BR112018001912B1 - Dispositivo de combinação, método para travar uma haste de pistão de um atuador de cilindro pneumático em uma posição de extremidade de curso, e método para configurar um dispositivo de combinação para um dispositivo de teste de curso parcial - Google Patents

Abstract

DISPOSITIVO DE COMBINAÇÃO PARA TRAVAMENTO E TESTE DE CURSOPARCIAL DE ATUADORES DE VÁLVULA. Trata-se de um dispositivo de combinação (102) configurado para efetuar o travamento e teste de curso parcial para um atuador que tem uma haste de pistão (104) que proporciona movimento linear e conectada a um bloco-guia (108) em um atuador, em que o dispositivo de combinação inclui um alojamento de dispositivo (102a) que tem um furo de alojamento, em que o alojamento de dispositivo é adaptado para montar em um receptáculo no atuador que alinha um furo de alojamento de dispositivo coaxialmente em relação ao eixo geométrico de movimento translacional da haste de pistão; uma haste de extensão (109) adaptada para ser fixada ao bloco-guia conectado à haste de pistão; pelo menos duas corrediças ou uma manga de índice de furo perfilada (106) disposta no alojamento de dispositivo que quando engatada fornece um meio de restrição do movimento da haste de extensão em um modo que impeça que a dita haste de extensão se mova e, em uso, que um elemento acionador do atuador gire em relação a um alojamento de atuador; uma cobertura de alojamento montada sobre o alojamento de dispositivo em que a cobertura de alojamento protege (...).

Description

CAMPO TÉCNICO

[001] A presente invenção se refere ao campo de dispositivos de travamento para impedir a operação de um atuador de válvula e ao campo de dispositivos de teste de curso parcial de válvula, que permitem apenas uma extensão predeterminada de movimento para o atuador de válvula.

DESCRIÇÃO DO ESTADO DA TÉCNICA

[002] O equipamento de segurança em usinas de processo industrial com instalações de tubulações e válvulas inclui tipicamente válvulas de parada de emergência (doravante no presente documento, também "válvulas ESD"), válvulas de purga e válvulas de desvio para impedir o acúmulo de pressão em seções a montante ou a jusante. Essas válvulas normalmente permanecem abertas ou fechadas, mas são acionadas rapidamente para isolar seções de tubulação para interromper fluxo adicional ou desvio do fluxo, por razões de segurança de emergência. A atuação em válvulas ESD usa atuador de falha-fechamento que é inclinado para fechar a válvula, que normalmente é mantida em uma posição aberta por pressão pneumática. Estas válvulas fecham-se automaticamente pela ação da mola ou pelo fornecimento pneumático de reserva após a perda da pressão do ar da linha devido a uma falha do sistema de pressão ou em resposta a um sinal de comando de parada de emergência. Os regulamentos exigem testes periódicos de tais sistemas instrumentados de segurança para garantir que a válvula e todos os elementos de controle estejam totalmente operacionais em caso de emergência.

[003] Os dispositivos de teste de curso parcial (doravante no presente documento, também "PST") preenchem essa exigência de teste sem ter que parar completamente a válvula, o que pode interromper ou ser prejudicial ao processo normal. Um dispositivo PST típico é ensanduichado entre a válvula e o atuador com um batente mecânico engatado para permitir apenas um movimento giratório parcial do membro que opera a válvula, ou tem um batente mecânico inserido na trajetória de translação (significando, relacionando-se a ou envolvendo o movimento uniforme em uma direção) da haste de pistão do atuador pneumático, permitindo apenas curso linear parcial.

[004] No entanto, a segurança operacional também requer dispositivos de travamento que são necessários para impedir que o atuador opere sob a potência de fluido durante a manutenção e reparos. Isso é tipicamente cumprido por um dispositivo adicional e, frequentemente, sofre por ser singular em sua orientação e ponto de ação, enquanto que os atuadores são invariavelmente dotados de um ajuste de sobrepercurso para compensar a posição de fechamento verdadeira da válvula. O desafio é combinar todas essas exigências com um mecanismo de compensação que seja compatível com a posição de travamento do atuador para a posição fechada verdadeira da válvula, depois de ter ajustado as paradas de percurso do atuador.

[005] Uma solução para fornecer um dispositivo de combinação com seu mecanismo exclusivo para compensar a variabilidade na posição de fechamento verdadeira da válvula e realizar ambas dessas funções por operação manual ou remota, é o assunto dessa revelação. As elaborações ou modalidades vantajosas da revelação são os objetos da presente revelação.

[006] Alguns exemplos da técnica anterior em aparelho de teste de válvula de curso parcial e travamento são mostrados nas Figura A, Figura B e Figura C.

[007] A Figura A mostra um dispositivo mecânico típico que é encaixado entre o atuador e a válvula giratória, o eixo de acoplador conecta a haste da válvula ao elemento de acionamento de atuador. O movimento giratório do membro de acionamento de válvula é completamente restrito por uma cavilha de batente engatada no alojamento de dispositivo e a extremidade da cavilha de batente se situa em um orifício ou reentrância no eixo de acoplador para travar o movimento giratório do acoplador e, desse modo, o atuador e a válvula. O dispositivo pode ser adicionalmente travado pelo engate de um pino de trava através do alojamento e a cavilha de batente e um cadeado engatado no pino de trava. Esses tipos de dispositivo são singulares em sua função apenas como um aparelho de travamento e não realizam o teste de válvula de curso parcial.

[008] A Figura B mostra uma disposição para engatar um pino de batente na trajetória da haste de pistão do atuador ou a sua extensão, para restringir o movimento linear da haste de pistão em um dispositivo de teste de válvula de curso parcial. O curso de retorno por mola é restrito a uma extensão predeterminada pequena quando o pino de batente é inserido no alojamento do dispositivo, à medida que a face de extremidade da haste de pistão entra em contato com o pino de batente após o curso parcial e é mecanicamente restrito pelo pino de movimento adicional.

[009] A Figura C mostra um dispositivo de teste de válvula de curso parcial que é encaixado entre uma válvula giratória e o atuador com o eixo de acoplador do dispositivo adaptado para conectar a haste da válvula ao membro de acionamento do atuador. O dispositivo tem tipicamente esse eixo de acoplador chaveado para um membro giratório, segmentado para fornecer uma superfície plana radial que se apoia em um batente de came que quando engatado, bloqueia o movimento giratório do segmento e, desse modo, o atuador e a válvula. As duas posições de extremidade do eixo de came selecionam entre os modos de operação e de teste do dispositivo. Esses tipos de dispositivo são singulares em sua função como apenas um aparelho de teste de válvula de curso parcial e não travam o atuador.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

[0010] A presente revelação se refere a modalidades para um dispositivo mecânico confiável e robusto, que quando adaptado a um atuador de válvula alimentado por fluido, desempenha duplas funções de um dispositivo de travamento e de teste de curso parcial, com capacidade de suportar a força total do atuador pneumático. Configurado como um dispositivo de travamento, impede um movimento linear do atuador de cilindro pneumático quando o cilindro é pressurizado.

[0011] Essa revelação pertence aos mecanismos em uma modalidade exemplificadora de um único dispositivo mecânico que combina a funcionalidade de um dispositivo de travamento que impede que um atuador pneumático de válvula opere por potência de fluido em um modo como um dispositivo de teste de válvula de curso parcial no outro modo, o que permite apenas uma extensão predeterminada do movimento do atuador.

[0012] O dispositivo de teste de curso parcial encontra o uso mais comum nos testes para a resposta antecipada dos controles em um atuador de válvula em um teste de inserção de falha. Tal dispositivo deve permitir apenas um pequeno movimento da haste de válvula, de modo que não afete adversamente o fluxo de tubulação e parâmetros de processo. Essa revelação torna tal dispositivo facilmente configurável em campo para um dispositivo duplo como um dispositivo de travamento também, que impede o movimento do atuador quando solicitado durante a manutenção.

[0013] Em um aspecto como um aparelho de travamento, o dispositivo tem um mecanismo de ativação para impedir o movimento linear da haste de pistão do atuador e é ajustado para travar o atuador e, desse modo, a válvula é travada em uma posição aberta ou fechada, normalmente no fim do curso. Esse pode ser adicionalmente travado em qualquer posição com um cadeado para garantir que o atuador na válvula de processo não seja operado inadvertidamente ou por pessoal não autorizado.

[0014] Em outro aspecto como um dispositivo de teste de curso parcial de válvula, o mecanismo permite um ajuste de campo fácil, o que permite ao atuador um curso predeterminado antes de bloquear o movimento adicional. O mecanismo de ativação tem opções adicionais de operação local por uma alavanca manual ou por um pequeno cilindro pneumático de curso curto, para operação remota.

