INTERNET DE LAS COSAS

La presente invención se relaciona con el campo técnico de la mecánica, la electrónica, las tecnologías de información, la dinámica de fluidos y las interfaces hombre-máquina, ya que aporta un equipo de bombeo hidráulico multietapas con internet de las cosas.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

Una bomba hidráulica o bomba de agua es una máquina generadora que transforma la energía con la que es accionada (generalmente energía mecánica) en energía del fluido que se mueve. En general, una bomba se utiliza para incrementar la presión de un líquido añadiendo energía al sistema hidráulico, para mover el fluido de una zona de menor presión a otra de mayor presión.

El concepto de bombeo inteligente se ha implementado como una solución reciente que incorpora controles, sensores y software para controlar la regulación del sistema de bombeo. Esto finalmente resulta en ahorros de energía y una disminución en los costos operativos generales.

Lo que hoy se conoce como Internet Industrial de las cosas (IIoT por sus siglas en inglés, Industrial Internet of Things) , que, en la mayoría de las ocasiones, está relacionado con el concepto de máquinas inteligentes, pero, aunque es claramente un fenómeno que proporciona un mejor rendimiento de fabricación, también proporciona servicios y beneficios mucho más allá de la fábrica. El Internet de las Cosas es una tendencia tecnológica que implica la integración entre las cosas que rodean a las personas y las empresas en todos los ambientes. Se puede definir como la inf aestructura que permite vincular a los objetos a las redes de comunicación, al habilitar datos que nunca antes habían estado disponibles.

Así, a través de IIoT, las empresas pueden recolectar datos y transformarlos, a partir de la analítica, en información que les permita resolver desafíos, como la reducción de costos de fabricación, selección de materias primas más amigables, disminución de desperdicios y una respuesta ágil a los requerimientos de los mercados, todo ello conectando máquinas, personas y objetos.

Un sistema de bombeo inteligente, junto con IIoT, permite una mejor gestión de la energía a través del monitoreo de las bombas, esto puede ayudar a los operadores a detectar un mayor uso de energía y hacer ajustes según sea necesario, además, con bases de datos y algoritmos para garantizar que las bombas funcionen con una mejor eficiencia energética, y así los operadores pueden optimizar sus sistemas a largo plazo .

El aprovechamiento de este nuevo sistema de bombeo no solo lleva el beneficio de ahorro de energía, sino que también, a la eficiencia del agua, la mejora en tareas de mantenimiento predictivo y/o preventivo, una mejor administración de los recursos de mantenimiento, monitoreo remoto, reducción de costos y detección oportuna de problemas, seguridad mejorada y otras aplicaciones prácticas, tales como, la implementación de interfaces hombre-máquina, los controladores lógicos programadles y las unidades de velocidad variable que ayudan al monitoreo, entre otras. Se realizó una búsqueda del estado de la técnica para equipo de bombeo hidráulico multietapas con internet de las cosas, donde se encontró que se han desarrollado diferentes equipos con ese fin, como se menciona en el documento de solicitud de patente número CN107575393 (A), con fecha de publicación del 12 de enero de 2018, que tiene como título "BOMBA CENTRÍFUGA INTELIGENTE DE SEGMENTOS MULTIETAPA" que describe una bomba centrífuga inteligente de múltiples etapas por segmentos que comprende una carcasa de succión, un impulsor de primara etapa, paletas de guia del impulsor, una sección media, impulsores de la etapa secundaria, una sección de descarga, un eje de la bomba, una camisa de eje, un anillo espaciador del impulsor, un cojinete deslizante que cubre el lado externo de la camisa del eje, un cojinete rodante, un conector elástico conectado con el eje de la bomba y un motor de frecuencia variable que impulsa el eje de la bomba para girar por el conector elástico, en el que el motor de frecuencia variable se forma mediante la integración de un convertidor de frecuencia y un motor; y una pluralidad de zanjas en espiral están formadas en la pared interior del cojinete deslizante. Con las zanjas en espiral formadas en la pared interior del rodamiento deslizante, se puede agregar un volumen de circulación de fluido, se puede asegurar una gran lubricación del rodamiento deslizante y se puede reducir el consumo de energía por fricción; la eficiencia de la bomba centrífuga puede mejorarse y el calor producido por la fricción puede reducirse, la vida útil del rodamiento deslizante puede mejorarse; el motor de frecuencia variable se forma mediante la integración del convertidor de frecuencia y el cuerpo del motor, de modo que se puede reducir el costo de fabricación del producto, se puede ahorrar espacio de instalación y se puede mejorar la eficiencia de la bomba centrífuga de varias etapas en parte de las condiciones de trabajo; y el consumo de energía del sistema de bombeo de agua se puede reducir.

