BRPI0700226B1

BRPI0700226B1 - sistema de monitoramento de potência de fluido dinâmico para atuadores separados

Info

Publication number: BRPI0700226B1
Application number: BRPI0700226A
Authority: BR
Inventors: Zimmerling Detlef; Carlos Bento Jose; E Foster Joseph; E Russell Neil
Original assignee: Ross Operating Valve Co
Priority date: 2006-02-02
Filing date: 2007-02-02
Publication date: 2019-01-15
Also published as: EP1816356B1; JP4874815B2; CN103790887A; CN103790887B; US20070175527A1; US7438086B2; ES2378324T3; JP2007205568A; EP1816356A3; BRPI0700226A; CN101025174A; EP1816356A2

Abstract

sistema de monitoramento de potência de fluido dinâmico para atuadores separados. a invenção refere-se a um aparelho de válvula de controle que acopla o fluido pressurizado nos primeiro e segundo atuadores usando primeira e segunda válvulas duplas. a primeira válvula dupla inclui primeira e segunda passagens de cruzamento e primeiro e segundo pilotos. a segunda válvula dupla inclui terceira e quarta passagens de cruzamento e terceiro e quarto pilotos. uma primeira interligação acopla a primeira passagem de cruzamento com a terceira entrada de fluido de piloto. uma segunda interligação acopla a segunda passagem de cruzamento com a quarta entrada de fluido de piloto. uma terceira interligação acopla a terceira passagem de cruzamento com a primeira entrada de fluido de piloto. uma quarta inter1igação acopla a quarta passagem de cruzamento com a segunda entrada de fluido de piloto. assim, a operação de cada piloto depende do recebimento do fluido pressurizado da outra válvula dupla que está somente presente quando a outra válvula dupla não está em uma condição de falha.

Description

Diretor Substituto de Patentes, Programas de Computador e Topografias de Circuitos Integrados

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para SISTEMA DE MONITORAMENTO DE POTÊNCIA DE FLUIDO DINÂMICO PARA ATUA- / DORES SEPARADOS^zX

Referência Cruzada a Pedidos Relacionados

Não aplicável.

Declaração Quanto a Pesquisa de Responsabilidade Federal

Não aplicável.

Antecedentes da Invenção

A presente invenção refere-se, em geral, a sistemas de válvula de controle para a operação de atuadores múltiplos e, mais especificamente, a interligação de válvulas de controle para atuadores separados tal que uma falha em uma válvula de controle resulta rapidamente na desativação da outra válvula de controle.

A operação da maquinaria controlada por potência de fluido, tal como uma prensa de potência mecânica, pode danificar uma prensa ou causar uma condição insegura se não apropriadamente controlada. De modo a estar de acordo com os padrões de engenharia, regulamentos governamentais e boa prática, uma válvula dupla é tipicamente usada como um elemento de controle para tal maquinaria de modo que com um mau funcionamento operacional, tal como uma falha de válvula, uma repetição de prensa ou ciclo de transbordamento devido a um único mau funcionamento de uma válvula, dano na prensa ou condições inseguras podem ser evitadas. O uso de uma válvula dupla também provê a vantagem de bloqueio automático da operação da válvula durante um mau funcionamento operacional para impedir a formação de ciclo de máquina adicional até que o mau funcionamento possa ser corrigido e a válvula restaurada. Exemplos de válvulas duplas que satisfazem às exigências precedentes são mostrados na patente US 6.840.258 e patente US 6.840.259, ambas atribuídas para Ross Operating Valve Company e ambas incorporadas aqui por referência.

Prensas grandes tipicamente têm embreagens e freios separados para controlar a sua operação. Uma válvula dupla que controla o atuador do freio é acionada de modo a suprir pressão de potência de fluido para • · * » · « · · · ♦ · · ♦ · ♦ · ···· · · · · • ♦ · · · · » · · · t t · ♦*· · · · ·· · · ···«···· · ·

desengatar o freio. Uma segunda válvula dupla controlando o atuador da embreagem é acionada para engatar a embreagem de modo que a força motriz é aplicada na prensa. O sincronismo da atuação e desativação da embreagem e freio deve ser controlado precisamente de modo a evitar da5 nos na prensa. Por exemplo, uma falha na válvula dupla do freio causando a liberação do atuador de freio, de modo que o freio é aplicado ao mesmo tempo em que o atuador da embreagem ainda está engatado, poderia resul-

tar na tentativa de formação de ciclo da prensa enquanto o freio está engatado. Tentar colocar em ciclo a prensa enquanto o freio está engatado pode 10 causar uma condição insegura ou dano aos atuadores ou à prensa. Portanto, quando uma das válvulas duplas fica defeituosa, a outra válvula deve ser rapidamente desativada de modo que uma tal atuação simultânea seja evitada.

Técnicas convencionais para tratar o problema potencial de ope- 15 ração continuada de uma válvula dupla quando a outra válvula está defeituosa são sujeitas a várias desvantagens que resultaram nelas se tornando inaceitáveis sob os padrões relevantes. Exemplos de métodos da técnica anterior incluem o uso de válvulas de controle de fluxo conectadas entre cada válvula dupla e seu atuador respectivo, válvulas de descarga rápida co-

nectadas no atuador de embreagem para sincronismo ou interruptores de pressão usados para indicar uma falha de válvula e para fazer com que uma segunda válvula desative.

