ES2706018T3 - Instalación de bombeo mejorada y el procedimiento de control de una instalación de bombeo de este tipo - Google Patents

Abstract

Instalación de bombeo (IB) que comprende al menos una primera máquina volumétrica (10) y una segunda máquina volumétrica (20), así como un módulo de control (MC), instalación de bombeo (IB) en la que un gas se evacua de un volumen encerrado (VE) por medio de la primera máquina volumétrica (10) y/o de la segunda máquina volumétrica (20), comprendiendo la instalación de bombeo (IB), además, al menos una válvula de control (VC) que está controlada por el módulo de control (MC) y un sensor de temperatura (TP) para captar el valor de la temperatura a la salida de la primera máquina volumétrica (10), con el fin de regular el flujo de gas entre el volumen encerrado (VE) y la salida de la instalación de bombeo (IB), caracterizada por que el módulo de control (MC) está configurado para mandar la válvula de control (VC) de manera que, durante un arranque de la primera máquina volumétrica (10) y de la segunda máquina volumétrica (20) de la instalación de bombeo (IB), mientras que la temperatura detectada a la salida de la primera máquina volumétrica (10) por el sensor de temperatura (TP) está por debajo de un valor predeterminado, la válvula de control (VC) dirige el flujo de gas entre el volumen encerrado (VE) y la salida de la instalación de bombeo (IB) según un primer recorrido de entre dos recorridos que son este primer recorrido en el que el gas se bombea únicamente por la primera máquina volumétrica (10) y un segundo recorrido en el que el gas se bombea por la primera máquina volumétrica (10) y la segunda máquina volumétrica (20).

Description

DESCRIPCIÓN

Instalación de bombeo mejorada y el procedimiento de control de una instalación de bombeo de este tipo

Campo técnico de la invención

De manera general, esta invención está relacionada con el campo técnico de las máquinas volumétricas y de las instalaciones que comprenden unas máquinas volumétricas de este tipo. Esta invención se interesa, de manera particular, por las máquinas volumétricas destinadas a recibir unos fluidos compresibles (tales como el aire) y que pueden utilizarse como máquinas de bombeo.

Específicamente, pero no de manera exclusiva, esta invención se refiere al campo de los grupos o instalaciones de bombeo que comprenden al menos una primera máquina volumétrica y una segunda máquina volumétrica, así como al campo de los procedimientos de control de las instalaciones de bombeo de este tipo.

Estado de la técnica

Una multitud de procesos industriales o de investigación (p. ej., en el campo de la alimentación, de la química, farmacéutica, etc.) tienen hoy en día necesidad de un vacío más o menos fuerte (tradicionalmente en el rango entre 1 y 10-4 mbar).

Para realizar este vacío, se utilizan desde hace ya numerosos años unas "bombas de vacío", es decir, unas máquinas volumétricas capaces de extraer más o menos completamente el aire (u otro gas o, igualmente, una mezcla de gases) contenido en un volumen o recinto encerrado (p. ej., en una "cámara blanca" utilizada para la producción de los circuitos impresos).

A fecha de hoy, se conocen diferentes tipos de bombas de vacío. De entre los más conocidos y más extendidos, se pueden citar, en concreto, las bombas de paletas, las bombas de anillo líquido, las bombas de tornillo, las bombas de espiral (o Scroll) o también las bombas de lóbulos (o Roots). Cada uno de estos diferentes tipos de bombas de vacío posee algunas ventajas (e inconvenientes) que lo hacen especialmente adaptado para la utilización en unas aplicaciones particulares. Como las características de los diferentes tipos de bombas de vacío las conocen bien los expertos en la materia en este campo técnico, no nos parece necesaria una larga elaboración de las diferentes propiedades.

Para mejorar algunas prestaciones de las bombas de vacío, se conoce, igualmente, desde tiempo atrás la creación de grupos o instalaciones de bombeo, en concreto, combinando dos o varias bombas de vacío. Una configuración de este tipo consiste tradicionalmente en una bomba denominada "primaria" que está conectada al recinto que debe ser evacuado y que realiza, en primer lugar, un vacío denominado "primario", por lo tanto, unas presiones comprendidas aproximadamente en el rango entre 1 bar (103mbar) y 1 mbar. A continuación, el vacío primario creado por esta bomba primaria se retoma por una bomba denominada "secundaria", conectada en serie a la bomba primaria, que realiza un vacío más importante. Las presiones a la salida de una bomba secundaria están comprendidas, tradicionalmente, entre 1 y 10-4mbar, aunque sean posibles, igualmente, unas presiones más bajas.

Una instalación tradicional que comprende dos bombas es una combinación de una bomba Roots con otra bomba, p. ej., una bomba de tornillo. Por supuesto, son posibles, igualmente, unas habilitaciones con tres bombas (o más), así como las instalaciones con unas bombas conectadas en paralelo o con una combinación de las conexiones en serie y en paralelo.

