Controlador de presión proporcional.

Un controlador de presión proporcional (10), que comprende:

un conjunto controlador que incluye:

un cuerpo que tiene unos puertos de entrada (28), salida (30) y escape (32);

una válvula de llenado (54), en comunicación con un fluido a presión en el puerto de entrada;

una válvula de descarga (56) en comunicación con el fluido a presión en un pasaje de descarga de la válvula de llenado;

una válvula de asiento de entrada (36) y una válvula de asiento de escape (80);

un pasaje de flujo de salida (34) en comunicación con el fluido a presión cuando la válvula de asiento de entrada (36) se mueve a una posición abierta de la válvula de asiento de entrada, comunicándose el pasaje de flujo de salida (34) con el puerto de salida (30) y un pasaje común de escape/salida (86) normalmente aislado del puerto de escape cuando la válvula de asiento de escape está en una posición cerrada de la válvula de asiento de escape; y

un pasaje de entrada y llenado (62) que proporciona comunicación de fluido entre un pasaje de flujo de entrada (58) y la válvula de llenado (54), y aislado de cada uno de, el pasaje de flujo de salida (34), el pasaje común de escape/salida (86) y los puertos de salida y escape en todas las condiciones operativas del controlador, comunicándose el pasaje de entrada y llenado (62) con el pasaje de entrada (58) y estando continuamente presurizado por el fluido a presión en el pasaje de entrada; y caracterizado porque incluye un primer dispositivo de señalización de presión (110) adaptado para emitir una señal de presión detectada, colocado en el pasaje de descarga aguas abajo de la válvula de llenado (54) para aislar el dispositivo de señalización de presión del fluido en el puerto de salida.

Controlador de presión proporcional

La presente divulgación se refiere a controladores de presión proporcional, adaptados para su uso en sistemas neumáticos.

Esta sección proporciona información de antecedentes relacionada con la presente divulgación, que no necesariamente es técnica anterior.

Los controladores de presión proporcional a menudo incluyen válvulas internas principales que se desplazan para permitir que un fluido a presión se descargue a un dispositivo de accionamiento, mientras controlan la presión de operación del fluido en el dispositivo de accionamiento. Las válvulas principales comúnmente se reubican utilizando operadores de solenoide. Esta configuración aumenta peso y el gasto del controlador, y requiere una corriente eléctrica significativa para reubicar las válvulas principales.

Los controladores de presión proporcional conocidos, como se muestra en el documento US 4 316 486, también a menudo son susceptibles a estar por debajo o por encima de la presión del sistema, en el que debido a la masa y al tiempo de operación de las válvulas principales, la señal para reducir o detener el flujo de fluido a presión al dispositivo de accionamiento, puede producirse demasiado pronto o demasiado tarde, para evitar que no se alcance o se exceda la presión dé operación deseada. Cuando esto ocurre, el sistema de control que opera los accionadores de solenoide empieza una secuencia rápida de apertura y cierre, de manera que el controlador "caza" la presión de operación deseada. Esta rápida operación se conoce como "navegación a motor" y también incrementa el desgaste del controlador y los costes de operación.

Esta sección proporciona un sumario general de la divulgación y no es una divulgación extensa de su ámbito completo o todas sus características.

De acuerdo con varias realizaciones, un controlador de presión proporcional incluye: un conjunto controlador que incluye un cuerpo que tiene unos puertos de entrada, salida y escape; una válvula de llenado que está en comunicación con un fluido a presión en el puerto de entrada; una válvula de descarga, que está en comunicación con el fluido a presión en un pasaje de descarga de la válvula de llenado; y una válvula de asiento de entrada y una válvula de asiento de escape. Un pasaje de flujo de salida está en comunicación con el fluido a presión cuando la válvula de asiento de entrada se mueve a una posición abierta de la válvula de asiento de entrada. El pasaje para flujo de salida se comunica con el puerto de salida y un pasaje común de salida/escape normalmente aislado del puerto de escape cuando la válvula de asiento de escape está en una posición cerrada de la válvula de asiento de escape. Un pasaje de entrada de llenado proporciona comunicación de fluido entre el pasaje de entrada y la válvula de llenado, y está aislado de cada uno del pasaje de flujo de salida, el pasaje común de escape/salida y los puertos de salida y escape, en todas las condiciones operativas del controlador. El pasaje de entrada de llenado se comunica con el pasaje de entrada y se somete a presión continuamente mediante el fluido a presión en el pasaje de entrada. Un sensor de presión está colocado en el pasaje de descarga para aislar el sensor de presión del fluido en el puerto de salida.

