[发明专利]确定设备中电机驱动的离心泵机组的特征值、特别是参数的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于确定包含在设备中并具有转速调节器的电机驱动的离心泵机组的特征值、特别是参数的方法。

背景技术

目前在现有技术当中，几乎在所有的技术领域都涉及到离心泵的应用。离心泵通常以离心泵机组的形式使用，其由实际的泵和与泵机械连接的电驱动电机组成。

为了使离心泵机组一方面能够在能耗方面有利地运转，另一方面也能够尽可能最优地适合于使用的目的，目前在现有技术中，还有较小的离心泵机组结构，其配备有转速调节器，通常为电子变频器。这种具有转速调节器的离心泵机组安装在设备中，例如供暖设备、粪便提升设备、污水处理设备、用于从钻孔中输送地下水的设备，在此仅举出几个典型的应用。

特别是在设备当中(但并不限于此)，重要的是一方面监测设备部件的功能，另一方面监测过程参量。因此，在离心泵机组中公知的是：在泵壳体内设置压力传感器，通常为压差传感器，用以测量泵在吸入侧和压力侧之间产生的压力，也就是扬程。此外，还要测量由转速调节器提供给电机的电气参数，例如电机的功率消耗(Leistungsaufnahme)和频率。

但是，对上述数据的采集通常不足以确定泵的液压工作点(Betriebspunkt)，因为它们不能给出关于输送量的描述。设置用于采集泵内部的流量的流量计的成本很高，并且经常容易受到干扰。而可以用来采集流速并由此还可以采集输送量的流传感器更加昂贵，并因此在实践中尤其是在污水处理技术中无法使用。

在现有技术中，专利文献GB 2221073 A提出，间接计算泵的输送量，其中，典型地通过对竖井(Schacht)内的压力测量来确定其液位(Füllstand)，特别是确定液位的时间变化。为此，首先在关闭泵时确定单位时间内平均产生的流入量，然后在接通泵时确定单位时间内液位降低了多少，以然后在在泵运行的时间内发生的流入与泵不运行的时间内发生的流入相同的前提下，推算出输送量。这种方法成本很高，因为当泵不运行时，不仅需要附加的时间测量，还必须测量液位的变化。此外，所确定的泵输送量的准确性还取决于流入的连续性。

发明内容

在此背景下，本发明的目的在于提出一种方法，利用该方法能够避免上述缺点，并且还能够以简单的技术手段来测量泵在运行中的液压参数。

本发明的目的通过具有如权利要求1所述特征的方法得以实现。本发明优选的实施方式由从属权利要求以及下面的描述和附图给出。无论是从属权利要求的特征，还是以下描述中的特征，不仅可以适宜地单独应用，还可以组合使用。

根据本发明的这种方法用于确定包含在设备中并具有转速调节器的电机驱动的离心泵机组的特征值，特别是参数。这些特征值一方面根据电机和/或转速调节器的电气参数，另一方面根据泵产生的压力来确定。为此，顺序地到达泵的至少两个不同的工作点，在设备侧确定在所达到的工作点的输送量，并由此确定特征值。

在确定了特征值，特别是参数之后，就可以继续在仅引入电机或转速调节器的电气参数和泵产生的压力的情况下，不仅对泵的液压运行参数，而且最大程度上对功能进行采集或控制。在此，根据本发明至少到达两个工作点，以至少能够在过后的运行中进行有意义的推断的准确度来确定特征值。需要指出的是，当仅到达两个工作点时，不是一定能唯一地确定特征值。因此根据本发明，优选到达至少三个、四个或九个、十三个，甚至更多的工作点，以足够的精度测量足够多的特征值，以便在过后能够尽可能地取消在设备侧对输送量的测量。需要指出的是，随着工作点数量的增加，不仅可以提高所确定的特征值，特别是参数的精度，还可以提高要在设备侧确定的输送量的精度。

在本发明的意义下，电机驱动的离心泵机组是指电机和受其驱动的离心泵，它们典型地具有共同的轴。该机组配备有转速调节器，通常是变频器，其可以在较宽的范围内至少就频率、但典型地还就电压改变供应给电机的电能。此外，在此在必要时可以用相应的转速调节器的参数来代替要采集的电机的电气参数，即功率消耗和频率。这些参数通常可以在转速调节器侧得到，因此不需要利用特别的传感器来测量。泵产生的压力可以通过泵上的差压测量装置测量，但是也可以通过其他合适的压力测量装置来测量，也可以用在其他位置上(例如在与泵的压力出口相间隔的位置上)的合适的压力测量装置来测量。

在本发明的意义下，设备是指各种包含离心泵机组的设备，例如：污水提升设备、将离心泵机组作为潜水泵从钻孔向外输送的设备、利用离心泵机组向平衡容器中输送的设备、具有多个离心泵机组的污水处理设备等等。