MX2011010034A - Dosificador electronico que utiliza medicion y correccion continua. - Google Patents

Abstract

El controlador del dosificador de múltiples componentes (10) distribuye ambos componentes (o los tres si es un material de tres componentes) según sea necesario para mantener la correcta proporción de mezcla. La técnica de medición del desplazamiento del fluido descrita permite que tenga lugar esta dosificación con la bomba del componente "A" o principal siendo siempre capaz de suministrar fluido a la pistola de aspersión sin detenerse. El componente "B", a una mayor presión, se agrega según sea necesario para controlar la proporción. El control puede determinar si las bombas se cargaron apropiadamente con fluido, y si el fluido se comprimió apropiadamente para una medición precisa. Esta técnica permite que los fluidos dosificados se suministren a la(s) pistola(s) de aspersión en altas tasas de flujo y a una presión de aspersión consistente sin interrupción.

Description

DOSIFICADOR ELECTRÓNICO QUE UTILIZA MEDICIÓN Y CORRECCIÓN CONTINUA CAMPO TÉCNICO Esta solicitud reivindica el beneficio de la Solicitud de EU número de serie 61/163,608, presentada el 26 de marzo de 2009 y 61/171,180, presentada el 21 de abril de 2009, cuyos contenidos se incorporan en la presente mediante la referencia. Las solicitudes relacionadas incluyen la Solicitud de EU número de serie 60/186,405, presentada el 2 de marzo de 2000, la solicitud del PCT número de serie PCT/US01/006, 904 presentada el 2 de marzo de 2001, la solicitud de EU número de serie 60/333,697, presentada el 27 de noviembre de 2001 y la Solicitud de EU número de serie 10/496,427 presentada el 20 de mayo de 2004, cuyos contenidos se incorporan también mediante la referencia.

TÉCNICA ANTERIOR Los dosificadores tales como los mostrados y descritos en las solicitudes anteriores, cuyos contenidos se incorporan en la presente mediante la referencia, se venden en el mercado por el cesionario de la presente invención bajo las marcas comerciales VALUEMIX® y XTREMEMIX™.

DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN En la presente invención, cada uno de un par (o más) de las bombas de pistón alternativas neumáticas (tales - - como las vendidas por el cesionario de la presente invención) se proporciona con un transductor de desplazamiento lineal (LDT) que es capaz de comunicar (como se describe en las solicitudes antes mencionadas) una indicación precisa de la posición lineal del motor de aire y de la varilla de bomba así como con un interruptor de láminas u otro sensor sobre el motor de aire para indicar que se está efectuando el cambio.

A diferencia del VALUEMIX antes mencionado (que secuencialmente distribuye primero un componente y después el otro de un material de múltiples componentes) , el controlador de la presente invención distribuye el componente A de forma continua y dosifica al componente B a fin de mantener la proporción al final de cada volumen de material predeterminado (el total de A y B) .

La cavitación, el aprisionamiento de aire, la compresibilidad, o el deficiente desempeño de la válvula de admisión pueden dar todos como resultado la pérdida de correlación entre el desplazamiento de la bomba y la distribución de fluido. El siguiente proceso pretende corregir estos problemas. Primero, el controlador determina cuándo ha cambiado la bomba. Esto se determina mediante un interruptor de láminas situado en la válvula de aire del motor de aire. A medida que la válvula de aire comienza a cambiar, esto permite que la bomba comprima cualquier gas y cierre positivamente la válvula de retención. Una vez que la - - válvula de retención se cierra y que los gases se han comprimido, la presión comienza a elevarse y en el punto, un sensor de presión de salida indica que el bombeo ha comenzado. La posición de la bomba en ese punto es el valor de inicio para el fluido distribuido en ese recorrido.

La precisión de la dosificación del fluido, y nuestro reporte de tasa y volumen, es totalmente dependiente de la interpretación del movimiento de la bomba de desplazamiento positivo, como el fluido real desplazado fuera de la bomba.

Este desplazamiento de fluido se efectúa mediante varios factores principales : - Válvulas esféricas que se abren y se cierran al cambio de dirección del motor (permutación) - el motor de aire se acelerará sin desplazar el fluido hasta que la válvula esférica se cierre (típicamente 0.254 cm a 0.762cm (.10"-.30") de desplazamiento) .

- Compresión del fluido - cuando la válvula de admisión se cierra, (cambio máximo) , todo el fluido ya introducido en la bomba debe comprimirse a la presión de salida. El cambio mínimo no hace esto debido a que todo el fluido se encuentra a la presión de salida. La válvula de retención de pistón más pequeño simplemente se - - cierra a medida que la varilla comienza a retroceder .