[0015] Um exemplo de um dispositivo de travamento de acordo com a presente revelação inclui o alojamento de dispositivo, duas corrediças com ligações e pinos, um êmbolo de atuação, cobertura de alojamento e uma haste de extensão com uma porca de batente ajustável. A adaptação da montagem de dispositivo é aparafusada no alojamento do atuador. A haste de extensão é rosqueada em uma extremidade, que se engata em um lado do bloco-guia do atuador que é conectado de modo fixo à haste de pistão em seu outro lado, integrando a haste de extensão coaxialmente com a haste de pistão do cilindro pneumático. A outra extremidade da haste de extensão é rebaixada e rosqueada até sua extremidade além do degrau. Uma porca de olhal ajustável é rosqueada em sua extremidade, formando um sulco entre a face do degrau da haste de extensão e a face interna da porca.

[0016] A haste de extensão encaixada no bloco- guia do atuador em uma extremidade e a porca de olhal ajustável na outra, passa através do furo do alojamento de dispositivo desimpedido na operação normal do atuador. O alojamento tem duas corrediças de espessura adaptadas para deslizar no sulco então formado pelo degrau da haste de extensão e pelas faces da porca de olhal. As duas corrediças se apoiam no alojamento de dispositivo em sua face traseira e suas faces frontais se apoiam nos elos de atuação e na cobertura de alojamento. Essas se movem uma em direção à outra na posição ativada ou para longe uma da outra na posição desativada. Esse movimento de ativação sincronizado dessas corrediças é realizado pelo movimento linear de um êmbolo que é ligado em um modo idêntico a cada uma dessas duas corrediças através de elos e juntas fixas com pinos. Os membros de deslizamento têm recortes semicirculares usinados em suas faces conjugadas que envelopam o degrau na haste de extensão quando as duas corrediças são movidas para dentro na posição de travamento, puxando para fora o êmbolo de atuação. Nessa posição travada, o movimento axial da haste de extensão é retido pelas duas corrediças que envelopam o degrau e criam uma superfície anular na qual a porca de olhal se apoia. As corrediças se apoiam no alojamento de dispositivo e a porca de olhal rosqueadas na haste de extensão se apoiam nas corrediças, desse modo, travando o movimento axial da haste de extensão. Visto que a haste de extensão é acoplada à haste de pistão através de um bloco-guia no atuador, o movimento linear da haste de pistão também é impedido e o atuador é travado. Assim, esse exemplo de um dispositivo de travamento de acordo com a presente revelação pode ser usado para travar o atuador de cilindro pneumático em uma de tais inúmeras posições possíveis.

[0017] Para restaurar o modo de operação normal e ao empurrar o êmbolo para dentro no alojamento de dispositivo, as corrediças se movem para longe uma da outra e seu perfil desobstrui o limite da haste de extensão e da porca de olhal de ajuste, desse modo, deixando a haste de extensão com a porca de olhal deslizar livremente através do alojamento de dispositivo.

[0018] O mesmo dispositivo exemplificador configurado como um dispositivo de teste de curso parcial de válvula tem a porca de olhal recuada na haste de extensão threads para criar um sulco amplo entre a face de degrau de haste de extensão e a face interna da porca de olhal. A atuação do êmbolo para fora do alojamento de dispositivo para efetuar o movimento sincronizado das corrediças uma em direção à outra para engatar o modo de teste ou para fora para desengatar o modo de teste permanece igual como no caso da configuração de travamento do dispositivo. Entretanto, agora a haste de extensão pode se mover axialmente sob a influência da pressão aplicada ao cilindro pneumático do atuador, até o ponto da largura do sulco assim formado pelo ajuste manual da porca de olhal. O curso da haste de pistão é permitido agora para apenas a largura desse sulco, fornecendo assim uma disposição para o curso parcial do atuador.

[0019] A posição do êmbolo é presa adicionalmente em suas duas posições de extremidade pelo fornecimento de um batente de segurança para impedir o engate inadvertido das posições de teste e operacionais. Um pino acionado por mola engata radialmente uma porca com colar rosqueada no êmbolo, evitando assim o movimento do êmbolo, exceto se o pino de batente de segurança for desengatado seletivamente para o movimento do êmbolo para a posição de teste ou a posição operacional.

[0020] Uma alavanca manual com ligações para operar o êmbolo é fornecida para efetuar o movimento de êmbolo sem esforço. Uma provisão é feita para travar essa alavanca manual em suas duas posições de extremidade com um cadeado, para impedir operação não autorizada do dispositivo.

[0021] Uma variante desse dispositivo exemplificador para operar a funcionalidade de travamento ou de teste de curso parcial por operação remota tem a alavanca manual substituída por um pequeno cilindro pneumático que é adaptado encaixar e ser acoplado ao êmbolo. A operação de dispositivo é efetuada por sinal remoto para uma válvula solenoide que opera pneumaticamente esse cilindro de atuação, que, por sua vez, move o êmbolo para dentro ou para fora para realizar as funções de travamento e destravamento. Um sensor de retroalimentação adaptado para a montagem do cilindro devolve o sinal de confirmação da posição do dispositivo para a unidade de controle central para processamento e sequenciamento adicionais.

[0022] Outro dispositivo de travamento exemplificador de acordo com a presente revelação inclui o alojamento de dispositivo, manga indexável com um furo perfilado duplo D, uma alavanca de atuação, cobertura de alojamento e uma haste de extensão com uma porca de batente ajustável eu tem um perfil duplo D. A adaptação da montagem de dispositivo se aparafusa no alojamento do atuador. A haste de extensão é rosqueada em uma extremidade adequada para engatar em um lado do bloco-guia do atuador que é conectado de modo fixo à haste de pistão em seu outro lado, integrando a haste de extensão coaxialmente com a haste de pistão do cilindro pneumático. A outra extremidade da haste de extensão é rosqueada para o comprimento de ajuste necessário e adequado para uma porca de ajuste perfilada dupla D.

[0023] A haste de extensão encaixada no bloco- guia do atuador em uma extremidade e a porca de batente ajustável perfilada dupla D na outra, passa através do furo do alojamento de dispositivo desimpedido na operação normal do atuador. A manga indexável tem um furo perfilado duplo D do mesmo perfil que a porca de batente ajustável perfilada, mas apenas de dimensões levemente maiores, de modo que apenas deixe a porca de ajuste deslizar através do furo perfilado desimpedido. As duas faces achatadas da porca perfilada são ajustadas de modo coplanar às faces achatadas no furo perfilado da manga indexável, para a operação normal (curso completo do atuador). A manga indexável pode ser girada no alojamento de dispositivo, mas restringida a uma rotação de apenas 90 graus por um pino de êmbolo acionado por mola que se indexa em qualquer uma das duas fendas radialmente usinadas e a 90 graus distante do flange da manga indexável.

[0024] A indexação da manga indexável a partir da posição desengatada para a engatada do dispositivo é realizada ligando-se a alavanca de mão que está fixada de modo seguro à extremidade externa da manga indexável. Quando a manga indexável é girada em sentido horário para engatar o dispositivo, o perfil de furo duplo D da manga se desloca para o perfil da porca de ajuste e essa contraposição imposta impede que a porca de batente ajustável deslize através do mesmo. Nessa posição engatada do presente dispositivo exemplificador, o movimento axial da haste de extensão é restringido pela face de porca de ajuste que se apoia na face de extremidade da manga indexável. Visto que a haste de extensão é acoplada à haste de pistão através de um bloco-guia no atuador, o movimento linear da haste de pistão também é impedido e o atuador é travado. Desse modo, esse dispositivo de travamento exemplificador de acordo com a presente revelação pode ser usado para travar o atuador de cilindro pneumático em uma de tais inúmeras posições possíveis.

[0025] Para restaurar o modo de operação normal e após girar a alavanca para girar a manga indexável a 90 graus no sentido anti-horário, o furo perfilado da manga volta para o alinhamento com o perfil de porca de ajuste, desse modo, deixando a porca de ajuste e a haste de extensão deslizarem livremente através da manga e alojamento de dispositivo.

[0026] O mesmo dispositivo exemplificador quando configurado como um dispositivo de teste de curso parcial de válvula tem a porca de ajuste perfilada recuada nas roscas de haste de extensão para criar um vão entre a face externa da manga indexável e a face interna da porca de ajuste perfilada. A atuação de uma alavanca de mão para efetuar a rotação em sentido horário da manga indexável para engatar o modo de teste ou em sentido anti-horário para desengatar o modo de teste permanece a mesma como no caso da configuração de travamento do dispositivo. Entretanto, agora a haste de extensão pode se mover axialmente sob a influência da pressão aplicada no cilindro pneumático do atuador, até o ponto da largura do vão então formado pelo ajuste manual da porca de batente ajustável. O curso da haste de pistão é agora permitido para apenas a largura desse vão, fornecendo assim uma disposição para o curso parcial do atuador.

[0027] O percurso da alavanca de mão é limitado a essas duas posições de extremidade pelo fornecimento de batentes de segurança na cobertura de alojamento, para impedir o sobrepercurso da manga indexável, ao mesmo tempo em que efetua o engate ou desengate do dispositivo para as posições de teste ou operacionais, respectivamente. Um pino acionado por mola se engata radialmente nas fendas de índice no flange da manga indexável, para permitir o posicionamento preciso da manga indexável em suas duas posições de extremidade e para impedir qualquer operação inadvertida da alavanca de mão. A manga indexável é travada em suas posições de extremidade, exceto se o pino de êmbolo acionado por mola de segurança for seletivamente desengatado para a rotação da manga indexável para qualquer uma das posições de teste ou a posição operacional.