Otro documento que se encontró es la solicitud de patente número CN107 61339 (A), con fecha de publicación del 12 de diciembre de 2017, que tiene como título "BOMBA CENTRÍFUGA INTELIGENTE MULTIETAPA" que describe una bomba centrífuga inteligente de múltiples etapas. La bomba centrífuga inteligente de múltiples etapas comprende un cuerpo de bomba y una carcasa exterior; se forma un corredor entre la cubierta exterior y un cuerpo de soporte de cuchilla de guía; un conector está conectado con un eje de la bomba; se inserta un impulsor en el eje de la bomba para girar para aspirar un fluido de una entrada para presuri zación; las cuchillas guía están alojadas en el cuerpo de soporte de la cuchilla guía; el líquido presurizado a través del impulsor se recolecta para reducir la velocidad del flujo y se drena a través de una salida; un motor de frecuencia variable comprende un cuerpo de motor y un eje de .motor conectado axialmente con el conector, y además comprende un controlador de frecuencia variable dispuesto integralmente en el cuerpo de motor; y el motor de frecuencia variable acciona el eje de la bomba para girar a través del eje del motor y el conector. El motor de frecuencia variable está integrado por un convertidor de frecuencia y el cuerpo del motor, de modo que se reduce el tamaño del equipo, se ahorra el costo de fabricación del producto, se ahorra espacio de montaje, se mejora la eficiencia en las condiciones de trabajo de la pieza de un sistema de bomba centrífuga de múltiples etapas, y se reduce el consumo de energía de un sistema de bombeo de agua.

Por último, se encontró el documento del modelo de utilidad número CN204458381 (U) , con fecha de publicación del 08 de julio del 2015, que tiene co o título "NOVEDOSA BOMBA INTELIGENTE AUTOCEBANTE AUTOCONTROLADA SIN SOLDADURA DE DOBLE NIVEL", el cual menciona que, el modelo de utilidad proporciona una novedosa bomba autocebante autocontrolada inteligente de doble nivel. Una salida de agua de un impulsor superior se comunica con una cámara de salida de agua. La parte superior: de la cámara de salida de agua está conectada con un deflector. Un tubo sin fin está dispuesto en la cámara de salida de agua. Una salida dei tubo sinfín está conectada con un tubo de salida de agua a través de un tubo de transmisión. Una salida de agua de un impulsor inferior se comunica con una cámara de guia de flujo. La parte inferior de la cámara de guia de flujo está conectada con un deflector. Una salida de la cámara de guía de flujo está conectada con una tubería de guía de flujo. El extremo superior de la tubería de guía de flujo está conectado con el deflector. La tubería de guía de flujo comprende un tubo guía de tornillo sin fin, un tubo ascendente y un tubo de derivación en forma de U, una salida del tubo guía de tornillo sinfín está conectada a una entrada del tubo ascendente a través de un codo, una salida del tubo ascendente está conectada con una entrada del tubo de derivación en forma de U, el intervalo medio del tubo de derivación en forma de U es mayor que el ancho del tubo de transmisión, y la altura del tubo de derivación en forma de U es más grande que la altura del tubo de transmisión. Mediante la adopción de la novedosa bomba autocebante autocontrolada sin costura de doble nivel, a través de la tubería de guía de flujo independiente, se mejora la eficiencia de operación de la bomba, la pérdida de volumen es pequeña, y la novedosa autofunción sin costura de doble nivel. El control de la bomba autocebante es digno de aplicación y popularización y tiene buenos beneficios econóiriicos y sociales. Ninguno de los documentos anteriormente citados muestra evidencia que por medio de las multietapas se permite elevar la eficiencia del equipo, además de que no hacen mención de que sea posible aumentar la capacidad de impulsores, para de esta manera aumentar la presión de la salida de agua, con una menor capacidad de caballaje en el motor, lo que permite una reducción en el consumo de la energía eléctrica.

