ES2875353T3 - Bomba de regulación de flujo, sistema y método - Google Patents

Bomba de regulación de flujo, sistema y método

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Abstract

Bomba de regulación (16) que comprende: una primera cámara de fluido (48); una primera válvula de entrada (38a) configurada para controlar un flujo de fluido en la primera cámara de fluido; una primera válvula de salida (38b) configurada para controlar el flujo de fluido fuera de la primera cámara de fluido; y un componente de desplazamiento de fluido (42) que delimita al menos parcialmente la primera cámara de fluido por un primer lado del componente de desplazamiento de fluido y que delimita al menos parcialmente una cámara de fluido de trabajo (50) por un segundo lado del componente de desplazamiento de fluido, comprendiendo el componente de desplazamiento de fluido: una membrana (74) que delimita al menos parcialmente la primera cámara de fluido; y estando el componente de desplazamiento de fluido configurado para impulsar un material aguas abajo a través de la primera válvula de salida a una presión aguas abajo; un sensor de estado (40) conectado a la bomba de regulación, estando el sensor de estado configurado para generar una primera señal de llenado en función del volumen de material dentro de la primera cámara de fluido que se encuentra en un volumen de llenado, y para generar una primera señal de bomba llena en función del volumen de material dentro de la primera cámara de fluido que se encuentra en un volumen completo, en donde la primera válvula de salida está configurada para estar en una posición abierta sólo cuando la primera válvula de entrada esté en una posición cerrada, de manera que la presión aguas abajo esté aislada de la presión aguas arriba y sea independiente de la misma, en donde el primer componente de desplazamiento de fluido está configurado para ser impulsado en una carrera de avance por un fluido de trabajo dispuesto dentro de la cámara de fluido de trabajo, caracterizada por que el componente de desplazamiento de fluido comprende, además: un árbol (72) conectado a y que se extiende hacia la parte posterior de la membrana en un agujero de árbol (78) dentro de un cuerpo (44) de la bomba de regulación; en donde el sensor de estado está configurado para generar la primera señal de llenado y la primera señal de bomba llena en función, al menos en parte, de una posición del árbol y en donde el primer componente de desplazamiento de fluido está configurado para ser impulsado en una carrera de retroceso por una presión de fluido del fluido dispuesto aguas arriba de la primera válvula de entrada; y en donde la primera cámara de fluido está aislada en relación de circulación de fluido de la cámara de fluido de trabajo cuando la primera válvula de salida está en la posición abierta y la primera válvula de entrada está en la posición cerrada, y la primera cámara de fluido está aislada en relación de circulación de fluido de la cámara de fluido de trabajo cuando la primera válvula de entrada está en una posición abierta y la primera válvula de salida está en una posición cerrada; y el componente de desplazamiento de fluido está configurado para impulsar el material aguas abajo a través de la primera válvula de salida hacia un aplicador dispuesto aguas abajo del componente de desplazamiento de fluido.

Description

DESCRIPCIÓN
Bomba de regulación de flujo, sistema y método
La presente descripción se refiere en general al control de flujo. Más en concreto, esta publicación se refiere a un sistema y a un método para aislar un flujo aguas abajo de un flujo aguas arriba.
Materiales tales como pintura, agua, aceite, colorantes, acabados, epoxis, áridos, revestimientos, adhesivos, selladores y disolventes, entre otras opciones, pueden requerir presiones y caudales bajos para su aplicación. Se pueden utilizar dispositivos de regulación de fluido, tales como válvulas de control y reguladores de presión, para cambiar la presión de fluido aguas arriba a un caudal y/o presión de material aguas abajo. La presión y/o caudal aguas abajo que proporcionan los dispositivos de regulación de flujo dependen de la presión aguas arriba. Cuando el material es un material de varios componentes, la alimentación de material puede tener un caudal y una presión mínimos mucho más altos que el caudal y la presión aguas abajo deseados. El diferencial entre el caudal aguas abajo deseado y el caudal mínimo de la alimentación de material puede afectar a la precisión de la proporción de mezcla.
El documento US 2015/050166 da a conocer bombas de desplazamiento positivo recíprocas utilizadas para bombear fluidos, tales como un fluido biológico (por ejemplo, sangre o fluido peritoneal), un fluido terapéutico (por ejemplo, una solución medicinal) o un fluido tensioactivo. Las bombas pueden configurarse específicamente para impartir fuerzas de corte y turbulencia bajas en el fluido a medida que el fluido se bombea desde una entrada a una salida.
El documento US 2013/315750 da a conocer válvulas de motor y accionadores asociados con tales válvulas de motor. Más en concreto, el documento se refiere a un posicionador electrohidráulico para tales accionadores para que la válvula pueda abrirse, cerrarse o abrirse parcialmente. El documento también se refiere a un método para colocar un accionador para una válvula de motor. El método utiliza un líquido hidráulico.
Los documentos WO 2015/105700 y US 2007/040454 también son relevantes.
Breve descripción
De acuerdo con un primer aspecto de la invención, se proporciona una bomba de regulación como se define en la reivindicación 1.
De acuerdo con un segundo aspecto de la invención, se proporciona un sistema de regulación de flujo como se define en la reivindicación 5.
De acuerdo con un tercer aspecto de la invención, se proporciona un método de control de flujo como se define en la reivindicación 14.
Breve descripción de los dibujos
La figura 1 es un diagrama de bloques esquemático de un sistema de regulación de flujo.
La figura 2 es un diagrama de bloques esquemático de sistema de regulación de flujo.
La figura 3 es un diagrama de bloques esquemático de un sistema de regulación de flujo que tiene múltiples bombas de regulación.
La figura 4 es un diagrama de bloques esquemático de un sistema de regulación de flujo que tiene múltiples bombas de regulación.
La figura 5A es una vista isométrica de una bomba de regulación.
La figura 5B es una vista en sección transversal de la bomba de regulación de la figura 5A tomada a lo largo de la línea B-B en la figura 5A.
La figura 6A es una vista isométrica de una bomba de regulación.
La figura 6B es una vista en sección transversal de la bomba de regulación de la figura 6A tomada a lo largo de la línea B-B en la figura 6A.
La figura 6C es una vista en sección transversal de la bomba de regulación de la figura 6A tomada a lo largo de la línea C-C en la figura 6A.
La figura 6D es una vista en sección transversal de la bomba de regulación de la figura 6A tomada a lo largo de la línea D-D en la figura 6A.
La figura 7A es un organigrama de un ciclo de llenado de bomba de regulación.
La figura 7B es un organigrama de un ciclo de distribución de bomba de regulación.
La figura 8 es un organigrama que representa un método de distribución de material en un sistema de bomba de regulación múltiple.
Descripción detallada
La figura 1 es un diagrama de bloques esquemático de un sistema de regulación de flujo 10. El sistema de regulación de flujo 10 incluye un controlador 12, una alimentación de material 14, una bomba de regulación 16, aplicadores 18, un accionador 20, una manguera de baja presión 22, una manguera de alta presión 24, enlaces de comunicación 26a y 26b, líneas de accionador 28a y 28b y una línea de presión 30. El controlador 12 incluye una memoria 32, un procesador 34 y una interfaz de usuario 36. La bomba de regulación 16 incluye una válvula de entrada 38a, una válvula de salida 38b y un sensor de estado 40.
La válvula de entrada 38a está dispuesta en la bomba de regulación 16 y controla un flujo de material en la bomba de regulación 16. La válvula de salida 38b está dispuesta de manera similar en la bomba de regulación 16 y controla un flujo de material fuera de la bomba de regulación 16. La alimentación de material 14 está conectada a la válvula de entrada 38a mediante una manguera de alta presión 24. La alimentación de material 14 proporciona un flujo de material a la bomba de regulación 16 a una presión aguas arriba. Los aplicadores 18 están conectados a la válvula de salida 38b mediante la manguera de baja presión 22. La bomba de regulación 16 impulsa el material recibido de la alimentación de material 14 aguas abajo hacia los aplicadores 18 a una presión aguas abajo, aislado e independiente de la presión aguas arriba. Los aplicadores18 están configurados para aplicar el material recibido de la bomba de regulación 16 en una ubicación deseada.
El accionador 20 se conecta a la válvula de entrada 38a mediante la línea de accionador 28a y a la válvula de salida 38b mediante la línea de accionador 28b. El accionador 20 está configurado para controlar las posiciones de la válvula de entrada 38a y la válvula de salida 38b entre una posición abierta y una posición cerrada. Por ejemplo, el accionador 20 puede alimentar un flujo de fluido motor, tal como aire o fluido hidráulico, para crear el cambio entre las posiciones abierta y cerrada. En un ejemplo, el accionador 20 incluye una válvula de tres vías, tal como una válvula solenoide de tres vías, para controlar el flujo de fluido motor a una de la válvula de entrada 38a y la válvula de salida 38b, mientras se evacúa fluido motor de la otra de la válvula de entrada 38a y la válvula de salida 38b. El accionador 20 controla las posiciones de la válvula de entrada 38a y la válvula de salida 38b de manera que la válvula de salida 38b esté abierta solamente cuando la válvula de entrada 38a esté cerrada y la válvula de entrada 38a esté abierta cuando la válvula de salida 38b esté cerrada. De ese modo, la presión aguas abajo permanece aislada de y no se ve afectada por la presión aguas arriba. Aunque el accionador 20 se describe como que desplaza la válvula de entrada 38a y válvula de salida 38b con fluido motor, se entiende que el accionador puede hacer que la válvula de entrada 38a y la válvula de salida 38b se desplacen de la manera deseada.
El accionador 20 se conecta a bomba de regulación 16 mediante la línea de presión 30. El accionador 20 está configurado para controlar la bomba de regulación 16 para hacer que la bomba de regulación 16 genere y mantenga la presión aguas abajo en la manguera de baja presión 22. En algunos ejemplos, el accionador 20 puede proporcionar un fluido de trabajo, tal como aire o fluido hidráulico, a la bomba de regulación 16 para accionar un componente de desplazamiento de fluido de la bomba de regulación 16, tal como una membrana o pistón, de manera que el componente de desplazamiento de fluido impulse el material aguas abajo a través de la válvula de salida 38b. Se entiende, sin embargo, que el accionador 20 puede tener cualquier configuración deseada para controlar la válvula de entrada 38a y la válvula de salida 38b, tal como neumáticamente, por motor, eléctricamente o cualquier otra configuración deseada.
El controlador 12 se comunica con el accionador 20 través del enlace de comunicación 26a. El controlador 12 está configurado para enviar órdenes al accionador 20 para controlar la posición de la válvula de entrada 38a y la válvula de salida 38b, y para controlar la presión aguas abajo generada por la bomba de regulación 16.
El controlador 12 se comunica con el sensor de estado 40 a través del enlace de comunicación 26b. El sensor de estado 40 está configurado para supervisar la bomba de regulación 16, por ejemplo, si la bomba de regulación 16 debe entrar en un ciclo de llenado, si se ha completado un ciclo de llenado y/o está lista para un ciclo de distribución, entre otros. El sensor de estado 40 puede proporcionar el estado de la bomba de regulación al controlador 12 a través del enlace de comunicación 26b. Por ejemplo, el sensor de estado 40 puede detectar que el volumen de material restante en la bomba de regulación 16 ha alcanzado un nivel de llenado. En respuesta al sensor de estado 40 que detecta el nivel de llenado, el sensor de estado 40 puede generar una señal de llenado indicando que la bomba de regulación 16 necesita ser llenada y puede enviar la señal de llenado al controlador 12 a través del enlace de comunicación 26b. El sensor de estado 40 puede detectar además cuándo se ha llenado la bomba de regulación 16 y, por tanto, que se ha completado el ciclo de llenado. Cuando la bomba de regulación 16 ha completado el ciclo de llenado, la bomba de regulación 16 está lista para efectuar un ciclo de distribución y distribuir el material aguas abajo hacia los aplicadores 18. El sensor de estado 40 puede generar una señal de bomba llena en respuesta a la detección de que la bomba de regulación 16 está llena de material y puede enviar la señal de bomba llena al controlador 12.
Aunque el controlador 12 se muestra comunicándose través de los enlaces de comunicación 26a y 26b, se entiende que el controlador 12 puede comunicarse con el accionador 20 y la bomba de regulación 16 de cualquier manera deseada, tal como mediante redes inalámbricas, redes cableadas o ambas. En algunos ejemplos, el accionador 20 se puede integrar en el controlador 12. La interfaz de usuario 36 permite al usuario proporcionar entradas a y recibir salidas del controlador 12. La interfaz de usuario 36 puede tener cualquier configuración adecuada, tal como un teclado, una pantalla táctil u otro dispositivo de interfaz adecuado.
La memoria 32 almacena software que, cuando lo ejecuta el procesador 34, controla la válvula de entrada 38a y la válvula de salida 38b entre una posición abierta y una posición cerrada. La memoria 32 almacena además software que, cuando lo ejecuta el procesador 34, proporciona controles a la bomba de regulación 16 para proporcionar una presión y/o un caudal deseados aguas abajo de material.
En un ejemplo, el procesador 34 está configurado para implementar funcionalidad y/o instrucciones de proceso. Por ejemplo, el procesador 34 puede procesar instrucciones almacenadas en la memoria 32. Ejemplos de procesador 34 pueden incluir uno o más de un microprocesador, un controlador, un procesador de señales digitales (DSP), un circuito integrado de aplicación específica (ASIC), una matriz de puertas lógicas programable en campo (FPGA) u otro circuito lógico discreto o integrado equivalente.
En algunos ejemplos, la memoria 32 se puede configurar para almacenar información durante el funcionamiento. La memoria 32, en algunos ejemplos, se describe como medio de almacenamiento legible por ordenador. En algunos ejemplos, un medio de almacenamiento legible por ordenador puede incluir un medio no transitorio. El término “no transitorio” puede indicar que el medio de almacenamiento no está incorporado en una onda portadora o una señal propagada. En algunos ejemplos, un medio de almacenamiento no transitorio puede almacenar datos que, con el tiempo, pueden cambiar (p. ej., en RAM o caché). En algunos ejemplos, la memoria 32 es una memoria temporal, lo que significa que un propósito principal de la memoria 32 no es un almacenamiento a largo plazo. La memoria 32, en algunos ejemplos, se describe como memoria volátil, lo que significa que la memoria 32 no mantiene los contenidos almacenados cuando se apaga el controlador 12. Ejemplos de memorias volátiles pueden incluir memorias de acceso aleatorio (RAM), memorias dinámicas de acceso aleatorio (DRAM), memorias estáticas de acceso aleatorio (SRAM) y otras formas de memorias volátiles. En algunos ejemplos, la memoria 32 se usa para almacenar instrucciones de programa para que las ejecute el procesador 34. La memoria 32, en un ejemplo, la utiliza el software o aplicaciones que se ejecutan en el controlador 12 para almacenar temporalmente información durante la ejecución de programas.