[0028] Uma alavanca de mão para operar o dispositivo é fornecida para efetuar sem esforço a rotação de 90 graus da manga indexável. Uma provisão também é feita para travar positivamente essa alavanca de mão em suas duas posições de extremidade então determinadas pelos batentes de segurança na cobertura de alojamento, com um cadeado para impedir a operação não autorizada do dispositivo.

BREVE DESCRIÇÃO DE DESENHOS

[0029] As modalidades podem ser mais bem entendidas, e vários objetos, recursos e vantagens são evidentes aos indivíduos versados na técnica fazendo referência aos desenhos anexos. Esses desenhos são usados para ilustrar apenas modalidades típicas dessa invenção, e não devem ser considerados limitadores desse escopo, pois a invenção pode admitir outras modalidades igualmente eficazes. As figuras não estão necessariamente em escala e determinados recursos e determinadas vistas das figuras podem ser mostrados exagerados na escala ou em esquemas para fins de clareza e concisão. A Figura A mostra uma vista em perspectiva explodida de uma técnica anterior que acopla um atuador e uma válvula giratória. A Figura B mostra um dispositivo de teste de válvula de curso parcial da técnica anterior. A Figura C mostra uma vista em perspectiva de um dispositivo de teste de válvula de curso parcial da técnica anterior. A Figura 1 mostra uma vista em perspectiva de um atuador de válvula exemplificador equipado com o dito dispositivo de combinação. A Figura 2 mostra uma vista em corte de uma modalidade exemplificadora do dispositivo de combinação montado em um atuador de válvula, configurado como um dispositivo de travamento em posição destravada. A Figura 3 mostra uma vista em corte de uma modalidade exemplificadora do dispositivo de combinação montado em um atuador de válvula, configurado como um dispositivo de travamento em posição travada. A Figura 4 é a vista em corte de uma modalidade exemplificadora do atuador e dispositivo de combinação montado em um atuador de válvula, configurado como um dispositivo de teste de curso parcial de válvula em uma posição desengatada ou operacional. A Figura 5 é a vista em corte de uma modalidade exemplificadora do atuador e dispositivo de combinação montado em um atuador de válvula, configurado como um dispositivo de teste de curso parcial de válvula em uma posição engatada ou de teste. A Figura 6 mostra uma vista em corte de uma modalidade exemplificadora da instalação da haste de extensão do dispositivo no bloco-guia do atuador pneumático. A Figura 7 mostra a vista em corte de uma modalidade exemplificadora do alojamento de dispositivo e os elementos de travamento engatados na haste de extensão em posição travada. A Figura 8 é a vista em corte transversal em perspectiva de uma modalidade exemplificadora do dispositivo com a cobertura removida, mostrando as corrediças e ligações alojadas no interior do alojamento de dispositivo e a alavanca de operação ligada ao êmbolo que ativa o movimento das corrediças. A Figura 9 mostra a vista em corte de uma modalidade exemplificadora do alojamento de dispositivo com cobertura e o pino acionado por mola retendo a porca com colar e, desse modo, o êmbolo em sua posição indexada. A Figura 10 é a vista em perspectiva de uma modalidade exemplificadora do dispositivo com o cabo de atuação travado com um cadeado para impedir operação inadvertida ou não autorizada do dispositivo. A Figura 11 é a vista em elevação de uma modalidade exemplificadora do dispositivo sem a cobertura, mostrando as posições das corrediças e elos dentro do alojamento, em sua posição destravada. A Figura 12 é a vista em elevação de uma modalidade exemplificadora do dispositivo sem a cobertura, mostrando as posições das corrediças e elos dentro do alojamento, em sua posição travada. A Figura 13 é a vista em corte de uma modalidade exemplificadora do dispositivo ajustado para modo de teste de válvula de curso parcial através do posicionamento da porca de olhal e engate das corrediças para permitir um movimento linear predeterminado da haste de extensão. A Figura 14 mostra uma modalidade exemplificadora da adaptação do dispositivo para operação remota, substituindo o mecanismo de operação de cabo por um cilindro pneumático de curso curto operado por uma válvula solenoide. A Figura 15A mostra uma vista em perspectiva de um atuador de retorno de mola de válvula equipado com outro dispositivo de combinação exemplificador. A Figura 15B mostra uma vista em perspectiva de um atuador de atuação direta de válvula equipado com um dispositivo de combinação exemplificador. A Figura 15C mostra uma vista em corte de um atuador de válvula equipado com um dispositivo de combinação exemplificador. A Figura 16A mostra uma vista em corte de uma modalidade exemplificadora do dispositivo de combinação montado em um atuador de válvula em uma extremidade do percurso de atuador, configurado como um dispositivo de travamento em posição destravada. A Figura 16B mostra uma vista em corte de uma modalidade exemplificadora do dispositivo de combinação montado em um atuador de válvula na posição intermediária do percurso do atuador, configurado como um dispositivo de travamento em posição destravada. A Figura 16C mostra uma vista em corte de uma modalidade exemplificadora do dispositivo de combinação montado em um atuador de válvula na outra extremidade do percurso do atuador, configurado como um dispositivo de travamento em posição destravada. A Figura 16D mostra uma vista em corte de uma modalidade exemplificadora do dispositivo de combinação montado em uma configuração variante de um atuador de válvula em uma extremidade de seu percurso, configurado como um dispositivo de teste de curso parcial em posição engatada. A Figura 17A é a vista em corte de uma modalidade exemplificadora do dispositivo de combinação, configurado como um dispositivo de teste de curso parcial de válvula em uma posição desengatada ou operacional. A Figura 17B é a vista em corte de uma modalidade exemplificadora do dispositivo de combinação, configurado como um dispositivo de teste de curso parcial de válvula em posição engatada ou de teste. A Figura 17C é a vista lateral em corte parcial de uma modalidade exemplificadora do dispositivo de combinação que mostra o travamento de posição indexada pelo pino de êmbolo acionado por mola, em posição desengatada do dispositivo. A vista também mostra o perfil de porca de batente ajustável em alinhamento em relação ao furo perfilado da manga indexável. A Figura 17D é a vista lateral em corte parcial de uma modalidade exemplificadora do dispositivo de combinação que mostra o outro travamento de posição indexada pelo pino de êmbolo acionado por mola, em posição engatada ou de teste do dispositivo. A vista também mostra o perfil de porca de batente ajustável contraposto em relação ao furo perfilado da manga indexável. A Figura 17E é uma vista explodida de uma modalidade exemplificadora do dispositivo de combinação mostrando as partes que compreendem o dispositivo, exceto a haste de extensão. A Figura 17F é uma vista de extremidade tomada da Figura 17A. A Figura 17G é uma vista de extremidade tomada da Figura 17B. A Figura 18A é a vista em perspectiva de uma modalidade exemplificadora do dispositivo de combinação montado em um atuador de válvula, configurado como um dispositivo de travamento em uma posição engatada em uma extremidade da posição de extremidade do atuador. A Figura 18B é a vista em perspectiva de uma modalidade exemplificadora do dispositivo de combinação montado em um atuador de válvula, configurado como um dispositivo de travamento em uma posição engatada na outra extremidade da posição de percurso do atuador. A Figura 18C é a vista em perspectiva de uma modalidade exemplificadora do dispositivo de combinação com o cabo de atuação travado com um cadeado para impedir operação inadvertida ou não autorizada do dispositivo. A Figura 19A é a vista em perspectiva de uma modalidade exemplificadora do dispositivo de combinação montado como um atuador de válvula, configurado como um dispositivo de teste de curso parcial em posição desengatada em uma extremidade da posição de percurso do atuador. A Figura 19B é a vista em perspectiva de uma modalidade exemplificadora da combinação montada em um atuador de válvula, configurada como um dispositivo de teste de curso parcial na posição engatada em uma extremidade da posição de percurso do atuador. A Figura 19C é a vista em corte parcial em perspectiva de uma modalidade exemplificadora do dispositivo de combinação montado em um atuador de válvula, configurado como um dispositivo de teste de curso parcial em posição desengatada na outra extremidade da posição de percurso do atuador. A Figura 19D é a vista em corte parcial em perspectiva de uma modalidade exemplificadora do dispositivo de combinação montado em um atuador de válvula, configurado como um dispositivo de teste de curso parcial que mostra o curso parcial ajustado. A Figura 19E é a vista em corte parcial em perspectiva de uma modalidade exemplificadora do dispositivo de combinação montado em um atuador de válvula, configurado como um dispositivo de teste de curso parcial na posição engatada na outra extremidade da posição de percurso do atuador.

DESCRIÇÃO DETALHADA DE MODALIDADES

[0030] A descrição a seguir inclui aparelho, métodos, técnicas e sequências de instruções exemplificadores que incorporam técnicas do assunto da invenção. Entretanto, é entendido que as modalidades descritas podem ser praticadas sem esses detalhes específicos.