Además de las bombas, un grupo de bombeo de este tipo comprende tradicionalmente uno o varios obturadores (o válvulas), así como un módulo de control electrónico y/o mecánico para controlar el flujo de gas entre la entrada y la salida del sistema. Las particularidades de instalación y de colaboración de los diferentes elementos en un grupo de bombeo convencional forman parte, igualmente, de los conocimientos tradicionales de un experto en la materia en el campo de la tecnología del vacío, de forma que no parece que sea necesaria una descripción detallada en este lugar.

Ahora bien, todas las máquinas volumétricas utilizadas como bombas de vacío tienen la característica de que se recalientan durante su funcionamiento. Por un lado, el principio de funcionamiento de la mayor parte de las bombas de vacío hace que los gases bombeados se recalienten entre la entrada y la salida del sistema gracias a la reducción forzada del volumen y un aumento consecuente de su presión. Este aumento de la temperatura de los gases es el resultado directamente de las leyes de la física y no puede eliminarse completamente. Por otro lado, los efectos secundarios, tales como la fricción entre las piezas rotativas en la bomba, tienen como resultado, igualmente, un aumento de la temperatura de la propia bomba. Este recalentamiento tiene como resultado, de nuevo, un aumento de la temperatura de los gases en el interior de las bombas.

Una temperatura sobreelevada dentro de un grupo de bombeo no es deseable. Puede causar, en concreto, unos problemas serios de funcionamiento de las máquinas volumétricas debido, por ejemplo, a las reacciones químicas y/o físicas de los gases bombeados. Algunos gases contienen, en concreto, unos elementos que pueden sublimar o condensarse a las temperaturas elevadas, produciendo, de este modo, unos residuos en el interior de las bombas. Con el tiempo, estos residuos pueden tener como resultado un gripado u otro mal funcionamiento de las bombas. También, una temperatura demasiado elevada en el interior de las bombas es muy desfavorable para un rendimiento óptimo de las bombas, a causa del hecho de que es capaz de causar una dilatación importante de los elementos metálicos.

Para paliar estos inconvenientes, ya se han implementado diferentes modos de enfriamiento en las diferentes bombas de vacío. De este modo, existen unas bombas enfriadas con aire, en concreto, con las nervaduras u otros elementos similares sobre su superficie exterior, con el fin de aumentar el área de la superficie expuesta al aire y con el fin de favorecer el enfriamiento del mecanismo de la bomba por el aire circundante. Otras bombas poseen un enfriamiento con líquido, en concreto, con agua o con aceite. Por ejemplo, en una bomba de paletas lubrificada, las paletas se deslizan sobre una superficie lubrificada con aceite. Este aceite sirve a la vez para la lubrificación de la superficie de contacto, con el fin de realizar un deslizamiento más fácil y para el enfriamiento de la bomba.

Sin embargo, todos estos mecanismos de enfriamiento presentan una desventaja mayor, en concreto, por el hecho de que hacen las bombas a la vez más complejas, más caras y más susceptibles de averiarse. Además, tradicionalmente los fluidos de enfriamiento deben filtrarse, purificarse y/o cambiarse de vez en cuando, lo que hace la manipulación de las bombas, igualmente, más complicada y más costosa.

En la patente de los Estados Unidos US 4699570, se describe una instalación de bombeo en la que se mandan unas válvulas de control entre varios recorridos por el flujo de gas, en función de la presión al nivel de la expulsión de una bomba aguas abajo.

Exposición somera de la invención

La presente invención tiene como finalidad, por lo tanto, proponer una solución para este problema de temperaturas sobreelevadas en unas bombas de vacío y/o en unos grupos de bombeo, sin la utilización de los sistemas de enfriamiento complejos.

Otro resultado que la presente invención tiene como propósito obtener es una instalación de bombeo cuyas prestaciones se mantienen en el tiempo.

Para tal efecto, la invención tiene como objeto una instalación de bombeo conforme a la reivindicación 1, así como un procedimiento de control conforme a la reivindicación 9. Los modos de realizaciones más detallados están definidos en las reivindicaciones dependientes y en la descripción.

De manera más específica, la presente invención se refiere a una instalación de bombeo que comprende al menos una primera máquina volumétrica y una segunda máquina volumétrica, así como un módulo de control, instalación de bombeo en la que se evacua un gas de un volumen encerrado por medio de la primera máquina volumétrica y/o de la segunda máquina volumétrica y donde la instalación de bombeo comprende, además, al menos una válvula de control que está controlada por el módulo de control, con el fin de regular el flujo de gas entre el volumen encerrado y la salida de la instalación de bombeo.

La ventaja principal de la presente invención reside en el hecho de que la instalación de bombeo propuesta posee unos medios adecuados para controlar de manera precisa el flujo de gas que hay que bombear entre la entrada y la salida del sistema. De esta manera, la colaboración entre las máquinas volumétricas puede estar adaptada a las necesidades específicas de la situación, lo que hace muy fácil el control de las prestaciones del sistema. Por consiguiente, es, igualmente, posible y fácil de controlar el recalentamiento de las máquinas volumétricas.