- Cavitación de carga - ocasionada por una combinación de viscosidad pesada, falta de presión de alimentación, y alta tasa de flujo. La cavitación puede hacer que algunos fluidos se "des-gasifiquen" mientras se encuentran bajo vacio, y debe evitarse.

Cuando las válvulas esféricas se cierran y la presión del fluido se encuentra dentro de un rango normal, el movimiento de la varilla de bomba puede considerarse un desplazamiento positivo. Los datos deseados de salida de fluido resultantes deben seguir de cerca los datos de salida provenientes de un medidor de flujo de desplazamiento positivo que lee el fluido real desplazado desde la bomba.

Se utilizan las siguientes entradas y dispositivos: - Transductores de desplazamiento lineal integrados en los motores, que proporcionan una salida análoga .

- Interruptores de láminas integrados en los motores, los cuales indican el inicio del cambio máximo y mínimo .

- Transductores de presión que leen la presión del fluido en la salida de la bomba, proporcionando una salida análoga.

- - - Válvula de retención accionada por resorte, la cual aisla a la bomba y al transductor de presión de la presión corriente abajo y del volumen acumulado en las mangueras de salida en volumen.

La idea fundamental es utilizar las entradas en la parte superior para identificar la "ventana" de cambio para cada cambio de bomba como se observa en la gráfica. La ventana será el grado de desplazamiento del transductor lineal que no se contará como flujo. El flujo de la bomba puede fluctuar o detenerse en cualquier momento. Sin embargo, una vez que se inicia un cambio, se terminará, ya sea para detenerse, o reanudar el flujo. La ventana debe definirse de la siguiente manera: - El interruptor de láminas del motor señala el inicio de la ventana de cambio - se detiene el conteo de flujo en esta posición lineal.

- La señal del transductor de presión cae rápidamente - cuando la señal inicia la contramarcha, se reanuda el conteo en la posición lineal. El usuario puede desear ajustar este punto como un aumento del porcentaje de la presión de funcionamiento, o como una presión fija agregada al punto en el que la presión inició la contramarcha, especialmente para el cambio máximo.

- - - Proporcionar un factor estimado de "compresibilidad" del fluido fraguable para permitir el ajuste de la ventana para probar con recubrimientos de protección reales que pueden comprimirse de forma diferente al petróleo.

- Monitorear puntos de referencia de aviso y alarma de excesiva cavitación de la bomba.

La bomba B tiene una mayor proporción de presión que la bomba A. La mayor presión se encuentra en el rango de 10 a 20% y preferentemente de aproximadamente 15%. Esto es para permitir que el fluido B se controle e inyecte en el punto de mezcla sin importar que la presión A ya esté actuando contra la válvula de retención del distribuidor de la mezcla B.

Los motores A y B operan desde un regulador de aire común, que el operador puede ajustar según sea necesario para controlar la presión total y el patrón de aspersión.

Se permite que la bomba A opere libremente cuando está en modo de Operación/Aspersión. El operador puede activar la pistola de aspersión a voluntad. Cuando la bomba A se desactiva, se permite su detención contra la pistola a presión total.

El flujo B se controla con una válvula de fluido neumática. Esta válvula se controla para dosificar el material "B" en la corriente "A" al menos cada 500 milisegundos . En la modalidad preferida, la duración mínima de dosificación se encuentra en el orden de 70 milisegundos haciendo que el rango deseado sea de 70 a 500 milisegundos.

Se proporciona un reductor ajustable en el bloque "unido" del distribuidor de mezcla para llevar la tasa de flujo del material "B" a un rango utilizable.

El objetivo para la frecuencia y la duración de la apertura de la válvula "B" se desarrolla en base al punto de referencia de la Proporción como un % del flujo de la bomba A, la proporción actual, y la proporción de error anterior a partir de los totalizadores.

El cierre del ciclo para el lado B serán los datos de desplazamiento corregidos provenientes de esos sensores de bombas. En estos datos de la proporción de mezcla más amplia aparecerán 10 veces más lentos que los datos de la bomba A.

El flujo se impactará por: - Cambios aleatoriamente cronometrados de cualquier bomba .

- Desequilibrio del motor. El Graco NXT 6500 tiene aproximadamente 1.75% más área en el recorrido descendente versus el recorrido ascendente. El motor de tamaño 3500 tiene aproximadamente 3.35% más, y 5.2% para el 2200. El motor King tuvo un desequilibrio de 1.9%.

