ES2258247T3 - Actuador submarino de valvulas de acionamiento. - Google Patents
Actuador submarino de valvulas de acionamiento.Info
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Abstract
Actuador submarino de simple efecto de válvulas de accionamiento del tipo que comprende: un cilindro hidráulico (1), un resorte (8), un eje (4) situado entre dicho cilindro hidráulico y dicho resorte, dicho eje siendo accionado lo mismo por un pistón (3) de un cilindro hidráulico para el cerrado de la válvula, que por el resorte (3) para la abertura de la válvula y además consta de un eje de entrada (21) para un ROV (Vehículo operado a distancia o llamados de forma general ROV (del inglés Remote Operated Vehicle) conectado de manera mecánica a un eje (4), que se caracteriza por el hecho que dicho eje (4) está provisto de un sector dentado (5) conectado de manera mecánica por un reductor de engranaje planetario (15) al eje de entrada (21) del ROV.
Description
Actuador submarino de válvulas de
accionamiento.
La presente invención se refiere a un actuador
submarino de simple efecto de válvulas de accionamiento.
Son conocidos los actuadores submarinos que son
accionados en condiciones normales o de emergencia por medio de
vehículos submarinos por control remoto, conocidos como Vehículo
operado a distancia o llamados de forma general ROV (del inglés
Remote Operated Vehicle).
Dichos actuadores submarinos están provistos de
un pistón conectado a un sistema oleoneumático que se origina desde
la base y que es accionado para cerrar la válvula durante una
condición operativa estándar. Con este fin, el pistón es conectado
a una varilla la cual a su vez está provista de un resorte el cual
será utilizado para la operación de abertura.
La varilla está conectada por medio de conexiones
mecánicas al eje de manejo de la válvula. Para la abertura de la
válvula en condiciones normales, el sistema oleoneumático se
descarga de manera tal que el resorte pueda vencer la presión de
aceite y pueda mover el pistón y la varilla en la dirección
opuesta.
Pueden darse algunas condiciones en las cuales el
sistema oleoneumático que conecta la base y la válvula sea
interrumpido debido a que ha sido aplastado; en este caso se hace
imposible drenar aceite en el actuador y es prevenido que el resorte
se mueva debido al empuje del resorte.
Con los actuadores que están disponibles
comercialmente, la operación de abertura es llevada a cabo solamente
por medio del corte del tubo de alimentación de aceite con el
objetivo de la disminución de la presión permitiendo así la acción
del resorte.
Este método sin duda no es el mejor debido a que
es contaminante y requiere el cambio del tubo.
El objeto de la presente invención es la abertura
o el cierre de la válvula por medio de un ROV aunque el cilindro
esté efectuando presión y su presión no pueda ser reducida debido a
contratiempos.
Otro objeto de la presente invención consiste en
hacer que el valor de torsión del eje del ROV dependa exclusivamente
del valor de torsión para la rotación de la válvula sin que exista
una afectación por la fuerza del resorte.
Estos objetivos son alcanzados completamente por
el actuador submarino de simple efecto de válvulas de accionamiento
de la presente invención, el cual se caracteriza de acuerdo a las
reivindicaciones adjuntas y se caracteriza de manera específica por
el hecho de que está provisto de un reductor de engranaje planetario
que conecta el eje del embrague del ROV y la varilla o el eje que es
movible por el cilindro hidráulico o el resorte de compresión.
Ésta y otras características serán mejor
comprendidas por la siguiente descripción de una forma de
realización preferida (aunque no exclusiva) representada para
ilustrar de un modo no limitativo en los siguientes dibujos, en
donde:
- En la Figura 1 se representa en una sección
longitudinal el actuador abierto por el aceite y a ser cerrado por
el ROV;
- En la Figura 2 se representa como en la Figura
1 el actuador cerrado por el resorte en un estado de seguridad;
- En la Figura 3 se representa como en la Figura
1 el actuador cerrado por el resorte el cual va a ser abierto por
el ROV;
- En la Figura 4 se representa como en la Figura
1 el actuador abierto por el ROV el cual va ser cerrado por el
ROV;
- En la Figura 5 se representa como en la Figura
1 el actuador en situación abierta con aceite a presión;
- La Figura 6 es una vista de sección en planta
del actuador.
Haciendo referencia a las figuras, el 1 es un
cilindro hidráulico cuya cabeza está conectada por medio de un canal
2 a un sistema oleoneumático el cual está conectado a una base
recibiendo un sistema de bombeo hidráulico.
Un pistón 3 que presiona un eje 4 que está
provisto de un sector dentado 5 es recibido de forma deslizante en
el cilindro.