De acuerdo con realizaciones adicionales, un controlador de presión proporcional incluye un cuerpo controlador que incluye: puertos de entrada, salida y escape; un pasaje de entrada y un pasaje de salida, comunicando el pasaje de entrada un flujo de fluido a presión desde el puerto de entrada al pasaje de salida, y comunicando el pasaje de salida el flujo de fluido a presión desde el pasaje de entrada al puerto de salida; y un pistón colocado en manera deslizable en el cuerpo controlador. Un pasaje receptor está aislado de cualquiera de los pasajes de entrada y de salida y de los puertos de entrada, salida y escape en cada una de una condición de operación abierta, cerrada y escape del controlador. El pasaje receptor conecta en forma de fluido con una cámara aguas arriba del pistón y con una cámara de presurización de la válvula de escape. Una válvula de asiento de entrada colocada de manera deslizable está adaptada para aislar el pasaje de salida del pasaje de entrada en una posición cerrada de la válvula de asiento de entrada. La válvula de asiento de entrada normalmente se deriva a la posición cerrada de la válvula de asiento de entrada. Una válvula de asiento de escape colocada de manera deslizable normalmente se mantiene en una posición cerrada de la válvula de asiento de escape mediante el fluido a presión en la cámara de presurización de la válvula de escape. La válvula de asiento de escape está adaptada para aislar el pasaje de salida del puerto de escape en la posición cerrada de la válvula de asiento de escape.

De acuerdo con otras realizaciones, un controlador de presión proporcional incluye un conjunto controlador que tiene posiciones de controlador abierta, cerrada/presión lograda y de escape. El conjunto controlador también incluye: un cuerpo que tiene unos puertos de entrada, salida y escape y un pasaje común de salida/escape; una válvula de llenado en comunicación con un fluido a presión en el puerto de entrada; una válvula de descarga en comunicación con el fluido a presión en un pasaje de descarga de la válvula de llenado; y un pistón colocado de manera deslizable en el cuerpo, en comunicación con una cámara de presurización de pistón y desplazado en respuesta al fluido a presión que entra a la cámara de presurización del pistón. Una válvula de asiento de entrada que contacta con el pistón se coloca de manera deslizable en el cuerpo. La válvula de asiento de entrada normalmente se deriva a una posición cerrada de la válvula de asiento de entrada en la posición de controlador cerrada. La válvula de asiento de

entrada es móvil mediante el desplazamiento del pistón a una posición abierta de la válvula de asiento de entrada que define la posición abierta del controlador. Una válvula de asiento de escape está colocada de manera deslizable en el cuerpo y se mantiene en una posición cerrada de la válvula de asiento de escape mediante la presión del fluido dirigida a través de la válvula de llenado que actúa en una cara de extremo de la válvula de asiento de escape. La 5 presión de fluido crea una mayor fuerza que la fuerza debida a la presión en el pasaje común de escape/salida del cuerpo que actúa en una cara opuesta de la válvula de asiento de escape. La válvula de asiento de escape aísla el fluido a presión del puerto de escape cuando está en la posición cerrada.

De acuerdo con realizaciones adicionales, un controlador de presión proporcional incluye un conjunto controlador que tiene condiciones de controlador abierta, cerrada/presión lograda y escape. El conjunto controlador también 10 incluye: un cuerpo que tiene unos puertos de entrada, salida y escape y un pasaje común de escape/salida; y un sistema de válvula adaptado para controlar el flujo de un fluido a presión. Una válvula de asiento de entrada está colocada de manera deslizable en el cuerpo y se deriva normalmente a una posición cerrada de la válvula de asiento de entrada que define la condición cerrada del controlador. La válvula de asiento de entrada es móvil a una posición abierta de la válvula de asiento de entrada que define la condición abierta del controlador mediante el fluido a 15 presión dirigido a través del sistema de válvulas. Una válvula de asiento de escape se coloca de manera deslizable en el cuerpo y se mantiene en una posición cerrada de la válvula de asiento de escape mediante la presión de fluido dirigida a través del sistema de la válvula en una cámara de presurización de válvula de escape. Un pasaje de flujo de salida está en comunicación con el fluido a presión desde el puerto de entrada, cuando la válvula de asiento de entrada se mueve a la posición abierta de la válvula de asiento de entrada. El pasaje de flujo de salida se comunica 20 con el puerto de salida y el pasaje común de escape/salida normalmente se aísla del puerto de escape, cuando la válvula de asiento de escape está en la posición cerrada de la válvula de asiento de escape. Un pasaje de entrada de llenado proporciona comunicación de fluido entre el pasaje de entrada y el sistema dé válvula. El pasaje de entrada de llenado está aislado de cada uno del pasaje de flujo de salida, el pasaje común de escape/salida y los puertos de salida y escape en todas las condiciones operativas del controlador. El pasaje de entrada de llenado se 25 comunica con y se somete a presión continuamente mediante el fluido a presión en el pasaje de entrada.

