[发明专利]用于泵中的振动避免的方法

说明书

本发明涉及用于避免或减小泵、尤其离心泵在泵运行期间的机械振动的方法，其中设置有变频器以及泵控制器，并且所述泵控制器检测泵运行参数的至少一个信号并检查信号振荡，以便辨认所述泵的出现的机械振动，并且为了减小所辨认出的振动，借助所述变频器改变泵转速。

技术领域

本发明涉及一种用于避免或减小在泵、尤其离心泵的运行期间的机械振动的方法。

背景技术

离心泵中的机械振动导致运行中的增加的磨损和不期望的噪声发生。振动的原因可能是各式各样的。例如由于泵叶轮的旋转引起的外部激发的振动或由于内置泵的固有频率引起的自由振动可能是原因。

自由振动特别出现在固体泵中。固体泵是离心泵，用于输送具有强磨蚀性固体部分的泵送介质、例如采矿业中的矿渣、煤或矿石的悬浮液。偶尔，泵送介质也可能包含石头或其他刚性元件，其在泵运行中在击中泵结构时可能产生冲击，所述冲击导致泵的自由振动的激发。这种影响也越来越多地出现在用于废水领域的泵中。

当叶轮的旋转频率、即所设定的泵转速落到内置泵的固有频率上或对应于该固有频率的整数倍时，存在特别不利的情况。在这种情况下发生共振，即两个振动原因互相放大。类似地成问题的是，叶轮的所设定的旋转频率与输送系统的管道共振重合。

在图1中示例性地示出了这种共振情况。该图示出以准备运行的方式内置的离心泵的频率响应。系统自由振动的固有频率具有频率值f₁、f₂、f₃。频率响应、即固有频率f₁、f₂、f₃的位置取决于具体的泵结构、所选择的安装位置、所使用的材料以及所安装的轴承。如果泵轮的借助变频器设定的旋转频率与所示出的固有频率f₁、f₂、f₃之一相同或替代地为所示出的固有频率f₁、f₂、f₃之一的整数倍，则该系统通过叶轮的外部激发的旋转被激励并且发生泵的放大的共振。如果叶轮的旋转频率替代地处于这里所绘制的反共振af₁、af₂之一的范围内，则该影响是最小的并且不发生振动或发生仅很小的振动。

发明内容

本申请的构思建立在上述知识的基础上并提出一种方法，该方法通过在泵运行期间有针对性的措施将可能的振动、尤其共振出现的风险降低到最低限度。

该任务通过根据权利要求1的特征的方法来解决。有利的实施方案是从属权利要求的主题。

对于该方法的实施，使用变频器来改变泵的转速是决定性的。然而在此这种变频器是集成到泵中、安装在泵壳体上还是与泵分开安装都无关紧要。同样内容适用于用于方法实施的泵控制器，该泵控制器可以是泵的整体的组成部分，然而也可以作为相对于泵的单独的单元、必要时与单独的变频器相结合地安装。

本申请的按照本发明的解决方案在于，在具有变频器的泵的情况下在泵运行期间通过泵控制器改变转速，使得尽可能最优地减小泵的机械振动。本发明的另一核心方面还在于，泵在运行中通过合适的信号评估独立地识别其现有固有频率，以便能够基于该知识最优地适配所设定的泵转速。

因此，泵不需要已经事先产生的并存放在泵中的关于其频率响应的信息，而是可以替代地在运行中独立地确定所述信息。为此，泵在泵运行期间记录信号，所述信号表征泵运行参数，所述泵运行参数受出现的机械振动影响。所记录的信号随后由泵检查可能的振动、尤其共振的存在。这种振动随后通过合适的转速变化而减小。

在所记录的信号中，尤其可以识别由泵的机械振动引起的信号波动。信号的所识别出的振荡频率的幅度通过合适的转速变化而减小。因此，根据该方法的有利实施方案，考虑所记录的信号的频谱。有利的是，借助变换、尤其借助快速傅立叶变换首先将所述信号变换为其频谱，以便这样识别出现的信号振荡的相对应的频率值和相关联的幅度。