La memoria 32, en algunos ejemplos, puede incluir también uno o más medios de almacenamiento legibles por ordenador. La memoria 32 se puede configurar para almacenar cantidades de información más grandes que la memoria volátil. La memoria 32 se puede configurar también para almacenar información a largo plazo. En algunos ejemplos, la memoria 32 incluye elementos de almacenamiento no volátiles. Ejemplos de tales elementos de almacenamiento no volátiles pueden incluir discos duros magnéticos, discos ópticos, disquetes, memorias flash o formas de memorias programables eléctricamente (EPROM) o memorias eléctricamente borrables y programables (EEPROM).
La bomba de regulación 16 está configurada para aislar el flujo aguas abajo de material a los aplicadores 18 del flujo aguas arriba de material proporcionado por la alimentación de material 14. De ese modo, la presión aguas abajo es independiente de y no se ve afectada por la presión aguas arriba. A modo de ejemplo, a continuación, se analiza un ciclo de llenado y un ciclo de distribución de la bomba de regulación 16.
Durante el funcionamiento, la bomba de regulación 16 impulsa el material aguas abajo a través de la válvula de salida 38b y la manguera de baja presión 22 a una presión deseada aguas abajo. A medida que la bomba de regulación 16 impulsa el material aguas abajo, la válvula de entrada 38a permanece en la posición cerrada para asegurar que la presión aguas arriba no tenga ningún efecto sobre la presión aguas abajo generada por la bomba de regulación 16. Cuando el sensor de estado 40 detecta que el material en la bomba de regulación 16 alcanza el volumen de llenado, el sensor de estado 40 puede generar la señal de llenado que indica que la bomba de regulación 16 debe entrar en el ciclo de llenado. El sensor de estado 40 envía la señal de llenado al controlador 12. El controlador 12 puede generar una orden de llenado en función de la señal de llenado. Aunque se describe que el controlador 12 genera la orden de llenado en función de la señal de llenado, se entiende que el controlador 12 puede generar la orden de llenado en función de una o más señales. Por ejemplo, cuando el sistema de control de flujo 10 incluye una sola bomba de regulación 16, el controlador 12 puede generar la orden de llenado en función de la recepción de la señal de llenado y una señal de fin de aplicación que indica que el ciclo de aplicación actual en los aplicadores 18 se ha completado. La generación de la orden de llenado en función al menos en parte de la señal de fin de aplicación asegura que la bomba de regulación 16 no comience el ciclo de llenado mientras los aplicadores 18 están aplicando el material.
La válvula de salida 38b cambia a la posición cerrada y la válvula de entrada 38a cambia a la posición abierta en respuesta a la orden de llenado. El controlador 12 puede enviar la orden de llenado al accionador 20 para hacer que el accionador 20 desplace la válvula de salida 38b y válvula de entrada 38a. Por ejemplo, el accionador 20 puede evacuar el fluido motor de la válvula de salida 38b, haciendo que la válvula de salida 38b se cierre, y puede alimentar fluido motor a la válvula de entrada 38a, haciendo que la válvula de entrada 38a se abra. Con la válvula de salida 38b en la posición cerrada, cualquier material dentro de la bomba de regulación 16 queda aislado de la manguera de baja presión 22 de manera que una presión dentro de la bomba de regulación 16 no tiene efecto sobre la presión de fluido aguas abajo. Con válvula de entrada 38a en la posición abierta, el material fluye por la bomba de regulación 16 desde la manguera de alta presión 24 y la alimentación de material 14. La alimentación de material 14 impulsa el material a través de la manguera de alta presión 24 a cualquier presión aguas arriba requerida para mantener la integridad y las propiedades materiales deseadas del material que se alimenta. Por ejemplo, cuando la alimentación de material 14 proporciona un material de múltiples componentes, la presión requerida para proporcionar y mantener con precisión la proporción de mezcla deseada del material de múltiples componentes puede ser significativamente mayor que la presión deseada aguas abajo en los aplicadores 18, particularmente en altas proporciones de mezcla, tal como 30:1 o más.
La alimentación de material 14 continúa impulsando material en la bomba de regulación 16. El sensor de estado 40 puede detectar cuándo está llena la bomba de regulación 16 y puede generar una señal de bomba llena en función del llenado de la bomba de regulación 16. El sensor de estado 40 puede enviar la señal de bomba llena al controlador 12 y el controlador 12 puede generar una orden basada en la señal de bomba llena. La señal de bomba llena indica que la bomba de regulación 16 ha completado el ciclo de llenado y está preparada para el ciclo de distribución. En algunos ejemplos, el controlador 12 puede generar una orden de cierre de válvula en función de la señal de bomba llena. La válvula de entrada 38a puede cambiar a la posición cerrada en respuesta a la orden de cierre de válvula. En otros ejemplos, la válvula de entrada 38a puede permanecer abierta de manera que el material quede libre dentro de la bomba de regulación 16 hasta que la bomba de regulación 16 entre en el ciclo de distribución.
Durante el ciclo de distribución, la válvula de entrada 38a se cierra y la válvula de salida 38b se abre. La bomba de regulación 16 impulsa el material aguas abajo a través de la válvula de salida 38b para generar la presión y el caudal aguas abajo. El controlador 12 puede generar una orden de distribución en función de la señal de bomba llena. En algunos ejemplos, la válvula de entrada 38a cambia a la posición cerrada y la válvula de salida 38b cambia a la posición abierta en respuesta a la orden de distribución. Por ejemplo, el controlador 12 puede comunicar la orden de distribución al accionador 20, y el accionador 20 puede evacuar el fluido motor de la válvula de entrada 38a, haciendo que la válvula 38a se cierre, y puede alimentar fluido motor a la válvula de salida 38b, haciendo que la válvula de salida 38b se abra. Con la válvula de entrada 38a cerrada, cualquier material aguas abajo de la válvula de entrada 38a queda aislado de la presión aguas arriba. Con la válvula de salida 38b abierta, la bomba de regulación 16 se conecta en relación de circulación de fluido a la manguera de baja presión 22 y puede impulsar material aguas abajo a través de la válvula de salida 38b.
La bomba de regulación 16 está configurada para impulsar el material aguas abajo a través de la manguera de baja presión 22 y a los aplicadores 18 en respuesta a la orden de distribución. En algunos ejemplos, el accionador 20 proporciona fluido de trabajo, tal como aire comprimido o fluido hidráulico, a la bomba de regulación 16 a través de la línea de presión 30 para generar una presión de trabajo dentro de la bomba de regulación 16. La bomba de regulación 16 puede configurarse de modo que la presión aguas abajo en la manguera de baja presión 22 tenga cualquier relación de presión deseada con el fluido de trabajo. Por ejemplo, la bomba de regulación 16 puede proporcionar una relación de presión de 1:1 entre la presión de fluido de trabajo y la presión aguas abajo. De ese modo, el control de la presión de fluido de trabajo controla la presión aguas abajo. Aunque se describe que la bomba de regulación 16 genera la presión aguas abajo en función de la presión de fluido de trabajo, se entiende que la bomba de regulación 16 puede generar la presión aguas abajo de cualquier manera adecuada. Por ejemplo, el componente de desplazamiento de fluido de la bomba de regulación 16 se puede controlar electrónicamente, tal como mediante un solenoide. La válvula de salida 38b puede permanecer en la posición abierta durante todo el ciclo de distribución para mantener la presión aguas abajo dentro de la manguera de baja presión 22. De ese modo, el material dentro de la manguera de baja presión 22 permanece presurizado y listo para ser distribuido cuando se activen los aplicadores 18. Se entiende además que se pueden utilizar reguladores de flujo y/o presión aguas abajo para controlar además la presión aguas abajo en los aplicadores 18.
El accionador 20 puede recibir retroalimentación para supervisar de manera continua la presión de fluido de trabajo a fin de mantener la presión deseada aguas abajo. Por ejemplo, un sensor de presión o sensor de caudal se puede conectar a una manguera de baja presión y/o a los aplicadores 18 para proporcionar retroalimentación al accionador 20. La bomba de regulación 16 puede seguir alimentando el material a los aplicadores 18 a lo largo del ciclo de distribución hasta que el sensor de estado 40 genere la señal de llenado, indicando así que la bomba de regulación 16 debe entrar de nuevo en el ciclo de llenado.
El sistema de regulación de fluido 10 proporciona ventajas significativas. La bomba de regulación 16 aísla completamente la presión aguas abajo dentro de la manguera de baja presión 22 de la presión aguas arriba dentro de la manguera de alta presión 24 de modo que la presión aguas abajo no se ve afectada por la presión aguas arriba. El aislamiento de la presión aguas arriba de la presión aguas abajo permite aplicar el material desde la bomba de regulación 16 con caudales bajos, tales como aproximadamente 0,03-0,07 onzas líquidas/min (1 -2 cc/m), mientras se suministra a la bomba de regulación 16 con caudales relativamente altos, tales como aproximadamente 0,4 onzas líquidas/min (12 cc/m) o más altos. Además, el aislamiento de la presión aguas arriba de la presión aguas abajo aumenta la consistencia del material alimentado a los aplicadores 18. Cuando el material es un material de múltiples componentes, el material puede requerir una alta proporción de mezcla, cuya precisión es difícil de mantener en caudales bajos. De ese modo, la bomba de regulación 16 permite que el material se mezcle en la proporción de mezcla más alta y en un caudal alto para asegurar que la bomba de regulación 16 reciba el material mezclado en la proporción deseada. La bomba de regulación 16 alimenta el material mezclado, que ya está en la proporción de mezcla deseada, a los aplicadores 18 a cualquier presión de fluido y caudal deseados. Además, cuando la bomba de regulación 16, incluida la válvula de entrada 38a y la válvula de salida 38b, se controla neumáticamente, tal como mediante el accionador 20, el sistema de regulación de flujo 10 se puede utilizar en lugares peligrosos Clase I, División I.
La figura 2 es un diagrama de bloques esquemático del sistema de regulación de flujo 10’. El sistema de regulación de flujo 10’ incluye la alimentación de material 14, la bomba de regulación 16, los aplicadores 18 y el accionador 20. La bomba de regulación 16 incluye la válvula de entrada 38a, la válvula de salida 38b y el sensor de estado 40. La válvula de entrada 38a está dispuesta en la bomba de regulación 16 y controla un flujo de material en la bomba de regulación desde la alimentación de material 14. La alimentación de material 14 está conectada en relación de circulación de fluido a la bomba de regulación 16 mediante la manguera de alta presión 24. La válvula de salida 38b está dispuesta en la bomba de regulación 16 y controla un flujo de material aguas abajo fuera de la bomba de regulación 16. La manguera de baja presión 22 se extiende entre y conecta en relación de circulación de fluido la válvula de salida 38b y los aplicadores 18. El accionador 20 se conecta a la válvula de entrada 38a mediante la línea de accionador 28a y a la válvula de salida 38b mediante la línea de accionador 28b. El accionador 20 se conecta a la bomba de regulación 16 mediante la línea de presión 30. El accionador 20 puede recibir señales del sensor de estado 40 a través del enlace de comunicación 26, que puede ser cualquier enlace adecuado para proporcionar señales al accionador 20, tales como una conexión por cable, inalámbrica o neumática, entre otras.
Cuando bomba de regulación 16 está lista para un ciclo de llenado, el sensor de estado 40 puede generar una señal de llenado. El sensor de estado 40 puede enviar la señal de llenado al accionador 20 a través del enlace de comunicación 26. La señal de llenado puede funcionar como una orden de llenado, haciendo así que el accionador 20 cambie la válvula de salida 38b a una posición cerrada y la válvula de entrada 38a a una posición abierta. Por ejemplo, el accionador 20 puede incluir una válvula solenoide de tres vías que responda a señales procedentes del sensor de estado 40. La señal de llenado puede hacer que el solenoide cambie posiciones de modo que se proporcione fluido motor, tal como aire comprimido o fluido hidráulico no compresible, a la válvula de entrada 38a y se evacúe por la válvula de salida 38b. Con la válvula de salida 38b cerrada, la presión aguas abajo se aísla de la bomba de regulación 16 de modo que cualquier presión dentro de la bomba de regulación 16 no tiene ningún efecto sobre la presión aguas abajo. Con la válvula de entrada 38a abierta, la bomba de regulación 16 se conecta en relación de circulación de fluido a la alimentación de material 14, y la presión aguas arriba dentro de la manguera de alta presión 24 impulsa el material en la bomba de regulación 16.
El sensor de estado 40 detecta cuándo la bomba de regulación 16 ha completado el ciclo de llenado y genera una señal de bomba llena en respuesta. El sensor de estado 40 puede enviar la señal de bomba llena al accionador 20 a través del enlace de comunicación 26. La señal de bomba llena puede funcionar como una orden de distribución, haciendo que la válvula de entrada 38a cambie a la posición cerrada y la válvula de salida 38b a la posición abierta. En algunos ejemplos, el accionador 20 puede incluir una válvula solenoide de tres vías que responda a señales procedentes del sensor de estado 40. La señal de bomba llena puede hacer que el solenoide de tres vías cambie posiciones de modo que se proporcione fluido motor, tal como aire comprimido o fluido hidráulico no compresible, a la válvula de salida 38b y se evacúe por la válvula de entrada 38a. Con la válvula de salida 38b abierta, los aplicadores 18 se conectan en relación de circulación de fluido a la bomba de regulación 16 de modo que la bomba de regulación 16 puede generar la presión aguas abajo. Con la válvula de entrada 38a cerrada, la bomba de regulación 16 se aísla en relación de circulación de fluido de la alimentación de material 14, de modo que la presión aguas arriba dentro de la manguera de alta presión 24 no tiene ningún efecto sobre la presión aguas abajo o la presión dentro de la bomba de regulación 16.
Además, en respuesta a la señal de bomba llena, el accionador 20 puede proporcionar un fluido de trabajo, tal como aire comprimido o fluido hidráulico no compresible, a la bomba de regulación 16. El fluido de trabajo puede crear una presión dentro de la bomba de regulación 16 para impulsar el material aguas abajo hacia los aplicadores 18. Aunque se describe que el accionador 20 proporciona el fluido de trabajo, se entiende que la fuente del fluido de trabajo puede ser independiente de la fuente del fluido motor. Con la presión aguas abajo completamente aislada de la presión aguas arriba, la bomba de regulación 16 crea y mantiene la presión aguas abajo. De ese modo, la presión aguas abajo se puede controlar independientemente de la presión aguas arriba.