Uma outra tentativa da técnica anterior foi diminuir o tempo de atuação da válvula de controle da embreagem restringindo o suprimento de 25 entrada para os pilotos. Simultaneamente, o tempo de desativação da válvula do freio foi reduzido restringindo os orifícios de descarga dos pilotos. Essa disposição impede a sobreposição da embreagem e do freio durante a operação normal, mas não monitora o sistema para falhas de válvula. Portanto, componentes adicionais precisam ser usados para monitorar o sistema e 30 para desativar ambas as válvulas sempre que qualquer válvula entra em um estado de falha. Um método similar para impedir a sobreposição da operação da embreagem e do freio tem sido restringir o fluxo de ar para a entrada

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principal da válvula de controle de embreagem e restringir a descarga principal da válvula de controle do freio. Esse método alternativo similarmente exige componentes adicionais para monitorar e desativar ambas as válvulas sempre que qualquer válvula fica defeituosa.

Sumário da Invenção

A presente invenção controla dinamicamente as válvulas duplas em uma maneira que vantajosa mente garante que sempre que uma válvula dupla falhe, então a outra válvula dupla rapidamente desativa. A invenção evita componentes de válvula adicionais ou degradar deliberadamente o desempenho de sincronismo das válvulas duplas. As válvulas duplas são interligadas, de modo que a operação de cada válvula piloto depende do recebimento do fluido pressurizado da outra válvula que está somente presente quando a outra válvula dupla não está em uma condição de falha.

Em um aspecto da invenção, um aparelho da válvula de controle acopla o fluido pressurizado no primeiro e no segundo atuadores usando as primeira e segunda válvulas duplas. A primeira válvula dupla compreende uma primeira entrada para receber o fluido pressurizado, uma primeira saída para acoplamento com o primeiro atuador e uma primeira descarga. Um primeiro elemento de válvula da primeira válvula dupla tem um primeiro gatilho de entrada e um primeiro redutor de fluxo. Um segundo elemento de válvula da primeira válvula dupla tem um segundo gatilho de entrada e um segundo redutor de fluxo. A primeira válvula dupla também inclui uma primeira passagem de cruzamento acoplando de maneira fluida o primeiro redutor de fluxo no segundo gatilho de entrada e uma segunda passagem de cruzamento acoplando o segundo redutor de fluxo no primeiro gatilho de entrada. A segunda válvula dupla compreende uma segunda entrada para receber o fluido pressurizado, uma segunda saída para acoplamento com o segundo atuador e uma segunda descarga. Um terceiro elemento de válvula da segunda válvula dupla tem um terceiro gatilho de entrada e um terceiro redutor de fluxo. Um quarto elemento de válvula da segunda válvula dupla tem um quarto gatilho de entrada e um quarto redutor de fluxo. A segunda válvula dupla também inclui uma terceira passagem de cruzamento acoplando de maneira fluida o terceiro redutor de fluxo no quarto gatilho de entrada e uma quarta passagem de cruzamento acoplando o quarto redutor de fluxo no terceiro gatilho de entrada. Um primeiro piloto é acoplado de maneira fluida no primeiro elemento de válvula e tem uma primeira entrada de fluido de piloto.

Um segundo piloto é acoplado de maneira fluida no segundo elemento de válvula e tem uma segunda entrada de fluido de piloto. Um terceiro piloto é acoplado de maneira fluida no terceiro elemento de válvula e tem uma tercei ra entrada de fluido de piloto. Um quarto piloto é acoplado de maneira fluida

no quarto elemento de válvula tendo uma quarta entrada de fluido de piloto.

Uma primeira interligação acopla de maneira fluida a primeira passagem de cruzamento com a terceira entrada de fluido de piloto. Uma segunda interligação acopla de maneira fluida a segunda passagem de cruzamento com a quarta entrada de fluido de piloto. Uma terceira interligação acopla de maneira fluida a terceira passagem de cruzamento com a primeira entrada de flui- 15 do de piloto. Uma quarta interligação acopla de maneira fluida a quarta passagem de cruzamento com a segunda entrada de fluido de piloto.

Breve Descrição dos Desenhos

A Figura 1 é um diagrama de blocos mostrando um sistema con-

vencional para controlar atuadores de freio e embreagem para uma prensa 20 de potência mecânica.

A Figura 2 é um diagrama esquemático de uma modalidade preferida da presente invenção para interligar duas válvulas duplas.

A Figura 3 é uma vista plana transversal parcial das válvulas duplas interligadas no seu estado desativado.

A Figura 4 é uma vista plana transversal parcial das válvulas duplas interligadas no seu estado acionado.

A Figura 5 é uma vista plana transversal parcial das válvulas duplas interligadas no seu estado defeituoso.

A Figura 6 é um fluxograma mostrando um método preferido da presente invenção.

Descrição Detalhada das Modalidades Preferidas

Com referência à Figura 1, uma prensa 10 inclui um atuador de • · ·· ♦···

freio 11 e um atuador de embreagem 12. Uma primeira válvula dupla 13 tem um orifício de saída 14 conectado no atuador de freio 11 por uma linha de pressão 15. A válvula dupla 13 também inclui um orifício de entrada 16 para acoplamento com uma fonte de fluido pressurizado 17 por uma linha de 5 pressão 18. Um orifício de descarga 19 da válvula dupla 13 é acoplado na atmosfera e pode incluir um silenciador.

Uma segunda válvula dupla 20 tem um orifício de saída 21 acoplado no atuador de embreagem 12 por uma linha de pressão 22. O orifício de entrada 23 é acoplado na fonte de fluido pressurizado 17 por uma ramifi10 cação da linha de pressão 18 e um orifício de descarga 24 é acoplado na atmosfera e pode incluir um silenciador.