[0031] uma modalidade exemplificadora de um atuador 1 do tipo forquilha escocesa (por exemplo, como um atuador de cilindro alimentado por fluido) no qual uma modalidade exemplificadora de um dispositivo de combinação de travamento e teste de curso parcial 2, de acordo com a presente revelação, pode ser encaixada é descrita nas Figuras 1 a 5. As melhorias reveladas podem ser implantadas em outros tipos de atuadores 1 (a título de exemplo apenas, e não limitado a, atuadores lineares). O atuador exemplificador 1 é usado para girar o membro de controle de fluxo de uma válvula de quarto de volta (não mostrada). O atuador 1 aqui descrito converte o movimento linear do pistão 5 em aplicação de pressão de fluido em ambos os lados do pistão 5 em movimento giratório do membro de acionamento de saída do atuador 1 ou elemento de acionamento, a saber forquilha 3, pelo mecanismo de forquilha escocesa desse atuador exemplificador 1. Pode ser entendido que o atuador 1 poderia ser de estilo cremalheira e pinhão ou um estilo de diafragma e por aí em diante. Pode ser também entendido que um dispositivo de combinação de travamento e teste de curso parcial 2 de acordo com essa revelação pode ser usado em combinação com outros modelos de atuadores de cilindro que aqueles aqui descritos, por exemplo, em um atuador de válvula linear (não mostrado) e também pode ser usado em combinação com atuadores de cilindro (não mostrados) que não são empregados para controlar o membro de controle de fluxo de uma válvula.

[0032] A Figura 2 e a Figura 3 mostram o alojamento de dispositivo 2a integrado com a adaptação para (ou, adaptado para) montagem no alojamento de atuador 1a para receber e alinhar o dispositivo 2 no eixo geométrico do membro de movimento linear 12 do atuador 1, a saber a haste de pistão de cilindro 4. A haste de extensão 9 também forma o membro de movimento linear 12, coaxial à haste de pistão 4, acoplado ao bloco-guia 8 do atuador 1 por rosqueamento e no modo de operação, a haste de extensão 9 passa livremente pelo alojamento de dispositivo de combinação de travamento e teste de curso parcial 2a, através do furo de alojamento 2b, desimpedido por todo o curso do bloco-guia 8 do atuador 1.

[0033] Referindo-se à Figura 5 e à Figura 6, o movimento giratório da forquilha 3 é restrito pelos batentes de percurso ajustável e integral do atuador 1 ou cavilha de batente 30 no atuador 1. No modo de operação da Figura 4, os membros de restrição do dispositivo, a saber as corrediças 13, estão em sua posição de extremidade retraída para fora (como radialmente retraída para longe do movimento linear da haste de extensão 9) e não impedem o movimento da haste de extensão 9. A haste de extensão 9 é rosqueada em uma extremidade (9a) que se engata e trava em um lado 8a do bloco-guia 8 do atuador 1; o bloco-guia 8 também é conectado de modo fixo à haste de pistão 4 no outro lado 8b do bloco-guia 8, integrando a haste de extensão 9 coaxialmente com a haste de pistão do cilindro pneumático 4. A outra extremidade 9b da haste de extensão 9 é rebaixada e rosqueada além. Uma porca de olhal ou prendedor 10 é rosqueado na outra extremidade 9b da haste de extensão 9 para ajuste e posicionamento, formando um sulco (ou seção de haste de extensão 9 tendo um diâmetro externo menor do que o diâmetro externo da porca de olhal 10) entre a face de degrau 6 da haste 9 e a face interna 7 da porca de olhal 10.

[0034] Referindo-se à Figura 7, Figura 8 e Figura 12, as corrediças 13 são alojadas de modo simétrico internamente e guiadas por planos 18 no topo e fundo no alojamento de dispositivo 2a para permitir que as mesmas deslizem em um modo unilateral por elos 17 que são articulados às corrediças 13 por pinos 16 em uma extremidade 17a e à cabeça de êmbolo 23 em sua outra extremidade 17b. A cabeça de êmbolo 23 é guiada no alojamento de dispositivo 2a e a cabeça de êmbolo 23 é restrita para mover apenas na direção transversal às corrediças 13 pelos planos-guia 19 do alojamento 2a. As corrediças 13 se apoiam na face rebaixada 14 do alojamento de dispositivo 2a (ver Figura 7).

[0035] Referindo-se à Figura 9, Figura 10 e Figura 11, uma cobertura de alojamento 20 retém as partes internas no interior do alojamento 2a sem impedir seu movimento. Uma cobertura tubular 44 como mostrada na Figura 10 protege a haste de extensão 9. A parte de extensão 23a do êmbolo 23 a partir do alojamento 2a é rosqueada para receber uma porca com colar ajustável 24 que é restrita por um pino de segurança acionado por mola ou dispositivo de segurança 22, rosqueado em uma extensão adaptada 21 da cobertura de alojamento 20. A extremidade 23a do êmbolo 23 é adaptada para receber um pino 29 que se engata com o cabo 31 formando uma articulação 31a (ver Figura 10). O cabo 31 é girado em sua extremidade por um pino 28 em um elo de placa ou placa de ligação 27 que, por sua vez, é articulada em um ponto fixo 25 no alojamento 2a por um pino 28a.

[0036] A liberação do pino de segurança 22 puxando-se o anel de pino acionado por mola 32 para fora para desobstruir a porca com colar 24 e atuação do cabo 31 para cima, ergue o êmbolo 23 que, por sua vez, através dos elos 17 aciona as corrediças 13 uniformemente uma em direção à outra até que suas faces ou extremidades dianteiras 34 se apoiem uma contra a outra. Nessa posição fechada (ver, por exemplo, Figura 12), as corrediças 13 formam uma superfície ortogonal plana no eixo geométrico da haste de extensão 9 e os recortes semicirculares 33 nas corrediças 13 formam um orifício 33a na posição fechada mencionada anteriormente.

[0037] A Figura 3 e a Figura 7 mostram o dispositivo 2 em sua configuração de travamento e engatado na posição travada. O atuador 1 é operado em sua extremidade de posição de percurso, então determinada pelos batentes de percurso ajustável ou cavilhas de batente 30 do atuador 1 e na direção que ele precisa ser travado.

[0038] Referindo-se à Figura 10 e à Figura 11, o cabo 31 é movido para sua posição de extremidade superior mediante a liberação do pino de segurança 22, puxando o anel de pino 32 para permitir que a porca com colar 24 e o êmbolo 23 atravessem para fora a partir do alojamento 2a. Mediante a atuação do cabo 31 para a posição travada na Figura 12, as corrediças 13 entram em contato uma com a outra em suas extremidade ou faces dianteiras 34 e fecham na seção rebaixada 9b da haste de extensão 9 com os recortes semicirculares 33 formando um orifício 33a que abrange a seção da haste de extensão 9b entre a face de degrau 6 e a face interna da porca de olhal 7. A liberação do anel de pino 32 devolve o pino de segurança 22 para baixo do colar 24 e retém o êmbolo 23 e o cabo 31 nessa posição travada.

[0039] Referindo-se novamente à Figura 6 e à Figura 7, a porca de olhal 10 é agora, então, ajustada para deixar a face interna 7 da porca de olhal 10 prestes a se apoiar nas faces frontais 15 das corrediças 13. Um parafuso de ajuste 11 trava a posição da porca de olhal 10 na haste de extensão 9.

[0040] A aplicação de pressão no cilindro do atuador 1 na dita posição travada resulta na porca de olhal 10 carregando as faces 15 das corrediças 13 e, desse modo, impede a haste de extensão 9, o bloco-guia 8 e, por sua vez, a forquilha 3 de se moverem. O atuador 1 é, então, travado nessa posição. Para destravar, o cabo 31 é deslocado para uma posição de extremidade inferior que translada as corrediças 13 através dos elos 17 para retrair as corrediças 13 para suas posições de extremidade no interior do alojamento 2a, em que as corrediças 13 são retraídas para longe do membro de movimento linear 12, liberando a porca de olhal 10 e a haste de extensão 9 completamente, desse modo, apresentando nenhuma impedância ao movimento da haste de extensão 9.

[0041] Referindo-se à Figura 10, à Figura 11 e à Figura 12, o elo de placa 27 tendo dois orifícios 36 e 37 que se alinham com a fenda 26 na extensão 31b do cabo 31, fornece um dispositivo de travamento do cabo 31 contra operação não autorizada, em suas duas ditas posições pelo engate de um cadeado 35 através dos orifícios alinhados 36 ou 37.

[0042] Na outra configuração de dispositivo exemplificador 2 como um dispositivo de teste de curso parcial de válvula, o atuador 1 é operado em sua extremidade de posição de percurso, então determinada pelos batentes de percurso ajustável 30 do atuador 1 e para a posição que ele precisa ser testado para o teste de curso parcial.

