Servoválvula con mecanismo de bloqueo.

Servoválvula (10) que comprende:

una carcasa (30);

un sistema de engranajes de accionamiento (70) dispuesto en el interior de la carcasa (30);

y

una configuración de botón de bloqueo (12) conectada operativamente a dicho sistema de engranajesde accionamiento (70) y con embrague selectivo con dicha carcasa (30) entre una posición de bloqueo,en la cual se impide la rotación del tren de engranajes de accionamiento (70), y una posición dedesbloqueo, en la cual se permite la rotación de dicho sistema de engranajes de accionamiento (70).

Servoválvula con mecanismo de bloqueo.

La presente invención se refiere en general a servoválvulas y en particular a servoválvulas que incorporen un dispositivo de protección contra fallos.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

En muchos sistemas mecánicos actuales, como válvulas, amortiguadores, etc., se emplea un sistema de accionamiento electromecánico para efectuar la transición del sistema mecánico entre estados. Por ejemplo, una válvula esférica o una válvula de mariposa convencional pueden presentar un sistema de accionamiento unido a su vástago de válvula y que se puede maniobrar para hacer girar el vástago de válvula de modo que se efectúe la transición de la válvula entre un estado cerrado y un estado abierto.

Dado que los sistemas de accionamiento electromecánicos requieren una fuente de alimentación, el sistema de accionamiento no cumplirá con su función en el caso de un fallo de alimentación. Por consiguiente, muchos sistemas de accionamiento electromecánicos se suministran a menudo con un sobrecontrol mecánico prioritario de seguridad

o con un dispositivo de protección contra fallos que devuelva a la válvula a su posición por defecto en el caso de un fallo de la fuente de alimentación. Por ejemplo, se puede configurar un sistema de accionamiento electromecánico para llevar a una válvula a un estado normalmente cerrado o normalmente abierto en el caso de que falle la fuente de alimentación de dicho sistema. Dicho tipo de funcionalidad es conveniente en ciertas aplicaciones en las que se desea obtener una posición de la válvula, por ejemplo cerrada o abierta, únicamente cuando exista alimentación en los sistemas.

En el documento WO 2005/017381 se describe un sistema lineal de accionamiento que presenta un mecanismo manual prioritario de bloqueo de seguridad.

Sin embargo, en las servoválvulas con protección contra fallos, en el caso de que el sistema de accionamiento pierda su suministro energético, la válvula volverá a su posición por defecto, y permanecerá en dicho estado hasta que el suministro energético de la servoválvula se restablezca. Por consiguiente, la válvula acoplada a la servoválvula queda limitada a la posición por defecto que dicha servoválvula determine por diseño en el caso de fallo de la fuente de alimentación. En algunos casos, sin embargo, es conveniente mantener la válvula acoplada a su servoválvula en su estado de fallo previo al suministro energético. Por ejemplo, en un sistema configurado con una servoválvula con protección contra fallos, resulta conveniente en algunos casos disponer la válvula en un estado de fallo previo al suministro energético a pesar de la ausencia continuada de energía, de modo que se pueda habilitar la localización y resolución del fallo del sistema. En un ejemplo adicional, puede resultar asimismo conveniente disponer la válvula en una posición distinta a la posición predeterminada y definida por el dispositivo de protección contra fallos durante la instalación inicial, en el caso de que exista ausencia de alimentación.

Las formas de realización de la presente invención se refieren a mejoras en la técnica de las servoválvulas, tal como se describe anteriormente. A partir de la descripción de la presente invención, se ponen de manifiesto dichas y otras ventajas, así como características inventivas adicionales.

BREVE RESUMEN DE LA INVENCIÓN

En un primer aspecto, una forma de realización según la presente invención proporciona una servoválvula que comprende una carcasa, un sistema de engranajes de accionamiento dispuesto en el interior de la carcasa, y una configuración de botón de bloqueo conectada operativamente a dicho sistema de engranajes de accionamiento y con embrague selectivo con dicha carcasa. Dicha configuración de botón de bloqueo embraga selectivamente con la carcasa entre una posición de bloqueo, en la cual se impide la rotación del tren de engranajes de accionamiento, y una posición de desbloqueo, en la que se permite la rotación de dicho sistema de engranajes de accionamiento.