Um controlador eletrônico 25 é acoplado nas válvulas pilotos 26 e 27 na válvula dupla 13 e nas válvulas pilotos 28 e 29 na válvula dupla 20. Um interruptor 125 é acoplado no controlador 25 para permitir que um ope. 15 rador de prensa inicie o processo de ciclo da máquina da prensa 10 sinalizando o controlador 25, que gerará um sinal de controle para iniciar o ciclo da máquina da prensa 10. O controlador 25 provê os sinais de controle elétricos para as válvulas pilotos 26-29 em uma maneira convencional.

As válvulas duplas 13 e 20 são mostradas tendo uma estrutura de cruzamento interna entre os elementos de válvula dentro de cada válvula

dupla. As câmaras de sincronismo dentro de cada válvula dupla são pressurizadas pelo fluido pressurizado de entrada fluindo através de restrições respectivas. Em um ciclo de operação normal, os sinais elétricos fazem com que as válvulas pilotos acionem e apliquem pressão nos elementos de válvu25 Ia. A pressão agindo contra os pistões de válvula principais dos elementos de válvula faz com que os elementos de válvula se movam para suas posições acionadas, de modo que o fluido pressurizado flui entre o orifício de entrada e o orifício de saída através das passagens de cruzamento respectivas. Quando os sinais elétricos são removidos das válvulas pilotos, as válvu30 Ias pilotos retomam para suas posições desativadas normais e as câmaras de válvula principais são descarregadas para a atmosfera. A pressão da câmara de sincronismo então opera nos elementos de válvula para retorná-los ·

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para suas posições desativadas. Assim, durante a operação normal, os elementos de válvula em uma válvula dupla operam juntos em uma maneira síncrona.

Quando qualquer mau funcionamento surge em conjunto com qualquer elemento de válvula (por exemplo, um elemento de válvula emperrado), os elementos de válvula pararão de se mover de maneira síncrona. Como resultado, um elemento de válvula principal fica em uma posição acionada (parcial ou totalmente) enquanto o outro elemento de válvula principal fica na posição desativada retornada. Essas posições anormais fazem 10 com que a passagem de cruzamento e a câmara de sincronismo de um lado de uma válvula dupla sejam pressurizadas em uma maneira normal enquanto a passagem de cruzamento e a câmara de sincronismo da outra metade da válvula dupla são descarregadas para a atmosfera. A válvula dupla permanece nesse estado de falha até restaurada por um mecanismo separado.

-15 A presente invenção interliga as duas válvulas duplas, de modo que a operação síncrona dos elementos de válvula em cada válvula dupla depende em parte da outra válvula dupla não estar em um estado defeituoso. As passagens de cruzamento de cada válvula dupla inerentemente permanecem sob pressão de entrada total durante os estados normais aciona-

do e desativado da válvula. Entretanto, quando pelo menos uma válvula dupla está no estado defeituoso, a passagem de cruzamento correspondente cai para a pressão substancial mente atmosférica porque a passagem de cruzamento fica acoplada de maneira fluida no orifício de descarga (isto é, a válvula dupla defeituosa não pode acionar o atuador de embreagem ou freio 25 que ela é planejada para controlar). A presente invenção interliga cada passagem de cruzamento com uma entrada de válvula piloto da válvula dupla oposta, por meio do que uma válvula piloto pode prover o fluido pressurizado para ativar um elemento de válvula correspondente somente se a válvula dupla oposta não está defeituosa no lado da válvula dupla da qual ela rece30 be o fluido pressurizado (isto é, a válvula dupla não experimentando a falha inicial se tornará incapaz de acionar o atuador de embreagem ou freio que ela é planejada para controlar).

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Além das passagens de cruzamento, as câmaras de sincronismo acopladas nas passagens de cruzamento poderíam ser usadas alternativamente como uma fonte de fluido pressurizado que falharia em prover pressão quando uma válvula está defeituosa, mas elas não são preferidas por5 que a operação rápida da presente invenção é importante e as câmaras de sincronismo demoram para cair para a pressão atmosférica desde que elas são descarregadas através de uma restrição. Assim, é preferido usar a passagem de cruzamento como a fonte de fluido pressurizado ao invés de uma câmara de sincronismo.

Com referência agora às Figuras 2 e 3, um diagrama esquemático mostra uma primeira válvula dupla 30 e uma segunda válvula dupla 31 conectadas de acordo com uma modalidade preferida da presente invenção. Todos os numerais semelhantes nas Figuras 2-5 se referem aos componentes idênticos. Válvulas duplas 30 e 31 são mostradas como válvulas duplas . 15 DM²® Crossflow SERPAR® disponíveis de Ross Controls de Troy, Michigan, e são as modalidades da patente U.S. 6.840.258 e/ou patente US 6.840.259.

A válvula dupla 30 inclui um primeiro elemento de válvula 32 e um segundo elemento de válvula 33. Nessa modalidade, as válvulas pilotos são combi-

nadas com pilotos impulsionadores para prover rápida operação da válvula com baixo consumo de corrente, embora um impulsionador não seja requerido. Assim, um primeiro piloto 34 é conectado em um primeiro piloto impulsionador 35 para controlar o primeiro elemento de válvula 32. O segundo piloto 36 é conectado no segundo piloto impulsionador 37 para controlar o segundo elemento de válvula 33. Pilotos impulsionadores 35 e 37 recebem o seu suprimento de pressão de fluido de entrada das câmaras de sincronismo e 39, respectivamente, em uma maneira convencional. As entradas 40 e recebem o fluido pressurizado de uma fonte de fluido pressurizado, tal como um compressor (não mostrado). As saídas 42 e 43 são conectadas no atuador de freio. Uma descarga 44 é conectada na pressão atmosférica.