El sistema de control de flujo 10’ proporciona ventajas significativas. El sensor de estado 40 puede proporcionar señales directamente al accionador 20 para hacer que el accionador 20 inicie el ciclo de llenado y el ciclo de distribución. De ese modo, bomba de regulación 16 puede avanzar automáticamente por ciclos de llenado y distribución. La bomba de regulación 16 aísla completamente la presión aguas abajo dentro de la manguera de baja presión 22 de la presión aguas arriba dentro de la manguera de alta presión 24 de manera que la presión aguas abajo no se ve afectada por la presión aguas arriba. El aislamiento de la presión aguas arriba de la presión aguas abajo permite la aplicación del material desde la bomba de regulación 16 con caudales bajos, tales como aproximadamente 0,03-0,07 onzas líquidas/min (1-2 cc/m), mientras se suministra a la bomba de regulación 16 con caudales relativamente altos, tales como aproximadamente 0,4 onzas líquidas/min (12 cc/m) o más altos. Además, cuando la bomba de regulación 16, incluida la válvula de entrada 38a y la válvula de salida 38b, se controla neumáticamente, tal como mediante el accionador 20, el sistema de regulación de flujo 10 se puede utilizar en lugares peligrosos Clase I, División I.
La figura 3 es un esquema del sistema de regulación de flujo 10” con múltiples bombas de regulación 16a y 16b. El sistema de regulación de flujo 10” incluye el controlador 12, la alimentación de material 14, la bomba de regulación 16a, la bomba de regulación 16b, los aplicadores 18 y el accionador 20. El controlador 12 incluye la memoria 32, el procesador 34 y la interfaz de usuario 36. La bomba de regulación 16a incluye la válvula de entrada 38a, la válvula de salida 38b y el sensor de estado 40a. La bomba de regulación 16b incluye la válvula de entrada 38c, la válvula de salida 38d y el sensor de estado 40b.
La válvula de entrada 38a está dispuesta en la bomba de regulación 16a y controla un flujo de material en la bomba de regulación 16a. La válvula de salida 38b está dispuesta en la bomba de regulación 16a y controla un flujo de material fuera de la bomba de regulación 16a. La manguera de alta presión 24a se extiende y conecta la alimentación de material 14 y válvula de entrada 38a, y la manguera de alta presión 24a está configurada para proporcionar material a la bomba de regulación 16a procedente de la alimentación de material 14. La manguera de baja presión 22a se extiende entre y conecta la válvula de salida 38b y los aplicadores 18, y la manguera de baja presión 22a está configurada para proporcionar material a los aplicadores 18 procedente de la bomba de regulación 16a. El sensor de estado 40a está dispuesto en la bomba de regulación 16a y está configurado para supervisar la bomba de regulación 16a. El sensor de estado 40a está configurado para comunicarse con el controlador 12 a través del enlace de comunicación 26b, que puede ser una conexión por cable o inalámbrica.
La válvula de entrada 38c está dispuesta en la bomba de regulación 16b y controla un flujo de material en la bomba de regulación 16b. La válvula de salida 38d está dispuesta en la bomba de regulación 16b y controla un flujo de material fuera de la bomba de regulación 16b. La manguera de alta presión 24b se extiende entre y conecta la alimentación de material 14 y la válvula de entrada 38c, y la manguera de alta presión 24b está configurada para proporcionar material a la bomba de regulación 16b procedente de la alimentación de material 14. La manguera de baja presión 22b se extiende entre y conecta la válvula de salida 38d y los aplicadores 18, y la manguera de baja presión 22b está configurada para proporcionar material a los aplicadores 18 procedente de la bomba de regulación 16b. El sensor de estado 40b está dispuesto en la bomba de regulación 16b y está configurado para supervisar la bomba de regulación 16b. El sensor de estado 40b está configurado para comunicarse con el controlador 12 a través del enlace de comunicación 26c, que puede ser una conexión por cable o inalámbrica.
La alimentación de material 14 impulsa material a través de tanto la manguera de alta presión 24a como la manguera de alta presión 24b. El material puede ser un material de un solo componente o un material de varios componentes. La alimentación de material 14 está configurada para impulsar el material a cualquier presión y caudal requeridos para mantener la integridad y las propiedades deseadas del material.
El accionador 20 se conecta a la válvula de entrada 38a a través de la línea de accionador 28a, a la válvula de salida 38b a través de la línea de accionador 28b, a la válvula de entrada 38c a través de la línea de accionador 28c y a la válvula de salida 38d a través de la línea de accionador 28d. El accionador 20 está configurado para proporcionar un fluido motor, tal como aire o fluido hidráulico no compresible, a las válvulas de entrada 38a y 38c y a las válvulas de salida 38b y 38d para hacer que las válvulas de entrada 38a y 38c y las válvulas de salida 38b y 38d cambien entre una posición cerrada y una posición abierta. Por ejemplo, el accionador 20 puede proporcionar el fluido motor a la válvula de entrada 38a para hacer que la válvula de entrada 38a cambie de la posición cerrada a la posición abierta, y el accionador 20 puede evacuar simultáneamente fluido motor de la válvula de salida 38b para hacer que la válvula de salida 38b cambie de la posición abierta a la posición cerrada, de manera que no pueda fluir material a través de la válvula de salida 38b cuando la válvula de entrada 38a esté abierta. En algunos ejemplos, el accionador 20 puede incluir múltiples válvulas de control, con válvulas de control individuales específicas para a cada bomba de regulación 16. Por ejemplo, el accionador 20 puede incluir una primera válvula solenoide de tres vías conectada a la válvula de entrada 38a y a la válvula de salida 38b para controlar la alimentación de fluido motor a la válvula de entrada 38a y la válvula de salida 38b. El accionador 20 puede incluir además una segunda válvula solenoide de tres vías conectada a la válvula de entrada 38c y la válvula de salida 38d para controlar la alimentación de fluido motor a la válvula de entrada 38c y la válvula de salida 38d. Se entiende, sin embargo, que el accionador 20 controla las secuencias de apertura y cierre de modo que las válvulas de entrada 38a y 38c permanecen cerradas siempre que las válvulas de salida 38b y 38 estén abiertas. De ese modo, la presión de fluido aguas abajo en las mangueras de baja presión 22a y 22b permanece aislada y no se ve afectada por la presión de fluido aguas arriba en las mangueras de alta presión 24a y 24b.
El accionador 20 se conecta a la bomba de regulación 16a a través de una línea de presión 30a y a la bomba de regulación 16b a través de una línea de presión 30b. El accionador 20 puede proporcionar un fluido de trabajo, tal como aire comprimido o fluido hidráulico no compresible, a las bombas de regulación 16a y 16b durante un ciclo de distribución, para hacer que las bombas de regulación 16a y 16b impulsen material aguas abajo y para generar la presión aguas abajo.
El controlador 12 puede controlar la apertura y el cierre de las válvulas de entrada 38a y 38c y las válvulas de salida 38b y 38d. El controlador 12 puede controlar además las bombas de regulación 16a y 16b para controlar la presión aguas abajo. La memoria 32 almacena software que, cuando lo ejecuta el procesador 34, se configura para controlar la apertura y el cierre de las válvulas de entrada 38a y 38c y las válvulas de salida 38b y 38d. El software almacenado en la memoria 32 también puede configurarse, cuando es ejecutado por el procesador 34, para controlar el flujo de fluido de trabajo a la bomba de regulación 16a y a la bomba de regulación 16b para controlar así la presión aguas abajo en la manguera de baja presión 22a y la manguera de baja presión 22b, respectivamente. El controlador 12 se comunica con el accionador 20 a través del enlace de comunicación 26a, con el sensor de estado 40a a través del enlace de comunicación 26b y con el sensor de estado 40b a través del enlace de comunicación 26c.
Durante el funcionamiento, una de la bomba de regulación 16a y la bomba de regulación 16b está configurada para efectuar un ciclo de llenado mientras que la otra de la bomba de regulación 16a y la bomba de regulación 16b avanza a través de un ciclo de distribución. A modo de ejemplo, a continuación, se describe un ciclo de control de flujo en el que la válvula de salida 38b de la bomba de regulación 16a está inicialmente abierta, de manera que la bomba de regulación 16a proporciona material a los aplicadores 18, y la válvula de salida 38d de la bomba de regulación 16b está inicialmente cerrada, de manera que la bomba de regulación 16b está desconectada de los aplicadores 18.
La bomba de regulación 16a impulsa el material aguas abajo hacia los aplicadores 18 hasta que el sensor de estado 40a detecta cuándo ha alcanzó un nivel de llenado el volumen de material en la bomba de regulación 16a, de manera que la bomba de regulación 16a esté lista para ser llenada. El sensor de estado 40a genera una primera señal de llenado en función de que el volumen de material dentro de la bomba de regulación 16a alcance el nivel de llenado. El sensor de estado 40a envía la primera señal de llenado al controlador 12 a través del enlace de comunicación 26b. En respuesta a la primera señal de llenado, el controlador 12 genera una primera orden de distribución, para hacer que la bomba de regulación 16b entre en el ciclo de distribución, y una primera orden de llenado, para hacer que la bomba de regulación 16a entre en el ciclo de llenado. El controlador 12 puede enviar la primera orden de llenado y la primera orden de distribución al accionador 20.
En respuesta a la primera orden de distribución, el accionador 20 hace que la válvula de salida 38d cambie a la posición abierta y hace que la válvula de entrada 38c cambie a la posición abierta. En un ejemplo, el accionador 20 proporciona fluido motor, tal como aire o fluido hidráulico no compresible, a la válvula de salida 38d a través de la línea de accionador 28d para hacer que la válvula de salida 38d cambie a la posición abierta. Al mismo tiempo, el accionador 20 puede evacuar fluido motor de la válvula de entrada 38c a través de la línea de accionador 28c de modo que la válvula de entrada 38c cambie a la posición cerrada. Con la válvula de entrada 38c cerrada, el material dentro de la bomba de regulación 16b se aísla de la presión de fluido aguas arriba en la manguera de alta presión 24b. Con la válvula de salida 38d abierta, el material dentro de la bomba de regulación 16b se conecta a los aplicadores 18 a través de la manguera de baja presión 22b.
El accionador 20 está configurado además para proporcionar fluido de trabajo a la bomba de regulación 16b en respuesta a la primera señal de distribución. El accionador 20 proporciona el fluido de trabajo a la presión requerida para expulsar el material de la bomba de regulación 16b a la presión y el caudal deseados aguas abajo. El fluido de trabajo impulsa un componente de desplazamiento de fluido dentro de la bomba de regulación 16b mediante un golpe de presión, y el componente de desplazamiento de fluido expulsa el material de la bomba de regulación 16b. La bomba de regulación 16b continúa a través del ciclo de distribución hasta que el sensor de estado 40b detecte que un volumen de material en la bomba de regulación 16b alcanza un nivel de llenado y genere una segunda señal de llenado.
Cuando la bomba de regulación 16b entra en el ciclo de distribución, la bomba de regulación 16a entra simultáneamente en el ciclo de llenado. Al hacer que una de las bombas de regulación 16a y 16b entre en el ciclo de distribución cuando la otra bomba de regulación 16a y 16b entra en el ciclo de llenado, el sistema de regulación de flujo 10 asegura que esté disponible una alimentación continua de material a los aplicadores 18.
En respuesta a la primera orden de llenado, el accionador 20 hace que la válvula de salida 38b se cierre y hace que la válvula de entrada 38a se abra. En un ejemplo, el accionador 20 evacúa fluido motor de la válvula de salida 38b a través de la línea de accionador 28b para hacer que la válvula de salida 38b cambie a la posición cerrada, y el accionador 20 proporciona fluido motor a la válvula de entrada 38a a través de la línea de accionador 28a para hacer que la válvula de entrada 38a cambie a la posición abierta. Con válvula de salida 38b cerrada, la manguera de baja presión 22a queda aislada de la bomba de regulación 16a de modo que cualquier presión interna dentro de la bomba de regulación 16a no tenga ningún efecto sobre la presión aguas abajo. Con la válvula de entrada 38a en la posición abierta, la presión de fluido aguas arriba generada por la alimentación de material 14 impulsa el fluido dentro de la manguera de alta presión 24a hacia la bomba de regulación 16a a través de la válvula de entrada 38a.
La bomba de regulación 16a se llena con material procedente de la manguera de alta presión 24a. El sensor de estado 40 puede detectar cuándo el volumen de material en la bomba de regulación 16 alcanza el volumen máximo, y el sensor de estado 40 puede generar en respuesta una primera señal de bomba llena. En algunos ejemplos, la válvula de entrada 38a puede cambiar a la posición cerrada en respuesta a la señal de bomba llena. Por ejemplo, el controlador 12 puede generar una primera orden de bomba llena en función de la primera señal de bomba llena y puede proporcionar la primera orden de bomba llena al accionador 20 a través del enlace de comunicación 26a. En función de la primera señal de bomba llena, el accionador 20 puede hacer que la válvula de entrada 38a cambie a la posición cerrada aislando así el material en la bomba de regulación 16 de la presión aguas arriba. En otros ejemplos, la válvula de entrada 38a puede permanecer en la posición abierta hasta que el controlador 12 genere una segunda orden de distribución, por ejemplo, en respuesta a una segunda señal de llenado generada por el sensor de estado 40b. La primera señal de bomba llena indica que la bomba de regulación 16a ha completado el ciclo de llenado y está preparada para un ciclo de distribución.
La bomba de regulación 16b continúa a través del ciclo de distribución y proporciona material a los aplicadores 18. Cuando el sensor de estado 40b detecta que el volumen de material en la bomba de regulación 16b alcanza el volumen de llenado, el sensor de estado 40b genera la segunda señal de llenado y envía la segunda señal de llenado al controlador 12 a través del enlace de comunicación 26c. En respuesta a la segunda señal de llenado, el controlador 12 genera la segunda orden de distribución y una segunda orden de llenado. El controlador 12 puede enviar la segunda orden de distribución y la segunda orden de llenado al accionador 20. Se entiende, sin embargo, que el controlador 12 puede comunicarse directamente con la bomba de regulación 16b y con bomba de regulación 16a para controlar la apertura y el cierre de las válvulas de entrada 38a y 38c y de las válvulas de salida 38b y 38d.