En este lugar, hay que subrayar que la presente invención no se refiere solamente a una instalación de bombeo según los modos de realización anteriormente citados, sino también a un procedimiento de control de una instalación de bombeo de este tipo.

Breve descripción de los dibujos

La invención se comprenderá bien con la lectura de la descripción a continuación hecha a título de ejemplo no limitativo en relación con los dibujos adjuntos aquí que representan de manera esquemática:

- figura 1: un esquema sinóptico de una instalación de bombeo según un primer modo de realización de la presente invención;

- figura 2: un diagrama esquemático que representa la evolución de la capacidad de bombeo (llamada, igualmente, "caudal") en el volumen encerrado, evacuado únicamente con una primera máquina volumétrica;

- figura 3: un diagrama esquemático que representa la evolución de la temperatura de la primera máquina volumétrica, que corresponde a la evolución de la capacidad de bombeo en la figura 2;

- figura 4: un diagrama esquemático que representa la evolución de la capacidad de bombeo en el volumen encerrado, evacuado únicamente con una segunda máquina volumétrica;

- figura 5: un diagrama esquemático que representa la evolución de la temperatura de la segunda máquina volumétrica, que corresponde a la evolución de la capacidad de bombeo en la figura 4;

- figura 6: un diagrama esquemático que representa la evolución de la capacidad de bombeo en el volumen encerrado según la presente invención, evacuado a la vez con la primera y la segunda máquina volumétrica; - figura 7: un diagrama esquemático que representa la evolución de la temperatura de la primera y de la segunda máquina volumétrica, que corresponde a la evolución de la capacidad de bombeo en la figura 6;

- figura 8: un esquema sinóptico de una instalación de bombeo según un segundo modo de realización de la presente invención;

- figura 9: un esquema sinóptico de una instalación de bombeo según un tercer modo de realización de la presente invención; y

- figura 10: un esquema sinóptico de una instalación de bombeo según un cuarto modo de realización de la presente invención.

Descripción detallada de la invención

La figura 1 representa un esquema sinóptico de una instalación de bombeo IB según un modo de realización de la presente invención. En la figura 1, una primera máquina volumétrica está representada de una manera simplificada por un rectángulo que lleva el signo de referencia 10 y una segunda máquina volumétrica está representada por otro rectángulo que lleva el signo de referencia 20. Igualmente, representado de una manera esquemática en la figura 1 está un volumen encerrado VE que se evacua con la ayuda de la instalación de bombeo IB. Este volumen encerrado VE puede corresponder a una sala blanca (por lo tanto, una habitación en la que se controla la temperatura, la humedad y/o la presión con la finalidad de crear y mantener las condiciones circundantes necesarias para unas diversas aplicaciones industriales o de investigación), un recinto de producción (p. ej., en una máquina herramienta) o cualquier otro volumen en el que la presión debe controlarse de una manera precisa.

En la instalación de bombeo IB según la presente invención, la primera máquina volumétrica 10 puede ser, en concreto, una bomba de tornillo. Una bomba de tornillo está compuesta sustancialmente por dos tornillos paralelos que están arrastrados en rotación en los sentidos opuestos. Gracias a esta rotación, los gases que se encuentran en el interior de la bomba pueden ser transportados entre la entrada y la salida de la bomba. Unas bombas de tornillo son unas bombas secas, por lo tanto, las bombas en el que los gases bombeados nunca entran en contacto con los líquidos de lubrificación que podría tener como resultado una contaminación. Gracias a esta característica, las bombas de tornillo pueden utilizarse en las aplicaciones que necesitan un grado de higiene elevado (p. ej., en la industria alimentaria). Por supuesto, la máquina volumétrica 10 puede estar realizada por cualquier otro tipo de bomba apropiado.

Esta primera máquina volumétrica 10 está conectada al volumen encerrado VE por medio de un conducto (o línea de presión) LP1. Este conducto LP1 puede corresponder, en concreto, a un tubo convencional, de metal o cualquier otro material apropiado. Por supuesto, son posibles, igualmente, otros tipos de conducto LP1. La primera máquina volumétrica 10 está dispuesta y habilitada, por lo tanto, para evacuar directamente el aire (o cualquier otro gas en el interior del volumen encerrado VE) y liberarlo a su salida que está realizada tradicionalmente por un orificio de escape.

Otro conducto LP2 está conectado al orificio de escape de la primera máquina volumétrica 10. Como el conducto LP1 que conecta el volumen encerrado VE a la primera máquina volumétrica 10, el conducto LP2 puede ser un tubo convencional, pero, igualmente, realizado de otra forma apropiada. El conducto LP2 toma, por lo tanto, los gases a la salida de la máquina volumétrica 10 y los canaliza a continuación hacia la segunda máquina volumétrica 20 mediante un tercer conducto LP3.