En una forma de realización subordinada del primer aspecto, la configuración de botón de bloqueo comprende un botón de bloqueo provisto de una abertura configurada para alojar un casquillo de dicha configuración de botón de bloqueo. El botón de bloqueo se puede desplazar axialmente a lo largo del casquillo, a fin de engranar selectivamente el botón de bloqueo con la carcasa. Dicho casquillo se podría configurar de modo que su primer extremo reciba un vástago del sistema de engranajes de accionamiento, mientras que en su segundo extremo presente una cierta característica que le permita poder recibir una herramienta.

En un segundo aspecto, una forma de realización según la presente invención proporciona una servoválvula, que comprende una carcasa, un sistema de engranajes de accionamiento dispuesto en la carcasa, y que presenta una pluralidad de engranajes interconectados, de modo que se requiere cada uno de los engranajes de la pluralidad de engranajes interconectados para transferir un par de torsión desde un extremo de entrada de la pluralidad de engranajes interconectados hasta un extremo de salida de dicha pluralidad de engranajes interconectados.

Una servoválvula conforme al segundo aspecto comprende asimismo un vástago que se extiende desde uno de los múltiples engranajes interconectados a lo largo de un eje de rotación del mismo, de modo que la rotación de dicho vástago se traduce en la rotación de cada uno de los múltiples engranajes interconectados. Se puede operar un dispositivo de retorno de accionamiento, acoplado al vástago, para forzar la rotación de sistema de engranajes de accionamiento en una dirección hacia una primera posición predeterminada. Una configuración de botón de bloqueo operable, acoplable al vástago y engranable selectivamente con la carcasa entre una posición de bloqueo, definida por una segunda posición predeterminada distinta a la primera posición predeterminada y en la que se impide la rotación del sistema de engranajes de accionamiento, y una posición de desbloqueo, en la que se permite la rotación de dicho sistema de engranajes de accionamiento.

En una forma de realización subordinada del segundo aspecto, la configuración de botón de bloqueo comprende un botón de bloqueo, provisto de un elemento de bloqueo que presenta una primera superficie de bloqueo que se extiende axialmente. La carcasa posee una cavidad de bloqueo que presenta una segunda superficie de bloqueo que se extiende axialmente, de modo que el dispositivo de retorno de accionamiento se puede maniobrar para forzar

el engranaje por fricción entre las primera y segunda superficies de bloqueo.

En un tercer aspecto, una forma de realización según la presente invención proporciona un método para el accionamiento de una válvula, que comprende las etapas de rotación de una configuración maniobrable de botón de bloqueo, acoplada a un sistema de engranajes de accionamiento de la servoválvula, hasta una posición angular predeterminada; y del engranaje de una carcasa de la servoválvula con la configuración de botón de bloqueo. Dicha etapa de engranaje comprende oprimir axialmente un botón de bloqueo de dicha configuración de botón de bloqueo, de modo que el botón de bloqueo quede engranado por fricción con la carcasa cuando el botón de bloqueo se disponga en la posición angular predeterminada.

Asimismo, el método puede comprender la etapa de desengranaje de la carcasa de la servoválvula, en el que un elemento que ejerce una tensión está dispuesto en un canal anular de la carcasa y se puede maniobrar para forzar que el botón de bloqueo de la configuración de botón de bloqueo se desplace axialmente a lo largo de un eje de rotación del sistema de engranajes de accionamiento y se separe de la carcasa, de modo que la configuración de botón de bloqueo quede desengranada de la carcasa. Dicho elemento que ejerce una tensión puede forzar el desplazamiento axial del botón de bloqueo a lo largo de un casquillo de la configuración de botón de bloqueo y el casquillo puede maniobrarse estando acoplado a un vástago del sistema de engranajes de accionamiento, coincidiendo dicho vástago con un eje de rotación del sistema de engranajes de accionamiento.