En función de la segunda orden de distribución, la bomba de regulación 16a entra en el ciclo de distribución. El accionador 20 puede hacer que la válvula de salida 38b cambie a una posición abierta y puede hacer que la válvula de entrada 38a cambie a una posición cerrada. El cierre de la válvula de entrada 38a aísla el material dentro de la bomba de regulación 16 de la presión aguas arriba. El accionador 20 también puede proporcionar fluido de trabajo a la bomba de regulación 16a a través de la línea de presión 30a para expulsar el material aguas abajo de la bomba de regulación 16a. Se entiende que la válvula de salida 38b se abre solo cuando la válvula de entrada 38a está cerrada, asegurando así que la presión aguas abajo sea independiente de y no se vea afectada por la presión aguas arriba. La bomba de regulación 16a se conecta así en relación de circulación de fluido a los aplicadores 18 y puede generar y proporcionar la presión aguas abajo.
En función de la segunda orden de llenado, la bomba de regulación 16b entra en el ciclo de llenado. El accionador 20 hace que la válvula de salida 38d cambie a la posición cerrada, y hace que la válvula de entrada 38c cambie a la posición abierta. Con válvula de salida 38d cerrada, la bomba de regulación 16b se desconecta en relación de circulación de fluido de los aplicadores 18 de modo que cualquier cambio de presión dentro de la bomba de regulación 16b no tiene ningún efecto sobre la presión aguas abajo en la manguera de baja presión 22b y/o en los aplicadores 18. Con la válvula de entrada 38c abierta, la presión de fluido aguas arriba dentro de la manguera de alta presión 24b impulsa el material en la bomba de regulación 16b a través de la válvula de entrada 38c. La bomba de regulación 16b se llena con el material y el sensor de estado 40b puede generar una segunda señal de bomba llena en respuesta a que se detecte que el volumen de material dentro de la bomba de regulación 16b alcance un volumen máximo. La segunda señal de bomba llena indica que la bomba de regulación 16b ha completado el ciclo de llenado y está preparada para otro ciclo de distribución.
La bomba de regulación 16a continúa proporcionando material a los aplicadores 18 a la presión deseada aguas abajo hasta que la bomba de regulación 16a requiera llenado. La bomba de regulación 16a se conecta a los aplicadores 18 cuando la bomba de regulación 16b se vacía y la bomba de regulación 16b se conecta a los aplicadores 18 cuando la bomba de regulación 16a se vacía. A medida que la bomba de regulación 16a avanza a través del ciclo de distribución, la bomba de regulación 16b avanza a través del ciclo de llenado. A medida que la bomba de regulación 16b avanza a través del ciclo de distribución, la bomba de regulación 16a avanza a través del ciclo de llenado. De ese modo, el material se suministra continuamente a los aplicadores 18 mediante al menos una de la bomba de regulación 16a y la bomba de regulación 16b, mientras la otra de la bomba de regulación 16a y la bomba de regulación 16b se vuelve a llenar, lo que garantiza un flujo continuo de material a los aplicadores 18.
El sistema de regulación de flujo 10” proporciona ventajas significativas. Las válvulas de salida 38b y 38d están configuradas para abrirse solo cuando las válvulas de entrada 38a y 38c, respectivamente, se cierren, aislando así la presión de fluido aguas abajo de la presión de fluido aguas arriba. De ese modo, la presión de fluido aguas abajo no se ve afectada por la presión de fluido aguas arriba. Las bombas de regulación 16a y 16b son controladas para generar la presión de fluido deseada aguas abajo. Al aislar la presión de fluido aguas abajo de la presión de fluido aguas arriba, la alimentación de material 14 puede proporcionar el material a través de las mangueras de alta presión 24a y 24b con cualquier presión y/o caudal requerido para mantener las propiedades del material y la proporción de mezcla deseadas, en donde el material es un material de varios componentes. Las bombas de regulación 16a y 16b impulsan individualmente el material aguas abajo y generan presión de fluido aguas abajo. De ese modo, el material se puede proporcionar a cualquier presión deseada aguas abajo, independiente de la presión aguas arriba. El sistema de regulación de flujo 10’ permite que la alimentación de material 14 proporcione caudales y proporciones de mezcla grandes, mientras se proporciona material a los aplicadores 18 con caudales y presiones relativamente bajos. Además, el control de las bombas de regulación 16a y 16b de manera que una de las bombas de regulación 16a y 16b distribuya el material mientras que la otra de las bombas de regulación 16a y 16b se llene con el material asegura que se proporcione una alimentación continua del material a los aplicadores 18, proporcionándose así una aplicación de material más eficiente y rentable.
La figura 4 es un diagrama de bloques esquemático del sistema de regulación de flujo 10’’’. El sistema de regulación de flujo de 10’’’ incluye la alimentación de material 14, la bomba de regulación 16a, la bomba de regulación 16b, los aplicadores 18 y el accionador 20. La bomba de regulación 16a incluye la válvula de entrada 38a, la válvula de salida 38b y el sensor de estado 40a. La bomba de regulación 16b incluye la válvula de entrada 38c, la válvula de salida 38d y el sensor de estado 40b.
La válvula de entrada 38a está dispuesta en la bomba de regulación 16a y controla un flujo de material en la bomba de regulación 16a. La válvula de salida 38b está dispuesta en la bomba de regulación 16a y controla un flujo de material fuera de la bomba de regulación 16a. La manguera de alta presión 24a se extiende y conecta la alimentación de material 14 y la válvula de entrada 38a. La manguera de baja presión 22a se extiende entre y conecta la válvula de salida 38b y los aplicadores 18. El sensor de estado 40a está dispuesto en la bomba de regulación 16a y está configurado para supervisar la bomba de regulación 16a. El sensor de estado 40a está configurado para comunicarse con el accionador 20 a través del enlace de comunicación 26b.
La válvula de entrada 38c está dispuesta en la bomba de regulación 16b y controla un flujo de material en la bomba de regulación 16b. La válvula de salida 38d está dispuesta en la bomba de regulación 16b y controla un flujo de material fuera de la bomba de regulación 16b. La manguera de alta presión 24b se extiende entre y conecta la alimentación de material 14 y la válvula de entrada 38c. La manguera de baja presión 22b se extiende entre y conecta la válvula de salida 38d y los aplicadores 18. El sensor de estado 40b está dispuesto en la bomba de regulación 16b y está configurado para supervisar la bomba de regulación 16b. El sensor de estado 40b está configurado para comunicarse con el accionador 20 a través del enlace de comunicación 26c, que puede ser cualquier enlace adecuado para proporcionar señales al accionador 20, tal como, entre otras, una conexión por cable, inalámbrica o neumática.
El accionador 20 se conecta a la válvula de entrada 38a a través de la línea de accionador 28a, a la válvula de salida 38b a través de la línea de accionador 28b, a la válvula de entrada 38c a través de la línea de accionador 28c y a la válvula de salida 38d a través de la línea de accionador 28d. El accionador 20 está configurado para proporcionar fluido motor, tal como aire o fluido hidráulico no compresible, a las válvulas de entrada 38a y 38c y a las válvulas de salida 38b y 38d para hacer que las válvulas de entrada 38a y 38c y las válvulas de salida 38b y 38d cambien entre una posición cerrada y una posición abierta. El accionador 20 se conecta a la bomba de regulación 16a a través de la línea de presión 30a y a la bomba de regulación 16b a través de la línea de presión 30b.
Durante el funcionamiento, una de la bomba de regulación 16a y la bomba de regulación 16b está configurada para efectuar un ciclo de llenado mientras que la otra de la bomba de regulación 16a y la bomba de regulación 16b avanza a través de un ciclo de distribución. El sensor de estado 40a detecta cuándo la bomba de regulación 16a ha alcanzado un nivel de llenado y genera una primera señal de llenado en respuesta. El sensor de estado 40a envía la primera señal de llenado al accionador 20 a través del enlace de comunicación 26b, que puede ser cualquier enlace adecuado para proporcionar señales al accionador 20, tal como, entre otras, una conexión por cable, inalámbrica o neumática. La primera señal de llenado puede funcionar como una primera orden de llenado y como una primera orden de distribución. De ese modo, en respuesta a la primera señal de llenado, el accionador 20 cambia la válvula de salida 38b a una posición cerrada y cambia la válvula de entrada 38a a una posición abierta. Con válvula de salida 38b en la posición cerrada, el material en la bomba de regulación 16a se aísla de la manguera de baja presión 22a y los aplicadores 18. Con la válvula de entrada 38a en la posición abierta, la bomba de regulación 16a se llena con material procedente de la manguera de alta presión 24a. Además, en respuesta a la primera señal de llenado, el accionador 20 cambia la válvula de entrada 38c a la posición cerrada y cambia la válvula de salida 38d a la posición abierta. Con la válvula de entrada 38c cerrada, el material dentro de la bomba de regulación 16b se aísla de la presión de fluido aguas arriba en la manguera de alta presión 24b. Con la válvula de salida 38d abierta, el material dentro de la bomba de regulación 16b se conecta a los aplicadores 18 a través de la manguera de baja presión 22b. Por ejemplo, el accionador 20 puede incluir un sistema de válvulas configurado para abrir simultáneamente la válvula de entrada 38a y la válvula de salida 38d, y para cerrar simultáneamente la válvula de entrada 38c y la válvula de salida 38b, de modo que al menos una de la bomba de regulación 16a y la bomba de regulación 16b se conecte a los aplicadores 18.
El accionador 20 también proporciona fluido de trabajo a la bomba de regulación 16b a una presión requerida para expulsar el material de la bomba de regulación 16b a la presión y el caudal deseados aguas abajo. El fluido de trabajo impulsa un componente de desplazamiento de fluido dentro de la bomba de regulación 16b mediante un golpe de presión, y el componente de desplazamiento de fluido expulsa el material de la bomba de regulación 16b. La bomba de regulación 16b continúa a través del ciclo de distribución hasta que el sensor de estado 40b detecta que un volumen de material en la bomba de regulación 16b alcanza un nivel de llenado y genera una segunda señal de llenado.
La segunda señal de llenado puede funcionar como una segunda orden de llenado y como una segunda orden de distribución. De ese modo, en función de la segunda señal de llenado, el accionador 20 puede hacer que la válvula de salida 38b cambie a la posición abierta, la válvula de entrada 38a cambie a la posición cerrada, la válvula de salida 38d cambie a la posición cerrada y la válvula de entrada 38c cambie a la posición abierta. Por tanto, la bomba de regulación 16a se conecta en relación de circulación de fluido a los aplicadores 18 y puede efectuar el ciclo de distribución, y la bomba de regulación 16b se conecta en relación de circulación de fluido a la alimentación de material 14 y puede efectuar el ciclo de llenado.
El accionador 20 también puede proporcionar fluido de trabajo a la bomba de regulación 16a una presión requerida para expulsar el material de la bomba de regulación 16a a la presión y el caudal deseados aguas abajo. El fluido de trabajo impulsa un componente de desplazamiento de fluido dentro de la bomba de regulación 16a mediante un golpe de presión y el componente de desplazamiento de fluido expulsa el material de la bomba de regulación 16a. La bomba de regulación 16a continúa a través del ciclo de distribución hasta que el sensor de estado 40a detecta que un volumen de material en la bomba de regulación 16a alcanza un nivel de llenado y genera la primera señal de llenado.
El sistema de regulación de flujo 10”’ proporciona ventajas significativas. Los sensores de estado 40a y 40b pueden enviar señales directamente al accionador 20 para hacer que el accionador 20 inicie los ciclos de llenado y los ciclos de distribución. De ese modo, las bombas de regulación 16a y 16b pueden avanzar automáticamente a través de ciclos de llenado y distribución. Las bombas de regulación 16a y 16b aíslan completamente la presión aguas abajo dentro de las mangueras de baja presión 22a y 22b de la presión aguas arriba dentro de las mangueras de alta presión 24a y 24b de manera que la presión aguas abajo no se ve afectada por la presión aguas arriba. Aislar la presión aguas arriba de la presión aguas abajo permite que el material se aplique desde las bombas de regulación 16a y 16b con caudales bajos, tales como aproximadamente 0,03-0,07 onzas líquidas/min (1-2 cc/m), mientras se suministra a las bombas de regulación 16a y 16b con caudales relativamente altos, tales como aproximadamente 0,4 onzas líquidas/min (12 cc/m) o mayores. Además, cuando las bombas de regulación 16a y 16b, que incluyen las válvulas de entrada 38a y 38c y las válvulas de salida 38b y 38d, se controlan neumáticamente, tal como mediante el accionador 20, el sistema de regulación de flujo 10 se puede utilizar en lugares peligrosos Clase I, División I. Además, la bomba de regulación 16a se conecta a los aplicadores 18 cuando la bomba de regulación 16b se vacía y la bomba de regulación 16b se conecta a los aplicadores 18 cuando la bomba de regulación 16a se vacía. A medida que la bomba de regulación 16a avanza a través del ciclo de distribución, la bomba de regulación 16b avanza a través del ciclo de llenado. A medida que la bomba de regulación 16b avanza a través del ciclo de distribución, la bomba de regulación 16a avanza a través del ciclo de llenado. De ese modo, el material se suministra continuamente a los aplicadores 18 mediante al menos una de la bomba de regulación 16a y la bomba de regulación 16b, mientras que la otra de la bomba de regulación 16a y la bomba de regulación 16b se vuelve a llenar, garantizándose así un flujo continuo de material a los aplicadores 18.
La figura 5 es una vista isométrica de la bomba de regulación 16. La figura 5B es una vista en sección transversal de la bomba de regulación 16 tomada a lo largo de la línea B-B en la figura 5A. Las figuras 5A-5B se analizarán juntas. La bomba de regulación 16 incluye la válvula de entrada 38a, la válvula de salida 38b, el sensor de estado 40, un componente de desplazamiento de fluido 42, un cuerpo 44, una placa de cubierta 46, una cámara de material 48 y una cámara de fluido de trabajo 50. La válvula de entrada 38a incluye una parte húmeda 52a, una parte seca 54a, un asiento 56a, un vástago 58a, un elemento de sellado 60a, un resorte 62a y un conector 64a. La válvula de salida 38b incluye de manera similar una parte húmeda 52b, una parte seca 54b, un asiento 56b, un vástago 58b, un componente de sellado 60b, un resorte 62b y un conector 64b. El sensor de estado 40 incluye una deslizadera 66, un tope 68 y un orificio 70. El componente de desplazamiento de fluido 42 incluye un árbol 72 y una membrana 74. El cuerpo 44 incluye una entrada de fluido de trabajo 76 y un agujero de árbol 78. La placa de cubierta 46 incluye una entrada de material 80 y una salida de material 82.