La segunda máquina volumétrica 20 que recibe el flujo de los gases que han sido evacuados del volumen encerrado por la primera máquina volumétrica 10 mediante el conducto LP3 puede ser, en concreto, una bomba de paletas. Unas bombas de paletas están compuestas por un estator y un rotor con unas paletas correderas que gira tangencialmente al estator. Durante la rotación, las paletas permanecen en contacto con las paredes del estator. Las paredes del estator en una zona están recubiertas de un baño de aceite que asegura a la vez la estanquidad de la bomba y la lubrificación de las piezas móviles. Las bombas de paletas no son, por lo tanto, unas bombas secas y los gases bombeados pueden entrar en contacto con los lubrificantes. Estas bombas no se utilizan tradicionalmente, por lo tanto, en unas aplicaciones que tengan unas normas de higiene más elevadas. Igualmente, en este documento, la máquina volumétrica 20 no es forzosamente una bomba de paletas y también puede estar realizada por otro tipo de bomba apropiado.

La salida (el orificio de escape) de la segunda máquina volumétrica 20 está conectada a un cuarto conducto LP4 que sirve para evacuar los gases bombeados por la segunda máquina volumétrica 20 a la salida de la instalación del bombero IB. El conducto LP4 también puede corresponder a un tubo convencional, de metal o cualquier otro material apropiado. Es más que evidente que, se pueden concebir, igualmente, otros tipos de conducto, así como una solución en la que el conducto LP4 no está previsto y los gases que salen de la máquina volumétrica 20 se dirigen directamente hacia la salida de la instalación de bombeo IB.

En la instalación de bombeo IB según la presente invención, una válvula de control VC está conectada entre los conductos LP2 y LP3, por lo tanto, entre la primera máquina volumétrica 10 y la segunda máquina volumétrica 20. Esta válvula de control VC sirve sustancialmente para controlar el flujo de los gases y, de manera particular, para impedir el flujo de los gases bombeados en la dirección "hacia atrás", es decir, hacia la máquina volumétrica 10. Unas válvulas de control de este tipo ya se conocen en la técnica y su principio de funcionamiento puede basarse, en concreto, en una chapaleta antirretorno. Por supuesto, puede utilizarse cualquier otro tipo de válvulas de control si estas otras válvulas satisfacen las condiciones anteriormente citadas.

La válvula de control VC puede, por su parte, estar controlada por un módulo de control MC externo. El módulo de control MC es un dispositivo electrónico y/o mecánico que permite dirigir el funcionamiento de la válvula de control VC, con el fin de regular el flujo de los gases entre el conducto LP1 y el conducto LP2 y, por lo tanto, entre el volumen encerrado VE y la salida de la instalación de bombeo IB. Con este fin, un quinto conducto LP5 que lleva directamente a la salida de la instalación de bombeo IB también está conectado a la válvula de control VC

La instalación de bombeo IB según la presente invención, tal como se ha representado en la figura 1, funciona de la siguiente manera: Durante la puesta en marcha de la primera máquina volumétrica 10, los gases se bombean del volumen encerrado VE. La figura 2 representa de una manera esquemática un diagrama con la evolución de la capacidad de bombeo (que se denomina, igualmente, "caudal" de la bomba) en el volumen encerrado VE que se evacua únicamente con esta primera máquina volumétrica 10.

Se puede percibir fácilmente que la capacidad de bombeo aumenta en un primer rango de funcionamiento para disminuir en un segundo rango de funcionamiento y, finalmente, permanece constante después de haber alcanzado una presión límite. En paralelo, la figura 3 representa la evolución de la temperatura en la primera máquina volumétrica 10 que corresponde directamente a la capacidad de bombeo de la primera máquina volumétrica tal como se ha representado en la figura 2. Analizando este diagrama, es fácil darse cuenta de un aumento sin lugar a dudas de la temperatura de la máquina volumétrica 10 a partir de una presión límite. Como ya se ha mencionado en la introducción, un gran aumento de la temperatura es generalmente desventajoso.

La figura 4 muestra, igualmente, un diagrama esquemático con la evolución de la capacidad de bombeo en el volumen encerrado VE, pero en el caso en que este volumen se evacua únicamente con la segunda máquina volumétrica 20. Tradicionalmente, esta segunda máquina volumétrica 20 muestra una evolución más bien constante. Sin embargo, la temperatura en la segunda máquina volumétrica 20 evoluciona de manera similar a la de en la máquina volumétrica 10, por lo tanto, muestra un aumento claro de la temperatura más allá de una presión límite. Para paliar completamente este problema, la presente invención propone regular la válvula de control VC por medio del módulo de control MC, con el fin de conmutar el flujo de gas entre un primer recorrido en el que el gas se bombea únicamente por la primera máquina volumétrica 10 y un segundo recorrido en el que el gas se bombea por a la vez por la primera máquina volumétrica 10 y la segunda máquina volumétrica 20.