Áreas adicionales de aplicabilidad... [Seguir leyendo]

1. Un controlador de presión proporcional (10), que comprende:

un conjunto controlador que incluye:

un cuerpo que tiene unos puertos de entrada (28), salida (30) y escape (32);

una válvula de llenado (54), en comunicación con un fluido a presión en el puerto de entrada;

una válvula de descarga (56) en comunicación con el fluido a presión en un pasaje de descarga de la válvula de llenado;

una válvula de asiento de entrada (36) y una válvula de asiento de escape (80);

un pasaje de flujo de salida (34) en comunicación con el fluido a presión cuando la válvula de asiento de entrada (36) se mueve a una posición abierta de la válvula de asiento de entrada, comunicándose el pasaje de flujo de salida (34) con el puerto de salida (30) y un pasaje común de escape/sallda (86) normalmente aislado del puerto de escape cuando la válvula de asiento de escape está en una posición cerrada de la válvula de asiento de escape; y

un pasaje de entrada y llenado (62) que proporciona comunicación de fluido entre un pasaje de flujo de entrada (58) y la válvula de llenado (54), y aislado de cada uno de, el pasaje de flujo de salida (34), el pasaje común de escape/salida (86) y los puertos de salida y escape en todas las condiciones operativas del controlador, comunicándose el pasaje de entrada y llenado (62) con el pasaje de entrada (58) y estando continuamente presurlzado por el fluido a presión en el pasaje de entrada; y caracterizado porque Incluye un primer dispositivo de señalización de presión (110) adaptado para emitir una señal de presión detectada, colocado en el pasaje de descarga aguas abajo de la válvula de llenado (54) para aislar el dispositivo de señalización de presión del fluido en el puerto de salida.

2. Un controlador de presión proporcional (10) de acuerdo con la reivindicación 1, que también incluye:

un pistón (44) en comunicación de fluido con la válvula de llenado (54) y adaptado para mover la válvula de asiento de entrada (36) desde una posición cerrada a la posición abierta de la válvula de asiento de entrada;

una cámara (68) aguas arriba del pistón; y

un pasaje de descarga de válvula (64) en comunicación con el fluido a presión de la válvula de llenado (54), que proporciona el fluido a presión a cada una de la cámara de presurización (78) de la válvula (80) de la cámara, estando aislado el pasaje de descarga de válvula (64) de cada uno de, el pasaje de flujo de salida (34), el pasaje común de escape/salida (86), y el puerto de salida (30) en todas las condiciones operativas del controlador.

3. Un controlador de presión proporcional (10) de acuerdo con la reivindicación 1 ó 2, en el que la válvula de asiento de entrada (36) está dispuesta de manera deslizable en el cuerpo y normalmente está presionada a una posición cerrada de la válvula de asiento de entrada definiendo una condición cerrada del controlador, siendo la válvula de asiento de entrada (36) desplazable a la posición abierta de la válvula de asiento de entrada (36) por el fluido a presión dirigido a través de la válvula de llenado (54) que resulta de la apertura de la válvula de llenado, definiendo una condición abierta del controlador; y en el que la válvula de asiento de escape (80) está dispuesta de manera deslizable en el cuerpo y se mantiene en la posición cerrada de la válvula de asiento de escape (80) por la presión del fluido dirigida a través de la válvula de llenado (54), aislando la válvula de asiento de escape (80) el fluido a presión del puerto de escape (32).

4. Un controlador de presión proporcional (10) de acuerdo con cualquier reivindicación anterior, en el que cuando la válvula de llenado (54) está cerrada y la válvula de descarga (56) está abierta, un pasaje de salida de válvula de descarga (98) en comunicación de fluido con el puerto de escape (32) permite que el pasaje de descarga de válvula (64) se despresurice a través del puerto de escape y permite que la válvula de escape (80) se abra ventilando el pasaje de flujo de salida (34) y el pasaje común de escape/salida (86) a través del puerto de escape.

5. Un controlador de presión proporcional (10) de acuerdo con la reivindicación 1, que también incluye:

un pistón (44) dispuesto de manera deslizable en el cuerpo;

un pasaje de recepción (92) aislado de cualquiera de los pasajes de flujo de entrada y de salida y de los puertos de entrada (28), salida (30) y escape (32) en cada condición operativa abierta, cerrada y de escape del controlador, conectándose el pasaje de recepción (92) fluídicamente con una cámara aguas arriba del pistón y con una cámara de presurización (76) de la válvula de escape;

estando adaptada la válvula de asiento de entrada (36) para aislar el pasaje de flujo de salida (34) del pasaje de flujo de entrada (58) en una posición cerrada de la válvula de asiento de entrada, estando la válvula de asiento de entrada (36) normalmente presionada a la posición cerrada de la válvula de asiento de entrada; y

manteniéndose normalmente la válvula de asiento de escape (80) en una posición cerrada de la válvula de asiento de escape mediante el fluido a presión en la cámara de presurización (76) de la válvula de escape, estando adaptada la válvula de asiento de escape (80) para aislar el pasaje de flujo de salida del puerto de escape (32) en la posición cerrada de la válvula de asiento de escape.