La placa de cubierta 46 está fijada al cuerpo 44 y la membrana 74 está dispuesta entre la placa de cubierta 46 y el cuerpo 44. La cámara de material 48 está dispuesta entre y definida por la placa de cubierta 46 y la membrana 74. La cámara de fluido de trabajo 50 está dispuesta entre y definida por el cuerpo 44 y la membrana 74. La entrada de fluido de trabajo 76 se extiende a través del cuerpo 44 y está conectada a la cámara de fluido de trabajo 50. La línea de presión 30 está conectada a la entrada de fluido de trabajo 76. La entrada de fluido de trabajo 76 está configurada para recibir un fluido de trabajo, tal como aire o fluido hidráulico no compresible, a través de la línea de presión 30 procedente de una alimentación de fluido, tal como el accionador 20 (se muestra en las figuras 1 -2), para impulsar el componente de desplazamiento de fluido 42 en una dirección de avance hacia la placa de cubierta 46.
El árbol 72 está fijado a la membrana 74 y adaptado a la misma, y el árbol 72 se extiende a través del agujero de árbol 78 en el cuerpo 44. El sensor de estado 40 está fijado al cuerpo 44 opuesto a la cámara de fluido de trabajo 50. La deslizadera 66 está dispuesta en el sensor de estado 40 y apoyada en un extremo distal del árbol 72. El tope 68 delimita una distancia de desplazamiento de la deslizadera 66. El orificio 70 está configurado para recibir un enlace de comunicación, tal como el enlace de comunicación 26 (figuras 1-2), para proporcionar información al controlador 12 (se muestra en las figuras 1 y 3) y al accionador 20 (se muestra en las figuras 1-4) con respecto al volumen de material en la cámara de material 48. El sensor de estado 40 está configurado para proporcionar información referente al desplazamiento lineal de la deslizadera 66, que corresponde al desplazamiento del componente de desplazamiento de fluido 42, debido a la conexión del árbol 72 y la deslizadera 66, y por tanto al volumen de material en la cámara de material 48. De ese modo, el sensor de estado 40 puede ser un transductor lineal. Se entiende, sin embargo, que el sensor de estado 40 puede ser cualquier transductor adecuado para detectar la posición del componente de desplazamiento de fluido 42.
La válvula de entrada 38a está fijada a la placa de cubierta 46 en la entrada de material 80 El asiento 56a está dispuesto entre la parte húmeda 52a y placa de cubierta 46a. El vástago 58a se extiende desde la parte húmeda 52a hasta la parte seca 54a. El componente de sellado 60a está fijado al vástago 58a en la parte húmeda 52a y está dispuesto junto al asiento 56a. El componente de sellado 60a está configurado para acoplarse con el asiento 56a cuando la válvula de entrada 38a esté en una posición cerrada y está configurado para ser desplazado desde el asiento 56a, creando una trayectoria de entrada cuando la válvula de entrada 38a esté en una posición abierta. El conector 64a se extiende desde la parte seca 54a y está configurado para conectarse a una línea de accionador, tal como la línea de accionador 28a (se ve mejor en la figura 1). El conector 64a recibe fluido motor, tal como aire o fluido hidráulico no compresible, y proporciona el fluido motor a y evacúa el fluido motor de la parte seca 54a para cambiar el vástago 58a y el componente de sellado 60a entre la posición cerrada y la posición abierta. El resorte 62a está dispuesto en la parte seca 54a y está configurado para cambiar el vástago 58a y el componente de sellado 60a a la posición cerrada cuando se elimine una alimentación de fluido motor de la parte seca 54a. Aunque la válvula de entrada 38a se muestra como una válvula de aguja, se entiende que la válvula de entrada 38a puede ser cualquier válvula deseada que pueda controlarse entre la posición abierta y la posición cerrada.
La válvula de salida 38b está fijada a la placa de cubierta 46 en la salida de material 82. El asiento 56b está dispuesto entre la parte húmeda 52b y placa de cubierta 46b. El vástago 58b se extiende desde la parte húmeda 52b hasta la parte seca 54b, y el componente de sellado 60b está fijado al vástago 58b y dispuesto junto al asiento 56b. El componente de sellado 60b está configurado para acoplarse con el asiento 56b cuando la válvula de salida 38b esté en una posición cerrada y está configurado para ser desplazado del asiento 56b cuando la válvula de salida 38b esté en una posición abierta. El conector 64b se extiende desde la parte seca 54b y está configurado para conectarlo a una línea de accionador, tal como la línea de accionador 28b (se ve mejor en la figura 1). El conector 64b puede proporcionar fluido motor a la parte seca 54b para cambiar el vástago 58b y el componente de sellado 60b a la posición abierta. El resorte 62b está dispuesto en la parte seca 54b y puede cambiar el vástago 58b y el componente de sellado 60b a la posición cerrada cuando el fluido motor se evacúe de la parte seca 54b. Aunque la válvula de salida 38b se muestra como una válvula de aguja, se entiende que la válvula de entrada 38a puede ser cualquier válvula deseada que pueda controlarse específicamente entre la posición abierta y la posición cerrada.
En algunos ejemplos, la válvula de salida 38b es idéntica a la válvula de entrada 38a, excepto que la válvula de salida 38b está conectada a la salida de material 82, de modo que la parte húmeda 52b recibe material de la cámara de material 48, y la válvula de entrada 38a está conectada a la entrada de material 80, de modo que la parte húmeda 52a proporciona material a la cámara de material 48. Aunque la válvula se salida 38b y la válvula de entrada 38a pueden ser idénticas, facilitando así un reemplazo fácil de piezas, aunque requieren menos piezas únicas, se entiende que cada una de la válvula de entrada 38a y la válvula de salida 38b puede tener cualquier configuración deseada y pueden ser idénticas o únicas.
Durante un ciclo de llenado, se puede proporcionar fluido motor a la parte seca 54a de la válvula de entrada 38a, haciendo así que el vástago 58a y el componente de sellado 60a se alejen del asiento 56a. Se puede evacuar fluido motor de la parte seca 54b de la válvula de salida 38b y la válvula de salida 38b cambia a la posición cerrada. La válvula de salida 38b permanece cerrada cuando la válvula de entrada 38a está abierta. El fluido motor desplaza el vástago 58a haciendo que el componente de sellado 60a se desacople del asiento 56a, creándose así la trayectoria de entrada entre el componente de sellado 60a y el asiento 56a. Una presión aguas arriba generada por una alimentación de material, tal como la alimentación de material 14 (se muestra en las figuras 1-4), hace que el material fluya en la cámara de material 48a través de la válvula de entrada 38a y la entrada de material 80. El material que fluye en la cámara de material 48 hace que el componente de desplazamiento de fluido 42 se desplace hacia atrás a medida que la cámara de material 48 se expande, impulsando así el árbol 72 hacia atrás debido a la conexión del árbol 72 y la membrana. El árbol 72 impulsa al mismo tiempo la deslizadera 66 hacia atrás. El árbol 72 y la deslizadera 66 continúan desplazándose hasta que la deslizadera 66 se apoya en el tope 68, lo que delimita una distancia de desplazamiento a la deslizadera 66 en la dirección de retroceso. El sensor de estado 40 se puede configurar para generar la señal de bomba llena en respuesta al apoyo de la deslizadera 66 en el tope 68. El sensor de estado 40 puede enviar la señal de bomba llena al controlador para indicar que la bomba de regulación 16 ha completado el ciclo de llenado y está preparada para un ciclo de distribución. La bomba de regulación 16 puede permanecer preparada hasta que reciba una orden de distribución.
En función de la orden de distribución, la bomba de regulación 16 puede entrar en un ciclo de distribución. La válvula de entrada 38a cambia a la posición cerrada y la válvula de salida 38b cambia a la posición abierta. Por ejemplo, el accionador puede proporcionar una alimentación de fluido motor a la parte seca 54b de la válvula de salida 38b, haciendo que el vástago 58b y el componente de sellado 60b cambien a una posición abierta. En la posición abierta, el componente de sellado 60b se desplaza del asiento 56b de modo que puede fluir material fuera de la cámara de material 48 entre el componente de sellado 60b y el asiento 56b. El accionador también puede evacuar fluido motor de la parte seca 54a de la válvula de entrada 38a, y el resorte 62a puede cambiar así el vástago 58a y el componente de sellado 60a a la posición cerrada. Con la válvula de entrada 38a cerrada, la presión en la cámara de material 48 y la presión aguas abajo se aíslan de la presión aguas arriba.
Para generar una presión deseada aguas abajo, se proporciona fluido de trabajo a la cámara de fluido de trabajo 50 a través de la entrada de fluido de trabajo 76. La línea de presión 30 recibe fluido de trabajo procedente de una alimentación de fluido de trabajo, tal como el accionador 20 (se muestra en las figuras 1-4), y proporciona el fluido de trabajo a la cámara de fluido de trabajo 50. El fluido de trabajo impulsa el componente de desplazamiento de fluido 42 en la dirección de avance a través de la cámara de material 48. La presión del fluido de trabajo en la cámara de fluido de trabajo 50 está directamente relacionada con la presión de material en la cámara de material 48 y, por tanto, con la presión aguas abajo. De ese modo, la presión aguas abajo la genera la bomba de regulación 16 y puede ser controlada al controlar la presión de fluido de trabajo. En el ejemplo mostrado, la presión de fluido de trabajo y la presión aguas abajo tienen una relación de presión de 1:1. Por ejemplo, cuando la presión de fluido deseada aguas abajo es de 1034 KPa (148 psi), el fluido de trabajo dentro de la cámara de presión se proporcionará y mantendrá a 1034 KPa (148 psi).
El fluido de trabajo impulsa el componente de desplazamiento de fluido 42 en la dirección de avance. La membrana 74 tira del árbol 72 a través del agujero de árbol 78 debido a la conexión del árbol 72 y la membrana 74. El árbol 72 tira al mismo tiempo de la deslizadera 66 en la dirección de avance debido a la conexión del árbol 72 y la deslizadera 66. El sensor de estado 40 transmite información de posición relacionada con el componente de desplazamiento de fluido 42 en función de la posición de la deslizadera 66. Cuando la deslizadera alcanza una distancia de desplazamiento hacia delante que indica que el volumen de material en la cámara de material 48 ha alcanzado el volumen de llenado, el sensor de estado 40 puede generar la señal de llenado y enviar la señal de llenado al controlador 12. Aunque se describe que el sensor de estado 40 genera la señal de llenado cuando la deslizadera 66 alcanza la distancia de desplazamiento hacia delante, se entiende que el sensor de estado 40 puede proporcionar continuamente información de posición al controlador para que el controlador envíe la orden de llenado en función de si la deslizadera 66 llega a cualquier posición deseada. Por ejemplo, el controlador puede generar la orden de llenado en función de que la deslizadera 66 esté en una posición que indique que la cámara de material 48 está un 50 % vacía. La señal de llenado indica que la bomba de regulación 16 está lista para efectuar otro ciclo de llenado.
La bomba de regulación 16 proporciona ventajas significativas. La válvula de salida 38b de la bomba de regulación 16 está configurada para estar en la posición cerrada siempre que la válvula de entrada 38a de la bomba de regulación esté en la posición abierta. De ese modo, la presión de fluido aguas arriba no tiene ningún efecto sobre la presión de fluido aguas abajo, aguas abajo de la válvula de salida. Al aislar la presión de fluido aguas abajo de la presión de fluido aguas arriba, la presión de fluido aguas abajo se puede controlar específicamente para proporcionar cualquier presión o caudal deseado. Aislar la presión de fluido aguas abajo de la presión de fluido aguas arriba permite caudales y presiones aguas arriba altos de la bomba de regulación 16, lo que puede garantizar que el material tenga las propiedades deseadas y proporcione al mismo tiempo caudales y presiones aguas abajo bajas de la bomba de regulación 16 cuando se aplique el material.
La figura 6A es una vista isométrica de una bomba de regulación 16’. La figura 6B es una vista en sección transversal de la bomba de regulación 16’ tomada a lo largo de la línea B-B en la figura 6A. La figura 6C es una vista en sección transversal de la bomba de regulación 16’ tomada a lo largo de la línea C-C en la figura 6A. La figura 6D es una vista en sección transversal de la bomba de regulación 16’ tomada a lo largo de la línea D-D en la figura 6A. Las figuras 6A-6D se analizarán juntas. La bomba de regulación 16’ incluye la válvula de entrada 38a, la válvula de salida 38b, un sensor de estado 40’, el componente de desplazamiento de fluido 42, un cuerpo 44’, una placa de cubierta 46’, la cámara de material 48, la cámara de fluido de trabajo 50, una base 84, una válvula piloto 86 y una fuente de presión 88. El componente de desplazamiento de fluido 42 incluye un árbol 72’, una membrana 74 y una placa de membrana 90. El árbol 72’ incluye un escalón 92. El cuerpo 44’ incluye la entrada de fluido de trabajo 76, el agujero de árbol 78, un paso de señal 94, un orificio de sensor de estado 96 y un orificio de presión 98.
La placa de cubierta 46’ y el cuerpo 44’ están dispuestos en la base 84. La placa de cubierta 46’ está fijada al cuerpo 44’ con la membrana 74 dispuesta y asegurada entre la placa de cubierta 46’ y el cuerpo 44’. El árbol 72’ está fijado y adaptado a la membrana 74, y el árbol 72’ se extiende hacia atrás desde la membrana 74 a través del agujero de árbol 78. La placa de membrana 90 está fijada a la membrana 74 y configurada para ponerse en contacto con e impulsar un pasador de accionamiento 100 de la válvula piloto 86. Una junta tórica 102 está dispuesta en el agujero de árbol 78 y proporciona un sello alrededor del árbol 72’. La cámara de material 48 está dispuesta entre y definida por la placa de cubierta 46’ y la membrana 74. La cámara de fluido de trabajo 50 está dispuesta entre y está definida por el cuerpo 44’ y la membrana 74. La entrada de fluido de trabajo 76 se extiende a través del cuerpo y se conecta a la cámara de fluido de trabajo 50. La entrada de fluido de trabajo 76 está configurada para recibir un fluido de trabajo, tal como aire o fluido hidráulico no compresible, a través de la línea de presión 30 y para proporcionar el fluido de trabajo a la cámara de fluido de trabajo 50. El fluido está configurado para presurizar la cámara de fluido de trabajo 50 y para impulsar el componente de desplazamiento de fluido 42 mediante un golpe de presión, durante el cual el componente de desplazamiento de fluido 42 es impulsado hacia la placa de cubierta 46’ para expulsar el material de la cámara de material 48 a través de la válvula de salida 38b. La válvula de entrada 38a está fijada a la base 84 y la válvula de salida 38b está fijada igualmente a la base 84. La válvula de entrada 38a se conecta en relación de circulación de fluido a la cámara de material 48 mediante un paso de material (no se muestra) que se extiende a través de la base 84 y la válvula de salida 38b se conecta de manera similar a la cámara de material 48 mediante un paso de material (no mostrado) que se extiende a través de la base 84. La válvula de entrada 38a y la válvula de salida 38b pueden tener cualquier configuración adecuada para controlar el flujo de material a través de la bomba de regulación 16 de manera que la presión aguas abajo se aísle y sea independiente de la presión aguas arriba.
