Actuador de válvula.

Actuador (1) de válvula que incluye:

- un alojamiento (2),

- un motor (4) acoplado a la válvula, en el que la rotación del motor (4) cambia la posición de la válvula de una primera posición en la que puede tener lugar un flujo de fluido a lo largo de al menos una trayectoria y una segunda posición en la que el flujo de fluido o bien está bloqueado o bien puede tener lugar a lo largo de al menos una segunda trayectoria, suministrándose a dicho motor (4) normalmente energía eléctrica procedente de una fuente principal de energía eléctrica,

- al menos un sensor (24,132) configurado para detectar la posición de la válvula y/o la velocidad de válvula,

- un conmutador (16) que controla la entrega de energía eléctrica al motor (4),

- un sistema (19) de circuitos de energía conectado al conmutador (16),

- un controlador (20) conectado al al menos un sensor (24,132) y al sistema (19) de circuitos de energía, recopilando dicho controlador (20) en tiempo real datos relativos a la posición y/o la velocidad de la válvula y datos relativos al ajuste de energía, caracterizado porque el controlador calcula la corrección de posición y/o velocidad de manera proporcional a los errores entre los datos recopilados relativos a la posición y/o la velocidad de la válvula y los datos recopilados relativos al ajuste de energía, y enviando un nuevo ajuste de energía al sistema (19) de circuitos de energía, en el que el sistema (19) de circuitos de energía amplifica la señal del controlador.

Actuador de válvula Sector de la técnica

La presente invención se refiere, en general, a un actuador de válvula. Se refiere más particularmente a un actuador de válvula para accionar una válvula, tal como una válvula de combustible por ejemplo, destinado particularmente, pero no necesariamente de manera exclusiva, a conectarse a una unidad de control electrónico y/o a otro actuador de válvula.

Estado de la técnica

Los actuadores de válvula encuentran una amplia aplicación y se usan de manera destacable en sistemas de repostaje convencionales a bordo de aeronaves.

El documento WO 99/6291 describe un actuador de válvula según el preámbulo de la reivindicación 1.

Los actuadores de válvula generalmente tienen todos un control de procesador para configurar, monitorizar y controlar el actuador. Los factores de control claves incluyen la posición del actuador, es decir la posición de la válvula, y el par motor del actuador (principalmente para actuadores de salida giratorios) y el empuje (principalmente para actuadores de salida lineales). En un actuador de salida giratorio, por ejemplo, la posición de la válvula se determina normalmente contando las revoluciones o parte de una revolución del árbol de salida giratorio accionado mediante un codificador giratorio. La carga generada en el árbol de salida de actuador en un actuador de este tipo se determina normalmente mediante medios mecánicos, tales como mediante un medidor de esfuerzos o mediante un transductor para medir presiones. La carga también puede determinarse a partir de una corriente relacionada con el par motor en el motor.

Además, los actuadores de válvula también tienen generalmente capacidad de funcionamiento a prueba de fallos si, por ejemplo, hay una caída de tensión. Con este fin, la mayoría de actuadores incorporan además un mecanismo de retorno por resorte de compresión para devolver el actuador a la posición a prueba de fallos deseada.

Sin embargo, este tipo de actuador de válvula presenta el inconveniente de proporcionar un golpe de ariete en caso de sobrepresión.

Además, en sistemas de repostaje de aeronaves, estos actuadores de válvula sólo permiten una regulación general tal como se da a conocer en el documento US28/173762. Este documento da a conocer un sistema de repostaje de aeronave que permite aumentar las tasas de repostaje, en el que se montan estranguladores de flujo de combustible en las tuberías de repostaje de la aeronave que restringen el caudal de combustible de las tuberías de repostaje al interior de los depósitos de combustible. También se proporcionan válvulas de combustible para permitir desconectar cada depósito de las tuberías de repostaje. Mediante un regulador de presión de combustible a bordo de la aeronave se realiza una regulación general para definir la presión máxima en las tuberías de repostaje. Este tipo de regulación general no es adecuado cuando hay una necesidad de rellenar más un depósito de combustible específico. Por tanto, el circuito de combustible a bordo de una aeronave no siempre puede optimizarse según las necesidades concretas.

Por tanto, existe una necesidad de actuadores de válvula que eviten el golpe de ariete cuando aparece una sobrepresión y que permitan un nuevo modo de rellenar los respectivos depósitos de combustible de una aeronave de manera destacable.