[0043] Referindo-se à Figura 12 e à Figura 13, o cabo 31 é operado para cima para engatar o dispositivo 2 no modo de teste. A porca de olhal 10 na haste de extensão 9 é afrouxada e depois ajustada, tal que exista um vão 9c formado entre as faces externas 15 das corrediças 13 e a face interna 7 da porca de olhal 10. A largura desse vão 9c determina a extensão do curso parcial. O ajuste de curso parcial permite, a título de exemplo apenas, vinte a trinta (20 a 30) graus de rotação do membro de acionamento de saída do atuador 1 3.

[0044] No modo de teste, a aplicação de pressão no cilindro do atuador 1 para operar o atuador 1 contra a dita posição de extremidade de percurso, resulta na haste de pistão 4, na haste de extensão 9 e, então, na porca de olhal 10 se movendo em direção às faces deslizantes 15, até o ponto do dito vão 9c entre as corrediças 13 e a face da porca de olhal 7. A face da porca de olhal 7 agora está em contato com a face deslizante 15 e, desse modo, impede mecanicamente a haste de extensão 9 e, por sua vez, o membro de acionamento 3 de se moverem adicionalmente. O atuador 1 agora realiza um curso parcial. Para restaurar o modo de operação, o cabo 31 é deslocado para posição de extremidade inferior que translada as corrediças 13 através dos elos 17 para retrair as corrediças 13 para suas posições de extremidade no interior do alojamento 2a, em que as corrediças 13 são retraídas para longe do membro de movimento linear 12, desobstruindo a porca de olhal 10 e a haste de extensão 9 completamente, apresentando assim nenhuma impedância ao movimento da haste de extensão 9.

[0045] Referindo-se à Figura 10, à Figura 11 e à Figura 12, um elo de placa 27 tendo dois orifícios 36 e 37 que se alinham com a fenda 26 na extensão 31b do cabo 31, fornece um dispositivo de travamento do cabo 31 contra operação não autorizada, em suas duas ditas posições pelo engate de um cadeado 35 através dos orifícios alinhados 36 ou 37.

[0046] A Figura 14 mostra uma modalidade exemplificadora alternativa do dispositivo 2 com atuação remota opcional, em que o cabo de atuação manual 31 e partes associadas são substituídas por um cilindro pneumático 42. Nessa modalidade exemplificadora, um cilindro pneumático 42 é montado em um suporte 39 que alinha o cilindro 42 coaxialmente com o êmbolo 23 e a haste de pistão 41 do cilindro pneumático 42 é acoplada ao êmbolo 23 com um acoplador 40 e pino 38. O cilindro pneumático 42 é operado por uma válvula solenoide 45, a potência para tal é controlada remotamente da unidade de controle central (não ilustrada). Essa disposição permite que o teste de válvula de curso parcial seja realizado remotamente, uma vez que o dispositivo 2 é configurado para o propósito. Os sensores 43 no suporte 39 fornecem um sinal de retroalimentação à unidade de controle central para a confirmação da posição de atuação, e para engatar ou desengatar adicionalmente o modo de teste.

[0047] Um tipo de atuador de forquilha escocesa 101 (por exemplo, como um atuador de cilindro alimentado por fluido) no qual outra modalidade exemplificadora de um dispositivo de combinação de travamento e teste de curso parcial 102, de acordo com a presente revelação, pode ser pode ser encaixada é descrito nas Figuras 15A a 15C. O atuador exemplificador 101 é usado para girar o membro de controle de fluxo de uma válvula de quarto de volta (não mostrada). O atuador 101 aqui descrito converte o movimento linear do pistão 105 em aplicação de pressão de fluido em ambos os lados do pistão 105 para o movimento giratório do membro de acionamento de saída do atuador 101 ou elemento de acionamento, a saber forquilha 103, pelo mecanismo de forquilha escocesa desse atuador exemplificador 101. Pode ser entendido que o atuador 101 pode ser do estilo cremalheira e pinhão ou um estilo diafragma e por aí em diante. Também deve ser entendido que um dispositivo de combinação de travamento e teste de curso parcial 102 de acordo com essa revelação pode ser usado em combinação com outros modelos de atuador de cilindro como aqueles aqui descritos, por exemplo, em um atuador de válvula linear (não mostrado) e também pode ser usado em combinação com atuadores de cilindro (não mostrados) que não são empregados para controlar o membro de controle de fluxo de uma válvula.

[0048] A Figura 16A e a Figura 16D mostram o alojamento de dispositivo 102a integrado com a adaptação para (ou adaptado para) montar no alojamento de atuador 101a para receber e alinhar o dispositivo 102 ao eixo geométrico do membro de movimento linear 112 do atuador 101, a saber a haste de pistão de cilindro 104. A haste de extensão 109 também forma o membro de movimento linear 112, coaxial à haste de pistão 104, acoplado ao bloco-guia 108 do atuador 101 pelo rosqueamento e no modo de operação, a haste de extensão 109 passa livremente pelo furo perfilado duplo D 106e da manga indexável 106, desimpedido por todo o curso do bloco-guia 108 do atuador 101.

[0049] Referindo-se à construção e operação em geral e, com referência à Figura 16A, à Figura 16B, à Figura 16C e à Figura 16D, o atuador é visto progressivamente a partir de sua posição de extremidade em sentido horário para a posição de percurso intermediária e para sua posição de extremidade em sentido anti-horário com o movimento giratório da forquilha 103 limitado pelos batentes de percurso ajustável e integral do atuador 101 ou cavilhas de batente de curso 130 no alojamento de atuador 101a. A haste de extensão 109 é rosqueada em uma extremidade 109a que se engata e trava em roscas fêmeas em um lado 108a do bloco-guia 108 do atuador 101; o bloco-guia 108 também é conectado de modo fixo à haste de pistão 104 no outro lado 108b do bloco-guia 108, integrando a haste de extensão 109 coaxialmente com a haste de pistão do cilindro pneumático 104. A outra extremidade 109b da haste de extensão 109 é rosqueada para receber uma porca de batente ajustável perfilada dupla D ou prendedor 110 na haste de extensão 109 para o posicionamento e ajuste de curso parcial. A porca de batente ajustável 110 também é de um perfil duplo D, mas tem dimensões levemente menores do que o furo perfilado 106e na manga indexável 106, permitindo que a porca de batente ajustável 110 deslize através do furo da manga indexável 106e.

[0050] No modo de operação, conforme visto na Figura 17A, Figura 17C e Figura 19A, o membro de restrição de curso do dispositivo, a saber a manga indexável 106, está em sua posição de extremidade em sentido anti-horário assim determinada pelo pino de indexação acionado por mola 122 localizado na fenda 106j no flange 106f da manga indexável 106. Nessa dita posição, a porca de ajuste 110 é, então, definida e travada nas roscas 109b de haste de extensão 109 por parafusos de ajuste 111, em que seu perfil duplo D se alinha com o furo perfilado duplo D 106e da manga indexável 106, desse modo, o movimento da haste de extensão 109 e a porca de ajuste 110 através da manga indexável 106 não é impedido.

[0051] Referindo-se à Figura 17A e Figura 17B, a manga indexável 106 está localizada coaxialmente no interior do alojamento 102a por encaixe deslizante da manga indexável 106 no furo 102b do alojamento 102a. A face interna 106c do flange da manga indexável 106f se apoia na face do flange traseiro 102c do alojamento 102a. A cobertura de alojamento 107 envelopa o flange de manga indexável 106f, com a face rebaixada interna 107a da cobertura 107 se apoiando na face externa 106d do flange da manga indexável 106f e a cobertura 107 é aparafusada no flange traseiro do alojamento 102a por cavilhas 146. A manga indexável é, então livre para apenas girar no interior do alojamento 102a e da cobertura de alojamento 10m7, mas restringida de movimento axial pela face de flange da extremidade do alojamento 102c e pela face rebaixada 107a dentro da cobertura de alojamento 107 que se apoia nas duas faces 106c e 106d do flange 106f da manga indexável, respectivamente.

[0052] Referindo-se à Figura 17A, Figura 17B e Figura 17C, uma cobertura de alojamento 107 retém a manga indexável 106 no interior do alojamento 102a sem impedir o movimento giratório da manga indexável 106 dentro do alojamento 102a. Uma cobertura tubular 144 como mostrada na Figura 16E é rosqueada na extremidade rosqueada da manga indexável 106g para proteger a haste de extensão 109 e a porca de batente ajustável 110. Um pino de indexação acionado por mola 122 é rosqueado radialmente na cobertura de alojamento 107 e o pino se localiza na fenda radial 106j quando o dispositivo é desengatado para dentro da fenda 106k, quando a manga indexável 106 é girada em sentido horário para engatar o dispositivo. A manga indexável 106 tem um orifício rosqueado 106h que recebe o cabo 131 que é rosqueado em sua extremidade e é travado na manga indexável 106 por uma porca de trava 147.