A partir de la descripción detallada siguiente, en conjunción con los dibujos adjuntos, se ponen de manifiesto 35 aspectos, objetivos y ventajas adicionales según la presente invención.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS

Los dibujos adjuntos incorporados y que forman parte de la especificación ilustran varios aspectos de la presente invención y juntamente con la descripción sirven para explicar los principios de la presente... [Seguir leyendo]

1. Servoválvula (10) que comprende:

una carcasa (30) ; un sistema de engranajes de accionamiento (70) dispuesto en el interior de la carcasa (30) ; y una configuración de botón de bloqueo (12) conectada operativamente a dicho sistema de engranajes de accionamiento (70) y con embrague selectivo con dicha carcasa (30) entre una posición de bloqueo,

en la cual se impide la rotación del tren de engranajes de accionamiento (70) , y una posición de desbloqueo, en la cual se permite la rotación de dicho sistema de engranajes de accionamiento (70) .

2. Servoválvula (10) según la reivindicación 1, en la que la configuración de botón de bloqueo (12) comprende un botón de bloqueo (14) provisto de una abertura configurada para recibir un casquillo (22) de dicha configuración de botón de bloqueo (12) , pudiéndose desplazar el botón de bloqueo (14) axialmente a lo largo del casquillo (22) , a fin de engranar selectivamente el botón de bloqueo (14) con la carcasa (30) .

3. Servoválvula (10) según la reivindicación 2, en la que en la posición de bloqueo, en un entrante de bloqueo (34) de la carcasa (30) , se forma una cavidad de bloqueo (38) que se adapta para admitir un elemento de bloqueo (16) del botón de bloqueo (14) .

4. Servoválvula (10) según la reivindicación 3, en la que la cavidad de bloqueo (38) aloja operativamente el

elemento de bloqueo (16) , impidiéndose esencialmente la rotación del botón de bloqueo (14) en relación con el entrante de bloqueo (34) cuando la servoválvula (10) se encuentra en la posición de bloqueo.

5. Servoválvula (10) según la reivindicación 4, en la que el elemento de bloqueo (16) presenta una primera superficie de bloqueo (19) y la cavidad de bloqueo (38) presenta una segunda superficie de bloqueo (40) , de modo que las primera y segunda superficies de bloqueo (19, 40) se encuentran en engranaje por fricción cuando la servoválvula (10) se encuentra en la posición de bloqueo.

6. Servoválvula (10) según cualquiera de las reivindicaciones 3 a 4, en la que la cavidad de bloqueo (38) está enchavetada en el elemento de bloqueo (16) , de modo que el elemento de bloqueo (16) y la cavidad de bloqueo (38) quedan ajustados en una relación de acoplamiento complementario cuando la servoválvula (10) se encuentra en la posición de bloqueo.

7. Servoválvula (10) según la reivindicación 5, en la que la primera superficie de bloqueo (19) constituye una superficie que se extiende en dirección axial del elemento de bloqueo (16) y que forma una periferia exterior del mismo, y en la que la segunda superficie de bloqueo (40) constituye una superficie que se extiende en dirección axial de la cavidad de bloqueo (38) y forma una periferia exterior de la misma.

8. Servoválvula (10) según cualquiera de las reivindicaciones 5 o 7, en la que el sistema de engranajes de accionamiento (70) comprende un dispositivo de retorno de accionamiento (76) para forzar a llevar la primera superficie de bloqueo que se extiende axialmente (19) contra la segunda superficie de bloqueo que se extiende axialmente (40) cuando la servoválvula (10) se encuentra en la posición de bloqueo.

9. Servoválvula (10) según cualquiera de las reivindicaciones 2 a 8, de modo que la carcasa (30) comprende un entrante de botón de bloqueo (34) con un canal anular (36) dispuesto en el mismo, dicho canal anular (36)

estando configurado para poder admitir un elemento que ejerce una tensión (20) , siendo maniobrable dicho elemento que ejerce una tensión (20) para forzar el movimiento axial del botón de bloqueo (14) en relación con el casquillo (22) .