Objeto de la invención

Realizaciones de la presente invención proporcionan un actuador de válvula que Incluye:

- un alojamiento

- un motor acoplado a la válvula, en el que la rotación del motor cambia la posición de la válvula de una primera posición en la que puede tener lugar un flujo de fluido a lo largo de al menos una trayectoria y una segunda posición en la que el flujo de fluido o bien está bloqueado o bien puede tener lugar a lo largo de al menos una segunda trayectoria, suministrándose a dicho motor normalmente energía eléctrica procedente de una fuente principal de energía eléctrica,

- al menos un sensor configurado para detectar la posición de la válvula y/o la velocidad de válvula,

- un conmutador que controla la entrega de energía eléctrica al motor,

- un sistema de circuitos de energía conectado al conmutador;

el actuador de válvula incluye además un controlador conectado al al menos un sensor y al sistema de circuitos de energía, recopilando dicho controlador en tiempo real datos relativos a la posición y/o la velocidad de la válvula y datos relativos al ajuste de energía, calculando la corrección de posición y/o velocidad de manera proporcional a los errores entre los datos recopilados relativos a la posición y/o la velocidad de la válvula y los datos recopilados relativos al ajuste de energía, y enviando un nuevo ajuste de energía para el sistema de circuitos de energía, en el que el sistema de circuitos de energía amplifica la señal del controlador.

La válvula es una válvula de bola que comprende un conjunto de engranaje reductor que acopla el motor a la válvula. Dicho motor es un motor sin escobillas.

Por consiguiente, los ajustes de energía enviados por el controlador al sistema de circuitos de energía son función de al menos un parámetro.

Según una característica específica, el ajuste de energía enviado por el controlador al sistema de circuitos de energía es función del tiempo.

Además, el ajuste de energía enviado por el controlador al sistema de circuitos de energía está almacenado preferiblemente en una memoria no volátil.

Por consiguiente, el ajuste de energía es función del tiempo según la siguiente ecuación:

ajuste de energía = at3 - bt2 + ct en la que a, b y c son constantes y t es el tiempo expresado en segundos.

Además, el actuador de válvula comprende además medios para detectar un fallo del motor.

Según una característica específica, el controlador comprende además medios para conectar dicho controlador a una unidad de control electrónico (ECU) adaptada para conectarse con una pluralidad de actuadores de válvula.

Según otra característica, el controlador comprende además medios para conectar dicho controlador a al menos otro actuador de válvula.

Además, el motor comprende un sensor Hall para detectar la posición y/o la rotación de dicho motor.

Dicho conjunto de engranaje reductor que acopla el motor a la válvula incluye un engranaje de tornillo sin fin.

Opcionalmente, el conjunto reductor incluye además una palanca conformada para girarse manualmente o bien agarrándola o bien usando una herramienta y el conjunto reductor incluye además un conjunto de embrague que conecta la palanca al vástago de válvula y al conjunto de engranaje.

Según otra característica, el controlador incluye medios para calcular la corrección de posición y/o velocidad de manera proporcional a los errores entre los datos recopilados relativos a la posición y/o la velocidad de la válvula y los datos recopilados relativos al ajuste de energía.

Preferiblemente, el actuador de válvula comprende además medios adaptados para detectar un fallo en el actuador de válvula, tal como un fallo del controlador, un error de posición de la válvula, o una sobreintensidad, por ejemplo.

Además, la apertura y/o el cierre de la válvula se accionan con una velocidad constante cuando se detecta un fallo en el actuador de válvula.

Otras características y ventajas de la invención resultarán evidentes para los expertos en la técnica durante la descripción que sigue, dada a modo de ejemplo no limitativo, con referencia a los dibujos adjuntos.

Descripción de las figuras

La figura 1 es una vista en perspectiva de un actuador de válvula según la presente invención;

la figura 2 es una vista en perspectiva del interior del actuador de válvula según la invención;

la figura 3 muestra las diferentes partes del sistema de circuitos del actuador de válvula según la invención;

las figuras 4A y 4B muestran respectivas vistas esquemáticas de una válvula de bola dirigida por el actuador de válvula según la invención, en una posición cerrada y respectivamente en una posición abierta;

la figura 5 es un esquema del procedimiento seguido por el actuador de válvula según la invención; la figura 6 es un esquema de la electrónica del actuador de válvula;

la figura 7 es una gráfica del ajuste de energía enviado por el controlador al sistema de circuitos de energía en función del tiempo;

la figura 8 muestra esquemáticamente un equipo de repostaje de aeronave que incluye actuadores de válvula según la invención.