El orificio de sensor de estado 96 se extiende en el cuerpo 44’ y recibe el sensor de estado 40’. El sensor de estado 40’ está configurado para comunicar un estado de la bomba de regulación 16, por ejemplo, si la bomba de regulación 16 requiere llenado o está lista para distribuir material a un controlador, tal como el controlador 12 (se muestra en las figuras 1 y 3) y/o un accionador, tal como el accionador 20 (se muestra en las figuras 1-4). El paso de señal 94 se extiende desde el orificio de sensor de estado 96 hasta el agujero de árbol 78. La válvula piloto 86 está dispuesta en el cuerpo 44’ entre el orificio de sensor de estado 96 y el agujero de árbol 78, de modo que el paso de señal 94 puede recibir un fluido, tal como aire, a través de la válvula piloto 86. El pasador 100 de la válvula piloto 86 se extiende a través del cuerpo 44’ y en la cámara de fluido de trabajo 50. La fuente de presión 88 está dispuesta en el orificio de presión 98 y configurada para proporcionar fluido a presión, tal como aire comprimido, a la válvula piloto 86. La fuente de presión 88 está configurada para suministrar de manera continua fluido a presión a través del orificio de presión 98. Cuando la válvula piloto 86 está en posición abierta hacia atrás, el fluido a presión fluye a través de la válvula piloto 86 y en el paso de señal 94. Cuando la válvula piloto está en una posición cerrada hacia delante, se evita que fluya fluido a presión a través de la válvula piloto 86, de modo que el fluido a presión no puede fluir al paso de señal 94.
Durante el funcionamiento, el componente de desplazamiento de fluido 42 es impulsado alternativamente en una dirección de avance hacia la placa de cubierta para desplazar material de la cámara de material 48 en una dirección de retroceso alejándose de la placa de cubierta mediante el material a medida que el material fluye en la cámara de material 48 a través de la válvula de entrada 38a. A modo de ejemplo, a continuación, se explica un ciclo de llenado y un ciclo de distribución.
El controlador y/o el accionador pueden recibir una señal de llenado procedente del sensor de estado 40’ y generar una orden de llenado. Dependiendo de la orden de llenado, la válvula de salida 38b cambia a la posición cerrada, evitando que fluya material aguas abajo fuera de la cámara de material 48, y la válvula de entrada 38a cambia a la posición abierta, permitiendo que fluya material en la cámara de material 48 a través de la válvula de entrada 38a. Con la válvula de entrada 38a en la posición abierta, la presión de fluido aguas arriba generada por una alimentación de material, tal como la alimentación de material 14 (se muestra en las figuras 1-4), impulsa el material en la cámara de material 48. El material que fluye en la cámara de material 48 impulsa el componente de desplazamiento de fluido 42 en la dirección de retroceso.
El componente de desplazamiento de fluido 42 continúa en la dirección de retroceso y la placa de membrana 90 se pone en contacto con el pasador 100 de la válvula piloto 86. Cuando el componente de desplazamiento de fluido 42 se impulsa en la dirección de retroceso, el escalón 92 sobrepasa la junta tórica 102 de modo que la junta tórica 102 asegura la estanquidad del árbol 72. Con la junta tórica 102 en contacto con el árbol 72’, el agujero de árbol 78 se sella de manera que el paso de señal 94 no puede evacuar a través del agujero de árbol 78. La placa de membrana 90 impulsa el pasador 100 haciendo que los componentes internos de la válvula piloto 86 se desplacen hacia atrás, haciendo así que la válvula piloto 86 cambie a la posición abierta. Con la válvula piloto 86 abierta, el fluido a presión proporcionado por la fuente de presión 88 puede fluir a través de la válvula piloto al paso de señal 94. La presión dentro del paso de señal 94 se eleva repentinamente cuando la válvula piloto 86 cambia a la posición abierta. El sensor de estado 40’ detecta el aumento repentino de presión en el paso de señal 94 y está configurado para generar una señal de bomba llena en respuesta al aumento repentino de presión y para enviar la señal de bomba llena al controlador y/o al accionador. Aunque el sensor de estado 40’ se describe como un transductor de presión, se entiende que se puede utilizar cualquier sensor adecuado. La señal de bomba llena indica que la bomba de regulación 16 ha completado el ciclo de llenado y está preparada para el ciclo de distribución.
Cuando se genera una orden de distribución, la válvula de salida 38b cambia a la posición abierta y la válvula de entrada 38a cambia a la posición cerrada en función de la orden de distribución. La cámara de material 48 se aísla así de la presión aguas abajo y se conecta en relación de circulación de fluido a la presión aguas abajo. Con la válvula de salida 38b abierta, se proporciona fluido de trabajo a la cámara de fluido de trabajo 50, por ejemplo, mediante una alimentación de fluido de trabajo, tal como el accionador, para impulsar el componente de desplazamiento de fluido 42 en la dirección de avance. En algunos ejemplos, la presión en la cámara de fluido de trabajo 50 y la presión aguas abajo generada por el componente de desplazamiento de fluido 42 tienen una relación de presión de 1:1. De ese modo, la presión aguas abajo se puede controlar estableciendo la presión de fluido de trabajo a la presión aguas abajo deseada.
Durante el ciclo de distribución, la membrana 74 tira del árbol 72’ en la dirección de avance a medida que el fluido de trabajo impulsa el componente de desplazamiento de fluido 42 en la dirección de avance. Cuando se tira del escalón 92 del árbol 72’ sobrepasando la junta tórica 102, el paso de señal 94 se abre y puede evacuar el fluido a presión a través del agujero de árbol 78. El escalón 92 se puede disponer en cualquier posición deseada en el árbol 72’ para controlar cuándo evacúa el paso de señal 94 a través del agujero de árbol 78. Por ejemplo, el escalón 92 se puede colocar en el árbol 72’ de manera que el paso de señal 94 evacúe cuando la cámara de material 48 esté vacía. En otros ejemplos, el escalón 92 se puede colocar para evacuar el paso de señal 94 después de que se haya desplazado cualquier volumen y/o porcentaje deseado de material de la cámara de material 48.
La evacuación del paso de señal 94 hace que la presión que hay dentro del paso de señal 94 caiga a la presión ambiente. La caída de presión hace que la válvula piloto 86 cambie a la posición cerrada por lo que el fluido a presión proporcionado a través del orificio de presión 98 no puede fluir al paso de señal 94. El sensor de estado 40’ detecta la caída de presión dentro del paso de señal 94 y genera una señal de llenado en respuesta a la caída de presión. La señal de llenado indica que la bomba de regulación 16’ ha completado el ciclo de distribución y está lista para continuar a través de otro ciclo de llenado.
La bomba de regulación 16’ proporciona ventajas significativas. La bomba de regulación 16’ genera la señal de llenado y la señal de bomba llena de manera neumática-mecánica. De ese modo, la bomba de regulación 16 es adecuada para su uso lugares peligrosos Clase I, División I. La bomba de regulación 16’ es una unidad autónoma que genera la presión de fluido aguas abajo. La bomba de regulación 16’ también aísla completamente la presión de fluido aguas abajo de la presión de fluido aguas arriba de manera que la presión de fluido aguas abajo permanece independiente de y no se ve afectada por la presión de fluido aguas arriba. De ese modo, la bomba de regulación 16’ puede proporcionar materiales aguas abajo con caudales y presiones muy por debajo de los caudales y presiones mínimos requeridos en la alimentación de material. La bomba de regulación 16’ permite así la aplicación de más materiales y variados con caudales y presiones bajos. La válvula de entrada 38a y la válvula de salida 38b pueden ser piezas idénticas, ahorrando en costes y en gastos de mantenimiento al reducir la cantidad de piezas.
La figura 7A es un organigrama que representa un ciclo de llenado 104. La figura 7B es un organigrama que representa un ciclo de distribución 106. Las figuras 7A y 7B se explicarán juntas. En un paso 108, se genera una señal de llenado.
La señal de llenado se puede generar en función de un volumen de material desplazado de una bomba de regulación, tal como la bomba de regulación 16 (figuras 1-4). En algunos ejemplos, un sensor, tal como el sensor de estado 40 (se ve mejor en las figuras 1 -4), puede detectar cuándo la bomba de regulación está lista para comenzar un ciclo de llenado. Por ejemplo, el sensor de estado puede detectar cuándo el volumen de material en la bomba de regulación alcanza un volumen mínimo y puede generar la señal de llenado en respuesta a que el volumen de material alcance el volumen mínimo. Se puede utilizar cualquier sensor adecuado para detectar cuándo la bomba de regulación requiere llenado, tal como transductores lineales, de presión, de temperatura y/o de caudal. En algunos ejemplos, se puede enviar la señal de llenado a un controlador, tal como el controlador 12 (se muestra en las figuras 1 y 3), y el controlador puede generar una orden de llenado en función de la señal de llenado. En otros ejemplos, la señal de llenado se puede enviar a un accionador, tal como el accionador 20 (se muestra en las figuras 2 y 4), para hacer que el accionador inicie el ciclo de llenado. En tal caso, la señal de llenado es la orden de llenado.
En el paso 110, un material aguas abajo se aísla en relación de circulación de fluido de la bomba de regulación. Para aislar el material aguas abajo, una válvula de salida, tal como la válvula de salida 38b (figuras 1-6A), se cambia a una posición cerrada. En algunos ejemplos, el controlador puede hacer que la válvula de salida cambie a la posición cerrada. Por ejemplo, el controlador puede generar la orden de llenado en función de la señal de llenado y puede enviar la orden de llenado a un accionador. El accionador puede mover la válvula de salida a la posición cerrada evacuando o proporcionando fluido motor, por ejemplo, a la válvula de salida. En otros ejemplos, cuando la señal de llenado se proporciona directamente al accionador, la señal de llenado puede funcionar como la orden de llenado y puede hacer que el accionador cambie la válvula de salida a la posición cerrada. Por ejemplo, la señal de llenado puede hacer que una válvula de tres vías se conecte a la válvula de salida y a una válvula de entrada, tal como la válvula de entrada 38a (figuras 1-6A), para hacer que la válvula de tres vías cambie de posición, haciendo así que la válvula de salida se cierre.
En el paso 112, un material aguas arriba se conecta en relación de circulación de fluido a la bomba de regulación. La válvula de entrada se cambia a una posición abierta en respuesta a la orden de llenado. Se entiende, sin embargo, que la válvula de entrada se abre solo cuando se cierra la válvula de salida. De ese modo, el material aguas abajo permanece aislado del material aguas arriba de manera que la presión aguas arriba no tiene ningún efecto sobre la presión aguas abajo. En algunos ejemplos, el controlador puede generar la orden de llenado en función de la señal de llenado y puede enviar la orden de llenado a un accionador. El accionador puede cambiar la válvula de entrada a la posición abierta. Por ejemplo, el accionador puede proporcionar fluido motor, tal como aire comprimido o fluido hidráulico, a o evacuar fluido motor de la válvula de entrada. En otros ejemplos, cuando la señal de llenado se envía directamente al accionador, la señal de llenado puede funcionar como la orden de llenado, de modo que el accionador cambie la válvula de entrada a la posición abierta en función de la señal de llenado. Por ejemplo, la señal de llenado puede hacer que una válvula de tres vías conectada a la válvula de salida y a una válvula de entrada cambie de posición, haciendo así que la válvula de entrada cambie de la posición cerrada a la posición abierta.
En el paso 114, se genera una señal de bomba llena. El sensor de estado puede detectar cuándo el volumen de material en la cámara de fluido alcanza una capacidad de material y puede generar la señal de bomba llena en respuesta a que el material en cámara de fluido alcance la capacidad de material. La señal de bomba llena se puede enviar al controlador, y la señal de bomba llena indica que la bomba de regulación ha completado el ciclo de llenado y está preparada para un ciclo de distribución.
En el paso 116 de la figura 7B, se genera una orden de distribución. La orden de distribución hace que la bomba de regulación entre en el ciclo de distribución, en el que la bomba de regulación 16 se conecta en relación de circulación de fluido al material aguas abajo y se desconecta en relación de circulación de fluido del material aguas arriba.
En algunos ejemplos, tales como en sistemas de regulación de flujo con múltiples bombas de regulación, tales como el sistema de regulación de flujo 10” (figura 3) y el sistema de regulación de flujo de 10”’ (figura4), la orden de distribución se puede generar en función de una primera señal de llenado procedente de una primera bomba de regulación. El controlador puede generar una primera orden de distribución en función de la primera señal de llenado, y la primera orden de distribución puede hacer que una segunda bomba de regulación, que ya ha completado un ciclo de llenado, entre en el ciclo de distribución. De ese modo, una de las bombas de regulación se conecta en relación de circulación de fluido aguas abajo y proporciona material aguas abajo, mientras que la otra de las bombas de regulación se conecta en relación de circulación de fluido aguas arriba y se llena de material para el siguiente ciclo de distribución. El sistema de regulación de flujo está configurado de modo que al menos una de las bombas de regulación se conecta en relación de circulación de fluido aguas abajo para asegurar una alimentación aguas abajo continua de material.
En otros ejemplos, el controlador puede generar la orden de distribución en función de la señal de bomba llena. Por ejemplo, la bomba de regulación puede entrar en el ciclo de llenado cuando se libere el material, tal como cuando hay aplicadores aguas abajo entre ciclos de aplicación, y puede comenzar el ciclo de distribución inmediatamente después de que se complete el ciclo de llenado en función de la orden de bomba llena, de manera que la bomba de regulación se conecte en relación de circulación de fluido a los aplicadores antes del siguiente ciclo de aplicación. En ejemplos adicionales, la señal de bomba llena puede funcionar como la orden de distribución, tal como cuando se envía la señal de bomba llena directamente al accionador para hacer que el accionador accione la válvula de entrada y la válvula de salida.