A segunda válvula dupla 31 inclui terceiro e quarto elementos de válvula 45 e 46. Um terceiro piloto 47 é conectado em um terceiro piloto impulsionador 48 para controlar o terceiro elemento de válvula 45. O quarto piloto 50 é conectado no quarto piloto impulsionador 51 para controlar o quarto elemento de válvula 46. Os pilotos impulsionadores 48 e 51 recebem o fluido de entrada das câmaras de sincronismo 52 e 53, respectiva mente. As entradas 54 e 59 recebem o fluido pressurizado da fonte de fluido pressu-

rizado. As saídas 97 e 98 são conectadas no atuador de freio. Uma descarga 99 é conectada na pressão atmosférica.

Uma primeira interligação entre as válvulas duplas 30,31 compreende uma primeira linha de fluido 55 entre uma primeira passagem de

cruzamento 70 do elemento de válvula 32 e a entrada do piloto 47. Uma se10 gunda interligação compreende uma segunda linha de fluido 56 acoplada entre uma segunda passagem de cruzamento 71 do elemento de válvula 33 e a entrada do piloto 50. Da mesma forma, uma terceira interligação é compreendida de uma terceira linha de fluido 57 entre uma terceira passagem de cruzamento 72 do elemento de válvula 45 na válvula dupla 31 e a entrada do piloto 34 da válvula dupla 30 e uma quarta interligação é compreendida de

uma quarta linha de fluido 58 acoplada entre uma quarta passagem de cruzamento 73 do elemento de válvula 46 e a entrada do piloto 36. Deve ser observado que existem várias outras formações de pares possíveis entre as válvulas duplas. Por exemplo, o piloto do lado esquerdo 34 da válvula du20 pia 30 poderia receber o fluido de qualquer passagem de cruzamento 72,73 da válvula dupla 31 enquanto a passagem de cruzamento do lado esquerdo 70 da válvula dupla 30 poderia estar provendo fluido para qualquer piloto 47,50 da válvula dupla 31 (isto é, sem considerar qual conexão é escolhida para o piloto do lado esquerdo 34). Entretanto, os detalhes do sincronismo de válvula utilizado em um projeto particular de válvula dupla podem resultar em diferenças operacionais dependendo de quais formações de pares de interligação são escolhidas. Com relação às válvulas duplas DM²® Crossflow SERPAR® mencionadas acima, as formações de pares mostradas nas Figuras 2-5 são preferidas.

As válvulas duplas interligadas 30,31 são mostradas em vista transversal na Figura 3 enquanto nos seus estados desativados. O elemento de válvula 32 na válvula dupla 30 inclui um primeiro gatilho de entrada 60 e o

elemento de válvula 33 inclui um segundo gatilho de entrada 61. Na válvula dupla 31, o elemento de válvula 45 inclui um terceiro gatilho de entrada 62 e o elemento de válvula 46 inclui um quarto gatilho de entrada 63. Cada elemento de válvula cria um primeiro, segundo, terceiro e quarto redutores de 5 fluxo 64-67, respectivamente, continuamente suprindo fluido pressurizado das entradas 40,41,54,59 para passagens de cruzamento respectivas 70-73.

Com cada elemento de válvula 32,33,45,46 na sua posição desativada, como mostrado na Figura 3, os gatilhos de entrada 60-63 ficam fechados, e depois que o fluido pressurizado foi admitido para as entradas 10 40,41,54,59 então a pressão nas passagens de cruzamento 70-73 iguala essa mesma pressão (entrada).

As linhas de fluido 55-58 alimentam das passagens de cruzaV.

-'V

mento 70-73, respectiva mente, para conectar com as entradas de fluido de piloto 75-78 dos pilotos 34,36,47 e 50. Cada linha de fluido 55-58 se estende 15 entre as válvulas duplas tal que a linha de fluído 55 interliga a passagem de cruzamento 70 com a entrada de piloto 77 do piloto 47; a linha de fluido 56

interliga a passagem de cruzamento 71 com a entrada de piloto 78 do piloto 50; a linha de fluido 57 interliga a passagem de cruzamento 72 com a entrada de piloto 75 do piloto 34 e a linha de fluido 58 interliga a passagem de 20 cruzamento 73 com a entrada de piloto 76 do piloto 36. Os pilotos 34, 36, 47, também incluem entradas de controle elétrico respectivas 80-83 para conectar com o controlador 25 em uma maneira convencional.

