[发明专利]用于检测泵设备的异常运行状态的方法

说明书

本发明涉及一种用于检测转速可调的泵设备(1)的异常运行状态的方法，该泵设备在能预定的目标转速(n₀)下运行。在此给所述泵设备(1)的调整参量这样地加载确定的频率(f)的周期性激励信号(f_A(t))，使得泵设备(1)的液压参量被调制。从泵设备(1)的机械参量和/或电气参量计算评估信号(I(t₀)、I(t))作为对激励信号(f_A(t))的系统响应(X(t))并且由此确定是否存在异常运行状态。此外，本发明还涉及一种用于控制和/或调节泵设备(1)的目标转速的泵电子装置，该泵电子装置设置用于实施所述方法，以及还涉及一种包括这种泵电子装置的泵设备。

技术领域

本发明涉及一种用于检测转速可调的、用于液体输送的泵设备的异常运行状态的方法，该泵设备在能预定的转速下运行。

背景技术

异常运行状态在泵设备中反复出现并且可能导致泵设备的损伤或甚至导致完全失灵。异常运行状态例如是干运行、叶轮上的空穴或轴承磨损、轴承损伤。

在泵中通常使用密封元件、如滑环密封装置，该密封元件应该防止流体从泵中流出或在湿转子泵中防止颗粒侵入转子室中。密封元件的密封表面是摩擦表面，其由输送介质润滑。在干运行情况下，这些摩擦表面不再被润换或不充分被润滑并且由此可能非常快地磨损。早期识别出干运行可避免这种情况。

用于干运行识别的传统方法例如基于泵设备的功率消耗。功率消耗与转速和体积流量有关。在干运行中通常在相同的转速下产生比泵腔被填充时更低的功率，因为旋转的叶轮必须将机械能输出到待输送的介质上，即由该介质承受负荷。在干运行情况下，该介质或负荷缺失或泵腔中的介质太少。因此在相同转速下干运行中的功率消耗低于正常运行中的功率消耗，因为叶轮在干运行中承受较小的负荷。出于此原因，在湿运行中的最小功率与干运行中的功率消耗之间选择一条与转速相关的判定阈值来识别干运行，这在图1中示出。但这并非没有缺点。

因为在低转速下存在湿运行和干运行曲线彼此非常接近的问题并且最小湿运行特性曲线也可能低于干运行特性曲线。出于这个原因只有在一定转速以上才能使用这种方法可靠地识别干运行。

另一种方式的干运行识别在于，短暂地加速叶轮并确定加速所需的能量。如果能量消耗低于预期、即低于湿运行情况，则可推断出干运行。在此的缺点是对于加速过程必须显著改变工作点，以便能够评估能量消耗。

空穴是指在泵设备运行期间在输送液体时在叶轮叶片的后侧上形成蒸汽填充的空腔的现象，这些空腔又快速破裂并且因此冲击叶片。这可能导致叶轮损坏。

轴承磨损或损伤、尤其是径向轴承上的轴承磨损或损伤主要表现在轴的振动。这可借助振动传感器检测到。但这种传感器是附加构件，该附加构件可能发生故障并使泵设备的制造更加复杂且困难。另外，这种传感器还使泵设备的制造变贵。因此希望省去传感器。

发明内容

本发明的任务在于提供一种用于检测异常运行状态的替代方法，该替代方法不需要传感器并且能够无耗费地在泵设备中实现。

所述任务通过按照本发明的用于检测转速可调的泵设备的异常运行状态的方法、按照本发明的泵电子装置和按照本发明的泵设备来解决。有利的进一步改进方案在从属权利要求中给出。

本发明规定一种用于检测转速可调的泵设备的异常运行状态的方法，该泵设备在能预定的目标转速下运行，其中，给所述泵设备的调整参量加载确定的频率的周期性激励信号，使得泵设备的液压参量被调制，并且由泵设备的机械参量和/或电气参量计算评估信号作为对激励信号的系统响应并且由此确定是否存在异常运行状态。

为了在泵设备运行期间识别异常运行状态，规定：泵设备的调整参量这样被加载确定的频率的周期性激励信号，使得泵设备的液压参量、如输送高度被调制并且随后由泵设备的机械参量和/或电气参量计算评估信号作为对激励信号的系统响应并且由此确定是否存在异常运行状态。