Descripción detallada de la invención

En las diversas figuras se usan... [Seguir leyendo]

1. Actuador (1) de válvula que incluye:

- un alojamiento (2),

- un motor (4) acoplado a la válvula, en el que la rotación del motor (4) cambia la posición de la válvula de una primera posición en la que puede tener lugar un flujo de fluido a lo largo de al menos una trayectoria y una segunda posición en la que el flujo de fluido o bien está bloqueado o bien puede tener lugar a lo largo

de al menos una segunda trayectoria, suministrándose a dicho motor (4) normalmente energía eléctrica

procedente de una fuente principal de energía eléctrica,

- al menos un sensor (24,132) configurado para detectar la posición de la válvula y/o la velocidad de válvula,

- un conmutador (16) que controla la entrega de energía eléctrica al motor (4),

- un sistema (19) de circuitos de energía conectado al conmutador (16),

- un controlador (2) conectado al al menos un sensor (24,132) y al sistema (19) de circuitos de energía,

recopilando dicho controlador (2) en tiempo real datos relativos a la posición y/o la velocidad de la válvula y datos relativos al ajuste de energía, caracterizado porque el controlador calcula la corrección de posición y/o velocidad de manera proporcional a los errores entre los datos recopilados relativos a la posición y/o la velocidad de la válvula y los datos recopilados relativos al ajuste de energía, y enviando un nuevo ajuste de 25 energía al sistema (19) de circuitos de energía, en el que el sistema (19) de circuitos de energía amplifica la

señal del controlador.

2. Actuador de válvula según la reivindicación 1, en el que la válvula es una válvula de bola.

3.

4. 35

6.

7.

8.

9.

Actuador de válvula según la reivindicación 1 ó 2, en el que comprende además un conjunto de engranaje reductor que acopla el motor (4) a la válvula.

Actuador de válvula según una cualquiera de las reivindicaciones 1-3, en el que el motor (4) es un motor sin escobillas.

Actuador de válvula según una cualquiera de las reivindicaciones 1-4, en el que los ajustes de energía enviados por el controlador (2) al sistema (19) de circuitos de energía es función de al menos un parámetro.

Actuador de válvula según la reivindicación 5, en el que el ajuste de energía enviado por el controlador (2) al sistema (19) de circuitos de energía es función del tiempo.

Actuador de válvula según una cualquiera de las reivindicaciones 5 ó 6, en el que el ajuste de energía enviado por el controlador (2) al sistema (19) de circuitos de energía está almacenado en una memoria

(29) no volátil.

Actuador de válvula según la reivindicación 6, en el que el ajuste de energía es función del tiempo según la siguiente ecuación:

ajuste de energía = at3 - bt2 + ct

en la que a, b y c son constantes y t es el tiempo expresado en segundos.

Actuador de válvula según una cualquiera de las reivindicaciones 1-8, en el que comprende además medios para detectar un fallo del motor.

1. Actuador de válvula según una cualquiera de las reivindicaciones 1-9, en el que el controlador (2) comprende además medios para conectar dicho controlador (2) a una unidad de control electrónico (ECU) adaptada para conectarse con una pluralidad de actuadores (1) de válvula.

11. Actuador de válvula según una cualquiera de las reivindicaciones 1-1, en el que el controlador (2) comprende además medios para conectar dicho controlador (2) a al menos otro actuador (1) de válvula.

12. Actuador de válvula según una cualquiera de las reivindicaciones 1-11, en el que el motor (4) comprende un

sensor (24) Hall para detectar la posición y/o la rotación de dicho motor (4).

13.	Actuador de válvula según una cualquiera de las reivindicaciones 1-12, en el que el conjunto de engranaje reductor que acopla el motor (4) a la válvula incluye un engranaje (11,12) de tornillo sin fin.
14.	Actuador de válvula según la reivindicación 13, en el que el conjunto reductor incluye además una palanca conformada para girarse manualmente o bien agarrándola o bien usando una herramienta.
	Actuador de válvula según la reivindicación 14, en el que el conjunto reductor incluye además un conjunto de embrague que conecta la palanca al vástago de válvula y al conjunto de engranaje.
16.	Actuador de válvula según una cualquiera de las reivindicaciones 1-15, en el que el controlador (2) incluye medios para calcular la corrección de posición y/o velocidad de manera proporcional a los errores entre los datos recopilados relativos a la posición y/o la velocidad de la válvula y los datos recopilados relativos al ajuste de energía.
17.	Actuador de válvula según una cualquiera de las reivindicaciones 1-16, en el que comprende además medios adaptados para detectar un fallo en el actuador (1) de válvula, tal como un fallo del controlador (2), un error de posición de la válvula, o una sobreintensidad, por ejemplo.
18.	Actuador de válvula según la reivindicación 17, en el que la apertura y/o el cierre de la válvula se acciona con una velocidad constante cuando se detecta un fallo en el actuador (1) de válvula.