Em resposta ao fluido pressurizado recebido de uma passagem de cruzamento 70-73 da válvula dupla oposta 30, 31, cada piloto 34, 36, 47, 25 50 controla um piloto impulsionador respectivo 35, 37, 48, 51 de acordo com o sinal de controle elétrico enviado pelo controlador 25. Os pilotos 34, 36, 47 e 50 podem ser compreendidos, cada um, de um piloto de três vias tendo uma saída conectada para acionar um elemento de válvula impulsionador em cada piloto impulsionador 35, 37, 48, 51. Assim, o piloto impulsionador

35 inclui um elemento impulsionador 84 para interligar de maneira seletiva a entrada do impulsionador 85 na saída do impulsionador 86. O piloto impulsionador 37 inclui um elemento impulsionador 87 para interligar de maneira • · f ····· · · · · ♦

• · · · · · « · · · · · · • ·· · · · · · · · ·♦··♦♦·♦ · · seletiva a entrada do impulsionador 88 com a saída do impulsionador 89. O piloto impulsionador 48 inclui um elemento impulsionador 90 para interligar de maneira seletiva a entrada do impulsionador 91 com a saída do impulsionador 92. O piloto impulsionador 51 inclui um elemento impulsionador 93 para interligar de maneira seletiva a entrada do impulsionador 94 com a saída do impulsionador 95. As entradas do impulsionador 85, 88, 91, 94 recebem fluido pressurizado das câmaras de sincronismo 38, 39, 52 e 53, respectivamente. Com cada piloto 34, 36, 47, 50 desativado, cada saída de pilo-

to respectiva, que é conectada em um elemento de controle impulsionador 10 correspondente 84, 87, 90, 93 é descarregada de modo que o fluido pressurizado de uma câmara de sincronismo correspondente 38, 39, 52, 53 fica bloqueado da saída do impulsionador respectivo 86, 89, 92, 95 e cada elemento de controle de válvula principal respectivo 32, 33, 45, 46 permanece na sua posição desativada. Desde que cada passagem de cruzamento 7015 73 é totalmente pressurizada, a pressão de entrada fica disponível para cada piloto 34, 36, 47, 50 de modo que quando ativado, a pressão do fluido será

capaz de reposicionar o elemento de controle impulsionador respectivo 84,

87, 90, 93 em uma posição acionada. Depois que o elemento de controle impulsionador respectivo 84, 87, 90, 93 está em uma posição acionada, o 20 fluido pressurizado da câmara de sincronismo respectiva 38, 39, 52, 53 é aplicado contra o elemento de válvula correspondente 32, 33, 45, 46 para colocar cada válvula dupla 30, 31 no seu estado acionado como mostrado na Figura 4. Quando as válvulas duplas 30, 31 estão nos seus estados acionados, as passagens de cruzamento 70-73 continuam a manter a pressão 25 total por meio disso permitindo que os pilotos 34, 36, 47, 50 continuem o seu controle sobre seus pilotos impulsionadores respectivos 35, 37, 48, 51 e seus elementos de válvula respectivos 32, 33, 45, 46. Embora ambas as válvulas duplas 30-31 sejam mostradas na Figura 4 como estando nos seus estados acionados simultaneamente, as válvulas duplas 30, 31 poderíam 30 também ser acionadas uma de cada vez sempre que desejado desde que a pressão total fica disponível em todas as passagens de cruzamento 70-73 durante todo o tempo enquanto ambas as válvulas duplas 30, 31 estão ope• · ··«»· ·

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rando apropriadamente.

A interligação de cada piloto 34, 36, 47, 50 com uma passagem de cruzamento da outra válvula dupla 30, 31 cria uma função E na lógica de controle inerente das válvulas duplas 30, 31 onde um elemento de válvula 5 particular 32, 33, 45, 46 pode acionar somente se o piloto 34, 36, 47, 50 associado com o elemento de válvula 32, 33, 45, 46 recebe ambos um sinal de controle e fluido pressurizado da outra válvula dupla 30, 31. Com a ocorrência de uma falha, a perda de pressão em uma passagem de cruzamento 7073 que acompanha a falha de uma válvula dupla 30, 31 se propaga para um 10 dos pilotos 34, 36, 47, 50 da válvula não defeituosa. A perda de pressão para o piloto inabilita a sua capacidade de ativar o pistão do elemento de válvula correspondente 32, 33, 45, 46 na válvula não defeituosa 30, 31.

Um mecanismo típico para a causa de uma falha é a paralisação de um elemento de válvula 32, 33, 45, 46 devido à matéria estranha ou cor15 rosão. Pelo fato de que é extremamente improvável que ambos os elementos de válvula de uma válvula dupla 30, 31 fiquem emperrados na mesma posição ao mesmo tempo, a paralisação de um elemento de válvula fará com que o movimento dos elementos de válvula não seja síncrono. Por causa da configuração da válvula dupla, o movimento não-síncrono faz com que 20 ela fique bloqueada em um estado defeituoso com o orifício de saída 42, 43, 97, 98 restrito no orifício de descarga 44, 99.

A Figura 5 mostra a válvula dupla 30 em um estado defeituoso. Especificamente, o elemento de válvula 32 é total ou parcialmente acionado enquanto o elemento de válvula 33 está na sua posição desativada. Conse25 qüentemente, a passagem de cruzamento 71 é conectada na saída de descarga 44 através do gatilho de entrada 60 do elemento de válvula 32 e um gatilho de descarga 96 do elemento de válvula 33. Devido à despressurização da passagem de cruzamento 71, a câmara de sincronismo 39 despressuriza de modo que a despeito do sinal de controle para o piloto 36, o piloto 30 impulsionador 37 não pode acionar o elemento de controle 33 para sua posição acionada. Também por causa do estado despressurizado da passagem de cruzamento 71, a linha 56 falha em prover qualquer fluido pressurizado