En el primer caso, el gas evacuado del volumen encerrado VE pasa por el conducto LP1 y la primera máquina volumétrica 10, llega a la válvula de control VC por el conducto LP2 y se dirige, a continuación, directamente hacia la salida de la instalación del bombeo IB por medio del conducto LP5. De manera contraria a esto, el gas evacuado del volumen encerrado VE en el segundo caso pasa, en primer lugar, por el conducto LP1, la primera máquina volumétrica 10 y el segundo conducto LP2 para llegar a la válvula de control VC que lo dirige no hacia la salida, sino hacia la segunda máquina volumétrica 20. A continuación, el gas bombeado por la segunda máquina volumétrica 20 sale de la instalación del bombeo IB por medio del conducto LP4.

Normalmente, esta conmutación se controla de manera temporal. Por ejemplo, la instalación de bombeo IB puede en una primera fase de operación funcionar como en el primer caso descrito más arriba, por lo tanto, con los gases que se bombean por el primer recorrido. A continuación, después de un cierto intervalo de tiempo, la instalación de bombeo IB puede funcionar como en el segundo caso descrito más arriba, por lo tanto, con los gases que se bombean por el segundo recorrido.

La conmutación entre el primer recorrido y el segundo recorrido puede programarse de manera "estática". Sería posible, p. ej., programar una conmutación después de un funcionamiento en el primer modo de funcionamiento (recorrido VE -> LP1 -> 10 -> LP2 -> VC -> LP5) de 20 o 30 segundos. En este caso, el módulo de control contaría el tiempo transcurrido desde la puesta en marcha de la instalación de bombeo y daría la instrucción a la válvula de control después de haber alcanzado el tiempo preprogramado de cambiar el recorrido de paso de los gases.

No obstante, en lugar de utilizar una conmutación estática, sería posible, igualmente, utilizar un sensor de presión SP a la salida de la primera máquina volumétrica 10 y conmutar el flujo de gas después de que se haya detectado una cierta presión a la salida de la primera máquina volumétrica 10. Esta presión límite podría determinarse de manera práctica para cada aplicación específica y almacenarse en el módulo de control MC, con el fin de poder utilizarse en la regulación de la válvula de control VC.

Las figuras 6 y 7 muestran de una manera esquemática la evolución de la capacidad de bombeo en el volumen encerrado VE cuando se evacua a la vez con la primera máquina volumétrica 10 y la segunda máquina volumétrica 20, así como la evolución de la temperatura correspondiente.

Finalmente, la figura 8 ilustra un segundo modo de realización de la presente invención de manera esquemática. Con respecto al primer modo de realización que se ha representado en la figura 1, este segundo modo de realización de la presente invención comprende una tercera máquina volumétrica 30 que está intercalada entre el volumen encerrado VE y la primera máquina volumétrica 10. Con este fin, el conducto LP1 está dividido en dos partes, esto es, los conductos LP1' y LP1''. Por supuesto, se pueden concebir absolutamente otras opciones para la interconexión.

Esta tercera máquina volumétrica 30 puede ser, tradicionalmente, una bomba Roots. Su función corresponde a la función de una bomba "booster" que se utiliza de manera convencional en las instalaciones de bombeos conocidas a día de hoy. Por supuesto, sería posible, igualmente, utilizar otro tipo de máquinas volumétricas o añadir otras de ellas, sin irse del espíritu de la presente invención.

Las figuras 9 y 10 ilustran respectivamente un tercero y un cuarto modo de realización de la presente invención. Estos dos modos de realización de la presente invención difieren del primero y del segundo modo de realización de la presente invención en un punto significativo que se formulará más abajo.

En el tercer modo de realización de la presente invención, representado en la figura 9, la instalación de bombeo IB también comprende una primera máquina volumétrica 10 y una segunda máquina volumétrica 20 que se utilizan para evacuar el volumen encerrado VE (en concreto, una sala blanca, un recinto de producción o cualquier otro volumen en el que la presión debe controlarse de una manera precisa). Como ya se ha mencionado con respecto al primer modo de realización de la presente invención (representado en la figura 1), la primera máquina volumétrica 10 puede ser una bomba seca, p. ej., una bomba de tornillo, pero, igualmente, cualquier otra máquina volumétrica apropiada. En lo que se refiere a la segunda máquina volumétrica 20, puede ser, en concreto, una bomba de paletas, pero, por supuesto, es posible realizar esta segunda máquina volumétrica 20 por medio de otra máquina volumétrica apropiada.

Un conducto o una línea de presión LP1, p. ej., un tubo convencional, conecta esta primera máquina volumétrica 10 al volumen encerrado VE. La salida de la primera máquina volumétrica 10 (normalmente, entonces, un orificio de escape de la bomba) está, por su lado, conectada a otro conducto LP2 que puede ser, igualmente, un tubo convencional, pero también otro conducto apropiado. Este segundo conducto LP2 toma los gases a la salida de la máquina volumétrica 10 y los canaliza mediante una válvula de control VC hacia la segunda máquina volumétrica 20. Con este fin, también está previsto un tercer conducto LP3 para conectar la válvula de control VC a la segunda máquina volumétrica 20.