6. Un controlador de presión proporcional (10) de acuerdo con la reivindicación 5, que también incluye una pared de limitación (45) colocada entre el pistón (44) y la válvula de asiento de entrada (36) que tiene cuando menos una abertura (47) que permite flujo de fluido a través de la pared de limitación (45).

7. Un controlador de presión proporcional (10) de acuerdo con la reivindicación 5 ó 6, en el que la válvula de asiento de entrada (36) Incluye:

una cavidad de válvula (50) que recibe un elemento de empuje (40) que opera para empujar normalmente la válvula de asiento de entrada (36) en una dirección cerrada de la válvula de entrada; y un anillo de asiento (46) adaptado para contactar de manera estanca con un asiento de válvula.

8. Un controlador de presión proporcional (10) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 5 a 7, en el que la válvula de asiento de entrada es desplazable a la posición abierta de la válvula de asiento de entrada cuando el fluido a presión se dirige a través del pasaje de recepción (66) a la cámara del pistón (68), actuando el fluido a presión en un área superficial (70) del pistón que es más grande que un área superficial de la válvula de asiento de entrada (36), creando una fuerza que opera para mover el pistón (44) que empuja la válvula de asiento de entrada (36) a la posición abierta de la válvula de asiento de entrada.

9. Un controlador de presión proporcional (10) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 5 a 8, en el que la válvula de asiento de entrada (36) Incluye un vástago (43) que se extiende axialmente desde la válvula de asiento de entrada (36) adaptado para contactar con el pistón (44), en el que la presurización de la cámara del pistón induce el movimiento del pistón que contacta con el vástago (43), para inducir el movimiento deslizante de la válvula de asiento de entrada (36) a la posición abierta de la válvula de asiento de entrada.

10. Un controlador de presión proporcional (10) de acuerdo con la reivindicación 1, en el que la válvula de asiento de entrada (36) está colocada de manera deslizable en una cámara a presión, estando la cámara a presión en comunicación de fluido con el pasaje de flujo de salida (34) a través de un orificio (112) dimensionado para controlar una velocidad operativa de la válvula de asiento de entrada.

11. Un controlador de presión proporcional (10) de acuerdo con la reivindicación 2, en el que:

el controlador incluye unas porciones de cuerpo de entrada (24), de escape (26) y central (22), estando conectadas las porciones de cuerpo de entrada y de escape de manera liberable y estanca a la porción de cuerpo central;

los puertos de entrada, salida y escape están creados en la porción de cuerpo central;

la porción de cuerpo central recibe la válvula de entrada (36) y la válvula de escape (80);

la válvula de asiento de entrada (36) y el pistón (44) están colocados de manera deslizable en la porción de cuerpo de entrada (24); y

la válvula de asiento de escape (80) está colocada de manera deslizable en la porción de cuerpo de escape (26).

12. Un controlador de presión proporcional (10) de acuerdo con la reivindicación 2, en el que la válvula de llenado (54) en comunicación con el pasaje de entrada y llenado (62), opera para aislar el fluido a presión de las válvulas de asiento de entrada (36) y de escape (80) cuando la válvula de llenado está en una posición cerrada, y cuando está abierta permite que el flujo del fluido a presión actúe sobre una cara de extremo del pistón y una cara de extremo de la válvula de escape.

13. Un controlador de presión proporcional (10) de acuerdo con la reivindicación 12, en el que;

la válvula de descarga (56), cuando está abierta, disminuye una presión del fluido a presión que actúa sobre la cara de extremo (70) del pistón y la cara de extremo (78) de la válvula de escape; y

la válvulas de descarga (56) y la válvula de llenado (54) comprenden, cada una, una válvula accionada por solenolde.

14. Un controlador de presión proporcional (10) de acuerdo con cualquier reivindicación anterior, que también incluye:

un sistema de control adaptado para recibir la señal de presión detectada desde el primer dispositivo de señalización de presión (110) y controlar las válvulas de llenado (54) y descarga (56); y

un segundo dispositivo de señalización de presión (126) colocado en un pasaje de flujo de salida (34) del

puerto de salida (30) adaptado para emitir una segunda señal de presión detectada que se recibe por el sistema de control para afinar el control de las válvulas de llenado (54) y descarga (56).

15. Un controlador de presión proporcional (10) de acuerdo con cualquier reivindicación anterior, en el que las válvulas de llenado (54) y descarga (56) son válvulas de llenado y descarga operadas con aire, que tiene la válvula

de llenado en comunicación con el pasaje de entrada (62) de la válvula de llenado.