En el paso 118, el material aguas arriba se aísla en relación de circulación de fluido de la bomba de regulación. Por ejemplo, la válvula de entrada puede cambiar a la posición cerrada en función de la orden de distribución. En algunos ejemplos, el controlador puede enviar la orden de distribución al accionador para hacer que el accionador proporcione fluido motor a o evacúe fluido motor de la válvula de entrada para hacer que la válvula de entrada cambie a la posición cerrada. En otros ejemplos, tales como cuando la señal de bomba llena se envía directamente al accionador, la señal de bomba llena puede funcionar como la orden de distribución, de manera que el accionador cambie la válvula de entrada a la posición cerrada en función de la señal de bomba llena. Por ejemplo, la señal de llenado puede hacer que una válvula de tres vías se conecte a la válvula de salida y a una válvula de entrada para cambiar de posición, haciendo así que la válvula de entrada cambie de la posición abierta a la posición cerrada.
En el paso 120, el material aguas abajo se conecta en relación de circulación de fluido a la bomba de regulación. Por ejemplo, la válvula de salida puede cambiar a la posición abierta en respuesta a la orden de distribución. En algunos ejemplos, el controlador puede enviar la orden de distribución al accionador para hacer que el accionador proporcione fluido motor a o evacúe fluido motor de la válvula de salida para hacer que la válvula de salida cambie a la posición abierta. En otros ejemplos, tal como cuando la señal de bomba llena se envía directamente al accionador, la señal de bomba llena puede funcionar como la orden de distribución, de modo que el accionador cambie la válvula de salida a la posición abierta en función de la señal de bomba llena. Por ejemplo, la señal de llenado puede hacer que una válvula de tres vías se conecte a la válvula de salida y a una válvula de entrada para cambiar de posición, haciendo así que la válvula de salida cambie de la posición cerrada a la posición abierta. El material aguas abajo se conecta en relación de circulación de fluido a la bomba de regulación solo cuando el material aguas arriba se aísla en relación de circulación de fluido de la bomba de regulación, de modo que la presión aguas arriba no tenga efecto sobre la presión aguas abajo.
En el paso 122, la bomba de regulación impulsa el material aguas abajo a una presión deseada aguas abajo. Por ejemplo, un componente de desplazamiento de fluido, tal como el componente de desplazamiento de fluido 42 (se ve mejor en las figuras 5B y 6C), se puede impulsar mediante un golpe de presión para impulsar el material aguas abajo desde la bomba de regulación. En algunos ejemplos, el controlador y/o el accionador pueden impulsar eléctricamente el componente de desplazamiento de fluido, por ejemplo, accionando un solenoide fijado a y que impulsa el componente de desplazamiento de fluido. En otros ejemplos, el accionador puede proporcionar un fluido de trabajo, tal como aire comprimido o fluido hidráulico no compresible, a la bomba de regulación para impulsar el componente de desplazamiento de fluido. La bomba de regulación se controla para producir una presión y/o un caudal deseados aguas abajo. En algunos ejemplos, la bomba de regulación está configurada para proporcionar una relación de presión de 1:1 entre el fluido de trabajo y la presión aguas abajo. De ese modo, la presión aguas abajo se puede controlar controlando la presión de fluido de trabajo que impulsa el componente de desplazamiento de fluido. La bomba de regulación continúa distribuyendo el material hasta que la bomba de regulación requiera llenado, momento en el que la bomba de regulación está lista para otro ciclo de llenado y el proceso vuelve al paso 108.
La válvula de salida de la bomba de regulación está configurada para estar en la posición cerrada siempre que la válvula de entrada esté en la posición abierta. De ese modo, la presión aguas arriba no tiene ningún efecto sobre la presión aguas abajo. Al aislar la presión aguas abajo de la presión aguas arriba, la presión aguas abajo se puede controlar de manera específica para proporcionar cualquier presión y/o caudal que se desee. La bomba de regulación genera la presión aguas abajo al expulsar el material de la cámara de fluido, de manera que la presión aguas arriba no tiene ningún efecto sobre la presión aguas abajo. De ese modo, el material se puede proporcionar a la bomba de regulación con caudales y presiones altos sin que se vea afectada la presión aguas abajo.
La figura 8A es un organigrama que representa un método 124 de distribución de material en un sistema de bomba de regulación múltiple. En el paso 126, se genera una primera señal de llenado. La primera señal de llenado se puede generar en función de un volumen de material desplazado de una primera bomba de regulación, tal como la bomba de regulación 16a (figuras 2 y 4). En algunos ejemplos, un sensor, tal como el sensor de estado 40a (figuras 2 y 4), puede detectar cuándo está lista la primera bomba de regulación para comenzar un ciclo de llenado. Por ejemplo, el sensor de estado puede detectar cuándo el volumen de material en la primera bomba de regulación alcanza un volumen mínimo, y puede generar la primera señal de llenado en respuesta a que el volumen de material alcance el volumen mínimo. Se puede utilizar cualquier sensor adecuado para detectar cuándo la primera bomba de regulación requiere llenado, tal como transductores lineales, de presión, de temperatura y/o de caudal. En algunos ejemplos, la primera señal de llenado puede enviarse a un controlador, tal como el controlador 12 (se muestra en las figuras 1 y 3), y el controlador puede generar una primera orden de llenado en función de la primera señal de llenado. En otros ejemplos, la primera señal de llenado se puede enviar a un accionador, tal como el accionador 20 (se muestra en las figuras 2 y 4), para hacer que el accionador inicie el ciclo de llenado. En función de la primera señal de llenado generada en el paso 126, el método 124 avanza a los pasos 128 y 130.
En el paso 128, una segunda bomba de regulación, tal como la bomba de regulación 16b (figuras 2 y 4) avanza a través de un ciclo de distribución en función de la primera señal de llenado. En el paso 130, una primera bomba de regulación avanza a través de un ciclo de llenado en función de la primera señal de llenado. La segunda bomba de regulación entra en el ciclo de distribución antes de que la primera bomba de regulación entre en el ciclo de llenado, evitando así cualquier pérdida de presión y/o de caudal en los aplicadores aguas abajo.
En el paso 128, el aplicador de material aguas abajo se conecta en relación de circulación de fluido a la segunda bomba de regulación y la alimentación de material aguas arriba se aísla en relación de circulación de fluido de la segunda bomba de regulación. Para conectar el material aguas abajo, una segunda válvula de salida, tal como la válvula de salida 38d (figuras 2 y 4), se cambia a una posición abierta. Para aislar el material aguas arriba, una segunda válvula de entrada, tal como la válvula de entrada 38c (figuras 2 y 4), se cambia a una posición cerrada. Se entiende que la segunda válvula de entrada puede cambiar a la posición cerrada al comienzo de un ciclo de distribución o puede cambiar a la posición cerrada al final de un ciclo de llenado anterior. La segunda válvula de salida se abre solo cuando la segunda válvula de entrada esté cerrada, asegurando que la presión de fluido aguas arriba no tenga ningún efecto sobre la presión de fluido aguas abajo. En algunos ejemplos, el controlador puede enviar una primera orden de distribución al accionador para hacer que el accionador cambie la segunda válvula de entrada a la posición cerrada y cambie la segunda válvula de salida a la posición abierta. En otros ejemplos, la primera señal de llenado puede funcionar como la primera orden de distribución, de manera que el accionador cambie la segunda válvula de entrada a la posición cerrada y cambie la segunda válvula de salida a la posición abierta en respuesta a la primera señal de llenado.
Con la segunda válvula de salida en la posición abierta y la segunda válvula de entrada en la posición cerrada, la segunda bomba de regulación impulsa el material dentro de la segunda bomba de regulación aguas abajo a través de la segunda válvula de salida. Por ejemplo, un componente de desplazamiento de fluido, tal como el componente de desplazamiento de fluido 42 (se ve mejor en las figuras 5B y 6C), se puede impulsar mediante un golpe de presión para impulsar el material aguas abajo desde la segunda bomba de regulación. En algunos ejemplos, el controlador y/o el accionador pueden impulsar eléctricamente el componente de desplazamiento de fluido, por ejemplo, accionando un solenoide fijado a y que impulsa el componente de desplazamiento de fluido. En otros ejemplos, el accionador puede proporcionar un fluido de trabajo, tal como aire comprimido o fluido hidráulico no compresible, a la segunda bomba de regulación para impulsar el componente de desplazamiento de fluido. La segunda bomba de regulación se controla para producir una presión y/o un caudal deseados aguas abajo. En algunos ejemplos, la segunda bomba de regulación está configurada para proporcionar una relación de presión de 1:1 entre el fluido de trabajo y la presión aguas abajo. De ese modo, la presión aguas abajo se puede controlar controlando la presión de fluido de trabajo que impulsa el componente de desplazamiento de fluido. La segunda bomba de regulación sigue distribuyendo el material hasta que la segunda bomba de regulación requiera llenado.
En el paso 130, el aplicador de material aguas abajo se aísla en relación de circulación de fluido de la primera bomba de regulación y una alimentación de material aguas arriba se conecta en relación de circulación de fluido a la primera bomba de regulación. Para aislar el material aguas abajo, una primera válvula de salida, tal como la válvula de salida 36b (figuras 1-6A) se cambia a una posición cerrada. La primera válvula de salida puede cambiar a la posición cerrada después o al mismo tiempo que la segunda válvula de salida cambia a la posición abierta. De ese modo, la presión y el caudal aguas abajo se mantienen debido a que al menos una de la primera válvula de salida y la segunda válvula de salida está en la posición abierta. Para conectar el material aguas arriba, una primera válvula de entrada, tal como la válvula de entrada 38a (figuras 1-6A) puede cambiar a una posición abierta. La primera válvula de entrada se abre solo cuando la primera válvula de salida se cierra, asegurando que la presión de fluido aguas arriba no tenga ningún efecto sobre la presión de fluido aguas abajo. En algunos ejemplos, el controlador puede enviar una primera orden de llenado al accionador para hacer que el accionador cambie la primera válvula de salida a la posición cerrada y cambie la primera válvula de entrada a la posición abierta. En otros ejemplos, la primera señal de llenado puede funcionar como la primera orden de llenado para que el accionador cambie la primera válvula de salida a la posición cerrada y cambie la primera válvula de entrada a la posición abierta en respuesta a la primera señal de llenado.
Con la primera válvula de entrada abierta, la presión aguas arriba impulsa el material en la primera bomba de regulación para llenar una cámara de fluido de la primera bomba de regulación. La apertura de la válvula de entrada y el cierre de la válvula de salida aíslan completamente el material aguas arriba del material aguas abajo, de modo que la presión aguas arriba no tenga ningún efecto sobre la presión aguas abajo. En algunos ejemplos, la primera la válvula de entrada cambia a la posición cerrada al final del ciclo de llenado de primera bomba de regulación. Por ejemplo, la primera bomba de regulación puede generar una primera señal de bomba llena cuando está llena, y el accionador puede hacer que la primera válvula de entrada cambie a la posición cerrada en función de la primera señal de bomba llena. De ese modo, la primera bomba de regulación se puede aislar del material aguas arriba al final del ciclo de llenado de primera bomba de regulación. La primera bomba de regulación está así lista para un ciclo de distribución de primera bomba de regulación.
En el paso 132, se genera una segunda señal de llenado. La segunda señal de llenado se puede generar en función de un volumen de material desplazado de una segunda bomba de regulación. En algunos ejemplos, un sensor, tal como el sensor de estado 40b (figuras 2 y 4), puede detectar cuándo la segunda bomba de regulación está lista para comenzar un ciclo de llenado. Por ejemplo, el sensor de estado puede detectar cuándo el volumen de material en la segunda bomba de regulación alcanza un volumen mínimo, y puede generar la primera señal de llenado en respuesta a que el volumen de material alcance el volumen mínimo. La segunda señal de llenado se puede proporcionar al controlador y/o al accionador. En función de la segunda señal de llenado generada en el paso 132, el método 124 avanza a los pasos 134 y 136.
En el paso 134, la primera bomba de regulación avanza a través de un ciclo de distribución en función de la segunda señal de llenado. En el paso 136, la segunda bomba de regulación avanza a través de un ciclo de llenado en función de la segunda señal de llenado. La primera bomba de regulación entra en el ciclo de distribución antes de que la segunda bomba de regulación entre en el ciclo de llenado, evitando así cualquier pérdida de presión y/o caudal en aplicadores aguas abajo.
En el paso 134, la primera bomba de regulación avanza a través de un ciclo de distribución en función de la segunda señal de llenado. El accionador hace que la primera válvula de entrada cambie a la posición cerrada, aislando en relación de circulación de fluido el material aguas arriba de la primera bomba de regulación. En algunos ejemplos, la primera válvula de entrada se cierra al final del ciclo de llenado de primera bomba de regulación, por ejemplo, en respuesta a la primera señal de bomba llena. El accionador hace que la primera válvula de salida cambie a la posición abierta, conectando en relación de circulación de fluido el material aguas abajo y la primera bomba de regulación. Con la primera válvula de salida en la posición abierta y la primera válvula de entrada en la posición cerrada, la primera bomba de regulación impulsa el material dentro de la primera bomba de regulación aguas abajo a través de la primera válvula de salida. En algunos ejemplos, el controlador y/o el accionador pueden impulsar eléctricamente el componente de desplazamiento de fluido, por ejemplo, accionando un solenoide fijado a y que impulsa el componente de desplazamiento de fluido. En otros ejemplos, el accionador puede proporcionar un fluido de trabajo, tal como aire comprimido o fluido hidráulico no compresible, a la primera bomba de regulación para impulsar el componente de desplazamiento de fluido. La primera bomba de regulación continúa distribuyendo el material hasta que la primera bomba de regulación requiera llenado. Cuando la primera la bomba de regulación requiere llenado, el método 124 vuelve al paso 126 y se genera la primera señal de llenado.