Al igual que en las instalaciones de bombeo según el primero o según el segundo modo de realización de la presente invención, la salida de la segunda máquina volumétrica 20 está conectada a un cuarto conducto LP4 que sirve para evacuar los gases bombeados por la segunda máquina volumétrica 20 a la salida de la instalación del bombero. De nuevo, este conducto LP4 también puede corresponder a un tubo convencional, de metal o cualquier otro material apropiado. Es más que evidente que, se pueden concebir, igualmente, otros tipos de conducto, así como una solución en la que el conducto LP4 no está previsto y los gases que salen de la máquina volumétrica 20 se dirigen directamente hacia la salida de la instalación de bombeo IB.

Como ya se ha mencionado, la válvula de control VC está conectada entre la primera máquina volumétrica 10 y la segunda máquina volumétrica 20. La función de esta válvula de control VC es, también en este tercer modo de realización de la presente invención, primeramente, controlar el flujo de los gases y, de manera particular, impedir el flujo de los gases bombeados en la dirección "hacia atrás", por lo tanto, hacia la máquina volumétrica 10. Para controlar esta válvula de control VC, la instalación de bombeo IB según este tercer modo de realización de la presente invención comprende, igualmente, un módulo de control MC. Es este módulo de control MC el que dirige el funcionamiento de la válvula de control VC para que pueda regular el flujo de los gases entre el conducto LP1 y el conducto LP2 y, por lo tanto, entre el volumen encerrado VE y la salida de la instalación de bombeo IB. Con este fin, un quinto conducto LP5 que lleva directamente a la salida de la instalación de bombeo IB puede estar previsto, igualmente, a la salida de la válvula de control VC

Por lo tanto, se pone de manifiesto que la instalación de bombeo IB según este tercer modo de realización de la presente invención corresponde por su estructura sustancialmente a la instalación de bombeo IB del primer modo de realización de la presente invención, representado en la figura 1. Sin embargo, el funcionamiento de la instalación de bombeo IB según este tercer modo de realización difiere de manera significativa del funcionamiento de la instalación de bombeo IB según el primer modo de realización de la presente invención.

En efecto, durante la puesta en marcha de la instalación de bombeo IB según este tercer modo de realización de la presente invención, representado en la figura 9, la válvula de control VC está cerrada, es decir, está habilitada para no permitir el flujo de los gases entre la primera máquina volumétrica 10 y la segunda máquina volumétrica 20 por el conducto LP3. En este momento, la máquina volumétrica 10 y la máquina volumétrica 20 pueden arrancarse según los procesos conocidos. Por consiguiente, gracias al hecho de que la máquina volumétrica 10 está unida directamente al volumen encerrado VE, los gases encerrados en el volumen encerrado VE pueden evacuarse por medio de la máquina volumétrica 10. Durante este tiempo, todos estos gases bombeados salen de la instalación de bombeo IB por medio del conducto LP5.

El diagrama representado en la figura 2 ilustra la evolución de la capacidad de bombeo (o bien del "caudal" de la bomba) en el volumen encerrado VE que se evacua únicamente con la primera máquina volumétrica 10 y una representación esquemática de la evolución de la temperatura en la primera máquina volumétrica 10 que corresponde a la capacidad de bombeo de esta primera máquina volumétrica 10 de la figura 2 está ilustrada en la figura 3. Estos dos diagramas corresponden, por lo tanto, igualmente, a los datos que se obtienen en el caso que se ha descrito con respecto al primer modo de realización de la presente invención.

Para regresar a estos dos diagramas, se puede percibir que la capacidad de bombeo aumenta en un primer rango de funcionamiento, que disminuye en un segundo rango de funcionamiento y que permanece constante después de haber alcanzado una presión límite. En lo que se refiere a la figura 3 y la evolución de la temperatura en la primera máquina volumétrica 10, se puede darse cuenta fácilmente de un aumento sin lugar a dudas de la temperatura de la máquina volumétrica 10 a partir de una presión límite. Como ya se ha mencionado en la introducción, un gran aumento de la temperatura es generalmente desventajoso.

Para paliar este problema de temperatura, el tercer modo de realización de la presente invención, a semejanza del primer modo de realización de la presente invención, también propone regular la válvula de control VC por medio del módulo de control MC para conmutar el flujo de gas entre un primer recorrido en el que el gas se bombea únicamente por la primera máquina volumétrica 10 y un segundo recorrido en el que el gas se bombea por a la vez por la primera máquina volumétrica 10 y la segunda máquina volumétrica 20. No obstante, la manera de materializar esta regulación en la instalación de bombeo IB según el tercer modo de realización de la presente invención difiere de la manera utilizada en la instalación de bombeo IB según el primer modo de realización de la presente invención. No obstante, en lugar de un sensor de presión, la instalación de bombeo IB según el tercer modo de realización de la presente invención utiliza un sensor de temperatura TP colocado a la salida de la primera máquina volumétrica 10. Este sensor de temperatura es capaz de medir la temperatura de los gases a la salida de la primera máquina volumétrica 10 y de transmitir esta información térmica al módulo de control MC para que pueda controlar la válvula de control VC.