para a entrada 78 do piloto 50 na válvula dupla 31. A válvula dupla 31 é mostrada em um estado desativado (isto é, a válvula dupla 31 estava em um estado desativado quando a válvula dupla 30 ficou defeituosa). Se a válvula dupla 31 tenta acionar enquanto a válvula dupla 30 está em um estado defei5 tuoso, então somente o elemento de válvula 45 se moverá para baixo para sua posição acionada desde que somente o piloto 47 está recebendo o fluido pressurizado para acionar o seu piloto impulsionador respectivo 48. Consequentemente, a válvula dupla 31 entrará em um estado de falha do qual ela pode somente se recuperar sendo especificamente restaurada. Se a vál10 vula dupla 31 está em um estado acionado quando a válvula dupla 30 fica defeituosa, então um dos pilotos 47, 50 perderá pressão e o piloto impulsionador correspondente 48, 51 desativará. A perda da pressão do piloto impul-

sionador fará com que o elemento de válvula correspondente 45,46 se mova para sua posição desativada resultando no mesmo estado defeituoso na vál15 vula dupla 31. Com ambas as válvulas duplas bloqueadas em um estado defeituoso, seus orifícios de saída 42, 43, 97, 98 que são acoplados nos atuadores de embreagem e freio 11, 12, ficam restritos nos seus orifícios de descarga 44, 99. Sem pressão de saída disponível das válvulas duplas 30,

31, nenhum ciclo de prensa adicional pode ser iniciado até que as válvulas

duplas 30, 31 sejam ambas restauradas.

A Figura 6 mostra um método preferido da presente invenção para controlar primeiro e segundo atuadores acionados pelo fluido em um ciclo típico do freio e embreagem de um sistema de prensa de máquina. Na etapa 100, ambas as válvulas duplas estão em uma condição pronta para funcionamento. Todas as passagens de cruzamento e todas as interligações para os pilotos são pressurizadas enquanto os pilotos são desenergizados.

De modo a começar um ciclo da prensa, todos os pilotos são energizados na etapa 101. Na etapa 102, as válvulas duplas são acionadas em resposta à pressão do piloto. Assumindo que nenhuma falha ocorre durante a atuação síncrona dos elementos de válvula em cada válvula dupla, a atuação normal de ambas as válvulas duplas é realizada na etapa 103 e as saídas de ambas as válvulas duplas para a embreagem e o freio são pressurizadas. Um ciclo

de prensa normal segue na etapa 104. No fim de um ciclo de prensa, os pilotos são desenergizados na etapa 105. Se todos os elementos de válvula se movem de maneira síncrona para suas posições desativadas sem falha, então as válvulas duplas retornam para sua condição pronta para funciona5 mento na etapa 100.

Se um dos elementos de válvula dupla falha em qualquer etapa 102,104 ou 105, então a correspondente das válvulas duplas torna-se defeituosa na etapa 106. Na etapa 107, a pressão cai na passagem de cruzamento correspondente restrita ao elemento de válvula defeituoso na válvula 10 defeituosa. Por causa da interligação entre as válvulas duplas, a pressão do piloto cai para o piloto correspondente na válvula dupla não defeituosa. Consequentemente, a segunda válvula dupla falha na etapa 109 tal que ela não pode acionar (isto é, sua saída permaneça acoplada no seu orifício de descarga) até que ambas as válvulas duplas são deliberadamente restauradas.

Portanto, assim que um dos atuadores de embreagem ou freio fica desativado por uma válvula dupla defeituosa, torna-se impossível acionar o outro dos atuadores de embreagem ou freio, e o dano na prensa é impedido.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Aparelho de válvula de controle para acoplar o fluido pressurizado nos primeiro e segundo atuadores, caracterizado pelo fato de que compreende:

uma primeira válvula dupla (30) compreendendo:

uma primeira entrada (40, 41) para receber o dito fluido pressurizado;

uma primeira saída (42, 43) para acoplamento com o dito primeiro atuador;

uma primeira descarga (44);

um primeiro elemento de válvula (32) tendo um primeiro gatilho de entrada (60) e um primeiro redutor de fluxo (64);

um segundo elemento de válvula (33) tendo um segundo gatilho de entrada (61) e um segundo redutor de fluxo (65);

uma primeira passagem de cruzamento (70) acoplando de maneira fluida o dito primeiro redutor de fluxo (64) no dito segundo gatilho de entrada (61), e uma segunda passagem de cruzamento (71) acoplando de maneira fluida o dito segundo redutor de fluxo (65) no dito primeiro gatilho de entrada (60);

uma segunda válvula dupla (31) compreendendo:

uma segunda entrada (54, 59) para receber o dito fluido pressurizado;

uma segunda saída (97, 98) para acoplamento com o dito segundo atuador;

uma segunda descarga (99);

um terceiro elemento de válvula (45) tendo um terceiro gatilho de entrada (62) e um terceiro redutor de fluxo (66);

um quarto elemento de válvula (46) tendo um quarto gatilho de entrada (63) e um quarto redutor de fluxo (67);

uma terceira passagem de cruzamento (72) acoplando o dito terceiro redutor de fluxo (66) no dito quarto gatilho de entrada (63); e