- Activación de la pistola encendida y apagada - - aleatoriamente .

Cuando una o ambas bombas se alimentan con presión, el recorrido ascendente puede reforzarse por 0.14078 kg/cm2 (2 psi) por cada 0.07039 kg/cm2 (1 psi) de presión de alimentación en estática.

Deben utilizarse reguladores de aire para controlar las bombas alimentadas con una proporción de presión mayor a 1:1.

Si el control anterior no puede permanecer dentro de los límites en todas las situaciones, las válvulas dosificadoras de encendído/apagado A o B pueden brevemente ciclarse a "Off" (apagado) para un ajuste aproximado para regresar dentro de los limites.

La válvula dosificadora B de encendído/apagado estará cerrada cada vez que pueda determinarse que la pistola de aspersión se ha cerrado. Esto es para evitar que la presión B más alta continúe fugándose hacia el punto del material mezclado.

Existen dos razones para la detección del cierre de la pistola; sirve como una indicación de cuándo cerrar la válvula B de cierre, evitar que la mayor presión se fugue hacia el distribuidor de la mezcla (cuando se encuentra remoto) .

Funciona para calcular las tasas de flujo para el registro de la visualización y los datos. Las tasas de flujo - - se calcularán únicamente a partir de la información de la "pistola abierta", y no se actualizarán a menos que esté disponible una nueva información de "pistola abierta". Si el operador detiene la aspersión y baja la pistola, debe ser capaz de retroceder hacia la máquina y visualizar la última tasa de flujo de aspersión.

Cuando la pistola de aspersión se cierra, la bomba A no se detendrá repentinamente, si no que se retardará dramáticamente, y pasará a una posición de detención. La cantidad de movimiento de la bomba que se presenta después del cierre de la pistola depende de: - La cantidad de manguera en la máquina; - La compresibilidad de la manguera; - La cantidad de caída de presión que existe a través de la manguera mientras ocurre el flujo; - La compresibilidad de los fluidos.

La detención se indicará mediante un aumento súbito en el transductor de presión A, acompañado de un aplanamiento marcado de la señal del transductor lineal. Una vez que se detecta una detención puede ser deseable anticiparse a cualquier cálculo de flujo para de alguna forma mantener precisa la lectura de la tasa.

Es necesario calcular las presiones para su visualización, y registrarlas como datos. Se utilizan únicamente los datos de presiones que no se encuentran "fuera - - de la ventana" por medio de los cálculos anteriores de desplazamiento de la bomba. Es necesario que el sistema tenga una filtración en base al tiempo para proporcionar una visualizacion significativa pero sin variaciones.

Puede ser deseable agregar algunos errores en base a la presión tales como, excesivo delta P, insuficiente delta P para medir demasiada presión para el modo de circunvalación, etc.

En modo de aspersión, todo el fluido contado se registra como consumido en el proceso. Los totales "A" y "B" se guardan y el total de la proporción A/B se guarda. Se actualiza la proporción de operación A/B cada "X" tiempo o distancia y se visualiza y se guarda. Es necesario ajustar el objetivo del ciclo de control de la dosificación con la desviación de los totalizadores A & B para mantener la proporción de los totales de operación dentro del 2% de la proporción del punto de referencia.

Se llevará a cabo una prueba de "no fuga" cada vez que se selecciona el "modo de aspersión". (Verifica que las válvulas de circulación estén cerradas y revisa cualquier otra fuga) . Se cierran las válvulas dosificadoras A+B de encendído/apagado, se espera 50 ms . Se abren las válvulas auxiliares de motor A+B. Se esperan X segundos para que el sistema se detenga contra la pistola. Si se observa que cualquiera de los transductores lineales de motor continua en - - movimiento, se detiene el modo de aspersión y se visualiza un error. Fuga de lado-A, fuga de lado-B o fuga de ambos lados. Después de pasar la prueba, se ejecutan los ciclos de Dosificación como se describió anteriormente. Durante la operación del modo de aspersión, se cierra la válvula de cierre B dosificadora de encendido/apagado al detectar el cierre de la pistola. Después de que se presenta un cambio mínimo, se revisa la falla por descontrol (la bomba está operando más rápido que 60 cpm) . Después de que se presenta un cambio máximo, se revisa la advertencia o alarma de cavitación máxima. Es deseable tener un requerimiento de presión mínima para mantenerse en el modo de aspersión.