El control de la válvula de control VC funciona de la siguiente manera: Mientras que la temperatura registrada a la salida de la primera máquina volumétrica 10 permanece por debajo de un valor predeterminado, la válvula de control VC permanece en la posición inicial, es decir, con el conducto LP3 cerrado y con la liberación de los gases bombeados desde el volumen encerrado VE por el conducto LP5. Por supuesto, la temperatura límite puede elegirse de una manera "dinámica", es decir, en función de los gases bombeados, para garantizar que la temperatura a la salida de la primera máquina volumétrica 10 no rebasa el valor crítico que tendría como resultado unas reacciones químicas y/o físicas de los gases bombeados y unos residuos en el interior de la máquina volumétrica 10. Esta temperatura límite puede determinarse, en concreto, de manera práctica para cada aplicación específica y almacenarse en el módulo de control MC, con el fin de poder utilizarse en la regulación de la válvula de control VC. En este lugar, hay que resaltar que, durante esta primera fase del funcionamiento de la instalación de bombeo IB, la segunda máquina volumétrica 20 está en marcha, igualmente, aunque esté conectada al conducto LP3 que no contiene gas que hay que bombear (dado que la válvula de control VC cierra este conducto de aquí). Por consiguiente, esta segunda máquina volumétrica 20 tiende a recalentarse.

Cuando una temperatura por encima de la temperatura límite predeterminada se detecta por medio del sensor de temperatura TP a la salida de la primera máquina volumétrica 10, el módulo de control MC puede regular la válvula de control VC para que abra el conducto LP3 al paso de los gases que salen de la primera máquina volumétrica 10 y que pasan por el conducto LP2. Al mismo tiempo, el conducto LP5 está cerrado. A partir de este momento, el gas se bombea a la vez por la primera máquina volumétrica 10 y la segunda máquina volumétrica 20. Esta segunda máquina volumétrica 20 para, por lo tanto, de bombear contra un conducto LP3 vacío y su temperatura tiende a bajar para alcanzar la temperatura de trabajo óptima.

Por supuesto, la segunda máquina volumétrica 20 en una configuración de este tipo es susceptible de sobrecalentamiento, tanto más en cuanto que es deseable, normalmente, utilizar una máquina "pequeña" con las dimensiones que se reducen al máximo. Para evitar este problema, esta segunda máquina volumétrica 20 puede comprender un mecanismo de enfriamiento más o menos sofisticado. En concreto, es posible utilizar un sistema de enfriamiento "convencional" con aire, un sistema de enfriamiento con agua (u otro líquido apropiado) o cualquier otro sistema conocido. También, este mecanismo de enfriamiento puede ser, igualmente, dinámico, por lo tanto, estar pilotado por un sensor de temperatura (independiente del sensor TP) para arrancar el enfriamiento solamente si la temperatura de la segunda máquina volumétrica rebasa un valor predeterminado.

El resultado de esta regulación en lo que se refiere a la evolución de la capacidad de bombeo en el volumen encerrado VE puede observase en las figuras 6 y 7 (que corresponden, igualmente, al comportamiento de la instalación de bombeo IB según el primer modo de realización de la presente invención).

Para completar esta descripción, hay que resaltar que un cuarto modo de realización de la presente invención está representado en la figura 10. Con respecto al tercer modo de realización de la presente invención, este cuarto modo de realización de la presente invención, a semejanza del segundo modo de realización de la presente invención (véase figura 8), también comprende una tercera máquina volumétrica 30 (tradicionalmente una bomba Roots) que está intercalada entre el volumen encerrado VE y la primera máquina volumétrica 10. La función de la tercera máquina volumétrica 30 corresponde a la función de una bomba "booster" que se utiliza de manera convencional en las instalaciones de bombeos conocidas a día de hoy. Por supuesto, sería posible, igualmente, utilizar otro tipo de máquinas volumétricas o añadir otras de ellas, sin irse del espíritu de la presente invención.

Naturalmente, la presente invención está sujeta a unas numerosas variantes en cuanto a su implementación. Aunque se hayan descrito varios modos de realizaciones, se comprende bien que no se puede concebir identificar de manera exhaustiva todos los modos posibles. Por supuesto, se puede considerar sustituir un medio descrito por un medio equivalente sin salirse del marco de la presente invención. Igualmente, es absolutamente posible combinar los elementos descritos con respecto a los modos de realización particulares para crear, de este modo, unos nuevos modos de realización de la presente invención. Deseamos precisar, igualmente, que los diferentes modos de realización de la presente invención pueden combinarse, sin duda, para crear otros modos de realización apropiados. En particular, sin más, es posible realizar una nueva instalación de bombeo que comprende a la vez la característica principal de los dos primeros modos de realización (es decir, un sensor de presión) con un sensor de temperatura, tal como se ha propuesto por los tercero y cuarto modos de realización de la presente invención.

