器。例如见US8036838。这些压力传感器很昂贵。此外，压力传感器检测该压力传感器的浸没深度，而不是泵的浸没深度。因此，重要的是(同时几乎不可能)知道排水泵与外部/分离的压力传感器的确切相互位置/方位。此外，这种外部压力传感器不适合附接在排水泵上，因为将面临由于排水泵的恶劣环境/操作排水泵而损坏压力传感器的危险。泵(特别是排水泵)是真正可运动，并设置成布置在恶劣环境的各种坑/凹坑中，这对于装有外部液面高度传感器存在明显的缺点。
技术实现思路
本专利技术的目的是消除已知泵的前述缺点和缺陷，并提供一种改进的泵。本专利技术的主要目的是提供一种最初定义类型的改进泵，它能够处理位于泵周围的液体上方的空气中的变化空气压力，并因此减少或消除变化空气压力的影响。本专利技术的另一目的是提供一种不依赖于外部液面高度传感器的泵。根据本专利技术，至少主要目的通过具有在独立权利要求中确定的特征的、最初定义的泵和方法来实现。本专利技术的优选实施例在从属权利要求中进一步确定。根据本专利技术的第一方面，提供了一种最初定义类型的方法，其中，泵还包括集成的压力传感器，该压力传感器有固定的参考压力，并与控制单元操作连接，所述控制单元设置成根据在压力传感器的实际值和参考值之间的关系来确定泵周围的液体的液面高度，所述方法包括用于校准泵的子方法，该子方法包括以下步骤：开始泵送；继续泵送，直到泵周围的液体的液面高度等于预定校准高度，该预定校准高度相对于泵固定；当泵周围的液体的液面高度等于所述预定校准高度时，确定压力传感器的校准高度实际值；以及通过设置与所述校准高度实际值相对应的新参考值来校准泵。根据本专利技术的第二方面，提供了一种泵，该泵设置成执行所述子方法的步骤。因此，本专利技术基于使用具有固定参考压力的集成压力传感器以及执行泵和集成压力传感器的定期校准的见解，在具有变化空气压力的环境/位置中能够非常精确地确定液面高度，因此，在一段时间后，泵的操作能够更好地适应实际需求。另外，压力传感器由泵保护防止外部损坏。在本专利技术的优选实施例中，子方法包括当泵周围的液体的液面高度等于校准高度时停止泵的步骤。另外，优选是在停止泵的步骤之后执行确定压力传感器的校准高度实际值的步骤。因此，消除了由于泵的泵送操作而引起的、对压力读数的任何潜在影响。根据优选实施例，泵的校准高度处于泵的进口的高度，其中，当控制单元检测到泵鼾响时，泵周围的液体的液面高度确定为等于校准高度。重要的是，校准高度相对于泵的位置在一段时间恒定，且当泵将空气和液体的混合物吸入进口内时发生鼾响，即每次都在相同的液面高度。为了检测泵是否在鼾响，控制单元利用一种或多种已知的鼾响检测技术。根据优选实施例，用于校准泵和压力传感器的子方法以规则时间间隔来执行，另外还在每次泵通电/重新启动时执行。泵的更频繁的校准将更好地消除变化空气压力的任何影响。通过其它从属权利要求以及下面对优选实施例的详细说明，将清楚本专利技术的其它优点和特征。附图说明通过下面结合附图对优选实施例的详细说明，将更充分地理解本专利技术的上述以及其它特征和优点，附图中：图1是位于矿井中的本专利技术泵的示意图；以及图2是本专利技术方法的子方法的示意流程图。具体实施方式本专利技术特别涉及泵领域，该泵特别设置成用于泵送包含固体物质的液体，例如包括污泥/泥浆、砂和石头材料的水。参考图1，该图公开了泵组件的示意实施例，该泵组件适用于泵送包含固体物质的液体，总体表示为1，即排水/脱水泵组件。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于控制泵(2)的方法，所述泵设置成用于泵送包含固体物质的液体，所述泵在泵(2)的操作过程中至少局部浸没在液体中，所述泵(2)包括：/n-集成的控制单元(12)；/n-驱动单元，所述驱动单元具有电马达(9)和驱动轴(10)；以及-/n-液压单元，所述液压单元具有叶轮(11)，所述叶轮通过所述驱动轴(10)而与所述电马达(9)连接，/n其中，控制单元(12)与电马达(9)操作连接，并设置成用于监测和控制泵(2)的操作，/n泵(2)还包括集成的压力传感器(15)，所述压力传感器具有固定的参考压力，并与控制单元(12)操作连接，所述控制单元(12)设置成根据压力传感器(15)的实际值和参考值之间的关系来确定泵(2)周围的液体的液面高度，/n所述方法包括用于校准泵(2)的子方法，所述子方法包括以下步骤：/n-开始泵送；/n-继续泵送，直到泵(2)周围的液体的液面高度等于预定校准高度，所述预定校准高度相对于泵(2)固定；/n-当泵(2)周围的液体的液面高度等于所述预定校准高度时，确定压力传感器(15)的校准高度实际值；以及/n-通过设置与所述校准高度实际值相对应的新参考值来校准泵(2)。/n...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20171124 EP 17203461.31.一种用于控制泵(2)的方法，所述泵设置成用于泵送包含固体物质的液体，所述泵在泵(2)的操作过程中至少局部浸没在液体中，所述泵(2)包括：
-集成的控制单元(12)；
-驱动单元，所述驱动单元具有电马达(9)和驱动轴(10)；以及-
-液压单元，所述液压单元具有叶轮(11)，所述叶轮通过所述驱动轴(10)而与所述电马达(9)连接，
其中，控制单元(12)与电马达(9)操作连接，并设置成用于监测和控制泵(2)的操作，
泵(2)还包括集成的压力传感器(15)，所述压力传感器具有固定的参考压力，并与控制单元(12)操作连接，所述控制单元(12)设置成根据压力传感器(15)的实际值和参考值之间的关系来确定泵(2)周围的液体的液面高度，
所述方法包括用于校准泵(2)的子方法，所述子方法包括以下步骤：
-开始泵送；
-继续泵送，直到泵(2)周围的液体的液面高度等于预定校准高度，所述预定校准高度相对于泵(2)固定；
-当泵(2)周围的液体的液面高度等于所述预定校准高度时，确定压力传感器(15)的校准高度实际值；以及
-通过设置与所述校准高度实际值相对应的新参考值来校准泵(2)。


2.根据权利要求1所述的方法，其中：所述子方法包括当泵(2)周围的液体的液面高度等于校准高度时停止泵(2)的步骤。


3.根据权利要求2所述的方法，其中：在停止泵(2)的步骤之后执行确定压力传感器(15)的校准高度实际值的步骤。


4.根据权利要求1至3中任意一项所述的方法，其中：泵(2)的校准高度处于泵(2)的进口(5)的高度处，当控制单元(12)检测到泵(2)鼾响时，泵(2)周围的液体的液面高度被确定为等于校准高度...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·维克斯特罗姆，G·托恩奎斯特，
申请(专利权)人：赛莱默欧洲有限公司，
类型：发明
国别省市：瑞士;CH