BRPI0613879A2 - bomba de ação alternada com válvula de ar monitorada eletronicamente, com monitoramento eletrÈnico de bateria e de solenóide - Google Patents
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Abstract
BOMBA DE AçãO ALTERNADA COM VáLVULA DE AR MONITORADA ELETRONICAMENTE, COM MONITORAMENTO ELETRÈNICO DE BATERIA E DE SOLENóIDE é descrita uma bomba operada a ar (10) que usa um ímã (14) montado no copo da válvula (16) do motor a ar (18) e dois sensores de palheta (20) montados na tampa da válvula (22) para monitorar a velocidade e posição da válvula (16) Um solenóide (24) é montado na tampa da válvula (22) e pode ser comandado para estender um êmbolo (26) ao interior do copo da válvula (16) para interromper o movimento da válvula e, portanto, fazer a bomba parar de acelerar. Três métodos podem ser usados para aumentar a vida útil da bateria e monitorar a posição do êmbolo do solenóide, dois dos quais usam a indutância variável do solenóide (24) para monitorar o movimento do solenóide.
Description
"ΒΟΜΒΑ DE AÇÃO ALTERNADA COM VÁLVULA DE ARMONITORADA ELETRONICAMENTE, COM MONITORAMENTO ELETRÔNICO DEBATERIA E DE SOLENÓIDE"
CAMPO TÉCNICO
Este pedido reivindica o beneficio do pedido US60/703.595, depositado em 29 de julho de 2005.
ANTECEDENTES DA INVENÇÃO
Bombas com pistão de ação alternada operadas a arsão bem conhecidas para o bombeamento de vários fluidos. Ti-picamente, tais bombas têm válvulas de ar operadas mecânicaou pneumaticamente para controlar o fluxo de ar para os doislados do pistão. Tradicionalmente, o controle de tais bombasé feito monitorando e controlando o fluxo de fluido resul-tante, em vez de a própria bomba. Dispositivos da tecnologiaanterior, tal como o dosador EXTREME-MIX™ da Graco, monito-ravam a posição do pistão com propósitos de controle.
DIVULGAÇÃO DA INVENÇÃO
Portanto, é um objetivo desta invenção prover umsistema que permite melhor monitoramento e controle de ummotor de ação alternada a ar para permitir o monitoramentoda posição do pistão, das velocidades de ciclo e de fluxo,dos ciclos totais, o controle em aceleração e a capacidadede diagnosticar componentes inferiores do motor de ar e dabomba defeituosos.
0 controle usa um imã montado no copo da válvulado motor a ar e dois sensores de palheta montados na tampada válvula para monitorar a velocidade e posição da válvula.Um solenóide é montado na tampa da válvula e pode ser coman-dado para estender o êmbolo ao interior do copo da válvulapara parar o movimento da válvula e, portanto, fazer a bombaparar de funcionar (tipicamente em virtude de o suprimentode fluido estar vazio). A interface de usuário compreende umLCD e botões para configurar e controlar a bomba. 0 visorpode ser ativado para exibir velocidade de ciclo, velocidadede fluxo (em várias unidades), ciclos totais e diagnósticode erros. Os parâmetros de configuração podem incluir unida-des de fluido (quartos de galão, litros, etc.) e o ponto deajuste de funcionamento.
As chaves de palheta e os imãs estão localizadospara detectar quando a válvula de ar está na posição extremade cada ciclo ou em transição, ou ambas. 0 controlador cal-cula a velocidade na qual o motor está operando, contando asaberturas e fechamentos das chaves de palheta ativadas pelasposições variadas da válvula de ar. Então, o controladorcompara a velocidade com um valor pré-programado para deter-minar se o motor a ar está em uma condição de aceleração. Seesta condição estiver presente, o controlador ativa o sole-nóide, impedindo a comutação que interrompe o motor. Estaação é para impedir o derramamento de fluido e/ou dano dabomba.
Três métodos podem ser usados para aumentar a vidaútil da bateria e para monitorar a posição do êmbolo do so-lenóide, dois dos quais usam a indutância variável do sole-nóide para monitorar o movimento do solenóide.
No primeiro método, o software do controlador mo-nitora a curva de tensão do solenóide à medida que o sole-nóide é energizado. Quando o êmbolo do solenóide alcança ofim do seu curso, o software interrompe o pulso de tensão.Namodalidade seguinte, o software do controlador monitora acurva de tensão do solenóide à medida que o solenóide é e-nergizado. Se um aumento de tensão não estiver presente nofim da curva de tensão (em uma quantidade fixa de tempo) , osoftware do controlador saberá que o solenóide não travou eassim não completou seu movimento exigido.
Na última modalidade, a tensão é medida através dosolenóide à medida que um pulso de tensão é aplicado paradeterminar se o nível de tensão atual da bateria é suficien-te para ativar o solenóide.
Estes e outros objetivos e vantagens da invençãovão aparecer mais completamente a partir da seguinte descri-ção feita em conjunto com os desenhos anexos, em que carac-teres de referência semelhantes dizem respeito às mesmaspartes ou a partes similares por todas as diversas vistas.
DESCRIÇÃO RESUMIDA DOS DESENHOS
A Figura 1 mostra uma seção transversal da válvulade ar como parte da presente invenção mostrando os ímãs echaves da palheta.
A Figura 2 mostra um detalhe da seção transversalda Figura 1 da válvula de ar como parte da presente inven-ção.
A Figura 3 mostra uma seção transversal (opostaàquela da Figura 1) da válvula de ar como parte da presenteinvenção mostrando o solenóide.A Figura 4 mostra uma vista de uma bomba que in-corpora a presente invenção.