Claims (13)

REIVINDICACIONES

1. Instalación de bombeo (IB) que comprende al menos una primera máquina volumétrica (10) y una segunda máquina volumétrica (20), así como un módulo de control (MC), instalación de bombeo (IB) en la que un gas se evacua de un volumen encerrado (VE) por medio de la primera máquina volumétrica (10) y/o de la segunda máquina volumétrica (20), comprendiendo la instalación de bombeo (IB), además, al menos una válvula de control (VC) que está controlada por el módulo de control (MC) y un sensor de temperatura (TP) para captar el valor de la temperatura a la salida de la primera máquina volumétrica (10), con el fin de regular el flujo de gas entre el volumen encerrado (VE) y la salida de la instalación de bombeo (IB),

caracterizada por que el módulo de control (MC) está configurado para mandar la válvula de control (VC) de manera que, durante un arranque de la primera máquina volumétrica (10) y de la segunda máquina volumétrica (20) de la instalación de bombeo (IB), mientras que la temperatura detectada a la salida de la primera máquina volumétrica (10) por el sensor de temperatura (TP) está por debajo de un valor predeterminado, la válvula de control (VC) dirige el flujo de gas entre el volumen encerrado (VE) y la salida de la instalación de bombeo (IB) según un primer recorrido de entre dos recorridos que son este primer recorrido en el que el gas se bombea únicamente por la primera máquina volumétrica (10) y un segundo recorrido en el que el gas se bombea por la primera máquina volumétrica (10) y la segunda máquina volumétrica (20).

2. Instalación de bombeo según la reivindicación 1, caracterizada por que el módulo de control (MC) está configurado para mandar la válvula de control (VC) de manera que, cuando una temperatura por encima de una temperatura predeterminada se detecta por medio del sensor de temperatura (TP) a la salida de la primera máquina volumétrica (10), la válvula de control (VC) dirige el flujo de gas según el segundo recorrido.

3. Instalación de bombeo según la reivindicación 1 o la reivindicación 2, caracterizada por que la primera máquina volumétrica (10) es una bomba seca.

4. Instalación de bombeo según la reivindicación 3, caracterizada por que la primera máquina volumétrica (10) es una bomba de tornillo.

5. Instalación de bombeo según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizada por que la segunda máquina volumétrica (20) es una bomba de paletas.

6. Instalación de bombeo según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizada por que la instalación de bombeo comprende, además, una tercera máquina volumétrica (30), conectada en serie entre el volumen encerrado (VE) y la primera máquina volumétrica (10).

7. Instalación de bombeo según la reivindicación 6, caracterizada por que la tercera máquina volumétrica (30) es una bomba Roots.

8. Instalación de bombeo según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por que la segunda máquina volumétrica (20) comprende un mecanismo de enfriamiento.

9. Procedimiento de control de una instalación de bombeo (IB) que comprende al menos una primera máquina volumétrica (10) y una segunda máquina volumétrica (20), así como un módulo de control (MC), instalación de bombeo (IB) en la que un gas se evacua de un volumen encerrado (VE) por medio de la primera máquina volumétrica (10) y/o de la segunda máquina volumétrica (20), estando una válvula de control (VC) controlada por el módulo de control (MC) que recibe unas informaciones de un sensor de temperatura (TP) que capta el valor de la temperatura a la salida de la primera máquina volumétrica (10),

caracterizada por que, durante un arranque de la primera máquina volumétrica (10) y de la segunda máquina volumétrica (20) de la instalación de bombeo (IB), mientras que la temperatura detectada a la salida de la primera máquina volumétrica (10) por el sensor de temperatura (TP) está por debajo de un valor predeterminado, la válvula de control (VC) dirige el flujo de gas entre el volumen encerrado (VE) y la salida de la instalación de bombeo (IB) según un primer recorrido de entre dos recorridos que son este primer recorrido en el que el gas se bombea únicamente por la primera máquina volumétrica (10) y un segundo recorrido en el que el gas se bombea por la primera máquina volumétrica (10) y la segunda máquina volumétrica (20).

10. Procedimiento según la reivindicación 9, caracterizado por que está prevista una tercera máquina volumétrica (30), conectada en serie entre el volumen encerrado (VE) y la primera máquina volumétrica (10) en la instalación de bombeo (IB).

11. Procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 9 y 10, caracterizado por que, cuando una temperatura por encima de una temperatura predeterminada se detecta por medio del sensor de temperatura (TP) a la salida de la primera máquina volumétrica (10), la válvula de control (VC) dirige el flujo de gas según el segundo recorrido.

12. Procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 9 a 11, caracterizado por que la temperatura predeterminada se elige en función de los gases bombeados.

13. Procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 9 a 12, caracterizado por que la temperatura predeterminada está determinada de manera práctica para cada aplicación específica y almacenada en el módulo de control (MC), con el fin de poder utilizarse en la regulación de la válvula de control (VC).