Se utiliza el siguiente proceso para la Operación/Circulación independiente de la Bomba A (y/o la bomba B) : - Encender el LED azul A (y/o B) - Abrir la válvula dosificadora de encendido- apagado de fluido A (y/o B) y esperar 50 milisegundos antes de abrir la válvula solenoide para el motor de aire A (y/o B) .

- El operador controlará el encendido/apagado del flujo o la tasa con el ajuste manual de la válvula de circulación.

- Cada 10 (u otra figura predeterminada) segundos revisar la presión máxima predeterminada - - (corregida) . Esto requerirá que el operador apague las presiones de bomba para evitar su desgaste excesivo durante la circulación, y evitará que el operador realice la aspersión en el modo de circulación. La ventana de 10 segundos permitirá que el operador apague la presión después de silenciar la alarma descargando el exceso de presión.

- Si una bomba se opera más rápido que 500 milisegundos por carrera (60 cpm) durante más de 10 segundos, cerrar la válvula de solenoide para ese motor de aire y activar la alarma de descontrol .

- Cuando se detiene el modo de circulación, cerrar la(s) válvula(s) dosificadoras de encendido/apagado de fluido y la(s) válvula (s) de solenoide para ventilar el (los) moto (es).

El siguiente proceso de Revisión de Bomba A y Revisión de Bomba B (secuencialmente) revisa fugas en las válvulas y empaques y verifica que se seleccionen los tamaños de bomba correctos en la instalación.

- Se abre la válvula A dosificadora de encendido/apagado de fluido y se espera 50 milisegundos antes de abrir la válvula de solenoide para ventilar el motor A.

- - El operador abre la válvula de muestreo A dentro de un vaso de precipitado graduado.

Se opera la bomba durante un mínimo de un ciclo completo y después se cierra la válvula dosificadora de encendído/apagado de fluido cuando la bomba alcanza 2.54 cm (1 pulgada) desde la parte inferior (en la carrera descendente) . Se revisa la detención total en el transductor lineal en X segundos. Detenida o no, se procede a 8.3.

Continúa la operación de la bomba hacia la carrera ascendente y se cierra la válvula dosificadora de encendido/apagado de fluido cuando la bomba alcanza 2.54 cm (1 pulgada) desde la parte superior en la carera ascendente. Se revisa la detención total en el transductor lineal en X segundos .

Si la bomba no se detuvo en 8.2 solo emitir el error "Falló la Válvula de admisión de la Bomba X" .

Si la bomba no se detuvo en 8.3 solo emitir el error "Falló la Válvula de Pistón de la Bomba X" . Si la bomba no se detuvo en 8.2 y 8.3 emitir el error "Falló la Válvula X de Control de encendído/apagado o la válvula de Circulación - - está abierta" .

- Continuar distribuyendo el fluido hasta una cantidad objetivo de 750 mi. Si ambos vasos de precipitado tienen exactamente 750 mi, entonces se han seleccionado las bombas correctas .

- Cerrar la válvula de cerrado de fluido y la válvula solenoide para el motor de aire A cuando se finalice la medición, o cuando se presiona el botón de parada, o se presenta un error.

- Repetir las etapas anteriores para la bomba B. Las siguientes etapas son para la Prueba de Distribución de Proporción de Carga: - Abrir la válvula A dosificadora de encendido/apagado de fluido y esperar 50 milisegundos antes de abrir la válvula de solenoide para el motor de aire A. Se ilumina el LED A azul .

- Revisar la entrada de usuario para el tamaño de muestra deseado y calcular el objetivo del totalizador A para distribuir, en base a la proporción de mezcla seleccionada.

- Distribuir a la bomba A, a través de la válvula de muestreo (manualmente) hasta el objetivo calculado. Después cerrar la válvula de fluido y el solenoide del motor y apagar al LED azul . El - - operador cerrará la válvula de muestreo.

- Abrir la válvula B de fluido y después esperar 50 milisegundos antes de abrir la válvula de solenoide para el motor de aire B. Se ilumina el LED B azul .

- Calcular el objetivo del volumen de distribución B en base al volumen A real distribuido dividido entre la Proporción del punto de referencia.

- Distribuir a la bomba B a través de la válvula de muestreo (manualmente) hasta el objetivo calculado. Después cerrar la válvula de fluido y el solenoide del motor y apagar al LED azul. El operador cerrará la válvula de muestreo.