10. Servoválvula (10) según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que:

el sistema de engranajes de accionamiento (72) presenta una pluralidad de engranajes interconectados 45 (74) , de modo que se requiere cada uno de los engranajes de la pluralidad de engranajes interconectados (74) para transferir un par de torsión desde un extremo de entrada de la pluralidad de engranajes interconectados (74) hasta un extremo de salida de dicha pluralidad de engranajes interconectados (74) ;la servoválvula (10) comprendiendo adicionalmente:

un vástago (78) que se extiende desde uno de los múltiples engranajes interconectados (74) a lo largo de un eje de rotación del mismo, de modo que la rotación de dicho vástago (78) se traduce en la rotación de cada uno de los múltiples engranajes interconectados (74) ; y un dispositivo de retorno de accionamiento (76) , acoplado operativamente al vástago (78) , para forzar la rotación de sistema de engranajes de accionamiento (72) en una dirección hacia una 55 primera posición predeterminada, y en la que la configuración de botón de bloqueo (12) puede acoplarse operativamente al vástago (78) y la posición de bloqueo queda definida por una segunda posición predeterminada distinta a la primera posición predeterminada.

11. Servoválvula (10) según la reivindicación 10, en la que se puede maniobrar el dispositivo de retorno de accionamiento (76) a fin de forzar el engranaje por fricción de un botón de bloqueo (14) de la configuración de botón de bloqueo (12) con una cavidad de bloqueo (38) la carcasa (30) , de modo el sistema de engranajes de accionamiento (72) queda bloqueado en una orientación predeterminada.

12. Método para el accionamiento de una válvula acoplada a una servoválvula (10) , que comprende las etapas de:

rotación de una configuración maniobrable de botón de bloqueo (12) , acoplada a un sistema de engranajes de accionamiento (72) de la servoválvula (10) , hasta una posición angular predeterminada; y engranaje de una carcasa (30) de la servoválvula (10) con la configuración de botón de bloqueo (12) ,

oprimiendo axialmente un botón de bloqueo (14) de dicha configuración de botón de bloqueo (12) , de modo que el botón de bloqueo (14) quede engranado por fricción con la carcasa (30) cuando el botón de bloqueo (14) se disponga en la posición angular predeterminada.

13. Método según la reivindicación 12, en el que la etapa de engranaje comprende el engranaje de una cavidad de bloqueo (38) de la carcasa (30) con el botón de bloqueo (14) , presentando dicho botón de bloqueo (14) un elemento de bloqueo (16) en una relación de acoplamiento complementario enchavetada con la cavidad de bloqueo (38) , de modo que se impide la rotación del elemento de bloqueo (16) en relación con la cavidad de bloqueo (38) cuando en dicha cavidad de bloqueo (38) se aloja el elemento de bloqueo (16) .

14. Método según cualquiera de las reivindicaciones 12 a 13, en el que la etapa de rotación comprende la rotación de un vástago (78) del sistema de ejes de accionamiento (72) , comprendiendo dicho sistema de ejes de accionamiento (72) una pluralidad de engranajes interconectados (74) , de modo que cada uno de los engranajes de la pluralidad de engranajes interconectados (74) transfiere un par de torsión desde un extremo de entrada del sistema de ejes de accionamiento (72) hasta un extremo de salida de dicho sistema de ejes de accionamiento (72) , coincidiendo el vástago (78) con un eje de rotación de por lo menos uno de los múltiples engranajes interconectados (74) .

15. Método según cualquiera de las reivindicaciones 12 a 14, que comprende adicionalmente la etapa de desengranaje de la carcasa (30) de la servoválvula (10) , en el que un elemento que ejerce una tensión (20) está dispuesto en un canal anular (36) de la carcasa (30) y se puede maniobrar para forzar que el botón de bloqueo (14) de la configuración de botón de bloqueo (12) se desplace axialmente a lo largo de un eje de rotación del sistema de engranajes de accionamiento (72) y se separe de la carcasa (30) , de modo que la configuración de botón de bloqueo (12) quede desengranada de la carcasa (30) .