Los documentos anteriormente descritos, no evidencian que estén configuradas para reducir el ruido que genera cuando está funcionando, aún cuando se aumente la capacidad de impulsores .

Tampoco describen que cuenten con una interfaz hombre-máquina vía remota por medio de un dispositivo inteligente ya sea un teléfono, tableta, entre otros, donde por medio de estos de pueda monitorear y controlar el funcionamiento del equipo en su totalidad.

Es, por lo tanto, objeto de la presente invención, proporcionar un equipo de bombeo hidráulico multietapas con internet de las cosas, que resuelve los problemas anteriormente mencionados .

BREVE DESCRIPCIÓH DB XAS FIGURAS

Los detalles característicos de este novedoso equipo de bombeo hidráulico multietapas con internet de las cosas se muestran claramente en la siguiente descripción y en las figuras que se acompañan, así como una ilustración de aquella, y siguiendo los mismos signos de referencia para indicar las partes mostradas, Sin embargo, dichas figuras se muestran a manera de ejemplo y no deben de ser consideradas como limitativas para la presente invención.

La figura 1 muestra una vista en perspectiva superior del equipo de bombeo hidráulico multietapas con internet de las cosas.

La figura 2 muestra una vista lateral izquierda del explosivo del equipo de bombeo hidráulico multietapas con internet de las cosas.

La figura 3 muestra una vista en perspectiva superior del controlador inteligente del equipo de bombeo hidráulico multietapas con internet de las cosas .

La figura 4 muestra una vista lateral izquierda del motor del equipo de bombeo hidráulico multietapas con internet de las cosas.

La figura 5 muestra una vista en perspectiva posterior del caracol del equipo de bombeo hidráulico multietapas con internet de las cosas.

La figura 6 muestra una vista en perspectiva lateral derecha del sello mecánico del equipo de bombeo hidráulico multietapas con internet de las cosas .

La figura 7 muestra una vista en perspectiva lateral del copie del equipo de bombeo hidráulico multietapas con internet de las cosas.

La figura 8 muestra una vista en perspectiva superior de la flecha de tracción del equipo de bombeo hidráulico multietapas con internet de las cosas .

La figura 9 muestra una vista en perspectiva lateral del separador del equipo de bombeo hidráulico multietapas con internet de las cosas. La figura 10 muestra una vista en perspectiva posterior del impulsor del equipo de bombeo hidráulico multietapas con internet de las cosas.

La figura 11 muestra una vista en perspectiva frontal del impulsor del equipo de bombeo hidráulico multietapas con internet de las cosas.

La figura 12 muestra una vista en perspectiva posterior del difusor del equipo de bombeo hidráulico multietapas con internet de las cosas.

La figura 13 muestra una vista en perspectiva frontal del equipo de bombeo hidráulico multietapas con internet de las cosas.

La figura 14 muestra una vista en perspectiva lateral derecha de la camisa del equipo de bombeo hidráulico multietapas con internet de las cosas.

La figura 15 muestra una vista lateral izquierda de la camisa del equipo de bombeo hidráulico multietapas con internet de las cosas.

La figura 16 muestra una vista en perspectiva frontal del inserto de succión del equipo de bombeo hidráulico multietapas con internet de las cosas .

La figura 17 muestra una vista lateral izquierda del sensor de flujo del equipo de bombeo hidráulico multietapas con internet de las cosas.