En el paso 136, la segunda bomba de regulación avanza a través de un ciclo de llenado en función de la segunda señal de llenado. El accionador hace que la segunda válvula de salida cambie a la posición cerrada, aislando en relación de circulación de fluido el material aguas abajo de la segunda bomba de regulación. La segunda válvula de salida puede cambiar a la posición cerrada después o al mismo tiempo que la primera válvula de salida cambia a la posición abierta, asegurando que la presión y el caudal aguas abajo se mantengan debido a que al menos una de la primera válvula de salida y la segunda válvula de salida está en la posición abierta. El accionador hace además que la segunda válvula de entrada cambie a la posición abierta, conectando en relación de circulación de fluido el material aguas arriba y la segunda bomba de regulación. El material fluye en la segunda bomba de regulación a través de la segunda válvula de entrada para llenar la segunda bomba de regulación con el material. En algunos ejemplos, la segunda válvula de entrada cambia a la posición cerrada al final del ciclo de llenado de segunda bomba de regulación. Por ejemplo, la segunda bomba de regulación puede generar una segunda señal de bomba llena cuando está llena, y el accionador puede hacer que la segunda válvula de entrada cambie a la posición cerrada en función de la segunda señal de bomba llena. Como tal, la segunda bomba de regulación se puede aislar del material aguas arriba al final del ciclo de llenado de segunda bomba de regulación. Por lo tanto, la segunda bomba de regulación está lista para un ciclo de distribución de segunda bomba de regulación.
Una de la primera bomba de regulación y la segunda bomba de regulación distribuye material aguas abajo con un caudal y una presión deseados a medida que la otra de la primera bomba de regulación y la segunda bomba de regulación se llena con el material. De ese modo, se suministra una alimentación constante de material aguas abajo con el caudal y la presión deseados. Además, cada válvula de salida está configurada para estar en la posición cerrada siempre que la válvula de entrada asociada esté en la posición abierta. De ese modo, la presión aguas arriba no tiene ningún efecto sobre la presión aguas abajo. Al aislar la presión aguas abajo de la presión aguas arriba, la presión aguas abajo se puede controlar de manera específica para proporcionar cualquier presión y/o caudal que se desee. Las bombas de regulación generan la presión aguas abajo impulsando el material aguas abajo con un componente de desplazamiento de fluido. De ese modo, el material se puede proporcionar a la bomba de regulación con caudales y presiones altos dejando al mismo tiempo la presión aguas abajo sin verse afectada.

Claims (14)

REIVINDICACIONES
1. Bomba de regulación (16) que comprende:
una primera cámara de fluido (48);
una primera válvula de entrada (38a) configurada para controlar un flujo de fluido en la primera cámara de fluido;
una primera válvula de salida (38b) configurada para controlar el flujo de fluido fuera de la primera cámara de fluido; y
un componente de desplazamiento de fluido (42) que delimita al menos parcialmente la primera cámara de fluido por un primer lado del componente de desplazamiento de fluido y que delimita al menos parcialmente una cámara de fluido de trabajo (50) por un segundo lado del componente de desplazamiento de fluido, comprendiendo el componente de desplazamiento de fluido:
una membrana (74) que delimita al menos parcialmente la primera cámara de fluido; y
estando el componente de desplazamiento de fluido configurado para impulsar un material aguas abajo a través de la primera válvula de salida a una presión aguas abajo;
un sensor de estado (40) conectado a la bomba de regulación, estando el sensor de estado configurado para generar una primera señal de llenado en función del volumen de material dentro de la primera cámara de fluido que se encuentra en un volumen de llenado, y para generar una primera señal de bomba llena en función del volumen de material dentro de la primera cámara de fluido que se encuentra en un volumen completo,
en donde la primera válvula de salida está configurada para estar en una posición abierta sólo cuando la primera válvula de entrada esté en una posición cerrada, de manera que la presión aguas abajo esté aislada de la presión aguas arriba y sea independiente de la misma,
en donde el primer componente de desplazamiento de fluido está configurado para ser impulsado en una carrera de avance por un fluido de trabajo dispuesto dentro de la cámara de fluido de trabajo,
caracterizada por que el componente de desplazamiento de fluido comprende, además:
un árbol (72) conectado a y que se extiende hacia la parte posterior de la membrana en un agujero de árbol (78) dentro de un cuerpo (44) de la bomba de regulación; en donde
el sensor de estado está configurado para generar la primera señal de llenado y la primera señal de bomba llena en función, al menos en parte, de una posición del árbol y
en donde el primer componente de desplazamiento de fluido está configurado para ser impulsado en una carrera de retroceso por una presión de fluido del fluido dispuesto aguas arriba de la primera válvula de entrada;
y en donde
la primera cámara de fluido está aislada en relación de circulación de fluido de la cámara de fluido de trabajo cuando la primera válvula de salida está en la posición abierta y la primera válvula de entrada está en la posición cerrada, y la primera cámara de fluido está aislada en relación de circulación de fluido de la cámara de fluido de trabajo cuando la primera válvula de entrada está en una posición abierta y la primera válvula de salida está en una posición cerrada;
y
el componente de desplazamiento de fluido está configurado para impulsar el material aguas abajo a través de la primera válvula de salida hacia un aplicador dispuesto aguas abajo del componente de desplazamiento de fluido.
2. Bomba de regulación según la reivindicación 1, en la que:
el cuerpo (44) está conectado a una placa de cubierta (46) y el componente de desplazamiento de fluido está retenido entre el cuerpo y la placa de cubierta;
la cámara de fluido de trabajo (50) está definida por el cuerpo y el componente de desplazamiento de fluido, y
la primera cámara de fluido está definida por la placa de cubierta y el componente de desplazamiento de fluido.
3. Bomba de regulación según la reivindicación 2, que comprende, además:
una válvula piloto (86) dispuesta en el cuerpo, y un pasador (100) de la válvula piloto que se extiende en la cámara de fluido de trabajo;
una placa de membrana (90) dispuesta en la membrana, estando la placa de membrana configurada para entrar en contacto con el pasador e impulsar la válvula piloto hacia una posición abierta cuando la primera cámara de fluido esté en su volumen completo;
en donde el sensor de estado está configurado para generar la primera señal de bomba llena en función, al menos en parte, de la posición abierta de la válvula piloto, así como de la posición del árbol.
4. Bomba de regulación según la reivindicación 3, en la que el sensor de estado comprende un transductor de presión configurado para detectar un cambio de presión en un paso de señal (94) dentro del cuerpo, extendiéndose el paso de señal (94) entre el agujero de árbol y un orificio de sensor de estado y en comunicación fluida con la válvula piloto.
5. Sistema de regulación de flujo (10) que comprende:
una primera bomba de regulación (16) según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4;
una alimentación de material (14) dispuesta aguas arriba de la primera bomba de regulación y conectada en relación de circulación de fluido a la primera válvula de entrada, estando la alimentación de material configurada para proporcionar el material a la primera válvula de entrada a la presión aguas arriba; y un aplicador (18) dispuesto aguas abajo de la primera bomba de regulación y conectado de manera fluida a la primera válvula de salida;
en donde la primera bomba de regulación está configurada para aislar en relación de circulación de fluido la alimentación de material del aplicador.
6. Sistema de regulación de flujo según la reivindicación 5, que comprende, además:
un primer accionador (20) conectado a la primera válvula de entrada y a la primera válvula de salida; y en el que el primer accionador está configurado para proporcionar un fluido motor a la primera válvula de entrada en función de la primera señal de llenado, para así hacer que la primera válvula de entrada cambie a la posición abierta, y para evacuar el fluido motor de la primera válvula de salida en función de la primera señal de llenado, para así hacer que la primera válvula de salida cambie a la posición cerrada.
7. Sistema de regulación de flujo según la reivindicación 5 o según la reivindicación 6, que comprende, además:
un controlador (12) configurado para controlar el flujo del material, comprendiendo el controlador:
un procesador (34); y
una memoria (32) codificada con instrucciones que, al ser ejecutadas por el procesador, hacen que el procesador genere una primera orden de llenado en función de la primera señal de llenado, estando la primera orden de llenado configurada para hacer que la primera bomba de regulación avance a través de un primer ciclo de llenado;
en el que la primera válvula de entrada está configurada para abrirse en respuesta a la primera orden de llenado, de manera que el material pueda fluir en la primera cámara de fluido a través de la primera válvula de entrada, y la primera válvula de salida está configurada para cerrarse en respuesta a la primera orden de llenado, de manera que el material no pueda salir de la primera cámara de fluido a través de la primera válvula de salida.
8. Sistema de regulación de flujo según la reivindicación 7, en el que:
la memoria está codificada con instrucciones que, al ser ejecutadas por el procesador, hacen que el procesador genere una primera orden de distribución en función de la primera señal de bomba llena; la primera válvula de entrada está configurada para cerrarse en respuesta a la primera orden de distribución, de manera que la primera cámara de fluido se aísle en relación de circulación de fluido de la alimentación de material, y
la primera válvula de salida está configurada para abrirse en respuesta a la primera orden de distribución, de manera que la primera cámara de fluido se conecte en relación de circulación de fluido al aplicador.
9. Sistema de regulación de flujo según la reivindicación 8, en el que un segundo accionador está configurado para proporcionar una alimentación de fluido de trabajo a la primera bomba de regulación en función de la primera orden de distribución, estando el fluido de trabajo configurado para impulsar el componente de desplazamiento de fluido a través de la primera cámara de fluido y para generar la presión aguas abajo.
10. Sistema de regulación de flujo según cualquiera de las reivindicaciones 5 a 9, en el que el sensor de estado se selecciona del grupo formado por un transductor lineal y un transductor de presión.
11. Sistema de regulación de flujo según la reivindicación 8, que comprende, además:
una segunda bomba de regulación (16b) conectada en relación de circulación de fluido a la alimentación de material y al aplicador, comprendiendo la segunda bomba de regulación:
una segunda cámara de fluido;
una segunda válvula de entrada (38c) configurada para controlar el flujo de fluido en la segunda cámara de fluido;
una segunda válvula de salida (38d) configurada para controlar el flujo de fluido fuera de la segunda cámara de fluido;
un segundo componente de desplazamiento de fluido (42) que delimita al menos parcialmente la segunda cámara de fluido, estando el segundo componente de desplazamiento de fluido configurado para impulsar el material aguas abajo a través de la segunda válvula de salida a la presión aguas abajo; y
un segundo sensor de estado (40b) configurado para detectar un volumen de material dentro de la segunda cámara de fluido y para generar una segunda señal de llenado en función de que el volumen de material esté en un volumen de llenado y para generar una segunda señal de bomba llena en función de que el volumen de material esté en un volumen completo;
en el que el controlador está configurado para generar una segunda orden de distribución en función de la primera señal de llenado; y
en el que la segunda válvula de entrada está configurada para cerrarse en respuesta a la segunda orden de distribución de manera que la segunda cámara de fluido se aísle en relación de circulación de fluido de la alimentación de material, y la segunda válvula de salida está configurada para abrirse en respuesta a la segunda orden de distribución de manera que la segunda cámara de fluido se conecte en relación de circulación de fluido al aplicador.
12. Sistema de regulación de flujo según la reivindicación 11, en el que:
el procesador está configurado para generar una segunda orden de llenado en función de la segunda señal de llenado y para generar una primera orden de distribución en función de la segunda señal de llenado; y la primera válvula de entrada está configurada para cerrarse en respuesta a la primera orden de distribución y la primera válvula de salida está configurada para abrirse en respuesta a la primera orden de distribución, la segunda válvula de entrada está configurada para abrirse en respuesta a la segunda orden de llenado y la segunda válvula de salida está configurada para cerrarse en respuesta a la segunda orden de llenado.
13. Sistema de regulación de flujo según la reivindicación 11, que comprende, además:
un segundo accionador configurado para proporcionar una segunda alimentación de fluido de trabajo a la segunda bomba de regulación en función de la segunda orden de distribución y una primera alimentación de fluido de trabajo a la primera bomba de regulación en función de la primera orden de distribución;
en el que la segunda alimentación de fluido de trabajo está configurada para impulsar el segundo componente de desplazamiento de fluido para producir la presión aguas abajo, y la primera alimentación de fluido de trabajo está configurada para impulsar el primer componente de desplazamiento de fluido para producir la presión aguas abajo.
14. Método de control de flujo, comprendiendo el método:
generar una primera señal de llenado en función de que un volumen de material real en una primera cámara de fluido de una primera bomba de regulación (16) se encuentre en un volumen de llenado;
efectuar un primer ciclo de llenado de bomba en función de una primera orden de llenado para llenar la primera bomba de regulación con material, en el que el primer ciclo de llenado de bomba comprende:
aislar en relación de circulación de fluido la primera cámara de fluido de un flujo de material aguas abajo;
conectar en relación de circulación de fluido la primera cámara de fluido a un flujo de material aguas arriba que tiene una primera presión de fluido
caracterizado por
impulsar un componente de desplazamiento de fluido (42) de la primera bomba de regulación en una dirección de retroceso con la primera presión de fluido del flujo de material aguas arriba para aumentar un volumen de la primera cámara de fluido: y
generar una primera señal de bomba llena en función de que el volumen de material dentro de la primera cámara de fluido se encuentre en un volumen completo; y
efectuar un primer ciclo de distribución de bomba en función de una primera orden de distribución, en el que el primer ciclo de distribución de bomba comprende:
aislar en relación de circulación de fluido la primera cámara de fluido del flujo de material aguas arriba;
conectar en relación de circulación de fluido la primera cámara de fluido al flujo de material aguas abajo; y
proporcionar un fluido de trabajo a una cámara de fluido de trabajo de la primera bomba de regulación (16), impulsando el fluido de trabajo el componente de desplazamiento de fluido (42) en una dirección de avance para generar una presión aguas abajo e impulsar el material aguas abajo fuera de la primera cámara de fluido hacia un aplicador dispuesto aguas abajo del componente de desplazamiento de fluido durante el primer ciclo de distribución de bomba;
en el que la cámara de fluido de trabajo está aislada en relación de circulación de fluido de la primera cámara de fluido durante cada uno del primer ciclo de llenado de bomba y el primer ciclo de distribución de bomba; en el que el componente de desplazamiento de fluido comprende:
una membrana (74) que delimita al menos parcialmente la primera cámara de fluido; y un árbol (72) conectado a y que se extiende hacia la parte posterior de la membrana en un agujero de árbol (78) dentro de un cuerpo (44) de la primera bomba de regulación;
en el que el paso que consiste en generar la primera señal de llenado comprende generar la primera señal de llenado con un sensor de estado (40) en función, al menos en parte, de en una posición del árbol (72), y en el que el paso que consiste en generar la primera señal de llenado de bomba comprende generar la primera señal de bomba llena con el sensor de estado (40) en función, al menos en parte, de una posición del árbol (72).
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