[0053] Referindo-se à Figura 17C e Figura 17D, a liberação do pino de segurança acionado por mola ou dispositivo de segurança 122 puxando o anel de pino 132 para fora para desobstruir a fenda 106j e a atuação da alavanca de mão 131 para cima, gira a manga indexável 106 no sentido horário. Na liberação do anel de pino de indexação acionado por mola 132 ao girar a manga indexável 106 no sentido horário pelo cabo 131, o pino se localiza na fenda radial 106k no flange 106f da manga indexável e trava a manga indexável 106 na posição do dispositivo assim engatada. Nessa posição engatada (ver Figura 17D e Figura 19B), a face externa 106a da manga indexável 106 forma uma superfície ortogonal plana no eixo geométrico da haste de extensão 109 e está na trajetória direta do movimento de translação da porca de batente ajustável 110.

[0054] Referindo-se à configuração de dispositivo de travamento, em geral, a Figura 16D e a Figura 18A mostram o dispositivo 102 em sua configuração de travamento e engatado na posição travada. Antes do engate do dispositivo, o atuador 101 é operado em sua extremidade de posição de percurso, então determinada pelos batentes de percurso de batente ajustável 130 do atuador 101 na direção que precisa ser travado.

[0055] Referindo-se novamente à Figura 18A e à Figura 18B, o dispositivo é configurado como um dispositivo de travamento quando a posição de extremidade do atuador 101, então determinada pelos batentes de percurso do atuador 101 ou cavilhas de batente de curso 130a ou 130b, a porca de batente ajustável 110 é então ajustada nas roscas de haste de extensão 109b para deixar a face interna 110a da porca de batente ajustável 110 prestes a se apoiar na 106a face externa da manga indexável 106. A porca de batente ajustável 110 é ajustada nessa posição nas roscas da haste de extensão 109b, de modo que o perfil duplo D da porca de batente ajustável 110 se alinhe com o furo duplo D 106e da manga indexável 106. Um parafuso de ajuste 111 trava a posição da porca de batente ajustável 110 na haste de extensão 109.

[0056] Em relação à trava de engate-desengate, de modo geral, e com referência à Figura 18A, o engate do dispositivo assim configurado como um dispositivo de travamento é efetuado por meio da operação da alavanca de mão 131 para girar a manga indexável 106 para sua extremidade no sentido horário puxando o anel de pino acionado por mola 132 para desengatar o pino acionado por mola 122. A aplicação de pressão no cilindro do atuador 101 na dita posição travada resulta na porca de batente ajustável 110 carregando a face externa 106a da manga indexável, evitando, assim, que a haste de extensão 109, o bloco-guia 108 e, por sua vez a forquilha 103 se movam. O atuador 101 é, dessa forma, travado nessa posição. Para destravar, o pino acionado por mola 122 é liberado e o cabo 131 é deslocado para girar a manga indexável 106 no sentido anti-horário para sua posição de extremidade determinada pelo engate do pino acionado por mola 122 na fenda radial 106j no flange de manga indexável 106f, para desengatar o dispositivo, em que o furo perfilado 106e da manga indexável 106 se realinha com a porca de batente ajustável perfilada dupla D 110 na haste de extensão 109, impondo nenhuma impedância ao movimento da haste de extensão 109 através da manga indexável 106 e do alojamento 102a.

[0057] Em relação ao sentido horário de travamento, em geral, com referência às Figuras 16A, 17A, 17C e 18A, quando o atuador está em sua extremidade de curso de sentido horário, assim determinado pelo parafuso de batente de percurso em sentido horário ou batente de percurso ajustável 130a no alojamento de atuador 101a e, quando a alavanca de mão 131 é movida para girar a manga indexável 106 para sua extremidade de sentido horário, mediante a liberação do pino de segurança 122 puxando o anel de pino 132 para a posição dessa forma engatada do dispositivo, o furo perfilado duplo D 106e da manga indexável 106 sai de alinhamento e é contraposto com o perfil duplo D da porca de batente ajustável 110. A face interna 110a da porca de batente ajustável 110 pode agora suportar apenas a face externa 106a da manga indexável 106 e não pode atravessar o furo perfilado duplo da manga indexável D 106e. Isso trava o atuador em sua posição de extremidade de curso de sentido horário.

[0058] Em relação ao sentido anti-horário de travamento, em geral, com referência às Figuras 16A, 17A, 17C e 18B, quando o atuador está em sua extremidade de curso de sentido anti-horário, assim determinado pelo parafuso de batente de percurso em sentido anti-horário ou batente de percurso ajustável 130b no alojamento de atuador 101a, e nessa posição quando a alavanca de mão 131 é movida para cima para girar a manga indexável 106 para sua extremidade de sentido horário mediante a liberação do pino de segurança 122 puxando o anel de pino 132 para a posição dessa forma engatada do dispositivo, o furo perfilado duplo D 106e da manga indexável 106 sai de alinhamento e é contraposto com o perfil duplo D da porca de batente ajustável 110. A face externa 110b da porca de batente ajustável 110 110b pode agora suportar apenas a face interna 106b da manga indexável 106 e não pode atravessar o furo perfilado duplo D da manga indexável 106e. Isso trava o atuador em sua posição de extremidade de curso de sentido anti-horário.

[0059] Em relação a um cadeado de modo geral e com referência às Figura 18B e18C, uma aba 131a com um orifício na alavanca de mão 131 se alinha com os batentes de segurança 107b ou 107c com orifício similar, fornecendo um dispositivo de travamento da alavanca de mão 131 em qualquer uma das posições engatada ou desengatada do dispositivo, contra operação não autorizada engatando um cadeado 135 através dos furos alinhados nos batentes de segurança 107b ou 107c.

[0060] Em relação à configuração de dispositivo de teste de curso parcial de modo geral, em outra configuração do dispositivo 102 como um dispositivo de teste de curso parcial de válvula, o atuador 101 é operado para sua extremidade de posição de percurso, assim determinado pelo percurso de batente ajustável 130 do atuador 101 e para a posição necessária para ser testado para o teste de curso parcial.

[0061] Referindo-se às Figuras 17B, 19A e 19B, o dispositivo é configurado como um dispositivo de teste de curso parcial quando a posição de extremidade do atuador 101, assim determinado pelo batente de percurso 130 do atuador 101 e na posição desengatada do dispositivo, a porca de batente ajustável 110 é afrouxada o suficiente e ajustada nas roscas de haste de extensão 109b em que há um vão 109c formado entre a face externa da manga indexável 106a e a face interna 110a da porca de batente ajustável 110. A largura desse vão gap 109c determina a extensão do curso parcial. A porca de batente ajustável 110 é, assim, ajustada de modo que seu perfil duplo D se alinhe ao furo perfilado duplo D 106e da manga indexável 106 na posição desengatada do dispositivo. A porca de batente ajustável 110 é travada nessa posição por parafusos de ajuste 11 1 nas roscas de haste de extensão 109b. O ajuste de curso parcial permite, apenas a título de exemplo, vinte a trinta (20 a 30) graus de rotação do membro de acionamento de saída 103 do atuador 101. A alavanca de mão 131 é operada para girar a manga indexável 106 para a extremidade de sentido horário para engatar o dispositivo 102 em modo de teste.

[0062] Em relação ao engate-desengate, de modo geral, e com referência às Figuras 16A, 17B, 19A e 19B, no modo de teste, assim selecionado deslocando o dispositivo para sua posição engatada, a aplicação de pressão ao cilindro do atuador 101 para operar o atuador 101 contra a sua dita posição de extremidade de percurso, resulta na haste de pistão 104, na haste de extensão 109 e, dessa forma, na porca de batente ajustável 110 se movendo na direção da face externa da manga indexável 106a, na extensão do dito vão 109c entre a face 106a e a face interna da porca de batente ajustável 110a. Com o dispositivo voltado para sua posição engatada, o furo com perfil duplo D 106e da manga indexável 106 é contraposto ao perfil da porca de batente ajustável 110 e a face de porca de batente ajustável 110a agora entra em contato com a face externa da manga indexável 106a que mecanicamente evita que a haste de extensão 109 e, por sua vez, o membro de acionamento 103 se movam ainda mais. O atuador 101 agora realizou um curso parcial. Para restabelecer o modo de operação, o atuador é operado de volta para sua posição de extremidade de percurso e a alavanca de mão 131 é deslocada para a posição desengatada de dispositivo que gira a manga indexável 106 de volta em alinhamento com o perfil da porca de batente ajustável 110, não impondo, assim, nenhuma impedância ao movimento de curso completo da haste de extensão 109.

[0063] Em relação ao teste de curso parcial na extremidade de sentido horário do atuador e, em geral, com referência às Figuras 16A, 19A e 19B, com o atuador em sua extremidade de curso de sentido horário, assim determinado pelo parafuso de batente de percurso em sentido horário 130a no alojamento de atuador 101a, e quando a alavanca de mão 131 é movida para girar a manga indexável 106 para sua extremidade de sentido horário, mediante a liberação do pino de segurança 122 puxando o anel de pino 132 para a posição dessa forma engatada do dispositivo, o furo perfilado duplo D 106e da manga indexável 106 sai do alinhamento e é contraposto ao perfil duplo D da porca de batente ajustável 110. Mediante a operação do atuador 101 por aplicação de pressão ao seu cilindro pneumático para iniciar rotação em senti anti-horário do membro de saída do atuador 103, a haste de extensão 109 e a porca de batente ajustável 110 são empurradas na direção do movimento do pistão 105 e a porca de batente ajustável 110 se move na direção da face externa da manga indexável 106a pela distância definida pelo vão 109c. A face interna 110a da porca de batente ajustável 110 entra em contato com a face externa 106a da manga indexável 106 visto que não pode atravessar o furo perfilado duplo D 106e da manga indexável. Isso restringe o curso do membro de movimento linear 112 e o curso do atuador à extensão do vão gap 109c definhada pela porca de batente ajustável 110 na haste de extensão 109 na posição de extremidade de curso de sentido horário do atuador.