La figura 18 muestra una vista lateral izquierda del sensor de presión del equipo de bombeo hidráulico multietapas con internet de las cosas.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DI LA INVENCIÓN

Para una mejor comprensión de la invención, a continuación, se enlistan las partes que componen el equipo de bombeo hidráulico multietapas con internet de las cosas: 1, Controlador inteligente

2 , Motor

3, Flecha de motor

4, Caracol

5, Mecanismo de descarga

6, Inserto de descarga

7. Sello mecánico

8. Copie

9. Flecha de tracción

10. Separador

11. Impulsor

12. Difusor

13. Ranura

14. Seguro

15. Camisa

16. Mecanismo de succión

17. Inserto de succión

18. Sensor de flujo

19. Sensor de presión

Con referencia a las figuras, el equipo de bombeo hidráulico multietapas con internet de las cosas, está conformado por un controlador inteligente (1} que se encuentra instalado en la parte superior de un motor (2) , el controlador inteligente (1) está configurado para operar de manera manual y/o vía remota todas las operaciones del equipo de bombeo hidráulico, desde paro y arranque, aumento o disminución de la presión de salida de agua, asi como visualizar también niveles en cisterna, entre otras operaciones. La operación a distancia del controlador inteligente (1), es posible realizarla por medio de la una conexión a la red y a su vez, a través de esta conexión se conecta con un dispositivo inteligente el cual puede ser un teléfono, tableta, computadora, entre otros . El motor (2) preferentemente es eléctrico, y está configurado para transmitir el giro por medio de una flecha de motor (3) , la cual se encuentra dispuesta en el centro de la parte frontal del motor (2) a una flecha de tracción (9); un caracol (4), se encuentra instalado en la parte frontal del motor (2) y está configurado para dar soporte al equipo de bombeo hidráulico. Un mecanismo de descarga (5) se encuentra instalada en la parte superior del caracol (4), esta configuración permite la salida de un fluido a una red hidráulica; un inserto de descarga (6) se encuentra instalado en la parte interna del mecanismo de descarga (5), y está configurado para acoplar por medio de rosca un tubo de alimentación a una red hidráulica.

Un sello mecánico (7) se instala en el centro de la parte frontal del caracol (4) permitiendo que la flecha de motor (3) pase a través de dicho sello mecánico (7) , y está dispuesto para sellar la flecha de motor (3) para que no presente fugas al contacto con agua.

Un copie (8) se encuentra instalado por uno de sus extremos en el extremo de la flecha de motor (3), y el extremo contrario está dispuesto para instalar una flecha de tracción (9) la cual es de forma prismática preferentemente hexagonal, esta configuración permite transmitir el giro de la flecha del motor (3) a la flecha de tracción (9} sin perder la fuerza de giro.

El equipo de bombeo hidráulico multietapas con internet de las cosas cuenta con, al menos, dos etapas de succión y descarga colocadas sobre la flecha de tracción (9) y en contacto del copie (8), cada etapa está conformada por un impulsor (11) y un difusor (12) acoplados entre si. Como el que se ilustra en las figuras 10 y 11, el difusor (11) está configurado para impulsar el agua de una etapa a la siguiente etapa, dicho impulsor (1.1) es un disco con un orificio en su centro con la forma de la flecha de tracción (9), para que ésta pase a través de dicho orificio; la cara frontal del impulsor (11) cuenta con un relieve.

Con referencia a las figuras 12 y 13 el difusor (12) es una carcasa cóncava con un orificio en su centro con la forma de la flecha de tracción (9), para que ésta pase a través de dicho orificio, el interior de la carcasa cóncava del difusor (12) está configurado para ensamblarse herméticamente con el relieve del impulsor (11). El difusor (12) sirve para conducir o direccionar el caudal y presión del agua que es enviado por el impulsor (11) y enviarla a la siguiente etapa de succión y descarga.

Tanto en la parte frontal como en la parte posterior del impulsor (11) se coloca un separador (10) el cual es un disco con un orificio en su centro con la forma de la flecha de tracción (9), para que ésta pase a través de dicho orificio; dicho separador (10) está configurado para separar el impulsor (11) del difusor (12) y/o el copie (8), con ello evitar el desgaste entre estos componentes. El equipo de bombeo hidráulico rnultietapas con internet de las cosas motivo de la presente invención tiene preferentemente cinco etapas de succión y descarga para obtener una mejor presión en la salida de agua. La flecha de tracción (9) tiene una ranura (13) en el extremo opuesto a la unión con el copie (8), la ranura (13) está dispuesta para instalar un seguro (14), esta configuración permite mantener en perfecta unión cada una de las etapas de succión y descarga de la bomba hidráulica evitando movimientos innecesarios para su correcto funcionamiento.