Petição 870180054072, de 22/06/2018, pág. 4/14 uma quarta passagem de cruzamento (73) acoplando o dito quarto redutor de fluxo (67) no dito terceiro gatilho de entrada (62);

um primeiro piloto (34) acoplado de maneira fluida no dito primeiro elemento de válvula (32), o dito primeiro piloto (34) tendo uma primeira entrada de fluido de piloto (75);

um segundo piloto (36) acoplado de maneira fluida no dito segundo elemento de válvula (33), o dito segundo piloto (36) tendo uma segunda entrada de fluido de piloto (76);

um terceiro piloto (47) acoplado de maneira fluida no dito terceiro elemento de válvula (45), o dito terceiro piloto (47) tendo uma terceira entrada de fluido de piloto (77); e um quarto piloto (50) acoplado de maneira fluida no dito quarto elemento de válvula (46), o dito quarto piloto (50) tendo uma quarta entrada de fluido de piloto (78);

uma primeira interligação acoplando de maneira fluida a dita primeira passagem de cruzamento (70) com a dita terceira entrada de fluido de piloto (77);

uma segunda interligação acoplando de maneira fluida a dita segunda passagem de cruzamento (71) com a dita quarta entrada de fluido de piloto (78);

uma terceira interligação acoplando de maneira fluida a dita terceira passagem de cruzamento (72) com a dita primeira entrada de fluido de piloto (75); e uma quarta interligação acoplando de maneira fluida a dita quarta passagem de cruzamento (73) com a dita segunda entrada de fluido de piloto (76).
2. Aparelho de válvula de controle, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que cada um dos ditos pilotos (34, 36, 47, 50) compreende:

um piloto de três vias tendo uma entrada de fluido de piloto respectiva e uma entrada de controle elétrico.
3. Aparelho de válvula de controle, de acordo com a reivindicaPetição 870180054072, de 22/06/2018, pág. 5/14 ção 2, caracterizado pelo fato de que cada um dos ditos pilotos (34, 36,

47, 50) também compreende:

um piloto impulsionador (35, 47, 48, 51) controlado pelo dito piloto (34, 36, 47, 50) para acionar um respectivo dos ditos elementos de válvula (32, 33, 45, 46).
4. Aparelho de válvula de controle, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que cada um dos ditos pilotos impulsionadores (35, 47, 48, 51) inclui uma entrada de impulsionador (85, 88, 91, 94) respectiva e uma saída de impulsionador (86, 89, 92, 95) respectiva, e em que as ditas entradas de impulsionador (85, 88, 91, 94) recebem fluido pressurizado da sua válvula dupla (30, 31) respectiva.
5. Aparelho de válvula de controle, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que cada uma das ditas primeira e segunda válvulas duplas (30, 31) inclui primeira e segunda câmaras de sincronismo (38, 39, 52, 53) para suprir fluido pressurizado de uma passagem de cruzamento (70, 71, 72, 73) respectiva para um piloto impulsionador (35, 47,

48, 51) respectivo.
6. Aparelho de válvula de controle, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que cada uma das ditas primeira, segunda, terceira e quarta interligações compreende uma linha de fluido (55, 56, 57, 58) respectiva se estendendo entre as ditas primeira e segunda válvulas duplas (30, 31).
7. Método de controle de primeiro e segundo atuadores acionados por fluido caracterizado pelo fato de que compreende as etapas de:

acoplar uma primeira válvula dupla (30) para controlar o dito primeiro atuador e uma segunda válvula dupla (31) para controlar o dito segundo atuador, em que cada válvula dupla (30, 31) tem uma entrada (40, 41, 54, 59), saída (42, 43, 97, 98), descarga (44, 99) e par de passagens de cruzamento (70, 71, 72, 73) respectivas, em que cada válvula dupla (30, 31) tem uma válvula piloto (34, 36, 47, 50) respectiva com uma entrada de piloto (75, 76, 77, 78), e em que cada válvula dupla (30, 31) tem um estado desativado, um estado acionado e um estado defeituoso;

Petição 870180054072, de 22/06/2018, pág. 6/14 pressurizar as ditas entradas (40, 41, 54, 59) com um fluido pressurizado;

pressurizar as ditas passagens de cruzamento (70, 71, 72, 73) usando o dito fluido pressurizado das ditas entradas (40, 41, 54, 59) enquanto as ditas válvulas duplas (30, 31) ficam, cada uma, em um estado diferente do dito estado defeituoso;

suprir fluido pressurizado de cada passagem de cruzamento (70, 71) respectiva da dita primeira válvula dupla (30) para uma entrada de piloto (77, 78) respectiva da dita segunda válvula dupla (31);

suprir fluido pressurizado de cada passagem de cruzamento (72, 73) respectiva da dita segunda válvula dupla (31) para uma entrada de piloto (75, 76) respectiva da dita primeira válvula dupla (30);

energizar cada válvula piloto (34, 36, 47, 50) respectiva de acordo com uma operação desejada dos ditos primeiro e segundo atuadores para mover de modo controlável as ditas válvulas duplas (30, 31) entre os ditos estados desativado e acionado respectivos e se uma das ditas válvulas duplas (30, 31) entra em um estado defeituoso, então despressurizar uma passagem de cruzamento (70, 71, 72, 73) respectiva, dessa maneira removendo o dito fluido pressurizado de uma respectiva das ditas entradas de piloto (75, 76, 77, 78) para fazer com que a outra das ditas válvulas duplas (30, 31) assuma o dito estado defeituoso.
8. Método, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que um piloto impulsionador (35, 47, 48, 51) respectivo é acoplado entre cada válvula piloto (34, 36, 47,50) e uma válvula dupla (30, 31) respectiva, quando uma válvula piloto (34, 36, 47, 50) respectiva é energizada então o dito fluido pressurizado de uma passagem de cruzamento (70, 71, 72, 73) respectiva é proporcionado para acionar o dito piloto impulsionador (35, 47, 48, 51) respectivo.
9. Método, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que cada piloto impulsionador inclui uma entrada de impulsionador (85, 88, 91, 94) respectiva, o dito método ainda compreendendo a etapa de:

suprir fluido pressurizado para cada entrada de impulsionador

Petição 870180054072, de 22/06/2018, pág. 7/14 (85, 88, 91, 94) respectiva de uma câmara de sincronismo (38, 39, 52, 53) correspondente recebendo fluido pressurizado de uma passagem de cruzamento (70, 71, 72, 73) respectiva.
10. Método, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado

5 pelo fato de que os ditos primeiro e segundo atuadores são compreendidos de uma embreagem (11) e um freio (12), respectivamente, de uma prensa de máquina (10).
11. Sistema de prensa de máquina (10) operável de uma fonte de fluido pressurizado caracterizado pelo fato de que compreende:

10 um atuador de freio (11);

um atuador de embreagem (12);

uma primeira válvula dupla (30) compreendendo:

uma primeira entrada (40, 41) para receber o dito fluido pressurizado;

15 uma primeira saída (42, 43) para acoplamento com o dito primeiro atuador (11);

uma primeira descarga (44);

um primeiro elemento de válvula (32) tendo um primeiro gatilho de entrada (60) e um primeiro redutor de fluxo (64);

20 um segundo elemento de válvula (33) tendo um segundo gatilho de entrada (61) e um segundo redutor de fluxo (65);

uma primeira passagem de cruzamento (70) acoplando de maneira fluida o dito primeiro redutor de fluxo (64) no dito segundo gatilho de entrada (61), e

25 uma segunda passagem de cruzamento (71) acoplando de maneira fluida o dito segundo redutor de fluxo (65) no dito primeiro gatilho de entrada (60);

uma segunda válvula dupla (31) compreendendo:

uma segunda entrada (54, 59) para receber o dito fluido pressu30 rizado;

uma segunda saída (97, 98) para acoplamento com o dito segundo atuador (12);

Petição 870180054072, de 22/06/2018, pág. 8/14 uma segunda descarga (99);

um terceiro elemento de válvula (45) tendo um terceiro gatilho de entrada (62) e um terceiro redutor de fluxo (66);

um quarto elemento de válvula (46) tendo um quarto gatilho de entrada (63) e um quarto redutor de fluxo (67);

uma terceira passagem de cruzamento (72) acoplando o dito terceiro redutor de fluxo (66) no dito quarto gatilho de entrada (63); e uma quarta passagem de cruzamento (73) acoplando o dito quarto redutor de fluxo (67) no dito terceiro gatilho de entrada (62);

um primeiro piloto (34) acoplado de maneira fluida com o dito primeiro elemento de válvula (32), o dito primeiro piloto (34) tendo uma primeira entrada de fluido de piloto (75);

um segundo piloto (36) acoplado de maneira fluida com o dito segundo elemento de válvula (33), o dito segundo piloto (36) tendo uma segunda entrada de fluido de piloto (76);

um terceiro piloto (47) acoplado de maneira fluida com o dito terceiro elemento de válvula (45), o dito terceiro piloto (47) tendo uma terceira entrada de fluido de piloto (77);

um quarto piloto (50) acoplado de maneira fluida com o dito quarto elemento de válvula (46), o dito quarto piloto (50) tendo uma quarta entrada de fluido de piloto (78);

uma primeira interligação acoplando de maneira fluida a dita primeira passagem de cruzamento (70) com a dita terceira entrada de fluido de piloto (77);

uma segunda interligação acoplando de maneira fluida a dita segunda passagem de cruzamento (71) com a dita quarta entrada de fluido de piloto (78);

uma terceira interligação acoplando de maneira fluida a dita terceira passagem de cruzamento (72) com a dita primeira entrada de fluido de piloto (75); e uma quarta interligação acoplando de maneira fluida a dita quarta passagem de cruzamento (73) com a dita segunda entrada de fluido de

Petição 870180054072, de 22/06/2018, pág. 9/14 piloto (76).
12. Sistema de prensa de máquina, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que cada um dos ditos pilotos (34, 36, 47, 50) compreende:

um piloto de três vias tendo uma entrada de fluido de piloto respectiva e uma entrada de controle elétrico.
13. Sistema de prensa de máquina, de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que cada um dos ditos pilotos (34, 36, 47, 50) ainda compreende:

um piloto impulsionador (35, 47, 48, 51) controlado pelo dito piloto (34, 36, 47, 50) para acionar um respectivo dos ditos elementos de válvula (32, 33, 45, 46).
14. Sistema de prensa de máquina, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que cada um dos ditos pilotos impulsionadores (35, 47, 48, 51) inclui uma entrada de impulsionador (85, 88, 91, 94) respectiva e uma saída de impulsionador (86, 89, 92, 95) respectiva, e em que as ditas entradas de impulsionador (85, 88, 91, 94) recebem fluido pressurizado da sua válvula dupla (30, 31) respectiva.
15. Sistema de prensa de máquina, de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato de que cada uma das ditas primeira e segundas válvulas duplas (30, 31) inclui primeira e segunda câmaras de sincronismo (38, 39, 52, 53) para suprir fluido pressurizado de uma passagem de cruzamento (70, 71, 72, 73) respectiva para um piloto impulsionador (35, 47, 48) respectivo.
16. Sistema de prensa de máquina, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que cada uma das ditas primeira, segunda, terceira e quarta interligações compreende uma linha de fluido (55, 56, 57, 58) respectiva se estendendo entre as ditas primeira e segunda válvulas duplas (30, 31).