A Figura 5 mostra um detalhe da interface de usuá-rio da presente invenção.
A Figura 6 mostra a queda de tensão típica duranteo tempo.
MELHOR MODO PARA REALIZAR A INVENÇÃO
Em uma bomba com pistão de ação alternada operadaa ar 10, o controlador 12 usa um ímã 14 montado no copo daválvula 16 do motor a ar 18 e dois sensores de palheta 20montados na tampa da válvula 22 para monitorar a velocidadee posição da válvula 16. Um solenóide 24 é montado na tampada válvula 22 e pode ser comandado para estender um êmbolo26 para o interior do copo da válvula 16 para interromper omovimento da válvula e, portanto, fazer a bomba 10 parar dedisparar (tipicamente ocasionado pelo fornecimento de fluidoestar vazio ou pela mangueira de outro conduíte fornecedorter um vazamento / ruptura) . A interface de usuário 28 com-preende um visor LCD 30 e botões 32 para configurar e con-trolar a bomba. O visor 30 pode ser ativado para exibir ve-locidade de ciclo, velocidade de fluxo (em várias unidades),ciclos totais e diagnóstico de erros. Os parâmetros de con-figuração podem incluir unidades de fluido (quartos de ga-lão, litros, etc.) e o ponto de ajuste de disparada.
As chaves de palheta 20 e os ímãs 14 estão locali-zados para detectar quando a válvula de ar 16 está na posi-ção extrema de cada ciclo ou em transição, ou ambos. O con-trolador 12 calcula a velocidade na qual o motor 18 está o-perando, contando as aberturas e fechamentos das chaves depalheta 20 ativadas pelas posições variantes da válvula dear 16. Então, o controlador 12 compara a velocidade com umvalor pré-programado para determinar se o motor a ar 18 estáem uma condição de aceleração. Se esta condição estiver pre-sente, o controlador 12 ativa o solenóide 24, impedindo acomutação, que interrompe o motor 18. Esta ação é para impe-dir o derramamento de fluido e/ou dano da bomba.
Três métodos podem ser usados para aumentar a vidaútil da bateria e para monitorar a posição do êmbolo do so-lenóide, dois dos quais usam a indutância variável do sole-nóide para monitorar o movimento do solenóide.
No primeiro método, o software do controlador 12monitora a curva de tensão do solenóide 24 à medida que osolenóide é energizado. Quando o êmbolo do solenóide 24 al-cança o fim do seu curso, o software interrompe o pulso detensão.
Na próxima modalidade, o software do controladormonitora a curva de tensão do solenóide 24 à medida que osolenóide 24 é energizado. Se um aumento de tensão não esti-ver presente no fim da curva de tensão (em uma quantidadefixa de tempo), o software do controlador saberá que o sole-nóide 24 não travou e, assim, não completou seu movimentoexigido.
Na modalidade final, a tensão é medida através dosolenóide 24 à medida que um pulso de tensão é aplicado paradeterminar se o nivel de tensão atual da bateria é suficien-te para ativar o solenóide 24.Percebe-se que várias mudanças e modificações po-dem ser feitas no controle da bomba sem fugir do espirito edo escopo da invenção definidos pelas seguintes reivindicações.
Claims (3)
1. Método para controlar uma bomba operada a arcom uma válvula de ar com um copo de válvula e uma tampa deválvula, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende:prover um imã montado no dito copo de válvula dodito motor a ar, e primeiro e segundo sensores de palhetamontados na tampa da válvula para monitorar a velocidade e aposição da válvula, e um solenóide com uma curva de tensão eum êmbolo e sendo montado na dita tampa da válvula, o ditosolenóide sendo capaz de estender o dito êmbolo ao interiordo dito copo de válvula com um pulso de tensão para inter-romper o movimento da válvula;monitorar a curva de tensão do dito solenóide àmedida que o solenóide é energizado; einterromper o dito pulso de tensão quando o ditoêmbolo do solenóide alcança o fim do seu ciclo.
2. Método para controlar uma bomba operada a arcom uma válvula de ar com um copo de válvula e uma tampa deválvula, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende:prover um imã montado no dito copo de válvula dodito motor a ar, e primeiro e segundo sensores de palhetamontados na tampa da válvula para monitorar a velocidade e aposição da válvula, e um solenóide com uma curva de tensão eum êmbolo e sendo montado na dita tampa da válvula, o ditosolenóide sendo capaz de estender o dito êmbolo para o inte-rior do dito copo de válvula com um pulso de tensão para in-terromper o movimento da válvula;monitorar a curva de tensão do dito solenóide àmedida que o solenóide é energizado durante um período fixode tempo por um aumento de tensão; eprover um alarme se o dito aumento não ocorrer nodito período fixo de tempo.
3. Método para controlar uma bomba operada a arcom uma válvula de ar com um copo de válvula e uma tampa deválvula, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende:prover um ímã montado no dito copo de válvula dodito motor a ar, e primeiro e segundo sensores de palhetamontados na tampa da válvula para monitorar a velocidade e aposição da válvula, e um solenóide com uma curva de tensão eum êmbolo e sendo montado na dita tampa da válvula, o ditosolenóide sendo capaz de estender o dito êmbolo ao interiordo dito copo de válvula com um pulso de tensão para inter-romper o movimento da válvula;monitorar a curva de tensão do dito solenóide àmedida que o solenóide é energizado para determinar se o ní-vel de tensão atual da bateria é suficiente para ativar odito solenóide; eprover um alarme se o dito nível de tensão da ba-teria for insuficiente para ativar o dito solenóide.
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