Una camisa (15) se instala cubriendo las diferentes etapas de succión y descarga del equipo de bombeo hidráulico multietapas con internet de las cosas, y se fija de su parte posterior a la parte frontal del caracol (4), esta configuración permite un sello hermético para evitar fugas de agua ,

Un mecanismo de succión (16) se coloca en el centro de la parte frontal de la camisa (15) y está configurado para alimentar de agua el equipo de bombeo hidráulico multietapas con internet de las cosas; un inserto de succión (17) se encuentra instalado en el interior del mecanismo de succión (16), el cual es roscado en su interior y está configurado para acoplar un tubo de alimentación a un depósito o contenedor de agua ,

Un sensor de flujo (18) se encuentra instalado en la parte superior del inserto de descarga (6), y está configurado para mandar la señal al controlador inteligente (1) con la finalidad de monitorear el flujo de agua que es entregado a la red hidráulica. Un sensor de presión (19) está instalado preferentemente en el costado del sensor de flujo (18), y está configurado para mandar una señal al controlador inteligente (1) y poder monitorear y controlar la presión de trabajo, así como el arranque y paro del equipo de bombeo hidráulico de la presente invención, ya sea de manera automática y/o a distancia por medio de un dispositivo inteligente .

El controlador inteligente (1) está configurado para recibir la señal de un sensor de nivel (no ilustrado) que se coloca en el interior de un depósito o cisterna donde es instalado el equipo de bombeo hidráulico, con la finalidad de medir su nivel de agua que tiene el depósito y parar en caso de que éste no cuente con un nivel suficiente para su funcionamiento, evitando con esto, daños en el equipo y disminución de consumo de energía.

El caracol (4) y la camisa (15) se fijan por unos medios de sujeción (no ilustrados) los cuales pueden ser tornillos, tuercas, birlos y/o la combinación de los anteriores.

REALIZACIÓN PREFERENTE DE LA INVENCIÓN

Ejemplos

Los siguientes ejemplos ilustran una manera preferente, de cómo llevar a cabo la realización de la presente invención, por lo que no deben ser considerados como limitativos de la misma , Ejemplo 1. Proceso de suministro de agua del equipo de bombeo hidráulico multietapas con internet de las cosas.

Con referencia a las figuras, se instala un tubo de alimentación proveniente de un depósito de agua en el inserto de succión (17), posteriormente se instala un tubo que alimenta una red hidráulica en la parte superior del sensor de flujo (18) . Se configura el equipo de bombeo hidráulico multietapas con internet de las cosas por medio del controlador inteligente (1), lo cual puede ser de manera manual o vía remota por medio de un dispositivo inteligente, donde se especifican parámetros de arranque y paro, y/o parámetros de flujo de entrega en la red hidráulica.

Una vez establecidos los parámetros, el equipo de bombeo hidráulico multietapas con internet de las cosas será encendido para el suministro de agua, donde, por el giro transmitido del motor (2) sobre la flecha de tracción {9} pondrá en movimiento a los impulsores (11) succionando el agua del depósito de agua y pasando por los difusores (12) para ir aumentado la presión de la misma en cada una de las diferentes etapas, hasta llegar al caracol (4) que enviara el suministro de agua a la red hidráulica por medio de la descarga (5) . Una vez que el sensor de presión (19) registra que la red hidráulica tiene la presión programada, el controlador inteligente (.1) enviará la señal de apagado al equipo de bombeo hidráulico muitietapas con internet de las cosas. Posteriormente, cuando una toma de la red hidráulica es abierta y se demanda el uso de agua, el sensor de presión (19) registra la caída de presión, por lo que nuevamente será enviada la señal al controlador inteligente (1) para la puesta en marcha nuevamente.

El invento ha sido descrito suficientemente como para que una persona con conocimientos medios en la materia pueda reproducir y obtener los resultados que mencionamos en la presente invención. Sin embargo, cualquier persona hábil en el campo de la técnica que compete el presente invento puede ser capaz de hacer modificaciones no descritas en la presente solicitud, sin embargo, si para la aplicación de estas modificaciones en una estructura determinada o en el proceso de manufactura del mismo, se requiere de la materia reclamada en las siguientes reivindicaciones, dichas estructuras deberán ser comprendidas dentro del alcance de la invención.