[0064] Em relação ao teste de curso parcial na extremidade de sentido anti-horário do atuador, de modo geral, com referência às Figuras 16A, 19C, 19D e 19E, com o atuador em sua extremidade de curso de sentido horário, assim determinado pelo parafuso de batente de percurso de sentido horário 130a no alojamento de atuador 101a e o dispositivo na posição desengatada, a porca de batente ajustável 110 é assim ajustada nas roscas de haste de extensão 109b que estão em alinhamento com o furo perfilado duplo D 106e da manga indexável e sua face interna 110b apenas se apoia sobre a face externa da manga indexável 106a e é travada na posição por parafusos de ajuste 111. Quando o atuador é operado para sua posição de extremidade de sentido anti-horário assim determinado pelo parafuso de batente de percurso 130b do atuador, isso formaria um 109d entre a face interna de manga indexável 106b e a face externa da porca de batente ajustável 110b, consulte a Figura 19D. Na posição de extremidade de sentido anti- horário do atuador, o dispositivo é engatado pela alavanca de mão 131 movida para girar a manga indexável 106 para sua extremidade de sentido horário, mediante a liberação do pino de segurança 122 puxando o anel de pino 132 para posição assim engatada do dispositivo, assim o furo perfilado duplo D 106e da manga indexável 106 sai do alinhamento e é contraposto ao perfil duplo D da porca de batente ajustável 110. Mediante a operação do atuador 101 para iniciar rotação em sentido horário do membro de saída do atuador 103, a haste de extensão 109 e a porca de batente ajustável 110 se movem na direção da face interna de manga indexável 106b pela distância definida pelo vão 109d. A face externa 110b da porca de batente ajustável 110 entra em contato com a face interna 106b da manga indexável 106 visto que isso não pode atravessar o furo perfilado duplo D da manga indexável 106e. Isso restringe o curso do membro de movimento linear 112 e o curso do atuador à medida do vão 109d definido pela porca de batente ajustável 110 na haste de extensão 109 na posição de extremidade de curso de sentido anti-horário do atuador.

[0065] Em relação ao travamento com cadeado de teste de curso, de modo geral e com referência às Figuras 18B e 18C, uma aba 131a com um orifício na alavanca de mão 131 se alinha aos batentes de segurança 107b ou 107c, fornecendo um dispositivo de travamento da alavanca de mão 131 in em qualquer uma das posições posição engatadas ou desengatadas de PST do dispositivo contra operação não autorizada, engatando um cadeado 135 através dos furos alinhados nos batentes de segurança 107b ou 107c.

[0066] Deve ser entendido que a presente revelação não se limita às aplicações e modalidades particulares descritas e ilustradas no presente documento, mas abrange todas essas variações das mesmas visto que estão dentro do escopo das reivindicações. Embora as modalidades sejam descritas com referência a várias implantações e explorações, será entendi que essas modalidades são ilustrativas e que o escopo da matéria da invenção não é limitado pelas mesmas. Muitas variações, modificações, adições e aprimoramentos são possíveis.

[0067] Ocorrências no plural podem ser fornecidas para componentes, operações ou estruturas descritas no presente documento como uma ocorrência singular. Em geral, estruturas e funcionalidade apresentadas como componentes separados nas configurações exemplificativas podem ser implantadas como uma estrutura ou componente combinado. De modo similar, estruturas e funcionalidade apresentadas como um componente único podem ser implantadas como componentes separados. Essas e outras variações, modificações, adições e aprimoramentos podem estar dentro do escopo da matéria da invenção.

Claims (23)

1. Dispositivo de combinação (2, 102), configurado para efetuar travamento e teste de curso parcial para um atuador (1, 101) que tem uma haste de pistão (4, 104) que proporciona movimento linear e é conectada a um bloco-guia (8, 108) no atuador (1, 101), e compreendendo: um alojamento (2a, 102a) de dispositivo que tem um furo de alojamento, em que o alojamento de dispositivo (2a, 102a) é adaptado para montar sobre um receptáculo no atuador (1, 101) que alinha o furo de alojamento coaxialmente a um eixo geométrico de movimento translacional da haste de pistão (4, 104); uma haste de extensão (9, 109) tendo uma primeira extremidade (9a, 109a) fixada ao bloco-guia (8, 108) conectado à haste de pistão (4,104); um dispositivo para restringir o movimento da haste de extensão (9,109), compreendendo um prendedor (10, 110) rosqueado em uma segunda extremidade (9b, 109b) da haste de extensão (9, 109), evitando, quando usado o dispositivo de combinação (2, 102), em uma configuração travada, um elemento acionador (3, 103) do atuador girar em relação a um alojamento de atuador (1a, 101a); uma cobertura de alojamento (20, 107) montada para o alojamento de dispositivo (2a, 102a), um dispositivo de segurança (22, 122) montado na cobertura de alojamento (20, 107) em que o dispositivo de segurança é configurado para evitar acionamento inadvertido das posições de operação e teste; e uma cobertura tubular (44, 144) para proteger a haste de extensão (9, 109); caracterizado pelo fato que o prendedor (10, 110) é ajustável para, em uso do dispositivo de combinação (2, 102) em sua configuração de teste de curso parcial, determinar a extensão do curso parcial.

2. Dispositivo de combinação (102), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o alojamento de dispositivo (102a) tem uma extremidade flangeada para receber a cobertura de alojamento (107); compreendendo adicionalmente uma porca de batente (110) ajustável que tem um perfil em duplo D que é engatado em uma segunda extremidade (109b) da haste de extensão (109) e travado na posição de ajuste por um parafuso de ajuste (111); em que o dito meio para restringir o movimento da haste de extensão (109) compreende uma manga indexável (106) com um furo perfilado em duplo D (106e) e um flange de manga indexável (106f) com duas fendas de índice (106j. 106k) usinadas radialmente, afastadas a 90 graus, e a manga indexável (106) disposta no alojamento de dispositivo (102a) que quando a manga indexável (106) é rotacionada 90 graus fornece o meio para restringir o movimento da haste de extensão (109) e da porca de batente (110) ajustável ajustada na segunda extremidade da haste de extensão (109); em que a cobertura de alojamento (107) tem um contrafuro (107d) e é montada em uma extremidade flangeada do alojamento de dispositivo (102a); e em que a cobertura de alojamento (107) retém a manga indexável (106) no alojamento de dispositivo (102a).

3. Dispositivo de combinação (102), de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que a primeira extremidade (109a) da haste de extensão é fixada por meio de roscas ao bloco-guia (108) no alojamento de atuador (101a) e a segunda extremidade (109b) da haste de extensão também é rosqueada, em que, em uso do dispositivo de combinação (102) em sua configuração de teste de curso parcial, uma face de extremidade (106a) na manga indexável (106) e uma face (110a) da porca de batente ajustável (110) rosqueada na segunda extremidade (109b) da haste de extensão define um vão (109c) na haste de extensão entre a face de extremidade na manga indexável e a face da porca de batente ajustável.

4. Dispositivo de combinação (102), de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que a manga indexável (106) com um diâmetro de localização (106m) é disposta coaxialmente e centralizada no furo de alojamento, e adicionalmente em que uma face interna (106c) do flange da manga indexável se apoia na extremidade flangeada do alojamento de dispositivo e restringe o movimento axial da manga indexável no alojamento de dispositivo.

5. Dispositivo de combinação (102), de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente uma face rebaixada (107a) do contrafuro da cobertura de alojamento, em que a cobertura de alojamento é presa de modo fixo ao alojamento de dispositivo e adicionalmente em que a cobertura de alojamento envolve o flange de manga indexável com uma face rebaixada da cobertura de alojamento que se apoia na face externa (106d) do flange de manga indexável e evitando o movimento axial da manga indexável fora do alojamento de dispositivo, permitindo apenas o movimento giratório da manga indexável e evitando o movimento axial da manga indexável através de restrição da manga indexável com a extremidade flangeada do alojamento de dispositivo e a face rebaixada da cobertura de alojamento, em que a extremidade flangeada do dispositivo de alojamento e a face rebaixada da cobertura de alojamento formam limites planares ortogonais em ambas as face interna e face externa do flange de manga indexável evitando a translação da manga indexável.