Estos y otros objetivos y ventajas de la invención se apreciarán más completamente a partir de la siguiente descripción efectuada en conjunción con los dibujos adjuntos en donde los caracteres de referencia similares se refieren a las mismas partes o similares a través de todas las diversas vistas .

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS La Figura 1 es un diagrama esquemático de la presente invención.

La Figura 2 es una gráfica que muestra la presión vs . el tiempo y la posición.

- - MEJOR NODO PARA LLEVAR A CABO LA INVENCIÓN En la presente invención 10, cada uno de un par (o más) de bombas de pistón alternativas neumáticas 12 (tales como las vendidas por el cesionario de la presente invención bajo la marca registrada NXT™) se proporciona con un transductor de desplazamiento lineal (LDT) 14 capaz de comunicar (como se describió en las solicitudes anteriores) una indicación precisa de la posición lineal del motor de aire 12a y de la varilla de bomba 12b. Por supuesto puede utilizarse cualquier fuente de energía alternativa para suministrar energía a la varilla de bomba 12b pero tal fuente debe tener también interruptores de láminas 16 en la válvula de aire 12c u otro sensor equivalente para determinar cuándo la válvula de aire y la bomba se cambian a la dirección opuesta. El LDT 14 proporciona una salida en unidades de desplazamiento o resolución que puede variar según el modelo utilizado. En la modalidad preferida, la resolución puede estar en el rango de .00508 cm a .01524 cm (.002 pulgadas- .006 pulgadas) .

Las bombas 12b pueden alimentarse por gravedad o alimentarse por bombeo y opcionalmente pueden proporcionarse con calentadores 18 en el lado de salida dependiendo del material que se dosifica. Las salidas de las bombas 12b se alimentan a válvulas de control 20 primera y segunda, las cuales pueden iniciar y detener el flujo de los componentes A - - y B respectivamente. Las salidas de las válvulas de control 20 se conectan a las válvulas de retención 22 que también pueden contener válvulas de cierre. Estas válvulas de retención 22 ayudan a evitar que los dos materiales retrocedan y se mezclen prematuramente. Las válvulas de retención 22 se sitúan en las entradas del bloque de unión 24 que combina los dos materiales A y B. Se proporciona un reductor ajustable 26 en el lado B para evitar que el flujo B de mayor presión sobrecargue al lado A.

Una manguera 28 sirve para integrar los dos materiales y alimenta a una mezcladora 30 que a su vez alimenta a una o más pistolas de aspersión 32 u otro dispositivo de aplicación conocido. El controlador 34 opera los elementos anteriores para controlar la proporción.

Se contempla que pueden efectuarse varios cambios y modificaciones al dosificador sin alejarse del espíritu y alcance de la invención como se define por las siguientes reivindicaciones .

Claims (3)

REIVINDICACIONES

1. Un método para distribuir materiales de múltiples componentes que tienen al menos una primera y segunda partes que van a mezclarse en una proporción predeterminada, teniendo dicho aparato primera y segunda bombas alternativas conectadas a dichas primera y segunda partes, teniendo cada una de dichas bombas un transductor de desplazamiento, una válvula que controla la dirección de cada una de dichas bombas y un sensor para detectar la posición de dicha válvula para determinar el cambio, comprendiendo el método las etapas de: distribuir una primera parte constantemente a una presión predeterminada desde dicha primera bomba; distribuir una segunda parte intermitentemente a una segunda presión mayor que la presión predeterminada desde dicha segunda bomba; y proporcionar un reductor en la salida de la segunda bomba para limitar el flujo de dicha segunda parte y mantener la proporción correcta.

2. El método de la reivindicación 1 que comprende además las etapas de: ignorar cualquier desplazamiento y flujo introducido que inicie cuando dicho sensor de posición detecte el cambio; y reanudar considerando el desplazamiento cuando dicho sensor de presión de salida mide una presión predeterminada que corresponde a la reanudación del flujo real .

3. Un método para compensar el cambio en una bomba alternativa que tiene una válvula de retención en donde dicha bomba tiene un transductor de desplazamiento para medir el desplazamiento de la bomba, una válvula que controla la dirección de cada una de dichas bombas, un sensor para detectar la posición de dicha válvula para determinar el cambio y un sensor de presión de salida, comprendiendo el método las etapas de: ignorar cualquier desplazamiento y flujo introducido que inicie cuando dicho sensor de posición detecte el cambio; y reanudar, considerando el desplazamiento, cuando dicho sensor de presión de salida mide una presión predeterminada que corresponde a la reanudación del flujo real .