El eje 4 es guiado entre dos costados 6a de la
cubierta 6 alojando un eje de salida 14 perpendicular al eje 4
provisto de un acoplamiento para el eje de una válvula que no se
muestra.
El número 8 representa a un resorte helicoidal
alojado en una cubierta cilíndrica 13 entre un lado de la tapa 9 y
un disco 10 que es presionado por el eje 4, de forma que el pistón
3 de una forma deslizante da como resultado una compresión de dicho
resor-
te.
te.
El movimiento lineal del pistón del cilindro
hidráulico o resorte helicoidal provoca un desplazamiento del sector
dentado y por lo tanto un movimiento de rotación del piñón principal
12 que está conectado al acoplamiento 7.
El movimiento del piñón principal 12 es
trasladado al eje de salida 14 y por lo tanto al eje de la válvula a
través de un reductor del engranaje planetario representado con el
número 15.
El reductor del engranaje planetario 15 está
provisto de tres elementos básicos:
- -
- un piñón solar 16,
- -
- una polea conducida con una pluralidad de engranajes planetarios 17;
- -
- un engranaje interior 18 dentro del piñón principal 12.
De acuerdo al principio operacional de un
reductor del engranaje planetario, uno de estos tres elementos debe
ser estacionario; en el ejemplo descrito anteriormente, el piñón
solar 16 está conectado de forma directa, por un eje de unión 11, a
una rueda 19 conducida por el eje 20 el cual es girado por el eje de
salida 21 del ROV.
La polea conducida está conectada de forma
directa al acoplamiento de la válvula.
El engranaje interior 18 es la parte interior del
piñón solar 12, el piñón de acoplamiento y el sector dentado.
Los números 22 y 23 representan los dos topes
límite de la posición de abertura y de la posición de cierre
respectivamente.
El funcionamiento será descrito haciendo
referencia a las tres hipótesis de operación.
El funcionamiento automático con condición de
operación normal.
En la Figura 2, el resorte mantiene al actuador
en una posición para mantener la válvula cerrada contra el tope de
límite derecho 22.
La abertura es llevada a cabo mediante la
alimentación de aceite en el interior del cilindro y el pistón a su
vez mueve el sector dentado el cual comprime al resorte.
En este estado de operación, el piñón 16 es el
elemento estacionario porque está conectado por 19 y 20 del ROV con
una característica de autobloqueo.
El engranaje interior es el elemento de
accionamiento conducido por el piñón solar a través del sector
dentado.
La polea conducida es el elemento conducido el
cual transmite el movimiento al eje de válvulas.
El funcionamiento por el ROV (Figuras 3, 4 y
1).
En este estado, el piñón 16 actúa como un
elemento de accionamiento ya que está conectado al reductor 19 y 20
del ROV.
El engranaje interior 18 es el elemento
estacionario ya que está fijo en el piñón solar 12 y a su vez al
sector dentado 5.
La polea conducida es el elemento conducido que
la cual a su vez conduce el elemento de acoplamiento de la válvula
7.
Con referencia a la Figura 1, en un estado de
emergencia el actuador es abierto por aceite con la compresión del
resorte.
En caso de un fallo del aceite de la línea
principal, no hay más posibilidad de descargar aceite desde el
cilindro hidráulico, la posición de cierre puede ser alcanzada
solamente por el ROV.
Claims (3)
1. Actuador submarino de simple efecto de
válvulas de accionamiento del tipo que comprende: un cilindro
hidráulico (1), un resorte (8), un eje (4) situado entre dicho
cilindro hidráulico y dicho resorte, dicho eje siendo accionado lo
mismo por un pistón (3) de un cilindro hidráulico para el cerrado de
la válvula, que por el resorte (3) para la abertura de la válvula y
además consta de un eje de entrada (21) para un ROV (Vehículo
operado a distancia o llamados de forma general ROV (del inglés
Remote Operated Vehicle) conectado de manera mecánica a un eje (4),
que se caracteriza por el hecho que dicho eje (4) está
provisto de un sector dentado (5) conectado de manera mecánica por
un reductor de engranaje planetario (15) al eje de entrada (21) del
ROV.
2. Actuador de acuerdo a la reivindicación 1,
caracterizado por el hecho que consta de un piñón principal
(12) el cual puede ser rotado por el sector dentado (5) o un ROV,
dicho piñón principal está provisto en su parte interna de un
engranaje interior (18) conectado por engranajes planetarios (17) a
un piñón central (16) que está conectado por un elemento de retorno
dentado (19, 20) al eje de entrada (21) del ROV.
3. Actuador de acuerdo a la reivindicación 1,
caracterizado por el hecho que consta de dos topes límites
(22, 23) que definen la posición de cierre de la válvula y la
posición de abertura de la válvula respectivamente.
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