6. Dispositivo de combinação (102), de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente uma alavanca de mão (131) unida em uma parte estendida da manga indexável fora da cobertura de alojamento e que alavanca o movimento giratório da manga no furo de alojamento, e em que uma aba de extensão (131a) da alavanca de mão tem um primeiro orifício que se alinha com um segundo orifício em pelo menos um batente de segurança (107b, 107c) na cobertura de alojamento em duas posições de extremidade da rotação da alavanca de mão; adicionalmente compreendendo um cadeado (135) configurado para inserção através do segundo orifício no batente de segurança e o primeiro orifício na aba de extensão para travar o dispositivo de combinação contra operação não autorizada.

7. Dispositivo de combinação (107), de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que compreende ainda um cilindro pneumático que tem uma junta pivotante em uma extremidade na parte estendida da cobertura de alojamento, e em outro pino de extremidade da haste de pistão unida à alavanca de mão para operação pneumática da alavanca de mão e em que o cilindro pneumático é configurado para atuação remota.

8. Dispositivo de combinação (2), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o dispositivo para restringir o movimento da haste de extensão compreende duas corrediças (13) dispostas no alojamento de dispositivo; e em que a cobertura de alojamento protege e retém as corrediças no alojamento de dispositivo.

9. Dispositivo de combinação (2), de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de a primeira extremidade da haste de extensão é fixada por rosca ao bloco-guia no alojamento de atuador e rosqueada em uma segunda extremidade (9b) da haste de extensão; adicionalmente compreendendo uma seção em degrau definindo uma face de degrau na segunda extremidade da haste de extensão; em que a face de degrau na haste de extensão e o prendedor compreendem uma porca de olhal (10) rosqueada na segunda extremidade da haste de extensão definem uma ranhura na haste de extensão entre a face de degrau e uma face da porca de olhal.

10. Dispositivo de combinação (2), de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que as duas corrediças são duas corrediças idênticas e espelhadas dispostas simetricamente e centralizadas lateralmente ao furo de alojamento, e adicionalmente em que as corrediças são placas retangulares, cada uma tendo uma extremidade dianteira (34) que define um recorte semicircular (33) em cada uma das extremidades dianteiras das corrediças, em que os recortes semicirculares definem um orifício de envolvimento (33a) ao redor da ranhura da haste de extensão quando as extremidades dianteiras das respectivas corrediças estão em uma posição onde as extremidades dianteiras são respectivamente movidas uniformemente em direção à outra e colocadas em contato.

11. Dispositivo de combinação (2), de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente dois elos (17) respectivamente ligados às duas corrediças de uma maneira idêntica; um êmbolo (23) transposto e simetricamente disposto no alojamento de dispositivo entre as duas corrediças e os dois elos, em que o êmbolo é configurado para movimento externo transversal a um eixo geométrico da haste de extensão que permite o movimento das corrediças na ranhura da haste de extensão para o contato nas extremidades dianteiras das respectivas corrediças, formando, assim, um limite planar ortogonal para a translação da porca de olhal na haste de extensão.

12. Dispositivo de combinação (2), de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente um cabo (31) unido de modo pivotante em uma extremidade a um ponto fixo no alojamento de dispositivo e que alavanca o movimento transversal do êmbolo por uma placa de ligação (27), e em que uma extensão (31b) do cabo além de um ponto de pivô do cabo tem um primeiro orifício (26) em uma extremidade da extensão que se alinha com pelo menos um segundo orifício (36, 37) na placa de ligação nas duas posições de extremidade do cabo; adicionalmente compreendendo um cadeado (35) para inserção através do primeiro orifício na extremidade da extensão e o segundo orifício na placa de ligação para travar o dispositivo de combinação contra operação não autorizada.

13. Dispositivo de combinação (2), de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que compreende um cilindro pneumático montado sobre um suporte fixado no alojamento de dispositivo, em que o cilindro pneumático se alinha a haste do pistão coaxialmente ao êmbolo e se acopla ao êmbolo e em que o cilindro pneumático é configurado para remotamente ativar um teste de curso parcial.

14. Método para travar uma haste de pistão de um atuador de cilindro pneumático em uma posição de extremidade de curso, caracterizado pelo fato de que compreende as etapas de: a. definir uma posição para travar o atuador (1, 101) através do ajuste de um batente de percurso ajustável (30, 130) em um alojamento de atuador (1a, 101a); b. configurar um dispositivo de combinação (2, 102), conforme definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 13, para efetuar o travamento do atuador, dita configuração compreendendo adicionalmente as etapas de: c. remover a cobertura tubular (4, 144) da cobertura de alojamento (20, 107); d. ajustar o prendedor (10, 110) em direção a segunda extremidade (9b, 109b) da haste de extensão (9, 109); e. deslocar um cabo (31, 131) para cima ao puxar para fora um dispositivo de segurança (22, 122), em uma posição de extremidade e liberando o dispositivo de segurança (22, 122) para reter o cabo (31, 131) em uma posição indexada; f. ajustar o prendedor (10, 110) para avançar uma face interna do prendedor para uma posição de travamento; g. prender uma posição do prendedor; e h. colocar a cobertura tubular de volta na cobertura de alojamento.

15. Método, de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato de que o batente de percurso ajustável compreende uma cavilha de batente de curso; em que o prendedor compreende uma porca de batente ajustável (110); em que o dispositivo de segurança compreende um pino de segurança orientado por mola, e em que a etapa de ajustar e fixar compreende: ajustar a porca de batente ajustável para avançar uma face interna da porca de batente ajustável em direção a uma manga indexável, até que a face interna da porca de batente ajustável entre em contato com uma face externa da manga indexável e fixar uma posição da porca de batente ajustável por um parafuso de ajuste na porca de batente ajustável.

16. Método, de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente a etapa de: a. engatar um cadeado através de orifícios em uma aba de extensão (131a) da alavanca e um batente de segurança (107b, 107c) para impedir o desengate não autorizado do travamento.

17. Método, de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato de que o batente de percurso ajustável compreende uma cavilha de batente de curso; em que o prendedor compreende uma porca de olhal (10); em que o dispositivo de segurança compreende um pino de segurança orientado por mola (22) ; e em que a etapa de ajustar e fixar compreende: ajustar a porca de olhal para avançar uma face interna da porca de olhal em direção às duas corrediças (13), até que a face interna da porca de olhal entre em contato com uma face externa das corrediças e fixar uma posição da porca de olhal por um parafuso de ajuste (11, 111) na porca de olhal.

18. Método, de acordo com a reivindicação 17, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente a etapa de: engatar um cadeado (35) através de orifícios no cabo e uma placa de ligação (27), para impedir o desengate não autorizado do travamento.

19. Método para configurar um dispositivo de combinação, conforme definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 13, para um dispositivo de teste de curso parcial, caracterizado pelo fato de que compreende as etapas de: a. definir uma posição de fim de curso de um atuador (1, 101) através do ajuste de um batente de percurso (30, 130) ajustável em um alojamento de atuador (1a, 101a); b. remover a cobertura tubular (44, 144) da cobertura de alojamento (20, 107); c. ajustar um prendedor (10, 110) em direção a outra extremidade (9b, 109b) da haste de extensão (9, 109), por meio da etapa de: d. puxar para fora um dispositivo de segurança (22, 122), deslocando um cabo (31, 131) para cima até uma posição de extremidade e liberando o dispositivo de segurança para reter o cabo em uma posição indexada; e. ajustar o prendedor para avançar uma face interna do prendedor para definir a extensão do curso parcial; f. prender uma posição do prendedor; e g. colocar a cobertura tubular de volta na cobertura de alojamento.

20. Método, de acordo com a reivindicação 19, caracterizado pelo fato de que o batente de percurso ajustável compreende uma cavilha de batente de curso; em que o prendedor compreende uma porca de batente ajustável (110); em que o dispositivo de segurança compreende um pino de segurança orientado (122); e em que a etapa de ajustar e fixar compreende: ajustar a porca de batente ajustável para avançar uma face interna da porca de batente ajustável em direção a uma face de manga indexável (106a) até que a face interna da porca de batente ajustável (110a) esteja a uma distância predeterminada da extremidade livre da haste de extensão, e fixar uma posição da porca de batente ajustável por um parafuso de ajuste (111) na porca de batente ajustável.

21. Método, de acordo com a reivindicação 20, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente a etapa de engatar um cadeado (135) através de pelo menos um orifício em uma aba de extensão (131a) na alavanca e em pelo menos um batente de segurança (107b, 107c) para impedir o desengate não autorizado do modo de teste.

22. Método, de acordo com a reivindicação 19, caracterizado pelo fato de que o batente de percurso ajustável compreende uma cavilha de batente de curso; em que o prendedor compreende uma porca de olhal (10); em que o dispositivo de segurança compreende um pino de segurança (22) orientado; e em que a etapa de ajustar e fixar compreende: ajustar a porca de olhal para avançar uma face interna da porca de olhal (7) em direção a duas corrediças (13), até que a face interna da porca de olhal esteja a uma distância predeterminada da extremidade livre da haste de extensão, e fixar uma posição da porca de olhal por um parafuso de ajuste (11) na porca de olhal.

23. Método, de acordo com a reivindicação 22, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente a etapa de engatar um cadeado através de pelo menos um orifício no cabo e uma placa de ligação (27) para impedir um desengate não autorizado do modo de teste.

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